Особенности биологии цветения и гибридизации коллекционных ортов овса

ОСОБЕННОСТИ БИОЛОГИИ ЦВЕТЕНИЯ И ГИБРИДИЗАЦИИ КОЛЛЕКЦИОННЫХ СОРТОВ ОВСА

Особенности биологии цветения и гибридизации коллекционных ортов овса

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

1.1 Ботаническая характеристика и биологические особенности цветения овса . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . .6

1.2 Коллекция овса из мирового генофонда ВНИИР им. Н. И. Ва-вилова . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

1.3 Гибридизация как метод создания нового исходного материала . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

ГЛАВА 2. УСЛОВИЯ, ИСХОДНЫЙ МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17

ВЫВОДЫ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20

ЛИТЕРАТУРА. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21

ВВЕДЕНИЕ

Овес является ценной зернофуражной и кормовой культурой в Западной Сибири. Зерно овса является незаменимым концентрированным кормом для лошадей, молодняка всех видов сельскохозяйственных животных и птицы. Оно также служит сырьем для производства круп и диетических продуктов питания. Питательная ценность зерна овса и продуктов его переработки определяется высоким содержанием белка и его сбалансированностью по аминокислотному составу, высоким содержанием и хорошей перевариваемостью жира, а также некоторых витаминов и микроэлементов. Способность к формированию мощ-ной вегетативной массы позволяет использовать эту культуру на зеленый корм и сенаж.

Овес обладает некоторыми преимуществами среди других зерновых куль-тур. Он менее требователен к почве и может произрастать даже на супесчаных и торфяных почвах. Это обусловлено сильным развитием корневой системы с большой поглощающей способностью. Ценным свойством овса является по-вышенная устойчивость к поражению корневой гнилью и повреждениям скры-то стебельными вредителями. Овес имеет большой потенциал продуктивности. Его средняя урожайность составляет 1,28 т. с га., а в условиях высокой агро-техники возрастает до 5-6 т. с га.[1,2,3,4,7].

Возделываемые в Западной Сибири сорта овса обладают рядом ценных признаков и свойств, но в тоже время не в полной мере отвечают требованиям современного производства. Они недостаточно пластичны, полегают в услови-ях избыточного увлажнения и затягивают созревание (Нарымский 943, Галоп). Некоторые из них восприимчивы к головне и корончатой ржавчине. Сорта Ал-тайский крупнозерный, Ровесник имеют высокую пленчатость. Мегион в экс-тремальные годы сильно снижает крупность зерна. Из-за этого падает стабиль-ность в получении урожая и снижается качество продукции.[5].

В последние годы наблюдается тенденция к сокращению посевных пло-щадей под культурой. В период c 1991 по 2001г.г. площади под овсом в целом по Российской Федерации уменьшились на 44% и составили 5,1 млн. га. Анало-гичная ситуация наблюдается в Западной Сибири. В частности в Кемеровской области в начале 80-х годов овес занимал лидирующее положение – 41%, что составляло 365 тыс. га. Но в настоящее время на его долю в зерновом поле об-ласти приходится лишь 110 тыс. га. Это связано с изменением структуры по-севных площадей в пользу продовольственной пшеницы и с упадком животно-водческой отрасли сельского хозяйства и, как следствие, с уменьшением по-требности в овсе на фураж и зеленый корм.[5]. Однако, В.Н.Пакерев, А.В.Заушинцина и М.В.Овчаренко [6] сообщают о том, что потребность облас-ти в фуражном зерне остается еще достаточно высокой и покрывается за счет завоза из других регионов страны и зарубежья.

Главным направлением селекции овса в Западной Сибири, как и в других регионах является создание сортов обладающих стабильной высокой продук-тивностью при оптимальной продолжительности периода вегетации с учетом природно-климатических факторов и принятых сроков посева.

Особое внимание должно уделяться увеличению биологической пластич-ности сортов. Приспособленность сорта к изменяющимся условиям окружаю-щей среды – необходимое условие получения стабильного урожая по годам.

Для Сибири характерна периодически повторяющаяся весенне-летняя за-суха. Овес – влаголюбивая культура. Поэтому проявление засухи в критические периоды роста и развития растений отрицательно сказывается на формирова-нии зерна и зеленой массы. Следовательно, имеется необходимость селекции устойчивых к засухе сортов с использованием отечественных и зарубежных сортов с хорошо развитой и быстро отрастающей корневой системой.

