Creșterea grâului pentru agricultura irigată

Soiurile cu tulpini scurte și mijlocii, caracterizate prin productivitate ridicată, rezistență la depunere și boli, calitate bună a boabelor, folosind eficient apa de irigație și îngrășăminte, joacă un rol important în creșterea productivității grâului de iarnă pe terenurile irigate. În prezent, provocarea constă în crearea unor soiuri de valoare cuprinzătoare, cu producții de 95-100 kg / ha sub irigare. Acest randament poate fi obținut prin combinarea următoarelor caracteristici: productivitatea vârfului - 1,6–1,8 g cu cel puțin 550–600 tulpini productive pe metru pătrat de însămânțare - tulpină scurtă (70–90 cm) și tulpină puternică pentru a evita depunerea atunci când se aplică doze mari de îngrășăminte, raportul dintre cereale și paie în randamentul total de 1: 1,2-1: 1: 1, rezistență suficientă la temperaturi negative de iarnă (duritate de iarnă la nivelul soiului modern Odessa 51) - rezistență genetică împotriva raselor fiziologice și biotei predominante s rugina brună, mucegai și putregai kornevyh- maturare la Bezostaya 1 sau Odessa 51- indicatori de calitate la cereale Bezostaya 1, și peste 51 Odessa.

Pentru atingerea acestui obiectiv este necesară crearea unui tip morfologic special de plante. Lucrările se desfășoară nu numai în direcția reducerii lungimii tulpinii, ci și în direcția modificării raportului dintre mărimea tijei și spicului, în parametrii suprafeței frunzei, care ar trebui să fie în concordanță biologică cu punctul de vedere agrotehnic și economic..

Este foarte important să se creeze și să se selecteze forme cu urechi extrem de productive și dezvoltarea simultană a lăstarilor. Astfel de plante permit formarea unei fitocenoze dense și dense cu o productivitate bună. Studiile noastre au descoperit că genele cu tulpini scurte deseori reduc dimensiunile frunzelor (în special lungimea lor), ceea ce duce la o scădere corespunzătoare a potențialului fotosintetic. În cele din urmă, acest lucru poate duce la o scădere a conținutului de vârf de spike, deoarece numărul de boabe din spike este într-o relație pozitivă semnificativă cu suprafața fotosintetică a frunzelor (rph = 0,54-0,72, rch = 0,56-0,77) și potențialul fotosintetic frunze (rf = 0,50-0,73, rch = 0,51 - 0,76). Prin urmare, formularele cu tura scurtă trebuie să aibă o productivitate netă crescută a fotosintezei, ceea ce le va oferi condiții optime pentru dezvoltarea generativă și productivitatea crescută a urechii.

Pentru a crește eficiența fotosintezei la soiurile cu tulpini scurte create pentru agricultura irigată, este necesar să se schimbe și dimensiunea și forma frunzelor și a altor organe fotosintetice. Este recomandabil să creșteți lățimea frunzelor (în special steagul) la 1,5-2 cm și să reduceți ușor lungimea acestora (la 16-18 cm). Plantele cu o astfel de structură a frunzelor sunt de tip intensitate mare, ele formează un bob mare, bine făcut. Formele Broadleaf au un potențial ridicat în acumularea de proteine. Datorită activității fiziologice a solzilor de spikelet, se formează peste 30 de boabe de sâmbure. S-a stabilit că există o corelație directă între mărimile spiceletelor, solzelor de înflorire și boabelor (r = 0,36-0,57), prin urmare, o creștere a lungimii spicului și a numărului de spikelets nu va crește doar numărul de boabe, dar va crește și dimensiunea acestora.

