Селекционная оценка образцов голозерного овса (Avena sativa subsp. nudisativa L.) в условиях северной лесостепи Западной Сибири тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 06.01.05, кандидат сельскохозяйственных наук Исачкова, Ольга Александровна

• Исачкова, Ольга Александровна
• кандидат сельскохозяйственных наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат сельскохозяйственных наук Исачкова, Ольга Александровна

Введение.

1 Происхождение голозерного овса. Закономерности роста и развития (обзор литературы).

1.1 Происхождение голозерного овса. История культуры.

1.2 Биологические особенности культуры.

1.3 Особенности вегетационного периода.

1.4 Урожайность голозерного овса и составляющие ее элементы.

1.5 Биохимические показатели качества зерна голозерного овса.

1.6 Основные болезни голозерного овса.

2 Условия, объекты и методика исследований.

2.1 Агроклиматическая характеристика зоны исследований.

2.2 Метеорологические условия в годы проведения исследований.

2.3 Объекты и методика исследований.

3 Селекционная оценка коллекционных образцов голозерного овса

3.1 Продолжительность вегетационного периода.

3.2 Элементы продуктивности образцов голозерного овса.

3.2.1 Густота стояния растений.

3.2.2 Высота растений и устойчивость к полеганию.

3.2.3 Продуктивная кустистость.

3.2.4 Морфобиологические особенности метелки.

3.2.5 Масса зерна с растения.

3.2.6 Масса 1000 зерен.

3.2.7 Урожайность.

3.3 Биохимические показатели качества зерна голозерного овса.

3.3.1 Белки.

3.3.2 Липиды.

3.3.3 Углеводы.

3.4 Устойчивость голозерного овса к болезням.

4 Результаты селекции голозерного овса.

Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Селекционная оценка образцов голозерного овса (Avena sativa subsp. nudisativa L.) в условиях северной лесостепи Западной Сибири»

Актуальность темы. Овес - одна из наиболее распространенных и важных зерновых культур возделываемых в Российской Федерации. Основные посевы сосредоточены в Центральном районе Нечерноземной зоны, Волго-Вятском регионе, Сибири, на Урале, Дальнем Востоке. Широкий ареал культуры связан с богатством экотипов овса и его хорошей приспособляемостью к условиям возделывания [1].

С развитием современных ресурсо- и энергосберегающих технологий возделывания сельскохозяйственных культур и переработки сырья повышается интерес к голозерным сортам овса. Самые интересные и популярные голозерные формы посевного овса имеют свое происхождение из горной северо-западной части Китая. Эти формы известны давно, в XVIII веке они были описаны как A. chinen-sis Metzg., то есть китайский овес. До последнего времени, это была довольно малораспространенная зерновая культура, хотя ею начали заниматься в начале XX века в США и Канаде. В настоящее время внимание к голозерным сортам овса усилилось и сейчас практически каждая Европейская страна имеет по одному и более голозерному селекционному сорту [2].

Голозерные сорта овса имеют существенные преимущества перед пленчатыми по содержанию и наилучшему соотношению в белке ряда незаменимых аминокислот, характеризуются богатым составом витаминов (Вь В2) и минеральных веществ, а также хорошими энергетическими свойствами, благодаря высокому содержанию масла [3]. В отличие от других зерновых культур, зерно овса имеет высокую биологическую ценность, которая не снижается по мере накопления белка [4].

Отечественными и зарубежными исследованиями установлены следующие преимущества использования зерна голозерного овса: при переработке на пищевые продукты выход готовой продукции увеличивается на 20-25 %; при кормлении голозерным овсом денежный доход на каждом килограмме прироста живой массы поросят выше на 3,0-3,5 % по сравнению с шелушенным овсом; включение в рационы кур-несушек до 40 % голозерного овса обеспечивает дополнительную прибыль и позволяет заменить в рационах часть дефицитного зерна кукурузы и пшеницы [5, 6].

