Особенности адаптации сортов яровой пшеницы к корневым гнилям в условиях лесостепи среднего поволжья
На правах рукописи
ДЁМИНА ЕЛЕНА АНАТОЛЬЕВНА
ОСОБЕННОСТИ АДАПТАЦИИ СОРТОВ яровой пшеницы
К КОРНЕВЫМ ГНИЛЯМ В УСЛОВИЯХ ЛЕСОСТЕПИ
СРЕДНЕГО ПОВОЛЖЬЯ
06.01.05 – селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений
06.01.07 – защита растений
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание учёной степени
кандидата сельскохозяйственных наук
Кинель - 2011
Работа выполнена в Государственном научном учреждении Поволжский научно-исследовательский институт селекции и семеноводства им. П.Н. Константинова Российской академии сельскохозяйственных наук в 2000-2010 гг.
| Научный руководитель: | кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник Кинчаров Александр Иванович |
| Официальные оппоненты: | доктор сельскохозяйственных наук, Вьюшков Александр Алексеевич |
| кандидат сельскохозяйственных наук, профессор кафедры химии и защиты растений Макеева Антонина Михайловна | |
| Ведущая организация: | ГНУ Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Юго-Востока Россельхозакадемии |
Защита состоится 28 декабря 2011 года в 10 часов на заседании диссертационного совета ДМ 220.058.01 при ФГБОУ ВПО «Самарская государственная сельскохозяйственная академия».
Адрес: 446442, Самарская область, г. Кинель, пгт. Усть-Кинельский,
ул. Учебная 2, ФГБОУ ВПО Самарская ГСХА, диссертационный совет. Тел./факс 8(84663) 46-1-31, 8(84663) 46-5-84, e-mail: [email protected].
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Самарская государственная сельскохозяйственная академия», с авторефератом –
на сайте СГСХА http://ssaa.ru и на электронном сайте ВАК http://vak.ed.gov.ru.
Автореферат разослан и размещен на сайте «____» ноября 2011 г.
Учёный секретарь диссертационного совета,
кандидат биологических наук, профессор Г.К. Марковская
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Среди биотических стрессовых факторов, оказывающих влияние на формирование урожая и качественные характеристики сельскохозяйственной продукции, особое место занимают корневые и прикорневые гнили различной этиологии. Их все чаще называют «болезнью современных систем земледелия». В последние годы ряд авторов отмечают усиление вредоносности корневых гнилей на зерновых культурах (Исмаилова А.И., 2005; Марьина-Чермных О.Г., 2008). Эпифитотии корневых гнилей в Поволжском, Уральском, Волго-Вятском, Центральном, Центрально-Черноземном, Западно-Сибирском регионах стали повторяться с частотой 3-6 из 10 лет, а потери от них в размере 15% стали обычными (Кошелева А.Б., Нижарадзе Т.С., 2008).
Среди факторов, оказывающих влияние на динамику популяций возбудителей корневых гнилей, особое значение имеет степень устойчивости сорта. В Поволжье в настоящее время нет сортов яровой пшеницы, абсолютно устойчивых к корневым гнилям. В то же время отмечаются значительные сортовые различия, как в поражаемости пшеницы, так и степени ее выносливости к болезни. В большинстве случаев изучение устойчивости к корневым гнилям проводится на фоне смешанной популяции патогенов, без учета их видового разнообразия. Поэтому и сегодня исследования по изучению патогенности и вредоносности возбудителей корневых гнилей яровой пшеницы и выделение источников устойчивости и толерантности к возбудителям данного заболевания в условиях Среднего Поволжья остаются актуальными и представляют огромный научный и практический интерес.
Цель исследований – изучить характер развития и вредоносность корневых гнилей яровой пшеницы, оценить реакцию сортов, выделить источники устойчивости и толерантности к возбудителям данного заболевания и использовать их в селекционном процессе.
Задачи исследований:
- выявить особенности развития и распространения корневых гнилей на сортах яровой пшеницы в зоне проведения исследований;
- определить видовой состав возбудителей корневых гнилей и его зависимость от погодных условий;
- оценить устойчивость районированных и перспективных селекционных сортов яровой мягкой пшеницы к корневым гнилям на естественном и искусственном фоне и образцов коллекции ВИР - на естественном;
- изучить влияние поражения корневыми гнилями на элементы структуры урожая сортов яровой пшеницы;
- изучить патогенность и вредоносность основных возбудителей корневых гнилей при искусственном заражении;
- выделить источники устойчивости и толерантности к возбудителям корневых гнилей среди селекционных сортов и образцов коллекции ВИР;
- дать агробиологическую оценку районированным и перспективным сортам яровой пшеницы, выведенным в ходе исследований.
Научная новизна. Впервые проведены комплексные исследования по селекции яровой мягкой пшеницы на устойчивость к корневым гнилям. Изучен исходный материал на высоком естественном инфекционном фоне, выявлены источники устойчивости. Впервые определена агрессивность и вредоносность основных возбудителей корневых гнилей (культура гриба) в условиях искусственного заражения. Дана сравнительная оценка сортов яровой мягкой пшеницы по устойчивости к различным возбудителям данного заболевания, выделены источники устойчивости среди районированных и перспективных сортов.
Практическая ценность работы. Выделены источники сравнительной и умеренной устойчивости, а также толерантности к корневым гнилям. Созданы гибридные популяции для изучения характера наследования и отобраны устойчивые и толерантные формы с комплексом хозяйственно-ценных признаков и биологических свойств. Сформированы коллекции исходного материала яровой пшеницы по устойчивости и толерантности к корневым гнилям. Созданы адаптированные к условиям лесостепи Среднего Поволжья сорта, включенные в Государственный реестр селекционных достижений – Кинельская 61 (2005 г., доля авторства 5%), Кинельская нива (2007 г., доля авторства 5%) и Кинельская отрада (2009 г., доля авторства 5%), а также проходящие Государственное сортоиспытание – Кинельская краса (доля авторства 5%), Золотица (7,5%) и Кинельская 2010 (10%).
Личный вклад соискателя. Соискатель принимал непосредственное участие в планировании и проведении полевых и лабораторных экспериментов, анализе и обобщении полученных результатов исследований, представленных в диссертации.
Основные положения, выносимые на защиту:
- местная популяция возбудителей корневых гнилей яровой пшеницы в условиях лесостепи Среднего Поволжья представлена в основном грибами рода Helminthosporium sp. и Fusarium sp., с преобладанием в процентном соотношении по всем годам Helminthosporium sp.;
- наиболее высокой патогенностью и вредоносностью на фоне искусственного заражения обладают выделенные в чистую культуру грибы рода Helminthosporium sp.;
- динамика развития корневых гнилей на пшенице в естественных условиях происходит по нарастающей от фазы кущения, достигая своего максимального значения в фазу полного созревания зерна;
- сформирована коллекция источников умеренной устойчивости и толерантности к корневым гнилям яровой мягкой пшеницы;
- созданы сорта и перспективные линии яровой мягкой пшеницы, умеренно устойчивые к возбудителям корневых гнилей с комплексом хозяйственно-ценных признаков.