Pentru a crește eficiența muncii de reproducere în condiții de irigare, este necesar să se utilizeze metode genetice de combinare a rezistenței orizontale și verticale (specifice rasei) împotriva diferitelor boli într-un singur cultivar. Acest principiu de protecție minimizează daunele plantelor. Selectarea perechilor parentale pentru hibridizare. Principala metodă pentru crearea materialului inițial de reproducere este hibridizarea intraspecifică, în care formele părinte ar trebui să ofere randamentul maxim posibil de recombinare a tulpinilor scurte și a productivității, calitate excelentă a cerealelor, duritate de iarnă și rezistență la boli. Prin urmare, atunci când selectăm componente de hibridizare, suntem ghidați de următoarele principii de bază:

1) Pentru a obține transgresiuni pozitive pe una sau mai multe trăsături, genotipurile cu diferite sisteme genetice pentru controlul trăsăturilor specifice sunt implicate în hibridizare. Un criteriu bun pentru o determinare preliminară a distanței genetice a soiurilor este apartenența lor la diferite grupuri ecologice. Încrucișarea unor astfel de biotipuri asigură o morfogeneză largă în populațiile hibride și creează condiții bune pentru o reproducere eficientă. Parametrii mari ai transgresiunii pozitive a productivității vârfului se caracterizează, în special, prin combinații hibride create cu participarea soiurilor din ecotipul de stepă sud-ucrainean (Odessa 51, Odessa semi-pitică, Stepnyak), cu soiuri ecologice de pădure (Illichivka, Dniprovskaya 521, Bezostaya 1, Mutant 48, KMB- 1, Krasnodar Dwarf 1 etc., precum și cu soiuri din grupul vest-european (Sania, Rusalka, Sava, Zlatna Dolina etc.).

2) Pentru a obține un material valoros de reproducție cu capacități de adaptare largi, unul dintre părinți ar trebui să fie o varietate care să fie bine adaptată la sol și la condițiile climatice ale zonei de activitate a centrelor de reproducere. În condițiile din sudul SSR ucrainene, populațiile hibride din Odessa 51 × Sirena, Odessa 51 × Sania, Pitikul × Obry, Odessa jumătate-pitic × Kherson 170, Odessa jumătate-pitică × Aniversarea Kherson etc..

3) Atunci când selectați perechi pentru cruci, este necesar să acordați prioritate acelor soiuri și forme care au cea mai mică cantitate de proprietăți și caracteristici negative. În acest scop, soiurile sunt implicate în hibridizarea în care tulpina scurtă, duritatea de iarnă, productivitatea, calitatea boabelor și alte proprietăți au o determinare genetică dominantă (sau semi-dominantă). Tipul controlului genetic este ușor determinat de o serie de cruci de recunoaștere. Modele de încrucișare. Succesul în crearea de soiuri cu tija scurtă intensivă depinde în mare măsură de metodele de creare a materialului de reproducție hibrid. În acest caz, sunt utilizate următoarele scheme de traversare: pereche, triplu, returnabil și complex. Cu o selecție bine făcută de forme parentale și cunoașterea legilor moștenirii proprietăților și a caracteristicilor care trebuie combinate, încrucișările în perechi vă permit să obțineți rapid soiuri noi. Cruci în pereche sunt utilizate în principal pentru îmbunătățirea proprietăților individuale ale soiurilor care, în conformitate cu majoritatea caracteristicilor, corespund genotipului planificat în condiții de irigare.

Soiuri intensive semi-pitice de acest tip au fost obținute la Institutul de Cercetări Științifice din Ucraina pentru Agricultura Irigată prin această metodă: Kherson Anniversary, Ostistaya 3, Khersonskaya 404 (KMB-1 × Dneprovskaya 537), Ostistaya 5 (KMB-1 × Dneprovskaya 521), Khersonskaya 552, Nakhodusal (51) etc. Potențialul de recoltare al acestor soiuri în timpul irigării este de 85-95 c / ha. Proprietatea lor caracteristică comună este o combinație de tulpină scurtă (75–90 cm), productivitate ridicată a vârfului și rezistență la rugină brună într-un singur fenotip.

Metoda de încrucișare a perechilor poate fi utilizată eficient în reproducerea transgresivă. În acest scop, pentru hibridizare sunt selectate forme pitice (50-60 cm) și semi-pitice (61-70 cm), adică încrucișările sunt efectuate în funcție de tipul subdimensionat × subdimensionat. În aceste generații fisionabile, mai mult de 50 de fenotipuri cu lungimea tulpinii de 75-85 cm apar în generațiile fisile, printre care există o parte semnificativă a formelor care pot fi atribuite transgresiunilor pozitive în înălțimea plantelor. Aceste forme sunt caracterizate printr-o productivitate bună a vârfului și pot fi utilizate în selectarea randamentului..

