23. ОТБОР КАК ОСНОВНОЙ МЕТОД СЕЛЕКЦИИ. МЕТОДЫ ОТБОРА Естественный отбор — это творческий процесс. В естественных условиях выживают и дают потомство организмы, которые, подвергаясь влияниям внешних условий, разнонаправленной изменчивости, благодаря отбору становятся более совершенными, более приспособленными к окружающей среде.Не совершенные организмы вымирают. Отбор проявляет свое действие в популяции — элементарной единице эволюционного процесса. Естественный отбор действует в природе в двух формах: движущей и стабилизирующей. Движущий - ведет к включению в популяцию новых мутаций и их комбинаций, которые при изменении условий существования приобретают положительное значение. Стабилизирующий - путем элиминации неблагоприятных наследственных отклонений создает в популяции определенную однородность между особями. Искусственным отбором выведены все породы животных и сорта растений. Отбор основывается на изменчивости и наследственности организмов. Изменчивость ведет к появлению среди массы организмов отдельных особей с новыми признаками и свойствами. Отбор в потоке неопределенной, разнонаправленной изменчивости выбирает и накапливает определенные полезные отклонения, создавая новые формы и сорта растений. ТВОРЧЕСКАЯ РОЛЬ ОТБОРА Человек с помощью отбора видоизменяет и развивает те признаки и свойства растений и животных, которые отвечают его требованиям, создавая таким путем новые сорта и породы. Отбор велся на совершенствование признака, представляющего ценность для человека. Искусственный отбор не сводится к простому выбору лучших форм из числа уже имеющихся в популяции. Отбор основывается на накоплении из поколения в поколение незначительных, нередко едва уловимых различий. Действие искусственного отбора-не только отсеивание ненужных человеку форм, но и накапливающее действие. Ч. Дарвин различал 2 вида искусственного отбора: бессознательный и методический. На протяжении многих тысячелетий люди проводили отбор неосознанно, стихийно. Для размножения отбирали лучшие колосья, более крупные семена или более вкусные коренья… так были созданы все культурные растения. При методическом отборе человек заранее ставит цель — улучшить ту или иную культуру, определяет, какие признаки и в каком направлении он будет изменять, и приступает к методическому накапливанию нужных изменений в растениях. Методический искусственный отбор стали применять с конца 18 в. и достигли благодаря ему выдающихся результатов. Могущественное действие отбора проявилось в изменении содержания сахара в сахарной свекле. В 1747 г. немецкий ученый Маркграф впервые установил, что сахар свеклы по своей ценности не отличается от сахара сахарного тростника. Благодаря начавшемуся затем отбору высокосахаристых корней удалось повысить содержание этого вещества до размеров, позволивших в конце XVIII столетия начать промышленную переработку сахарной свеклы. В середине XIX столетия известный французский селекционер Луи Вильморен впервые доказал преимущества в селекции на сахаристость индивидуального отбора перед массовым: на основе использования индивидуального отбора сахаристость свеклы стала очень быстро расти. За 225 лет благодаря отбору содержание сахара в ней повысилось до 19—20 %, а в лучших селекционных сортах даже до 21—22 %. Таким образом, в результате селекции за исторически непродолжительный период была создана новая сахароносная культура. В результате планомерной длительной селекции в несколько раз увеличился размер клубней картофеля, а содержание крахмала в них возросло с 8 до 20 % и выше. Средняя масса плода томата у некоторых сортов доведена до 2 кг. Представление о том, до какой степени отбор может преобразовать природу растений, дает сопоставление признаков современных сортов арбуза и его ближайшего родича — дикого арбуза-колоцинта. Плоды лучших сортов арбуза имеют массу 8—10 кг, содержат сахара 6—11 % и дают урожай, достигающий 60—70 т с 1 га. А вот как выглядит, по описанию Н. И. Вавилова в его книге «Пять континентов» (М., 1962), дикий арбуз-колоцинт, обнаруженный им во время экспедиции в Гильмендской и Баквийской пустынях Афганистана: «Целые заросли его осенью покрывают пустынное пространство, словно кто нарочно насеял его в этом безлюдном крае... Колоцинты, достигая размеров крупных апельсинов, иногда сотнями и тысячами покрывают поверхность. Зимой высохшие плоды колоцинта в виде гремящих мячиков катятся по пустыне, подгоняемые ветром. Горький вкус их служит защитой от поедания животными. Неопытный путник, верблюд или конь платятся жестоко за попытку отведать сочный плод».
