Селекция и семеноводство овса

Количество двойных  зерен изменяется в зависимости  от внешних условий: при благоприятной погоде и хорошей агротехнике уменьшается, при плохих условиях – увеличивается. Признак этот наследственный. У некоторых линий количество двойных зерен по годам сильно колеблется, у других в эти же годы их образуется мало.

Двойные зерна имеют  очень низкие посевные и кормовые качества, поэтому растения и линии с двойными зернами следует браковать.

Селекция на продолжительность вегетационного периода. Продолжительность вегетационного периода у овса – сортовой признак, он сильно изменяется в зависимости от географических и погодных условий. В одном и том же пункте у самых скороспелых образцов коллекции ВИР период всходы – начало выметывания продолжается 45 дней, у позднеспелых – 77 дней, а весь вегетационный период соответственно 70 и 113 дней. Следовательно, при посеве в одном и том же пункте и в один и тот же год скороспелые образцы созревают на полтора месяца раньше позднеспелых. У районированных сортов различия меньше – на 10-12 дней.

При селекции на скороспелость  очень важно, чтобы родители различались не только по длине вегетационного  периода,  но  и  по  его структуре, по  характеру  прохождения  отдельных фенологических фаз. Только в таком случае можно ожидать у гибридов не только  наследования признаков лучшего родителя, но и проявления трансгрессий по этому признаку за счет совмещения более короткого периода  до  цветения от одного родителя и быстрое прохождение фазы цветение-созревание от второго родителя или за счет перекомбинации неаллельных генов,  если данный признак обусловлен полимерными генами.

Общеизвестными и признанными  принципами  скрещивания  являются подбор пар  по  различию элементов  структуры урожайности,  по эколого-географической отдаленности, по различиям устойчивости к вредителям и болезням, по структуре вегетационного периода [5,8,12,20].

Таблица 1. Модель сорта  овса на 2020 г [3].

Признаки	Единица измерения	Параметры сорта		Источники признаков
		Лидия	проектируемый
Масса 1000 семян	г	35,3	37	Сибиряк, Якутский, Онохойский 547, Льговский 1026, Орел, Фаленский 1, Шатиловский 56
Натура зерна	г/л	501	510
Пленчатость	%	24,5	23
Высота растений	см	97	95
Длина вегетационного периода	дней	89	90
Урожайность               зерна средняя максимальная	ц/га	63,8 94,3	68 105
Содержание белка в зерне	%	12,5	13
Устойчивость к полеганию	балл	3,8	4,8
Устойчивость к болезням: грибным	балл	слабовосприимчив	устойчив

 

 

1.3.Создание исходного материала для селекции овса методом отдаленной гибридизации.

 

Как и при работе с  другими культурами, исходным материалом для селекции овса служат коллекции местных и селекционных сортов, гибриды, мутанты и дикие формы.

Раньше широко использовали для отборов старые (аборигенные) формы овса, выращиваемые крестьянами. Они были хорошо приспособлены к местным условиям и, представляя собой пестрые популяции, давали ценный материал для отборов и скрещиваний. Однако имели ряд недостатков: мелкое зерно, малопродуктивную метелку, полегающую соломину и давали (в сравнимых условиях) меньший урожай, чем лучшие селекционные сорта.

Старые местные формы  почти повсюду вытеснены селекционными  сортами или их переродами. Мало осталось в производстве и сортов, выведенных отбором из местных. Среди районированных отбором из местных сортов выведены только два: Онохойский 547 и Сахалинский 1. Возделывают их на севере и северо-востоке нашей страны – в районах с суровым климатом.

В качестве исходного  материала для селекции овса широко используют инорайонные сорта. Среди них нередки пластичные формы, которые на хорошем агрофоне дают высокие урожаи в самых разнообразных экологических и географических условиях, поэтому отбор у овса может быть успешным при использовании материалов из районов, значительно различающихся по своим условиям.

В качестве исходного  материала для отбора могут служить  и селекционные сорта.

В ВИР собрана и  периодически пересевается огромная коллекция  образцов овса. В нее входят местные и селекционные сорта, сорно-полевые и дикие формы. Селекционно-опытные учреждения широко используют эти материалы для селекции.

Родительские пары для  скрещиваний подбирают теми же методами, что и в работе с другими  культурами.

Широко используют скрещивания  экологически и географически отдаленных форм. Так, сорт Орел, занимавший большие площади, выведен путем скрещивания сорта Победа (низинная европейская экологическая группа) с немецким сортом Лоховский, относящимся к европейской желтозерной экологической группе.