Metoda triplelor încrucișări (A × B) × C este utilizată atunci când sarcina este de a recombina un complex de caractere, iar proprietățile care trebuie combinate nu pot fi găsite la doi părinți. Prima împerechere pereche implică de obicei donatori de proprietăți valoroase, cu moștenire relativ simplă (de exemplu, rezistența la rugina maro). Ca a treia componentă, este necesar să se atragă o varietate de intensitate mare, care să fie bine adaptată la condițiile de irigare, cu o calitate excelentă a boabelor.

În lucrările de creștere a problemei creării soiurilor cu rezistență ridicată la rugina brună, folosim genele Lr9 (purtători de gene Abe, Arthur 71, Riley 67 etc.), Lr19 (agrus), Lr24 (agent, Blyuboy II). Diverse donatoare cu controlul rezistenței poligene și oligogene sunt, de asemenea, implicate pe scară largă în hibridizare. Printre ele, soiurile Obriy, Rusalka, Sava, Kherson 552, Donskoy semi-pitic, Donskoy bezostaya, etc. Pe baza genetică a soiului francez Roazon, Iugoslav Sania, Zlatna Dolina, a fost creat material de reproducție valoroasă cu rezistență ridicată la putregaiul rădăcinii și mucegaiului pudră. În testarea concurențială a soiurilor, sunt studiate soiurile care nu sunt afectate practic de aceste boli. În cruci triple, transgresiunea într-un element al productivității vârfului este posibilă, fără a slăbi manifestarea unei alte trăsături, ca urmare a căreia transgresiunea în greutate a bobului în vârf este îmbunătățită semnificativ..

Pentru a crește frecvența recombinării tulpinii scurte și a durității de iarnă, de regulă respectăm principiul următor în cruci triple. Dacă hibrizii F1, (A × B) sunt dominați de o rezistență crescută la iarnă și îngheț (acest lucru este ușor de identificat din punct de vedere tehnic), atunci ca un al treilea părinte, C, o formă cu tulpină scurtă, posibil rezistentă la iarnă, este utilizată la trecerea ulterioară. Acei hibrizi F1 în care rezistența de iarnă este moștenită între sau ca un părinte mai puțin stabil sunt încrucișați cu soiuri caracterizate de duritate crescută de iarnă. Numai în astfel de cazuri putem spera să obținem un număr suficient (din punctul de vedere al selecției practice) de recombinații ale tulpinii scurte și duritate de iarnă (22–28). Atunci când trei forme parentale sunt implicate în hibridizare, ar trebui să se acorde o mare atenție alegerii ultimei componente a încrucișărilor, deoarece introduce aproximativ 50 de factori ereditari în organismul hibrid și, prin urmare, ar trebui să fie cât mai rezistent la îngheț și la iarnă. Duritatea dominantă de iarnă este deținută de soiurile Odessa 51, Odessa semi-pitic, Don bezostaya, Krasnodar 39, care sunt donatori valoroși ai acestei proprietăți.

Metoda de saturare sau întoarcere a încrucișărilor - (A × B) × A este utilizată în cazurile în care este necesar să întărească semnele unuia dintre părinți în descendența hibridă (rezistență împotriva leziunilor cauzate de boli fungice, duritate de iarnă), precum și pentru a crea linii izogene. Sub irigare, o tehnică genetică importantă pentru creșterea durității iernilor a hibrizilor de grâu de iarnă cu tulpini scurte este încrucișările satioase incomplete. Studiile au arătat că atunci când se folosesc soiuri rezistente la iarnă de tipul Odessa semi-pitic sau tipul Kherson 95 în aceste încrucișări, stabilitatea hibrizilor din diferite generații atinge nivelul părinților recurenti deja la primul backcross. Deci, pentru hibrizi Odessa jumătate-pitică 2 × Sania, Odessa jumătate-pitică 2 × Partizan, Kherson 922 × Aniversare Kherson, Kherson 952 × Sania și alții după ce iernează 94-98 plante vii sunt păstrate.

