Способ оценки засухоустойчивости колосовых культур Советский патент 1992 года по МПК A01C7/00 A01H1/04 

Изобретение относится к сельскохозяйственной биологии и биотехнологии, в частности к физиологии растений, и может быть использовано в селекции растений дл оценки засухоустойчивости и при создании засухоустойчивых форк. растений.

Известен способ оценки засухоустойчивости по степени снижения продуктивности сортов в экстремальных по влагообеслечен- ности условиях в сравнении с продуктивностью их на оптимальном по увлажнению фоне.

Однако с помощью этого способа нельзя сравнивать i дифференцировать геноти- пически различные сорта, значительно различающиеся по потенциальной продуктивности, пс -кольку.урсжайность - признак имтегрэль ч -иопределяется многими как внутренними, так и внешними факторами, а

не только степенью засухоустойчивости. Кроме того, для такого сравнительно косвенного анализа сортов на засухоустойчивость по степени снижения продуктивности необходимо иметь результаты хотя бы за два контрастных по режиму увлажнения года, причем один iss них обязательно должен быть благоприятным по влагообеспечению, что трудно прогнозировать в условиях нестабильного, например резко континентального климата, или следует проводить такое сравнение в один год, параллельно на богарном и орошаемом фонах, что не всегда и не везде технически и экономически осуществимо.

Известен также способ балльной оценки полечой засухоустойчивости сельскохозяйственных культур, основанный на глазомерной оценке состояния посева в ус

О

t

143

Qs

ii jL :1.,: ел ..::., -: . Л - ,-oi.-.: ;,;..НОЙ iO li/i. ir-o.. ICi .r.r-TM I CCV Г :i Г- , ГЦЧ1/.:

ui|r./vj.r:i о.... )r iO; V -; - i i;:.; iji i; D:vr--;- -:- гп.;.13гг: о;:. етр:-, ;:, .-i.o-;; -- L, (j.rj.i/io::: or/Kiv.:.„ гт,. (I (:.,A m-i- стл -./.яютог .но промолую -и м

СОСТО НГПМ.

Однако нс,:.(.гЛ1ГГ-:.;-;и т:-кс) o: 0ri;ui .г-г..-- ЛЯ. ЗГСй C-lMl iKC.---. .; ,;..; r 0. .П ОЛ НОСТЬ;

субьек;помость, гяг слт - .г сть ее от фя развития рЕСто 1:; :, китары с- о5л..; .:.гют соответственно ;: p,:icночной степенью.асухо- усточчипости, и с. :., г.,;я: м ai cro способа оценки с конечным урожаем.

Наиоолсе Сктизким к предлагаемому является способ оценки засухоустойчивости колссоеых культур, оснопаннпй на посеве, выращивании .юстепий до фазы цветения и восковой сп-злост;-: зирна, вы/г.опгивапии растений из почвы, удалении Сокиг.ых побегов, выделении главного побега, срезании с главных побегов колосьев в обе фазы и лис- тьеь в фазу цветения, их высушиаяпии, сзаеш - ании, расчете отношения прироста абсолю.но сухой массы колосьев от фззы цветения до фазы восковой спелости зерна к абсолютно cvxoft массе листьев в фазе цветения, сравнении сортов по этому показателю и оценке засухоустойчивости, причем чем выше этот показатель, тем выше засухоустойчивость сорта.

Однако этот способ недостаточно точен, потому что отражает реакцию на засуху ке псего растения, а только колоса. Это связано с тем, что в формировании урожая в период налива зерна принимают участие вещества, реутилизнруемые из вегетативных органов - стеЬля, листовых пластинок, частей, колоса, - что не учитывается при использовании способа, т. е. явление реутилизации само по себе частично сглаживает различил между сортами в относительном приросте колоса, а наличие сортовых различий по уровню вторичного использования веществ ей;е более затрудняет ранжировку сортов по засухоустойчиоости этим способом.

Кроме , известный способ очень трудоемок и сложен, требует для анализа в каждом варианте несколько сотен растений, что приводит к уничтожению ценного в селекционном отношении материала, поэтому его испсльзо лние ограничено изу- ченисм исходного и селекционного г- ччтериала, имеющегося о большом количестве, что неприемлемо, особенно пл ранних этапах селекции, также трудоемко пыг.сле- Hiin у разных рппн нь нощихся сортов ;-дС|-.-- РПТЬЫХ фаз носкииой спелости, для чего

-: оохГ /: : -о яс-р -юдичсг-к:-. с.оирмь ирооы эер;:я i, (л.т.г.ломи.ч его 1:-.чажн С И.