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на 46-ой научно-практической конференции профессорско-преподава-тельского состава, сотрудников и аспирантов Самарской ГСХА (Кинель, 1999); V Всероссийской научно-практической конференции «Селекция и семеноводство полевых культур» (Пенза, 2001); Всероссийской научно-практической конференции «Программирование регионального развития» (Самара, 2002); Международной научно-практической конференции «Экологические аспекты интенсификации сельскохозяйственного производства» (Пенза, 2002); Школе молодых учёных «Экологическая генетика культурных растений» (Краснодар, 2005); Научно-практической конференции «Научные основы семеноводства и агротехнологий сельскохозяйственных культур в условиях Евро-Северо-Востока РФ» (Саранск, 2007); Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 120-й годовщине со дня рождения Н.И. Вавилова «Вавиловские чтения – 2007» (Саратов, 2007 г.); Международной научно-практической конференции «Адаптивное растениеводство и земледелие», посвященной 75-летию со дня образования ПНИИСС им. П.Н. Константинова и 100-летию со дня рождения академика ВАСХНИЛ А.И. Бараева (Кинель, 2009); Конкурсе научных работ молодых ученых, посвященном памяти академика Н.И. Глуховцевой (Кинель, 2010); заседаниях Ученого совета ГНУ ПНИИСС Россельхозакадемии (2009-2011 гг.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 13 работ, 4 из которых – в изданиях по перечню, рекомендованному ВАК РФ, получено 3 авторских свидетельства на сорта пшеницы мягкой яровой – Кинельская 61 (2005 г.), Кинельская нива (2007 г.) и Кинельская отрада (2009 г.), 4 патента на селекционные достижения.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, выводов, практических рекомендаций, списка литературы, 24 приложений, изложена на 184 страницах печатного текста. Список использованной литературы содержит 296 источников, в том числе 70 на иностранных языках. В диссертации представлено 23 таблицы и 15 рисунков.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
1. УСТОЙЧИВОСТЬ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ К ВОЗБУДИТЕЛЯМ
КОРНЕВЫХ ГНИЛЕЙ
Проанализированы основные литературные источники по биологии основных возбудителей корневых гнилей, их распространенности, вредоносности и динамики развития. Изучена роль вида пшеницы, сорта и селекции в устойчивости к данным патогенам.
2. ИСХОДНЫЙ МАТЕРИАЛ, МЕТОДИКА И УСЛОВИЯ
ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
Исследования по теме диссертации выполнены в 2000-2010 гг. в лаборатории селекции и семеноводства яровой пшеницы ГНУ Поволжский НИИСС Россельхозакадемии. Производственная база и опытные поля расположены в центральной зоне Самарской области. Климат типичен для Среднего Поволжья, формируется под влиянием континентальных условий умеренных широт и характеризуется высокими температурами воздуха летом и низкими зимой. Метеорологические условия за годы исследований отличались большим разнообразием и довольно полно отражали особенности климата региона и места проведения исследований. За данное время было четыре острозасушливых вегетационных периода (2002, 2005, 2009, 2010 гг.) с ГТК май-август 0,20-0,53, четыре – на уровне среднемноголетних значений (2000, 2001, 2004 и 2008 гг.) с ГТК 0,75-0,83 и три года (2003, 2006, 2007 гг.) нормально увлажненных с ГТК 1,01-1,17. Причем, несмотря на хорошую суммарную влагообеспеченность, в 2003 и в 2007 гг. наблюдались ранневесенняя и летняя засухи. Во все годы исследований яровая пшеница в той или иной степени поражалась корневыми гнилями различной этиологии, однако самыми эпифитотийными были 2000 и 2005 годы.
В качестве исходного материала использовались образцы яровой мягкой пшеницы различного эколого-географического происхождения из мировой коллекции Всероссийского НИИ растениеводства имени Н.И. Вавилова (ВИР), Международного центра улучшения кукурузы и пшеницы CIMMYT (Мексика), новые селекционные образцы научно-исследовательских учреждений и селекционных центров страны. Также был представлен местный селекционный материал, созданный в лаборатории селекции и семеноводства яровой пшеницы ГНУ ПНИИСС Россельхозакадемии. В качестве стандартов (St) в разные годы высевались районированные в Самарской области сорта яровой мягкой пшеницы: Кинельская 59, Кинельская 60, Прохоровка, Л-503.
Исследования проводились по предшественникам – чистый пар, сидеральный пар (рапс), озимая пшеница, ячмень, соя. Посев проводился в оптимальные агротехнические сроки селекционными сеялками ССФК-7М и СКС-10 с центральным высевающим аппаратом. Норма высева составляла 450 всхожих семян на 1 м2. Учётная площадь делянок: в коллекционном питомнике 1м2 без повторности с частыми стандартами (через 10-20 номеров), в конкурсном сортоиспытании – 25,5 м2, повторность 4-х кратная. Уборка делянок коллекционного питомника проводилась в фазу полной спелости вручную. Делянки конкурсного испытания убирались комбайном Sampo 130. Предварительно с делянок отбирался сноповой материал для анализа структуры урожая. Взвешивание образцов проводили на технических (в поле) и лабораторных весах.
Фенологические наблюдения, полевые оценки, лабораторные и математические анализы проводили согласно методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (1985), методике полевого опыта (Доспехов Б.А., 1985). Учёт поражения пшеницы бурой ржавчиной и мучнистой росой проводился на естественном фоне. Для определения реакции сортов на бурую ржавчину пользовались шкалой Mains E.B., Jackson H.S. (1926). Интенсивность поражения пшеницы бурой ржавчиной определяли по шкале R.F. Peterson et al. (1948). Степень поражения мучнистой росой определяли по площади поражённой поверхности, покрытой налётами в процентах от всей площади растений (Гешеле Э.Э., 1978).
Обследования образцов на поражение корневыми гнилями осуществлялись на естественном инфекционном фоне методом визуального анализа проб растений, взятых в определенные фазы их развития. Учет проводился в фазу кущения и полной спелости зерна. Интенсивность поражения корневыми гнилями оценивали в баллах по модифицированной М.Ф. Григорьевым (1976) шкале учета поражений (Гойман Э., 1954). Об устойчивости образцов яровой пшеницы к корневым гнилям при фитопатологическом учете судили на основании показателей степени развития болезни и проценту пораженных растений (распространенность болезни). Для подразделения сортов на группы устойчивости по степени развития болезни применялась шкала устойчивости злаков к корневым гнилям (Лангольф Э.И., 1979). Структурный анализ элементов продуктивности здоровых и пораженных корневыми гнилями растений проводился в фазу полной спелости зерна согласно методике К.В. Ливанова (1985).
Искусственное заражение семян яровой пшеницы осуществлялось суспензией конидий трех видов возбудителей корневых гнилей Helminthosporium, Fusarium и Alternaria по методическим указаниям Всероссийского НИИ фитопатологии (Коломиец Т.М. и др., 2007). Повторность опыта 2-х кратная, инокулировалось по 40 семян каждого образца пшеницы, с последующим проращиванием их во влажных рулонах фильтровальной бумаги, помещенных в стаканы с дистиллированной водой. Контролем служили проростки, выращенные в воде (без заражения). Инфекционная нагрузка возбудителей корневых гнилей определялась и приводилась к необходимым значениям концентраций с использованием камеры Горяева. Возбудители были представлены наиболее патогенными местными формами, выделенными в чистую культуру (in vitro) из сильно пораженных частей (корни и стебли) яровой пшеницы. Учет поражения проростков корневыми гнилями проводили на 12-14-ый день по шкале интенсивности поражения колеоптиле, предложенной М.П. Лесовым и др. (1985). Вредоносность возбудителей корневых гнилей оценивалась по их влиянию на развитие проростков яровой пшеницы. При анализе развития определялись следующие показатели: длина проростков, число и длина зародышевых корешков.
Вариационные ряды экспериментальных данных обрабатывали программой для вычисления точечных и интервальных оценок статистических параметров выборки. Значимость коэффициентов оценивалась по t-критерию. Данные, "выскакивающие" за пределы ±3, выбраковывались. Средние значения подвергали статистической обработке методом двухфакторного дисперсионного анализа (Доспехов Б.А., 1985) с использованием пакета прикладных программ «Agros 2.09» (Мартынов С.П., 1999) и компьютерных программ «Excel».
3. УСТОЙЧИВОСТЬ К КОРНЕВЫМ ГНИЛЯМ И ДРУГИЕ
БИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СОРТОВ ПШЕНИЦЫ
3.1. Коллекционный материал яровой пшеницы
В Поволжском НИИСС с 1980 года ведутся исследования биологии развития, вредоносности корневых гнилей, устойчивости к ним селекционных сортов. В результате изучения была сформирована коллекция сравнительно и умеренно устойчивых сортов яровой пшеницы селекции Поволжского НИИСС и научно-исследовательских учреждений регионов России и стран мира. Дальнейшее изучение показало, что многие сорта со временем потеряли свою устойчивость и стали сильно поражаться корневыми гнилями.
