Оценка засухоустойчивости

Засухоуст-ть - их способность наиболее продуктивно использовать воду при высо­кой температуре, низкой относительной влажности воздуха, низкой влажности почвы и давать в этих условиях высокий уро­жай при хорошем качестве продукции. Основные причины: а) анатомо-морфологические особенности растений, обуслов­ливающие уменьшение испарения; б) физиологическая стойкость цитоплазмы к обезвоживанию, высоким температурам и концентрации солей; в) биологические особенности роста и развития: способность раннеспелых сортов и форм «уходить» от поздней засухи, а поздне­спелых сортов — медленно расти и развиваться в первый период, используя благоприятные условия увлажнения последующего периода вегетации. 3 вида засухи: почвен­ная, атмосферная и комбинированная. При почвенной - снижение воды в корнеобитаемом слое почвы достигает величины «мертвого запаса». Характерная особенность - постепенное наступление. Растения успе­вают приспособиться к ней (сбрасываются лишние побеги кущения, задерживается рост, сокращается испа­рение воды… При атмосферной - наступает внезапно, относительная влажность воздуха снижается до 18—20 % и ниже, а температура воздуха обычно повышается до 38—40 °С. Засуха может быть весенней, летней и проявляющейся в течение всего периода веге­тации. Весенняя засуха обычно совпадает по времени с фа­зами всходы — кущение яровых зерновых культур. Летняя засуха насту­пает позднее, когда пшеница выходит в трубку, и продолжается в период колошение — начало налива зерна. Особенно резко снижается урожай, когда весенняя за­суха переходит в длительную летнюю. Все культуры и сорта имеют в своем развитии так называемый критический период, когда они оказываются особенно чувстви­тельными к засухе. Для большинства сортов зерновых культур это фазы выход в трубку — колошение. Воздушная засуха бывает особенно вредоносной в период цветение — начало налива зерна, когда под ее влиянием резко повышается стерильность пыльцы, уменьшается озерненность колоса, снижается урожайность и ухудшается каче­ство зерна. Сорта, экономно расходующие воду во время засухи и хорошо отзывающиеся на увлажнение-яровой пшеницы Лютесценс 62, Саратовская 29 , Сорт Саратовская 29 способен формировать высокие уро­жаи в годы с хорошим увлажнением и менее резко снижать их в острозасушливые. Полевые методы оценки засухоустойчивости. Устанавли­вают влияние засухи на рост, высоту растений, величину колоса и его озерненность, окраску листьев, быстроту их отмирания. Подобные наблюдения и учет относительного снижения урожая различных сортов в засушливые и благоприятные годы позволяют определять степень их засухоустойчивости. Оценивать этим мето­дом можно лишь в засушливые годы. При засухе у незасухоустойчивых сортов листовая пластинка в фазе выхода в трубку может свертываться или же на листьях выступает восковой налет, тогда как у засухоустойчивых сортов листья сохраняют нормальный вид. Более всестороннюю, быструю и точную характеристику се­лекционных материалов по засухоустойчивости может дать совместное применение методов оценки по прямым и косвенным признакам. При этом необходимо учитывать типы засухи и биологические особенности развития изучаемых сортов и форм. Учет прироста сухого вещества. Косвенным признаком, ха­рактеризующим засухоустойчивость сортов, может быть прирост сухого вещества растений при засухе. При наступлении засушли­вой погоды у всех культур данный показатель снижается. Изучение корневой системы. Мощность, глубина проникнове­ния, быстрота роста, высокая поглотительная способность и сте­пень разветвления корневой системы — важные показатели за­сухоустойчивости растений. У яровой пшеницы отбор на засухо­устойчивость можно вести по энергии образования вторичных корней: чем быстрее они образуются, тем, как правило, сорт устой­чивее к засухе. Один способов изуч-я корн. сис-мы — сравнительная оценка ее развития непосредственно в поле на вертикальной стенке специально вырытой канавы. Оценку дают в баллах или подсчитывают число корней на опреде­ленной площади вертикальной стенки канавы. Исп=ют так же след-е методы: Метод засушников. Для оценки растений по отношению их к почвенной засухе применяют метод искусственных засушни­ков. Определение засухоустойчивости по прорастанию семян в рас­творах сахарозы с высоким осмотическим давлением. Метод осно­ван на способности семян различных сортов неодинаково прора­стать в растворах сахарозы. Оценка засухоустойчивости в суховейных установках. Оценка засухо- и жароустойчивости по изменению содержания статолитного крахмала. Оценка засухоустойчивости по выходу электролитов.

