Способ отбора устойчивых к полеганию форм зерновых колосовых злаков
Владельцы патента RU 2382549:
Государственное научное учреждение Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Центрально-Черноземной полосы им. В.В. Докучаева Российской академии сельскохозяйственных наук (RU)
Изобретение относится к области селекции. Способ включает выращивание оцениваемых растений в естественных условиях, ручную уборку созревших растений и определение признаков стебля. При этом по окончании уборки у междоузлий одного и того же яруса стебля изучаемых образцов отрезают их части и определяют массу одинаковых по длине отрезков. В качестве устойчивых и высокопродуктивных отбирают растения с максимальной массой отрезка. Способ позволяет упростить процесс оценки устойчивости растений к полеганию и отбирать устойчивые и высокопродуктивные формы. 2 табл.
Предлагаемое изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к селекции сельскохозяйственных растений.
Полегание зерновых колосовых злаков - весьма неблагоприятный фактор при их возделывании. В зависимости от фазы развития растений полегание может снизить их продуктивность от нескольких до 30 и более процентов. Оно обуславливает также существенное снижение семенных и товарных качеств, затрудняет уборку и приводит к значительным потерям при уборке. В связи с этим устойчивость к полеганию находится под постоянным вниманием селекционеров. Предложено несколько способов оценки устойчивости растений к этому неблагоприятному фактору.
Наиболее распространенным и наиболее часто используемым способом является глазомерная оценка устойчивости растений к полеганию при их выращивании в поле (Практикум по селекции и семеноводству полевых культур. Под ред. Ю.Б.Коновалова. М.: Агропромиздат, 1987. - с.65). Недостатками этого способа являются субъективность оценки и непостоянство проявления этого фактора при выращивании растений в естественных условиях. В связи с этим предложено несколько способов оценки по косвенным показателям.
Так как устойчивость к полеганию в значительной мере зависит от прочности стебля на излом, то сконструированы специальные приборы, учитывающие этот показатель, который используют в дальнейшем для оценки и отборов наиболее ценных форм (Практикум по селекции и семеноводству полевых культур. Под ред. Ю.Б.Коновалова. М.: Агропромиздат, 1987. - с.73). Это требует дополнительных затрат и организации специального производства таких приборов. Для избежания этого используют другие косвенные признаки, в частности толщину стебля и анатомические признаки: количество проводящих пучков и их диаметр, степень развития механической ткани, скорость и степень склерификации клеточных стенок (Тетерятченко Г.К. Анатомический метод оценки исходного материала мягкой озимой пшеницы на продуктивность, морозостойкость и устойчивость к полеганию // - Научно-технический бюллетень ВНИИ растениеводства - 1984 - Вып.146 - С.28-32), диаметр проводящих пучков склеренхимы и паренхимы междоузлий, соотношение их большого и меньшего диаметров (а.с. 1759335), характеризующие прочность стебля. Недостатком анатомических методов является необходимость проведения большого количества срезов предварительно фиксированного для этих целей материала, что требует подготовки и использования довольно большого количества квалифицированного персонала, а также необходимость приобретения и использования при анализе оборудования и реактивов (микроскоп, окулярмикрометр, фиксирующие и красящие растворы и другого оборудования).
Наиболее близким к предлагаемому способу является способ оценки устойчивости к полеганию по коэффициенту устойчивости (Кобылянский В.Д. Рожь. Генетические основы селекции - М.: Колос - 1982 - с.91. Прототип.) Он предусматривает учет высоты растения, массы зерна с колоса, сопротивления второго снизу междоузлия стебля к излому и вычисление по специальной формуле коэффициента устойчивости. Недостаток этого способа в том, что он имеет ограничения (масса зерна с колоса должна превышать 1 г), необходимость учета большего количества признаков, в том числе и требующих специального прибора для определения сопротивления стебля излому.
Целью предлагаемого способа является упрощение процесса и сокращение затрат при оценке устойчивости растений к полеганию, а также использование полученных результатов для отбора не только устойчивых, но и высокопродуктивных форм.
Поставленная цель достигается тем, что в качестве критерия для оценки используется простой и поэтому общедоступный и интегральный показатель развития механических и проводящих тканей растения, от степени развития которых зависит не только прочность стебля, но и важнейшего элемента продуктивности растения - продуктивности колоса.
Для осуществления способа проводят следующие операции.
1. Выращивают растения в поле.
2. Убирают созревшие растения целиком вручную.
3. Проводят морфологический анализ убранных растений.
4. По полученным результатам косвенно определяют степень развития механических и проводящих тканей, от которой зависит устойчивость к полеганию и продуктивность растения.
Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.
Оцениваемые образцы растений высевают в поле и выращивают там до полного созревания. После созревания растения убирают целиком вручную. Проводят измерение любого из междоузлий одного и того же яруса стебля у всех изучаемых образцов, отрезают его и взвешивают, определяют массу одинаковых по длине отрезков, например 1 см. По этому показателю сравнивают изучаемые образцы между собой. При селекции на лучшую устойчивость к полеганию и продуктивность для дальнейшей работы отбирают образцы с большими значениями массы отрезка.
