Бабайцева Татьяна Андреевна. Селекция и технология семеноводства озимой тритикале в Среднем Предуралье

brief description

Бабайцева, Татьяна Андреевна.
Селекция и технология семеноводства озимой тритикале в Среднем Предуралье : диссертация ... доктора сельскохозяйственних наук : 06.01.05 / Бабайцева Татьяна Андреевна; [Место защиты: ФГБОУ ВО «Пензенский государственный аграрный университет»]. - Пенза, 2018. - 460 с. : ил.

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ИЖЕВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ»
На правах рукописи
Бабайцева Татьяна Андреевна
СЕЛЕКЦИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ
СЕМЕНОВОДСТВА ОЗИМОЙ ТРИТИКАЛЕ
В СРЕДНЕМ ПРЕДУРАЛЬЕ
Специальность 06.01.05 – Селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений
ДИССЕРТАЦИЯ
на соискание ученой степени
доктора сельскохозяйственных наук
Научный консультант –
доктор сельскохозяйственных наук,
профессор кафедры растениеводства
ФГБОУ ВО Ижевская ГСХА
А. М. Ленточкин
Пенза 2018

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ …………………………………………………………………… 5 ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА (обзор литературы)……………………………………………………………………. 12
1.1 Тритикале – культура многоцелевого назначения…………………….. 12
1.2 Основные направления и достижения селекции озимой тритикале…. 15
1.3 Методы селекции тритикале ……………………………………………. 23
1.4 Современный подход к созданию модели сорта………………………. 25
1.5 Семеноводство – основа повышения производства зерна……………. 28

1.5.1 Влияние экологических факторов на урожайность и качество семян …………………………………………………………………………... 29
1.5.2 Роль качества семян в формировании урожайности зерновых культур ………………………………………………………………………… 34
1.6 Адаптивная технология производства высококачественных семян
зерновых культур ……………………………………………………………... 40
1.6.1 Предпосевная обработка семян ……………………………………... 41
1.6.2 Приемы посева ………………………………………………………. 45
1.6.3 Приемы ухода ………………………………………………………... 57
1.6.4 Сроки и способы уборки ……………………………………………. 70
1.7 Послеуборочное дозревание семян ……………………………………. 75
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТ, МЕТОДИКА И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ
ИССЛЕДОВАНИЙ …………………………………………………………… 79
2.1 Объект исследований …………………………………………………… 79
2.2 Методика исследований ………………………………………………… 79
2.3 Условия проведения полевых исследований ………………………….. 87

2.3.1 Почвенно-климатические условия Среднего Предуралья..……….. 87
2.3.2 Погодные условия в период проведения исследований …………... 89
2.3.3 Характеристика почвы опытных участков ………………………… 96
2.4 Особенности технологии возделывания озимых зерновых культур
в опытах ……………………………………………………………………….. 97 ГЛАВА 3. СЕЛЕКЦИЯ ОЗИМОЙ ТРИТИКАЛЕ …………………………... 98
3.1 Сорт озимой тритикале Ижевская 2 ……………………………………. 98
3.2 Оценка исходного материала…………………………………………… 102

3.2.1 Коллекционные образцы из генофонда ВНИИР …………………... 102
3.2.2 Коллекционный питомник ………………………………………….. 111
3.3 Сравнительная оценка сортов озимой тритикале в
экологическом сортоиспытании……………………………………………… 128
3.3.1 Морфо-биологическая оценка изучаемых сортов…………………. 128
3.3.2 Урожайность и ее структура………………………………………… 133
3.3.3 Оценка экологической пластичности………………………………. 142
3.3.4 Анализ корреляционных связей количественных признаков……... 148
3.3.5 Качество зерна ……………………………………………………….. 154

3.4 Оценка селекционных линий в конкурсном сортоиспытании………... 156
3.5 Модель сорта озимой тритикале для Среднего Предуралья…………. 159

ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ ПРЕДПОСЕВНОЙ ПОДГОТОВКИ СЕМЯН НА УРОЖАЙНОСТЬ И ПОСЕВНЫЕ КАЧЕСТВА ОЗИМЫХ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР ……………………………………………………………………... 163
4.1 Формирование урожая зерна и его структура………………..………… 163
4.2 Посевные качества и урожайные свойства семян …………………….. 172
4.3 Производственное испытание и оценка эффективности
результатов исследований …………………………………………………… 176 ГЛАВА 5. ПРОДУКТИВНОСТЬ И ПОСЕВНЫЕ КАЧЕСТВА СЕМЯН ОЗИМОЙ ТРИТИКАЛЕ ПРИ РАЗНЫХ ПРИЕМАХ ПОСЕВА…………… 179
5.1 Продуктивность и качество семян сортов озимой тритикале
в зависимости от нормы высева ……………………………………………... 179
5.1.1 Формирование урожая зерна и его обоснование…………………… 179
5.1.2 Семенная продуктивность и качество семян……………………….. 186
5.1.3 Морфофизиологическая оценка проростков……………………….. 191
5.2 Продуктивность сортов озимой тритикале в зависимости
от способа посева……………………………………………………………… 196
5.2.1 Формирование урожая зерна и его обоснование…………………… 196
5.2.2 Семенная продуктивность и качество семян………………………. 202
5.2.3 Морфофизиологическая оценка проростков……………………….. 206
5.3 Экономическая, энергетическая и производственная оценки
результатов исследований……………………………………………………. 211
5.3.1 Экономическая оценка……………………………………………….. 211
5.3.2 Энергетическая оценка………………………………………… 213
5.3.3 Производственная проверка ………………………………………… 215 ГЛАВА 6. ПРИМЕНЕНИЕ ОБРАБОТОК БИОЛОГИЧЕСКИМИ ПРЕПАРАТАМИ И НЕКОРНЕВЫХ ПОДКОРМОК НА РАННИХ ЭТАПАХ РАЗВИТИЯ ОЗИМОЙ ТРИТИКАЛЕ……………..…………… 219

6.1 Зимостойкость и формирование урожая……..………………………… 221
6.2 Семенная продуктивность и качество семян ..………………………… 228
6.3 Экономическая и энергетическая оценки результатов исследований ………………………………………………………………….. 234 ГЛАВА 7. ПРОДУКТИВНОСТЬ, ПОСЕВНЫЕ КАЧЕСТВА
И УРОЖАЙНЫЕ СВОЙСТВА СЕМЯН ОЗИМОЙ ТРИТИКАЛЕ ИЖЕВСКАЯ 2 ПОД ВЛИЯНИЕМ НЕКОРНЕВОЙ ПОДКОРМКИ И РЕГУЛЯТОРОВ РОСТА ……………………………………………………... 237
7.1 Формирование урожая зерна и его обоснование ……………………… 237
7.2 Влияние некорневой подкормки и регуляторов роста на семенную продуктивность и качество семян …………………………………………… 243
7.3 Урожайные свойства полученных семян………………………………. 255

7.3.1 Формирование урожая и его структура……..………………………. 255
7.3.2 Семенная продуктивность и качество семян……………………….. 262
7.4 Производственное испытание и оценка эффективности результатов
исследований ………………………………………… 269
7.4.1 Производственное испытание…..…………………………………… 269

7.4.2 Экономическая оценка……………………………………………….. 273
7.4.3 Энергетическая оценка………………………………………… 274
ГЛАВА 8. ПРОДУКТИВНОСТЬ И КАЧЕСТВО СЕМЯН ОЗИМОЙ ТРИТИКАЛЕ ИЖЕВСКАЯ 2 ПРИ РАЗНЫХ СРОКАХ И СПОСОБАХ
УБОРКИ ……………………………………………………………………….. 276
8.1 Урожай зерна и его структура ………..………………………………… 276
8.2 Влияние способов и сроков уборки на качество семян……………….. 283
8.3 Экономическая и энергетическая оценка результатов исследований …………………………………………………………………. 288 ГЛАВА 9. ФОРМИРОВАНИЕ ПОСЕВНЫХ КАЧЕСТВ СЕМЯН СОРТОВ ОЗИМОЙ ТРИТИКАЛЕ ………………………………………….. 291