| 24. МАССОВЫЙ ОТБОР При массовом отборе из исходнойпопуляции одновременно отбирают большое число растений: от нескольких сотен до нескольких тысяч. Отбор проводят непосредственно в поле, выбирая из посева лучшие растения по комплексу тех признаков, которые должен иметь будущий сорт. Все отобранные растения дополнительно просматривают в лаборатории для установления типичности, выполненности зерна, отсутствия болезней и т. д. Растения, имеющие какие-либо отрицательные признаки, удаляют. Семена всех растений, оставшихся после браковки, объединяют и высевают на следующий год на одном участке. При этом новый сорт представляет собой потомство всех лучших отобранных растений. Массовый отбор бывает однократным и многократным. Иногда улучшение исходной популяции по требуемым признакам достигается после проведения одного отбора — такой отбор называется однократным. Он может быть результативным у самоопыляющихся культур. У перекрестноопыляющихся растений для достижения поставленной цели требуется проведение многократного отбора. В Первый год из исходной популяции (местного сорта) отбирают лучшие элитные растения. Их урожай объединяют, и на следующий год семена высевают для проведения повторного массового отбора. Часть семян урожая первого отбора высевают в сортоиспытании. Здесь результаты первого отбора сравнивают с исходной популяцией, а также с лучшим стандартным районированным сортом. Урожай повторного массового отбора используют на посев для проведения третьего отбора и дальнейшего сортоиспытания. Если сортоиспытание дало хорошие результаты, организуют предварительное размножение нового сорта и испытание его на государственных сортоиспытательных участках. В последующие годы работу по этой схеме продолжают в таком же порядке до получения нужных результатов. Преимущества метода — простота, доступность и быстрота проведения. Благодаря этому его можно использовать не только в научно-исследовательских учреждениях, но и в производственных условиях. Массовый отбор широко применяют в семеноводстве как метод сохранения морфологических признаков и хозяйственно-биологических свойств выращиваемых сортов. Одна из разновидностей его— негативный, когда не отбирают лучшие растения, а удаляют из посева худшие особи. Негативный отбор также очень часто применяют в семеноводческой работе. Его используют при прополке семеноводческих посевов озимой пшеницы от ржи, чечевицы от плоскосемянной вики. Массовый отбор дает хорошие и быстрые результаты в том случае, когда его задачи совпадают с направлением естественного отбора. В селекции на улучшение, качества продукции (повышение сахаристости, белковости, крахмалистости) возможности массового отбора очень ограниченны. Он оказывается значительно более эффективным в работе с перекрестноопыляющимися растениями, чем с самоопылителями. При использовании генетически богатых популяций перекрестноопыляющихся растений эффективность массового отбора может оставаться достаточно высокой на протяжении многих поколений. Большой недостаток этого метода — невозможность проверки отбираемых растений по их потомству. Массовый отбор стараются проводить на участках, выровненных по рельефу и плодородию почвы. Массовый отбор, таким образом, не позволяет выделять из популяций наиболее ценные в селекционном отношении формы и реализовать их преимущества в урожае. Особенностью массового отбора является его относительная односторонность, выражающаяся в отборе генотипов только по материнской линии. ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ОТБОР Сущность этого метода состоит в том, что отбирают отдельные растения, потомство каждого из которых размножают в дальнейшем раздельно. Исходные, родоначальные особи многократно проверяют по потомству. Потомства худших, случайно отобранных растений выбраковывают. Выращивая рядом в одинаковых уеловиях и в разные годы, сравнивают сотни потомств отобранных элитных растений. Это дает возможность устанавливать различия между наследственными, генотипическими, и ненаследственными, фенотипическими, изменениями и, пользуясь этим, выделять и размножать лучшие потомства. Метод индивидуального отбора значительно более сложен и трудоемок по сравнению с массовым отбором. Для выведения и размножения нового сорта требуется много времени. Но эти недостатки данного метода перекрываются его огромным преимуществом — высокой результативностью, т.к. возможно оценитьи сравнить отбираемые элитные растения по их потомству на всех стадиях селекционного процесса. Сорта, выведенные методом индивидуального отбора, из-за высокой гомозиготности стойко сохраняют свои хозяйственно-биологические качества в длительном ряду поколений.
| 25. При работе с самоопыляющимися культурами применяют, как правило, однократный индивидуальный отбор. Исходным материалом для него служат естественные, гибридные и мутантные популяции. Потомство одного элитного растения, выделенного из естественной популяции, называется линией, а полученный на ее основе сорт — линейным, потомство одного элитного растения, отобранного из гибридной популяции, — гибридной линией, а полученный на ее основе сорт — гибридным. Элитное растение, отобранное из материала, обработанного мутагенами, называется мутантом, его потомство — мутантной линией, а полученный в дальнейшем сорт — мутантным.
На рисунке приводится схема однократного индивидуального отбора у самоопыляющихся растений. В 1год из исходной популяции отбирают и отдельно обмолачивают лучшие растения. Семена всех оставшихся после браковки элитных растений на следующий год высевают отдельно в селекционном питомнике. Здесь бракуют худшие линии (семьи) и оставляют лучшие. Каждая линия (семья), высеваемая в селекционном питомнике, получает определенный номер, под которым она проходит дальнейшие испытания и размножения. Все линии до присвоения им в конце испытания сортовых наименований называют номерами. На 3год оставшиеся после браковки номера высевают в селекционном питомнике второго года, а лучшие из них — в контрольном питомнике (КЛ), где также бракуют худшие и выделяют лучшие номера. В таком же порядке лучшие номера продвигают в конкурсное сортоиспытание (КС), иногда в предварительное (ПС), а затем в государственное сортоиспытание (ГС). Одновременно с испытанием проводят предварительное размножение самых лучших номеров (ПР) и начинают семеноводческую работу с ними. Индивидуальный отбор из гибридных комбинаций самоопылителей имеет некоторые особенности, связанные с явлением расщепления в потомствах отбираемых элитных растений. Отбор из F2 позволяет сразу выделять наиболее ценные формы, оценивать их и, ускоренно размножая, быстро включать в сортоиспытание. Но в последующих поколениях очень часто происходит расщепление и возникает необходимость отборов. Этот недостаток многие селекционеры исправляют, проводя отборы дважды: сначала в F2, а затем в старших поколениях. Успех селекционной работы зависит от ее масштабов. Т.о. рекомендуют отбирать в F2 — F3 лучших комбинаций несколько сотен и даже тысяч растений по продуктивности, устойчивости к болезням и морозу на провокационных фонах, в суровых условиях перезимовки, при искусственном промораживании, чтобы иметь для дальнейшего более всестороннего изучения в контрольном питомнике несколько сотен гибридных линий.
