Изучение родительских форм для создания сорго-суданковых гибридов

Одним из направлений повышения продуктивности сорго-суданковых гибридов является селекционная работа по выведению и внедрению их в разных регионах страны. В процессе многолетней работы над созданием сорго-суданковых гибридов были достигнуты хорошие результаты: выведены гибриды, специально используемые на сено, силос или зелёную массу.

По данным Н.Е. Шашенок (1984) на Генической опытной станции проводилась селекционная работа по созданию сорго-суданковых гибридов и изучению их продуктивности. Наиболее продуктивные сорго-суданковые гибриды проявили в течении 5 лет сравнительно высокую продуктивность. Так раннеспелый гибрид Херсонский 9 превысил стандарт по урожайности зелёной массы в среднем за 5 лет на 22%, а сена на 17%; Херсонский 14 по урожайности зелёной массы на 35%, сена на 29%; Херсонский 17 превысил урожайность зелёной массы на 46%, а сена на 45%.

Чтобы получить хорошие всходы, необходимо строго соблюдать глубину заделки семян при посеве. Оптимальная глубина заделки семян на средних по механическому составу почвах при нормальной влажности - 4 см, а при подсыхании верхнего слоя почвы - до 7 см. Для получения дружных всходов посевы необходимо обязательно прикатать М.М.Когут, 1976г.). Анализируя научные источники, Б.Н.Малиновский (1984г.) что в зонах, где выпадает 400-500 мм осадков , 1га сорго-суданковых гибридов может в течение года содержать 10-12 дойных коров.

При использовании сорго-суданковых гибридов на зеленый корм необходимо учитывать, что в стеблях и листьях образуется в небольших количествах синильная кислота, поэтому для использования на зеленый корм необходимо отбирать гибриды, имеющие низкие показатели содержания синильной кислоты (А.Г.Ишин, 1987г.).

П.М.Шорин (1987г.) отмечает, что содержания синильной кислоты в зеленой массе сильно колеблется, и, чаще всего, она присутствует в минимальных дозах, не опасных для животных.

В практике сложилось мнение, что в отаве содержится больше синильной кислоты, чем в растениях первого укоса. Но ее накопление в отаве происходит в таких же количествах, как и у растений первого укоса. Однако в засушливые годы отаву рекомендуется скармливать животным после провяливания или использовать на силос, т.к. содержание синильной кислоты увеличивается. Азотные удобрения повышают содержание синильной кислоты на 5-17 мг, а фосфорные снижают на 1-2 мг на 100г абсолютно сухого вещества (Я.И.Исаков, 1982г.).

1.4 Использование эффекта гетерозиса в селекции новых гибридов

Явление гетерозиса, то есть мощного развития гибрида первого поколения по сравнению с родителями, впервые было открыто профессором ботаники Петербургской академии наук И. Кельрейтером (1940). В 1760 году он получил гибрид между двумя видами табака, где махорка была опылена перуанским табаком. Гибридные растения имели больший, чем оба родителя размер, обладали более интенсивным ростом, раньше и обильнее зацветали. Была отмечена повышенная жизнеспособность и продуктивности гибридного организма. Однако эти важные работы в тот период не получили своего развития и только спустя 117 лет Ч.Дарвин в 1877 году обнаружил, что растения кукурузы, полученные путём скрещивания, проявляли гибридную силу, оказались более высокорослыми, чем контрольные растения, полученные путём самоопыления. Он показал, что причина более мощного развития гибридных растений заключается в соединении качественно-различных половых клеток, которыми обладали сами отцовские особи (Ч.Дарвин, 1939).

Термин «гетерозис» был предложен Дж. Шеллом в 1914 году. Под гетерозисом он понимал увеличение жизненной силы, размера, плодовитости, быстроты развития, устойчивости к болезням и повреждения насекомыми или к различным неблагоприятным климатическим условиям. Этими качествами обладают гибридные формы растений, которые возникают как специфический результат разнокачественности, соединяющихся родительских гамет (Дж. Шелл,1908,1910, 1955).

Гетерозис следует рассматривать как результат комплексного действия в гибридном организме генетических, цитоплазматических, биохимических и физиологических факторов. В природе гетерозис свойствен всем организмам. Возник он вместе с появлением диплоидности и полового процесса. Он непосредственно связан с возникновением и совершенствованием в процессе эволюции перекрестного оплодотворения (Ю.Л.Гужов, Г.В.Гуляев, Х.Доскалов).