9.1 Динамика изменения влажности семян в период созревания………… 291
9.2 Динамика изменения всхожести семян в период созревания………… 294
9.3 Динамика изменения всхожести семян в период их послеуборочного дозревания…………………………………………………. 296 ГЛАВА 10. АГРОЭКОЛОГИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ СЕМЕНОВОДСТВА ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР В УДМУРТСКОЙ
РЕСПУБЛИКЕ ………………………………………………………………... 304
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ………………………………………………………………. 319
РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ СЕЛЕКЦИОННОЙ РАБОТЫ …………………... 325
РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ……………………………………… 327
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ…………………………………………………….. 329
ПРИЛОЖЕНИЯ……………………………………………………………….. 386

bibliography

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Исследования по селекции и разработке технологии возделывания ози-мой тритикале при производстве семян и их производственная проверка, проведенные в различные по условиям вегетации годы, позволили сделать следующие выводы.
1. Сорт Ижевская 2 селекции ФГБОУ ВО Ижевская ГСХА (патент № 5096) представляет собой сложную популяцию, в которую входит 4 мор-фотипа по окраске колоса и наличию остей. Для сохранения структуры попу-ляции семеноводческая работа с данным сортом возможна только при ис-пользовании массового отбора с сохранением соотношения составляющих сорт морфотипов.
2. Лимитирующим фактором при возделывании озимой тритикале в Среднем Предуралье является зимостойкость сортов. Установлена прямая корреляция данного показателя с урожайностью (r = 0,60 ± 0,13…0,72 ± 0,51). Отмечено существенное влияние на зимостойкость озимой тритикале условий осенней вегетации растений и бесснежного периода после прекра¬щения осенней вегетации. Выявлена обратная корреляция зимостойкости с продолжительностью периода «посев – конец осенней вегетации» (r = -0,58 ± 0,22), суммой активных температур в этот период (r = -0,77 ± 0,18), прямая – с продолжительностью бесснежного периода после окончания осенней веге-тации (r = 0,64 ± 0,21) и среднесуточной температурой воздуха за этот период (r = 0,84 ± 0,15).
3. По комплексу морфологических, биологических и хозяйственно ценных признаков и свойств выделен исходный материал наиболее адапти-рованный к почвенно-климатическим условиям Среднего Предуралья. Для дальнейшей селекционной работы представляют ценность сорта и линии, ха-рактеризующиеся повышенной зимостойкостью: Ижевская 2, Сувенир, Ал-тайская 4, Алтайская 5, Аллегро, СНТ 53/96 и 78/07; обладающие высокой продуктивной кустистостью и регенерационной способностью: Alemo, Lasho,

320
Tewo, Yanko, Дубрава, Мара, Михась. АДМ-13, Доктрина, Рондо, Л-27, Во-долей, СНТ 53/96, Александр, Трибун; высокой пластичностью: Ижевская 2, Консул, Каскад, Бард, Алтайская 5, Антей, 423/1; крупным зерном: Корнет, Дон, Аграф, Водолей, Ладне, АДМ-13, Л-24, Идея, Саргау, Зимогор, Антей, Вокализ, Консул, Легион, Трибун.
4. По результатам исследований разработана модель перспективного
сорта озимой тритикале для Среднего Предуралья с уровнем урожайности
зерна 4,50-5,50 т/га и определены параметры его продуктивности: густота сто¬
яния продуктивных стеблей 400-450 шт./м2, продуктивная кустистость – 2,2-
2,5, количество зерен в колосе – 40-45 шт., масса 1000 зерен – 47-50 г, масса
зерна колоса – 1,9-2,3 г. Модельный сорт должен иметь высоту растений 90-
120 см, устойчивость к полеганию – 5 баллов, зимостойкость не ниже 8-9 бал¬
лов, продолжительность периода послеуборочного дозревания 30-45 сут., мас¬
совую долю сырой клейковины – 26-28 %, содержание сырого протеина в су¬
хом веществе зерна – не менее 130 г/кг, число падения – не менее 150 сек.
5. На основе многоступенчатого отбора по комплексу признаков из сор¬та-популяции Ижевская 2 созданы новые селекционные линии. С практической точки зрения представляет ценность селекционная линия 78/07, которая харак¬теризуется повышенной зимостойкостью (64 %), высокой озерненностью (35,3 шт.) и продуктивностью (1,45 г) колоса. Данная селекционная линия во¬влечена в скрещивания в качестве источника хозяйственно-ценных признаков.
6. При производстве семян озимой тритикале предпосевная обработка фунгицидами Виал ТТ и Максим способствовала освобождению семян от пато¬генов, стимулировала развитие проростков, что в результате повысило полевую всхожесть на 10-17 % и обеспечивало защиту от корневых гнилей в течение всей вегетации. Урожайность зерна при применении фунгицида Виал ТТ соста¬вила 3,97 т/га, Максим – 3,86 т/га. Семена обладали высокими посевными каче¬ствами (энергия прорастания 92-95 %, лабораторная всхожесть 94-97 %) и уро¬жайными свойствами (сила начального роста 14,0-14,4 см, ожидаемая урожай¬ность 2,05-2,21 т/га).

321
7. Посев обычным рядовым способом озимой тритикале Ижевская 2 с нормой высева всхожих семян 5 млн.. шт./га, сорта Зимогор – 6 млн.. шт./га обеспечил формирование наибольшей урожайности зерна (соответственно 2,65 и 3,45 т/га) и семян (2,28 и 3,06 т/га). Полученные семена обладали высо-кими посевными качествами: энергия прорастания составила 92-97 %, лабора-торная всхожесть – 95-98 %, сила роста – 91-97 %. При необходимости уско-ренного размножения семян возможно снижение нормы высева обоих сортов до 3 и 4 млн.. шт./га, при которых коэффициент размножения сорта Ижев¬ская 2 составил соответственно 14,4 и 12,1 ед. сорта Зимогор – 18,3 и 14,4 ед.
8. Озимую тритикале Зимогор целесообразно сеять ленточным двух-строчным способом с нормой высева всхожих семян 6 млн. шт./га, при кото-ром данный сорт формировал урожайность зерна 4,74 т/га и семян – 4,13 т/га. Энергия прорастания полученных семян составила 94-97 %, лабора¬торная всхожесть – 95-98 %, сила роста – 96-98 %. При снижении нормы вы¬сева до 3 млн. шт./га в сочетании с широкорядным способом посева отмече¬но увеличение коэффициента размножения семян до 25,2 ед.
9. Установлено, что степень развития проростков, длина колеоптиля и количество первичных корешков являются сортовыми признаками. Доля влияния сорта на изменчивость данных показателей составила соответствен¬но 51-80 %, 87-98 % и 59-71 %.
10. Повышению зимостойкости озимой тритикале Ижевская 2 на 11 % и Зимогор на 5-8 % способствовали некорневая подкормка Карбамидом (N20) и опрыскивание Фитоспорином М, проведенные в фазе начала осеннего ку-щения. Наибольшая урожайность зерна сорта Ижевская 2 (3,90 т/га) и семян (3,20 т/га) получена при проведении осенней азотной подкормки. Сорт Зи-могор сформировал наибольшую урожайность зерна (3,99 т/га) и семян (3,42 т/га) при некорневой подкормке в фазе начала весеннего кущения ком-плексным минеральным удобрением Террафлекс 17+17+17 . Биологические препараты (Фитоспорин М и Гуми-20) по своей эффективности уступили ми-неральным удобрениям.