| 26. На рисунке приведена схема индивидуального отбора из гибридных популяций, применяемая в Краснодарском НИИСХ в селекции озимой пшеницы. В F2 отбирают лучшие, высокопродуктивные, устойчивые к ржавчине элитные растения. Работу ведут в больших масштабах, оставляя до 50—60 тыс. и более линий, высеваемых на следующий год в селекционном питомнике. В контрольном питомнике высевают четвертое поколение, в конкурсном сортоиспытании — пятое — седьмое. В лучших семьях конкурсного сортоиспытания, намеченных для посева на следующий год, проводят повторные индивидуальные отборы элитных растений. По каждой семье отбирают до тысячи и более растении. Их потомства высевают раздельно в семеноводческих питомниках. Для конкурсного сортоиспытания до пятого-шестого поколения используют семена, полученные без повторных индивидуальных отборов, а начиная с седьмого поколения — семена предварительного семеноводческого отбора. Эти же семена используют для испытания на сортоучастках, производственного испытания в колхозах и совхозах и для посева суперэлиты. В дальнейшем на посевах предварительного размножения проводят повторные отборы элитных растений для закладки новых семеноводческих питомников.
Из естественных популяций выведены, например, сорта озимой пшеницы Ульяновка и Горьковчанка, яровой пшеницы Лютесценс 62 и Минская, овса Советский и Победа, ячменя Нутанс 187 и Айхал, большинство сортов проса, гороха, чечевицы и многих других культур. Из гибридных популяций индивидуальным отбором созданы такие выдающиеся селекционные сорта, как озимая пшеница Безостая 1 и Кавказ, яровая пшеница Саратовская 29 и Мелянопус 26, яровой ячмень Нутанс 244 и Московский 121, овес Льговский 78, просо Саратовское 2, горох Рамонский 77 и многие другие. Метод педигри. Работу с гибридными популяциями у самоопыляющихся культур иногда ведут путем многократного индивидуального отбора с постоянной проверкой отбираемых растений по потомству, когда родословные их известны в течение ряда поколений. При селекции методом педигри отбор элитных растений, как обычно, начинают в F2. Отобранные растения высевают индивидуально (линиями). В F3 проводят жесткую браковку худших линий, а в оставшихся линиях снова применяют индивидуальный отбор лучших растений с аналогичной проверкой их потомств в последующих поколениях. После того как отдельные линии достигнут высокой константности по нужным хозяйственно полезным свойствам и морфологическим признакам (обычно это наступает в Fb — Fe), растения внутри них объединяют и лучшие отобранные линии высевают для сравнительного испытания в селекционном и контрольном питомниках
|
27. 28. Индивидуальный отбор у перекрестноопыляющихся растений. Из-за постоянного переопыления и расщепления сорт у перекрестноопыляющихся культур нельзя вывести путем однократного индивидуального отбора. В селекции этих растений применяют многократный индивидуальный отбор, когда элитные растения отбирают неоднократно, а повторяют отбор несколько раз до тех пор, пока не будут достигнуты требующиеся результаты. Многократный отбор может перейти в непрерывный. В этом случае выделение элитных растений из лучшей семьи проводят из года в год, пока полученный на ее основе сорт находится в производстве. Различие между многократным и непрерывным отборами условно, оно зависит только от продолжительности работы. Из исходной популяции (образца) отбирают элитные растения с нужными хозяйственно полезными признаками и свойствами. Потомство одного отобранного у перекрестноопылителей элитного растения называется семьей. Урожай их семян на следующий год высевают раздельно по семьям в селекционном питомнике. Семьи сравнивают между собой, худшие бракуют, из лучших снова отбирают элитные растения для посева в селекционном питомнике следующего года. Здесь также отбирают элитные растения, бракуют худшие растения и семьи; лучшие семьи объединяют и используют для конкурсного сортоиспытания и предварительного размножения. Дальнейшую работу проводят в том же порядке. При получении хороших результатов в конкурсном сортоиспытании новый сорт передают для посева на государственных сортоиспытательных участках, одновременно организуют его семеноводство. Таким образом, сущность данного метода заключается в последовательно повторяемом отборе лучших, элитных растений из лучших семей. У перекрестноопыляющихся растений потомство формируется в результате переопыления, т. е. на основе объединения материнской и отцовской наследственности, и потомство тех или иных элитных растений может быть вследствие переопыления их с нежелательными отцовскими формами. Поэтому в селекционной работе с перекрестноопыляющимися культурами важно не только правильно вести отбор элитных материнских растений, но и подбирать такие отцовские растения-опылители, которые бы улучшали наследственные качества будущего потомства. В общем виде задача сводится к необходимости контролировать отбор по материнской по отцовской линии. Т.