Гетерозис - увеличение мощности и лучшее развитие других признаков у гибридов по сравнению с родительскими формами. В природе гетерозис свойственен всем организмам. Он непосредственно связан с возникновением и совершенствованием в процессе эволюции перекрестного оплодотворения (Я.И.Исаков, 1976г.). Гетерозис представляет собой биологическое явление, выражающееся в превосходстве гибрида над родительскими формами. Он проявляется по самым разным признакам и свойствам гибридного организма, в большинстве случаев, довольно интенсивно, и зависит , в основном, от фенотипически выровненных пар, подбора их при скрещивании, генетической разнокачественности, эколого-географического происхождения и пр.

Селекционно-генетические исследования характера проявления гетерозиса показывают, что он может быть различных типов сравнении с родительскими формами.

Истинный гетерозис - превосходство гибрида по какому-либо признаку и свойством над лучшим родителем.

Гипотетический - превышение урожайности или другого признака над средним значением обоих родителей.

Трансгетерозис (конкурсный) - превышение гибрида по урожайности или какому-либо признаку над гибридом, включенным в Реестр сортов растений Украины, принятый за национальный стандарт.

По проявлению морфо-биологических признаков и свойств - гетерозис бывает репродуктивный, соматический и адаптивный (приспособительный).

Репродуктивный гетерозис выражается в лучшем развитии генеративных органов растений (повышенная фертильность, больший урожай семян, плодов, клубней, повышенная пыльцеобразовательная способность и др.).

При соматическом гетерозисе - у гибридов проявляется более мощное развитие вегетативных органов.

Адаптивный гетерозис выражается в повышении приспособляемости гибридных организмов к изменяющимся условиям внешней среды и их высокой конкурентоспособности в борьбе за существование.

Прибавка урожая за счет гетерозиса по всем сельскохозяйственным культурам составляет 15-20%. В первом поколении гетерозис проявляется чрезвычайно сильно. Однако не все гибриды проявляют его в одинаковой степени. При выведении высокогетерозисных гибридов основную роль играет подбор родительских пар, характеризующихся высокой комбинационной способностью. Комбинационная способность - способность линии при скрещивании давать высокогетерозисное потомство, она служит основным критерием для оценки той или иной самоопыленной линии. Комбинационная способность селектируемых линий нельзя оценить в самих растениях визуально, с помощью приборов или посредством каких-либо химических реакций. Для получения необходимых данных о комбинационной ценности существует пока один надежный путь - скрещивание с последующим испытанием гибридного потомства на продуктивность. Но комбинационная способность может проявляться и по другим признакам: облиственности, высоте растений, скороспелости. Комбинационная способность подразделяется на две категории - общую и специфическую.

Общая комбинационная способность (ОКС) линии - это способность давать гетерозисные гибриды при скрещивании с разными генотипами, как бы независимо от их наследственных достоинств. Это средняя величина гетерозиса, наблюдающаяся по всем гибридным комбинациям. Согласно А.Г.Ишину (1976г.) общая комбинационная способность проявляется в средней арифметической урожайности возможно большего количества гибридов, полученных от скрещивания исходного образца с различными тестерами- анализаторами.

Специфическая комбинационная способность (СКС) выражается отклонением от этой средней величины у той или иной комбинации. Она показывает способность линии или сорта проявлять гетерозис в конкретных комбинациях.

Необходимость и целесообразность такого разделения в понимании комбинационной способности была обоснована теоретически и доказана экспериментальным путем коллективом авторов. Эти же авторы разработали математические методы определения общей и специфической комбинационной способности (ОКС и СКС). Это является основой для получения высокогетерозисных гибридов.

Работы по гибридизации сорго начались в 1920 году в США. Гибриды первого поколения отличались быстрым ростом и высокой продуктивностью. Более широко начал проводить изучение гибридной силы у сорго А.В. Conner, R.E. Karper. Их гибриды, полученные от скрещивания сортов майло и фетерита, в первом поколении были в среднем на 66%, а во втором - на 40% выше своего более высокоурожайного родителя. Гетерозис проявлялся и по другим морфобиологическим признакам. R.E. Karper и J.R. Quinby, сравнивая по высоте растений, полученные ими гибриды сорго между группами Maйлo, Фетерита, Хигери и Гаоляном, сделали вывод, что гетерозис в первом поколении обусловлен взаимодействием рецессивных и доминантных признаков. Они же впервые ввели термин “комбинационная способность”, понимая под этим способность образцов скрещенных между собой проявлять в потомстве сильный гетерозис на продуктивность.

О проявлении гетерозиса у гибридов сорго первого поколения, полученных от скрещивания фертильных сортов, сообщалось учеными Индии. Полученные ими гибриды давали прибавку урожая зерна 25-201% по сравнению с более урожайными родительскими формами (Karper R., Quinby J,1937).

