Дослідження продуктивності пшениці озимої селекції СГІ залежно від сортового складу в незрошуваних умовах ПОК "Зоря" Білозерського району Херсонської області

дипломная работа

СУЧАСНІ ПРОБЛЕМИ ВИРОЩУВАННЯ ПРОДОВОЛЬЧОГО ЗЕРНА ТА ОСОБЛИВОСТІ АДАПТАЦІЇ СОРТІВ ПШЕНИЦІ ОЗИМОЇ ДО ЗМІНИ АГРОКЛІМАТИЧНИХ УМОВ ПІВДНЯ УКРАЇНИ

озима пшениця сорт селекція

Сорт є одним із найважливіших факторів зростання виробництва сільськогосподарської продукції. Науковими дослідженнями встановлено, що за рахунок селекційних досягнень і впровадження у виробництво нових сортів і гібридів, урожайність окремих польових культур підвищується більше ніж на 50 % [1,2].

Кількісне і якісне поліпшення виробництва зерна пшениці озимої в Україні має забезпечуватись передусім за рахунок добору найбільш високопродуктивних та адаптивних сортів і повної реалізації їх генетичного потенціалу.

Сортовий потенціал мякої озимої пшениці величезний [3]. Щорічно у наукових установах створюються, вивчаються і підтримуються нові оригінальні сорти і форми озимої пшениці. Описати все генетичне різноманіття пшениці озимої практично неможливо, оскільки щороку її генофонд поповнюється новими варіантами морфобіотипів з різним спектром ознак і властивостей [4].

Україна з давніх часів славиться селекційними досягненнями по озимій пшениці. При створенні нових сортів особлива увага приділяється таким важливим господарським показникам як урожайність та якість зерна. У всіх селекційних установах і підрозділах проводиться інтенсивна робота з селекції на зимостійкість, посухостійкість, стійкість до різних фітопатогенів, до вилягання. У звязку з тим, що Україна має високу строкатість ґрунтово-кліматичних умов, зазвичай створення сортів привязане до певного регіону (зони) їх поширення і вирощування. У кожній екологічній зоні створюються і використовуються сорти конкретного екотипу [4].

Серед багатьох селекційних установ України найбільших успіхів у селекції озимої пшениці досягли Селекційно-генетичний інститут НААНУ (м. Одеса), Миронівський інститут пшениці, Інститут рослинництва ім. Юрєва (м. Харків), Інститут землеробства (м. Київ), Інститут агропромислового виробництва (м. Донецьк), Інститут фізіології рослин та генетики (м. Київ), Інститут зрошуваного землеробства південного регіону (м. Херсон) [4].

Особливо важливими для нашого регіону є досягнення Селекційно-генетичного інституту НААНУ, оскільки фахівці даної установи займаються виведенням сортів степового екотипу, найбільш адаптованих до ґрунтово-кліматичних і погодних умов Херсонської області.

Озима пшениця є однією з найбільш інтенсивних зернових культур [5]. Разом з тим генетичний потенціал даної культури реалізується недостатньо.

На сучасному етапі розвитку землеробства основним шляхом збільшення валових зборів зерна є ефективне використання сортових ресурсів озимої пшениці. В наш час значно скоротилися строки сортозаміни (до 5 - 6 років), що в поєднанні з удосконаленням технології вирощування дає підвищення урожайності зерна озимої пшениці [5].

Існує багато факторів, які впливають на продуктивний і адаптивний потенціал сорту. Одним із них є структура елементів урожаю, завдяки зміні якої в останні роки вдалося досягти значного приросту врожайності. В основному це стосується маси 1000 зерен, кількості зерен у колоску, подоланні не озерненості колосу, збільшення кількості продуктивних колосків [6].

Значення фактору сорту у підвищенні врожайності зерна пшениці озимої постійно зростає. Експериментально доведено, що підвищення врожайності на 50 - 55 % зумовлено комплексом агротехнологічних заходів, і на 25 - 30 % - біологічними особливостями сорту [7].