Treceri și Proiecții. Pentru a rezolva diferite probleme de reproducere (creșterea productivității, calitatea boabelor, rezistența la boli, duritatea de iarnă), numărul de combinații hibride depinde de următorii factori: 1) Caracteristicile controlului genetic al proprietăților economice și biologice specifice (dominante, semi-dominante, recesive)- 2) Parametrii de recombinare a două sau mai multe trăsături cantitative, care pot fi determinate experimental în contextul donatorilor existenți pentru anumite proprietăți- 3) Sarcinile procesului de reproducere pentru o anumită perioadă- 4) Schemele de hibridizare utilizate etc. Cu o bună cunoaștere a soiurilor donatoare și a componentelor acestora, volumul anual de încrucișări poate fi limitat la 60–80 de combinații, care sunt principalele.

Pentru fiecare combinație principală din anul hibridării este necesară obținerea de 250-500 de boabe. În același timp, respectăm următorul principiu de bază: dacă sarcina este de a combina caracteristici dificil de combinat (productivitate și calitate a cerealelor, productivitate și duritate de iarnă, tulpină scurtă și duritate de iarnă etc.), ar trebui să existe mai multe boabe hibride, dacă este posibil. În prezența donatorilor cu control dominant al trăsăturilor, se poate limita la un număr relativ mic de boabe hibride. În condiții de irigare cu polenizare liberă limitată, numărul de boabe stabilite este de 40-60.

Astfel, pentru fiecare combinație, trebuie castrate și polenizate 25-50 de urechi de porumb (500-1000 de flori). Când utilizați soiuri și forme puțin studiate în cruci, volumul încrucișărilor crește până la 150-200 de combinații. În astfel de încrucișări de recunoaștere, 5-10 urechi sunt de obicei castrate și polenizate. Pentru a evidenția forme transgresive valoroase extrem de productive, este necesar să crească un număr mare de plante F2 - cel puțin 20 de mii. Urechile cu un nivel ridicat de productiv sunt utilizate de obicei pentru creșterea unei creșe de reproducție (numărul de boabe nu este mai mic de 45, masa de cereale pe ureche este de 1,8-2 g sau mai mult). Cantitatea fiecărei combinații depinde în mare măsură de obiectivul și de caracteristicile modelării în populația hibridă. 200-300 de plante de elită (urechi) sunt selectate în populații mai omogene prin caracteristici morfobiologice și 500-1000 de plante în populații extrem de variabile cu un număr crescut de recombinații. Astfel, într-o creșă de reproducție sunt studiate 20-25 de mii de familii - urmașii selecțiilor individuale. Aproximativ o treime din numărul total de familii din creșa de reproducție este reprezentat de descendența selecțiilor F2, celelalte număr sunt descendenții selecțiilor F3 - F5. Studiile au stabilit că, în funcție de gravitatea principalelor proprietăți economice și biologice (productivitate, duritate de iarnă și rezistență la boli), descendența constantă a selecțiilor F2 - F3 nu diferă semnificativ, deși familiile generațiilor ulterioare sunt foarte chiar cu caractere morfologice..

Primele și ulterioare generații fisionabile de hibrizi sunt cel mai bine cultivate pe scară largă (suprafață de hrănire 5 × 30 cm). Acest lucru ajută la îmbunătățirea condițiilor pentru dezvoltarea morfobiotipurilor cascadorii. În procesul de selecție, se acordă atenție principală plantelor cu tulpini scurte (70-80 cm) și mijlocii (până la 90 cm) cu urechi mari de porumb bine înrădăcinate. Avantajul ar trebui să fie acordat biotipurilor cu maturizare timpurie, o perioadă lungă de formare a boabelor și, desigur, cu rezistență ridicată la rugină și la mucegai pudră.

