Способ оценки потенциальной продуктивности форм пшеницы Советский патент 1992 года по МПК A01G7/00 A01H1/04 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к селекции растений и физиологическим основам повышения урожайности и ее стабильности у зерновых ко- лосовых культур, и может быть использовано в селекции этих культур на экологическую пластичность.

Как известно, основой процессов роста и индивидуального развития растений является деятельность систем регуляции, координации и интеграции процессов и функций организма, осуществляемая при участии различных биологически активных веществ, в том числе гормонов и ингибиторов. Поскольку многие из них передвигаются или синтезируются в самих растущих органах, в частности у зерновых в колосе, считается, что эти органы обладают аттрагирующим эффектом, являясь и центром притяжения (акцептором пластических веществ).

Известно также, что с переходом к колошению - цветению (а в условиях засухи и раньше) вегетативный рост у зерновых начинает замедляться, что объясняется умень- шением биосинтеза ростовых фитогормонов - гиббереллинов. Вполне вероятно, что в этих условиях экзогенное вве- дение в растения препарата со специфической физиологической активностью, направленной на блокирование синтеза гиббереллина, какой обладает пакло- бутразол (РР 333), может привести к еще большему изменению гормонального баланса в сторону увеличения уровня других гормонов, главным образом ауксина и цито- кининов, характеризующихся аттрагирую- щей способностью. Таким образом, можно предположить, что индуцированное смещение гормонального баланса в растении, в частности в наиболее активных его зонах - развивающихся зерновках, приведет к усилению аттрагирующего эффекта, стимулирующего накопление и отток ассимилятов из вегетативных органов в репродуктивные (колос), что особенно проявляется в условиях естественной депрессии роста, вызываемой засухой и др.

Наиболее близким к изобретению является способ, названный пинцировкой и основанный на удалении в начале цветения всех колосков одной из сторон колоса (т. е., 1/2 от общего числа), как в наименьшей степени нарушающем естественную взаимосвязь между развивающимися зерновками (1), При этом в результате искусственного усиления аттрагирующего эффекта путем устранения дефицита в питательных веществах в оставшихся колосках у некоторых

СО

С

vl СЛ Ю СО

сортов пшеницы наблюдается увеличение крупности зерен и даже дополнительное завязывание их в третьих и четвертых цветках, что свидетельствует о скрытых потенциальных возможностях колоса у этих сортов, полностью не реализуемых вследствие не- благсдприятного сочетания абиотических факторов среды, Так как наливающийся колос и ассимиляционный аппарат составляют согласованную донорно-акцепторную систему, этот способ в определенных условиях позволяет выявить сортовые различия в зависимости отаттрагирующей способности колоса и от способности вегетативной массы растения снабжать колос ассимиля- тами, что в совокупности и характеризует потенциальную продуктивность сорта или селекционного номера.

Основным недостатком указанного способа является высокая трудоемкость, ограничивающая широкое внедрение его в селекционную практику, а также имитационный характер, связанный с отчуждением части колосков, не позволяющий воспроизвести цельный механизм донорно-акцеп- торных отношений растения и колоса как одного из его органов.

Целью изобретения является упрощение способа за счет сохранения естественной анатомо-функциональной структуры растения и снижение его трудоемкости при проведении дифференцированной оценки как существующих сортов, так и перспективных номеров на предмет выявления интенсивных форм путем сравнения потенциальной продуктивности и степени ее стабильности, выявляемых через реализацию потенциальных возможностей колоса, маскируемых не всегда благоприятным сочетанием природных факторов.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом способе аттрагирующий эффект, сходный искусственному удалению части колосков колоса пшеницы (пинцировка), достигается путем изменения гормонального баланса воздействием на растение в определенную фазу развития, а именно в фазу колошения, физиологически активным препаратом, содержащим ингибитор гиббереллина - паклобутразол (РР 333) в дозе 0,75-1,0 л/га д.в.

В качестве обоснования данного положения приводим результаты опытов с сортом Белорусская 80 и родственным ему сортом Иволга (ТСХА), которые, несмотря на некоторое сходство по морфологическим признакам, существенно отличались как по хозяйственно-биологическим характеристикам, так и по степени экологической приспособленности. Обработка растений на

опытных делянках производилась в сроки, соответствующие определенным фенофа- зам, препаратом культаром (Великобрита- ния), содержавшим 25% д.в.