Пары для скрещиваний подбирают также по элементам продуктивности растений (по структуре урожая). При этом скрещивают сорта, дополняющие друг друга по ряду признаков и свойств. Техника скрещивания следующая. Для кастрации выбирают метелки, у которых из листового влагалища показалось несколько колосков. Метелку осторожно вынимают из влагалища, оставляют 10-15 хорошо развитых колосков, остальные обрезают ножницами. Затем из оставшихся колосков пинцетом удаляют второй и третий цветки. Кастрируют нижние (первые) цветки с зелеными или желтовато-зелеными пыльниками; лопасти рыльца в это время еще сомкнуты, не перистые. На кастрированную метелку надевают изолятор. Чтобы произвести опыление, его снимают, затем надевают вновь и оставляют на метелке до уборки.

При свободном опылении овса, сорт-опылитель высевают вокруг небольшой делянки материнского сорта. Хорошо развитые цветки материнского сорта кастрируют, некастрированные удаляют. Кастрированные цветки свободно опыляются пыльцой отцовского сорта. Результативность этих скрещиваний низка.

Межвидовые гибриды. Скрещивания  между видами овса с 42 хромосомами, культурными и дикими, удаются довольно хорошо. Гибридные семена от таких скрещиваний всхожи, растения первого поколения фертильны, однако имеют повышенное количество стерильных цветков в метелке.

Ценным компонентом  в скрещиваниях с овсом посевным является овес византийский благодаря  его повышенной устойчивости к болезням, засухоустойчивости и солевыносливости. Особенно широко проводится гибридизация между ними в США, Канаде, Аргентине, Австралии, в районах, где овес особенно сильно поражается ржавчиной, а также в сухих местностях с мягкими зимами.

В СССР к межвидовым гибридам относится самый распространенный в стране сорт Льговский 1026, полученный путем скрещивания сорта Победа с межвидовым гибридом между овсом византийским и сортом овса посевного Гигант.

Овсюг для практической селекции используют в США, Канаде, Австралии, Англии. В США имеются сорта, полученные от межвидового скрещивания овса византийского с овсюгом обыкновенным, например Рапид и Мейза. Оба они универсального назначения – на зерно, сено и пастбищный корм, устойчивы к наиболее распространенным расам корончатой и стеблевой ржавчины.

Сложным межвидовым гибридом посевного овса с двойным участием овсюга является английский сорт Марвелес. Этот сорт высевается с осени, имеет длительный период покоя семян, стоек к низким температурам.

Скрещивания гексаплоидных  видов (2n=42) с тетраплоидными (2 n = 28), например овса посевного с абиссинским, а также тетраплоидного с диплоидным (2 n = 14) – абиссинского с песчаным, удаются с трудом, т. е., чтобы получить хотя бы немного гибридных семян, нужно кастрировать и опылить большое количество цветков материнской формы. Плодовитость растений первого поколения от таких скрещиваний низка.

Скрещивания гексаплоидных  видов (посевного и византийского) с диплоидными (песчаный овес) почти не удаются. Вместе с тем скрещивание овса посевного с песчаным представляет практический интерес, так как овес песчаный высокоустойчив к грибным заболеваниям. Для такого скрещивания пытаются использовать метод посредника – гибрид овса абиссинского (2 n  = 28) с песчаным (2 n = 14). Растения посредника имеют в соматических клетках 21 хромосому и почти стерильны. Семена этого гибрида были обработаны колхицином. В результате получили частично плодовитый амфидоплоид с 42 хромосомами в соматических клетках. Его использовали для скрещивания с овсом посевным. Однако эти скрещивания практических результатов еще не дали [1,6,9,19,20].

 

1.4. Индивидуальный двухкратный отбор в селекции овса.

 

При использовании любого исходного материала в нем  обязательно проводят отбор. Это основа селекционной работы. При селекции овса используют главным образом индивидуальный отбор, редко – массовый. При селекционной работе с коллекционным материалом проводят обычно однократный отбор; при работе с гибридами – многократный.

Отбор начинают обычно со второго или третьего поколения. В некоторых опытных учреждениях используют метод пересева, т. е. отбор начинают в старших поколениях, когда в гибридной популяции имеется уже много константных форм.

Основная суть  метода  индивидуального  отбора заключается  в том, что качество отобранных растений  определяется  путем  индивидуальной, т.е. раздельной оценки их потомств.  При индивидуальном отборе в отличие от массового отбора семена отобранных растений  после  раздельного обмолота не смешиваются,  а высеваются отдельно по семьям на отдельных делянках для оценки их по качеству потомств.  Благодаря этому осуществляется  отбор не только по фенотипу, но и генотипу (рис.1).

