УДК 633.15:631.527.33
Денис Юрьевич СОТЧЕНКО*, SPIN-код: 7818-3437, AuthorID: 856659,
ORCID: 0000-0002-1196-0539, аспирант, старший научный сотрудник
Алексей Сергеевич ВОЙТОВ, SPIN-код: 5533-2049, кандидат психологических наук, старший научный сотрудник
Дмитрий Юрьевич СОТЧЕНКО, SPIN-код: 5297-6476, младший научный сотрудник
Астемир Ахъедович ТАОВ, SPIN-код: 2375-9070, младший научный сотрудник
Лаборатория селекционно-геннетических исследований отдела селекции кукурузы.
ФГБНУ ВНИИ кукурузы; 357528, Ставропольский край, г. Пятигорск, ул. Ермолова 14-Б
E-mail*: [email protected]; тел (8793)97-60-67.
В статье представлены результаты испытаний новых гибридных комбинаций с использованием 15 самоопылённых линий по вегетационному периоду от ультраранних до среднеспелых. По результатам испытаний простых гибридов, полученных от скрещиваний по диаллельной схеме, выделено 11 комбинаций превысившие по урожайности стандарт гибрид Уральский 150 (ФАО 150). Вовлечение в селекцию родительских форм, значительно различающихся по вегетационному периоду, позволяет использовать раннеспелость одних родителей и более высокую продуктивность других. Получены среднеранние и среднеспелые гибриды, превышающие стандарты по урожайности и показывающие лучшие показатели по индексу урожайности. Проведённые исследования позволили выделить перспективные самоопылённые линии для создания раннеспелых и среднеранних гибридов кукурузы. Выделившиеся высокоурожайные, простые, раннеспелые гибриды перспективны для использования в качестве родительских форм, в создании трёхлинейных и простых модифицированных гибридов.
Ключевые слова: кукуруза, раннеспелые и среднеспелые гибриды, урожайность, уборочная влажность, протеин, крахмал, жир, диаллельные скрещивания, общая и специфическая комбинационная способность, самоопылённые линии.
Гетерозисная селекция по кукурузе предусматривает наличие генофонда исходного материала и создание самоопылённых линий с заданными свойствами. В нашей стране площадь посева кукурузы в регионах с ограниченным периодом вегетации составляет не менее 1470 тыс. га. Создание гибридов от ФАО 120 до 200 особо актуально.
Раннеспелые гибриды востребованы не только в регионах севернее и восточнее традиционной южной зоны возделывания кукурузы, но и на юге в предгорных районах, в повторных посевах кукурузы на зерно или силос, особенно на орошении. В рабочей коллекции ВНИИ кукурузы насчитывается около 100 раннеспелых линий и постоянно ведётся селекция по созданию новых линий [3].
Цель исследования – оценка генофонда института по раннеспелости, комбинационной способности и другим хозяйственно-полезным признакам. Создание новых, раннеспелых гибридов кукурузы для возделывания в различных почвенно-климатических условиях страны.
Методика исследования
Научные исследования проведены на опытных посевах, расположенных в Предгорном районе Ставропольского края в соответствии с методиками постановки и проведения опытов [1], согласно методических указаний «Изучение и поддержание образцов коллекции кукурузы» [2], «Широкого унифицированного классификатора СЭВ и Международного классификатора СЭВ видов Zea mays L.» [4], а также с учётом опыта проведения соответствующих исследований наших зарубежных партнёров, использования необходимого селекционного оборудования и приборов отечественного и зарубежного производства.
Результаты исследований
В данной работе представлены результаты испытаний новых гибридных комбинаций с использованием 15 самоопылённых линий по вегетационному периоду от ультраранних до среднеспелых (табл. 1). Используемые в скрещиваниях линии устойчивые к корневому полеганию, ломкости стебля от повреждения кукурузным мотыльком. Девять линий, по консистенции кремнистые, три зубовидные и три полузубовидные. Продолжительность периода от всходов до цветения початков линий варьировала от 46 до 74 дней. Три линии РМ 345, РМ 146 и РМ 112 имели достаточно высокое содержание протеина в зерне от 13,05 до 13,56%; линии РМ 235 и РМ 269 немного уступали по этому показателю – 12,7 и 12,99% соответственно. Повышенное содержание крахмала – 71,3%, имела только одна линия РМ 139 (табл. 1).