Голозерный овес - это биологически и энергетически ценное продовольственное и фуражное сырье. Вместе с тем, существует ряд причин, ограничивающих успешную селекцию данной культуры и широкое внедрение сортов в производство. Это в первую очередь более низкая урожайность по сравнению с пленчатыми сортами [1, 7, 8, 9]. Так же одной из причин является сильное опушение зерновки, что затрудняет равномерный и качественный посев сортов в связи с тем, что семена зависают в семепроводах. При обмолоте растений и переработке семян обрушивается выпуклый зародыш, что снижает их посевные и технологические качества и ограничивает широкое использование таких сортов [10]. Голозерные сорта овса подвержены сильному поражению головневыми заболеваниями.

В России селекционные работы по голозерному овсу велись и ведутся не систематически. Так в Государственном реестре селекционных достижений находятся всего лишь семь сортов голозерного овса: Тюменский голозерный (НИИСХ Северного Зауралья, внесен в Госреестр РФ в 2002 г.), Левша (Кемеровский НИИСХ, внесен в Госреестр РФ в 2005 г.), Вятский голозерный (НИИСХ Северо-Востока, Фаленская СС, внесен в Госреестр РФ в 2007 г.), Голец (Красноярский НИИСХ, внесен в Госреестр РФ в 2008 г.), Сибирский голозерный (СибНИИСХ, внесен в Госреестр РФ в 2008 г.), Помор (Кемеровский НИИСХ, внесен в Госреестр РФ в 2011 г.), Тайдон (Кемеровский НИИСХ, внесен в Госреестр РФ в 2012 г.). Однако данного набора явно недостаточно, кроме того некоторые из них не полностью удовлетворяют запросам производства, так как не обладают комплексом хозяйственно-ценных качеств и экологической пластичностью.

Главным направлением селекции голозерного овса было и остается увеличение продуктивности, улучшение качественных показателей зерна. Для этого необходимо создание сортов не только с высоким потенциалом продуктивности и качества, но и устойчивостью к биотическим и абиотическим факторам среды. В этой связи создание сортов голозерного овса с высоким уровнем урожайности, выровненным и крупным зерном, устойчивых к полеганию и распространенным патогенам, в первую очередь к возбудителям головневых заболеваний, является весьма актуальным. Успешное решение этих и вновь возникающих проблем возможно лишь при наличии соответствующего исходного материала.

Цель исследований: провести комплексную селекционную оценку коллекционных образцов голозерного овса с выделением источников хозяйственно-ценных признаков, создать селекционный материал для условий северной лесостепи Западной Сибири.

Задачи исследований:

- определить оптимальную величину параметров вегетационного периода, структурных элементов продуктивности и качества зерна образцов голозерного овса мировой коллекции ВИР в условиях северной лесостепи Западной Сибири;

- выделить источники хозяйственно-ценных признаков для практической селекции;

- установить зависимость показателей урожайности и качества зерна от гидротермических условий вегетационного периода;

- провести анализ изменчивости признаков и определить их корреляционные связи для улучшения качества отбора;

- создать новый селекционный материал голозерного овса адаптированный к условиям северной лесостепи.

Научная новизна исследований. Проведена комплексная оценка образцов голозерного овса мировой коллекции ВИР, а также сортов и гибридов собственной селекции, выделены источники хозяйственно-ценных признаков, выявлены корреляционные связи показателей структурных элементов урожайности и признаков качества зерна. Создан новый перспективный селекционный материал и сорта, адаптированные к местным почвенно-климатическим условиям.

Практическая значимость работы. Дана характеристика генофонда голозерного овса применительно к задачам селекции на высокую урожайность и качество зерна в Западной Сибири. Выделенные коллекционные образцы, как по отдельным показателям, так и по комплексу хозяйственно-ценных признаков предложено использовать в качестве исходного материала при создании новых сортов голозерного овса.

Проведенный анализ изменчивости признаков и определение их корреляционных связей позволили выделить ряд параметров (оптимальная продолжительность вегетационного периода 91-101 день с периодами всходы-выметывание 3640 дней и выметывание-созревание 54-62 дня, озерненность метелки более 60 шт. и продуктивность метелки 1,0-1,5 г, показатели массы 1000 зерен 28-33 г и урожайности сорта в целом более 300 г/м ), способствующих повышению эффективности отбора в процессе создания нового сорта голозерного овса.