С целью выявления источников устойчивости была проведена оценка 63 сортов и селекционных линий яровой пшеницы на естественном инфекционном фоне. В исследованиях была достигнута высокая степень дифференциации коллекционных образцов по устойчивости к возбудителям заболевания. В среднем за годы исследований (2006-2007 гг.) степень развития болезни по изучаемым образцам составляла 3,3-41,7%, а процент пораженных растений варьировал от 10 до 90. Коэффициент вариации показателя степень развития болезни составил в 2006 г. – 34,8%, в 2007 – 47,6%, показателя процент пораженных растений - 26,4% в 2006 и 41,2% в 2007 г. Все сорта и селекционные линии яровой пшеницы в той или иной степени поражались корневыми гнилями, что позволило провести их разделение на группы устойчивости.
Выявлены формы, обладающие сравнительной (степень развития до 5%) и умеренной (6-15%) устойчивостью к корневым гнилям – Эритроспермум 5032, Золотица, Эритроспермум 3755, Эритроспермум 3922 (Кинель), Тулайковская золотистая, Тулайковская 5 (Безенчук), сложный гибрид (к-31707, Мексика). Остальные изучаемые образцы исходного материала отнесены к поражаемым (степень развития болезни 16-25%) и сильно поражаемым (более 25%). За время исследований наиболее высокие показатели степени развития болезни были отмечены у образцов: Bonanza (США), Sigma (Польша) и АНК-24В (Новосибирск), соответственно 41,7%, 36,7% и 35,0%. Из стандартов меньшая степень развития корневых гнилей отмечена у сорта Кинельская 59 – 18,8%. Сорт Прохоровка поражался сильнее - в среднем по годам 29,4% (табл. 1).
Изучение видового состав возбудителей корневых гнилей показало, что в процентном соотношении в годы изучения существенно преобладали грибы из рода Helminthosporium, над грибами из рода Fusarium. В свою очередь развитие фузариозной корневой гнили на коллекционных образцах в 2006 году было интенсивнее, чем в 2007. Это можно объяснить тем, что в 2006 г. сложились более благоприятные условия для развития фузариозной гнили – пониженная солнечная радиация, повышенная влажность и оптимальная температура воздуха. В среднем за 2006-2007 гг. процент поражения возбудителями гельминтоспориозной корневой гнили составил 5-70%, фузариозной – 0-25%. Причем у сортов Золотица, Эритроспермум 3755 (Кинель), Тулайковская золотистая, Тулайковская юбилейная (Безенчук) и сложный гибрид (к-31707, Мексика) отмечен только гельминтоспориозный тип поражения, остальные образцы имели смешанный тип.
Поражение растений корневыми гнилями оказало существенное влияние на количественные показатели элементов структуры урожая яровой пшеницы. Наиболее высокие показатели продуктивности растений отмечены у сортов сравнительно и умеренно устойчивых к корневым гнилям. Они сформировали крупное, выполненное и выровненное зерно. Напротив, у поражаемых и сильно поражаемых сортов наблюдалось значительное снижение всех показателей элементов структуры урожая, данные сорта формировали в основном мелкое и щуплое зерно. Выделены толерантные образцы, которые при степени развития болезни 18,3-30,0% (т.е. поражаемые и сильно поражаемые) имели высокие показатели элементов продуктивности растения - Кинельская нива, Кинельская 62, Грекум 4445 (Кинель), Тулайковская юбилейная, Тулайковская 10 (Безенчук), Ботаническая 3, Иволга, Лада (Москва), Белянка, Л-505, ЮВ 4 (Саратов), Линия 82: 2120/ 1 (Ленинград).
Таблица 1. Характеристика коллекционных образцов яровой пшеницы
по устойчивости к корневым гнилям и хозяйственно-ценным признакам.
ГНУ ПНИИСС Россельхозакадемии, в среднем за 2006-2007 гг.
| Образец | Происхождение | Корневые гнили, % | Масса зерна, г | ||
| степень развития | поражено растений | растения | 1000 шт. | ||
| Кинельская 59, St 1 | Кинель | 18,8 | 54,0 | 1,25 | 33,48 |
| Прохоровка, St 2 | Саратов | 29,4 | 71,0 | 1,17 | 28,07 |
| Сравнительно (до 5%) и умеренно (6-15%) устойчивые образцы | |||||
| Эритроспермум 5032 | Кинель | 3,3 | 10,0 | 1,33 | 30,81 |
| Золотица | Кинель | 10,0 | 30,0 | 1,50 | 30,93 |
| Тулайковская золотистая | Безенчук | 11,7 | 35,0 | 1,19 | 29,06 |
| Эритроспермум 3755 | Кинель | 13,3 | 35,0 | 1,42 | 29,52 |
| Эритроспермум 3922 | Кинель | 13,3 | 35,0 | 1,35 | 26,55 |
| Сложный гибрид | СИММИТ | 15,0 | 40,0 | 0,92 | 25,78 |
| Тулайковская 5 | Безенчук | 15,0 | 45,0 | 2,46 | 32,79 |
| Поражаемые (16-25%) образцы | |||||
| Тулайковская юбилейная | Безенчук | 18,3 | 50,0 | 1,63 | 31,31 |
| Кинельская нива | Кинель | 20,0 | 45,0 | 1,68 | 32,94 |
| Ботаническая 3 | Москва | 20,0 | 50,0 | 1,26 | 33,29 |
| Грекум 4445 | Кинель | 20,0 | 55,0 | 1,28 | 29,24 |
| Иволга | Москва | 21,7 | 50,0 | 1,50 | 30,52 |
| Тулайковская 10 | Безенчук | 23,3 | 65,0 | 1,38 | 29,33 |
| Белянка | Саратов | 23,3 | 65,0 | 1,71 | 33,29 |
| Лада | Москва | 25,0 | 50,0 | 1,31 | 30,43 |
| Сильно поражаемые (более 25%) образцы | |||||
| Л-505 | Саратов | 28,3 | 65,0 | 1,69 | 31,11 |
| Кинельская 62 | Кинель | 30,0 | 75,0 | 1,41 | 33,01 |
| ЮВ 4 | Саратов | 30,0 | 75,0 | 1,55 | 34,44 |
| Линия 82: 2120/ 1 | Ленинград | 30,0 | 75,0 | 1,45 | 33,15 |
| АНК-24В | Новосибирск | 35,0 | 80,0 | 0,77 | 23,51 |
| Sigma | Польша | 36,7 | 90,0 | 0,95 | 24,88 |
| Bonanza | США | 41,7 | 70,0 | 0,79 | 19,74 |
| Коэффициент вариации, % (2006 г.) | 34,8 | 26,4 | |||
| Коэффициент вариации, % (2007 г.) | 47,6 | 41,2 | |||
Анализ элементов продуктивности растений по группам устойчивости к корневым гнилям показал, что в сравнении с устойчивыми образцами пшеницы, у поражаемых выявлено снижение показателей: числа зерен с колоса и растения на 14,7 и 30,5%, массы зерна с колоса и растения на 33,0 и 44,1%, массы 1000 зерен на 19,2%. По сравнению с толерантными образцами у поражаемых образцов снижение некоторых показателей структуры урожая более значимое: массы зерна колоса и растения - на 37,0 и 45,6%, массы 1000 зерен - на 25,5%. Например, масса 1000 зерен у сравнительно и умеренно устойчивых сортов составляла 25,8–32,8 г, у толерантных сортов 29,2–34,4 г, тогда как у поражаемых и сильно поражаемых образцов всего лишь 19,7–27,2 г.