За результатами досліджень Пильнєва [8,9] завдяки селекційним досягненням урожайність озимої пшениці на півдні України за останні 75 років зросла на 80 %, або на 26,4 ц/га. При цьому основними змінами у морфології рослин є зниження їх висоти, збільшення продуктивності основного і бічних пагонів, підвищення озерненості колоса та зростання маси 1000 зерен. Крім того, великий вплив має і зміна тривалості як вегетаційного періоду в цілому, так і окремих міжфазних періодів. Згідно даних [10], збільшення тривалості періоду колосіння - стиглість зумовило збільшення урожаю зерна від 49 до 89 кг/день.

Високий продуктивний потенціал сортів степового екотипу зумовлений ще й здатністю інтенсивно використовувати світло короткого дня [11].

Кумаков [12] вважає, що велике значення для зростання урожайного потенціалу має підвищення фізіологічної активності асиміляційного апарату і кореневої системи, а подальше збільшення маси зерна без збільшення асимілюючих органів можливе за рахунок перерозподілу продуктів фотосинтезу між колосом і соломиною до певної межі. У звязку з цим одним із напрямів сучасної селекції сортів озимої пшениці є пошук форм з підвищеною активністю асиміляційного апарату.

Незважаючи на те, що урожайність зерна озимої пшениці майже на 50 % залежить від сортових особливостей, очевидним є факт, що одні генотипи відносяться до групи високопродуктивних, а інші - до генотипів меншої інтенсивності. Це доведено спеціальними дослідженнями по визначенню успадкування ознак потенціалу врожайності [13]. У той же час міжнародними випробуваннями сортів доведено, що жоден сорт не займає перше місце за врожайністю кожен рік або у всіх зонах вирощування. Тобто кожен сорт має свій генетичний потенціал продуктивності, який максимально розкривається лише за наявності визначених агроекологічних умов. Спадковий урожайний потенціал сорту ще не може гарантувати стабільно високої врожайності за відсутності у нього пристосовуваності до умов середовища.

Загалом величина врожаю зерна озимої пшениці залежить від таких факторів: число продуктивних рослин на одиницю площі; число продуктивних колосків на рослині; число зерен у колосі; маса 1000 зерен.

Селекційна практика показує, що великого значення зараз набуває ще й такий фактор, як синхронність розвитку пагонів різного порядку [14, 15, 16], і під час розробки моделей нових сортів можна казати про намагання «синхронізації» розвитку пагонів.

Крім усього вищевказаного, важливим напрямком селекції сортів озимої пшениці є селекція на адаптивність. Розвиток виробництва зерна пшениці на даний час багато в чому базується на постійному збільшенні адаптивності рослин, тобто здатності пристосовуватися до абіотичних і біотичних умов навколишнього середовища [4]. При цьому адаптація рослин досягається завдяки їх модифікаційній і генотиповій мінливості. В обох випадках мінливість є стрижнем формування адаптивності і продуктивного потенціалу.

Основними характеристиками, що використовуються для визначення мінливості сорту та її впливу на його адаптивність, є пластичність і стабільність.

Пластичність є фізіологічною характеристикою сорту. Вона специфічна для певної ознаки і по відношенню до певних факторів навколишнього середовища. Це здатність до адаптивної мінливості ознак організму і має в основному модифікаційний характер, проявляється в онтогенезі. Важливо враховувати, що пластичність одних ознак або властивостей через інтегрованість та кореляційні звязки може призвести до стабільності інших, більш складних ознак, і сприяти таким чином підвищенню адаптивності рослин і агроценозу в цілому [17].

Формулюючи узагальнене визначення адаптивності, можна сказати, що під адаптивним потенціалом розуміється здатність рослин до виживання і відтворення завдяки взаємозвязаному функціонуванню генетичних систем онтогенетичної та філогенетичної адаптації [18]. Науковими дослідженнями доведено, що проблема поєднання адаптивного і продуктивного потенціалів можлива завдяки розумінню інтегрованості адаптивних реакцій рослин в онтогенезі і філогенезі, яка генетично детермінована.