ОЦЕНКА УСТОЙЧИВОСТИ К БОЛЕЗНЯМ

Для оценки селекционного материала на устойчивость к бо­лезням проводят специальные испытания с искусственным внесением инфекции. Желательно ото­брать устойчивые линии и семьи.Оценка ржавчиноустойчивости. Степень устойчивости устанавливают по проценту площади листьев, занятой пустулами гриба. Степень устойчивости к стеб­левой, бурой и желтой ржавчине определяют по соответствующим шкалам в процентах к пораженной площади листьев и в баллах. 0— никаких признаков заболевания нет. 1 - одиночные небольшие участки желто-бурой ткани. 2 - небольшие пу­стулы гриба редко рассеяны по поверхности листа, 3 - в местах пораже­ния наблюдаются крупные пустулы с большим количеством спор, окруженные участками желто-бурой ткани, 4 - листья почти сплошь покрыты крупными пустулами спор, но хлоротические кольца вокруг них не образуются. Оценка устойчивости к головне. Искусст­венно заражают цветки: 1) во время цветения, 2) некоторое время спустя после цветения. Применяются способы искус-го зара­жения пшеницы и ячменя: 1. Заражение пучками головневых колосьев. Специально за­готавливают колосья, пораженные пыльной головней. 2. Индивидуальное заражение отдельных цветков. 3. Вакуумный метод заражения. На 100 г берут примерно 1 г спор. Тщательно перемешивают. Семена хранят до весны и высевают на спец-ном участке. Подсчитывают. Пользуются шкалой: высокоуст-е —0 %, практически уст-е — 0,1—5,0, слабовоспр-ые 5,1—25,0, средневоспр-ые—25,1—50,0, сильновоспр-ые — 50 % и больше. Оценка устойчивости зерновых культур к корневым гнилям. Отбор устойчивых сортов проводят по следующим признакам: более высокой поле­вой всхожести; отсутствию проявления болезни в виде побурения первого надземного междоузлия, белостебельных и пусто­колосых растений; выполненности зерна; устойчивости к поле­ганию; общей повышенной жизнестойкости.Оценивают в фазе полной спелости, выдерг-ем за стебель. При сильном поражении растения легко извлекаются из почвы, при отсутствии - стебли обрываются. Оценка устойчивости к мучнистой росе— посев среди изучаемых линий через оп­ределенное число рядков сильно восприимчивого к заболеванию сорта. Для искусственного заражения изучаемых сортов размножают мицелий гриба с пора­женных листьев при температуре 17—20 °С на фильтровальной бумаге в чашках Петри. Конидии исполь­зуют для приготовления суспензии и опрыскивают ею всходы. Оценка устойчивости ячменя к гельминтоспориозу (полосатой пятнистости листьев). Для оценки селекционных номеров на устойчивость к этой болезни заражают семена или цветущие колосья. Семена посыпают сверху перемоло­тыми листьями, пораженными грибницей, во втором -конидии в виде водной суспензии вводят в колос, на котором при разреженном давлении вакуум-камеры раскрываются цветковые пленки. Оценка озимых культур на устойчивость к снежной плесени.

Сеют в ранние сроки по худшим предшественникамМетоды оценки сортов пшеницы и ячменя на устойчивость к вирусным болезням.Высевают какой-то сорт в сверхранние сроки Селекционные сорта - между полосами этого сорта в оптимальные сроки. Учиты­вается степень поражения растений в баллах и выносливость (урожай зерна больных растений в % к здоровым). ОЦЕНКА УСТОЙЧИВОСТИ К ВРЕДНЫМ НАСЕКОМЫМ

Различия в степени повреждаемости разных сортов сельскохозяйственных растений обусловливаются следующими причинами. 1. Анатомо-морфологические особенности. (строение эпидермиса, кутикулы, наличие опушения, воскового налета, форма листьев...)

2. Фенологические особенности роста и развития. Различия в сроках наступления фенологических фаз у разных сортов могут сказываться на степени их повреждения некоторыми насекомыми. 3. Способность сортов восстанавливать или компенсировать рост поврежденных насекомыми органов и тканей. Некоторые сорта пшеницы различаются по способности образовывать вто­ричные побеги кущения при повреждении растений личинками шведской мухи. У ряда хорошо кустящихся сортов ячменя по­вреждение одного стебля компенсируется не появлением нового бокового стебля, а усиленным развитием оставшихся неповреж­денных стеблей. 4. Особенности биохимического состава тканей и органов растений. Известно, что один из самых опасных вредителей кар­тофеля — колорадский жук — полностью поедает растения всех сортов и видов картофеля, кроме тех, в листьях и стеблях которых имеется алкалоид демисснн. Для оценки устойчивости сортов к вредным насекомым чаще всего применяют обычные полевые и лабораторно-полевые ме­тоды. Устойчивость к вредным насекомым оценивают по семибалль­ной шкале: 1 — крайне слабая, 3 — слабая, 5 — средняя, 7 — сильная. Учет повреждения растений проводят в питомни­ках, в годы массового распростране­ния вредителя. Степень устойчивости сортов определяют путем подсчета сред­него числа пораженных растений (стеблей) или количества вред­ных насекомых, приходящихся на единицу площади (1 м²).

