Создание высокоурожайных сортов озимой мягкой пшеницы с высоким качеством зерна, пригодных для возделывания в орошаемых условиях

Создание высокоурожайных сортов озимой мягкой пшеницы с высоким качеством зерна, пригодных для возделывания в орошаемых условиях

В ходе исследований была проведена гибридизация с использованием сортов и сортообразцов из мировой коллекции мягкой озимой пшеницы. Созданы сорта озимой пшеницы Узбекистан-25, Навбахор, Ёгду, Азиз и широко внедрена система первичного семеноводства.

Аннотация статьи
гибрид
комбинация
селекция
коллекция
гибридизация
рост растения
масса 1000 семян
Ключевые слова

Актуальность и востребованность темы. По данным Kleffman Group, в 2019 году пшеница во всем мире выращивалась на 218 млн га. Более половины этих площадей, или точнее 122 гектара, приходилось в основном на ведущие мировые производители пшеницы. Пшеница в Индии выращивается на 30 млн гектарах, в России на 27 млн гектарах, в странах Европейского Союза на 26 млн гектарах, в Китае на 24 млн гектарах, а в Украине, Турции и Иране на 7 млн гектарах, что составляет 3% посевной площади пшеницы.

Наибольшие показатели урожайности были 6,4 тонны с гектара в Египте и в среднем 5,5-5,9 тонны с гектара в Китае и странах Европейского Союза. По урожайности Узбекистан занимает 4-е место с показателем 4,9 тонны с гектара, за ним следует Украина с показателем 4,1 тонны с гектара.

Мировое производство пшеницы в 2019 году составило 762,2 млн тонн. Производство зерна увеличилось на 3,9% по сравнению с предыдущим годом и на 6,7% по сравнению с 2011 годом.

Согласно прогнозам выращивания пшеницы на мировом рынке в 2020 году, в североафриканской стране Марокко засушливые условия негативно скажутся на урожайности пшеницы. Ожидается, что Алжир и Тунис получат относительно высокие урожаи, чем в предыдущие годы.

В южном полушарии ожидается высокая урожайность: 21,4 миллиона тонн в Австралии, по 20,3 миллиона тонн в Аргентине и Бразилии.

Материалы. В луговых почвах Центрального опытного поля НИИ зерна и зернобобовых культур будут использованы сорта и сортообразцы из мирового генофонда озимой мягкой пшеницы различных эколого-географических групп, а также перспективные сорта и гибриды популяций озимой мягкой пшеницы, рекомендованных к посеву на территории республики.

Методы исследований. В ходе эксперимента фенологические наблюдения, полевые и лабораторные анализы проводились по методике ВНИИ растениеводства [1]. Статистический анализ проводился по методике Б.А.Доспехова [2]. Гибридизацию проводили по методу Твелла, при определении степени превосходства (Nр) использовался метод Б.А. Гриффинга [3].

Результат. Гибридизация сортов и сортообразцов озимой мягкой пшеницы и наследование ценных хозяйственных признаков и характеристик.

Скрещивание будет осуществлено простым и сложным методами.

При создании новых высокоурожайных, высокоурожайных сортов озимой мягкой пшеницы наши исследования проводились по 4 направлениям [5] с использованием метода внутривидовой гибридизации селекции, в основном на основе индивидуального отбора.

В результате гибридизации новые формы, воплощающие признаки и характеристики нашей цели, также были отобраны посредством индивидуального отбора и индивидуального тестирования. Этот метод был и остается самым основным и эффективным методом отбора зерновых культур [6].

В 2004-2005 гг. была проведена гибридизация сортов и сортообразцов в 43 комбинациях простым и 76 комбинациях сложным методом среди родительских форм, отобранных из 58 сортов и сортообразцов озимой мягкой пшеницы, которые различаются эколого-географическим происхождением, биологическими характеристиками и имеют ценные хозяйственные характеристики и особенности. В процессе скрещивания от каждого образца отбирали по 5 колосьев, материнские формы для комбинаций кастрировали и оборачивали (изолировали) специально подготовленными пергаментными пакетами. С 25 апреля по 3 мая была проведена гибридизация отцовских опылителей сортов и экземпляров, отобранных в качестве отцовских форм при гибридизации.