Адаптивний потенціал озимої пшениці варто оцінювати як на рівні сорту, так і на рівні агрофітоценозу. Сорт - один із найбільш важливих факторів агроекологічної стабільності фітоценозу в аспекті його продуктивності і якості продукції. Адаптивний потенціал рослин сорту зумовлює їх екологічну стійкість і продуктивні можливості в конкретних агровиробничих умовах. З метою одержання максимального урожаю ознаки продуктивності і стійкості повинні бути узгоджені так, щоб у кожному окремому випадку вони найкращим чином відповідали умовам зовнішнього середовища [19].

Проблема поєднання високого продуктивного потенціалу та екологічної стійкості - одна з ключових проблем сучасної селекції. Кожен з існуючих на даний час сортів озимої пшениці має свої власні особливості, які виражаються в неоднаковому реагуванні на ґрунтово-кліматичні умови вирощування, агрофон, наявність доступної вологи, і як наслідок, в різній їх інтенсивності [20, 21, 22, 23, 24]. Ігнорування біологічних особливостей сортів озимої пшениці є однією з причин нереалізованого потенціалу продуктивності та величезних недоборів зерна.

Основними показниками адаптивності сортів озимої пшениці є зимо-, посухо-, жаростійкість, стійкість до вилягання і проростання в колосі, стійкість до фітопатогенних організмів.

Втім, не лише рівень урожайності є основним показником, на який спрямовується селекційний процес. Не менш важливою задачею селекціонерів є створення таких сортів пшениці, які б забезпечували високоякісне зерно за будь-яких агроекологічних умов вирощування культури. Основними показниками якості зерна пшениці є вміст сирої клейковини, вміст білку, якість клейковини (індекс деформації).

В минулому українські пшениці мали всесвітню славу, якій слід завдячувати перш за все високому вмісту сирої клейковини (35 - 40 %) [25]. Сприяли цьому як ґрунтово-кліматичні умови, так і наявність високоякісних сортів інтенсивного типу.

Вміст і якість клейковини та білку в зерні пшениці залежить від багатьох зовнішніх факторів, таких як агрофон, збалансованість живлення, вологозабезпеченість рослин, якість обробітку ґрунту та сівби і т. д. Втім, не менш важливим тут виступає і фактор сорту. Так, в залежності від сортової приналежності та умов вирощування, вміст білку в зерні пшениці може коливатися у межах 8 - 9 до 20 - 21 % [26].

Таким чином, під час створення нового сорту селекціонери на сучасному етапі розвитку науки мають переслідувати такі завдання як:

1) висока зернова продуктивність;

2) адаптивність до умов вирощування в певній агробіологічній зоні;

3) висока якість зерна;

4) максимізація виходу якісної продукції з одиниці площі за умови зменшення витрат на інші фактори виробництва (пестициди, добрива, агротехнічні заходи).

Екологічні та виробничі сортовипробування - важливий етап масового впровадження нового сорту у виробництво. Крім того, що кожен заявлений сорт проходить Державне сортовипробування, більшість дослідних станцій та науково-дослідних установ, а нерідко і виробники, також проводять екологічні сортовипробування на своїх дослідних полях. Це проводиться з метою пересвідчення в тому, що даний сорт дійсно є придатним і перспективним до використання у конкретних виробничих умовах, має заявлені оригінатором продуктивні властивості та є адаптивним для даних умов вирощування [27]. В деяких випадках НДІ або представники виробництва проводять сортовипробування у нетипових для масової практики вирощування умовах (наприклад, сортовипробування озимої пшениці в умовах вирощування у рисовій сівозміні [28]) задля того, щоб отримати обєктивні дані про можливості впровадження досліджуваних сортів у конкретних, специфічних агровиробничих умовах.