Не менее важным направлением следует считать создание устойчивых к полеганию образцов, что обусловлено переувлажнением почвы в период мо-лочно-восковой спелости в сочетании с сильными ветрами. Такая работа ведет-ся по пути создания сортов обладающих толстой, прочной соломиной с опти-мальной высотой (80-90 см.), хорошо развитой механической тканью и корне-вой системой.

Повышение устойчивости к болезням – также важное условие получения стабильно высокого урожая. По данным ФАО на 1994г. потери овса от болез-ней составили 9,3% [1]. Наиболее распространенными и вредоносными патоге-нами овса в Западной Сибири значатся головневые грибы и корневая ржавчина. Создание иммунных сортов снижает затраты от потери урожая и применения средств химической защиты, и в тоже время является экологически более безо-пасным методом борьбы с болезнями. Известно, что толерантность устойчивых сортов нестабильна во времени из-за постоянного появления новых вирулент-ных рас возбудителей. Поэтому селекция на иммунитет должна осуществляться постоянно.

Повышенные требования современного производства к качеству фуражно-го и продовольственного зерна определяет необходимость селекции на качест-во. В качестве сырьевой базы преимущество имеют образцы с содержанием пленок не выше 21%, массой 1000 зерен не менее 36 г, содержанием белка не более 12%, натурой зерна не менее 490г/л.

Для решения поставленных проблем необходим широкий поиск генетиче-ских источников среди многообразия мировой коллекции ВНИИР им. Н.И.Вавилова, и надежных доноров, способных передать эти признаки и свой-ства по наследству. Включение их в программы скрещиваний с учетом знаний природы изменчивости и характера наследования селектируемых признаков, проведение целенаправленного отбора из гибридных популяций элитных рас-тений и метелок лежит в основе создания сортов овса нового поколения, кото-рые будут обеспечивать стабильное получение достаточного количества высо-кокачественной продукции без увеличения посевных площадей.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Ботаническая характеристика и биологические особенности цвете-ния овса.

Род овса – Avena L. принадлежит к семейству злаковых (мятликовых) – Gramineae (Poaceae), классу однодольных – Monocotylidoneae (Liliopsida), отде-лу покрытосеменных – Angiospermae (Magnoliophyta), царству растений - Vege-tabilia. Род включает более 70 видов. Среди культурных овсов выделяют виды: A. sativa, A. strigosa, A. byzantina, A. abyssinica.

Овес является более молодой культурой чем пшеница и ячмень [1]. Изна-чально он встречался в посевах последних как сорняк. Происхождение овса по Н. И. Вавилову связано связано с такими древнейшими культурами, как полба, однозернянка, ячмень. Было бы неправельным относить происхождение этой культуры к одному конкретному географическому центру. Отдельные виды этого рода входили в культуру независимо друг от друга. Выделяют пять гео-графических центров происхождения овса:

1. Северо-Западная и Западная Европа – А. strigosa;

2. Эфиопия, Саудовская Аравия – A. abyssinica, A. vaviloviana;

3. Средиземноморское побережье – A. hirtula, A. barbata, A. wiestii, A. byzantina, A. sterilis;

4. Юго-Восточная Азия – A. sativa (крупнозерные голозерные формы);

5. Вся Европа и Азия – A. sativa (пленчатые формы), A. fatua, A. ludoviciana.

Овес – однолетний злак. Имеет мощную корневую систему, состоящую из первичных (зародышевых) и вторичных (узловых) корней. Стебель – соломина. В результате ветвления подземной части главного побега в одном растении, как правило, насчитывается несколько, разделенных поперечными узлами на меж-доузлия, стеблей. Листья линейные или ланцетные с влагалищем, разделенным до основания, без ушек, обычно с пленчатым язычком (редко отсутствует). Со-цветие у овса – метелка. Оно состоит из главной оси и боковых ветвей, которые ветвятся и несут простые соцветия – колоски. В одном колоске от 1 до 6 цвет-ков. Цветковых чешуй две. Лодикул две линейно-ланцетные, кожистые свобод-ные. Цветки обоеполые. Тычинок три. Пыльники линейные. Завязь сидячая, с двумя перистыми рыльцами, столбик редуцирован. Плод – зерновка. Она может быть пленчатой (плотна заключена в цветковые чешуи) либо голой (свободно лежит в цветковых чешуях и легко от них освобождается). [1]

Цветение овса изучали многие отечественные и зарубежные ученые [2, 16, 21, 23, 25. 26, 27, 28]. В метелке цветение наступает с начала выметывания. Оно