Выделен перспективный гибридный материал для создания сортов адаптированных к местным условиям. При творческом участии соискателя созданы пять сортов голозерного овса: Алдан (авторское свидетельство № 43995, патент на селекционное достижение № 3932 от 14.05.2008 г, доля авторства 40 %); Муром (авторское свидетельство № 46634, патент на селекционное достижение № 5008 от 16.12.2009 г, доля авторства 40 %); Помор (авторское свидетельство № 48647, патент на селекционное достижение № 5937 от 12.05.2011 г, доля авторства 40 %); Тайдон (авторское свидетельство № 51775, патент на селекционное достижение № 5894 от 06.04.2011 г, доля авторства 40 %); Гаврош (проходит Государственное испытание, заявка № 57902/8854334 с датой приоритета 01.12.2011 г, доля авторства 35 %).

Положения, выносимые на защиту:

- выделенные источники голозерного овса с комплексом хозяйственно-ценных признаков;

- перспективность сортов голозерного овса среднепоздней и позднеспелой групп спелости формирующих высокую урожайность в различных погодных условиях вегетационного периода;

- новый селекционный материал и сорта голозерного овса для условий северной лесостепи Западной Сибири.

Апробация работы. Результаты исследований доложены на заседаниях научно-методической комиссии и Ученого совета ГНУ Кемеровский НИИСХ (20032011 гг.), а так же представлены на научно-практической конференции «Адаптивные системы селекции и семеноводства» г. Колпашево, 2008 г., выездном заседании селекцентра Сибирского НИИРС проводимого на базе ГНУ Кемеровский НИИСХ, 2008 г, научно-практической конференции «Селекция сельскохозяйственных культур на устойчивость к абиотическим и биотическим стрессам» г. Барнаул, 2008 г., международной научно-практической конференции «Современные проблемы селекции и семеноводства сельскохозяйственных культур» пос. Крас-нообск, 2011 г., XI международной генетико-селекционной школе-семинаре «Современное состояние, приоритетные направления развития генетики, эпигенети-ки, селекции и семеноводства» пос. Краснообск, 2012 г., V международной научно-практической конференции «Новейшие направления развития аграрной науки в работах молодых ученых» пос. Краснообск, 2012 г.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 190 страницах машинописного текста. Состоит из введения, 4 глав, выводов, практических рекомендаций, библиографического списка и приложений. Содержит 49 таблиц, 25 рисунков, 31 приложение. Библиографический список включает 193 наименования, в том числе 21 на иностранных языках.

Заключение диссертации по теме «Селекция и семеноводство», Исачкова, Ольга Александровна

Результаты исследования показали, что меньшее выщепление пленчатых зерен проявляется в основном у сортов с высотой соломины 96-110 см входящих в среднепозднюю (91-100 дней) группу спелости (рисунок 3.7). а) б) 12 10 8

6 -4 -2 +0 8 7 6

5 -I— 4 — 3 — 2 — 1 —

50-61 62-71 72-81 82-95 96-110 1 11120

Высота растений, см 0

81-90 91-100 101-110 111-120 Период вегетации, дней

Рисунок 3.7 - Выщепление пленчатых зерен: а) различных по высоте растений; б) различных групп спелости

В зависимости от эколого-географического происхождения у сортов также наблюдаются различия по выщеплению пленчатых зерен. Небольшое выщепление пленчатых зерен свойственно для северной русской (1,1 %), лесостепной европейской (1,5 %), дальневосточной (1,6 %), китайско-монгольской (1,7 %) эколого-географических групп. Очень сильное выщепление характерно для сортов скандинавской (8 % по группе) и североамериканской (5,3 %) групп.

Из литературных данных известно, что признак голозерности обусловлен наличием доминантных аллелей генов N-1, N-2 и N-3, наличие хотя бы одной рецессивной аллели п-2 или п-3 обусловливает мозаичность проявления признака, а наличие сразу двух рецессивных аллелей п-1 и п-2 или п-3 - полную пленчатость зерновок [16, 82]. Поэтому для селекции голозерного овса важны генотипы с полным доминированием голозерности. Такие образцы присутствуют практически во всех эколого-географических группах. Причем преимущественно это староместные сорта среднепоздней группы спелости. Очень большое выщепление пленчатых зерен (более 25 %) присуще позднеспелым сортам селекции последних десятилетий из Бельгии, США и Канады при возможном использовании в скрещиваниях пленчатых сортов (таблица 3.19).