Способ селекции люцерны Советский патент 1988 года по МПК A01H1/04 

to

ts5

1

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к се пекции сельскохозяйственных растений.

Целью изобретения является ускорение процесса селекции и повышение его эффек- тнвности за счет создания сортов с новышен- П0Й продуктивностью.

Способ осуществляется следующим образом.

На сплощном носеве люцерны четверто- rcj) года , на выделившихся по хозяй- cf венно-ценны.м признакам сортообразцах, где предполагается признак мощности корневой системы, проводят поделяночную от- кфпку растений и отбор биотипов с мощной корневой системой, радиальным расположением боковых корней в горизонте О-30 см. Отобранные лучщие биотипы высаживают Широкорядно с одиночным размещением в поезде и проводят гибридизацию их с луч- щим районированным сортом. Полученные г| 1бридные семена высевают в горшочки с почвой легкого механического состава (темно-каштановая почва -f речной песок, 1:1). Через 60 дней проводят анализ растений по мрщпостн (объему) корневой системы. Отбирают растения с повышенным, не менее 1 см , объемом корневой системы с признаками, отвечающими заданным целям селекции, затем отобранные растения высаживают в поле, полученные семена вновь высевают в гОршочки с почвой легкого механического со- става с последующим анализом корневой системы, отбором и высадкой в поле биотипов, лучших по признаку мощности корневой системы. Так проводят 4-5 циклов отбора. К этому времени признак мощности корневой системы стабилизируется и достигает своего оптимума (76-84%).

Для селекции сортов с мощной корневой системой необходимо иметь доноров данного признака. Поэтому среди номеров, где предполагается этот признак, на сплошном посеве люцерны четвертого года жизни перед его распашкой, где в течение трех лет дана оценка сортообразца.м по хозяйственно-ценным признакам на лучщих, выделившихся по урожайности зеленой массы но.мерах, проводят поделяночную откопку корней расте- НИИ путем подпащки плуга без отвала на глубину пахотного горизонта (О-30 с,м). Отбирают растения с мощной корневой системой и радиадьным расположением боковых корней (сложной архитектоникой), т.е. растения с мощным развитием боковых корней, отходящих под углом от стержневого корня, равных ему по толщине и сосредоточенных в верхнем (О-30 см) горизонте почвы. Такие, растения характеризуются повышенным объемом корневой системы (оп- ределяют по разности уровней воды при погружении сырых отмытых корней в мерный цилиндр).

0 o 5

,, 5 5

0

2

Из всего сортимента изученных образцов только австралийский сорт Кенкрип имел в своем составе наибольшее (3,0 3,5%) число биотипов с повьцненным мом корневой системы и представлял интерес, как исходный материал селекции но этому признаку, но имел существенные недостатки: тугорослость, низкую урож.айн()сть зеленой массы и семян. Для концентрации в селекционном материале комплекса признаков: корневой системы, урожайности зеленой массы, семян и других хозяйственно- ценных признаков, проводят гибридизацию с учетом силы наследственно передачи свойств гибридам. В качестве второго ко.м- понента для скрещиваний берут луч1ний районированный сорт Херсонская 7, который характеризуется быстрым послеукосным отрастанием, высоким урожаем зеленой массы и семян.

Отобранные лучнше биотины из них, отличающиеся высокорослостью, высоким урожае.м зеленой массы, семян и xopoino витой корневой системой, высаживают 1ни- рокорядно с-одиночным размещением растений в гнезде. Проводят исскуственные скрещивания, которые позволяют получить гибриды с большим диапазоном изменчивости (V 95°/o) но признаку мощности корнеЕюй системы.

Изменение частоты биотипов с повышенным объемом корневой системы у различных гибридов люцерны при носеве в почву разного механического состава (вегетационный опыт) представлено в табл. 1.

Результаты исследований показа-ли, что в качестве родительских форм желательно использовать сорта с более выраженными признаками мощности корневой системы, в этом случае коэффициент наследования этого признака равен 0,44. Только гибрид Кен- крип X Херсонская 7 наиболее отвечает целям селекции, тогда как гибриды Флоридах Херсонская 7 и Тетон х Херсонская 7 в Fg имели всего 28,0-26,4% растений с повышенной системой корней (таб:1. Г).

Предлагаемый способ испытан в 1974 1986 г. и предусматривает посев получен ных гибридных семян в горшочки с почвой легкого механического состава (темно-кап|та- новая почва + речной песок, 1:1), поддержание почвы в горшочках во влажно.м состоянии путем полива ее водопроводной водой.

С фазы появления настоящего листа нро- водят прорывку растений с оставлением в горшочке до одного растения, этим создают одинаковые условия развития для всех рас тений.