Количество гибридных зерен, полученных в результате скрещивания, составило от 33 до 55 зерен, или от 44 до 73%. Наибольшая урожайность зерна составила 73% у гибрида Половчанка х КНИИСХ-L53, 72% у гибрида Крошка х КНИИСХ и 71% у гибрида Андижан-1 х КНИИСХ-L99. Самая низкая урожайность составила 33 зерна или 44% у гибридов Марс х 1967-14b-3, 51% у гибридов Марс х Тибет-5 и Дель 345 х Юбельная и 52% у гибрида Уманка х СА02-13.

Было замечено, что образование высокогибридных зерен зависит от происхождения отцовской и материнской форм, зрелости опылителя и семян, способности семян удерживать пыльцу.

Образовавшиеся в результате скрещивания гибридные зерна помещали на опытное поле по системе отец-гибрид-мать для сбора урожая следующего года.

Наследственность высоты растения. Хотя показатель высоты растения не является одним из морфологических признаков озимой пшеницы, он более тесно связан с тем фактом, что высота растения неразрывно связана с показателем его устойчивости к полеганию, что может оказать воздействие на урожайность.

Хотя высота растений не является фактором, определяющим продуктивность, долгосрочный отбор для каждого почвенно-климатического условия приводит к формированию своего собственного оптимального экотипа по высоте растений для каждого региона. В засушливых зонах размещение высокорослых сортов озимой пшеницы обеспечивает высокие урожаи.

Важность высоты растения, наследственности и передачи этого признака от поколения к поколению изучалась многими учеными.

В наших исследованиях анализ высоты и наследственности растений показывает, что этот показатель используется в генерации гибридов F1 Андижан-1xКНИИСХ, Дел-224 France x Ейкa, 22-2-30 x 415/15-3, Mars x СA02-233-1, Бобур x 495-91к -3-7-1, Дел 239 x Палпич показали высокое (hp = 1,1-2,7) доминирование в комбинациях и частичное (hp = 0,1-1,0) доминирование у гибридов в 13 комбинациях, 1 отрицательное доминирование гибрида Mars-A (hp = -0,1) наблюдалось в комбинации 1 x Чиллаки.

Наследственность длины колоса. Длина колоса. У осенних сортов мягкой и твердой пшеницы показатель длины короткого колоса по наследственности составляет 8 см, средняя длина колоса составляет 8-10 см, а длина длинного колоса более 10 см.

Длина колоса – важный признак формирования урожайности. Он содержит результаты многих исследований в ряде литературных источников о количестве расположенных в нем колосков, количестве зерен в колоске и его весе как главном показателе.

У гибридов, изученных в гибридном питомнике, длина колоса варьировалась от 8,0 до 11,0 см, а гибриды F1 демонстрировали высокую степень доминантности (hp = 1,1–5,6). Высокое доминирование у гибридов F2 наблюдалось с высоким (hp = 1,1–2,4) преобладанием у 14 комбинированных гибридов и частичным преобладанием (hp = 0,3–1,0) у 6 комбинированных гибридов. По этому показателю гибриды F3 не имели высокого (hp = 1,1) доминирования в комбинациях Андижан-1 x KNIISX-L99, частичного доминирования в 11 гибридных комбинациях (hp = 0,1-1,0) и отсутствия доминирования в гибридной комбинации Марс x SA02-233- 1.

Наследственность количества зерен в одном колосе. Количество зерен на колосе озимой пшеницы – один из показателей продуктивности растений.

У сортов озимой пшеницы общее количество зерна зависит от количества продуктивных стеблей и количества зерен в колосе. Показатель количества зерен в зерне имеет большое значение при селекции пшеницы.

В области селекции, ориентированной на продуктивность и научно обоснованных методов агротехники, селекционеру необходимо изучить и знать следующие структурные элементы, за счет которых формируется урожайность. Продуктивность растений характеризуется различными количественными характеристиками, которые, в свою очередь, являются результатом сложного взаимодействия генотипа и окружающей среды.

При анализе количества зерен в колосе в нашем исследовании было замечено, что у поколений гибридов F1 этот показатель составлял в среднем 40,4–43,7, что было выше, чем у родительских форм. При изучении этого показателя от поколения к поколению гибридизация показала высокую стабильность (hp = 1,1–3,6) во всех комбинациях. При анализе этого показателя для гибридов поколения F2 высокое (hp = 1,1-2,5) преобладание наблюдалось в 9 комбинациях и частичное (hp = 0,3-1,0) преобладание в 11 комбинациях. У гибридов F3 наблюдалось снижение этого показателя, изучаемые гибриды не показали высокого (hp = 2,0) доминирования в 1 гибриде Крошка x КНИИСХ, 2 комбинации Марс x Тибет и Дел 345 x Юбилей не показали доминирования (hp = 0,0 ) и частично в 10 комбинациях (hp = 0,1-1,0) преобладание и отрицательное (hp = -0,1-1,0) преобладание наблюдалось в 7 комбинациях.