В целом за годы исследований наиболее высокие показатели элементов продуктивности растений отмечены у сортов селекции Поволжского НИИСС, Самарского НИИСХ и НИИСХ Юго-Востока. Выделенные нами сравнительно и умеренно устойчивые формы, а также толерантные к корневым гнилям образцы ежегодно включаются в программы скрещивания лаборатории селекции и семеноводства яровой пшеницы Поволжского НИИСС. Только в 2009 году было проведено 14 комбинаций скрещиваний для анализа характера наследования устойчивости к корневым гнилям, получено 534 гибридных зерна.
По итогам изучения исходного материала сформирована коллекция сравнительно и умеренно устойчивых сортов яровой пшеницы и выделена группа толерантных к корневым гнилям образцов. Данные формы предлагаются нами для включения в селекционные программы как источники сравнительной и умеренной устойчивости, а также толерантности к корневым гнилям.
3.2. Сравнительная оценка устойчивости районированных и
перспективных сортов на естественном инфекционном фоне
В 2005-2010 гг. нами проведена оценка 12 сортов яровой мягкой пшеницы, созданных в лаборатории яровой пшеницы: Кинельская 59, Кинельская 60, Кинельская 61, Кинельская нива, Кинельская отрада – сорта, включенные в Государственный реестр селекционных достижений по Средневолжскому региону; Кинельская краса, Золотица и Кинельская 2010 – сорта, проходящие государственное сортоиспытание; Эритроспермум 5289, Эритроспермум 5623, Эритроспермум 5032/1, Альбидум 4412 – перспективные сорта лаборатории.
В результате длительного изучения сортов на естественном инфекционном фоне (включая эпифитотийные годы) отмечено, что все изучаемые образцы в определенной степени поражались корневыми гнилями. Среди них выделены умеренно устойчивые сорта (степень развития 6-15%): Эритроспермум 5032/1, Кинельская краса, Эритроспермум 5623, Кинельская 2010, Альбидум 4412, Эритроспермум 5289 и Золотица. Наименьшее проявление степени развития корневых гнилей выявлено у сорта Эритроспермум 5032/1 (10,2%) и Кинельская краса (12,1%), максимальная (21,2%) - наблюдалась у сорта Кинельская 60.
В патогенном комплексе местной популяции возбудителей корневых гнилей в 2005-2010 гг. преобладали грибы рода Helminthosporium. Данная зависимость прослеживалась как в отдельные фазы развития яровой пшеницы, так и в целом за вегетацию. В среднем по изучаемым сортам в фазу кущения пораженность растений с симптомами гельминтоспориозной гнили составила 22,4%, фузариозной – 1,4. В фазу полного созревания зерна процентное соотношение увеличилось и составило 44,8 и 8,0%. За вегетацию яровой пшеницы (по данным двух учетов) процент поражения возбудителями гельминтоспориозной корневой гнили составил в среднем 33,6%, фузариозной 4,7. Меньшее поражение обоими возбудителями корневой гнили отмечено у сорта Эритроспермум 5032/1: Helminthosporium – 25,6%, Fusarium – 2,9. Максимальное поражение наблюдалось у сорта Кинельская 60, соответственно 42,6 и 6,8%.
Анализ более длительного периода (2000-2010 гг.) позволяет отметить, что в естественных условиях корневые гнили развиваются по нарастающей от фазы кущения яровой пшеницы до фазы полного созревания зерна. Степень развития болезни в фазу кущения составляла 4,2-37,8%, а в фазу созревания зерна колебалась по годам от 16,4 до 42,1%, при показателях распространенности 12,7-77,5% в фазу кущения и 43,9-88,2% в фазу созревания зерна. Также следует отметить, что во все годы изучения и фазы учета в процентном соотношении преобладали растения с симптомами гельминтоспориозной гнили. Процент поражения растений Helminthosporium в фазу кущения составлял 12,3-57,4% (коэффициент вариации показателя 57,5%), а в фазу созревания зерна колебался по годам исследований от 34,4 до 71,2% (коэффициент вариации 21,3%). Доля Fusarium в патогенном комплексе возбудителей была меньшей и составила в фазу кущения от 0 до 20,1%, а в фазу созревания зерна от 3,2 до 17,0%.
Особое внимание следует уделить влиянию корневых гнилей на элементы структуры урожая. За годы исследований единого набора сортов отмечено существенное снижение всех количественных показателей элементов структуры урожая у растений, пораженных корневыми гнилями. Так, общая и продуктивная кустистость у пораженных растений уменьшались в среднем по сортам на 0,09 стеблей (соответственно на 6,8 и 7,1%), высота растений снизилась на 4,4 см (5,3%). У всех изучаемых сортов пораженные растения существенно уступали здоровым по длине колоса, в среднем на 0,6 см (9,8%), и по числу колосков с колоса – на 1,2 шт. (9,4%). Достоверное снижение наблюдалось и по основным показателям структуры урожая. Так уменьшение числа зерен с одного колоса и растения в среднем по сортам составляло соответственно 4,7 и 7,3 шт. (18,3 и 23,4%). Отмечено достоверное снижение по показателям масса зерна с одного колоса (рис. 1) и одного растения по изучаемым сортам.
Рис. 1. Влияние поражения корневыми гнилями на массу зерна колоса
За пять лет исследований сорта снизили данные показатели в среднем на 0,21 г на колос (24,1%) и 0,29 г на растение (28,2%). Максимальное снижение показателей выявлено у сорта Кинельская отрада: по массе зерна с колоса на 31,3%, по массе зерна с растения на 35%, минимальное у сорта Кинельская краса - на 16,3 и 19,6% соответственно.
Немаловажным элементом продуктивности, существенно влияющим на продуктивность растения, является масса 1000 зерен (рис. 2).
Рис. 2. Влияние поражения корневыми гнилями на массу 1000 зерен
Данный показатель также зависел от поражения растений корневыми гнилями, в среднем по сортам снижение было существенным и составило 2,47 г (7,4%). Наибольшее снижение данного показателя (на 3,15 г или 9,3%) отмечено у сорта Кинельская отрада, наименьшее (1,84 г или 5,6%) у сорта Кинельская краса.
3.3. Оценка устойчивости сортов к основным возбудителям корневых
гнилей на фоне искусственного заражения
Проводилось несколько серий опытов. В первом опыте заражение семян осуществлялось тремя видами возбудителей корневых гнилей в концентрации: Helminthosporium – 100 000, Fusarium – 250 000, Alternaria – 200 000 конидий в 1 мл суспензии. Контролем служили варианты, выращенные в дистиллированной воде (без заражения). В качестве объектов для заражения использовались образцы яровой пшеницы селекции Поволжского НИИСС: Кинельская 59, Кинельская нива и Кинельская отрада. В исследованиях была достигнута высокая эффективность заражения растений патогенами. В среднем по сортам и возбудителям степень развития болезни составила 32%, пораженных растений – 77% (табл. 2).
Таблица 2. Пораженность сортов яровой пшеницы основными возбудителями корневых гнилей при искусственном заражении.
ГНУ ПНИИСС Россельхозакадемии, 2010 г.
| Сорт | Вариант опыта | Степень развития болезни, % | Пораженных растений, % | Гибель проростков, % |
| Кинельская 59 | Контроль | 8,1 | 32,5 | 0 |
| Alternaria | 23,8 | 72,5 | 0 | |
| Fusarium | 24,4 | 77,5 | 0 | |
| Helminthosporium | 54,4 | 100 | 10,0 | |
| Кинельская нива | Контроль | 5,6 | 22,5 | 0 |
| Alternaria | 14,4 | 45,0 | 0 | |
| Fusarium | 23,1 | 75,0 | 0 | |
| Helminthosporium | 55,6 | 100 | 10,0 | |
| Кинельская отрада | Контроль | 7,5 | 30,0 | 0 |
| Alternaria | 16,3 | 50,0 | 0 | |
| Fusarium | 23,8 | 67,5 | 0 | |
| Helminthosporium | 50,0 | 100 | 0 |
Наибольшая степень развития болезни отмечена при искусственном заражении изучаемых сортов культурой гриба Helminthosporium (50,0-55,6%). При заражении грибами рода Fusarium и Alternaria, несмотря на двукратное превышение инфекционного начала по сравнению с Helminthosporium, степень развития болезни была значительно ниже. Она составила по сортам: при заражении грибом Fusarium от 23,1 до 24,4%, при заражении Alternaria – от 14,4 до 23,8%. Следует отметить также, что внешние симптомы проявления болезни на этапах исследования проростков были одинаковые при заражении всеми тремя видами возбудителей корневых гнилей. Незначительная степень развития болезни в контрольном варианте (5,6-8,1%) свидетельствовала о наличии внутренней инфекции в семенном материале исследуемых сортов.