Для проведения оценки по  методу  индивидуального  отбора  лучшие растения с  желаемыми  признаками отбираются из различных видов исходного материала.  За высеянными семьями  в  селекционных питомниках в течение всего вегетационного периода проводятся фенологические наблюдения,  осуществляются учеты и анализы по выравненности  и однородности растений  в  пределах каждой семьи.  Окончательная оценка лучших константных семей завершается после сравнения их между собой, а так же по отношению к исходным сортам и стандарту,  которые равномерно размещаются в питомнике через каждые 10-20 семей.

Рис. 1. Схема многократного индивидуального  отбора.

Семена выделенных  семей  используются  в дальнейшем для закладки контрольного питомника, а при достаточном количестве и в предварительном испытании. На этом заканчивается однократный индивидуальный отбор. Остальные семьи подлежат выбраковке. Однако, в большинстве случаев ос­тавшиеся неоднородные  семьи представляют ценный исходный материал для повторного индивидуального отбора. Часто отдельные выщепившиеся растения целесообразно  отбирать  для  селекционного питомника из номеров и образцов контрольного питомника,  предварительного и конкурсного испытания.

 

На протяжении селекционного  процесса накапливается  обширная  информация о характеристике исходных форм, отбираемых растений для индивидуального изучения качества и потомства в СП-1,  СП-2,  КП, ПИ, КСИ, ГСИ, звеньях  первичного семеноводства и результатах производственного использования создаваемых сортов [5,14].

 

1.5. Оценка селекционного  материала овса по элементам  структуры урожайности, длине вегетационного периода.

 

Оценку элитных растений, отбираемых среди гибридных популяций  с достаточно густым и равномерным  стеблестоем, проводят по высоте и прочности стебля, форме и озерненности метелки, количеству колосков в ней, равномерности созревания, достаточной скороспелости и устойчивости к болезням. Предпочтение отдается растениям с непоникающей метелкой полусжатой формы, которая чаще соответствует высокопродуктивным сортам интенсивного типа, и с прочным стеблем, укороченным до 75-80 см за счет нижних междоузлий.

Дальнейшая селекция на урожайность должна базироваться на повышении интенсивности фотосинтеза. Наряду с площадью листовой поверхности одним из внешних признаков повышенной фотосинтетической активности является вертикальное расположение листьев, что также учитывается при оценке отбираемых элитных растений.

В лабораторных условиях проводят браковку по количеству зерна  в расчете на растение и метелку, озерненности колоска (предпочтительны двузерные формы), крупности, выравненности, выполненности и типу зерна, наличию двойных зерен.

В питомниках оценку селекционного  материала на урожайность, устойчивость к полеганию, болезням и сельскохозяйственным вредителям, засухоустойчивость, осыпаемость зерна проводят по методике Государственной комиссии по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур. Начиная со второго селекционного питомника определяют вес 1000 зерен, натуру, пленчатость и выравненность зерна, содержание белка в нем. Семьи, в которых обнаружены фатуоиды и двойные зерна, выбраковывают.

Оценка изучаемых растений на продуктивность проводится в полевых  условиях. При этом учитываются такие  элементы структуры урожайности, как  число растений на единице площади, продуктивная кустистость, число и масса зерен в мтелке, масса 1000 семян. В полевых лабораториях измеряется высота стеблей, длина главного и дополнительных колосьев, подсчета числа зерен в метелке и с растения, определения массы зерен с метелки и растения. Тщательный анализ параметров каждого элемента необходим для подбора пар для скрещивания с целью создания новых более ценных сортов за счет сочетания лучших показателей различных компонентов при гибридизации и отборе.

Продолжительность вегетационного периода и его частей устанавливают путем фенологических наблюдений. Применительно к задачам селекции под фенологическими наблюдениями понимают регистрацию дат наступления фенологических фаз (фенофаз), а также дат посева и уборки. Каждая фенологическая фаза характеризуется ясно различимыми морфологическими изменениями растений: появление всходов, выметывание и т. д. Принято отмечать начало фазы – вступление в нее 10-15% растений – и полную фазу, когда не менее 75% растений приобретает черты, свойственные ей. Начало фазы проявляется отчетливее, поэтому его можно отметить более точно. Кроме того, полное кущение у злаков может вообще не наступить, и эта фаза будет зафиксирована только как ее начало. Периоды между датами наступления фаз называются межфазными. Из них складывается вегетационный период.