WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 | 4 |

На правах рукописи

ГЕРАСИМОВА ТАТЬЯНА ВИКТОРОВНА БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ И СЕЛЕКЦИОННАЯ ЦЕННОСТЬ СКОРОСПЕЛЫХ ОБРАЗЦОВ СОИ В УСЛОВИЯХ СЕВЕРО-ЗАПАДА РФ 06.01.05 – селекция и семеноводство

АВТОРЕФЕРАТ

Диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Санкт - Петербург 2009

Работа выполнена в отделе генетических ресурсов зерновых бобовых культур ГНУ ГНЦ РФ ВНИИ растениеводства имени Н.И. Вавилова в 2004 – 2006 гг.

Научные руководители: кандидат биологических наук Ирина Владимировна Сеферова, кандидат сельскохозяйственных наук Ирина Александровна Косарева

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук Лапиков Николай Семенович, кандидат сельскохозяйственных наук Вырикова Нина Егоровна Ведущее учреждение: ГНУ Новгородский НИПТИСХ Россельхозакадемии

Защита диссертации состоится «25» февраля 2009 г. в 10 ч. 00 мин. на заседании диссертационного совета Д 006.041.01 при ГНУ ГНЦ РФ ВНИИ растениеводства имени Н.И. Вавилова по адресу: 190000, г. Санкт - Петербург, ул. Большая Морская, д. 44. Факс: +7-812-571-8728, e-mail:

v.gavrilova@vir.nw.ru.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ ГНЦ РФ ВНИИ растениеводства имени Н.И. Вавилова, с авторефератом на сайте http://www.vir.nw.ru (http://www.vir.nw.ru/disser.htm).

Автореферат разослан и размещен на сайте «23» января 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета д. б. н.

Вера Алексеевна Гаврилова 2

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы В современном мировом растениеводстве соя (Glycine max (L.) Merr.) относится к числу главнейших белково-масличных культур. Это связано с комплексом ценных свойств растений и зерна сои, а также с универсальностью ее использования. Значение этой культуры в мировой экономике постоянно возрастает, что определяется высоким содержанием белка (40-45%) и масла в семенах (20-25%).

В последние годы внимание к сое, как важнейшей сельскохозяйственной культуре третьего тысячелетия, растет в связи с её экологичностью. Соя представляет интерес в севооборотах, так как, благодаря способности связывать атмосферный азот, требует пониженных доз азотных удобрений, что способствует защите окружающей среды.

Хотя по своей природе соя является теплолюбивой культурой короткого дня, ее биологический потенциал позволяет выращивать сорта в широком диапазоне климатических условий (Жученко, 2005).

Начиная со второй половины ХХ века расширение зоны возделывания сои в России связано с продвижением ее культуры в более северные регионы.

На настоящий момент северная граница промышленного возделывания сои проходит несколько севернее широты Москвы, а экспериментального находится в Ленинградской области. По среднемноголетним данным сумма активных температур в городе Пушкин Ленинградской обл. составляет 1600 - 18000С, а для возделывания сои требуется сумма активных температур от 1700 до 3000 0С (в зависимости от скороспелости сорта). Таким образом, для осеверения сои особую актуальность представляют исследования, связанные с поиском и введением в селекцию сортов, одной из биологических особенностей которых должна быть способность семян прорастать в условиях пониженных температур, что способствует более эффективному использованию растениями весенних запасов влаги, дружности всходов, более раннему цветению и созреванию.

Не менее актуальна проблема повышения кислотоустойчивости сортов, создаваемых для Северо-Запада, поскольку в данном регионе широко распространены кислые почвы, наиболее токсичным элементом которых является подвижный алюминий (Климашевский, 1991).

Имеющаяся в ГНЦ РФ ВИР коллекция сои (7000 обр.) содержит мировое разнообразие этой культуры и является ценнейшим источником исходного материала для селекции на скороспелость и адаптивность к неблагоприятным абиотическим факторам среды, в частности, к низким положительным температурам и неблагоприятным почвенным условиям.

