Пластичность хозяйственно-ценных признаков зерновых культур

Тип работы: Дипломная работа
Бесплатно: Антиплагиат
Объем: 97 страниц
В избранное:

КАЗАХСКИЙ АГРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. С. СЕЙФУЛЛИНА

КИПШАКБАЕВА Г. А.

Пластичность хозяйственно-ценных признаков зерновых культур

МОНОГРАФИЯ

Нур-Султан, 2020 г.

НАО «КАЗАХСКИЙ АГРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМ. С. СЕЙФУЛЛИНА»

КИПШАКБАЕВА Г. А.

Пластичность хозяйственно-ценных признаков

зерновых культур

МОНОГРАФИЯ

Нур-Султан, 2020 г.

УДК 633. 1:631. 5(035. 3)

ББК 42. 112:41. 4b4

К42. Кипшакбаева Г. А. Пластичность хозяйственно-ценных признаков зерновых культур. Монография. -Нур-Султан:Казахский агротехничекий университет им. С. Сейфуллина, 2020. - 93 с.

ISBN

В монографии представлены результаты изучения и оценки исходного материала зерновых культур в условиях Северного Казахстана. В монографии рассматриваются биологические и экологические особенности сортов зерновых культур, их пластичность и способность формирования урожая в различные годы.

Монография предназначена для студентов сельскохозяйственных и биологических факультетов университетов.

Рецензенты:

Мейірман Ғ. Т. - доктор сельскохозяйственных наук, профессор, академик НАН Республики Казахстан, Казахский НИИ земледелия и растениеводства;

Ажгалиев Т. Б. - Председатель РГУ «Государственная комиссия по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур» Министерства сельского хозяйства Республики Казахстан

Нурманов Е. Т. - ас. профессор кафедры «Почвоведения и агрохимии» Казахского агротехнического университета им. С. Сейфуллина

ISBN

Рассмотрено и одобрено к изданию на заседании начно-технического совета Казахского агротехнического университета им. С. Сейфуллина в качестве учебного пособия (монографии), протокол №__от «__» 2020 года

ВВЕДЕНИЕ

Зерно является главным источником производства продуктов питания для человека, кормов для сельскохозяйственных животных, служит сырьем для промышленности. Пшеницу культивируют более чем в 80 странах мира. По данным Международной организации по продовольствию и сельскому хозяйству, площади, занимаемые подзерновыми культурами, составляют в мире 1, 5 млрд. гектар. На долю пшеницы приходится около 35% общемирового производства зерна.

Зерно имеет первостепенное значение в проблеме обеспечения питанием возрастающей численности населения мира. По мнению Ѕ. Rajarama [1] в ближайшие 20 лет запросы по потреблению пшеницы возрастут на 40%.

По данным Министерства сельского хозяйства республики Казахстан в 2020 году сельскохозяйственные культуры размещены на площади 22, 5 млн. га, из них площадь под зерновыми культурами составила 14, 9 млн. га.

Сегодня в условиях изменения климата является актуальным возделывание сельскохозяйственных культур в зависимости от обеспеченности агроклиматическими ресурсами. При возделывании сельскохозяйственных культур необходимо учитывать почвенные, климатические и текущие погодные условия, в соответствии с биологическими требованиями растений. Своеобразные природно-климатические условия Северного Казахстана требуют сочетания в одном сорте комплекса хозяйственно-ценных признаков и биологических свойств, для получения стабильных и высококачественных урожаев. Приоритетным направлением является создание сортов зерновых культур обладающих засухоустойчивостью, одновременно они должны быть отзывчивыми на увлажнение, иметь непродолжительный вегетационный период, устойчивость к основным грибным болезням и вредителям, обладать высокими показателями качества зерна и иметь достаточно высокую урожайность. За последнее время селекционерами создано большое количество сортов зерновых культур отличающихся относительной скороспелостью по сравнению с ранее возделываемыми, прочной соломиной, обладающих высокой пластичностью, характеризующихся сравнительной устойчивостью к основным болезням и вредителям в данном регионе и т. д.

Для реализации селекционных программ особоезначение имеют источники и доноры важнейших хозяйственно-ценных признаков и свойств, т. е. генетические ресурсы. По мнению исследователей В. Skovmand с соавторами [5] генетические ресурсы - это основа, поддерживающая глобальное производство пшеницы в настоящее время, которая будет служить этому и в будущем. Генетические ресурсы заключают в себе широкий диапазон генетического разнообразия, которое является очень важным для увеличения и обеспечения потенциала урожайности, поскольку оно является источником устойчивости и толерантности к абиотическим и биотическим факторам окружающей среды [6] .

В странах СНГ, в том числе России, Казахстане и Украине, где генетические ресурсы рассматриваются, прежде всего, как источник, исходный материал для селекции в определенном направлении, большое внимание уделяется созданию признаковых коллекций.