В целом по сортам искусственное заражение культурой гриба Helminthosporium повышало степень развития болезни до 50%, Fusarium – до 17,5% и Alternaria – 15,7%. При заражении грибом Helminthosporium у сортов Кинельская 59 и Кинельская нива наблюдалась гибель проростков до 10%. Процент пораженных растений при искусственном заражении отдельными возбудителями колебался от 45 до 100. Причем при заражении культурой гриба Helminthosporium значение данного показателя было максимальным и составило 100%, при заражении грибом Fusarium варьировало от 67,5 до 77,5%, грибом Alternaria - от 45,0 до 72,5%.
Искусственное заражение семян отдельными возбудителями корневых гнилей оказывало разное влияние на развитие проростков яровой пшеницы. Сильное угнетение развития проростков наблюдалось при заражении семян культурой гриба Helminthosporium. По всем изучаемым сортам это способствовало снижению: длины проростков на 5,98–8,83 см (28,9–46,0%) относительно контрольных вариантов, длины корешков на 2,60–6,18 см (13,3–31,6%), число зародышевых корешков уменьшалось на 1,25–1,75 шт. на зерновку (25,3–39,2%). Заражение семян культурой гриба Fusarium оказывало меньшее влияние на развитие проростков. Влияние же заражения культурой гриба Alternaria на развитие проростков пшеницы было минимальным и неоднозначным. Достоверное снижение длины проростков наблюдалось у сорта Кинельская 59 - на 1,27 см (6,1%), а у сортов Кинельская нива и Кинельская отрада наблюдалось незначительное, но достоверное увеличение - на 0,55–0,78 см (2,9–3,8%). Число зародышевых корешков снижалось по всем сортам на 0,35–0,54 шт. на зерновку (7,1–12,1%), а на длину корешков влияние Alternaria было несущественным.
На основании полученных данных отмечено, что из изученных возбудителей наиболее высокой агрессивностью и вирулентностью к исследуемым сортам на начальных этапах их развития обладает выделенная в чистую культуру форма гриба Helminthosporium. Форма гриба Alternaria, несмотря на более высокую концентрацию инфекционного начала, отличается невысокой агрессивностью и играет меньшую роль в патогенезе корневых гнилей. Концентрация суспензии в 100 000 конидий/мл для формы гриба Helminthosporium очень высокая и несколько затрудняет выявление различий между сортами. Концентрации суспензий Fusarium – 250 000 конидий/мл и Alternaria – 200 000 близки к оптимальным, позволяют получить высокий процент пораженных растений.
Учитывая невысокую вредоносность грибов Alternaria, и для увеличения объема прорабатываемого материала, было принято решение об исключении их из последующих исследований. По отношению к наиболее вредоносным возбудителям – изменить концентрацию инфекционного начала: Helminthosporium – снизить до 80 000, а Fusarium – увеличить до 500 000 конидий/мл суспензии.
В последующих опытах в качестве исходного материала для заражения использовались уже 12 районированных и перспективных сортов, созданных в лаборатории яровой пшеницы. Здесь также была достигнута высокая эффективность заражения растений патогенами. В среднем по сортам и возбудителям степень развития болезни составила 28%, процент пораженных растений – 73, а в контрольном варианте (без заражения) соответственно 4% и 16%.
Несмотря на снижение инфекционной нагрузки, наиболее высокая степень развития болезни отмечена при заражении культурой гриба Helminthosporium (от 30,6 до 50,6%), что свидетельствует о его высокой агрессивности и вирулентности по отношению ко всем 12 сортам. Степень развития болезни при заражении грибом Fusarium была значительно ниже и составила по исследуемым сортам 6,3–22,5%. Незначительное развитие болезни также было отмечено в контрольных вариантах (от 0,6 до 6,3%).
В опытах наблюдалась высокая степень дифференциации сортов по устойчивости и выносливости к конкретным возбудителям корневых гнилей. Среди исследованных образцов отсутствовали как иммунные формы, так и полностью погибшие. Наибольшая устойчивость к изучаемым возбудителям отмечена у перспективного сорта Эритроспермум 5623, степень развития Helminthosporium 30,6% и Fusarium - 6,3%. Сорт имел также самый низкий процент поражения (0,6) в контроле. Относительная устойчивость к Helminthosporium отмечена у образцов: Эритроспермум 5623, Эритроспермум 5289, Кинельская 2010 (Эритроспермум 5199), Эритроспермум 5032/1 и Кинельская нива. По отношению к Fusarium - Эритроспермум 5623, Кинельская 2010, Эритроспермум 5032/1, Кинельская краса и Эритроспермум 5289. Максимальная степень развития обоих возбудителей отмечена у сорта Кинельская 60, Helminthosporium и Fusarium соответственно 50,6 и 22,5%.
По сортам искусственное заражение Helminthosporium повышало степень развития болезни на 30,0–44,3%, Fusarium на 5,7–16,2% по сравнению с контрольными вариантами. Процент пораженных растений при этом варьировал от 25 до 100. Причем при заражении культурой гриба Helminthosporium показатели были максимально высокими и составили по сортам 85–100%, при заражении Fusarium - значительно ниже и находились в пределах от 25 до 70%.
Искусственное заражение семян отдельными возбудителями корневых гнилей оказывало существенное влияние на начальные этапы развития яровой пшеницы (табл. 3). Наиболее сильное влияние на развитие проростков наблюдалось при заражении семян культурой гриба Helminthosporium. По всем изучаемым сортам это способствовало снижению длины проростков на 3,73–10,70 см (19,0–46,0%) относительно контрольных вариантов. В то же время заражение семян культурой гриба Fusarium оказывало на них существенно меньшее влияние. Так, снижение длины проростков по сортам составляло не более 1,19–4,05 см (6,1–18,4%), что в 2,5-3 раза меньше воздействия грибов Helminthosporium. При этом следует отметить, что инфекционная нагрузка на семена у Helminthosporium была 6,25 раза меньше чем у Fusarium.
Необходимо отметить, что, несмотря на то, что по всем 12 сортам длина проростков в вариантах с заражением культурой гриба Helminthosporium существенно уступала контрольным вариантам, сортовые различия все же наблюдались. Минимальное снижение показателя длины проростков показали - Кинельская 59 (19,0%), Кинельская 60 (27,1%), Кинельская 61 (27,1%), максимальное - Золотица (46,0%) и Эритроспермум 5623 (42,6%). При заражении семян культурой гриба Fusarium меньшее снижение длины проростков наблюдалось у сортов Кинельская 59 (6,1%), Эритроспермум 5289 (9,2%), Кинельская краса (9,5%), а наиболее высокая - Кинельская отрада (18,4%) и Золотица (18,3%).
Поражение растений корневыми гнилями, в результате искусственного заражения, также негативно сказывалось и на развитие подземной части растений. Наиболее сильное влияние на развитие зародышевых корешков наблюдалось при заражении семян Helminthosporium. По всем сортам число зародышевых корешков уменьшалось на статистически значимую (по фактору заражение) величину 0,68–1,40 штук на зерновку или на 15,7–29,6% относительно контрольных вариантов. Влияние же на длину корешков при этом фиксировалось в более широких пределах - от 2,19 до 7,08 см или на 10,8–32,2%.
