Реферат: Селекция пшеницы
Передовые хозяйства, имея удобрения и средства защиты посевов от болезней и вредителей получают, высокие урожаи, а экономически слабые хозяйства не могут добиться полной реализации генотипа сорта на бедных фонах (37).
Следует отметить, что не только высокая урожайность новых сортов обусловила повышенный интерес к ним со стороны товаропроизводителей. Значительную роль играют и высокие качественные свойства новых сортов. Разработанные и применяемые в КНИИСХ системы оценки качества зерна позволяют создавать сорта со стабильно высокими качественными показателями, что подтверждается и производственными испытаниями.
Хотя производство ценного и сильного зерна сопряжено с дополнительными издержками, обусловленными более высокими дозами удобрений, иным комплексом защиты растений, тем не менее, анализ показывает, что в настоящее время рыночная цена зерна учитывает качественные показатели (32).
Однако биологически разные сорта по-разному реализуют потенциальную продуктивность на естественном фоне. Есть сорта, которые резко снижают урожайность при отсутствии удобрений и защиты их от болезней, а есть сорта, сохраняющие относительно высокую продуктивность при любых условиях выращивания. Поэтому необходимо внедрять в производство сорта с разной экологической адаптивностью (31).
Для успешного производства зерна озимой пшеницы в каждой зоне края необходимо возделывать 2-3 разных сорта. Желательно иметь в посевах сорта с разной скороспелостью (это уменьшит напряженность и потери при уборке), с различной зимо - и засухоустойчивостью, разной требовательностью к предшественникам, удобрениям, срокам сева (2).
Возделывание разных по биологии сортов еще целесообразно и стой точки зрения, что земледелец не располагает надежным долгосрочным прогнозом погоды. Следовательно, надо говорить не об отдельных сортах, а о системе сортов, взаимодополняющих друг друга, обеспечивающих максимальный сбор продукции и стабильную по годам урожайность (13).
1.2.Основные направления и задачи селекционной работы в повышении урожайности и качества зерна.
В селекционной работе при выведении нового сорта большое значение имеет учет признаков в процессе онтогенеза. На разных этапах развития растений происходят качественные и количественные изменения признаков. Селекционер должен знать все признаки и учитывать характер их изменения. Признаков много. Важнейшие из них взаимообусловлены и взаимосвязаны, поэтому селекцию ведут по комплексу признаков. Иногда селекционер обращает свое внимание только на некоторые из них или на один признак, а остальные старается сохранить на прежнем уровне. В этом случае следует говорить о селекции на отдельные признаки или о направлении в селекции (2).
А. И. Артюхов считает, что для выживания вида у растений в результате эволюции был выработан ряд приспособительных механизмов. Главный из них-фитохромная система, позволяющая виду реализовать свой биотический потенциал в сложнейших условиях воздействия экологических факторов. Фитохромная система листочка зародыша позволяет семени в период прорастания идентифицировать информацию об изменении суточного режима экологических факторов, а это является сигналом об изменении сезонного ритма. После идентификации информации эта система включает высокоэнергетические процессы в организме.
На случай ошибки или сбоя в работе этой системы семена диких видов растений в разной степени ингибированы к прорастанию и значительная их часть способна прорасти только при повторном воздействии сочетания экологических факторов.
Такие в разной степени ингибированные семена имеются в партиях культурных растений. Селекция неодинаково освободила последние от признаков, присущих их диким предкам. Среди проростков пшеницы встречаются ингибированные, и из них вырастают слабые растения. До настоящего времени не удавалось избавиться от природной разнокачественности семян, связанной с механизмом сохранения вида. Не удается также изменить отношение культурных растений на фото - и спектропериодичности. Удается только его ослабить при создании сортов нейтральных к длине дня (37).
Повышение зерновой продуктивности - основная цель селекции пшеницы за все время ее существования (21).
Селекция на урожайность является одним из главных направлений. Это наиболее трудная и сложная задача, так как урожайность складывается из многих компонентов (числа плодоносящих стеблей на 1 кв. м. И продуктивности одного растения, которая, в свою очередь складывается из числа колосков, зерен в колосе и массы зерна с одного колоса) (8).
Важным направлением в решении этой проблемы является создание низкостебельных (полукарликовых) сортов с урожайностью 100 и более ц. С 1га. (29).
П. П. Лукьяненко считал, что основным элементом продуктивности является масса зерна с колоса. Согласно его модели сорта: низкий, прочный стебель (высотой 70-80 см ) должен иметь крупный, высокопродуктивный колос, дающий в сплошных посевах не менее 2 г. зерна при нормальном количестве колосьев на 1 кв. м. (500-600 шт.). Здесь следует заметить взаимообусловленность направлений: крупный, тяжелый колос привел к необходимости снижения высоты соломины и улучшения ее крепости. Иными словами можно сказать, что продуктивность тесно связана с устойчивостью соломины к полеганию, а устойчивость к полеганию, в свою очередь, тесно связана с короткостебельностью (23).