Исследования по гетерозису на урожайность и другим морфо биологическим признакам у гибридов первого поколения проводили различные ученые: J.D. Siegliger, Z.B. Aygagar, J.H. Martin. J.R. Guinby и установили, что гибридная сила у сорго проявляется чрезвычайно сильно. Они показали, что в течение 8 лет гибриды по урожаю превышали на 20% лучшие сорта и на 44% - средний урожай всех испытываемых сортов (Stephensen J.C). В различных штатах США прибавка урожая колебалась за счет гетерозиса от 7 до 29%. Даже в ряде штатов кукурузного пояса, особенно в засушливые годы, сорго по урожайности на зерно и силос не уступало кукурузе. Гибридам сорго здесь придается большое значение; в 1957 году было внедрено 7 гибридов, в 1959 - только в одном штате Оклахома испытывалось уже 35 гибридов зернового сорго, а в 1961 - в испытании уже было 85 (Емельянов И.Е , 1959) В 1959 году урожай сорго составил 20 ц/га, в 1966 - 30, а в последующее десятилетие - стали получать по 40 ц/га. B 1980-1984 гг. площадь под посевами сорго составила 6,12 млн. га при урожайности 34,5 ц/га.

Селекционная практика по сорго показала, что наибольший эффект гетерозиса проявляется у простых гибридов. Высокий урожай стерильных линий 25-30 ц/га позволяют создавать и быстро внедрять в производство простые гибриды. Их производство выгодно.

Таким образом, необходимо проводить исследования с целью выявления новых сорго-суданковых гибридов с высокими эффектами различных типов гетерозиса хозяйственно-ценных признаков, с последующим их районирование и внедрением их в производство.

2 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОЧВЕНО-КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ

2.1 Почвенный покров

Опыты проводились на опытном поле Крымского государственного агротехнологического университета, ныне Южного филиала НУБиП Украины «Крымский агротехнологический университет», расположенного в предгорной зоне Крыма, представляющую собой возвышенную холмистую равнину.

Почвенный покров предгорной зоны Крыма представлен черноземами южными карбонатными малогумусными средней мощности и развитых на красно-бурых глинах и темно-бурых суглинках.

Южные черноземы характеризуются следующими признаками: содержание гумуса в пахотном слое колеблется от 3,5 до 4,0% на глубине 60-70 см количество гумуса снижается до 1%. При этом он располагается в горизонте А, мощность которого составляет 25-27 см относительно равномерно. Мощность гумусовой толщи (А+В) наибольшая и колеблется в пределах 40-50 см. Запасы гумуса составляют около 240 тонн на 1 га. Сравнительно низкое содержание гумуса в значительной степени объясняется недостаточным увлажнением, длительным безморозным периодом, мягкой зимой, от чего биологические процессы в почве не прекращаются в течение целого года, лишь несколько ослабевая летом и зимой.

Почва отличается высокой карбонатностью уже в верхней части гумусового горизонта (вскипание от HCI начинается с поверхности, составляя 3,9 % от массы сухой почвы). В нижних горизонтах на глубине 15-20 см или глубже южный чернозём часто содержит гипс в виде мелких кристаллов, заполняющих поры пород, а иногда на этой глубине отмечается и повышенное содержание легкорастворимых солей.

Данные механического анализа свидетельствуют о глинистом составе этих почв. Содержание глинистых фракций превышает 50%, а физической глины 70%. Структура пахотного горизонта несколько хуже, чем подпахотного, что указывает на значительную выпаханность, распыленность и слабую устойчивость этих почв и ветровой эрозии. Пахотный и подпахотный горизонт южных черноземов хорошо агрегатированный и отмечается высокой скелетностью.

Равновесная плотность почвы составляет в слое 0-10 см 1,17-1,19 г/см3, 10-20 см 1,24-1,26 г/см3 и 20-30 см 1,26-1,28 г/см3.С глубиной в связи с уменьшением содержания гумуса, преобладания глинистой части, а также действием естественной силы тяжести и естественного уплотнения, средняя плотность почвы возрастает. Общая пористость высокая и с глубиной постоянно уменьшается.

Химический анализ показывает, что в карбонатных черноземах по профилю почвы не замечено особой дифференциации в содержании основных элементов минерального питания - железа, марганца, алюминия, фосфора, магния и других. Надо отметить, что содержание карбоната кальция с глубиной резко возрастает, что объясняется характером подстилающих материнских пород, состоящих из карбонатных суглинков и глин. Так, если в слое 0-10 см содержание карбоната кальция составляет 2,76 %, то на глубине 50-70 см оно возрастает до 21 %. Насыщенность кальцием обеспечивает вполне благоприятные физические и водные свойства этих почв, но так как подвижные формы фосфатов находятся в минимуме, то в связи с этим, почвы предгорья Крыма нуждаются во внесении фосфорных удобрений. Кроме того, для увеличения содержания гумуса необходимо вносить и органические удобрения. В целом почва опытного участка характеризуется благоприятными свойствами и в большей своей части пригодна для возделывания всех полевых культур, в том числе - сорго-суданковых гибридов и суданской травы.