о. используют 2 основных варианта многократного индивидуального отбора: индивидуально-семейный и семейно-груп-повой. Индивидуально-семейный отбор. При этом методе семена каждого элитного растения высевают по семьям на отдельных изолированных площадках. Между площадками устанавливают такое расстояние, при котором полностью исключается возможность переопыления семей между собой. Переопыление растений происходит только в пределах семьи. Благодаря переопылению растений внутри своей семьи быстро достигается выравнивание — усиление и закрепление тех признаков, по которым ведется отбор. Семейно-групповой отбор. Отобранные родоначальиые элитные растения в этом случае разделяют на несколько групп (обычно 3—4). В каждую группу подбирают семьи, относительно сходные по хозяйственно-биологическим свойствам и морфологическим признакам. В то же время каждая такая группа семей представляет собой популяцию, состоящую из потомства в той или иной степени наследственно разнородных растений. Группы семей размещают на изолированных площадках, в пределах каждой группы семьи высевают раздельно, но рядом друг с другом. Следовательно, потомства растений различных групп между собой переопыляться не могут, но происходит переопыление потомств растений в пределах каждой группы. При этом методе отбора выравненность потомства достигается медленнее, но затоустраняется опасность близкородственного переопыления исоздаются достаточные возможности для накопления и усиления тех признаков и свойств, на которые проводится отбор. Сорта ржи - Вятка 2, Волжанка, Тулунская зеленозерная, Саратовская 4, Харьковская 55, Харьковская 60, Белта, Ленинградская тетра 4 и др. При проведении многократного индивидуального отбора у перекрестноопыляющихся растений, чтобы исключить нежелательное влияние отцовских родительских форм, применяют так называемый метод половинок, или остатков, который позволяет контролировать отбор не только по материнской, но и по отцовской линии. Сущность его состоит в том, что урожай каждого элитного растения делят на две части (половинки). Одну из них высевают в селекционном питомнике, а другую сохраняют в резерве. Семена лучших потомств, выделившихся в селекционном питомнике, вследствие их опыления неизвестными отцовскими формами для посева в следующем году не используют. Селекционный питомник на второй год засевают семенами резервных половинок. На третий год в этом питомнике высевают семена половинок урожая тех растений, потомства которых в пред-м году были лучшими, и от лучших отобраных растений вновь собирают семена, разделяя их на 2 части…
| 30. МЕТОДЫ ОЦЕНКИ СЕЛЕКЦИОННОГО МАТЕРИАЛА Все отбираемые в процессе селекционной работы номера и сорта называют селекционным материалом. Главные показатели, характеризующие сорта или селекционные номера, — их урожайность и качество продукции. Но эти показатели, во-первых, очень сложны, поскольку определяются большим числом отдельных более простых признаков и свойств, и, во-вторых, сильно изменяются под влиянием различных условий выращивания. Селекционер должен хорошо представлять и правильно оценивать слагающие урожайности и качества продукции культуры, с которой ведется селекционная работа в определенных почвенно-климатических условиях. Чтобы новые передаваемые в производство сорта давали ежегодно устойчиво высокие урожаи и хорошее качество продукции, необходимо в процессе их выведения проводить оценку селекционного материала по следующим показателям: 1) продуктивности; 2) устойчивости к неблагоприятным климатическим условиям возделывания (оценки на зимостойкость и засухоустойчивость); 3) устойчивости к болезням: ржавчине, головне, гельминтоспо-риозу, корневым гнилям, фитофторозу и т. д.; 4) пригодности к механизированному возделыванию и уборке урожая (оценки на полегаемость и осыпаемость); 5) качеству продукции (определение содержания белка, крахмала, жира, оценка мукомольно-хлебопекарных качеств зерна пшеницы и др.). Сорта сельскохозяйственных культур должны быть экологически пластичными, давать устойчиво высокие урожаи при меняющихся погодных условиях, противостоять засухе, холоду, засоленности почвы, болезням и вредителям, иметь стабильное качество продукции. Для создания таких сортов необходимо всесторонне оценивать селекционный материал на ранних этапах их выведения; испытывать гибридные популяции и отбираемые из них линии с учетом возможного ареала будущего сорта и его хозяйственного использования в различных экологических и поч-венно-климатических условиях, по разным предшественникам при разных нормах внесения минеральных удобрений и т. д.
