Способ оценки потенциальной продуктивности форм пшеницы

 

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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sr)s А 01 G 7/00//А 01 Н 1/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4846695/13 (22) 02,07.90 (46) 07.09.92, Бюл. N 33 (71) Московская сельскохозяйственная академия им, К,А. Тимирязева (72) Ю.Б. Коновалов, С,А, Апенников, В,Е,Долгодворов, И,П. Медынцев, Н.Г. Черняев и Т.И, Хупацария (56) Авторское свидетельство СССР

N 1445647, кл. А 01 Н 1/04, 1987.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к селекции растений и физиологическим основам повышения урожайности и ее стабильности у зерновых колосовых 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 ра н ьше) вегетати вн ы и рост у зерновых начинает замедляться, что обьясняется уменьLU8HvIeM биосинтеза ростовых фитогормонов — гиббереллинов. Вполне вероятно, что в этих условиях экзогенное введение в растения препарата со специфической физиологической активно„„. Ы„„1759314 А1 (54) СПОСОБ ОЦЕНКИ ПОТЕНЦИАЛЬНОЙ

ПРОДУКТИВНОСТИ ФОРМ ПШЕНИЦЫ (57) Использование; сельское хозяйство, селекция растений, способы селекции на экологическую пластичность. Сущность изобретения: растения пшеницы в фазу колошения обрабатывают раствором паклобутразола в дозе 0,75 — 1,0 n/га действующего вещества. 2 табл. стью, направленной на блокирование синтеза гиббереллина, какой обладает паклобутразол (PP 333), может привести к еще большему изменению гормонального баланса в сторону увеличения уровня других гормонов, главным образом ауксина и цитокининов, характеризующихся аттрагирующей 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

1759314 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 неблагодприятного 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 от аттрагирующей способности колоса и от способности вегетативной массы растения снабжать колос ассимилятами, 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-акцепторных отношений растения vi 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 (PP

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

40. этого сорта характерен и более замедленный рост растений в высоту, что свидетель45 то в этом случае даже более заметное возрастание озерненности колоса (на 10,6% у

50 Белорусской 80 и на 15,6% у Иволги) полно5

35 опытных делянках производилась в сроки, соответствующие определенным фенофазам, препаратом "культаром" (Великобритания), содержавшим 25% д.в. паклобутразола (PP 333). Доза препарата составляла 3-4 л/га или в пересчете на действующее вещество 0,75 — 1,0 л/га паклобутразола, вносимого ранцевым опрыскивателем в виде водного раствора из 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 колосьев подбирались растения с контрольных делянок, имевшие типичный колос и выравненные по высоте стебли, Как на опытных, так и на контрольных делянках, имевших 4-кратную повторность, пробы 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 периодом, обусловившим депрессию в росте и развитии растений и снижение урожайного потенциала сортов, но в то же время это обстоятельство способствовало проявлению более высокой результативности изучавшихся приемов.

Как видно из табл. 1, обработка растений пшеницы рострегулирующим препаратом "культаром" в более раннюю фазу— начале "выхода в трубку" способствовала 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 ствует о типично ретардантном характере действия указанного препарата при его использовании в ранние фазы развития.

Когда же обработку растений проводили в более поздний срок — фазу колошения стью компенсируется возросшим притоком ассимилятов из вегетативных органов, чем и обеспечивается ее полная реализация в конечном результате — увеличении массы 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.5

1759314

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 (PP 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 фун кцио нал ьную деятел ь ность, вызы ваемую пинциравкой (известный способ), то по всем изучавшимся элементам структуры колоса — азорненности, массе зерна и массе

1000 зерен (см, табл. 1) отмечена положительная корреляция с этими пока-ателями у варианта с обработкой растений паклобутразалом (PP 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 поделяночнога 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 паклобутразалом (PP 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 неэффектив ной (к примеру, у сорта Иволга вследствие отрицательной реакции его на ретардантное 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 конеч5

30 5

55 ном 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 Знитэ (НПО Подмосковье" ).

Пример конкретного выполнения способа применительно к селекционному процессу с зерновыми культурами, На одном из концов делянок предварительного сортоиспытания намечают r o 2 площадки с типичным стеблестоем в размере 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 ранцевым or.ðûñêèâàòåëåì опытные площадки лучше располагать в одну линию вдоль междуярусной дорожки, а контрольные — на некотором удалении от них (1,5 — 2 м) во избежание снова раствора ветром.