Влияние заражения семян Fusarium на развитие зародышевых корешков также было несколько ниже по сравнению с Helminthosporium. Отмечается уменьшение числа зародышевых корешков по сортам, максимально на 0,60 штук на зерновку (15,1%), за исключением одного сорта, где показатели с контрольным вариантом были одинаковы, и уменьшение длины корешков на 0,50–1,66 см или на 2,3–8,4% относительно вариантов без заражения.
Таблица 3. Вредоносность возбудителей корневых гнилей на начальных этапах
развития яровой пшеницы. ГНУ ПНИИСС Россельхозакадемии, 2010 г.
| Сорт | Вариант заражения | Длина проростков | Длина корешков | ||||
| см | ± от контроля | см | ± от контроля | ||||
| см | % | см | % | ||||
| Кинельская 59 | Fusarium | 18,38 | -1,19 | -6,1 | 19,19 | -1,12 | -5,5 |
| Helminthosporium | 15,84 | -3,73 | -19,0 | 18,13 | -2,18 | -10,8 | |
| Кинельская 60 | Fusarium | 15,65 | -1,91 | -10,9 | 16,13 | -1,18 | -6,9 |
| Helminthosporium | 12,80 | -4,76 | -27,1 | 13,47 | -3,84 | -22,2 | |
| Кинельская 61 | Fusarium | 20,51 | -2,29 | -10,0 | 16,58 | -1,13 | -6,4 |
| Helminthosporium | 16,63 | -6,17 | -27,1 | 14,53 | -3,18 | -18,0 | |
| Кинельская нива | Fusarium | 18,94 | -2,74 | -12,6 | 17,76 | -1,40 | -7,3 |
| Helminthosporium | 14,44 | -7,24 | -33,4 | 14,43 | -4,73 | -24,7 | |
| Кинельская отрада | Fusarium | 17,91 | -4,05 | -18,4 | 18,06 | -1,08 | -5,6 |
| Helminthosporium | 13,84 | -8,12 | -37,0 | 15,40 | -3,74 | -19,5 | |
| Кинельская краса | Fusarium | 17,73 | -1,86 | -9,5 | 17,44 | -0,82 | -4,5 |
| Helminthosporium | 13,03 | -6,56 | -33,5 | 15,24 | -3,02 | -16,6 | |
| Золотица | Fusarium | 15,51 | -3,47 | -18,3 | 17,99 | -1,01 | -5,3 |
| Helminthosporium | 10,25 | -8,73 | -46,0 | 14,93 | -4,07 | -21,5 | |
| Кинельская 2010 | Fusarium | 17,74 | -3,26 | -15,5 | 18,18 | -0,83 | -4,4 |
| Helminthosporium | 13,29 | -7,71 | -36,7 | 14,73 | -4,28 | -22,6 | |
| Эритроспермум 5289 | Fusarium | 21,10 | -2,13 | -9,2 | 18,18 | -1,66 | -8,4 |
| Helminthosporium | 15,16 | -8,07 | -34,7 | 16,40 | -3,44 | -17,3 | |
| Эритроспермум 5623 | Fusarium | 22,44 | -2,66 | -10,6 | 21,46 | -0,50 | -2,3 |
| Helminthosporium | 14,40 | -10,70 | -42,6 | 14,89 | -7,07 | -32,2 | |
| Эритроспермум 5032 /1 | Fusarium | 17,88 | -2,11 | -10,6 | 18,04 | -1,02 | -5,4 |
| Helminthosporium | 13,54 | -6,45 | -32,3 | 16,03 | -3,03 | -15,9 | |
| Альбидум 4412 | Fusarium | 16,09 | -2,51 | -13,5 | 16,56 | -0,93 | -5,3 |
| Helminthosporium | 12,13 | -6,47 | -34,8 | 15,25 | -2,24 | -12,8 | |
| Фактор А (сорт) НСР05 | 0,51 | 0,54 | |||||
| Фактор В (заражение) НСР05 | 0,25 | 0,27 | |||||
| Взаимодействие АВ НСР05 | 0,88 | 0,93 | |||||
Следует отметить, что изучаемые сорта по-разному реагировали на заражение семян отдельными возбудителями изменением числа и длины зародышевых корешков. Так при заражении культурой гриба Helminthosporium показатель число зародышевых корешков в большей степени снижался на сортах Кинельская отрада (на 29,6%) и Эритроспермум 5623 (на 29,3%). Последний сорт также имел максимальное значение снижения длины корешков (на 32,2%) по отношению к варианту без заражения. В то же время нами выделены сорта, которые в результате заражения культурой гриба Helminthosporium, незначительно снизили число зародышевых корешков - Альбидум 4412 (0%), Эритроспермум 5289 (2,9%), Кинельская отрада (3,2%) и их длину: Кинельская 59 (10,8%), Альбидум 4412 (12,8%), Эритроспермум 5032/1 (15,9%).
В вариантах с заражением грибом Fusarium наибольшее снижение числа корешков было отмечено на сортах Кинельская краса (15,1%) и Золотица (13,6%), а у образца Альбидум 4412 значение показателя было на уровне контроля. Длина зародышевых корешков, у большинства сортов зараженных Fusarium, снижалась незначительно. На сортах Эритроспермум 5289 и Кинельская нива снижение было максимальным, но составило всего 8,4 и 7,3% соответственно. Минимальная реакция на заражение отмечена у сортов Эритроспермум 5623 (2,3%), Кинельская 2010 (4,4%) и Кинельская краса (4,5%).
4. СЕЛЕКЦИОННОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВЫДЕЛЕННЫХ
ИСТОЧНИКОВ УСТОЙЧИВОСТИ К КОРНЕВЫМ ГНИЛЯМ
За годы исследований (2000-2010 гг.) проведено 1126 комбинаций скрещиваний, в которых использованы генетические источники устойчивости и толерантности к болезням (корневые гнили, мучнистая роса, бурая ржавчина), источники продуктивности, качества зерна, засухоустойчивости и другие. В ходе выполнения селекционных программ получено свыше 33 000 гибридных зерен.
Основным направлением работы лаборатории селекции и семеноводства яровой пшеницы является создание и выделение в различных питомниках селекционного материала, обладающего комплексной устойчивостью к болезням и совокупностью хозяйственно-ценных признаков.
В результате селекционной работы за период исследований три сорта пшеницы мягкой яровой (Кинельская 61, Кинельская нива, Кинельская отрада) внесены в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию, и три сорта (Кинельская краса, Золотица, Кинельская 2010) проходят Государственное испытание. Сорта яровой мягкой пшеницы Кинельская нива, Кинельская отрада, Кинельская краса и Золотица охраняются патентами на селекционные достижения.
4.1. Агробиологическая характеристика созданных сортов
Большую селекционную ценность представляют недавно районированные и перспективные сорта яровой мягкой пшеницы, основной отличительной особенностью которых является сочетание комплексной устойчивости и толерантности к грибным заболеваниям с высокой и стабильной урожайностью и качеством зерна по годам. Созданные сорта свидетельствуют о высокой результативности селекционной работы в данном направлении (табл. 4). Сорта Кинельская нива и Кинельская отрада были включены в Государственный реестр селекционных достижений по результатам двухлетних испытаний, соответственно в 2007 и 2009 году.
4.2. Вредоносность корневых гнилей и эффективность возделывания
устойчивых сортов
В наших исследованиях за 2005-2010 гг. на 12 районированных и перспективных сортах института получен средний коэффициент вредоносности корневых гнилей равный 28,2%. При этом следует отметить, что в зависимости от сорта этот показатель варьировал от 19,6 до 35,0% (табл. 5).