| 31. ОЦЕНКА ПРОДУКТИВНОСТИ Продуктивность — это средняя урожайность одного растения. Урожайность посева с единицы площади определяется произведением двух величин: продуктивности и среднего числа растений. Следовательно, продуктивность — один из двух показателей, определяющих урожайность сорта. На самых ранних этапах селекционного процесса, когда отбирают элитные растения, и в первые годы испытания их потомства оценивать будущие сорта можно только по продуктивности родоначальных растений. Но и позднее, когда появляется возможность определять урожайность селекционных сортов и номеров, оценка по продуктивности сохраняет свое значение. Продуктивность растения у зерновых колосовых культур складывается из числа колосоносных стеблей, среднего числа зерен с одного колоса и массы 1000 зерен. Очень часто продуктивность растений хорошо характеризует урожайность сорта. В то же время в селекции на продуктивность необходимо учитывать наличие двух типов форм: одна из них может формировать урожай за счет крупного колоса и зерна при сравнительно небольшой густоте стеблестоя, вторая — за счет интенсивного продуктивного кущения при средних размерах колоса и крупности зерна. Продуктивная кустистость, число зерен в колосе, масса 1000 зерен у зерновых культур сильно изменяются под влиянием незначительных различий в условиях выращивания в пределах одного даже самого небольшого участка (влияние микро-, рельефа, разницы в увлажнении, плотности почвы, распределении питательных веществ, глубины посева и т. д.). Важный средством создания сортов и гибридов интенсивного типа является генетико-селекционное улучшение активности фото-синтетического аппарата растений, к показателям которой относятся число хлоропластов в палисадных клетках, удельная поверхностная плотность листа, фотохимическая и ферментативная активность хлоропластов и др. При селекции высокопродуктивных сортов с высоким уровнем фотосинтеза эти показатели могут служить тест-признаками. Первостепенное внимание в селекции на мощность фотосинтетического аппарата должно уделяться повышению содержания карбоксилазы в растениях, на единице площади посева. В последнее время для различных почвенно-климатических зон страны разрабатываются модели сортов с характеристикой физиологических признаков, обусловливающих продуктивность. Например, В. А. Кумаковым (НИИСХ Юго-Востока) обоснована модель сорта яровой пшеницы для засушливой черноземной степи Поволжья. В нее включены следующие параметры: вегетационный период и его структура; основные показатели фотосинтетической Деятельности (площадь листьев, чистая продуктивность, интенсивность фотосинтеза); активность корневой системы, характеризующаяся числом корней разных типов, глубиной их проникновения; элементы структуры урожая, в том числе роль побегов ку-Щения в его формировании; показатели засухоустойчивости и водного режима (суточные кривые транспирации и содержание воды в листьях отдельных ярусов). Научное обоснование моделей) сортов способствует правильному выбору стратегических направлений в селекции на продуктивность в различных зонах.
| 32. ОЦЕНКА ЗИМОСТОЙКОСТИ Причины гибели растений в осенне-зимний и ранневесенний периоды в различных зонах и в разные годы неодинаковы. Растения могут вымерзать в начале зимы при отсутствии или недостач точности снежного покрова. Особенно часто посевы озимой пшеницы гибнут от действия низких температур рано весной, после схода снега. Очень опасны для озимых культур зимние оттепели, сопровождающиеся дождями, при этом часто образуется притертая ледяная корка, под которой растения вымерзают или погибают в результате нарушения газового обмена. Особенно опасна толстая ледяная корка, когда растения полностью вмерзают в лед. Притертая ледяная корка не вызывает сплошной гибели или сильных выпадов растений только при кратковременном ее действии и слабых морозах. Ледяная корка — наиболее опасный из всех экологических факторов перезимовки. Установлено, что сорта, имеющие сравнительно замедленный темп роста в позднеосенний период, как правило, более зимостойки. Из сказанного следует, что способность растений противостоять неблагоприятным условиям перезимовки, их зимостойкость — очень сложный признак, обусловленный различными биологическими свойствами растений и в то же время сильно изменяющийся под влиянием условий произрастания. Сорт, зимостойкий благодаря устойчивости к выпреванию в зоне с большим снежным покровом, может оказаться совершенно незимостойким в районах с малоснежными морозными зимами, где зимостойкость непосредственно связана с устойчивостью растений к низким температурам. При оценке селекционного материала на зимостойкость необходимо учитывать, что в разные годы перезимовка растений складывается неодинаково. Большое влияние на нее оказывает закаливание растений, которое проявляется тем сильнее, чем больше в их клеточном соке осенью накапливается Сахаров и сухих веществ. Процесс закаливания растений особенно хорошо идет при ясной солнечной теплой погоде днем и небольших отрицательных температурах ночью. В этих условиях накапливающиеся в дневное время в результате ассимиляции сахара мало расходуются ночью. При высокой и маломеняющейся в течение суток температуре, а также при пасмурной погоде закаливание растений происходит плохо. Полевые методы оценки зимостойкости: Глазомерная оценка перезимовки. Оценка перезимовки при весеннем подсчете живых и погибших растений. Искусственное создание бесснежья, значительного снежного покрова и ледяной корки. Посев на склонах. Посев в других районах. Метод монолитов. Это один из наиболее точных и широко распространенных приемов оценки зимостойкости сортов. В течение зимы на посевах каждого изучаемого сорта 3—5 раз вырубают монолиты определенных размеров. Если это делают вручную, монолит обычно имеет длину 20—30 см, ширину 12—15 и глубину Ю—12 см. В каждый монолит должно попасть не менее 15 растений одного рядка. Вырубают четыре монолита каждого сорта. Два монолита оттаивают при небольших плюсовых температурах, а затем их переносят в теплое помещение для отрастания растений. Через 15 дней подсчитывают число живых и мертвых растений и определяют состояние перезимовавших озимых на день взятия моно лита. Два других монолита без оттаивания помещают в шкафы холодильной установки для искусственного промораживания. Растения пшеницы обычно промораживают при температуре минус 18—20 СС, а озимого ячменя при минус 15 °С в течение 24 или 48 ч. При таком режиме промораживания почти всегда удается установить четкие различия между сортами по морозостойкости. Посев в ящиках (метод В. Я. Юрьева). Одновременно с посевом изучаемых сортов в поле их высевают в ящики с землей. Ящики могут быть любого размера, наиболее удобны длиной 40 см, шириной 30 и высотой 12—15 см. Перед выпадением снега ящики переносят в закрытое неотапливаемое помещение, где растения испытывают более суровое, чем в поле, воздействие низких температур, так как они лишены снежного покрытия. Метод оценки морозостойкости озимых на стеллажах.