2.2 Климат

Опытное поле Южного филиала НУБиП Украины «Крымский агротехнологический университет», где проводились опыты, расположено в типичных условиях предгорной зоны Крымского полуострова. Климат здесь умеренно-континентальный, характеризующийся неустойчивым увлажнением.

Среднегодовая температура +9,7С, средняя температура января -0,7С; июня +21,1С. Продолжительность безморозного периода 200-210 дней; сумма эффективных температур 3100-3200 С. Средняя многолетняя сумма осадков в районе Симферополя составляет 599 мм, с колебаниями в отдельные годы от 250 до 600 мм. Оптимальная влажность воздуха в среднем 75-80% весной, летом она снижается иногда до 20-30% и даже ниже.

Зима обычно довольно мягкая, иногда умеренно - холодная. Самые низкие температуры отмечаются в январе, реже в феврале. Однако морозная погода в большинстве случаев, не продолжительная и часто сменяется длительными оттепелями. Сумма осадков за зиму составляет 170 мм. Значительная часть осадков выпадает в виде дождей; снежный покров, если образуется, маломощный (10-15 см) и неустойчивый. Нередко бывают ледяные корки. Весна характеризуется медленным нарастанием температур, частыми похолоданиями в её начале. Лето, как правило, теплое, в июле - августе знойное с дневными температурами 24-40С.

Сумма осадков за лето составляет 165 мм, но большая их часть выпадает в виде ливней и не успевая просочиться стекает в понижения рельефа. Большинство ливней приходится на июнь-июль месяц. Иногда в июне вообще не выпадает дождей, часто налетают суховеи, в результате происходит запал растений, что в последствии приводит к снижению урожая.

Климатические условия предгорной зоны Крыма в целом благоприятны для возделывания сорго-суданковых гибридов и получения его высоких урожаев.

2.3 Метеорологические условия в годы проведения опытов

2007 год. В первую и вторую декады апреля среднесуточная температура варьировала от 6 до 9°С. В третьей декаде температура немного повысилась, дневные температуры достигали 15-18°С, а в ночное время опускалась до 2-4°. В отдельные дни наблюдались заморозки на поверхности почвы. Резкое нарастание температур началось с 26 апреля. Переход среднесуточной температуры воздуха через 10°С отмечен также 26 апреля. За месяц выпало 21 мм осадков, что на 15,8 мм или 46% меньше, чем среднемноголетняя норма и температура воздуха при этом также была ниже на 1,2°. Посев сорго-суданковых гибридов в первичных звеньях семеноводства начали с 29 апреля, так как прогнозировали на начало мая резкое нарастание температур.

В первой декаде мая, в дневное время, температуры поднимались до 28-30, во второй - до 32, а в третьей до 35°С. Среднесуточные температуры были также достаточно высокими и по декадам составили 14,8, 21,3 и 26,5°С, а в среднем за месяц - 20,9°С, что на 6,6° выше многолетних значений. Осадков не было (2,0 мм). Благодаря весенним запасам влаги и небольшим осадкам апреля месяца в таких жестких условиях сорго-суданковые гибриды смогли обеспечить дружные всходы на 6-7 день после посева.

В июне, на протяжении всего месяца, дневная температура воздуха варьировала от 26 до 33°С, а средняя составила 19,8оС в первую декаду, 24,2 - во вторую и 23,7 - за третью. В целом за месяц средняя температура была 22,5°С, что на 3,5С выше средней многолетней. Несмотря на высокие температуры, июнь характеризуется достаточным количеством осадков, которые выпали: в первой декаде - 21,3 мм и во второй 85,7 мм. В целом за месяц выпало 107 мм осадков, что было на 39% больше от средней многолетней нормы. Сочетание высоких температур и достаточной влаги способствовало ускоренному развитию межфазных периодов у сорго-суданковых гибридов.

Июль характеризуется еще более жаркой погодой. Максимальные дневные температуры достигали 40-42°С во второй декаде и 45 - в третьей. Ночные температуры также были достаточно высокими - 23-27°С. В этот период поверхность почвы днем нагревалась до 56-60°С, температура почвы на глубине 10 см повышалась к неблагоприятным для растений значений - 26-28°С, что на 3-5° превышала норму. Среднесуточная температура по декадам составила 25,5, 31,1 и 35,7°С. Среднемесячная температура была на 4,7° выше многолетней и составила 30,8°С. Осадки наблюдались только в первой декаде, выпало 17,5 мм вместо 63 по многолетним данным. Это составило недобор в 72% . Цветение сорго-суданковых гибридов проходило в таких условиях интенсивно и на 2-3 недели раньше обычного года.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7