De asemenea, luăm în considerare faptul că, în populațiile hibride create cu participarea genotipurilor cu determinarea recesivă a tulpinilor scurte, constanța (homozigozitatea) pe această bază are loc în generațiile fragile timpurii (F2 - F5), în timp ce la populațiile cu tulpină scurtă dominantă este necesar să se controleze în generațiile ulterioare.

Folosind noile metode dezvoltate la institut pentru crearea materialului de reproducție, selectarea și testarea formelor de plante promițătoare, crescătorii au creat un număr mare de soiuri și linii complexe de valoare, care au fost transferate la testul de soi de stat și trec prin diferite etape ale testelor de soiuri competitive.

În prezent, soiurile cu tulpini scurte și mijlocii Ostistaya 5, Mriya Kherson, Khersonskaya 84, Khersonskaya 86 sunt studiate în locurile de cultivare de stat.În condiții de irigație, respectând standardele tehnologiei intensive, aceste soiuri asigură 81-88 c / ha de cereale în cei mai buni ani (Tabel. 1).

Tabelul 1

Recoltarea soiurilor de grâu de iarnă în testarea competitivă a soiurilor UNIIOZ, t / ha

După cum puteți vedea, acestea depășesc standardul în ceea ce privește randamentul - soiul Odessa semi-pitic - în medie 4,7-13,2 c / ha.

Prin complexul proprietăților valoroase din punct de vedere economic, se distinge în special soiul Mriya Kherson (semi-pitic Odessa × Kherson 170). În testarea concurențială a soiurilor URIIOZ, a depășit standardul cu 4,2-12,6 c / ha în randament. Pe cultivar Kakhovskoye irigat în medie pentru 1984-1986. Au fost colectate 58 c / ha de cereale, care este cu 4,4 c / ha mai mult decât standardul, iar în 1986 - 75,6 c / ha, sau 6,3 c / ha mai mult. În condiții de producție în 1986, 56,6 centenari la hectar de cereale au fost recoltate la ferma de stat Batumsky din districtul Belozersky din regiunea Kherson, adică cu 5,1 centimetri la hectar mai mult decât soiul semi-pitic Odessa. La ferma de stat Kommunar din aceeași regiune, cultivarea Mriya Kherson a avut un randament de 57,6 c / ha, sau 7,1 c / ha mai mult decât cea semi-pitică din Odessa. Proprietățile de coacere ale noului soi sunt bune, aparțin grâului valoros. Cu un aport optim de azot, conținutul de proteine ​​din cereale în timpul irigării este de 13,4-14,1, pe uscat - 15,5-16,5 - conținutul de gluten brut în făină este de 28-34. Calitatea generală a calității - 4,5-5 puncte.

În 1984, lucrările au fost finalizate pentru a crea o varietate nouă, care, sub numele de Khersonskaya 84, a fost transferată în 1985 la Testul de varietate. Are o rezistență cuprinzătoare la boli și o calitate bună a boabelor. Randamentul mediu la testarea concurențială a soiurilor este de 70,9 c / ha, excesul peste standard (semi-pitic Odessa) este de 4,7 c / ha. Randamentul maxim de 89,4 kg / ha a fost obținut în 1982..

Soiul Khersonskaya 86 (Obriy × Odessa semi-pitic) este unul dintre cele mai performante soiuri de dimensiuni medii crescute în ultimii ani. În testul competitiv pentru soiuri pentru cultură, în medie, timp de trei ani, a depășit standardul cu 13,2 c / ha. Conform complexului de proprietăți fizice, biochimice și de coacere, se referă la grâu puternic.