|
33. ОЦЕНКА ЗАСУХОУСТОЙЧИВОСТИ Засухоуст-ть - их способность наиболее продуктивно использовать воду при высокой температуре, низкой относительной влажности воздуха, низкой влажности почвы и давать в этих условиях высокий урожай при хорошем качестве продукции. Основные причины: а) анатомо-морфологические особенности растений, обусловливающие уменьшение испарения; б) физиологическая стойкость цитоплазмы к обезвоживанию, высоким температурам и концентрации солей; в) биологические особенности роста и развития: способность раннеспелых сортов и форм «уходить» от поздней засухи, а позднеспелых сортов — медленно расти и развиваться в первый период, используя благоприятные условия увлажнения последующего периода вегетации. 3 вида засухи: почвенная, атмосферная и комбинированная. При почвенной - снижение воды в корнеобитаемом слое почвы достигает величины «мертвого запаса». Характерная особенность - постепенное наступление. Растения успевают приспособиться к ней (сбрасываются лишние побеги кущения, задерживается рост, сокращается испарение воды… При атмосферной - наступает внезапно, относительная влажность воздуха снижается до 18—20 % и ниже, а температура воздуха обычно повышается до 38—40 °С. Засуха может быть весенней, летней и проявляющейся в течение всего периода вегетации. Весенняя засуха обычно совпадает по времени с фазами всходы — кущение яровых зерновых культур. Летняя засуха наступает позднее, когда пшеница выходит в трубку, и продолжается в период колошение — начало налива зерна. Особенно резко снижается урожай, когда весенняя засуха переходит в длительную летнюю. Все культуры и сорта имеют в своем развитии так называемый критический период, когда они оказываются особенно чувствительными к засухе. Для большинства сортов зерновых культур это фазы выход в трубку — колошение. Воздушная засуха бывает особенно вредоносной в период цветение — начало налива зерна, когда под ее влиянием резко повышается стерильность пыльцы, уменьшается озерненность колоса, снижается урожайность и ухудшается качество зерна. Сорта, экономно расходующие воду во время засухи и хорошо отзывающиеся на увлажнение-яровой пшеницы Лютесценс 62, Саратовская 29, Сорт Саратовская 29 способен формировать высокие урожаи в годы с хорошим увлажнением и менее резко снижать их в острозасушливые. Полевые методы оценки засухоустойчивости. Устанавливают влияние засухи на рост, высоту растений, величину колоса и его озерненность, окраску листьев, быстроту их отмирания. Подобные наблюдения и учет относительного снижения урожая различных сортов в засушливые и благоприятные годы позволяют определять степень их засухоустойчивости. Оценивать этим методом можно лишь в засушливые годы. При засухе у незасухоустойчивых сортов листовая пластинка в фазе выхода в трубку может свертываться или же на листьях выступает восковой налет, тогда как у засухоустойчивых сортов листья сохраняют нормальный вид. Более всестороннюю, быструю и точную характеристику селекционных материалов по засухоустойчивости может дать совместное применение методов оценки по прямым и косвенным признакам. При этом необходимо учитывать типы засухи и биологические особенности развития изучаемых сортов и форм. Учет прироста сухого вещества. Косвенным признаком, характеризующим засухоустойчивость сортов, может быть прирост сухого вещества растений при засухе. При наступлении засушливой погоды у всех культур данный показатель снижается. Изучение корневой системы. Мощность, глубина проникновения, быстрота роста, высокая поглотительная способность и степень разветвления корневой системы — важные показатели засухоустойчивости растений. У яровой пшеницы отбор на засухоустойчивость можно вести по энергии образования вторичных корней: чем быстрее они образуются, тем, как правило, сорт устойчивее к засухе. Один способов изуч-я корн. сис-мы — сравнительная оценка ее развития непосредственно в поле на вертикальной стенке специально вырытой канавы. Оценку дают в баллах или подсчитывают число корней на определенной площади вертикальной стенки канавы. Исп=ют так же след-е методы: Метод засушников. Для оценки растений по отношению их к почвенной засухе применяют метод искусственных засушников. Определение засухоустойчивости по прорастанию семян в растворах сахарозы с высоким осмотическим давлением. Метод основан на способности семян различных сортов неодинаково прорастать в растворах сахарозы. Оценка засухоустойчивости в суховейных установках. Оценка засухо- и жароустойчивости по изменению содержания статолитного крахмала. Оценка засухоустойчивости по выходу электролитов.
