Способ отбора высокопродуктивных селекционных образцов озимых зерновых культур

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности, к селекции растений, и может найти применение при оценке селекционных образцов при отборе высокопродуктивных форм зерновых культур.

Известен способ оценки продуктивности, в котором применяются парные признаки или индексы: мексиканский индекс (Мх) - масса зерна с колоса/высота растения; индекс линейной плотности колоса (ЛПК) - число зерен в колосе/длина колоса; канадский индекс (Ki) - масса зерна с колоса/длина колоса и др. Во всех известных парных индексах число зерен соотносится с линейными параметрами растения. Чем точнее отражает индекс донорно-акцепторные отношения в растении, тем выше корреляционная связь индекса с продуктивностью (Роль селекционных индексов в оценке продуктивности яровой пшеницы / В.А Воробьев, А.В. Воробьев // Достижения науки и техники АПК. - 2018. - Т. 32. - №9. - С. 37-39. DOI: 10.24411/0235-2451-2018-10909).

Недостатком данного способа является то, что используются линейные показатели вегетативных частей растения, имеющие широкую норму реакции признака, которые зависят от климатических и агротехнических условий возделывания.

Известен способ отбора растений с высокой продуктивностью, основанный на определении массы зерна колоса и побега в фазу полной спелости и последующем расчете коэффициента пропорциональной зависимости массы зерна колоса от вегетативной массы побега (коэффициент удельной продуктивности побега). При сравнении показателей преимущество имеют те растения, у которых выше численные значения коэффициента (Патент РФ №2443104, МПК А01Н 1/04, опубл. 27.02.2012, Бюл. №6).

Недостатком данного способа является то, что отбор проводят только по одному показателю - коэффициенту удельной продуктивности побега. Отбор растений только по одному показателю на ранних стадиях селекции снижает надежность и объективность способа. Способ трудоемок: по разделению побега на вегетативные и репродуктивные элементы и последующие взвешивания занимают много времени, а потому ограничивают число сравниваемых растений.

Известен способ отбора растений с высокой продуктивностью, включающий определение вегетативной массы побега и массы зерна колоса в фазу полной спелости, расчет удельного коэффициента пропорциональной зависимости массы зерна от вегетативной массы побега - коэффициент удельной продуктивности побега. Определяют число зерновок колоса, а в качестве дополнительного показателя отбора используют коэффициент удельной озерненности побега, который рассчитывают по формуле: КУОЗ=n_з:m_в, где КУОЗ - коэффициент удельной озерненности побега; n_з - среднее число зерновок колоса, шт.; ш_в - средняя вегетативная масса побега, г. По значениям двух удельных показателей продуктивности побега оценивают растения, при этом к высокопродуктивным относят те, которые имеют их максимальные значения (Патент РФ №2676000 С1, МПК А01Н 1/04, опубл. 25.12.2018, Бюл. №36) - прототип.

Недостатком данного способа является то, что для расчета коэффициента удельной озерненности побега и отбора растений с высокой продуктивностью используют линейные показатели вегетативной части растения, учитывая донорно-акцепторные отношения при формирования зерновок.

Техническим результатом является упрощение отбора высокопродуктивных растений зерновых культур.

Техническое решение заявленного объекта заключается в том, что высокопродуктивные селекционные образцы выделяют по максимальному показателю индекса продуктивности растений (ИПР), который определяется в фазу полного созревания по длине колоса, числу зерен в колосе и массы зерна с колоса, по формуле: ИПР=(ЦЗ × ВЗ) / ДК, где

ЧЗ - число зерен, шт.,

ВЗ - масса зерна с колоса, г,

ДК - длина колоса, см.

Способ осуществляют следующим образом:

1. После уборки определяют структуру продуктивности селекционных образцов общепринятыми методами: высоту растения, число продуктивных стеблей, длину колоса, число зерен в колосе, массу зерна с колоса, массу 1000 зерен и др.

2. Для сравнения с известными индекса продуктивности рассчитывают дополнительный показатель, в виде индекса продуктивности растений (ПНР), представленный в таблице 1.

Как пример, в таблице 1 показаны известные индексы Мх - мексиканский, Ki - канадский, ЛПК - линейная плотность колоса, и предлагаемый индекс ИПР, рассчитанный по предлагаемой формуле: ИПР=(ЧЗ × ВЗ)/ДК.

Для сравнения рассчитаны коэффициенты корреляции этих индексов с продуктивностью. Наибольшую корреляцию с продуктивностью (r=0,93) показал предлагаемый индекс продуктивности растений ИПР.

3. Как правило, в коллекционных и селекционных питомниках находится большое количество образцов. Для удобства и ускорения процесса анализа полученного массива данных составляется таблица рангов по урожайности и индексу ИПР. Селекционным образцам с высокой продуктивностью более 1 кг/м² и массой зерна с колоса более 2 г соответствуют значения индекса ИПР больше 11,0. Селекционным образцам со средней продуктивностью от 0,7 до 1 кг/м² и массой зерна с колоса от 1,5 до 2 г соответствуют значения индекса ИПР от 7,0 до 11,0. Селекционным образцам с низкой продуктивностью до 0,7 кг/м² и массой зерна с колоса до 1,5 г соответствуют значения индекса ИПР до 7,0 (табл. 2).

Используя таблицу 2, все селекционные образцы распределяют по трем категориям или рангам (табл. 3).

В таблице 3 представлена группировка исследуемых селекционных образцов по показателям продуктивности и индекса ИПР: низкая, средняя и высокая.

Доля сортообразцов с низкой продуктивностью составляет 22%, в том числе сортообразцы со значениями индекса ИПР до 7,0 (Alauda, Табор, Зерноградка 6).

Доля сортообразцов с высокой продуктивностью - 19%, в том числе: Ру-lypivka (ИПР=18,1), Творец (ИПР=12,3), Areal Yubileinyj (ИПР=11,1), Вид (ИПР=10,3), Zorepad (ИПР=10,2).

Доля сортообразцов со средней продуктивностью - 59%, значения индекса ИПР от 7,0 до 11,0 (Zorepad, Вид, F 228 Н 1-3, Дон 93, Алексеич).

Таким образом, предлагаемый интегральный индекс продуктивности растений ИПР можно использовать в селекции зерновых культур для оценки селекционных образцов по продуктивности и выбору генотипов, наиболее адаптированных к конкретным условиям почвенно-климатической зоны возделывания, а также значительно упростить способ оценки.

Преимущества индекса ИПР(индекс продуктивности растений):

1. Не требует специальных исследований и оборудования, для расчета используют показатели продуктивности: длину колоса, массу зерна с колоса, число зерен в колосе.

2. Не требуется сложных математических расчетов. Индекс вычисляют по формуле: ИПР=(ЧЗ × ВЗ)/ДК.

3. Рассчитывается по трем основным показателям продуктивности, отражает итог генотип-средового взаимодействия. Отбор по этому индексу способствует отбору генотипов с высокой продуктивностью, повысит долю зерна относительно вегетативной массы растения, т.е. увеличит уборочный индекс или Кхоз.

4. Используя количественные показатели полученной продуктивности растения, как итог генотип-средового взаимодействия, ИПР способствует выявлению устойчивых генотипов к био- и абиострессорам для конкретных почвенно-климатических условий и может служить маркером адаптивности селекционных образцов.

5. Абсолютные значения индекса ИПР широко варьируют (например, от 5 до 18), что повышает его информативность и увеличивает точность оценки. Полученный индекс имеет тесную корреляционную связь с продуктивностью, что позволяет повысить точность отбора высокопродуктивных растений при одновременном снижении трудоемкости процесса.

Все эти показатели упрощают способ, позволяя в значительно короткие сроки выделить наиболее продуктивные генотипы и обеспечить дальнейшую селекционную работу по отбору родительских форм и гибридизации.