Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

'Документ'
…мир белых парусов, яркого солнца, сказочно - бирюзовой воды, прекрасных пляжей, старинных городов и средневековых замков – это «Балтийское Trojmiast...полностью>>
'Документ'
Если срок вашей аспирантуры в ИПК и К подходит к концу, то не плохо бы было подумать о предстоящей защите диссертации. Даже если вы не уверены в успе...полностью>>
'Документ'
Язык HTML. За последние годы разработки для Интернета эволюционировали от статических страниц до динамических информационных систем. Некоторое время ...полностью>>
'Документ'
Демократическое общество основным ориентиром ставит признание, соблюдение и защиту государством прав и свобод человека и гражданина. Именно с этой це...полностью>>

Теоретические и прикладные аспекты изучения селекционной ценности генофонда зерновых колосовых культур в аридных условиях нижнего поволжья

Главная > Автореферат
Сохрани ссылку в одной из сетей:

На правах рукописи

Тютюма Наталья Владимировна

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ПРИКЛАДНЫЕ АСПЕКТЫ ИЗУЧЕНИЯ СЕЛЕКЦИОННОЙ ЦЕННОСТИ ГЕНОФОНДА ЗЕРНОВЫХ КОЛОСОВЫХ КУЛЬТУР В АРИДНЫХ УСЛОВИЯХ

НИЖНЕГО ПОВОЛЖЬЯ

Специальности: 06.01.05 – селекция и семеноводство,

06.01.09 – растениеводство

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора сельскохозяйственных наук

Астрахань – 2009

Работа выполнена в Государственном научном учреждении Прикаспийском научно-исследовательском институте аридного земледелия Российской академии сельскохозяйственных наук

Научный консультант: доктор сельскохозяйственных наук,

доцент Туманян Антонина Федоровна

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Авдеев Юрий Иванович

доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Орлова Нина Семеновна

доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Дронова Тамара Николаевна

Ведущая организация:

ФГОУ ВПО Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия

Защита состоится 25 ноября 2009 г.____часов на заседании диссертационного совета Д 212.009.09 в Астраханском государственном университете по адресу: 414000, г. Астрахань, пл. Шаумяна, 1, Естественный институт АГУ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Естественного института Астраханского государственного университета по адресу: 414000, г. Астрахань, пл. Шаумяна, 1 и на сайте referatvak@

Автореферат разослан ______ 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент ___________ Ж.А. Зимина

Общая характеристика работы

Актуальность исследований. К важнейшим методологическим особенностям селекции растений относятся качественно новые требования к мобилизации мировых растительных ресурсов в плане сбора и использования генофонда растений, обладающих конститутивной устойчивостью к абиотическим стрессам (Жученко, 2005). Метеорологической службой многих стран установлено, что за последнюю четверть XX века среднегодовая температура приземного слоя воздуха на всех континентах возросла на 0,70С. Прогнозируется дальнейшее повышение температуры и к середине текущего столетия глобальное повышение ее возрастает на 2,50С. Предполагается и возрастание уровня засушливости климата на Европейской территории нашей страны, а сухие степи и полупустыни станут настоящими пустынями. В связи с этим возможно произойдет значительное снижение (до 20%) продуктивности сельскохозяйственных культур. Предполагаемое снижение урожайности зерновых культур в степных районах при потеплении с усилением засушливости (аридное потепление) составит до 20-40% (Иванов, 2003). По мнению Алькамо Д., Дронина Н. и др. (2003), повторяемость экстремальных климатических явлений, таких как засухи, приведут в основных зернопроизводящих районах юга России к снижению урожайности вдвое к 2020 году и втрое - к 2070 году.