По мнению академика Н. П. Гончарова [7] фенетические коллекции - это коллекции, в которых генетические ресурсы подобраны по степени фенотипического проявления отдельных признаков и свойств или их сочетаний.

Согласно А. Ф. Мережко [8], признаковые коллекции должны формироваться исходя из двух принципов, во-первых, должны быть подобраны образцы с низкой или высокой выраженностью признака или свойства (в зависимости от направления использования) как источники для селекции; во-вторых, как отражающие спектр внутривидовой изменчивости по данным признакам и свойствам. Для этого существуют обоснованные критерии подбора образцов в формируемую признаковую коллекцию.

На важность изучения исходного материала, в улучшении сортового состава указывал Н. И. Вавилов [9, 10, 11, 12] . Огромное значение использования генетических ресурсов в селекции новых сортов отмечали многие исследователи В. Я. Юрьев [13], П. М. Жуковский [14, 15], А. П. Шехурдин [16], П. П. Лукьяненко [17, 18], М. М. Якубцинер [19], В. Ф. Дорофеев и др. [20], N. Borlaug [21], Р. А. Уразалиев, М. А. Есимбекова, Г. А. Кипшакбаева [22, 23, 24] . В связи с этим сейчас, когда к будущему сорту предъявляются исключительно высокие требования, ycпex создания любого сорта сельскохозяйственного растения во многом зависит от научно обоснованного выбора исходного материала. Поэтому, очень важным этапом является изучение и выявление потенциальных доноров и источников устойчивости в любых почвенно-климатических зонах, для создания сортов с запрограммированными именно для данной зоны показателями.

Работа выполнена в рамках международного-имиджевого проекта «Интродукция, селекция и распространение сортов сельскохозяйственных культур» (пшеница, ячмень, овес) » с 2016 по 2020 гг., исследования проводились совместно с Северо-Западным университетом лесного и сельского хозяйства (Китай) . Основная цель работы - оценка сортов зерновых культур китайской селекции в природно-климатических условиях севера Казахстана. По результатам совместных исследований выделены ценные формы - источники и доноры основных хозяйственно-биологических признаков, для использования в селекционном процессе с целью создания новых сортов зерновых культур для условий Северного Казахстана. Выделенные сорта характеризуются сравнительно хорошей приспособленностью к местным почвенно-климатическим условиям, устойчивостью к грибным заболеваниями высоким технологическим качеством семян.

В монографии приведены результаты изучения и оценки исходного материала зерновых культур различного происхождения в условиях Северного Казахстана. Сорта зерновых культур охарактеризованы по диапазону их изменчивости как основа анализа и поиска критериев для отбора исходного материала в целях селекции по комплексу хозяйственно-ценных признаков и свойств. Установлены оптимальные для зоны Северного Казахстана параметры отбора исходного материала для скрещиваний. Определены стабильность и пластичность тестируемых хозяйственно-ценных признаков и свойств в климатически непостоянных условиях севера Казахстана.

1 УСЛОВИЯ, МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

1. 1 Природные условия возделывания зерновых культур

Характеризуя климат Северного Казахстана, в частности Акмолинскую область В. П. Кузьмин [25] пишет «Здесь неожиданно проявляются элементы климата то западных регионовстраны (засушливая середина лета), то приполярья (очень короткий и холодный период вегетации), то пустынного юга (сухая и знойная погода от весны до осени) . . . ». Это требует от сортов пластичности, cпособности полностью использовать сильно меняющиеся по годам и сезонам ресурсы влаги итепла.

Климат засушливый, резко континентальный, что проявляется в больших колебаниях суточных, месячных и сезонных температур при малом количестве атмосферных осадков и неравномерном их распределении в течение года, в свою очередь обусловлено большой удаленностью его от Атлантического океана - основного источника увлажнения. Северные границы республики открыты для вторжения относительно холодных и бедных влагой арктических и полярных масс воздуха, которые с продвижением в южные широты постоянно прогреваются и иссушаются. Особенно это происходит в теплое время года надравниной, чему благоприятствует изобилие здесь солнечного света и тепла при незначительной облачности.

Оптимальные сроки посева приходятся на вторую половину мая, поэтому период вегетации зерновых культур совпадает в большинстве лет с тремя месяцами: июнь, июлем и августом. Июнь наиболее важен для формирования зерновых культур, в течении этого месяца растения проходят самые ответственные фазы в своем развитии всходы, кущение и выход в трубку определяется величина продуктивной кустистости, число колосков и цветков в колосе, то есть основные компоненты урожая. Июль - самый жаркий месяц года. Однако небольшое снижение температуры в этом месяце неблагоприятно сказывается на величине урожая. В августе температура воздуха более всего влияет на качество зерна, котоpoe зависит от условий созревания. В годы с засушливым летом восковая спелость наступает уже в первой половине месяца и августовские температуры в таких случаях не играют существенной роли. Наибольшее влияние на урожай и его качество оказывает температура августа месяца, особенно во влажноеи холодное лето.

