Курсовая: Особенности биологии цветения и гибридизации коллекционных ортов овса

ОСОБЕННОСТИ БИОЛОГИИ ЦВЕТЕНИЯ И ГИБРИДИЗАЦИИ КОЛЛЕКЦИОННЫХ СОРТОВ ОВСА

Особенности биологии цветения и гибридизации коллекционных ортов овса

ВВЕДЕНИЕ

Овес является ценной зернофуражной и кормовой культурой в Западной Сибири.

Зерно овса является незаменимым концентрированным кормом для лошадей,

молодняка всех видов сельскохозяйственных животных и птицы. Оно также служит

сырьем для производства круп и диетических продуктов питания. Питательная

ценность зерна овса и продуктов его переработки определяется высоким

содержанием белка и его сбалансированностью по аминокислотному составу,

высоким содержанием и хорошей перевариваемостью жира, а также некоторых

витаминов и микроэлементов. Способность к формированию мощной вегетативной

массы позволяет использовать эту культуру на зеленый корм и сенаж.

Овес обладает некоторыми преимуществами среди других зерновых культур. Он

менее требователен к почве и может произрастать даже на супесчаных и торфяных

почвах. Это обусловлено сильным развитием корневой системы с большой

поглощающей способностью. Ценным свойством овса является повышенная

устойчивость к поражению корневой гнилью и повреждениям скрыто стебельными

вредителями. Овес имеет большой потенциал продуктивности. Его средняя

урожайность составляет 1,28 т. с га., а в условиях высокой агротехники

возрастает до 5-6 т. с га.[1,2,3,4,7].

Возделываемые в Западной Сибири сорта овса обладают рядом ценных признаков и

свойств, но в тоже время не в полной мере отвечают требованиям современного

производства. Они недостаточно пластичны, полегают в условиях избыточного

увлажнения и затягивают созревание (Нарымский 943, Галоп). Некоторые из них

восприимчивы к головне и корончатой ржавчине. Сорта Алтайский крупнозерный,

Ровесник имеют высокую пленчатость. Мегион в экстремальные годы сильно

снижает крупность зерна. Из-за этого падает стабильность в получении урожая и

снижается качество продукции.[5].

В последние годы наблюдается тенденция к сокращению посевных площадей под

культурой. В период c 1991 по 2001г.г. площади под овсом в целом по

Российской Федерации уменьшились на 44% и составили 5,1 млн. га. Аналогичная

ситуация наблюдается в Западной Сибири. В частности в Кемеровской области в

начале 80-х годов овес занимал лидирующее положение – 41%, что составляло 365

тыс. га. Но в настоящее время на его долю в зерновом поле области приходится

лишь 110 тыс. га. Это связано с изменением структуры посевных площадей в

пользу продовольственной пшеницы и с упадком животноводческой отрасли

сельского хозяйства и, как следствие, с уменьшением потребности в овсе на

фураж и зеленый корм.[5]. Однако, В.Н.Пакерев, А.В.Заушинцина и М.В.Овчаренко

[6] сообщают о том, что потребность области в фуражном зерне остается еще

достаточно высокой и покрывается за счет завоза из других регионов страны и

зарубежья.

Главным направлением селекции овса в Западной Сибири, как и в других регионах

является создание сортов обладающих стабильной высокой продуктивностью при

оптимальной продолжительности периода вегетации с учетом природно-

климатических факторов и принятых сроков посева.

Особое внимание должно уделяться увеличению биологической пластичности

сортов. Приспособленность сорта к изменяющимся условиям окружающей среды –

необходимое условие получения стабильного урожая по годам.

Для Сибири характерна периодически повторяющаяся весенне-летняя засуха. Овес

– влаголюбивая культура. Поэтому проявление засухи в критические периоды

роста и развития растений отрицательно сказывается на формировании зерна и

зеленой массы. Следовательно, имеется необходимость селекции устойчивых к

засухе сортов с использованием отечественных и зарубежных сортов с хорошо

развитой и быстро отрастающей корневой системой.

Не менее важным направлением следует считать создание устойчивых к полеганию

образцов, что обусловлено переувлажнением почвы в период молочно-восковой

спелости в сочетании с сильными ветрами. Такая работа ведется по пути

создания сортов обладающих толстой, прочной соломиной с оптимальной высотой

(80-90 см.), хорошо развитой механической тканью и корневой системой.

Повышение устойчивости к болезням – также важное условие получения стабильно

высокого урожая. По данным ФАО на 1994г. потери овса от болезней составили

9,3% [1]. Наиболее распространенными и вредоносными патогенами овса в

Западной Сибири значатся головневые грибы и корневая ржавчина. Создание

иммунных сортов снижает затраты от потери урожая и применения средств

химической защиты, и в тоже время является экологически более безопасным

методом борьбы с болезнями. Известно, что толерантность устойчивых сортов

нестабильна во времени из-за постоянного появления новых вирулентных рас

возбудителей. Поэтому селекция на иммунитет должна осуществляться постоянно.

Повышенные требования современного производства к качеству фуражного и

продовольственного зерна определяет необходимость селекции на качество. В

качестве сырьевой базы преимущество имеют образцы с содержанием пленок не

выше 21%, массой 1000 зерен не менее 36 г, содержанием белка не более 12%,

натурой зерна не менее 490г/л.

Для решения поставленных проблем необходим широкий поиск генетических

источников среди многообразия мировой коллекции ВНИИР им. Н.И.Вавилова, и

надежных доноров, способных передать эти признаки и свойства по наследству.

Включение их в программы скрещиваний с учетом знаний природы изменчивости и

характера наследования селектируемых признаков, проведение целенаправленного

отбора из гибридных популяций элитных растений и метелок лежит в основе

создания сортов овса нового поколения, которые будут обеспечивать стабильное

получение достаточного количества высококачественной продукции без увеличения

посевных площадей.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Ботаническая характеристика и биологические особенности цветения овса.