Цель исследований: оценка биологического потенциала культуры сои в условиях Северо-Запада РФ и выявление в мировой коллекции образцов с признаками скороспелости и устойчивости к почвенно-климатическим условиям Северо-Запада РФ.

Задачи исследований:

1. Выделить из коллекции ГНЦ РФ ВИР им.Н.И.Вавилова образцы сои способные вызревать в условиях Северо-Запада РФ.

2. Изучить влияние погодных условий и сроков посева на продуктивность и ее структуру у скороспелых образцов сои.

3. Провести сопоставительный анализ ростовых и продукционных характеристик у скороспелых образцов сои, выращенных в условиях СевероЗападного и Северо-Кавказского регионов РФ.

4. Провести лабораторную оценку образцов сои на устойчивость к низкой положительной температуре в период раннего роста растений.

5. Провести лабораторную оценку образцов сои на устойчивость к алюмотоксичности в зоне корней.

Научная новизна работы Впервые проведен широкомасштабный скрининг скороспелых сортов сои в полевых условиях Северо-Запада РФ (Ленинградская обл.) и выявлены образцы, способные формировать урожай семян в данных условиях. Изучена реакция скороспелых сортов сои на ранние сроки посева в условиях СевероЗапада РФ. Проведен сопоставительный анализ семенной продуктивности и ее структуры сортового разнообразия сои, выращенного в двух географических пунктах, находящихся в Северо-Западном и Северо-Кавказском регионах РФ. Модифицированы методы диагностики сои на устойчивость к неблагоприятным почвенно-климатическим факторам, проведена лабораторная оценка ранее не изучавшихся образцов сои на холодо- и алюмоустойчивость.

Практическая значимость работы Выделены образцы сои, характеризующиеся ценными признаками (скороспелостью, устойчивостью к низким температурам в период прорастания, алюмоустойчивостью), пригодные для культивирования в условиях Северо - Запада РФ. Модифицированы методы лабораторной диагностики образцов сои на устойчивость к низким положительным температурам и алюмотоксичности.

Апробация работы Результаты исследований доложены и обсуждены на конференции – школе молодых ученых и аспирантов Северо-Западного научнометодического центра Россельхозакадемии (СПб., 2005) и конференции ВНИИР им. Н.И. Вавилова «Генетические ресурсы культурных растений в XXI веке: состояние, проблемы, перспективы» (СПб., 2007). По материалам диссертации опубликовано 4 работы, в том числе одна статья в реферируемом издании, утвержденном ВАК.

Структура диссертации.

Диссертация изложена на 159 страницах машинописного текста, состоит из введения, 7 глав, заключения, выводов, включает 18 рисунков и 21 таблицу. Приложения включают 10 таблиц, 1 рисунок. Список литературы содержит 182 наименования, из них 35 на иностранном языке.

УСЛОВИЯ, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ Условия проведения полевых исследований. Полевые исследования проводили в 2004-2006 гг. в двух географических районах: Северо - Западе РФ - Ленинградская обл., г. Пушкин (Пушкинский филиал ГНЦ РФ ВИР) и Краснодарский край - Кубанская опытная станция ГНЦ РФ ВИР. Основной посев в Пушкинском филиале ВИР проводили 25 мая, ранний посев - 11 мая.

На Кубанской опытной станции посев проводили с 7 по 13 мая.

В годы проведения исследований температура почвы при посеве в Пушкинском филиале ВИР во вторую декаду мая составляла от 8 до 11 С, а в третью декаду – от 11 до 15 С. Средняя температура воздуха за три года проведения опытов в Ленинградской обл. превышала среднемноголетние данные. В 2004 г. сумма активных температур (выше +10 С) в зависимости от сроков посева составляла от 1718,9 до 1721,5 С; сумма осадков за вегетацию составила от 181,1 до 182,3 мм. В 2005 г. сумма активных температур составляла от 1768,3 до 1924,5 С, сумма осадков за вегетацию - от 82,8 до 90,6 мм. В 2006 г. сумма активных температур составляла от 1789,2 до 1930,С, сумма осадков за вегетацию - от 58,2 до 84,7 мм.