Относительная влажность воздуха сильно влияет на развитие растений. Наблюдения в условиях Северного Казахстана показали, что она возрастает от июня к июлю и августу. Суховейная погода чаще всего наблюдается в июне, особенно во второй его половине. Однако суховеи также нередко, ивначале июля месяца, действия жаркой погоды в этом месяце может привести к резкому снижению числа зерен в колосе и приостановить темпы нарастания cyxoгo вещества. Особенно заметным является снижения массы 1000 зерен. Проявления этого природного явления в остальное время вегетации растений является очень редким.

В засушливых условиях Северного Казахстана важнейший климатический фактор, определяющий уровень урожая - атмосферные осадки. Огромное значение имеет не только их общее количество, но и распределение по сезонам года и месяцам. Нередко сдвиг во времени выпадения летних дождей на несколько дней ведет к существенному изменению урожайности всех сельскохозяйственных культур, в силу чего сроки посева здесь имеют исключительное значение.

Акмолинская область относится к слабоувлажненной умеренно теплой зоне, с суммой активных температур 2000-2200 и коэффициентом увлаженения 0, 8-1, 0, климат-резкоконтинентальный. Для территории Акмолинской области в целом свойственно широтное распределение температуры воздуха.

Среднемесячная температура воздуха достигает наибольшего значения в июле, а наименьшего - в январе. В области лето теплое, а зима холодная. Средняя за июль температура воздуха по области примерно составляет 18, 5-21, 2°С, а средняя за январь - минус 14, 3 - минус 19, 5°С. Надо отметить, что развитие генеративных органов сельскохозяйственных культур в основном происходит в июль - август месяцы. В Акмолинской области средняя за июнь температура воздуха составляет 17, 5-20, 0°С. Днем температура воздуха в среднем составляет 24, 9°С, а ночью опускается до 12, 3°С. В области средняя за июль температура воздуха составляет 18, 5-21, 2°С. Днем температура воздуха достигает 25, 7°С, а ночью опускается до 14, 1°С. В августе средняя температура воздуха по территории области составляет 16, 5-17, 5°С. Днем температура воздуха достигает 23, 7°С, а ночью опускается до 12, 1°С. В зимнее время понижение температуры воздуха да минус 20-40°С при полном бесснежье или высоте снежного покрова ниже 5 см является опасным для посевов озимых зерновых культур, многолетних трав, плодовых деревьев и ягодников. В то же время очень высокий снежный покров (выше 40 см) может привести к выпреванию зимующих зерновых культур. Также сильные ветры могут вызывать перераспределение снега, вызывая оголение больших площадей. Температурные показатели в комплексе с высотой снежного покрова и скоростью ветра могут характеризовать условия перезимовки озимых культур.

В Акмолинской области средняя температура воздуха в январе составляет в пределах минус 14, 3 - минус 19, 5°С. Средняя месячная ночная минимальная температура воздуха довольно низкая, по территории области составляет минус 18, 4 - минус 26, 1°С. При таких температурах снежный покров высотой более 20 см могут обеспечить теплоизоляционные условия. Примерно такие же условия складываются и в феврале месяце. По области средняя за февраль температура воздуха составляет в пределах минус 13, 8 - минус 18, 2°С. Ночная минимальная температура воздуха довольно низкая (минус 18, 3 - минус 24, 9°С) . Высота снежного покрова составляет 19-45 см. В феврале также маловероятны оттепели, при средних максимальных температурах воздуха минус 9, 2 - минус 11, 2°С. Угрозу для перезимовки озимых зерновых культур вызывают постоянные ветра со средней скоростью 2, 8-7, 7 м/с.

Рост и развитие растений начинается от даты устойчивого перехода суточной температуры воздуха выше уровня ее биологической минимальной температуры. Для большинства растений и сельскохозяйственных культур этот предел равен 5°С (ранние яровые), для поздних яровых культур - 10°С, а для теплолюбивых культур - 15°С. На территории области дата перехода суточной температуры воздуха через 10°С весной приходится на период 1-9 мая, а обратно осенью - 17-26 сентября и соответственно продолжительность вегетационного периода для теплолюбивых культур составляет на севере области 82-98 сутки.

В Акмолинской области в среднемноголетнем за год выпадают осадки около 300-410 мм осадков, из них за теплый период года в среднем выпадают 183-271 мм осадков, из них 122-190 мм в период роста и развития растений. В годовом ходе месячные суммы осадков растут к лету и уменьшаются к зиме. Максимум осадков наблюдается в июле, когда за месяц выпадает более 50 мм осадков. В Акмолинской области снежный покров в среднем появляется во второй декаде октября, но устойчивый снежный покров образуется в первой половине ноября. Устойчивый снежный покров разрушается в начале апреля и полностью сходит во второй половине апреля. В области количество дней со снежным покровом составляет 148-167 суток. Высота снежного покрова достигает своей максимальной высоты в конце февраля - начале марта. В апреле месяце с повышением температуры воздуха начинается интенсивное снеготаяние. Акмолинская область относится к зоне с не удовлетворительным увлажнением.