Таблица 1

Наследственность высоты растений и длины колоса в поколениях озимой мягкой пшеницы F1 -F2 -F3 (2005-2008г.)

Наименование гибридов

Материнская форма

Отцовская форма

Высота растения, см

Материнская форма

Отцовская форма

Длина колоса, см

F1

hp

F2

hp

F3

hp

 

 

F1

hp

F2

hp

F3

hp

1.

Крошка х КНИИСХ “Узбекистон-25”

98,2

87,5

93,3

0,1

90,5

0,4

87,8

-0,9

8,9

7,9

10,1

3,4

9,6

2,4

8,9

1,0

2

Старшина х СА-99-45-1 “Ёгду”

87,9

94,2

92,2

0,4

91,7

0,2

89,5

-0,5

8,2

9,5

10,2

2,1

9,7

1.3

9,2

0,5

3

Половчанка х КНИИСХ-Л53. (“Навбахор)

105,1

90,2

99,5

0,3

99,2

0,2

97,7

0,0

9,2

7,8

10,4

2,7

9.8

1,9

9,1

0.8

4

Андижон-1 х КНИИСХ-Л99 (Азиз)

102,7

100,5

104,2

2,4

102,0

0,8

100.0

-1.5

9,8

8,2

10,2

2,4

9.8

1.9

9,3

1,1

5

Марс-1 х Чиллаки

105,9

89,2

97,5

-0,1

94,2

-0,4

91,0

-0,8

10,2

7,9

11,0

1,7

10,5

1,3

10,0

0,8

6

Дел - 243 х Крошка

89,5

98,2

95,6

0,3

94,7

0,2

90,0

-0,9

9,6

8,9

10,2

2,7

9,7

1,3

9,0

0,7

7

Старшина х СА02-13

87,9

97,5

95,8

0,7

93,5

0,2

90,7

-0,4

8,6

9,2

10,2

5,6

9.7

2.7

9,2

1,0

8

Дел- 207 х Палавчанка

100,2

105,1

103,2

0,2

102,1

-0,2

99,7

-1,2

8,3

9,2

10,0

2,8

9,5

1,7

9,1

0,8

9

Дел-224 х Ейка

88,2

91,2

93,7

2,7

92,9

2,1

92,5

1,8

8,5

8,2

9,0

4,3

8,7

2,3

8,5

1,0

10

Марс х СА02-233-1

105,9

97,2

107,2

1,3

105,9

1,0

103,9

0,5

10,2

8,2

11,0

1,1

9,8

0,6

9,2

0,0

11

Марс х Тибет

105,9

86,7

96,8

0,1

95,7

-0,1

94,9

-0,2

10,2

7,9

11,2

1,9

10,0

0,8

9,3

-0,4

12

Марс х Юбилейная

105,7

95,7

105,1

0,9

103,7

0,6

100,7

0,0

10,2

8,7

11,2

2,7

10,7

1,7

9,7

0,3

13

Дел 239 х Палпич

95,7

87,9

96,2

1,1

95,4

0,9

94,5

0,7

9,2

8,2

10,2

3,0

9,2

1,0

9,0

0,6

14

22-2-30 х 415/15-3

95,2

90,2

95,3

2,4

93,2

1,0

91,7

0,0

10,3

9,9

10,8

3,5

10,5

2.0

10.0

-0,5

15

Дел 345 х Юбилейная

93,2

95,7

94,7

0,2

93,5

-0,8

90,5

-3,2

9,7

8,7

10,9

3,4

9,5

0,6

9,1

-0,2

16

Уманка х СА02-13

102,3

97,5

100,2

0,1

101,5

0,7

98,9

-0,4

9,5

10,2

11,0

3,2

10,4

1,6

9,8

-0,1

17

Бобур х 495-91к -3-7-1

98,9

100,2

100,2

1,0

99,7

0,2

98,9

-1,0

10,7

9,2

11,0

1,4

10,5

0,7

10,0

0,1

18

Марс х СА02-131-2

105,9

97,2

103,5

0,5

100,9

-0,2

99,9

-0,4

10,2

9,7

10,9

3,8

10,0

0,2

9,7

-1,0

19

Марс х Тибет -5

105,9

85,1

104,5

0,9

100,7

0,5

100,0

0,4

10,2

8,0

11,0

1,7

10,2

1,6

9,9

0,7

20

Марс х 1967-14 б-3

105,9

90,1

100,5

0,3

99,7

0,2

98,9

0,1

10,2

8,7

11,0

2,9

10,5

1,1

9,5

0,1

Таблица 2

В F1 -F2 -F3 поколениях осенней мягкой пшеницы количество зерна в одной башне и наследственность веса 1000 зерновых (2005-2008 гг.)