При наметившихся климатических изменениях вопросы повышения устойчивости производства зерна яровых зерновых культур и стабилизации его качества должны решаться комплексно и, прежде всего, за счет сортов, хорошо приспособленных к аридным услови­ям. В этой связи важная роль отводится использованию адаптивных сортов, обладающих широким диапазоном реакций на изменяющиеся экологические условия, спо­собных стабильно реализовывать свой потенциал. Это предполагает поиск форм, обладающих оптимальной степенью выраженности признаков и свойств, благоприятным их сочетанием в одном генотипе, а также отбор сортообразцов с ценными хозяйственными признаками для использования их в селекционной работе. Поэтому изучение генофонда зерновых колосовых культур и их селекционной ценности для получения высокопродуктивных сортов с высоким качеством зерна является актуальным.

Нижнее Поволжье располагает возможностями для дальнейшего увеличения производства зерна, однако урожайность зерновых культур в настоящее время находится на очень низком уровне не превышающих 1,0 т/га.

Основными агротехнологическими факторами, влияющим на экологическую устойчивость интродуцированных и адаптированных к аридным климатическим условиям сортообразцов яровых зерновых колосовых культур, являются: определение оптимальных сроков посева, подбор экологически безопасных минеральных и бактериальных удобрений, а также биологически активных веществ.

Цель и задачи исследований. Основная цель исследований – изучение сортообразцов яровых зерновых колосовых культур из мировой коллекции ВИР различного эколого-географического происхождения и отбор наиболее перспективных сортообразцов для использования в селекционной работе для выведения высокопродуктивных скороспелых и засухоустойчивых сортов с высоким качеством зерна.

Для достижения цели решались следующие задачи:

- изучить разнообразие морфологических, биологических и хозяйственно ценных признаков коллекции сортообразцов яровых зерновых колосовых культур;

- изучить влияние абиотических факторов на рост и развитие сортообразцов яровых зерновых колосовых культур;

- выявить закономерности распределения сортообразцов по группам спелости;

- выделить перспективные засухо-, соле- и жароустойчивые сортообразцы яровых зерновых культур;

- выделить и создать в результате полевых и лабораторных исследований мирового генофонда яровых зерновых колосовых культур перспективный исходный материал как по отдельным, так и по комплексу хозяйственно ценных признаков и биологических свойств для использования в селекционной работе;

- определить эффективность применения минеральных и бактериальных удобрений и биологически активных веществ;

- определить оптимальные сроки посева;

- определить параметры модели засухоустойчивого сорта яровых зерновых культур для аридных условий Нижнего Поволжья;

- провести экономическую оценку возделывания яровых зерновых культур.

Исследования по теме диссертации выполнены в соответствии с программой фундаментальных и прикладных исследований РАСХН по заданию 04.02.02. «Выделить генисточники и доноры ценных признаков для селекции новых сортов и гибридов сельскохозяйственных культур, обеспечивающих экологически безопасное эффективное их возделывание».

Научная новизна работы. Впервые в аридных условиях Нижнего Поволжья проведены агроэкологические исследования мировой коллекции ВИР яровых зерновых колосовых культур из различных почвенно-климатических зон мира. Изучены сроки посева, влияние минеральных удобрений и бактериальных препаратов и биологически активных веществ на урожайность яровых зерновых культур. Выделены в результате полевых и лабораторных исследований перспективные сортообразцы, сочетающие высокую урожайность, засухо-, соле- и жароустойчивость для дальнейшего использования в селекционной работе. Разработан идиотип сортов яровых зерновых колосовых культур для аридных условий.

Практическая значимость. Подготовлены для передачи в Госсортоиспытание сорта яровой пшеницы Волжанка, ярового ячменя Солнечный и овса Астраханский. Разработана и внедрена сортовая агротехника для районированных сортов. Выявлены оптимальные сроки посева яровых зерновых культур на урожайность. Определены параметры модели засухоустойчивого сорта. На основе полученных в опытах данных сделаны выводы и даны рекомендации селекционерам Южного Федерального округа (исходный материал яровых зерновых культур по хозяйственно ценным признакам), и переданы семена новых сортов зерновых культур опытно-производственным хозяйствам для размножения и дальнейшего сортоиспытания.