На даний час існує достатньо дослідних даних щодо результатів екологічних сортовипробувань різних сортів озимої пшениці в умовах науково-дослідних установ та інститутів. Переважна більшість із них стосується зони Лісостепу України та високоінтенсивних сортів походженням з різних селекційних установ. Зокрема, велика кількість виробничих сортовипробувань була проведена з такими сортами Інституту фізіології рослин пшениці і генетики НААНУ як Смуглянка, Золотоколоса, Фаворитка. На дослідних ділянках в Державному сортовипробуванні ці сорти показали рекордну врожайність у 115,2, 117,3 та 124,1 ц/га відповідно [29]. А під час виробничого сортовипробування сорту Фаворитка в умовах СФГ «Ладіс» Черкаської області було одержано 131,2 ц/га зерна в умовах зрошення. Великий внесок у справу випробування сортів пшениці озимої відіграють такі наукові установи як Білоцерквівська науково-дослідна селекційна станція, Інститут рослинництва ім. Юрєва, які проводять регулярні сортовипробування нових сортів власної селекції [30]. У 2008 році вперше на території України було проведено сортовипробування сорту шарозерної озимої пшениці Краснодарської селекції Шарада [31].

Значний внесок у справу розвитку селекції нових високоінтенсивних та адаптивних сортів степового екотипу зробили вчені Інституту зрошуваного землеробства Південного регіону НААНУ, зокрема, Орлюк А. П., Базалій В. В., Гончарова К. В., Лазер П. Н. та ін. Вченими Херсонщини було створено ряд перспективних і високо адаптивних до умов посушливого Степу України сортів озимої пшениці, таких як Овідій, Кохана, Херсонська безоста, Дріада-1. Крім того, регулярно проводяться польові сортовипробування новостворених сортів, їх порівняння з аналогами селекції інших установ [32, 33, 34, 35].

Деякі дослідники проводять крім польових ще й вегетаційні сортовипробування [36]. Так, є вегетаційні дослідження присвячені характеристикам проростання насіння різноманітних сортів озимої пшениці [37].

Існує також ряд сортовипробувальних досліджень з впливу поширених росторегуляторів (зокрема, хлормекват-хлориду) на різні за генотипом сорти озимої пшениці [38, 39], які вказують на те, що ефективність застосування росторегулюючих засобів є ефективною лише для конкретних морфотипів рослин озимої пшениці.

Великий внесок у справу наукового сортовипробування зробили вчені та селекціонери СГІ НААНУ. Ними в останні десять років було проведено ряд досліджень із сортами пшениці озимої власної селекції, направлених на вивчення толерантності різних сортів до дії росторегулюючих гербіцидів [40].

Значну частку екологічних сортовипробувань становлять досліди з порівнянням кінцевої щільності продуктивного стеблостою [41], періодів та строків вегетації рослин пшениці [42]. Особливо цікавими для виробничників є дослідження розподілу сортів різних екотипів за якісними показниками зерна [43].

На базі СГІ НААНУ було проведено дослідження з порівняльної ефективності мінерального живлення за NPK у різних сортів озимої пшениці при різних екологічних умовах вирощування, що дозволили виділити кращі високоінтенсивні сорти озимої пшениці та найбільш витривалі до несприятливих погодних умов і низьких агрофонів [44, 45, 46, 47]. Цінними також є і досліди з порівняння польової схожості різних екотипів сортів за різних агроекологічних умов вирощування [48, 49, 50].