Пример. Взяты сорта, различающиеся по устойчивости к полеганию: МУП, Воронежская СХИ, Харьковская 55, Саратовская 5 и Таловская 12 (табл.1).
| Таблица 1 | |||||||
| Характеристика сортов озимой ржи, различающихся по устойчивости к полеганию | |||||||
| Сорт | Устойчивость к полеганию, балл | Длина 2-го снизу междоузлия, см | Масса, г | Урожайность, т/га | |||
| междоузлия | 1 см | зерна с колоса | 1000 зерен | ||||
| МУП | 2,74 | 13,8 | 2,125 | 0,154 | 0,92 | 24,6 | 3,15 |
| Воронежская СХИ | 3,32 | 13,3 | 2,221 | 0,167 | 1,15 | 24,3 | 3,78 |
| Харьковская 55 | 3,82 | 12,2 | 2,050 | 0,168 | 1,36 | 30,1 | 4,37 |
| Саратовская 5 | 4,48 | 10,8 | 1,966 | 0,182 | 1,42 | 32,6 | 4,85 |
| Таловская 12 | 4,51 | 9,9 | 1,762 | 0,178 | 1,34 | 27,8 | 4,29 |
Анализируя полученные результаты, отбираем сорта, у которых масса 1 см междоузлия наибольшая. К ним относятся Саратовская 5 и Таловская 12. Они отличаются наилучшей устойчивостью к полеганию и высокой продуктивностью колоса, преимущественно за счет более крупного зерна.
Анализ предлагаемого способа и известного (прототипа) позволил выявить ряд существенных признаков, характеризующих новизну предлагаемого способа (см. табл.2).
| Таблица 2 | |||
| Пооперационное сравнение предлагаемого решения с прототипом | |||
| № п/п | Операции | Прототип | Предлагаемый способ |
| 1 | Выращивание растений в естественных условиях | + | + |
| 2 | Уборка созревших растений | + | + |
| 3 | Измерение высоты растения | + | - |
| 4 | Измерение длины междоузлия | - | + |
| 5 | Определение сопротивления междоузлия излому на специальном приборе | + | - |
| 6 | Определение массы междоузлия | - | + |
| 7 | Определение массы зерна с колоса | + | - |
| 8 | Определение коэффициента устойчивости | + | - |
| 9 | Определение массы отрезка стебля | - | + |
Предлагаемый способ в сравнении с известными аналогами обладает рядом важных преимуществ.
1. Значительно упрощается анализ: учитывается всего лишь два признака - длина междоузлия и его масса. Это сокращает затраты сил и времени.
2. Учитываются особо ценные для селекции признаки: длина междоузлия и его масса. Длина междоузлия функционально связана с высотой растения, от которой в большой степени зависит устойчивость растения к полеганию, и поэтому селекция на устойчивость к полеганию в абсолютном большинстве случаев сводится к уменьшению высоты. Масса междоузлия косвенно характеризует степень развития механической и проводящей тканей, от степени развития которых также зависит устойчивость растения к полеганию.
3. Анализ устойчивости можно проводить в любое удобное для селекционера время.
4. Значительно удешевляется анализ, так как отпадает необходимость приобретения специальных приборов, оборудования и реактивов.
5. Выделенный по получаемому показателю материал ценный не только по устойчивости к полеганию, но и по продуктивности, в частности по продуктивности колоса: коэффициент корреляции между массой отрезка и массой зерна с колоса равен 0,899±0,253 (tфакт. при Р05=3,560 против tтабл.=3,182). Прототип позволяет выделить только устойчивый к полеганию материал. Из формулы определения коэффициента устойчивости к полеганию, приведенной в прототипе: У=(ПЗ/В)×10, где У - показатель устойчивости; П - прочность второго снизу междоузлия на излом; В - высота растений; 3 - масса зерна с колоса; 10 - масштабный множитель, следует, что пользование этим способом не исключает выделение образцов с высокой устойчивостью к полеганию, но малопродуктивных и наоборот - высокопродуктивных, но неустойчивых к полеганию.
6. Отличается высокой надежностью: коэффициент корреляции между массой отрезка и устойчивостью растений к полеганию равен 0,968±0,145 (tфакт. при Р05=5,678 против tтабл.=3,182).
Способ отбора устойчивых к полеганию форм зерновых колосовых злаков, включающий выращивание оцениваемых растений в естественных условиях, ручную уборку созревших растений и определение признаков стебля, отличающийся тем, что по окончании уборки у междоузлий одного и того же яруса стебля изучаемых образцов отрезают их части и определяют массу одинаковых по длине отрезков, а в качестве устойчивых и высокопродуктивных отбирают растения с максимальной массой отрезка.