Таблица 1. Описание линий, участвующих в диаллельных скрещиваниях.
| Делянка | Название | Консистенция*
зерна |
Ломкость растений
ниже початка при перестое, % |
Полегание, % | Высота, см | Количество дней от
всходов до цветения початков |
Протеин, % | Крахмал, % | Жир, % | |
| растений | прикрепления
початков |
|||||||||
| Ультраранние | ||||||||||
| 975-1 | РМ 146 | F | 0,0 | 0,0 | 104 | 28 | 46 | 13,16 | 57,36 | 4,60 |
| 975-2 | РМ 105 | F | 0,0 | 0,0 | 105 | 26 | 48 | 13,43 | 55,81 | 5,49 |
| Раннеспелые | ||||||||||
| 975-5 | РМ 123 | F | 5,3 | 2,6 | 131 | 47 | 50 | 12,23 | 56,87 | 4,03 |
| 975-3 | РМ 112 | F | 0,0 | 0,0 | 117 | 39 | 50 | 13,56 | 56,40 | 5,30 |
| 975-4 | РС 101 | F | 0,0 | 10,0 | 104 | 33 | 52 | 11,50 | 61,20 | 3,80 |
| 975-9 | РМ 330 | F | 0,0 | 0,0 | 149 | 52 | 52 | 10,33 | 66,97 | 4,07 |
| 975-6 | РМ 235 | SD-F | 0,0 | 0,0 | 145 | 59 | 54 | 12,70 | 59,71 | 3,73 |
| 955-5 | РМ 345 | SD | 0,0 | 0,0 | 125 | 41 | 56 | 13,05 | 59,94 | 4,28 |
| 975-8 | Gk 79 | F | 0,0 | 0,0 | 181 | 64 | 57 | 12,62 | 57,06 | 4,04 |
| 985-13 | РМ 139 | F | 0,0 | 0,0 | 163 | 64 | 57 | 8,00 | 71,30 | 3,80 |
| 975-7 | РМ 100 | F | 0,0 | 0,0 | 160 | 54 | 58 | 10,81 | 61,32 | 4,53 |
| 985-8 | РМ 269 | D | 0,0 | 0,0 | 123 | 56 | 58 | 12,99 | 58,80 | 4,30 |
| Среднеранние | ||||||||||
| 935-8 | РП 510 | D | 0,0 | 0,0 | 130 | 52 | 60 | 13,26 | 56,48 | 5,15 |
| 975-10 | РП 210 | D | 0,0 | 0,0 | 152 | 63 | 62 | 10,05 | 64,79 | 3,16 |
| Среднеспелые | ||||||||||
| 955-1 | РМ 254 | SD-D | 0,0 | 0,0 | 153 | 57 | 74 | 10,99 | 62,60 | 4,39 |
Примечание: * F – кремнистое, D – зубовидное, SD – полузубовидное, SD-F – полузубовидное, ближе к кремнистому, SD-D – полузубовидное, ближе к зубовидному.
По результатам испытаний простых гибридов, полученных от скрещиваний по диаллельной схеме, выделено по урожайности в сравнении с гибридом Уральский 150 (ФАО 150) 11 комбинаций. Превышение над стандартом составило от 0,68 до 1,91 т/га или от 16,72 до 46,91% (табл. 2).