Для зерновых культур особенно важны осадки первой половины лета. Корнеплоды и картофель, наоборот, очень чувствительны к недостатку влаги в период репродуктивного развития, т. е. в момент формирования урожая. У различных сортов одного и того же вида растений критическими могут быть иные периоды развития. К прямому показателю влагообеспеченности относится сумма осадков за вегетационный период и запасы продуктивной влаги в почве. Для сельскохозяйственных культур очень важны осадки, выпавшие в период их активной вегетации (от посева до созревания), т. е. за май-август. В период созревания и уборки урожая благоприятными являются ясная и без осадков погода. Также важны осадки холодного периода года, которые определяют величину весенних запасов влаги в почве, т. е. в период сева сельскохозяйственных культур.

Для сельскохозяйственных культур особую опасность представляют поздние весенние и ранние осенние заморозки. Устойчивость растений к заморозкам и степень их повреждения зависят от многих факторов: времени наступления, интенсивности и продолжительности заморозка, вида, сорта и фазы развития растений, условий выращивания, скорости оттаивания тканей растений, поврежденных заморозком и т. п. В Акмолинской области весенние последние заморозки в воздухе в среднем с 12 по 29 мая. В годы с поздней и затяжной весной заморозки прекращаются в июне. В среднем первые осенние заморозки в районе наблюдаются с 10 по 25 сентября. В области средняя продолжительность безморозного периода на почве колеблется до 90 дней.

В среднем условия вегетационных периодов 2018-2020 годов характеризовались как неблагоприятные, 2018 год характеризовался недобором температур, 2019 год как острозасушливый, 2020 год отмечался жесткой засухой в мае, не характерным выпадением осадков в июне месяце. В 2018 году посев сортоопытов зерновых культур произведен в оптимальные для зоны сроки, согласно зональной технологии возделывания сельскохозяйственных культур. Однако необходимо отметить, что в период массовых всходов температурный фон был ниже среднемноголетнего показателя. В период с 27 по 28. 05, 30-31. 05 и 03-04. 06 отмечались кратковременные атмосферные и почвенные заморозки (до - 5°С) . Соответственно, отмечается удлинение наступления фазы всходов в разрезе сортов зерновых культур. В сравнении с среднемноголетними значениями отклонение температурного фона в мае месяце составило -1, 2°. По этой причине начальный период развития зерновых культур характеризовался замедленными темпами ростовых процессов. Аналогичная картина отмечается и в последующие месяцы развития культур, недобор температурного режима составил от 0, 6° до -1, 4°. При этом необходимо отметить отсутствие влаги в первый месяц роста и развития зерновых культур. Фаза всходов проходила при отсутствии влаги (выпало за май месяц 10, 2 мм при среднемноголетнем значении - 31 мм) и низком температурном фоне. Последующие месяцы влажностный режим изменился в сторону увеличения, за июнь-август месяц отклонения от среднемноголетнего показателя составил от 2 до 20 мм. Однако недобор температур и наличие влаги спровоцировали появление грибных болезней в частности бурой ржавчины и септориоза на посевах зерновых культур. Наличие влаги во второй период роста и развития зерновых культур способствовали удлинению второго периода развития и появлению дополнительных побегов.

Условия 2019 года были сравнительно благоприятны по температурному и влажностным режимам. Период первой половины роста и развития зерновых культур по температурному фону был на уровне среднемноголетнего показателя, в II и III декаде мая отмечались кратковременные атмосферные и почвенные заморозки (до - 1°С) . Последующие месяцы отмечалось значительное увеличение температурного фона на 1, 6° и 4, 2° в сравнении с среднемноголетними показателями. Необходимо отметить, что отличием условий возделывания 2019 года является острая засуха в мае месяце (отклонение составило -21, 3мм), в июле (отклонение от среднемноголетнего значения - 46, 3мм) и августе месяце (отклонение -25, 9 мм) . При этом свойственная для условий Северного Казахстана июльская влага «июльский минимум» сместился в июнь месяц, отклонения от среднемноголетнего значения составило +22, 5 мм. Такое количество выпавших осадковв июне и отсутствие осадков в июле месяце является не свойственным для условий Акмолинской области. Соответственно повышенный температурный фон и отсутствие осадков во второй половине роста и развития зерновых культур привел к уменьшению вегетационного периода, сорта иностранной селекции остановили рост и развитие.

... продолжение

Вы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.