PI .-, .оОр|:;гг:пи; - попишение гочноc;Ti i и уп;)ощо1-| о способа.

Пост;;;;. :or-:Hoi. цэл1.. госи-. етс:-; .что

:сглйс;;о способу оцпнкп йсюухоуо сйчивос:и колосог-.ux культур, проимуш/ глпенно

.Л, и:-:Л ОМП10ЩСМу ГЮС-ЗЯ, В.:рЗЩИ--нио рпстомий, и плс ЮРиг; i;/: из помпы, уда0 ген: ,с; боковых побегов и раздольное определение отнесите ты :ого прироста абсолютно сухой биомассы морфологических частей гл - иого г:ооога за период от | ьчтения до созрегания и оценку засухоуч.тойчи5 вости анализируемых сортов по данному показателю, определяют относитгп.ьный прирост абсолютно сухой биомассы всего главного побега за период от цветения до полного созревания зеона.

0 Известен способ оценки засухоустойчивости яровой пшеницы, заключающийся з том, что диагностики з.т.С хоустсйчмсссти используют показатели, характеризующие абсолютный и относительный (к массе п фз5 зе цветения) прирост общей сухой массы побега или чистый фотосинтез побега зз период от фазы цветения до созревания зерна (восковая спелость). Чистый фотосинтез в острозасушливые годы у наименее устойчи0 сых сортов очень низок или отсутствует, а у устойчивых сортов подавляется минимально.

Однако в этом способе для анализа используют не главный побег, а всю надзем5 ную часть растения, называя со псбпгоп в широком смысле этого слова или берут побеги в узком смысле этого слова без определения их происхождения (главный - боковой). Причем в зависимости от геготи0 па, типа засухи, густоты стояния растений количество и масса боковых побегоз сильно варьируют,

В табл. 1 показаны результаты колебаний числа и массы боковых побегов по по5 вторностям в засушливые 1972 и 1975 год-; в среднем на одно растение (400 растений на 1 м2).

Но даже в эти годы и при такой густоте стояния растений, не характерной для сеО лекционных питомников, где 100 растений на 1 , когда продуктивная кустистость очень низка и кслпблется от 1,01 до 1,2, видны пппимущестпа предлагаемого способа по сравнению с известным, так как колг,5 бани л массы главного побега По попторчостлм по отношению к средней величин., по нймшм многолетним дам1-..:г ме превышаю Ь- 8%. В то время как без выделения боковых побсгсо ошибка опрь,-;елс- ния сухой массы par. т о ни я (табл. 1)

возрастает в несколько раз (на порядок) и достигает величины, выражаемой десятка ми процентов (например 7,1% у Саратовской 36 в 1975 г.). Таким образом, о известном решении по сравнению с предлагаемым значительно снижается точность оценки засухоустойчивости, и для надежного ранжирования сортов по степени засухоустойчивости необходимы экспериментальные данные зз ряд засушливых лет. Причем возрастает не только временная продолжительность оценки, но и трудоемкость за счет увеличения количества и объема гооб,

Известный способ в отличие от предлагаемого ie позволяет оценить степень засухоустойчивости в течение одного года из-за того, что в качестве материала для анализа используются побеги независимо от их происхождения, и за один год оценить степень засухоустойчивости колосовых культур как яровых, так и озимых. Кроме того, в известном способе для определения абсолютно сухой массы побегов их берут в фазах цзе- тения и восковой спелости зерна, причем фаза восковой спелости, как кратковременная и визуально недиагностируемая, требует постоянного контроля динамики влажности зерна в процессе его созревания.

Способ осуществляют следующим образом.

Оценка засухоустойчивости колосовых культур включает в себя следующие операции: в полевых условиях по принятой для данной зоны агротехнике осуществляют посев, выращивают растения, в фазе цветения часть их выдергивают из почвы, удаляют боковые побеги и корни, выделяют главный побег, высушивают главные побеги до абсолютно сухого состояния, взвешивают. Ана- логичну.о операцию производят в фазе полной спелости зерна. В качестве критерия засухоустойчивости сортов использую1 значение относительного прироста биомассы главного побега от фазы цветения до полной спелости зерна в процентах к его сухой массе в фазе цветения.