Через 30 дней после посева проводят анализ растений по мощности (объему) корневой системы. После отмывки корней отби

рают растения с повышенным объемом корневой системы не менее 1 см, сложной архитектоникой, не пораженные почвенными патогенами, с последующей высадкой их в поле. Полученные семена в последующих по- колениях (F,-Fj-РЭ) вновь высеивают в горшочки с почвой легкого механического состава, с последующим анализом корневой системы, отбором и высадкой лучших биотипов в поле. Так проводят только несколько (4-5) циклов отбора.

Результаты полученных данных показывают, что для создания ценного исходного материала целесообразно использовать оптимальные специфические условия выращивания, способствующие проявлению тех или иных наследственных свойств. В условиях орошения при возделывании гетерогенных, по признаку мощности корневой системы, гибридных популяций на почвах легкого механического состава отмечено улучшение аэ- рации, при достаточном поступлении воды и питательных веществ в почву создаются оптимальные условия для проявления этого признака, что сказывается на развитии надземной массы.

На почвах легкого механического состава контрастней проявляются особенности растений по признаку мощности корневой системы, которые на обычной почве невилируют- ся, остаются неза.метными, поэтому легкие почвы дают возможность отобрать наиболее ценные биотипы с мощной корневой системой в более короткий срок. Кроме того, такой состав почвы позволяет качественно проводить отбор по корневой системе. При погружении растений вместе с горшочком в воду почва моментно отпадает, не обрывая и мелкие Корешки при ее отмыве.

Результаты показывают, что при посеве в такую почву и проведении отбора на этом фоне за четыре цикла у отобранных гибридов отмечено значительное увеличение чис- ла растений с мощной корневой системой. У гибрида Кенкрип х Херсонская 7 Fg частота встречных биотипов с мощной корневой системой составляла 76-84%, тогда как при посеве в обычную почву показатель этого признака достигнут только в F (табл 1).

Для закрепления признака мощности корневой системы проводят 4-5 циклов отбора по корневой системе. Значительное варьирование в- первом цикле (V 95%) признака .мощности корневой системы ука- зывают на эффективность повторных отборов по этому признаку. О высокой эффективности отбора по мощности корневой системы можно судить по перспективному гибриду Кенкреп х Херсонская 7, который в f после четырех циклов отборов на 76-84% состоит из биотипов с повышенным объемом корневой системы, превышающих стандартный сорт Надежда по объему корневой системы

5

5

д

0

0

Q 5

0

5

5

на одно (20,3%), два (49,7%) и три (10,0%) стандартных отклонений.

В табл. 2 дана эффективность отбора люцерны по объему корневой системы.

Корреляционный анализ показал, что у многолетней культуры люцерны между урожаем надземной массы и объемом корней у растений первых дней жизни (30 дней) существует сильная положительная связь ,0±0,06 (корреляция значима на 5%- ном уровне). Изменчивость признака урожая надземной массы зависит от мощности корневой системы, об этом говорит вычисленный коэффициент детерминации Syx . Следовательно, мощн ости корневой системы с первых дней жизни растений люцерны важный селекционный признак.

Высокая зависимость между объемом корней и урожайностью надземной массы сохраняется и в полевых условиях. Коэффициент корреляции составляет Z -f0,79±0,2 (корреляция значима на 5%-iioM уровне). Из приведенных данных следует, что для выделения биотипов и последующей селекции люцерны по этому признаку рациональнее и менее трудоемко использовать посев при горшечной культуре с легкой почвой. Это подтверждает вышеприведенный корреляционный анализ, проведенный в тепличных и полевых условиях.

На последних этапах в течение трех лет все номера были высеяны для оценки в по левых условиях (темно-каштановый чернозем) при сплошном и широкорядном посевах. Частота встречаемости биотипов с повышенным объемом корневой системы выше у отдельных гибридов, в частности КенкринХ XХерсонская 7 достигает 73,0- -77,0% при высоких показателях параметров признаков продуктивности. Так, объем корневой системы при сплошно.м посеве из расчета на растение 7,0±0,8 см вес сырых корней 7,2± ±0,8 г, высота растений 18±1,4 см, вес надземной массы 9,5±2,0 г при широкорядном соответственно: 73,0; 12,5±0,8; 12,8±0,98; 27± 1,6; 12,9± 1.1. Все перечисленные показатели у гибрида Кенкрип X Херсонская 7 намного выше, чем у други.ч гибридов.

Изменение частоты биотипов с повьипен- ным объе.мом корневой системы и элементов продуктивности в полевых условиях (средние данные за 1984-1986 г.) приведено в табл. 3.

Из табл. 3 видно, что искуственная гибридизация заранее подобранных форм, отвечающих целям селекции, многократный направленный отбор биотипов с мощной корневой системой на почвах легкого механического состава дает возможность получать формы с более высокой продуктивностью и мощной корневой систе.мой, так гибрид Кенкрип X Херсонская 7 (сорт Песчаная) отвечает заданным целям селекции.