На Кубанской опытной станции в 2004 г сумма активных температур составляла 2020 С при сумме осадков 339,7 мм; в 2005 г сумма активных температур составляла 2247 С, сумма осадков - 107 мм.

Продолжительность светового дня составляла от 16 ч (в мае) до 18 ч (в июне) в Пушкине и от 14 ч (в мае) до 15 ч (в июне) на КОС ВИР.

Объекты и методы исследований. Массовый полевой скрининг коллекции сои с целью выделения образцов, перспективных для выращивания на Северо-Западе РФ, проведен на 641 образце. Как показали предварительные исследования, при выращивании в Краснодарском крае все они характеризовались как скороспелые.

Углубленное полевое изучение влияния погодных условий и сроков посева на рост, развитие и продуктивность сои проводили на 23 скороспелых образцах. Полевые исследования и обработку данных проводили общепринятыми методами в соответствии с «Методическими указаниями по изучению коллекции зерновых бобовых культур» (Корсаков, 1975) и “Международным классификатором СЭВ рода Glycine Willd ” (Щелко и др., 1990).

В Пушкине образцы высевали в два срока (11.05 и 25.05 во все годы исследований), на Кубанской опытной станции посев осуществлялся 15 мая.

Растения выращивали в рядках по схеме 1045 см. Для инокуляции корней азотфиксирующими бактериями в почву перед посевом вносили ризоторфин 645-б. В качестве стандарта в опытах высевали сорт Светлая (к-9960), единственный районированный в Северо-Западном регионе РФ.

Полученные в полевых опытах семена сои анализировали в отделе биохимии ГНЦ РФ ВИР. Содержание белка определяли по Къельдалю, содержание масла - по массе сухого обезжиренного остатка, согласно модификации Рушковского (Ермаков, 1987).

Для лабораторной оценки на холодо- и алюмоустойчивость был отобран 31 образец сои, способный формировать урожай всхожих семян в условиях Ленинградской обл. Лабораторную диагностику холодостойкости образцов сои в период прорастания семян проводили модифицированным методом «холодного проращивания», используя рулонный способ выращивания проростков (Кияшко, 1992).

При оценке образцов на алюмоустойчивость за основу был взят метод J.B. Sartain and E.J. Kamprath (1978), в основе которого лежит учет ростовых реакций корней растений, подвергнутых алюмострессу.

Математическая обработка данных проводилась с помощью пакета статистических программ Excel 7.0 и Statistica 5.7, 6.0 (STATISTICA for Windows, 1995). Достоверность различий средних значений оценивалась при 5% уровне значимости по критерию Стьюдента.

СКОРОСПЕЛЫЕ ОБРАЗЦЫ СОИ ИЗ КОЛЛЕКЦИИ ВИР, СПОСОБНЫЕ ВЫЗРЕВАТЬ В УСЛОВИЯХ СЕВЕРО-ЗАПАДА РФ Селекционная работа по созданию скороспелых сортов сои ведется почти во всех странах мира с учетом местных почвенно-климатических условий. Однако не все скороспелые сорта являются таковыми при возделывании в других странах. Ограничивающие моменты для формирования семян в более северных условиях - недостаточная сумма температур за период роста и длинный световой день, поскольку соя является короткодневным растением.

Только образцы со слабой фотопериодической чувствительностью, могут относительно рано зацветать и образовывать семена в условиях длинного светового дня (Сеферова, Кошкин, 2004).

В условиях Ленинградской области был изучен 641 образец сои из стран Азии, Америки, Австралии, Африки, Европы, европейской и азиатской частей России. Изученные образцы, являющиеся скороспелыми в условиях Краснодарского края, в Ленинградской области, к моменту окончания полевого опыта, находились на разных этапах роста и развития: от начала бутонизации до полного налива семян (табл. 1).