Род овса – Avena L. принадлежит к семейству злаковых (мятликовых) – Gramineae

(Poaceae), классу однодольных – Monocotylidoneae (Liliopsida), отделу

покрытосеменных – Angiospermae (Magnoliophyta), царству растений -

Vegetabilia. Род включает более 70 видов. Среди культурных овсов выделяют

виды: A. sativa, A. strigosa, A. byzantina, A. abyssinica.

Овес является более молодой культурой чем пшеница и ячмень [1]. Изначально он

встречался в посевах последних как сорняк. Происхождение овса по Н. И.

Вавилову связано связано с такими древнейшими культурами, как полба,

однозернянка, ячмень. Было бы неправельным относить происхождение этой

культуры к одному конкретному географическому центру. Отдельные виды этого

рода входили в культуру независимо друг от друга. Выделяют пять

географических центров происхождения овса:

1. Северо-Западная и Западная Европа – А. strigosa;

2. Эфиопия, Саудовская Аравия – A. abyssinica, A. vaviloviana;

3. Средиземноморское побережье – A. hirtula, A. barbata, A. wiestii, A.

byzantina, A. sterilis;

4. Юго-Восточная Азия – A. sativa (крупнозерные голозерные формы);

5. Вся Европа и Азия – A. sativa (пленчатые формы), A. fatua, A.

ludoviciana.

Овес – однолетний злак. Имеет мощную корневую систему, состоящую из первичных

(зародышевых) и вторичных (узловых) корней. Стебель – соломина. В результате

ветвления подземной части главного побега в одном растении, как правило,

насчитывается несколько, разделенных поперечными узлами на междоузлия,

стеблей. Листья линейные или ланцетные с влагалищем, разделенным до

основания, без ушек, обычно с пленчатым язычком (редко отсутствует). Соцветие

у овса – метелка. Оно состоит из главной оси и боковых ветвей, которые

ветвятся и несут простые соцветия – колоски. В одном колоске от 1 до 6

цветков. Цветковых чешуй две. Лодикул две линейно-ланцетные, кожистые

свободные. Цветки обоеполые. Тычинок три. Пыльники линейные. Завязь сидячая,

с двумя перистыми рыльцами, столбик редуцирован. Плод – зерновка. Она может

быть пленчатой (плотна заключена в цветковые чешуи) либо голой (свободно

лежит в цветковых чешуях и легко от них освобождается). [1]

Цветение овса изучали многие отечественные и зарубежные ученые [2, 16, 21,

23, 25. 26, 27, 28]. В метелке цветение наступает с начала выметывания. Оно

идет сверху вниз по метелке и от периферии к центру. В колоске цветение

начинается с первого (нижнего) цветка и продолжается в восходящем порядке

[2]. По биологии цветения овес является самоопылителем. Однако возможны

случаи частичного перекрестного опыления при открытом цветении, которое, по

мнению некоторых авторов[16], в отдельные годы становится массовым – до 77%

всех цветков. В работах Цильке Р. А., В. А. Новикова, М. Ф. Бородина [17]

отмечено сильное влияние метеорологических условий на характер этого

процесса, который зависит от морфологических особенностей цветковых чешуй и

строения лодикул. Наблюдения В. Н.Солдатова, Г. Л. Петрова [16], В. Е.

Мережко [18], Г. А. Баталовой [2] за динамикой цветения овса в Северо-

Западном и Волго-Вятском регионах показали, что пыльники начинают

растрескиваться, и цветки открываться, когда суточная температура воздуха

достигает максимума и начинает снижаться. Время, в течение которого цветок

остается открытым, варьирует от 10 до 35 минут, а иногда даже до часа.

Наиболее благоприятна для цветения овса влажная погода с температурой воздуха

20-25 С [1, 16, 18].

1.2 Коллекция овса из мирового генофонда ВНИИР им. Н. И. Вавилова.

Для успешного решения проблем, стоящих перед селекцией, важное значение имеет

научно обоснованный подбор исходного материала [8, 9]. Исходный материал –

это весь материал растений, из которого предстоит вывести новые сорта [10].

Накоплением и изучением генетического фонда растений занимаются во многих

странах. Наиболее крупные коллекции культурных растений, в том числе и овса,

сосредоточены в генном центре США, в институте генетики растений и

зародышевой плазмы (США), скандинавском генном банке (Швеция). В нашей стране

все сортовое и ботаническое разнообразие овса заключено в коллекции

Всероссийского научно-исследовательского института растениеводства им. Н. И.

Вавилова. Эта коллекция служит основным источником создания новых сортов

овса. В настоящее время она включает в себя более 12.5 тысяч образцов,

собранных со всего мира [1]. В Сибири центром сохранения исходного материала

является Сибирский генетический банк культурных растений, созданный при

Сибирском научно-исследовательском институте растениеводства и селекции (г.

Краснообск). Большое значение имеют живые коллекции, которые сохраняются в

научно-исследовательских учреждениях, ботанических садах путем ежегодного

пересева и посадки растений.

Любая селекционная работа, на решение каких бы проблем она не была

направлена, включает в себя изучение мирового разнообразия коллекции овса по

интересующим признакам. Это обязательный этап. Его целью является выявление

генетических источников и доноров селекционно-ценных признаков и свойств и

вовлечение их в последующие этапы работы (гибридизация, мутагенез, отбор) [1,

11, 12]. Изучение коллекции также позволяет выявлять закономерности

формирования хозяйственно ценных признаков и их взаимосвязь между собой. Это

Страницы: 1, 2, 3