Данные оценки в конкурсном сортоиспытании приведены в табл. 4 и 5.

Из табл. 4 видно, что при кормовом 4-х укосном использовании (сплошном посеве) урожай зеленой массы сорта Песчаная, составил 774 ц/га. Преимущество перед стандартным сортом Надежда составляет по урожаю зеленой массы 41 ц/га, сена - 11,0 ц/га прк повышенном качестве кормовой продукции (протеина - 21%, клетчатки - 36,6%). : Сорт слабее поражался ржавчиной, аскохи- тозом и корневыми гнилями, чем стандарт, отличался на 27,2% повышенным накоплением корней в слое О-30 см.

Данные табл. 5 свидетельствуют, что при семенном использовании сорт Песчаная имел также повышенный урожай семян (10,6 ц/га). Урожай стандарта составил 8,8 ц/га.

Сравнительное изучение при разборе почвенных проб юзволяет выявить, что при сплошном .посеве в первый год использования и при пшрокорядном во второй год ис- по:1ь:и)вании в пахотном слое О-30 см стандарт накапливает соответственно 16,2; 22,5 т/га корней, а новый сорт Песчаная - на 27,2; 26,7% больше. Сорт готовится для передачи в государственное сортоиспытание.

0

Приведенные данные говорят о целесообразности использования предлагаемого способа селекции при выведении сортов с повышенной мощностью корневой системы, что дает возможность создания сортов с повышенными параметрами урожая зеленой массы и семян, значительно повышает роль люцерны, как предшественника всех сельскохозяйственных культур орошаемого севооборота, сокращает селекционный процесс на 3-4 года. Использование предлагаемого способа обеспечивает 64,0 тыс, руб. экономии по одной селекционной лаборатории.

Формула изобретения Способ селекции люцерны, включающий 5 оценку исходного материала, отбор среди них биотипов по хозяйственно-ценным признакам, гидридизацию отобранных биотипов и проведение отборов в гибридных поколениях, отличающийся тем, что, с целью ускорения процесса селекции и повышения его эффективности за счет создания сортов с повышенной продуктивностью, отбор биотипов осуществляют по мощности развития корневой системы, полученные гибридные семена F,-F высевают в сосуды с почвой легкого механического состава, а отбор в гибридных поколениях осуществляют по мощности развития корневой систему и радиальному расположению боковых корней.

0

5

Изобретение относится к сельскому .хозяйству, в частности к селекции сельско.хо- зяйственных растений. Цель изобретения - ускорение процесса селекции и повышение его эффективности за счет создания сортов с новьиненной продуктивностью. На сп.юш- но.м носеве люцерны четвертого года Нчизни проводят откопку растений и осун1еств.1як)т отбор биотинов с Momnoii корневой систе.мой. Отобранные биотины высаживают широкорядно и проводят 1 ибридизацию их с. |уч1пи 1 районированным сортом. 1о,чученнь1е гибридные семена высевают в горнючки с почвой легкого мехапического состава, отбирают растения по мониюсти корневой систе-. мы. Полученные семена F -- f вновь высевают в горшочки с почвой ,чогкого .механического состава и отбирают биотигп.1 но мошностн развития корневой системы и радиальному распо.чожению боков1,1х корней. 5 .

Исходная популяция Кенкрип 3,0-3,5

представлены с 95%-ным уровнем вероятности.

Таблиц

Флорида - 0,7

Тетон - 0,3

Кенкрип X Херсонская 7, FS

Флорида X Херсонская

7, Fg

Теток X Херсонская 7, F,

Примечание. ,5 см

Кенкрип к Херсонская 7 (Песчаная)

рида X Херсонская 7 (Вавиловка)

Стандарт (Надежда)

Кенкрип X Херсонская 7 (Песчаная)

Флорида X Херсонская (Вавиловка)

Стандарт (Надежда)

Сплошной посев 77,0 7,0+0,8 7,2+0,;

18+1,4

17,0 5,,5 5,3+0,516j l,2

19,0 5,,48 5,, ,2

Широкорядный посев

73,0 12,5+0,86 12,8+0,9827+1,6

9,5+2,0

7,0 0, 9 7,2+0,9

12,9+1,

23,0 6,,7 6,,8 ,5 8,,1 25,0 6,9+0,8 6,3+0,7 17+1,5 8,8+1,3

Таблица 2

20,3

49,7

10,0

20,1

5,4

0,3

20,9

3,0

0,2

Таблица 3

9,5+2,0

7,0 0, 9 7,2+0,9

12,9+1,

Надежда

Надежда

10

Таблица 4

Таблица 5