| 34. ОЦЕНКА УСТОЙЧИВОСТИ К БОЛЕЗНЯМ Для оценки селекционного материала на устойчивость к болезням проводят специальные испытания с искусственным внесением инфекции. Желательно отобрать устойчивые линии и семьи. Оценка ржавчиноустойчивости. Степень устойчивости устанавливают по проценту площади листьев, занятой пустулами гриба. Степень устойчивости к стеблевой, бурой и желтой ржавчине определяют по соответствующим шкалам в процентах к пораженной площади листьев и в баллах. 0— никаких признаков заболевания нет. 1 - одиночные небольшие участки желто-бурой ткани. 2 - небольшие пустулы гриба редко рассеяны по поверхности листа, 3 - в местах поражения наблюдаются крупные пустулы с большим количеством спор, окруженные участками желто-бурой ткани, 4 - листья почти сплошь покрыты крупными пустулами спор, но хлоротические кольца вокруг них не образуются. Оценка устойчивости к головне. Искусственно заражают цветки: 1) во время цветения, 2) некоторое время спустя после цветения. Применяются способы искус-го заражения пшеницы и ячменя: 1. Заражение пучками головневых колосьев. Специально заготавливают колосья, пораженные пыльной головней. 2. Индивидуальное заражение отдельных цветков. 3. Вакуумный метод заражения. На 100 г берут примерно 1 г спор. Тщательно перемешивают. Семена хранят до весны и высевают на спец-ном участке. Подсчитывают. Пользуются шкалой: высокоуст-е —0 %, практически уст-е — 0,1—5,0, слабовоспр-ые 5,1—25,0, средневоспр-ые—25,1—50,0, сильновоспр-ые — 50 % и больше. Оценка устойчивости зерновых культур к корневым гнилям. Отбор устойчивых сортов проводят по следующим признакам: более высокой полевой всхожести; отсутствию проявления болезни в виде побурения первого надземного междоузлия, белостебельных и пустоколосых растений; выполненности зерна; устойчивости к полеганию; общей повышенной жизнестойкости.Оценивают в фазе полной спелости, выдерг-ем за стебель. При сильном поражении растения легко извлекаются из почвы, при отсутствии - стебли обрываются. Оценка устойчивости к мучнистой росе — посев среди изучаемых линий через определенное число рядков сильно восприимчивого к заболеванию сорта. Для искусственного заражения изучаемых сортов размножают мицелий гриба с пораженных листьев при температуре 17—20 °С на фильтровальной бумаге в чашках Петри. Конидии используют для приготовления суспензии и опрыскивают ею всходы. Оценка устойчивости ячменя к гельминтоспориозу (полосатой пятнистости листьев). Для оценки селекционных номеров на устойчивость к этой болезни заражают семена или цветущие колосья. Семена посыпают сверху перемолотыми листьями, пораженными грибницей, во втором -конидии в виде водной суспензии вводят в колос, на котором при разреженном давлении вакуум-камеры раскрываются цветковые пленки. Оценка озимых культур на устойчивость к снежной плесени. Сеют в ранние сроки по худшим предшественникам Методы оценки сортов пшеницы и ячменя на устойчивость к вирусным болезням.Высевают какой-то сорт в сверхранние сроки Селекционные сорта - между полосами этого сорта в оптимальные сроки. Учитывается степень поражения растений в баллах и выносливость (урожай зерна больных растений в % к здоровым). ОЦЕНКА УСТОЙЧИВОСТИ К ВРЕДНЫМ НАСЕКОМЫМ Различия в степени повреждаемости разных сортов сельскохозяйственных растений обусловливаются следующими причинами. 1. Анатомо-морфологические особенности. (строение эпидермиса, кутикулы, наличие опушения, воскового налета, форма листьев...) 2. Фенологические особенности роста и развития. Различия в сроках наступления фенологических фаз у разных сортов могут сказываться на степени их повреждения некоторыми насекомыми. 3. Способность сортов восстанавливать или компенсировать рост поврежденных насекомыми органов и тканей. Некоторые сорта пшеницы различаются по способности образовывать вторичные побеги кущения при повреждении растений личинками шведской мухи. У ряда хорошо кустящихся сортов ячменя повреждение одного стебля компенсируется не появлением нового бокового стебля, а усиленным развитием оставшихся неповрежденных стеблей. 4. Особенности биохимического состава тканей и органов растений. Известно, что один из самых опасных вредителей картофеля — колорадский жук — полностью поедает растения всех сортов и видов картофеля, кроме тех, в листьях и стеблях которых имеется алкалоид демисснн. Для оценки устойчивости сортов к вредным насекомым чаще всего применяют обычные полевые и лабораторно-полевые методы. Устойчивость к вредным насекомым оценивают по семибалльной шкале: 1 — крайне слабая, 3 — слабая, 5 — средняя, 7 — сильная. Учет повреждения растений проводят в питомниках, в годы массового распространения вредителя. Степень устойчивости сортов определяют путем подсчета среднего числа пораженных растений (стеблей) или количества вредных насекомых, приходящихся на единицу площади (1 м2).
| 35. Оценка устойчивости картофеля к фитофторозу Наиболее благоприятные условия для развития фитофтороза в нашей стране имеются на Сахалине, Дальнем Востоке, в Белоруссии, Прибалтике. Для предварительного и государственного испытания сортов и гибридов на устойчивость к фитофторозу на Сахалине создан специальный опорный пункт. Здесь все сорта и гибриды проходят испытание на естественном и провокационном фонах по специальной методике. Для учета фитофторы на ботве картофеля пользуются шкалой. 2 вида устойчивости кар-ля: полевую и расоспецифическую. Полевая устойчивость картофеля к фитофторозу проявляется в слабом спороношении или продолжительном инкубационном периоде развития болезни. При этом растения обладают способностью противостоять внедрению гиф в ткань листа и их развитию и уменьшать спороношение всех физиологических рас гриба. Расосп-ая устойчивость(устойчивость сверхчувствительности) связана с реакцией плазмы клеток растения и обменной деятельностью патогена. Различие м/д уст-ми и воспр-ми сортами заключается в быстроте реакции цитоплазмы на внедрение гиф гриба. Для идентификации соответствующих рас фитофторы используют определенный набор сортов с установленными генотипами, дающими четкую реакцию на заражение. Разработано несколько способов оценки полевой устойчивости растений в лабораторных условиях: инокуляция суспензией зооспор путем опрыскивания растений или отдельных листьев, заражение проростков семян и др. Для получения сравнительных оценок по интенсивности распространения мицелия и спороношения изучаемые сеянцы сравнивают с сортами, устойчивость которых уже известна. Оценка сеянцев картофеля на устойчивость к раку. Эту работу проводят на специальных станциях по борьбе с картофельным раком. Научно-иссл-кие учреждения, ведущие селекцию картофеля, ежегодно посылают на противораковую станцию по 10 клубней каждого сеянца из урожая селекционного размножения для лабораторной оценки; 30 клубней сеянцев, не пораженных раком в лабораторных условиях и оказавшихся перспективными, отправляют на ту же станцию для повторного испытания. По 120 клубней всех сеянцев, подлежащих передаче или уже переданных в государственное сортоиспытание и оказавшихся устойчивыми к раку по данным двухлетнего испытания, высылают одновременно трем станциям по изучению ракоустойчивости на полевое государственное испытание. По результатам двух-трехлетнего испытания в этих пунктах публикуют списки рако-устойчивых сортов и сеянцев картофеля. Сорта, неустойчивые к раку, не районируют.