паклобутразола (РР 333). Доза препарата составляла 3-4 л/га или в пересчете на действующее вещество 0,75-1,0 л/га паклобутразола,вносимогоранцевым опрыскивателем в виде водного раствора из

0 расчета 500 л/га. Таким образом, на одну опытную делянку с учетной площадью 10 кв. м приходилось 3-4 мл препарата, растворенного в 500 мл воды.

Для механической пинцировки колось5 ев подбирались растения с контрольных де- лянок, имевшие типичный колос и выравненные по высоте стебли. Как на опытных, так и на контрольных делянках, имевших 4-кратную повторность, пробы

0 растений для колосового анализа (в среднем не менее 50 шт.) брались на фиксированных площадках размером 0,25 кв. м,

Годы проведения опытов характеризовались засушливым вегетационным перио5 дом, обусловившим депрессию в росте и развитии растений и снижение урожайного потенциала сортов, но в то же время это обстоятельство способствовало проявлению более высокой результативности изу0 чавшихся приемов.

Как видно из табл. 1, обработка растений пшеницы рострегулирующим препаратом культаром в более раннюю фазу - начале выхода в трубку способствовала

5 некоторому улучшению озерненности колоса указанных сортов (на 2,1 и 6,8% выше в сравнении с контрольными растениями), но в то же время снизила массу 1000 зерен, в особенности у сорта Иволга (на 18%). Для

0 этого сорта характерен и более замедленный рост растений в высоту, что свидетельствует о типично ретардантном характере действия указанного препарата при его использовании в ранние фазы развития.

5

Когда же обработку растений проводили в более поздний срок - фазу колошения, то в этом случае даже более заметное возрастание озерненности колоса (на 10,6% у

0 Белорусской 80 и на 15,6% у Иволги) полностью компенсируется возросшим притоком ассимилятов из вегетативных органов, чем и обеспечивается ее полная реализация в конечном результате - увеличении массы

5 зерна с колоса. И если при раннем сроке обработки у сорта Иволга отмечалось снижение крупности зерна (на 18%0, то при обработке в фазу колошения, наоборот, происходит ее увеличение (на 10,2 %), чем и объясняется более существенное, чем у сорта

Белорусская 80, возрастание массы зерна с колоса (на 27,6 и 10,8% соответственно).

Перенесение обработки растений на еще более поздний срок - фазу цветения как по озерненности, так и по массе зерна с колоса либо существенно не сказывается на результативности (сорт Белорусская 80), либо по эффективности уступает обработке растний в фазу колошения (сорт Иволга).

Следовательно, наиболее оптимальным сроком обработки растений пшеницы физиологически активным соединением на основе паклобутразола (РР 333), вызывающего смещение гормонального баланса в сторону усиления аттрагирующей способности колоса и обеспечивающего благодаря этому достижение максимально возможного в данном случае уровня продуктивности и ее дифференциацию в сортовом разрезе, является фаза колошения.

Что касается реакции указанных сортов пшеницы настоль радикальное вмешательство в анатомическое строение колоса и его функциональную деятельность, вызываемую пинцировкой (известный способ), то по всем изучавшимся элементам структуры колоса - озорненности, массе зерна и массе 1000 зерен (см. табл. 1) отмечена положительная корреляция с этими показателями у варианта с обработкой растений паклобут- разолом (РР 333) в фазу колошения (предлагаемый способ). Это дает основание утверждать, несмотря на различную природу действия данных факторов, о наличии между ними определенного сходства в проявлении аттрагирующего эффекта, способствующего выявлению потенциально возможной продуктивности форм пшеницы, а также степени ее стабильности.

Результаты поделяночного учета урожайности, проведенного селекционным комбайном Самро-130 (табл. 2), подтверждают сделанный на основании данных колосового анализа (сравн. с табл. 1) вывод, что оптимальным сроком обработки пшеницы паклобутразолом (РР 333) также следует считать фазу колошения, когда в основном завершается формирование вегетативной массы и начинается отток пластических веществ в репродуктивные органы (колос). Как более ранняя, так и более поздняя обработка оказывается либо вообще неэффективной (к примеру, у сорта Иволга вследствие отрицательной реакции его на ретардант- ное действие препарата), либо эффект был менее значительным, что в методическом плане затрудняло оценку и выделение сортов или форм по признаку аттрагирующей способности колоса и степени сопряженности донорно-акцепторных связей, в конечном счете определяющих их потенциальную продуктивность.