Однією із провідних вітчизняних селекційних установ, що створює сорти пшениці озимої саме для вирощування у степовій зоні України є Селекційно-генетичний інститут НААНУ (м. Одеса). Фахівці інституту створили велику кількість високопродуктивних і адаптивних сортів озимої пшениці, що на даний час є стандартами для виробництва. Це такі сорти як Куяльник, Селянка, Одеська 267, Альбатрос одеський і багато інших. Практично всі сорти, створені в СГІ за останні роки - це сорти степового екотипу, адаптовані до посушливих умов півдня України. Саме через високу поширеність сортів одеської селекції у виробництві в господарствах Херсонської області було вирішено за доцільне провести 2-річні дослідження з сортовипробування нових і перспективних сортів селекції СГІ на базі типового господарства ПОК «Зоря» Білозерського району. Нижче наведено стислу характеристику досліджуваних сортів озимої пшениці.

Сорт-стандарт Куяльник. Різновид еритроспермум. Особливістю сорту є висока озерненість колосків, що при високій кущистості забезпечує сорту значні прибавки урожаю. Висота рослин 92-100 см. За тривалістю вегетаційного періоду належить до середньоранньої групи стиглості (270-275 днів). Зимостійкість сорту - середня. Стійкий до збудників летючої сажки, фузаріозу колосу, септоріозу. Середня урожайність сорту складає 56,3-67,7ц/га. Зерно високої якості, добрий поліпшувач борошна слабких сортів.

Сорт Ужинок. Різновид еритроспермум. Сорт універсального або інтенсивного типу, степової екології. Урожайність зерна 74,3 ц/га. Сорт середньоранній. Рослини середньо рослі (85 - 95 см). Сорт має вище середню морозостійкість, високу зимостійкість і жаростійкість. Стійкий до грибкових захворювань, вилягання, осипання і проростання на пні. Маса 1000 зерен 37 - 41 г. Належить до групи сильних пшениць.

Сорт Землячка. Різновид еритроспермум. Сорт інтенсивного типу універсального використання на різних агрофонах. Середньостиглий - вегетаційний період 280 - 286 днів. Рослини сорту середньо рослі (94 - 105 см). Сорт стійкий до вилягання, осипання та проростання зерна в колосі. Сорт є стійким до найпоширеніших хвороб: борошнистої роси, бурої, стеблової та жовтої іржі, толерантний до фузаріозу колоса. Сорт вирізняється витривалістю до низьких агрофонів та відхилень в технології вирощування культури. Підвищена озимість і морозостійкість дозволяють використовувати строки сівби в більш широкому інтервалі, ніж для інших сортів. Висока врожайність забезпечується за рахунок високої озерненості колоса та крупності зерна. Маса 1000 зерен 38 - 44 г. Максимальна врожайність - 101,4 ц/га. Сорт належить до сильних пшениць.

Сорт Безмежна. Різновид еритроспермум. Сорт інтенсивного типу універсального використання на різних агрофонах і попередниках. Середньостиглий - вегетаційний період 280 - 285 днів. Середньорослий (91 - 95 см), стійкий до вилягання, осипання, проростання зерна в колосі. Має винятково високі морозо, зимо, посухостійкості. Має польову стійкість до основних захворювань: бурої та стеблової іржі, сажкових хвороб, борошнистої роси. Відноситься до групи надсильних пшениць.

Сорт Бунчук. Різновид еритроспермум. Сорт високоінтенсивного степового екотипу, придатний для вирощування на різних агрофонах. Максимальна врожайність - 89,4 ц/га. Особливостями сорту є висока продуктивна кущистість і озерненість колоса (55 - 65 зерен у колосі). Сорт середньоранній, тривалість вегетаційного періоду 278 - 283 дні. Рослини сорту короткостеблові (85 - 95 см), стійкі до вилягання, осипання і проростання зерна на пні. Сорту притаманна висока посухо-жаростійкість, а також групова стійкість до хвороб: бурої іржі, борошнистої роси, септоріозу колоса, сажкових хвороб. Рослинам сорту притаманне ериктоїдне розташування листя. Належить до типу сильних пшениць.

РОЗДІЛ 2

УМОВИ, МЕТОДИКА ТА АГРОТЕХНІКА ПРОВЕДЕННЯ ДОСЛІДЖЕНЬ

Делись добром ;)