Изменение уборочного индекса в процессе селекции и его влияние на урожайность пшеницы мягкой озимой

Актуальность темы

Вклад селекции в прирост урожайности во второй половине XX века по оценкам С. Гриб (1987), A.A. Созинова (1987) превышает 50%. J. Hesselbach (1985), F. Reinhard (1987) также называют цифру 50−60%. Внедрение в производство сорта Безостая 1 позволило повысить урожайность пшеницы на 40% (П.П. Лукьяненко, 1973). О роли селекции, генетического прогресса в увеличении валовых сборов зерна опубликовано много научных работ (С. Бороевич 1984; В. М. Шевцов 1998; Л. А. Беспалова 1998; Н. С. Васильчук 2004 и др.). Э. Д. Неттевич (2002) показал, что за счет селекции ежегодный прирост урожайности составил 0,61 кг с 1 га. Вклад новых сортов в повышение урожайности составляет по данным С. Бороевича (1971) 1%, Л. Балла и др. (1987) — 2,3%, Я. Валкоун и др. (1987) — 1,54−1,71% в год.

Многочисленные данные, посвященные сравнительному изучению старых и новых сортов зерновых культур, свидетельствуют о значительных преимуществах последних по способности в сравнимых условиях формировать более высокие урожаи зерна. Повышение производства зерна пшеницы связано с внедрением на больших площадях короткостебельных сортов интенсивного типа, характеризующихся укороченной, устойчивой к полеганию соломиной и более высоким соотношением зерна к соломе. Уборочный индекс является одним из признаков в триаде элементов структуры урожая, который наиболее тесно взаимосвязан с урожаем зерна. Многие авторы (П.П. Лукьяненко, 1975; С. Бороевич, 1984; Ю. М. Пучков и др., 1982) подчеркивают особую важность уборочного индекса (Кх03) при селекции на продуктивность и связывают увеличение урожая зерна у современных сортов с перераспределением биомассы в пользу хозяйственно-полезных органов при сохранении общего урожая биомассы. М. Singh, M.K. Upadhyay (1986), H.K. Jain (1986) считают, что Кх03 достиг своего предельного значения и дальнейший рост урожайности зерна возможен лишь при увеличении общего урожая биомассы. M.S. Swaminathan (1986), P. Hucl,.

R.J. Baker (1987), V.P. Kulshrestha (1988) предполагают возможность увеличения уборочного индекса еще на 20−25%.

Поэтому вопрос об изучении возможности дальнейшего увеличения доли зерна в общей биологической урожайности является актуальной проблемой.

Цель и задачи исследований Основная цель исследований заключалась в изучении изменения уборочного индекса пшеницы мягкой озимой в процессе селекции и в зависимости от агроэкологических факторов и возможности его дальнейшего увеличения.

Для достижения поставленной цели решали следующие задачи:

— провести ретроспективный анализ урожайности и ее структуры у сортов, созданных в процессе научной селекции;

— определить варьирование урожайности у сортов разных сортосмен;

— оценить эволюцию уборочного индекса (Кх03 ценоза, Кх03 побега, Кх03 колоса) в процессе селекции;

— выявить взаимосвязи между уборочным индексом, урожайностью и элементами ее структуры;

— выделить и оценить генотипическую и экологическую корреляции Кх03 с элементами структуры урожаяизучить влияние агроэкологических факторов на изменение уборочного индекса;

— уточнить возможность дальнейшего увеличения Кхоз при селекции на высокую урожайность.

Научная новизна исследований.

— впервые проведен ретроспективный анализ сортов пшеницы мягкой озимой разных периодов краснодарской селекции;

— доказано, что в результате научной селекции урожайность сортов пшеницы мягкой озимой увеличилась на 44,9 ц/га или 218,8%.

— подтверждена основополагающая роль уборочного индекса (rg -0,94, ге =0,24) и емкости ценоза (rg =0,88, ге =0,23) в увеличении урожайности пшеницы в филогенезе;

— впервые показано, что Кхоз побега может быть использован в качестве фонового признака при селекции на урожайность;

— впервые доказано, что выход зерна с колоса может быть использован в селекции на увеличение емкости ценоза.

Практическая значимость работы.

В результате селекционной работы в соавторстве создано 15 сортов, 10 из них: Есаул (2005), Мафэ (2006), Кума (2007), Первица (2008), Гром (2009), Сила (2009), Иришка (2009), Калым (2011), Протон (2011), Бригада (2012) внесены в Государственные реестры селекционных достижений, допущенных к использованию в производстве. Четыре сорта — Табор, Ольхон, Стан, Баграт проходят Государственное испытание. Выведенные сорта получили широкое распространение в производстве. Под урожай 2012 года они высеяны в Краснодарском крае на площади 356 тыс. га. Новые сорта позволят увеличить урожайность озимой пшеницы и ее стабильность.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Ретроспективный анализ результатов за период научной селекции;

2. Изменение уборочного индекса в филогенезе и онтогенезе;

3. Уборочный индекс, как главный фактор дальнейшей селекции на урожайность;

4. Десять созданных сортов пшеницы мягкой озимой, внесенных в Госреестр селекционных достижений РФ, допущенных к использованию по 6 и 8 регионам страны, а также включенные в Госреестры других стран: Узбекистан, Украина, Азербайджан, Молдова.

Апробация работы и публикация результатов исследований.

Основные положения диссертационной работы доложены и одобрены на научно-методических советах Краснодарского НИИСХ им. П.П.

Лукьяненко в 2000;2011 гг.- четвертой, пятой, шестой, седьмой и восьмой региональных конференциях молодых ученых «Научное обеспечение агропромышленного комплекса» в 2002;2006 гг.- второй и четвертой всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Научное обеспечение агропромышленного комплекса» в 2008, 2010 гг. в Кубанском государственном аграрном университете, г. Краснодармеждународной конференции, посвященной 50-летию создания сорта озимой мягкой пшеницы Безостая 1 «Безостая 1−50 лет триумфа» (Краснодар, 2005), международной конференции посвященной, 110-летию со дня рождения П. П. Лукьяненко, Краснодар, 2011.

По материалам диссертации опубликовано 11 работ, в том числе одна работа в научном издании, рекомендуемом ВАК. Получены десять патентов и десять авторских свидетельств на сорта пшеницы мягкой озимой.

Объём и структура диссертации. Диссертация изложена на 169 страницах печатного текста, состоит из введения, пяти глав, выводов, рекомендаций для селекционной практики, списка литературы из 271 источников, в том числе 94 на иностранных языках. Работа содержит 31 таблиц и 29 рисунков, 33 приложения.