Таблица 2. Результаты сортоиспытания простых раннеспелых
гибридов кукурузы, 2020 г.
| Делянка | Урожай зерна при
14%-ной влажности, т/га |
Превышение над лучшим стандартом | Уборочная
влажность зерна, % |
Индекс
урожайности |
Ломкость растений
ниже початка, % |
Поражение,
% |
Высота,
см |
Кол-во дней от всходов
до цветения початков |
Протеин, % | Крахмал, % | |||
| т/га | % | пузырчатой
головнёй |
фузариозом
початка |
растения | прикреплений
початков |
||||||||
| Машук 150 МВ | 3,63 | – | – | 17,3 | 1,9 | 5,0 | 4,3 | 4,9 | 195 | 76 | 45 | 9,88 | 63,98 |
| Уральский 150 | 4,07 | – | – | 13,1 | 3,1 | 8,5 | 1,3 | 5,2 | 199 | 90 | 50 | 8,36 | 68,81 |
| 704-103 | 5,98 | 1,91 | 46,9 | 17,2 | 3,5 | 7,1 | 0,0 | 1,8 | 200 | 78 | 47 | 8,71 | 66,62 |
| 703-71 | 5,64 | 1,57 | 38,5 | 13,2 | 4,3 | 1,7 | 8,7 | 0,0 | 201 | 72 | 46 | 9,26 | 67,34 |
| 701-37 | 5,62 | 1,55 | 38,1 | 21,6 | 2,6 | 8,9 | 0,0 | 12,5 | 194 | 73 | 45 | 8,92 | 57,73 |
| 705-115 | 5,60 | 1,53 | 37,5 | 13,2 | 4,2 | 1,8 | 0,0 | 10,7 | 198 | 86 | 46 | 8,50 | 69,41 |
| 704-108 | 5,55 | 1,48 | 36,2 | 17,8 | 3,1 | 3,6 | 7,1 | 0,0 | 208 | 71 | 48 | 7,60 | 69,76 |
| 701-31 | 5,53 | 1,46 | 35,8 | 20,6 | 2,7 | 0,0 | 0,0 | 11,0 | 185 | 66 | 45 | 9,04 | 61,32 |
| 703-78 | 5,38 | 1,31 | 32,2 | 16,7 | 3,2 | 16,5 | 5,4 | 1,8 | 195 | 92 | 48 | 9,19 | 67,91 |
| 703-88 | 5,33 | 1,25 | 30,8 | 14,5 | 3,7 | 1,9 | 5,7 | 0,0 | 202 | 87 | 48 | 7,45 | 70,10 |
| 703-81 | 5,10 | 1,03 | 25,2 | 15,9 | 3,2 | 1,8 | 0,0 | 5,4 | 191 | 63 | 46 | 8,19 | 69,82 |
| 703-87 | 5,02 | 0,94 | 23,2 | 17,4 | 2,9 | 0,0 | 5,6 | 2,0 | 208 | 77 | 49 | 7,17 | 70,02 |
| 705-121 | 4,75 | 0,68 | 16,7 | 13,4 | 3,6 | 10,9 | 1,9 | 5,6 | 210 | 89 | 45 | 7,80 | 70,83 |
Уборочная влажность зерна по гибридам варьировала в пределах от 13,2 до 21,6%, у стандарта Уральский 150 – 13,1%, у другого стандарта Машук 150 МВ – 17,3%, индекс урожайности – от 2,6 до 4,3. Ломкость стеблей ниже прикрепления початка от повреждения кукурузным мотыльком в пределах допустимого, за исключением двух комбинаций 703-78 (16,5%) и 705-120 (10,9%). Поражение початков фузариозом было максимальным у гибридов 701-37 (12,5%), 701-31 (11,0%) и 705-115 (10,7%). Полегание от поражения стеблевыми гнилями не отмечено. Продолжительность периода от всходов до цветения початков в пределах 45-49 дней, у стандартов соответственно 45-50 дней.
Анализ средней урожайности гибридов по каждой линии позволяет сделать вывод об общей комбинационной способности (ОКС) линий, участвующих в диаллельных скрещиваниях (табл. 3).
Наивысшая средняя урожайность гибридов получена с линией РМ 112 и составляет 5,13 т/га с уборочной влажностью зерна 15,8%. Урожайность более 5 т/га получена по пяти гибридам с линией РМ 112 и средний урожай составил 5,82 т/га, что свидетельствует о высокой общей и специфической комбинационной способности этой линии.