Наименование гибридов

Материнская форма

Отцовская форма

Количество зерен на колосе, штук

Материнская форма

Отцовская форма

Масса 1000 семян, гр

F1

hp

F2

hp

F3

hp

F1

hp

F2

hp

F3

hp

1.

Крошка х КНИИСХ , “Узбекистон-25”

40,0

38,0

42,0

3,0

41,2

2,2

41,0

2,0

40,2

41,2

42,7

4,0

42,5

3,6

42,0

2,6

2

Старшина х СА-99-45-1 “Ёг

ду”

41,7

42,6

43,0

1,9

42,8

1,4

42,5

0,8

40,2

41,7

43,6

2,7

42,9

2,6

42,5

2,1

3

Половчанка х КНИИСХ

-Л53. “Навбахор)

40,8

42,5

43,3

2,0

42,9

1,5

42,5

1,0

41,4

40,2

43,2

4,0

42,2

2,8

42,0

2,0

4

Андижон-1 х КНИИСХ-Л99 (Азиз)

41,5

40,3

42,2

2.1

41,8

1.5

41,3

0,7

40,7

41,0

41,7

5,6

41,5

4,3

41,0

1,0

5

Марс-1 х Чиллаки

42,5

40,2

42,9

1,4

42,2

0,7

41,7

0,3

42,1

40,2

42,5

1,4

41,9

0,8

41,5

0,4

6

Дел - 243 х Крошка

40,7

40,0

41,6

3,6

41,0

1,9

40,6

0,7

39,7

40,2

41,0

4,2

40,8

1,4

40,5

2,2

7

Старшина х СА02-13

41,7

40,5

42,4

2,2

41,6

0,8

40,8

-0,5

40,2

43,2

44,7

2,0

43,0

0,9

41,7

0,0

8

Дел- 207 х Палавчанка

41,7

40,8

42,3

2,3

41,7

1,0

41,1

0,1

40,5

41,4

42,0

2,2

41,2

0,6

40,9

-0,1

9

Дел-224 х Ейка

39,3

41,2

42,6

2,5

41,5

1,3

40,6

0,4

39,7

42,2

43,2

1,8

41,8

0,7

40,9

-0,1

10

Марс х СА02-233-1

42,5

40,5

43,0

1,5

42,2

0,7

41,5

0,0

42,1

41,5

42,9

3,7

42,0

0,7

41,5

-1,0

11

Марс х Тибет

42,5

41,2

43,2

2,1

42,1

0,9

41,3

-0,9

42,1

38,2

42,6

1.9

41,9

0.9

40,1

-0,1

12

Марс х Юбленная

42,5

39,7

43,0

1,4

42,2

0,8

41,2

0,1

42,1

40,2

42,5

1,4

41,7

0.6

41,4

0.3

13

Дел 239 х Палпич

40,7

40,2

41,0

2,2

40,8

1,4

40,4

-0,2

40,1

41,7

42,9

2,5

41,9

1.3

40,9

0,0

14

22-2-30 х 415/15-3

39,7

40,2

40,4

1,8

40,2

1,0

40,1

0,6

41,7

39,7

42,2

1,5

41,1

0,4

40,5

-0.2

15

Дел 345 х Юбленная

40,3

39,7

40,8

2,7

40,4

1,3

40,0

0,0

41,0

40,2

41,9

3.9

41,0

1,0

40,7

0,3

16

Уманка х СА02-13

40,7

41,0

41,6

1,9

41,1

1,0

40,3

-0,1

43,7

43,2

44,7

5,0

43,2

-1,0

42,9

0,0

17

Бобур х 495-91к -3-7-1

41,5

40,9

42,0

2,7

41,7

1,7

41,0

-0,5

42,7

39,5

45,2

2.6

42,1

0.6

41,1

1,0

18

Марс х СА02-131-2

42,5

40,5

43,0

1,5

42,7

1,0

41,7

0,2

42,1

39,5

44,5

2.9

42,0

0.9

41,1

0.2

19

Марс х Тибет -5

42,5

41,2

42,7

1,3

42,1

0,4

41,4

-0,7

42,1

39,5

43,2

3,5

41,2

0.3

40,3

-0.4

20

Марс х 1967-14 б-3

42,5

39,7

42,7

1,1

41,5

0,3

40,6

-0,4

42,1

40,2

43,7

2.7

41,2

0,5

40,5

-0,7