Оценка устойчивости картофеля к фитофторозу

Наиболее благоприятные условия для развития фитофтороза в нашей стране имеются на Сахалине, Дальнем Востоке, в Бело­руссии, Прибалтике. Для предварительного и государственного испытания сортов и гибридов на устойчивость к фитофторозу на Сахалине создан специальный опорный пункт. Здесь все сорта и гибриды проходят испытание на естественном и провокационном фонах по специаль­ной методике. Для учета фитофторы на ботве картофеля поль­зуются шкалой. 2 вида устойчивости кар-ля: полевую и расоспецифическую.

Полевая устойчивость картофеля к фитофторозу проявляется в слабом спороношении или продолжительном ин­кубационном периоде развития болезни. При этом растения об­ладают способностью противостоять внедрению гиф в ткань листа и их развитию и уменьшать спороношение всех физиологи­ческих рас гриба. Расосп-ая устойчивость(устойчивость сверхчувствительности) свя­зана с реакцией плазмы клеток растения и обменной деятель­ностью патогена. Различие м/д уст-ми и воспр-ми сортами заключается в быстроте реакции цито­плазмы на внедрение гиф гриба. Для идентификации соответствующих рас фитофторы исполь­зуют определенный набор сортов с установленными генотипами, дающими четкую реакцию на заражение. Разработано несколько способов оценки полевой устойчивости растений в лаборатор­ных условиях: инокуляция суспензией зооспор путем опрыски­вания растений или отдельных листьев, заражение проростков семян и др. Для получения сравнительных оценок по интенсив­ности распространения мицелия и спороношения изучаемые сеянцы сравнивают с сортами, устойчивость которых уже известна. Оценка сеянцев картофеля на устойчивость к раку. Эту работу проводят на специальных станциях по борьбе с картофельным раком. Научно-иссл-кие учреждения, ведущие селекцию карто­феля, ежегодно посылают на противораковую станцию по 10 клуб­ней каждого сеянца из урожая селекционного размножения для лабораторной оценки; 30 клубней сеянцев, не пораженных раком в лабораторных условиях и оказавшихся перспективными, от­правляют на ту же станцию для повторного испытания. По 120 клубней всех сеянцев, подлежащих передаче или уже переданных в государственное сортоиспытание и оказавшихся устойчивыми к раку по данным двухлетнего испытания, высы­лают одновременно трем станциям по изучению ракоустойчивости на полевое государственное испытание. По результатам двух-трехлетнего испытания в этих пунктах публикуют списки рако-устойчивых сортов и сеянцев картофеля. Сорта, неустойчивые к раку, не районируют.

ОЦЕНКА СЕЛЕКЦИОННОГО МАТЕРИАЛА

В СВЯЗИ С МЕХАНИЗАЦИЕЙ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ

И УБОРКИ УРОЖАЯ

Для осуществления комплексной механизации возделывания всех полевых культур современные сорта должны обладать соот­ветствующими признаками и свойствами. Так, для зерновых куль­тур очень большое значение имеет устойчивость к полеганию и осыпанию.

Оценка устойчивости к полеганию. Различают 2 типа полегания хлебов: стеблевое и прикорневое. В первом случае оно обычно связано с на­клоном стебля по длине нижнего междоузлия, во втором — расте­ния полегают или наклоняются от корней без изгиба стебля.