Trebuie menționat că noile soiuri cu tulpini scurte nu oferă întotdeauna un randament constant ridicat, deși randamentul potențial al celor mai bune dintre ele ajunge la 95-105 kg / ha. Acest lucru se datorează diverselor motive, dar principalul este că genotipurile unor noi soiuri cu creștere scăzută nu sunt prevăzute cu mecanisme puternice de homeostază și în condiții adverse de creștere (temperaturi negative scăzute, secetă a solului și a aerului, etc.) reduc randamentul și nu rezistă testelor competitive. . Pentru a combina o bună plasticitate într-un singur grad (este prezent în genotipurile cu tulpini scurte cu randament ridicat) și homeostaticitatea bună este o problemă extrem de dificilă și vor fi necesare studii fiziologice și genetice serioase pentru rezolvarea acesteia. Dar, de asemenea, trebuie să folosim corect sortimentul de grâu de iarnă deja creat, și să îndeplinim, în primul rând, principiile tehnologiei agricole varietale. Observațiile noastre, experiența fermelor avansate indică faptul că, în rotația culturilor irigate, sub rezerva regimurilor de irigație fundamentate științific și a nutriției rădăcinilor plantelor, soiurile disponibile garantează producerea a cel puțin 80 c / ha de cereale. Neîndeplinirea oricărui element al tehnologiei intensive de grâu de iarnă reduce brusc randamentul, ca urmare a faptului că modelul soiului cu tulpini scurte este compromis, precum și irigarea, care este cel mai important factor în producția de cereale în regiunile aride din țara noastră.

Randamentul redus în special brusc la soiurile intensive în acele cazuri în care regimurile de irigare nu sunt menținute. Crescătorii se confruntă cu sarcina de a crește cu 10-15 limita de randament mai mică a noilor soiuri de grâu de iarnă. Munca de reproducție în această direcție ar trebui să se bazeze pe principiile îmbunătățirii proprietăților și a trăsăturilor care asigură o adaptare sporită a plantelor la diverse condiții adverse.

În prezent, eforturile crescătorilor vizează rezolvarea problemelor îmbunătățirii în continuare a proprietăților soiurilor cu tulpini scurte, cum ar fi rezistența la iarnă, rezistența la diverse boli, seceta aerului și rezistența la căldură. În ceea ce privește îndeplinirea acestor sarcini la institut, se lucrează ceva.

Așadar, soiurile semi-pitice Mriya Kherson și Ostistaya 5 sunt echivalente în duritatea de iarnă cu soiul rezistent Odesskaya 51. Varietățile Khersonskaya 552, Khersonskaya 84, Khersonskaya 86 și altele se caracterizează printr-o rezistență complexă împotriva mucegaiului pudră, ruginii brune și putregaiului rădăcinii.

Se acordă multă atenție creșterii în continuare a rezistenței la îngheț la soiurile de grâu de iarnă cu tulpini scurte. Soiurile Ostistaya 5, Mriya Kherson și Khersonskaya 86, situate la testul de soi de stat, nu sunt inferioare în duritate de iarnă față de semi-pitica Odessa zonată și Dnieper 846. Datele privind înghețarea plantelor în încăperile reci arată că 55-70 de soiuri de testare a soiurilor competitive sunt clasificate drept rezistente la îngheț: la temperatura de îngheț - 18 ° C moartea plantelor este de 2-7 .

Multă vreme, nu am putut combina o productivitate ridicată și o calitate bună a boabelor într-un singur fenotip. Studiile genetice speciale de reproducere și genetică au arătat că pentru mulți donatori străini, genele corespunzătoare cu tulpini scurte limitează conținutul și calitatea glutenului, iar pentru a obține material care îndeplinește obiectivele de reproducere în condiții de irigare, încrucișările de saturație trebuiau efectuate în modele și direcții diferite, ceea ce a crescut timpul pentru reproducerea de noi soiuri. . În prezent, datorită apariției unor soiuri cu un randament ridicat și cu o calitate bună a boabelor de tip Polukarlik 49, Odessa Polukarlikovaya, Kherson 170 și altele, sarcinile de selecție au fost simplificate oarecum. Am constatat că genele cu tulpini scurte ale soiurilor de mai sus nu limitează manifestarea semnelor calității cerealelor și avem oportunități reale de creștere suplimentară a randamentului fără deteriorare. Printre soiurile deja create cu creștere scăzută, Khersonskaya 94 și Khersonskaya 86, în funcție de calitatea boabelor, aparțin grâului tare, iar Ostistaya 3, Ostistaya 5, Mriya Kherson și Khersonskaya 84 - valorilor.