Наибольший интерес представляют образцы сои, способные достигать фазы начала созревания семян, выявленные при скрининге образцов, проис ходящих с территорий России, Швеции, Японии, Франции, Польши, Канады, Литвы, Белоруссии, Германии, США, Чехословакии и Украины.

Таблица 1.

Состояние образцов сои различного происхождения по стадиям развития растений и формирования семян (г. Пушкин, 2004-2005 гг.) Изучено % образцов по стадиям развития Происхождение образцов, шт. 1 2 3 4 Австралия 1 100,Австрия 3 66,7 33,Алжир 5 80,0 20,Англия 1 100,Белоруссия 20 10,0 30,0 50,0 10,Бельгия 6 83,3 16,Болгария 8 62,5 12,5 25,Бразилия 1 100,Венгрия 38 52,6 13,2 34,Германия 37 40,5 10,8 32,4 8,1 8,Грузия 1 100,Дания 1 100,Израиль 1 100,Казахстан 4 25,0 25,0 50,Канада 47 27,7 25,5 19,1 10,6 17,Китай 33 72,7 3,0 15,2 9,Корея 3 66,7 33,Латвия 2 50,0 50,Литва 8 50,0 12,5 25,0 12,Молдова 38 63,2 23,7 13,Непал 1 100,Польша 33 6,1 12,1 21,2 42,4 18,Португалия 1 100,Россия (Аз.) 62 33,9 24,2 16,1 6,5 19,Россия (Евр.) 38 23,7 13,2 7,9 10,5 44,Румыния 13 30,8 30,8 15,4 23,США 55 23,6 25,5 36,4 10,9 3,Узбекистан 1 100,Украина 56 33,9 14,3 30,4 19,6 1,Франция 38 23,7 15,8 21,1 15,8 23,Чехословакия 47 42,6 10,6 36,2 8,5 2,Швеция 18 38,9 5,6 22,2 33,Югославия 13 46,2 23,1 15,4 15,Япония 7 42,9 14,3 14,3 28,Всего: 641 36,2 16,8 22,3 13,7 10,*) Стадии развития растений и фазы формирования семян: 1. бутонизация и цветение; 2. завязавшиеся бобы; 3. тонкие бобы; 4. крупные бобы; 5. полный налив семян.

Среди образцов российского происхождения только часть сформировала семена в условиях изучения. Это образцы из Алтайского края (1 обр.), Омской (4), Белгородской (2), Рязанской (3), Ульяновской (1) и Ленинградской (6) областей. Среди образцов из Новосибирской области, семена сформировали 4 из 5 изученных, Хабаровского края - 2 из 17, Амурской области - 1 из 29, Саратовской области - 3 из 5, Московской области - 1 из 3, Чувашии - 1 из 2. Среди 16 образцов Приморского и Краснодарского краев, Волгоградской, Воронежской и Самарской областей и Северной Осетии ни один не достигал фазы начала созревания семян.

Среди образцов российской селекции, приспособленные к условиям Северо-Запада РФ, выделены только среди сортов, созданных севернее 480с.ш.

Из 70 образцов различного происхождения, достигших начала созревания семян, у 62 масса 1000 семян была большей, чем при выращивании этих же образцов в условиях КОС ВИР. Такими образцами являлись: кк-10881, 10884 (из Белоруссии), 5782 (из Болгарии), 9837 (из Германии), 9648, 10539, 11077 (из Канады), 5123 (из Латвии), 4883 (из Литвы), 5759, 5774, 6884, 6885, 6886, 6974, 10868, 10898, 10899, 10976, 605377, 605495 (из Польши), 4875, 5546, 6436, 9587, 9659, 9951, 9953, 9959, 9960, 10043, 10044, 10388, 10623, 10651, 10654, 10655, 10658, 10659, 10660, 10676, 10677, 10678, 10680, (из России), 5777 (из Румынии), 9512 (из США), 10886, 10895 (из Украины), 6887, 9922, 10891 (из Франции), 5537, 5580, 5583, 5584, 5589, 5826, 5829, 5830, 6793, 6891 (из Швеции).

Pages:     || 2 | 3 | 4 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»