Таблица 3. Общая комбинационная способность линий по средней
урожайности 11 комбинаций по каждой линии.
| Линии,
участвующие в гибридах |
Средний урожай зерна 11 гибридов, при 14% -ной влажности, т/га | Рейтинг по ОКС | Уборочная
влажность зерна, % |
Рейтинг по влажности |
| РМ 112 | 5,13 | 1 | 15,8 | 4-5 |
| РП 510 | 4,45 | 2 | 17,6 | 9 |
| Gk 79 | 4,41 | 3 | 17,7 | 10 |
| РП 210 | 4,24 | 4 | 22,4 | 11 |
| РМ 100 | 4,04 | 5 | 16,6 | 6 |
| РМ 235 | 3,82 | 6 | 17,1 | 7 |
| РМ 146 | 3,82 | 7 | 14,3 | 1 |
| РС 101 | 3,78 | 8 | 17,3 | 8 |
| РМ 330 | 3,66 | 9 | 15,6 | 3 |
| РМ 123 | 3,62 | 10 | 15,8 | 4-5 |
| РМ 105 | 2,98 | 11 | 15,2 | 2 |
По два гибрида получено с урожайностью более 5 т/га с линиями Gk 79, РП 210 и РП 510. Эти линии характеризуются хорошей общей и специфической комбинационной способностью. Линии РМ 100, РМ 235, РМ 146, РС 101, РМ 330 и РМ 123 имеют удовлетворительную оценку ОКС и использование их специфической комбинационной способности в конкретных комбинациях может быть успешным. Линия РМ 105 имеет плохую ОКС, что не исключает проявление специфической комбинационной способности. Примером последнего является раннеспелый гибрид Машук 140, в котором участвует линия РМ 146. Гибрид пользуется спросом, особенно в регионах с коротким вегетационным периодом при возделывании на зерно и силос с высоким содержанием зерна. То же можно сказать о линии РМ 330, которая не показала хорошей оценки ОКС, но она используется в успешном гибриде Уральский 150.
Для создания высокоурожайного гибрида специфическая комбинационная способность имеет первостепенное значение. Вовлечение в селекцию родительских форм, значительно различающихся по вегетационному периоду, позволяет использовать раннеспелость одних родителей и более высокую продуктивность других. В результате этого, получены среднеранние и среднеспелые гибриды, превышающие стандарты по урожайности и по индексу урожайности (табл. 4).
Таблица 4. Результаты сортоиспытания простых среднеранних и среднеспелых гибридов кукурузы, 2020 г.
| Делянка | Урожай зерна при
14%-ной влажности, т/га |
Превышение над лучшим стандартом | Уборочная
Влажность зерна, % |
Индекс
урожайности |
Ломкость растений ниже
початка, % |
Поражение,
% |
Полегание, % | Высота, см | Кол-во дней от всходов
до цветения початков |
Протеин, % | Крахмал, % | |||
| т/га | % | пузырчатой
головнёй |
фузариозом
початка |
растений | прикрепления
початков |
|||||||||
| Машук 220 МВ | 4,07 | – | – | 15,9 | 2,6 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 182 | 69 | 42 | 9,18 | 65,84 |
| 721-32 | 5,22 | 1,15 | 28,3 | 15,1 | 4,8 | 3,8 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 184 | 73 | 43 | 7,56 | 69,83 |
| 720-5 | 5,15 | 1,09 | 26,7 | 17,1 | 3,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 176 | 55 | 41 | 8,81 | 67,00 |
| 720-9 | 4,89 | 0,82 | 20,3 | 16,1 | 3,0 | 0,0 | 8,0 | 0,0 | 0,0 | 161 | 62 | 44 | 7,94 | 66,27 |
| 720-11 | 4,50 | 0,43 | 10,6 | 16,2 | 2,8 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 167 | 60 | 44 | 7,69 | 67,57 |
| 720-10 | 4,49 | 0,42 | 10,3 | 14,8 | 3,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 154 | 54 | 44 | 7,73 | 69,92 |
| К 350 | 4,73 | – | – | 21,1 | 2,2 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 190 | 90 | 52 | 9,85 | 59,80 |
| 721-31 | 6,32 | 1,60 | 33,8 | 21,9 | 2,9 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 178 | 80 | 51 | 7,86 | 68,55 |
| 720-8 | 5,81 | 1,08 | 22,9 | 22,6 | 2,6 | 0,0 | 7,7 | 0,0 | 0,0 | 168 | 60 | 46 | 8,77 | 58,67 |
В опыте по сортоиспытанию участвовало 32 гибрида. Стандарт Машук 220 МВ превысило 5 среднеранних гибридов и 2 среднеспелых гибрида превысили по урожаю зерна стандарт К 350. В выделившихся гибридах использованы одна ультраранняя линия РМ 146, четыре раннеспелые РМ 139, РМ 345, РМ 112 и РМ 269 и две среднеспелые линии РМ 141 и РМ 318.