Апробация работы. Результаты исследований по теме диссертации ежегодно докладывались на заседаниях Ученого совета института, на международных конференциях: на Международных научно-практических конференциях Прикаспийского НИИ аридного земледелия (ПНИИАЗ - 2002-2009 гг.), РУДН (2003 г.), на научно-практической конференции (Астрахань – 2003 г.), ФГОУ ВПО ВГСХА (2003-2008 гг.), на Всероссийской научно-практической конференции «Научное обеспечение производства зерна в России» (Зерноград, 2005 г.), ВНИИОЗ (2007-2008 гг.), ГНУ ВНИИГиМ (2008 г.), Кыргызского аграрного университета (2008 г.), межмуниципальной научно-практической конференции (с. Соленое Займище 2008г.), межрегиональной научно-практической конференции (с. Соленое Займище 2009 г.), конференции «Методы изучения продукционного процесса растений и фитоценозов» (Назрань 2009г.).

Публикация результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 82 научных работ, в том числе 11 в рецензируемых журналах ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 385 страницах машинописного текста, состоит из введения, 8 глав, выводов, содержит 23 рисунка и 71 таблицу. Список литературы ­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­включает 456 источников, их которых 54 иностранных.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Выделен из мирового генофонда яровых зерновых колосовых культур перспективный исходный селекционный материал как по отдельным, так и по комплексу хозяйственно ценных признаков и биологических свойств.

2. Влияние абиотических факторов на рост и развитие сортообразцов яровых зерновых колосовых культур различного эколого-географического происхождения. Перспективные засухо-, соле- и жароустойчивые сортообразцы.

3. Исходный материал яровых зерновых колосовых культур для селекции на качество.

4. Агротехнические приемы возделывания яровых зерновых культур в аридных условиях Прикаспия.

5. Параметры модели засухоустойчивого сорта яровых зерновых культур для аридных условий Нижнего Поволжья.

6. Экономическая оценка возделывания яровых зерновых культур.

Содержание работы

Глава 1. МИРОВЫЕ РАСТИТЕЛЬНЫЕ РЕСУРСЫ И ИХ

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

Генетические ресурсы должны играть все более важную роль в создании современных сортов сельскохозяйственных растений. У многих возделываемых культур внутривидовое разнообразие по ряду признаков, практически исчерпано. При этом генетическая база эксплуатируемых в растениеводстве сортов очень обеднена, что повышает риск их генетической уязвимости. Для преодоления реально существующей угрозы генетической эрозии возделываемого ассортимента растений нужно стремиться к возможно более полному включению генетического потенциала сельскохозяйственных растений и их сородичей в селекционные процессы. (Жученко, 2005). Увеличивается необходимость поиска исходного материала с целью решения задач адресной селекции для узкоспецифических условий и скрининга коллекций по новым признакам, приобретающим экономическую значимость.

Глава 2. УСЛОВИЯ, ИСХОДНЫЙ МАТЕРИАЛ

И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Полевые исследования проводились на полях Прикаспийского НИИ аридного земледелия, расположенного в Нижнем Поволжье на территории Черноярского района, Астраханской области, который является одним из самых северных районов области и наиболее благоприятен для возделывания яровых зерновых колосовых культур. Его координаты - 4755 с.ш. и 4610 в.д.

В годы исследований (2002-2008 гг.) среднесуточная температура воздуха за вегетационный период изменялась в среднем от +13,40С до 16,80С, при средней многолетней - +13,90С. Сравнительно прохладным были вегетационные периоды 2003 и 2008 гг., а наиболее жарким - 2007 год. Посевы проводились в третьей декаде марта - первой декаде апреля, когда температура воздуха составляла от +9,40С до +15,00С, а температура почвы на глубине 5 и 10 см была, соответственно, +4,50С и +1,50С. Самая высокая температура воздуха отмечена в июне и июле, когда завершен период формирования и идет процесс налива и созревания зерна. В отдельные дни температура воздуха повышалась до 400С, влажность воздуха падала до 20% и ниже.

