Delist.ru

Селекция гороха (Pisum sativum I.) на повышение эффективности симбиотической азотфиксации (15.08.2007)

Автор: Наумкина Татьяна Сергеевна

Rhizobium leguminosarum bv. viciae +Glomus sp.

F4 Отбор генотипов, формирующих высокую

продуктивность на фоне двойной инокуляции

Rhizobium leguminosarum bv. viciae +Glomus sp.

Отбор и изучение в селекционных питомниках

Конкурсное сортоиспытание

Государственное сортоиспытание

Рис.7. Схема создания высокопродуктивного, отзывчивого на одновременную инокуляцию штаммами Rhizobium leguminosarum bv. viciae +Glomus sp. сорта гороха Триумф

Посев сорта Триумф с одновременной микоризацией семян на фоне их инокуляции ризобиями обеспечивал получение наиболее высокой семенной продуктивности – 6,12 +0,33 г/растение.

В среднем за годы изучения сорт гороха Триумф показал высокий урожай зерна как в контрольном варианте, так и в варианте с двойной инокуляцией (соответственно 4,50 ц/га и 4,92 т/га, превысив по урожайности стандартные сорта Орловчанин и Норд.

Новый сорт гороха Триумф среднеспелый с продолжительностью вегетационного периода составляет 76…79 суток, среднерослый – высота стебля 88 - 92 см. Растения имеют усатый тип листа. Семена желтые, угловатые, осыпающиеся. Растения формируют 5 – 6 продуктивных узлов и образуют 2-3 боба на продуктивный узел. Цветки белые. Характеризуется стабильной урожайностью, как в нормальные годы, так и в годы с жаркой погодой. Средняя урожайность за годы конкурсного сортоиспытания составила 4,50 т/га, что на 0,36 т/га больше, чем у стандарта Орловчанин и на 0,34 т/га больше, чем у стандарта Норд. Максимальная урожайность 6,2 т/га получена в 2003 году в КСИ. За годы производственного сортоиспытания (2005-2006 гг.) на Северо-Кубанской СХОС средняя урожайность семян составила 4,20 т/га. Масса 1000 семян 240 – 250 г. Содержание белка в семенах 24-26%. Сорт устойчив к полеганию и относительно устойчив к корневым гнилям. Отличается повышенной отзывчивостью на одновременную инокуляцию штаммами ризобий и грибов арбускулярной микоризы.

Сорт рекомендуется для возделывания в Центрально Черноземном регионе, Краснодарском, Ставропольском краях, Ростовской области.

Обязательным агротехническим приемом при возделывании сорта является предпосевная инокуляция семян штаммами ризобий и грибов арбускулярной микоризы.

Новый сорт гороха Триумф передан на Государственное сортоиспытание в 2006 году.

ВОЗДЕЛЫВАНИЕ НОВЫХ СОРТОВ В ПРОИЗВОДСТВЕ

Экономическая эффективность возделывания новых сортов гороха.

Анализ экономической эффективности производства зерна гороха сортов Юниор и Триумф показал, что минимальная себестоимость 1 ц зерна (160,5 руб. и 187,6 руб.) отмечена соответственно при предпосевной инокуляции семян штаммом клубеньковых бактерий А-1 и двойной инокуляции семян грибами арбускулярной микоризы и клубеньковыми бактериями, что обеспечило повышение рентабельности производства соответственно на 54,2% и 71,3% по сравнению с контрольным вариантом без обработки.

Максимальный чистый доход производства зерна гороха сортов Юниор (11,40 руб/га ) и Триумф (10,47 руб/га) установлен соответственно при предпосевной инокуляции семян штаммами ризобий типа А-1 и двойной инокуляции.

Биоэнергетическая оценка сортов гороха. Критерии экономической эффективности не отражают в полной мере всего процесса функционирования агроэкосистем с позиции агроэкологии. Требованиям основного экономического закона соответствует критерий минимизирующий совокупные затраты живого и овеществленного труда на производство общественно необходимого объема продукции. В качестве отраслевого критерия оптимизации используются показатели прибыли, - производное от затрат и стоимости реализованной продукции. В таких расчетах отмечается несколько независимых переменных, что снижает объективность оценки. Кроме того, за пределами системы оценок остается энергетический ресурс использования минеральных удобрений и микробиологических препаратов.

Анализ биоэнергетической эффективности гороха Юниор показал, что содержание энергии в урожае зерна варьировало от 38033 МДж/га в контроле до 53601 МДж/га при инокуляции семян штаммом ризобий А-1. При этом значение затрат совокупной энергии на производство изменялось от 13717,3 МДж/га (контроль) до 22294,1 МДж/га (инокуляция штаммом ризобий А-1). Энергетический коэффициент был максимальным – 1,87 – при внесении в почву минеральных удобрений в дозе N45P30К60 что на 0,15 выше, чем у контроля.

Максимальное значение приращения энергии при производстве зерна гороха сорта Триумф – 58554 МДж/га – наблюдалось при двойной инокуляции грибами арбускулярной микоризы и клубеньковыми бактериями, что свидетельствует о высоком уровне воспроизводства продукции. Минимальное значение энергоемкости продукции – 8884,2 МДж/га – наблюдалось при двойной инокуляции семян.