Выводы
Проведённые исследования позволили выделить перспективные самоопылённые линии для создания раннеспелых и среднеранних гибридов кукурузы. К ним относятся линии РМ 112, Gk 79, РП 210, РП 510, РМ 330, РМ 139, РМ 235, РМ 191, РМ 318, РМ 146 и РМ 269. Линии РМ 112, РМ 146, РМ 235, РД 4202, РМ 345, РМ 269, РМ 346, РМ 340 имеют повышенное содержание в зерне протеина на уровне 12-13,56%.
Высокоурожайные простые раннеспелые гибриды, выделившиеся в испытаниях, перспективны для использования в качестве родительских форм, в создании трёхлинейных и простых модифицированных гибридов. Гибриды под номерами 703-88, 705-121, 703-87, 705-120, 703-80, 705-114 имеют повышенное содержание крахмала в зерне в пределах 70,1-70,86%, а номера 700-12, 708-7 высокое содержание протеина – 11,03-11,17%. Полученные результаты будут использованы в создании новых гибридов.
BASIC MATERIAL FOR CREATION OF EARLY RIPENING
CORN HYBRIDS
Sotchenko Denis Yurievich, Voitov Alexey Sergeevich,
Sotchenko Dmitry Yurievich, Taov Astemir Akhedovich
FSBSI All-Russian Research Scientific Institute of Corn
The article presents the results of testing new hybrid combinations using 15 self-pollinated lines from ultra-early to middle maturing by growing period. According to the testing results of single cross hybrids obtained from crosses according to the diallel scheme, were identified 11 combinations that exceeded in yield the standard hybrid Uralskiy 150 (FAO 150). As a result, of involvement of parental forms that differ significantly in the growing period in breeding makes it possible to use the early maturing of some parents and the higher productivity of others. Mid-early and middle maturing hybrids were obtained that exceed the standards for yield and show the best indicators for the yield index. The studies carried out made it possible to identify promising self-pollinated lines for the creation of early-maturing and mid-early corn hybrids. The marked, high-yielding, single early-maturing hybrids are promising for use as parental forms, in the creation of three-way crosses and single crosses modified hybrids.
Key words: corn, early maturing and mid-maturing hybrids, yield, harvesting moisture, protein, starch, fat, diallel crossing, general and specific combining ability, self-pollinated lines.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- Доспехов Б. А. Методика полевого опыта. – М.: Агропромиздат, 1986. – 351 с;
- Методические указания. Изучение и поддержанию образцов коллекции кукурузы / сост. Г. Е. Шмараев (ред.), Г. В. Матвеева. Л.: ВАСХНИЛ, 1985. – 52 с.;
- Сотченко В. С. Селекция и семеноводство раннеспелых и среднеранних гибридов кукурузы / В. С. Сотченко // Дис. д-ра с.-х. наук в форме научного доклада. С.-Пб., 1992. – 48 с.
- Широкий Унифицированный и Международный классификатор СЭВ вида Zea Mays / под ред. к. т. н. В. Г. Кукекова. Л.: ВИР, 1977. – 82 с.;