Анализируя количество осадков и их распределение за период исследований, следует отметить неравномерность их распределения по фазам развития растений. Наибольший дефицит влаги ощущался в марте-апреле, а также - в июне, что отразилось на полноте всходов, на формировании элементов продуктивности, в связи с чем крупность зерновок, а также масса 1000 зерен в засушливые годы была ниже по сравнению с более благоприятными годами.

Анализ метеорологических условий за 2002-2008 годы свидетельствует о том, что условия вегетации за все годы исследований были в разной степени засушливыми, что подтверждается величиной гидротермического коэффициента, который был равен 0,3-0,4.

Объект исследований. В работе были использованы 636 сортообразцов яровых зерновых колосовых культур из них: 569 образцов пшеницы, 68 сортов ячменя, 55 ярового овса из коллекции ВНИИР им. Н.И. Вавилова, а также 10 лучших сортообразцов из ранее изученной нами коллекции.

Опыт 1. Изучение сортообразцов яровых зерновых культур, проводилось в богарных условиях. Образцы в 2002 году высевали в коллекционном питомнике на делянках площадью 1 м2 (по методике ВИР) с нормой высева 300-350 зерен в оптимальные сроки, сразу после просыхания почвы. Стандартом служили районированные в Астраханской области сорта: пшеница - Альбидум 28, ячмень - Южный, овес - Льговский 10/26, их размещали через каждые десять делянок. Лучшие образцы в последующие годы высевали в питомнике высокопродуктивных образцов в четырехкратной повторности на делянках 5 м2. Наблюдения, учеты проводились согласно «Методическим указаниям ВИР» (1985).

Агротехника опытов была общепринятой для данной зоны. Изучаемые сортообразцы размещались по черному пару. Все посевы осуществлялись вручную. Уход за коллекционными и высокопродуктивными образцами состоял в ручной прополке и сортовой прочистке. Уборку проводили вручную в конце восковой спелости - начале полной спелости. Обмолот снопов проводили на сноповой молотилке.

Опыт 2. Материалом для исследований служили 10 сортообразцов яровой пшеницы, выделившиеся в результате проведенных нами ранее исследований (Альбидум 28, Альбидум 29, Альбидум 188, Краснокутка 10, Камышинская 3, Саратовская 55, Nasta и 2 сорта из Алжира). Перед посевом семена обрабатывались бишофитом, бактериальными препаратами (флавобактерин, агрофил, мизорин, штамм 8, штамм 6) и были внесены минеральные удобрения с рекомендованной нормой для Нижнего Поволжья (N30P30K15). В качестве контроля - сорта высевались без обработки.

Образцы высевались в богарных условиях на делянках 10 м2 в 4-х кратной повторности. Предпосевная обработка почвы заключалась в бороновании черных паров, для обеспечения выравнивания и рыхления почвы, а также для сохранения влаги и частичного уничтожения сорняков. Перед посевом, который проводился вручную, была применена культивация на 8-10 см.

Опыт 3. Для изучения сроков посева яровой пшеницы в богарных условиях Нижнего Поволжья был заложен опыт с 5-ю сроками сева. Районированные сорта (Альбидум 28 и Краснокутка 10) высевались на площади 0,2 га в 4-х кратной повторности МТЗ-80 + СЗТ-3,6. Перед посевом проводилась культивация. На II, III, IV, V сроках – 2-4 культивации. I срок (контроль) высевался в общепринятые сроки для данной зоны, II – через 20 дней от I, последующие посевы – через 10 дней от предыдущих. Учеты проводились по пробным снопам в четырехкратной повторности. Уборка в 2002-2007г. осуществлялась комбайном «НИВА» (модернизированным для уборки мелких делянок), 2008г. - «Сампо».