На основе изучение энергетической эффективности производства зерна гороха было установлено, что для сорта Юниор менее энергозатратным являлся вариант с инокуляцией семян перед посевом клубеньковыми бактериями, зерна, а для сорта Триумф – вариант с двойной инокуляцией семян штаммами эндомикоризных грибов и клубеньковых бактерий, позволяющие получать в производственных условиях в среднем 3,03 и 3,31 т/га зерна.

Таким образом, с точки зрения экономической и энергетической оценки, использование сортов, отзывчивых на моно- и двойную инокуляцию полезными симбиотическими организмами является экономически выгодным, так как позволяет не только экономить производственные ресурсы, но и получать экологически чистую продукцию, что в свою очередь способствует укреплению продовольственной безопасности страны.

1. Установлено, что в ходе селекции растений в рамках главенствующей доктрины интенсивного растениеводства (50-е – 80-е годы прошлого века), способность бобовых растений к установлению взаимовыгодных симбиотических взаимоотношений существенно не улучшилась, однако среди современных сортов имеются генотипы, как с высоким, так и с низким уровнем симбиотического потенциала.

2. В результате проведенного скрининга более 800 коллекционных образцов гороха по эффективности взаимодействия с ризобиями и микоризными грибами установлено, что формирование семенной продуктивности и биомассы растения у гороха является не только результатом функционирования корневой системы и ассимиляционной деятельности фотосинтезирующих тканей, но и сложных взаимодействий с полезной почвенной микрофлорой.

3. Установлен характер изменчивости показателей симбиотической азотфиксации у гороха и закономерности их наследования при одновременной инокуляции клубеньковыми бактериями и микоризными грибами, свидетельствующие о преобладании аддитивного действия генов в наследовании массы сухого растения и числа клубеньков на растении.

4. Генетический анализ широкого спектра сортообразцов гороха по признакам продуктивности и симбиотической эффективности на фоне двойной инокуляции выявил значительные возможности в улучшении этих показателей путем рекомбинации генов, контролирующих число клубеньков на корнях растений, нитрогеназную активность и массу сухого растения.

5. Гетерозис по признакам симбиотической эффективности у растений гороха проявляется дискретно и в зависимости от комбинации скрещивания может быть выражен по большинству или только по отдельным признакам; наиболее часто гибриды превосходят родительские формы по числу клубеньков, массе сухого растения и семенной продуктивности, реже- по нитрогеназной активности.

6. Разработана методика создания высокопродуктивных генотипов гороха, отзывчивых на штаммы клубеньковых бактерий и микоризных грибов.

7. С использованием многократных насыщающих скрещиваний и отбора устойчивых к местным и производственным штаммам клубеньковых бактерий 250а создана серия не имеющих мировых аналогов изолиний гороха (Норд sym2, Битюг sym2, Демон sym2), которые сохранили комплекс хозяйственно-ценных признаков исходных родительских сортов и при предпосевной инокуляции штаммами клубеньковых бактерий, обладающими генами nodX или nodZ, повышают урожайность семян на 15…57%, а также надземную массу растений, содержание фиксированного азота в урожае и нитрогеназную активность.

8. На основе известных и собственных теоретических разработок созданы сорта гороха Юниор и Триумф, обладающие высоким симбиотическим потенциалом, которые проходят Государственное сортоиспытание.

9. Обязательным агротехническим приемом возделывания новых сортов гороха с высоким симбиотическим потенциалом в Центральном, Центрально-Черноземном регионах, Краснодарском, Ставропольском краях, Ростовской области является предпосевная инокуляция семян штаммами ризобий и грибов арбускулярной микоризы.

10. Выявлено, что использование сортов, отзывчивых на моно- и двойную инокуляцию полезными симбиотическими микроорганизмами является экономически выгодным, позволяющим экономить производственные ресурсы и получать экологически чистую продукцию.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Рекомендуется создавать новые сорта гороха, отзывчивые на инокуляцию штаммами ризобий или двойную инокуляцию (штаммами ризобий и грибов арбускулярной микоризы).

2. Основными критериями отбора при симбиотической селекции могут служить масса сухого растения, число семян, бобов, продуктивных узлов на растении, масса 1000 семян.

3. В качестве исходного материала при создании высокоурожайных сортов с повышенной активностью симбиотической азотфиксации рекомендуются следующие источники хозяйственно-ценных признаков: Торсдаг, Битюг, Rondo, Finale; к-8274 (Франция), к-7128 (Россия), к-925 (США), к-1693 (Великобритания) и Триумф (Россия).

4. Для возделывания в условиях Центрально-Черноземного, Центрального и Северо-Кавказского регионов рекомендуются новые сорта гороха Юниор и Триумф обладающие повышенной урожайностью в сочетании с высокой отзывчивостью на инокуляцию ризобиями и двойную инокуляцию (ризобиями и микоризными грибами).

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Наумкина, Т.С. Создание новых сортов гороха – резерв увеличения производства растительного белка в Нечерноземной зоне /Т.С. Наумкина //Географические аспекты реализации Продовольственной программы СССР /Сб. школы – семинара. – Москва: МГУ. – 1986. – Деп. Во ВНИИТИ. – С. 87-90

Страницы: 1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16