С приближением начала вь.калашивания подбирают усредненный oj3oK обработки посевов в питомнике ПСИ (или поблочна), кораектируя его в зависимости от ожидаемой скорости прохождения фазы колошения отдельными номерами, а также oт состояния погоды, стараясь избегать проведения этой операции перед или сразу после дождя. В качестве препарата применяют

"культар" с 25 Д или 50%-ным содержанием д.в, паклобутразала (PP 333), растворенный в воде из расчета 500 л/га. Конкретный выбор оптимальной дозы препарата — от 0,75 до 1,0 л/га д.в. паклобутразола — должен обеспечивать, с одной стороны, достаточную действенность, зависящую ат температуры и влажности воздуха. а с другой— экологическую приемлемость.

Отобранные перед уборкой урожая растения с контрольных и обработанных препаратом площадок анализируются затем общепринятыми s селекционной практике методами, и на основании обобщения полученных результатов колосового аналаза делаются соответствующие выводы об уровне потенциальной продуктивности по относительному изменению (в Я массы зерна в колосе у испытуемых номеров в сравнении с сортом-стандартом, Тэк, чем больше (н % к контрольным растениям) изменяется под действием препарата масса зерна с коласа и ее составляющие (озерненность и крупность) у данного сорта или номера в сравнении со стандартом, тем выше его потенциальные возможности и тем отзывчивее он на

1759314

Формула изобретения

Таблица 1

Реакция сортов яровой пшеницы на обработку паклабутразалом (РР 333) и пинцировку колоса (среднее за 1988-1989 гг,) Белов сская 80

Вариант опыта

Иволга СХА к кант олю се нее с е нее к конт алю

23,4

100,0

27,6

100,0

24.9

106,8

28,2

102,1

110,6

99,6

25,9

23,2

31,9

29,4

115,6

106.5

28,9*

123,5

40,7*

147,6

0.83

100,0

0,76

100,0

98,8

0,82

0,64

84,2

0,92

0,82

1.10* t 10,8

98,8

132,5

0,97

0,84

1,40*

127,6

110,5

184,2

100,0

35,2

27,3

100,0

92,3

22,4

32,5

82,0

110,2

104,0

100,8

98,6

35,5

34,7

30.1

28,4

37,9

107,7

34,6

126,7

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

Число зерен с колоса (шт.) Контроль(без обработки) Паклобутразол — в начале фазы "выхода в трубку"

Паклобутразол — в фазу колошения (предлагаемый способ) Паклобутразол — в фазу цветения

Пинцировка колоса (известный способ) Масса зерна с колоса (г) Контроль (без обработки) Паклобутразол — в начале фазы

"выхода в трубку" .

Паклобутразол — s фазу колошения (предлагаемый способ) Паклобутразол — в фазу цветения

Пинцировка колоса (известный способ) Масса 1000 зерен (г) Контроль (без обработки) Паклобутразол — в начале фазы

"выхода в трубку"

Паклобутразол — в фазу колошения (предлагаемый способ) Паклобутразол — в фазу цветения

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

10 Способ оценки потенциальной продуктивности форм пшеницы, включающий воздействие на растение, вызывающее усиление аттрагирующей способности колоса, и последующую оценку по значению мас15 сы 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 паклобутразо20 ла в дозе 0,75 — 1,0 л/га действующего вещества.

1759314 таблица 2

Бело сская 80

Иволга

У ожайзе на п и 14 влажности

Вариант опыта

1988 г.

1989 г

1988 г

1989 г ц/га к кантолю ц/га к контолю ц/га к контолю цlга

1 к контолю

24,1

100,0

27,1

100,0

21.6

100,0

22.6

100.0

24,1

100.0

27,2

100.4

18,0»

83,3

17,1ь

75.7

28.8»

119,5

22.7

105,1

30,9

114.0

30,6*

135,4

27.2

100,4

23.5

104.0

3,1

3,5.5

2,7

HCP ц га

Pos () 3,2

4,5,4

4,5

Редактор Л, Волкова

Подписное

Заказ 3128 Тираж к ытиям и и ГКНТ СССР

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент", г. Y р д. у . р . Ужго о . л.Гага ина, 101

Контроль (без обработки) Паклобутразол (0,75 л/га) — в начале фазы "выхода в трубку"

Паклобутразол (1 л/га)— в конце фазы "выхода в трубку"

Паклобутразол (0,75 л/га) — в фазу колошения

Паклобутразол (0,75 л/га) — a фазу цветения

Составитель Ю. Коновалов

Техред М.Моргентал Корректор А, Козориз