Устойчивые и неустойчивые к полеганию сорта и формы раз­личаются между собой по анатомическому строению стебля. Устой­чивые имеют, как правило, более мощную склеренхнмную ткань и большую толщину междоузлий. Листовые влагалища у неполегающих сортов значительно толще, имеют большее количество пучков, сильнее развитые механические элементы и более утолщенные основания. Корни у неполегающих сортов располагаются радиально, они более толстые и прочные, у полегающих — более вертикально, механическая ткань в них развита меньше. Оценивают устойчивость селекционных материалов к поле­ганию в полевых условиях по пятибалльной шкале: 5 — отсутствие полегания; 4 — слабое полегание, когда стебли только слегка наклонены; 3 — среднее полегание, характеризующееся накло­ном стеблей к поверхности почвы примерно под углом 45°; 2 — сильное полегание; 1 — очень сильное полегание, когда механн знрованная уборка урожая невозможна. По девяти балльной шкале устойчивость оценивают следующими показателями: 1 — крайне низкая, 3 — низкая, 5 — средняя, 7 — высокая, 9 — крайне высокая. Полегание м/б сплошным и отдельными пятнами. Метод прямого учета потерь от поле­гания зерновых : на пониженном участке поля с дружными и ровными всходами вдоль одного прохода сеялки выделяют площадки 2x2 м. В центре каждой из них в фазе кущения размещают учетный квадрат 1х1 м, контуры которого окаймляют шпагатом, привязанным к колыш­кам на расстоянии 2—3 см от поверхности почвы. В начале фазы выхода в трубку на половине площадок устанавливают две рамки с сеткой размером 2x2 м и шириной ячеек 15х 15 см. Растения свободно проходят в ячейки сетки, которая поддерживает их и препятствует полеганию. Затем сравнивая учетные площадки, на одних из которых растения пре­дохраняют от полегания с помощью сетки, а на других, служащих контролями, они растут свободно и могут полегать, определяют биологические потери урожая от полегания.Оценка устойчивости к осыпанию зерна. Устойчивые к осыпанию сорта имеют жесткие, грубые чешуи с широким основанием в месте их прикрепления к стержню колоса, киль и жилкование у них выражены более резко. Все эти признаки увеличивают сопротивляемость колосковых чешуи отгибу и способствуют тем самым более прочному удержива­нию зерна. У зерновых бобовых культур осыпаемость семян связана с прочностью срастания се­мяножки с семенем, мощностью развития пергаментного слоя и особенностями анатомического строения перикарпа. Наиболее простой и распространенный метод определения устойчивости сортов зерновых культур к осыпанию — оценка их при перестое на корню. Для этого концевые защитные полосы в двух повторениях учетных делянок не убирают. Через 5, 10 и 15 дней на каждой оставленной площадке отбирают определен­ное число колосьев и подсчитывают процент осыпавшихся из них зерен. Оценка гибридов кукурузы по показанию влажности зерна. Быстрое высыхание зерна при созревании — один из важных приз­наков в селекции скороспелых гибридов кукурузы. Связано это с тем, что энергетические затраты на сушку зерна значительны: они составляют 2—3 кВт.ч электроэнергии, или 2—4 кг дизель­ного топлива на каждый тонно-процент. Влажность зерна при уборке гибридов, районированных в Лесостепи Украины и Цент трально-Черноземной зоне, в среднем составляет 35—40 % и только в засушливые годы 30 % и менее. Это создает значитель­ные трудности при уборке и обработке зерна и исключает возмож­ность прямого комбайнирования, когда влажность зерна не , должна быть выше 25—28 %.

ОЦЕНКА СЕЛЕКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ПО КАЧЕСТВУ ПРОДУКЦИИ

Создавая новые селекционные сорта, необходимо проводить оценку селекционного материала не только по количеству уро­жая, но и по его качеству. Разработаны довольно точные методы, позволяющие определять содержание белка и технологические свойства зерна пшеницы и ячменя, сахаристость корней сахар ной свеклы, крахмалистость клубней картофеля, масличность семян подсолнечника, количество, длину и прочность волокна прядильных культур на различных этапах селекционного про­цесса. Для определения качественного состава наиболее важных веществ сконструированы специальные точные и высокопроизво­дительные приборы. Анализ АК-го состава белков про­водят с помощью аминокислотных анализаторов — высокоточных приборов, имеющих электронное программное управление. У пшеницы установлены сортовые различия по содержанию важных незаменимых АК в белке: лизина и триптофана. Очень важное значение имеет селекционная работа на улучшение АК-го состава белков кукурузы. В ее белке значи­тельная доля малоценной фракции и крайне недостаточно незаме­нимых АК, необходимых в рационе животных для обра­зования белков молока и мяса. К незаменимым АК-там, т. е. таким, которые не вырабатываются в организме животных, относятся лизин, метионин, триптофан... Т.о. ставится задача увеличить количество этих незаменимых АК в зерне кукурузы. Белок ячменя по составу аминокислот вполне полноценный, но и у этой культуры очень важной задачей считается создание новых сортов, содержание лизина в которых примерно на 1 % превышало бы количество его в существующих сортах. По содер­жанию лизина в белке сорта ячменя оценивают в баллах и про­центах: 1 — очень низкое (1,75%); 3— низкое (1,76—2,25%); 5 — среднее (2,26—3,50 %); 7 — высокое (3,51—4 %); 9 — очень высокое (более 4 %). Для определения количества белка в семенах зерновых и зерновых бобовых культур на всех этапах селекционного про­цесса можно использовать прибор «Прометр». При работе на нем требуется навеска 1 г. Процент белка определяют по расходу спе­циального красителя с помощью расчетных таблиц (чем выше содержание белка, тем больше требуется красителя для связи с его молекулами). Разработаны новые методы оценки исходного материала и подбора родительских форм в се­лекции зерновых культур на качество с использованием генетиче­ских маркеров. Для определения содержания масла (сырого жира) в семенах масличных культур по обезвоженному сухому остатку используется метод С. В. Рушковского. Крупное достижение приборостроения для селекции — соз­дание резонансного спектрофотометра. Этот прибор позволяет проводить отбор на масличность, не разрушая семянок.