Таблица 4. Урожайность и пораженность болезнями сортов яровой пшеницы
конкурсного испытания. ГНУ ПНИИСС, в среднем за 2005-2010 гг.
| Сорт | Урожайность зерна, ц/га | Корневые гнили, % | Max поражение, % | ||
| степень развития | поражено растений | бурой ржавчиной* | мучнистой росой | ||
| Кинельская 59, St | 13,5 | 16,4 | 39,4 | 30/2-4 | 10 |
| Кинельская 60 | 13,6 | 21,2 | 49,4 | 10/1-2 | 1 |
| Кинельская 61 | 13,8 | 18,6 | 46,1 | 15/2-3 | 15 |
| Кинельская нива | 16,7 | 17,2 | 42,9 | 1/1 | 1 |
| Кинельская отрада | 17,1 | 15,6 | 40,2 | 0 | 10 |
| Кинельская краса | 16,0 | 12,1 | 32,6 | 0 | 10 |
| Золотица | 14,8 | 14,8 | 37,8 | 0 | 1 |
| Кинельская 2010 | 18,3 | 14,2 | 36,6 | 0 | 10 |
| Эритроспермум 5289 | 18,9 | 14,5 | 35,2 | 5/1-2 | 10 |
| Эритроспермум 5623 | 16,0 | 12,8 | 34,5 | 1/1 | 5 |
| Эритроспермум 5032 /1 | 15,8 | 10,2 | 28,5 | 0 | 5 |
| Альбидум 4412 | 16,0 | 14,2 | 36,7 | 1/1 | 5 |
| НСР05 | 1,1 | ||||
* - в знаменателе тип реакции
Таблица 5. Показатели вредоносности корневых гнилей яровой пшеницы.
ГНУ ПНИИСС Россельхозакадемии, в среднем за 2005-2010 гг.
| Сорт | Коэффициент вредоносности, % | Урожайность, ц/га | Потери зерна | |
| % | ц/га | |||
| Кинельская 59, St | 30,6 | 13,5 | 12,1 | 1,6 |
| Кинельская 60 | 30,1 | 13,6 | 14,9 | 2,0 |
| Кинельская 61 | 25,6 | 13,8 | 11,8 | 1,6 |
| Кинельская нива | 29,9 | 16,7 | 12,8 | 2,1 |
| Кинельская отрада | 35,0 | 17,1 | 14,1 | 2,4 |
| Кинельская краса | 19,6 | 16,0 | 6,4 | 1,0 |
| Золотица | 23,4 | 14,8 | 8,8 | 1,3 |
| Кинельская 2010 | 30,4 | 18,3 | 11,1 | 2,0 |
| Эритроспермум 5289 | 29,0 | 18,9 | 10,2 | 1,9 |
| Эритроспермум 5623 | 27,4 | 16,0 | 9,5 | 1,5 |
| Эритроспермум 5032/1 | 34,8 | 15,8 | 9,9 | 1,6 |
| Альбидум 4412 | 29,0 | 16,0 | 10,6 | 1,7 |
| Среднее по сортам | 28,2 | 15,9 | 10,8 | 1,7 |
Расчетные потери зерна по сортам варьировали от 6,4 до 14,9% или в натуральном выражении от 1,0 до 2,4 ц/га. Принимая к сведению, что фактическая урожайность яровой пшеницы по Самарской области в 2011 году составила 16,1 ц/га, следовательно, потери зерна от корневых гнилей составляют 1,7 ц/га или с убранной площади 112,8 тыс. га – около 20,0 тыс. тонн.
Анализ экономической эффективности возделывания сортов яровой мягкой пшеницы Кинельская 59 (контроль), Кинельская нива (толерантный к корневым гнилям) и Эритроспермум 5289 (умеренно устойчивый) показал, что по всем основным показателям экономической эффективности сорта Кинельская нива и Эритроспермум 5289 превосходят контроль. Возделывание сортов Кинельская нива и Эритроспермум 5289 позволяет получить ощутимые прибавки урожайности, следовательно, и больший условный чистый доход в денежном выражении. Условно чистый доход при возделывании на оригинальные семена толерантного сорта и умеренно устойчивого к корневым гнилям сорта превышает контроль на 2,80 и 4,97 тыс. руб./га соответственно, а при выращивании их на товарные цели – на 1,15 и 2,17 тыс. руб./га. Сильно поражаемые корневыми гнилями сорта в условиях лесостепи Среднего Поволжья резко снижают свою продуктивность, что приводит к ощутимым экономическим потерям.
Таким образом, оценка экономической эффективности показывает, что возделывание толерантного к корневым гнилям сорта Кинельская нива и умеренно устойчивого сорта Эритроспермум 5289 выгодно и эффективно.
Следовательно, можно сделать вывод, что селекционная работа в лаборатории яровой пшеницы по выведению пластичных сортов с комплексной устойчивостью к грибным заболеваниям в условиях рынка имеет особую экономическую значимость.
ВЫВОДЫ
1. Видовой состав местной популяции возбудителей корневых гнилей яровой пшеницы в условиях лесостепи Среднего Поволжья представлен в основном грибами рода Helminthosporium sp. и Fusarium sp., с преобладанием в процентном соотношении по всем годам Helminthosporium sp. Данная зависимость прослеживается как в отдельные фазы развития яровой пшеницы, так и в целом за вегетацию.
2. Коллекционные образцы исходного материала: Эритроспермум 5032, Эритроспермум 3755, Эритроспермум 3922 (Кинель), Тулайковская золотистая, Тулайковская 5 (Безенчук), сложный гибрид (к-31707, Мексика), обладают сравнительной (степень развития болезни до 5%) и умеренной (6-15%) устойчивостью к корневым гнилям.
3. Кинельская нива, Кинельская 62, Грекум 4445 (Кинель), Тулайковская юбилейная, Тулайковская 10 (Безенчук), Ботаническая 3, Иволга, Лада (Москва), Белянка, Л-505, ЮВ 4 (Саратов), Линия 82: 2120/ 1 (Ленинград) имеют высокие показатели элементов продуктивности растения при степени развития болезни 18,3-30,0%, что свидетельствует о высокой толерантности данных сортов к корневым гнилям.
4. В естественных условиях развитие заболевания корневыми гнилями у растений происходит по нарастающей от фазы кущения яровой пшеницы, достигая своего максимального значения в фазу полного созревания зерна.
5. Селекционные сорта - Кинельская краса, Золотица, Кинельская 2010, Эритроспермум 5032/1, Эритроспермум 5623, Эритроспермум 5289, Альбидум 4412, созданные в лаборатории яровой пшеницы, отличаются умеренной устойчивостью (степень развития болезни в среднем за вегетацию 6-15%) к корневым гнилям.
6. Отмечается существенное и достоверное снижение количественных показателей элементов структуры урожая у растений, пораженных корневыми гнилями, по сравнению со здоровыми. Наиболее значимое снижение происходит по показателям масса зерна с одного колоса и растения, что составляет в среднем по сортам 0,21 г (24,1%) и 0,29 г (28,2%) соответственно.
7. Концентрации суспензий грибов-возбудителей (Helminthosporium – 80 000 конидий/мл, Fusarium – 500 000 конидий/мл) дают возможность получить высокий процент пораженных растений и позволяют выделить относительно устойчивые к корневым гнилям сорта яровой пшеницы в условиях искусственного заражения.
8. Из изученных возбудителей корневых гнилей наиболее высокой патогенностью на фоне искусственного заражения обладают грибы рода Helminthosporium sp. Выделенная в чистую культуру форма гриба Helminthosporium показывает наиболее высокую агрессивность и вирулентность ко всем исследуемым сортам на начальных этапах их развития. Форма гриба Alternaria отличается невысокой агрессивностью, что позволяет сделать вывод о ее меньшей роли в патогенезе корневых гнилей.