П р и м е р . На полях пристанционного селекционного севооборота в течение ряда лет (1976-1979. 1984-1989) осуществляли мелкоделяночный посев сортов мягкой яровой пшеницы. Выращивали их до фазы цсе- тения. Выдергивали часть из них (для осуществление -федлзгаемого способа достаточно по 50 растений с каждой из трех повторное тс-й) из поч&ы. удаляли у них боковые побеги и коржг. Выделенные таким образом гл -.зн-ie побеги высушивали до абсолютно сухого состояния и взиешивали.

Аналогичные операции производили с таким же количеством всгетирующих растений в фазе полной спелости зерна. В кзчсстпс критерия засухе, устойчивости сор- тов использовали значения относительного прироста биомассы глазного побега от фазы цветения до полней спелости эсзрка в процентах к его сухой массе в цветения. На основании данного подхода пред0 логаемым способом с качестве примера приведены расчеты полевой засухоустойчивости за ряд засушливых лет по известным трем сортам яровой пшеницы, контрастно различающимся по продуктив5 ности, засухоустойчивости, длине вегетационного периода, происхождению и ряду других признаков.

Результаты расчетов по предлагаемому способу сделаны по данным засушливых

0 1977, 1979, 1984, 1986, 1987 лот.

В табл. 2 показан относительный прирост абсолютно сухой биомассы главного побега сортов яровой пшеницы от фазы цветения до полной спелости зерна к его абсо5 лютно сухой биомассе в фазе цветения (предлагаемый способ).

Как показывает анализ данных табл. 2, самым засухоустойчивым является сорт Альбидум 43, Саратовская 52 занимает про0 межуточное положение, а Опал - самый незасухоустойчивый.

По известному способу брали те же сорта (по 250 растений с каждой из трех повтор костей каждого сорта) в фазе цветения,

5 выделяли главные побеги (удаляли боковые побеги), расчленяли их на части (листья, стебель и колос), высушивали до абсолютно сухого состояния, взвешивали, В фазе восковой спелости зерна выдергивали такое же

0 количество растений, выделяли главные побеги, с главных побегов срезали колосья, высушивали до абсолютно сухого состояния, взвешивали. Показатель засухоустойчивости как отношение прироста абсолютно

5 сухой массы колоса за период цветение - восковая спелость зерна к абсолютно сухой массе листьев в фазе цветения.

Из табл. 2 следует, что сорта Альбидум 43 и Саратовская 52 (известный способ) маО ло различались в 1984, 1986 и особенно в 1977 гг., а сорта Саратовская 52 и Опал - в 1987 г., хотя в качестве экспериментального материала были взяты исходно контрастные по засухоустойчивости указанные сорта.

5В предлагаемом способе определения (табл. 2) засухоустойчивости происходит значительно более четкое разделение сортов по признаку полевой засухоустойчивости, т. е. более точная их ранжировка по этому признаку. Так. например, если по измьг ч лет o.- MOiiicU ;.--:; ,:,L : f:;- : ;: i ; -.м:.;-1н у B JOOKoyr, сорта i-s- it --у.- ум -13 и не- ycTOi ..-.jvr гл;.;та Опал отлич;:,;;:;иь от oH i- чеп:;л У г.-.7 u.w iMKt,; у срс анууок .

CC-OT i С - -.« -ОиСкЯЯ D/: hii 1 % % СОС-ГПОТ- Cli .CHHO. О ПО ;-;й.ЧГ:ЛСНМОМу На 2i5%

и 47%, то a 1,5 раза имше, т. е. различия бол it oiu /iv.Mbi, и |X(.y сортов по эосу/оу::(.,-;-ч:- -мести можно прсс з лнт, го- леетсч э.

В тг ;л. 3 показано отношение прироста абсолютно сухой Ьд смассы кс -лосэ сортоа

ЯрСьОЙ МЯГКОЙ ПШСНИЦЫ ОТ ф. оЬ Цг .еТСНИ5

до фазы ;.:::с: о :.ой спелости зер::а к абсолют- но сухой биомоссо листьев в фазе цветения (известней способ).