Аналогичные выводы можно сделать по результатам изучения и других сортов различного экологического происхождения, таких как Московская 35, Ленинградка, Саратовская 29 и нового сорта интенсивного типа Знита (НПО Подмосковье).

Пример конкретного выполнения спо0 соба применительно к селекционному процессу с зерновыми культурами.

На одном из концов делянок предварительного сортоиспытания намечают по 2 площадки с типичным стеблестоем в разме5 ре около 1 кв. м. (без крайних рядков) для того, чтобы иметь возможность к началу уборки отобрать по одному пробному снопу из контрольных и опытных растений (не менее 50 в каждом). Для удобства работы с

0 ранцевым опрыскивателем опытные площадки лучше располагать в одну линию вдоль межъярусной дорожки, а контрольные - на некотором удалении от них (1,5-2 м) во избежание снова раствора вет5 ром.

С приближением начала выколашива- ния подбирают усредненный срок обработки посевов в питомнике ПСИ (ипи поблочно), корректируя его в зависимости от ожидзе0 мой скорости прохождения фазы колошения отдельными номерами, а также от состояния погоды, стараясь избегать проведения этой операции перед или сразу после дождя. В качестве препарата применяют

5 культар с 25% или 50%-ным содержанием д.в. паклобутразола (РР 333), растворенный в воде из расчета 500 л/га. Конкретный выбор оптимальной дозы препарата - от 0,75 до 1,0 л/га д.в. лаклобутрззола - должен

0 обеспечивать, с одной стороны, достаточную действенность, зависящую от температуры и влажности воздуха, а с другой - экологическую приемлемость.

Отобранные перед уборкой урожая рас5 тения с контрольных и обработанных препаратом площадок анализируются затем общепринятыми в селекционной практике методами, и на основа-нии обобщения полученных результатов колосового аналаза

0 делаются соответствующие выводы об уровне потенциальной продуктивности по относительному изменению (в %) массы зерна в колосе у испытуемых номеров в сравнении с сортом-стандартом. Так, чем больше (в %

5 к контрольным растениям) изменяется под действием препарата масса зерна с колоса и ее составляющие (озерненность и крупно- сть)у данного сорта или номера в сравнении со стандартом, тем выше его потенциальные возможности и тем отзывчивее он на

оптимизацию условий возделывания, что считается положительным свойством сортов интенсивного типа. С другой стороны, чем меньше разрыв между реальной и потенциальной продуктивностью сорта (номера) и чем слабее он реагирует на эти условия, тем более этот сорт пластичен.

По сравнению с известным предложенный способ позволяет с наименьшими трудозатратами провести дифференцированную оценку потенциальной продуктивности селекционных форм и сортов пшеницы, что обеспечивает более полную, в том числе на экологическую приспособленность, характеристику перспективных номеров до передачи их в госсортоиспытание. К примеру, при ручной пинцировке колосьев с помощью пинцета или ножниц один человек за 1 ч работы в состоянии прооперировать растения не более чем с 2-3 площадок размером 1 кв. м. С помощью

же ранцевого опрыскивателя с полезным объемом около 6 л раствора, переоборудованного для удобства работы под однометровый захват штанги с 4-5 распылителями, он способен одной лишь заправкой обработать препаратом около 100 таких площадок.

Формула изобретения

Способ оценки потенциальной продуктивности форм пшеницы, включающий воздействие на растение, вызывающее усиление аттрагирующей способности колоса, и последующую оценку по значению массы зерна с колоса, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа и снижения его трудоемкости, воздействие на растение осуществляют путем обработки последнего в фазу колошения раствором паклобутразола в дозе 0,75-1,0 л/га действующего вещества.

Использование: сельское хозяйство, селекция растений, способы селекции на экологическую пластичность. Сущность изобретения: растения пшеницы в фазу колошения обрабатывают раствором пакло- бутразола в дозе 0,75-1,0 л/га действующего вещества 2 табл.

Таблица

Реакция сортов яровой пшеницы на обработку паклобутразолом (РР 333} и пинцировку колоса (среднее

за 1988-1989 гг.)

В варианте с пинцировкой колоса приведены удвоенные данные по числу зерен в колосе (шт.) и массе зерна с колоса (г).

Таблица 2