Организация полевых опытов, проведение наблюдений и лабо­раторных анализов осуществлялось по общепринятым методикам, изложенным в следующих источниках: Методика опытного дела (Доспехов, 1979). Проводились следующие учеты и анализы:

- фенологические наблюдения в соответствии с ГОСТом 10842-64, согласно методике государственного сортоиспытания;

- густоту посевов и сохранность растений определяли в фазу полных всходов и перед уборкой урожая;

- влажность почвы по основным фазам развития яровой пшени­цы определяли термостатно-весовым методом (ГОСТ 27548-97) с последующим пересчетом % влаги в мм продуктивной влаги по­слойно в метровом слое почвы;

- степень развития болезней учитывали по общепринятым мето­дикам;

- биологическую активность почвы определяли по интенсивно­сти разложения целлюлозы (методом льняных полотен по Вострову и Петровой за период инкубации - посев-уборка в четырехкратной повторности по слоям 0...10, 10...20 и 20...30 см);

- в пробных снопах, отобранных перед уборкой, опре­деляли продуктивную кустистость, озерненность и продуктивность колоса, рассчитывали соотношение зерна к соломе. Массу 1000 зе­рен определяли по ГОСТ 28636-90, выполненность зерна по ГОСТ 10987-76, содержание, растяжимость и упругость клейковины по ГОСТ 3040-55 и 9404-60, выход и силу муки;

- учет фактического урожая яровых зерновых колосовых культур проводили с пло­щади всей делянки с пересчетом на 100% чистоту и 14% влажность (ГОСТ 27548-97);

- биоэнергетическая эффективность применения биопрепаратов определялась по совокупным затратам энергоресурсов на возделывание яровой пшеницы и накоплению потенциальной энергии в урожае основной продукции (Иванов, Наумов, Медведев, 2000).

- определение засухоустойчивости в фазу прорастания семян проводили по проценту прорастания семян в растворе сахарозы с высоким осмотическим давлением (Кожушко, 1988), а оценку образцов на солеустойчивость определяли по проценту прорастания семян в растворе NaCl (Удвоенко, Синельникова, Давывода, 1988) в лаборатории агро-химического анализа ПНИИАЗ.

Образцы оценивались на засухоустойчивость также посредством определения морфологических и физиологических параметров – опушенности листьев, воскового налета, цвета листьев, оводненности 3-го листа в фазу выхода в трубку. Определяли выполненность соломины и длину верхнего и нижнего междоузлий и второго снизу, а также длину, ширину, площадь листовой пластинки и длину влагалища флагового листа и остей колоса по методики ВИР (1985).

Для определения содержания белка использовали модифицированный в лаборатории ВИР коллометрический метод ускоренного определения азота (Чмелева, Тютерев, 1974), по точности не уступающий стандартному методу определения по Кельдалю, а по производительности значительно превышающий его.

Данные результатов исследований подвергались математиче­ской обработке методами дисперсионного и корреляционно-регрессионного анализов (Доспехов, 1979). Статистическую обработку результатов полевых опытов проводили на персональном компьютере с использованием программы АОК08 версия 2.06.

В изучение было включено 636 сортообразцов яровых зерновых колосовых культур из мировой коллекции ВНИИР, которые (по результатам изучения в различных природных зонах мира) были выделены как источники скороспелости и засухоустойчивости.



Скачать документ

Похожие документы:

  1. Педагогическая практика

    Педагогическая практика
    Рекомендовано к изданию Научно-методическим советом Балашовского института (филиала) ГОУ ВПО «Саратовский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского».
  2. Министерство образования и науки Республики Казахстан Восточно-Казахстанский государственный университет им. С. Аманжолова

    Монография
    В монографии с позиций системного подхода рассматриваются вопросы обеспечения экономической и продовольственной безопасности Казахстана. Дана комплексная оценка уровня национальной экономической и продовольственной безопасности республики.
  3. Практики

    Монография
    В монографии с позиций системного подхода рассматриваются вопросы обеспечения экономической и продовольственной безопасности Казахстана. Дана комплексная оценка уровня национальной экономической и продовольственной безопасности республики.

Другие похожие документы..