Наследование индекса массы 1000 зерен. При создании высокоурожайных сортов озимой пшеницы важно следить за тем, чтобы основные элементы, определяющие урожайность, а именно количество продуктивных стеблей на единицу площади, количество зерен на колосе, вес зерна одного колоса и вес 1000 зерен были в оптимальных нормах. Индекс урожайности растения является одним из основных характерных признаков сорта и является наиболее важным в селекционной работе показателем. Это, в свою очередь, определяется различными количественными характеристиками, которые являются результатом сложных взаимодействий между генотипом и внешней средой, то есть длиной колоса, количеством зерен на колосе, массой 1000 зерен. У озимых сортов мягкой пшеницы индекс массы 1000 зерен является очень изменчивым признаком, может быть в диапазоне 26-56. На основании вышеизложенного в нашем исследовании также был проведен анализ наследования 1000 зерен вновь созданных гибридов.

Результаты анализов показывают, что у вновь созданных гибридов этот показатель составляет 41-44 г у гибридов F1. Обнаружено, что у всех гибридов F1 наблюдается преобладание над родительскими формами. Особенно высокое доминирование (hp-2.7-5.6) было в комбинациях скрещивания Андижан-1 x КНИИСХ-Л99 (Азиз), Усманка x СA02-13, Дел - 243 x Крошка, Крошка x КНИИСХ, («Узбекистан-25»), Половчанка x КНИИСХ -Л53 (Навбахор), Дел 345 x Юбилейный, Марс x СA02-233-1, Старшина x СA-99-45-1 («Ёгду»). При изучении этого показателя в поколении F2 было обнаружено, что 4 гибрида показали высокое доминирование, а 12 - частичное доминирование. По показателям массы 100 зерен высокое (hp = 2,0-2,6) преобладание у гибридов F3 было у комбинаций скрещивания Крошка x КНИИСХ, Старшина x СА-99-45-1, Половчанка x КНИИСХ, Дель-243 x Крошка, частично преобладание гибридов у 6 гибридов F3 (0,2-1,0), отрицательное доминирование в 7 (hp = -0,1-1,0) и доминирование в 3 комбинациях (hp = 0,0) не было обнаружено.

Текст статьи
  1. Методические указания по изучению мировой коллекция пшеници. Всероссийского научно-исследовательского института растениеводства. Ленинград. 1977.
  2. Griffing. B.A. Generalized treatment of nhe use of diallel crosses in quantitative inheritance, 1956. - Vol. 10, pt. 1. - P. 31-50.
  3. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). – Изд. 5-е, доп. и перераб. М.: Агро-промиздат, 1985.-351 с.
  4. Ковтун В.И., Самофалова Н.Е. Селекция озимой пшеницы на юге России: Кн, 2006. 480 с.
  5. Эгамов И.У. Основные направления селекции и семеноводства зерновых культур в орошаемых условиях Узбекистана // Журнал. «Актуальные проблемы современной науки» №3(106) 2019 год. ISSN-1680-2721, С.152-157.
  6. Egamov I.U. Quality grain indicators of newly created hybrid lines of winter soft wheat // Inernanional journal for innovative research in mulnidisciplinary field (ISSN: 2455-0620) VOL-5, ISSUE-4, Apr-2019. P.178-180.
  7. https://latifundist.com/rating/top-10-stran-proizvoditelej-pshenitsy-v-2019-godu
  8. https://agrovesti.net/lib/industries/cereals/mirovoe-proizvodstvo-pshenitsy-sostavit-758-3-mln-tonn-v-2020-godu.html
Список литературы
Ведется прием статей
Прием материалов
c 15 мая по 21 мая
Осталось 4 дня до окончания
Публикация электронной версии статьи происходит сразу после оплаты
Справка о публикации
сразу после оплаты
Размещение электронной версии журнала
25 мая
Загрузка в eLibrary
25 мая
Рассылка печатных экземпляров
02 июня