| 36. ОЦЕНКА СЕЛЕКЦИОННОГО МАТЕРИАЛА В СВЯЗИ С МЕХАНИЗАЦИЕЙ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ И УБОРКИ УРОЖАЯ Для осуществления комплексной механизации возделывания всех полевых культур современные сорта должны обладать соответствующими признаками и свойствами. Так, для зерновых культур очень большое значение имеет устойчивость к полеганию и осыпанию. Оценка устойчивости к полеганию. Различают 2 типа полегания хлебов: стеблевое и прикорневое. В первом случае оно обычно связано с наклоном стебля по длине нижнего междоузлия, во втором — растения полегают или наклоняются от корней без изгиба стебля. Устойчивые и неустойчивые к полеганию сорта и формы различаются между собой по анатомическому строению стебля. Устойчивые имеют, как правило, более мощную склеренхнмную ткань и большую толщину междоузлий. Листовые влагалища у неполегающих сортов значительно толще, имеют большее количество пучков, сильнее развитые механические элементы и более утолщенные основания. Корни у неполегающих сортов располагаются радиально, они более толстые и прочные, у полегающих — более вертикально, механическая ткань в них развита меньше. Оценивают устойчивость селекционных материалов к полеганию в полевых условиях по пятибалльной шкале: 5 — отсутствие полегания; 4 — слабое полегание, когда стебли только слегка наклонены; 3 — среднее полегание, характеризующееся наклоном стеблей к поверхности почвы примерно под углом 45°; 2 — сильное полегание; 1 — очень сильное полегание, когда механн знрованная уборка урожая невозможна. По девяти балльной шкале устойчивость оценивают следующими показателями: 1 — крайне низкая, 3 — низкая, 5 — средняя, 7 — высокая, 9 — крайне высокая. Полегание м/б сплошным и отдельными пятнами. Метод прямого учета потерь от полегания зерновых: на пониженном участке поля с дружными и ровными всходами вдоль одного прохода сеялки выделяют площадки 2x2 м. В центре каждой из них в фазе кущения размещают учетный квадрат 1х1 м, контуры которого окаймляют шпагатом, привязанным к колышкам на расстоянии 2—3 см от поверхности почвы. В начале фазы выхода в трубку на половине площадок устанавливают две рамки с сеткой размером 2x2 м и шириной ячеек 15х 15 см. Растения свободно проходят в ячейки сетки, которая поддерживает их и препятствует полеганию. Затем сравнивая учетные площадки, на одних из которых растения предохраняют от полегания с помощью сетки, а на других, служащих контролями, они растут свободно и могут полегать, определяют биологические потери урожая от полегания. Оценка устойчивости к осыпанию зерна. Устойчивые к осыпанию сорта имеют жесткие, грубые чешуи с широким основанием в месте их прикрепления к стержню колоса, киль и жилкование у них выражены более резко. Все эти признаки увеличивают сопротивляемость колосковых чешуи отгибу и способствуют тем самым более прочному удерживанию зерна. У зерновых бобовых культур осыпаемость семян связана с прочностью срастания семяножки с семенем, мощностью развития пергаментного слоя и особенностями анатомического строения перикарпа. Наиболее простой и распространенный метод определения устойчивости сортов зерновых культур к осыпанию — оценка их при перестое на корню. Для этого концевые защитные полосы в двух повторениях учетных делянок не убирают. Через 5, 10 и 15 дней на каждой оставленной площадке отбирают определенное число колосьев и подсчитывают процент осыпавшихся из них зерен. Оценка гибридов кукурузы по показанию влажности зерна. Быстрое высыхание зерна при созревании — один из важных признаков в селекции скороспелых гибридов кукурузы. Связано это с тем, что энергетические затраты на сушку зерна значительны: они составляют 2—3 кВт.ч электроэнергии, или 2—4 кг дизельного топлива на каждый тонно-процент. Влажность зерна при уборке гибридов, районированных в Лесостепи Украины и Цент трально-Черноземной зоне, в среднем составляет 35—40 % и только в засушливые годы 30 % и менее. Это создает значительные трудности при уборке и обработке зерна и исключает возможность прямого комбайнирования, когда влажность зерна не, должна быть выше 25—28 %.
|
Дата добавления: 2015-08-28; просмотров: 45 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |
