Результат интеллектуальной деятельности: Способ отбора наиболее продуктивных образцов риса

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к селекции растений, и может быть использовано для ускорения селекционного процесса и улучшения его качества.

Известен способ отбора растений пшеницы с высокой продуктивностью, включающий определение массы зерна колоса и массу вегетативного побега в фазу полной спелости. В качестве показателя отбора рассчитывают коэффициент пропорциональной зависимости массы зерна колоса от вегетативной массы побега и по величине этого показателя оценивают продуктивность растений, при этом к высокопродуктивным сортам относят те, которые имеют его максимальное значение (патент RU №2443104 С1, А01Н 1/04, опубликовано 27.02.2012, бюл. №6).

Указанный способ, применяемый для отбора продуктивных форм пшеницы, можно использовать и для риса. Однако его невозможно использовать на ранних этапах селекционного процесса риса, так как коэффициент пропорциональной зависимости массы зерна колоса от вегетативной массы побега недостаточно характеризует всю полноту разнообразия форм риса: по типам куста, размерам листьев, высоте растения, углом отклонения листьев от соломины, играющие важную роль в формировании зерна в метелке.

Известен также способ определения продуктивности фотосинтетического потенциала сортов сои. Данный способ включает в себя отбор проб, определение площади листьев, биометрических показателей путем определения количества и массы отдельных органов растений по фазам роста и развития, учет накопления вегетативной массы всего растения и семян за период развития, фотосинтетического потенциала и расчет показателя продуктивности фотосинтетического потенциала по отношению биологической урожайности семян с 1 га к фотосинтетическому потенциалу, сформированному за весь период вегетации на 1 га посева (патент RU 2539634 С1, A01G 7/00, А01Н 1/04, опубликовано 20.06.2015, бюл. №2).

Данный способ довольно информативен, отражает вклад фотосинтетического аппарата растений в формирование массы зерна, показывает способность растения к накоплению массы (вегетативной и генеративной) за единицу времени и его сложно применить в условиях полевого опыта при наличии достаточно большого количества растений. Недостатком является то, что данный способ сложно применим для отбора высокопродуктивных форм риса на начальных этапах селекции из-за особенностей выращивания его в условиях затопления.

Также известен способ определения продуктивности растений риса - ШАТАЛОВА М.В., Отношение массы зерна с растения к площади листьев, как фактор при отборе вертикальнолистного риса для селекции на повышение продуктивности, Научное обеспечение агропромышленного комплекса, сборник статей по материалам IX Всероссийской конференции молодых ученых, посвященной 75-летию В.М. Шевцова, 24-26 ноября 2015, с. 124-125, найдено в Интернете 13.04.2017, адрес сайта: http: kubsom.ru - прототип. Данный способ включает в себя отбор проб, определение площади листьев растения, определение массы отдельных органов растений, расчет показателя продуктивности.

Опубликованный способ имеет недостаток, который заключается в следующем. Измерения площади листьев и массы зерна производится на всем растении на всех его побегах. А известно, что побеги последующих порядков после главного, развиваются в большей степени в зависимости от внешних факторов среды, а не от сортовой (генетической) принадлежности, что влияет на качество оценки продуктивности образцов.

Технический результат заключается в повышении эффективности селекции, сокращение продолжительности и трудоемкости процесса отбора высокопродуктивных образцов риса.

Технический результат достигается тем, что в способе отбора наиболее продуктивных образцов риса, включающем отбор проб растений, определение площади листьев, определение массы отдельных органов растений, расчет показателя продуктивности, согласно изобретению у отобранных проб растений риса с любым расположением листьев в пространстве относительно главного побега в фазе цветения определяют расчетным методом среднюю площадь S_cp пластин флагового и подфлагового листьев главного побега, затем определяют среднюю массу зерна М_ср главной метелки в фазу полной спелости, а показатель продуктивности рассчитывают по формуле , где:

OMS - показатель продуктивности селекционных образцов риса, см²/г;

М_ср - средняя масса зерна с главной метелки, г;

S_cp - средняя площадь пластин флагового и подфлагового листьев главного побега отобранных проб растений риса, см²,

и по величине этого показателя оценивают продуктивность растений, при этом к высокопродуктивным относят те, которые имеют его минимальное значение.

Новизна способа заключается в том, что отбор наиболее продуктивных образцов риса проводят по показателю продуктивности OMS, по которому оценивают растения с разными параметрами листовой пластины (с любыми размерами и расположением листьев в пространстве относительно главного побега), причем в полевых условиях в фазу цветения (в момент достижения максимального значения площади листа).

Преимущество данного способа отбора наиболее продуктивных образцов риса состоит в том, что он не требует никаких сложных технических приспособлений, приборов. Измерения в полевых условиях проводятся только один раз за период вегетации, в вегетационную фазу цветения растений риса, в эту фазу флаговый и подфлаговый листья имеют максимальное значение площади листовой пластины, так как размеры листьев сохраняются до конца накопления продуктов ассимиляции в генеративных органах растений риса. Измерения могут быть привязаны к такой неотъемлемой процедуре, как сортовая прополка. Это значительно сокращает трудоемкость способа, что очень важно на ранних этапах селекционного отбора, когда объем исследуемого материала огромен и визуально оценить его преимущества и недостатки невозможно. Применение данного способа дает возможность отобрать на ранних этапах селекции риса наиболее перспективные и продуктивные образцы на основании рассчитанного показателя продуктивности OMS, что позволяет достичь заявляемого технического результата.

В научно-технической и патентной литературе авторами не обнаружено аналогичных технических решений с заявляемой совокупностью признаков, что соответствует критерию патентоспособности «Изобретательский уровень».

Заявляемый способ заключается в следующем.

Проводят отбор проб растений, выращиваемых в полевых условиях. Затем в фазе цветения на отобранных пробах растений риса с любым расположением листьев в пространстве относительно главного побега проводят измерение длины и ширины флагового и подфлагового листьев главного побега. После чего определяют среднюю площадь пластин S_cp флагового и подфлагового листьев главного побега. Затем определяют среднюю массу зерна М_ср главной метелки в фазу полной спелости. После этого рассчитывают показатель продуктивности селекционных образцов риса по формуле

, где:

OMS - показатель продуктивности селекционных образцов риса, см²/г;

М_ср - средняя масса зерна с главной метелки, г;

S_cp - средняя площадь пластин флагового и подфлагового листьев главного побега отобранных проб растений риса, см².

По величине этого показателя оценивают продуктивность растений, при этом к высокопродуктивным относят те, которые имеют его минимальное значение.

Пример осуществления способа

Проводят отбор проб в полевых условиях - по 20 растений каждого исследуемого селекционного образца (сорта, гибрида, линии и т.д.). Отобранные растения риса отмечают любого рода этикетками (лентами) с номером растения, не травмирующими и не препятствующими его нормальной жизнедеятельности. В таком виде растения остаются в поле до конца вегетации, до фазы полной спелости.

Затем в фазе цветения на отобранных пробах растений риса, с любым расположением листьев в пространстве относительно главного побега, проводят измерения линейных размеров: длины и ширины листовой пластины флагового и подфлагового листьев. Измерения проводят именно указанных листьев, так как это основные листья, сохранившиеся на растении риса в процессе вегетации и обеспечивающие накопление сухого вещества в генеративной массе растения (зерне), образующую ценную часть урожая. После достижения фазы цветения листья больше не растут, их параметры не меняются. Кроме того, они продолжают функционировать (остаются зелеными) в среднем до молочно-восковой спелости (у вертикальнолистных - и после полной спелости).

Произведение этих двух линейных размеров (длины и ширины листа) и коэффициента (0,802 - для расчета площади листьев риса) дает площадь флагового и подфлагового листьев. Суммируем площади флагового S_фл и подфлагового листьев S_пфл. Вычисляем среднюю площадь S_cp пластин флагового и подфлагового листьев главного побега отобранных проб растений риса.

По наступлению фазы полной спелости с главного побега растений ранее отобранных и отмеченных проб срезается главная метелка. Этикетка с номером и сама метелка помещаются в отдельный пакет. С каждой метелки обмолачивается зерно, отбирается выполненное и взвешивается. Выполненным называют зерна, достигшие при полном созревании формы с максимальной выравненностью всех структур, характерных для сорта, линии, гибрида. Рассчитывают М_ср - среднюю массу зерна с главной метелки.

Затем рассчитывают показатель продуктивности по формуле

, где:

OMS - показатель продуктивности селекционных образцов риса, см²/г;

М_ср - средняя масса зерна с главной метелки, г;

S_cp - средняя площадь пластин флагового и подфлагового листьев главного побега отобранных проб растений риса, см².

По величине этого показателя оценивают продуктивность растений риса.

Коэффициент OMS показывает, сколько единиц площади флагового и подфлагового листьев работает на образование единицы массы зерна.

Чем меньше числовое значение OMS, тем продуктивнее растение, так как на образование единицы массы зерна работает меньшая площадь листа.

В исследование были включены селекционные образцы (сорта, гибриды, сортобразцы) риса с различным положением листьев относительно соломины в пространстве, различной их площадью.

В табл. 1 представлены сорта риса Рапан и Павловский с обычным расположением листьев в пространстве относительно соломины, имеющими следующее значение показателя продуктивности 18 и 21 см²/г соответственно. Сортообразец СПУ-78-96 и гибридные образцы (гибриды) М 1, М 2, М 3, М 4, М 5, М 6, М 7 с вертикальным расположением листьев имеющие значение OMS 26, 20, 17, 26, 31, 24, 39 и 33 см²/г соответственно.

По итогам оценки по OMS лучшими показателями продуктивности обладают образцы М 2, Павловский и М 1, т.е. на единицу массы зерна работает наименьшая площадь листьев, 17, 18 и 20 см². Из этого следует вывод, что эти растения способны оптимизировать свою фотосинтетическую деятельность для накопления генеративной массы в большей степени, чем вегетативной. С помощью отбора по OMS мы можем выделить наиболее продуктивные сорта и гибридные образцы риса ценные для дальнейшей селекционной работы, такие как М 1 и М 2.