Простота и снижение трудоемкости исполнения предлагаемого способа по сравнению с из .1 четным заключается и отсутстппи в iiGi. i необходимости расчленения главного побеги на листья, стебель и колос и возможности использования для анализ;- меньшего количества растений, потому что f, л AOC i ижония такой же точности определе-н .л посолптно сухой биомассы в предлагаемом способе по сравнению с известным, можно 5пать в пять раз меньше экспериментально рпзлизирупмых растений. Это связано с тем, что по известному способу необходимо определять абсолютно сухую б . с.- .ассу листьев, которая по многолетним ДЕННЫМ в фазе цветения составляет около 20% от биомассы всего главного побега, тогдз как в предлагаемом способе для анализа необходима лишь абсолютно сухая о иомасса главного побега в целом. С учетом того, что в предлагаемом способе число манипуляций по расчленению растений сокращается е дго раза в сравнении с известным, трудоемкость всего процесса определения в предлагаемом способе (с учетом пятикратного сокращения числа растений о пробе) сокращается в дс-слть раз. Отпадает также необходимость в ежедневном контроле влажности зерна для фиксирования даты наступления восковой спелости, что сводит до МИНПУ./МЭ {|. и;:уальная оценка) сопутствующие наблюдения и практически исключает ВОЗМОЖНО ТЬ Ошибки, СОЯ.-ЗШ РЙ С

временем взятия завершающей пробы на абсолютно сухую мгссу.

Более РЫСОКЭЯ точность предлагаемого способа ср,зна с. исключением пырлнниоз- ющего влияния процесса реутппизации

(терочного испо/п,;-;г;|:г (чг) с налив-:. :i -pH :, г- .:ЩГ:с.тр, наксплсниь:х рт.поэ а вег отьтиз- ux органг.х) иг; п ;,ул1,т:л 1, сп--;нен1-:1 (тйол, 3). Так. п 1377 ср . днезлС;| . Н-: чои году прирост абсолютно сухой Ь:1ом;;(.см колеса сортов AnbHi nyM 43 и ,;:а;; 52 0-,:-н:- 5л.ки; ,;1 -580 и мгсостве гсупен- но, хотя приросты абсолютно сухой Гшомас- си всего глс;:-;н го no .inra различались в 1,5 ргзз (3 iO .i 230 мг ссот-::2тст; :рно), близкие значения приростов гбсслюгнэ биомассы колоса у этих сортоп связаны с )олгэ высоким вкладом рсутилизмруомых из веге- тзтипг их органов веществ в фсрмирсс-,-ч ,8 зерна у сорта Сгфатовскал 52. Позтсму по- засухоустойчпр.ссти. рассмит н- ные за 1977 г. по известному способу (, 3), у этих сортов практически равны. В предлагаемом способе оперируют только с абсолютно сухой биомассой всего главного побега, что исключает влияние реутилизации на результаты расчета, поэтому пслаза- тели засухоустойчивости в 197; г. (табл. 2) у этих же сортов различались более чем в 1,5 раза.

Кроме того, точность предлагаемого способа связана с меньшей вероятностью механических ошибок, так как уменьшается число манипуляций по расчленению растения, количество подсушипаний и взвешиваний, а также с меньшей ошибкой в определении абсолютно сухой биомассы в фазе полной спелости зерна по сравнению с восковой спелостью.

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с известным имеет бо н;е высокую (в 1.5 раза) точность, простоту исполнения и более низкую (п 10 раз) трудоемкость.

Формула изобретения Способ оценки засухоустойчивости колосовых культур, включающий посе,вь;ра- щивание растений, извлечение их из почвы, удаление боковых побегов, определение относительного прироста сухой биомассы морфологических мастей гласного побега зз период от цветения до созревгния зерна и оценку засухоустойчивости анализируемых сортов по данному показателю, отличаю- щ и и с я тем, что, с целью повышения точности и упрощения г.поссбэ, определяет относительный прирост сухой биомассы всего главного побега зз период от цветение до полного созрс.сания зерна.

Т а б л и ц s 1

Изобретение относится к сельскохозяйственной биологии и биотехнологии, в частности к физиологии растений, и может быть использовано в селекции растений для оценки засухоустойчивости и при создании засухостойчивых форм растений. Цель изобретения - повышение точности оценки и упрощение способа. Сеют и выращивают растения. Извлекают их из почвы и определяют относительный прирост сухой биомассы всего главного побега за период от цветения до полного созревания зерна. По полученным данным оценивают засухоустойчивость анализируемых сортов. 3 табл. NW Ё

Таблица 2

Таблица 3