322
11. Опрыскивание посевов озимой тритикале Ижевская 2 регуляторами роста Це Це Це 750 и Моддус в фазе выхода в трубку привело к повышению устойчивости растений к полеганию на 0,4-0,5 баллов (или 9-11 %), умень-шению высоты растений на 12-13 % за счет уменьшения длины второго меж-доузлия на 23 %, третьего – на 14-22 %, изменению морфологических при-знаков (усиление воскового налета на листьях и стеблях, замедление удлине-ния подколосового междоузлия, изменение ориентации колоса с горизон-тального до прямостоячего и полупрямостоячего). В последующем поколе-нии при пересеве выращенных семян все перечисленные изменения не отме-чались.
12. Сочетание опрыскивания посевов озимой тритикале Ижевская 2 в фазе выхода в трубку регулятором роста Це Це Це 750 с последующей не-корневой подкормкой в фазе полного колошения комплексным удобрением Террафлекс 17+17+17 позволило повысить урожайность зерна до 4,04 т/га за счет увеличения продуктивности колоса до 1,43 г, урожайности семян до 3,40 т/га, коэффициент размножения семян – до 24 ед. Стимулирующее влияние на урожайность зерна и семян данного комплекса агроприемов сохранилось и в потомстве.
13. Корреляционный анализ между посевными качествами выращенных семян и их урожайными свойствами показал, что наиболее тесные корреляци-онные связи урожайных свойств обнаружены с силой роста (r = 0,37 ± 0,36 … 0,49 ± 0,34 , массой 1000 семян (r =0,37 ± 0,32 … 0,50 ± 0,33 и выполненно-стью (r = 0,37 ± 0,33 … 0,60 ± 0,31) высеянных семян.
14. Лучшим способом уборки озимой тритикале Ижевская 2 является од¬нофазный, который целесообразно проводить в конце восковой спелости. Од¬нако для получения семян с высокими посевными качествами необходимо предпочтение отдать двухфазной уборке, которую можно начинать уже с сере¬дины восковой спелости и продолжать в течение 3-6 дней. При задержке с уборкой от оптимального срока увеличиваются потери зерна, снижается уро-жайность и качество семян. Как преждевременная уборка, так и ее затягивание

323
приводили к повышению травмированности. Установлена обратная сильная корреляция травмированности с посевными качествами семян (r = -0,78 ± 0,20 … -0,89 ± 0,15).
15. Экономическая и энергетическая оценки предпосевного протравли-вания семян, приемов посева, ухода за посевами и уборки выявила их высо-кую эффективность в семеноводстве озимой тритикале. При этом рентабель-ность составила не менее 43 %, себестоимость произведенных семян не более 10500 руб./т, коэффициент энергетической эффективности более 1,6 ед.
16. Выявлено, что к моменту достижения зерна твердой спелости семе-на сортов озимой тритикале являлись физиологически незрелыми, имели низкую энергию прорастания (0-24 %) и лабораторную всхожесть (4-37 %). На продолжительность периода созревания и послеуборочного дозревания существенное влияние оказывали гидротермические условия периода от начала восковой спелости до начала твердой. При созревании семян при от-носительно низких температурах воздуха (ниже 20 °С) послеуборочное до-зревание растягивалось до 21-74 сут., при температуре воздуха в этот период более 20 °С – сокращалось до 19-57 сут.
17. Установлены межсортовые различия в темпах прохождения после-уборочного дозревания, что позволило разделить сорта озимой тритикале на три группы. Продолжительность послеуборочного дозревания первой груп¬пы сортов составляла 19-25 сут, второй группы – 30-45 сут, третьей – более 45 сут. Для селекционной работы сорта третьей группы представляют осо¬бую ценность как источники повышенной устойчивости к прорастанию на корню. В производственных условиях посев сорта Ижевская 2, относящегося к первой группе, можно осуществлять свежеубранными семенами, сортов Зимогор, Корнет (третья группа) – только семенами переходящего фонда.
18. Установлено, что для Удмуртской Республики наиболее оптималь-ной зоной семеноводства зерновых культур являются центральный агрокли-матический район и часть южного агроклиматического района, примыкаю-щие к центральному, где должна быть сосредоточена основная доля произ-

324
водства семян зерновых культур. В наиболее южных районах Удмуртии це-лесообразно сосредоточить лишь семеноводство засухоустойчивых сортов зерновых культур.
19. В северной части Удмуртии, рискованной для возделывания ози¬мых зерновых культур, наиболее стабильными по урожайности являются сорта озимой ржи Фаленская 4, Памяти Кунакбаева и озимой тритикале Ижевская 2, в центральной части – сорта озимой тритикале Ижевская 2, ози¬мой ржи Памяти Кунакбаева, озимой пшеницы: Волжская К, Казанская 285 и Московская 39, в южной – сорта озимой тритикале: Ижевская 2, Корнет и Зимогор, озимой ржи Чулпан 7 и Тантана, озимой пшеницы: Казанская 285, Волжская К и Башкирская 10