9. Выделенные в чистую культуру грибы рода Helminthosporium sp. обеспечивают сильное угнетение развития проростков яровой пшеницы, существенно снижают их длину (на 19,0-46,0%), а также число и длину зародышевых корешков (соответственно на 15,7-29,6 и 10,8-32,2%) по всем изучаемым сортам.
10. Сорта яровой мягкой пшеницы Кинельская 61, Кинельская нива и Кинельская отрада, включённые в Государственный реестр селекционных достижений по Средневолжскому региону РФ, а также сорта Кинельская краса, Золотица и Кинельская 2010, проходящие Государственное испытание, имеют высокую ценность в качестве исходного материала для селекции.
Предложения селекционной практике и производству
1. Подготовить для передачи на Государственное испытание РФ сорт яровой мягкой пшеницы Эритроспермум 5289, отличающийся высокой и стабильной урожайностью по годам и устойчивостью к основным грибным болезням (в частности умеренной устойчивостью к корневым гнилям).
2. Для селекционной оценки устойчивости сортов пшеницы к корневым гнилям использовать выделенные в чистую культуру грибы Helminthosporium и Fusarium в концентрациях суспензий соответственно 80 000 и 500 000 конидий/мл.
3. Селекционные сорта – Кинельская краса, Золотица, Кинельская 2010, Эритроспермум 5032/1, Эритроспермум 5623, Эритроспермум 5289, Альбидум 4412 и коллекционные образцы – Эритроспермум 5032, Эритроспермум 3755, Эритроспермум 3922, Тулайковская золотистая, Тулайковская 5, сложный гибрид (к-31707) предлагаются для включения в селекционные программы Средневолжского региона как источники сравнительной и умеренной устойчивости к корневым гнилям.
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
Статьи в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ
1. Кинчаров А.И. К проблеме селекции яровой пшеницы на засухоустойчивость в условиях Среднего Поволжья / А.И. Кинчаров, О.Ф. Цуркан, Е.А. Дёмина // Вестник СГАУ – Саратов, 2008. – № 2. – С. 37-38.
2. Кинчаров А.И. К проблеме селекции яровой мягкой пшеницы на устойчивость к листостеблевым инфекциям / А.И. Кинчаров, О.Ф. Цуркан, Л.М. Михальченко, Е.А. Дёмина // Агро XXI, 2008. – № 4-6. – С. 9-10.
3. Дёмина Е.А. Патогенность и вредоносность возбудителей корневых гнилей пшеницы в Самарской области / Е.А. Дёмина, А.И. Кинчаров // Защита и карантин растений, 2010. – № 11. – С. 23-24.
4. Кинчаров А.И. Оценка устойчивости сортов яровой пшеницы к основным возбудителям корневых гнилей на фоне искусственного заражения / А.И. Кинчаров, Е.А. Дёмина // Нива Поволжья, 2011. – № 3. – С. 29-33.
Публикации в иных изданиях
1. Кинчаров А.И. Источники устойчивости к грибным болезням в селекции яровой мягкой пшеницы / А.И. Кинчаров, Л.М. Михальченко, Е.А. Дёмина // Тез. докл. 46 научно-практ. конф. профессорско-преподавательского состава, сотрудников и аспирантов. – Самара, 1999. – С. 56.
2. Кинчаров А.И. Селекция яровой мягкой пшеницы на устойчивость к неблагоприятным биотическим факторам / А.И. Кинчаров, Л.М. Михальченко, Е.А. Дёмина, О.Ф. Цуркан // Селекция и семеноводство полевых культур: Сб. мат. V Всерос. науч.-практ. конф. – Пенза, 2001. – С. 20-21.
3. Сидоров А.А. Влияние современных систем земледелия на развитие корневых гнилей яровой пшеницы /А.А.Сидоров, Л.М.Михальченко, Е.А. Дёмина, О.Ф. Цуркан // Программирование регионального развития: Мат. Всерос. науч.-практ. конф. 18-19 декабря 2002 года. Ч.2. – Самара, 2002. – С. 221-228.
4. Михальченко Л.М. Загрязнение почвенными фитопатогенами агроэкосистем в Самарской области / Л.М. Михальченко, А.И. Кинчаров, Е.А.Дёмина, О.Ф. Цуркан // Экологические аспекты интенсификации с.-х. производства: Мат. межд. науч.-практ. конф. Т. II. – Пенза: РИОПГСХА, 2002. – С. 179-180.
5. Михальченко Л.М. Влияние агротехнических приемов на развитие корневых гнилей яровой пшеницы / Л.М. Михальченко, А.И. Кинчаров, Е.А. Дёмина, О.Ф. Цуркан // Экологическая генетика культурных растений: Мат. школы мол. учен. – Краснодар: РАСХН ВНИИ риса, 2005. – С. 292-294.
6. Цуркан О.Ф. Агроклиматические условия и урожайность яровой пшеницы в Самарской области / О.Ф. Цуркан, А.И. Кинчаров, Е.А. Дёмина // Научные основы семеноводства и агротехнологий с.-х. культур в условиях Евро-Северо-Востока РФ: Мат. науч.-практ. конф. – Саранск, 2007. – С. 360-362.
7. Кинчаров А.И. Влияние нормы высева на фитосанитарное состояние и урожайность сортов яровой пшеницы / А.И. Кинчаров, О.Ф. Цуркан, Л.М Михальченко, Л.А. Кукушкина, Е.А. Дёмина // Научные основы семеноводства и агротехнологий сельскохозяйственных культур в условиях Евро-Северо-Востока РФ: Мат. науч.-практ. конф. – Саранск, 2007. – С. 184-187.
8. Кинчаров А.И. Селекция яровой мягкой пшеницы на устойчивость к листостеблевым инфекциям в условиях Среднего Поволжья / А.И. Кинчаров, О.Ф. Цуркан, Л.М. Михальченко, Л.А. Кукушкина, Е.А. Дёмина // Вавиловские чтения –2007: Мат. Всерос. науч.-практ. конф., посв. 120-й годовщине со дня рождения акад. Н.И. Вавилова. – Саратов, 2007. – С. 25.
9. Головоченко А.П. Новые сорта яровой пшеницы селекции Поволжского НИИСС для товарного производства Средневолжского региона / А.П. Головоченко, Л.М. Михальченко, Л.А. Кукушкина, А.И. Кинчаров, О.Ф. Абдряева, Е.А. Дёмина, Н.А. Головоченко // Адаптивное растениеводство и земледелие: Мат. межд. науч.-практ. конф., посв. 75-летию со дня образования ПНИИСС им. П.Н. Константинова и 100-летию со дня рождения акад. ВАСХНИЛ А.И. Бараева. – Кинель, 2009. – С. 85-90.
Авторские свидетельства и патенты
Авторское свидетельство № 37567 от 25.01.2005 на сорт яровой мягкой пшеницы Кинельская 61 (РФ). Глуховцева Н.И., Головоченко А.П., Кинчаров А.И., Кукушкина Л.А., Михальченко Л.М., Цуркан О.Ф., Дёмина Е.А.
Авторское свидетельство № 42002 от 10.07.2007 на сорт яровой мягкой пшеницы Кинельская нива (РФ). Головоченко А.П., Кинчаров А.И., Кукушкина Л.А., Михальченко Л.М., Цуркан О.Ф., Дёмина Е.А.
Авторское свидетельство № (на данный момент не получено) на сорт яровой мягкой пшеницы Кинельская отрада (РФ). Головоченко А.П., Кинчаров А.И., Кукушкина Л.А., Михальченко Л.М., Цуркан О.Ф., Дёмина Е.А.
Патент на селекционное достижение № 3671 от 10.07.2007. Пшеница мягкая яровая Кинельская нива.
Патент на селекционное достижение № 4759 от 25.05.2009. Пшеница мягкая яровая Кинельская отрада.
Патент на селекционное достижение № 5646 от 17.11.2010. Пшеница мягкая яровая Кинельская краса.
Патент на селекционное достижение № 5681 от 03.12.2010. Пшеница мягкая яровая Золотица.