Полегание-это физиологическая реакция растений на определенные условия внешней среды. Это избыточное увлажнение почвы, обильное азотное питание, недостаток света, бактериальные и грибные заболевания и другие (19).
В связи с этим проводится селекция на устойчивость. Наибольшее распространение по устойчивости к этому признаку получили полукарликовые и карликовые сорта (14).
Среди богатого мирового ассортимента мягкой пшеницы только часть форм имеет генетически обусловленную низкостебельность. Именно эти сорта и используются в качестве доноров карликовости – это японский сорт Норик 10, мексиканский – Мексика 50, индийский - Сопора 64 и другие (31).
Для озимой пшеницы важнейшим показателем стабильной урожайности сорта является определенный уровень его зимо - морозоустойчивости для конкретных зон, который должен быть гарантом надежной перезимовки в годы с суровыми условиями (13).
Чем большей зимостойкостью обладает сорт, тем меньше бывает гибель посевов и выше урожайность. При подборе родительских пар для гибридизации необходимо, чтобы один из компонентов был устойчив к неблагоприятным условиям зимовки (25).
Важное народнохозяйственное значение имеет выведение сортов устойчивых к осыпанию.
Осыпаемость зерна – явление биологического характера, которое у разных видов и сортов пшеницы выражено в неодинаковой степени. Неосыпаемость обусловлена в основном прочностью закрепления зерна в цветковых чешуях (7).
Создание новых сортов пшеницы со стабильной урожайностью обязательно включает усиление селекции на комплексную устойчивость к основным болезням (к бурой, желтой и стеблевой ржавчинам, мучнистой росе, твердой и пыльной головне и другим, пятнистостям листьев, фузариозу колоса, корневым гнилям) и вредителям (пьявице, хлебному пилильщику) (3). При выведении новых сортов устойчивых к болезням и вредителям имеет значение правильный подбор исходного материала для гибридизации (13).
1.3 Селекция пшеницы на качество зерна
Проблема повышения и стабилизации производства высококачественного зерна пшеницы была и остается актуальной (25).
К качеству зерна пшеницы предъявляют очень высокие требования. Необходимо, чтобы зерно было крупным, стекловидным, с высокой объемной массой и именно хорошие мукомольно-хлебопекарные качества. Поэтому во всех зонах страны, в каком бы направлении ни велась селекционнная работа, она должна обязательно сопровождаться соответствующей оценкой качества зерна селекционного материала (32).
Лимитирующими признаками производства зерна высокого качества были и остаются содержание белка и клейковины, уровень которых в высокой степени зависит от уровня минерального питания растений в период их роста и развития (5).
Клейковина – белковый комплекс и адсорбированные им крахмал, клетчатка и другие вещества - образует мелкоячеистую структуру, удерживающую углекислый газ, выделяющийся в процессе брожения теста. При выпечке хлеба белок денатурируется, и структура закрепляется в виде пористого хлебного мякиша.
По хлебопекарным качествам сорта пшеницы подразделяют на три группы: сорта сильной пшеницы (твердозерные), средней силы (филеры) и слабой. Первые характеризуются высоким содержанием белка (не менее 14 %) и клейковины (не менее 23%). Клейковина должна быть высокого качества, обеспечивать большой объемный выход хлеба с отличными качественными показателями. Сорта сильной пшеницы (улучшатели) имеют свойство сохранять высокие хлебопекарные качества при добавлении в их зерно 20-40 % зерна слабой пшеницы. Сорта средней по силе пшеницы также обладают хорошими хлебопекарными качествами, но не могут быть использованы в качестве улучшателей. Сорта слабой пшеницы дают хлеб плохого качества (расплывающийся, малого объема). Мука их в чистом виде используется в кондитерской промышленности. Селекцию сильной пшеницы ведут в районах, где климатические условия обеспечивают возможность получать зерно высокого качества. Краснодарский край, относится к таким районам и селекционеры КНИИСХ создают,, сорта со стабильно высококачественным зерном. К ним относятся Победа 50, Скифянка, Горлица, Руфа, Юна, Дея, Леда и другие. Богатый генофонд сильной пшеницы обеспечивает успешную селекцию на высокие хлебопекарные качества. В коллекции ВИР насчитывается более 500 образцов с высокими мукомольно-хлебопекарными качествами. Высоко ценятся сорта сильной пшеницы селекции НИИ сельского хозяйства юго-востока (г. Саратов) и из Канады. Многие российские сорта, а также сорта Мексики, США, Аргентины, Австралии, Балканских стран могут служить источниками при создании сортов пшеницы с высокими качествами зерна. В мировой коллекции имеются образцы, стабильно сохраняющие высокое качество зерна в различных климатических условиях. Такие образцы представляют особую ценность для селекции как исходный материал (19).