Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Обзор литературы 6
1.1. Гетерозис у капусты б
1.2. Методы производства гибридных семян кочанной капусты 8
1.3. Самонесовместимость у перекрестноопыляемых растений 14
1.4. Влияние инбридинга на признаки кочанной капусты 21
1.5. Биологические особенности кочанной капусты 22
1.6. Основные элементы агротехники семеноводства самонесовместимых инбредных линий и промежуточных гибридов 31
Глава 2, Материал и методика проведения исследований. 36
2.1. Цель и задачи исследований 36
2.2. Место и условия проведения исследований 37
2.3. Материал и методика исследований 41
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Глава 3, Влияние факторов внешней среды на завязываемость семян растений самонесовместимых инбредных линий белокочанной капусты при гейтеногамном опылении бутонов 45
Глава 4. Завязываемость семян при гейтеногамном опылении бутонов самонесовместимых инбредных линий в зависимости от их местоположения на растении 54
Глава 5. Некоторые элементы агротехники семеноводства самонесовместимых инбредных линий и промежуточных гибридов 59
5.1. Семенная продуктивность и посевные качества семян самонесовместимых инбредных линий и промежуточных гибридов белокочанной капусты при разных сроках посева при выращивании маточников 59
5.2. Семенная продуктивность и посевные качества семян самонесовместимых инбредных линий и промежуточных гибридов белокочанной капусты в зависимости от площади питания в 1-й и 2-й годы выращивания 75
Глава б. Затраты труда и средств на производство семян самонесовместимых инбредных линий 92
Глава 7. Затраты труда и средств на производство семян промежуточных гибридов 97
Глава 8. Затраты труда и средств на производство семян четырех линейных гибридов 100
Выводы 104
Предложения производству 106
Литература 107
Приложения 132
- Гетерозис у капусты
- Цель и задачи исследований
- Влияние факторов внешней среды на завязываемость семян растений самонесовместимых инбредных линий белокочанной капусты при гейтеногамном опылении бутонов
- Завязываемость семян при гейтеногамном опылении бутонов самонесовместимых инбредных линий в зависимости от их местоположения на растении
- Семенная продуктивность и посевные качества семян самонесовместимых инбредных линий и промежуточных гибридов белокочанной капусты при разных сроках посева при выращивании маточников
Введение к работе
Решения ХХУІ съезда КПСС и Продовольственная программа СССР предусматривают ускорение выведения и внедрения в производство высокоурожайных сортов и гибридов овощных культур, обладающих высокими пищевыми и технологическими качествами.
Одной из основных овощных культур в нашей стране является капуста. Широкое распространение получила белокочанная капуста, занимающая ежегодно около 300 тыс.га. Это обусловлено большой приспособляемостью ее к условиям внешней среды, а также такими важнейшими хозяйственно-ценными свойствами, как высокая урожайность, транспортабельность и длительная лежкость ряда сортов при хранении (Т.В.Лизгунова, 1965).
Для повышения урожайности и улучшения качества продукции белокочанной капусты большое значение имеет использование гетерозисних гибридов. В связи с этим актуальной проблемой является организация массового гибридного семеноводства этой культуры.
В настоящее время за рубежом и у нас в стране селекция и производство гетерозисних гибридов белокочанной капусты базируется в основном на гибридизации самонесовместимых инбредных линий, растения которых не образуют семян от переопыления внутри линии, но хорошо скрещиваются с растениями других линий, что позволяет получать 100%-ные гибридные семена. Размножение и поддержание таких линий производится самоопылением бутонов вручную.
В связи с тем, что в нашей стране близится к завершению селекционная работа по выведению самонесовместимых инбредных линий, используемых в производстве 4-х линейных Fj гибридов белокочанной капусты, возникла необходимость в разработке основных - 5 -элементов научно обоснованной технологии семеноводства этих линий и гибридов между ними, обеспечивающих получение высокого урожая высококачественных семян.
При массовом производстве гибридных семян наиболее трудоемким, малопроизводительным процессом является поддержание и размножение самонесовместимых инбредных линий самоопылением бутонов вручную. Поэтому большое практическое значение имеет изучение оптимальных условий внешней среды и биологических особенностей родительских линий, способствующих лучшей завязываемости семян.
В литературе встречается мало сведений по изучаемым нами вопросам, выяснению которых и посвящена данная работа. - б -
Гетерозис у капусты
Среди эффективных приемов, позволяющих достигнуть повышения урожайности и улучшения качества овощных культур, важным является использование гетерозиса.
Впервые явление гетерозиса обнаружил адьюнкт Российской академии И.Кельрейтер (1940) при скрещивании обыкновенного виргинского табака (Mcotiana tabacum) с перуанским (Nicotiana glufcino-sa). Полученные гибридные растения ("бастардный табак") быстро росли, раньше начинали цвести, имели больше цветков, достигали большей высоты, чем родительские формы. Им впервые было предложено использовать бастардный табак в практических целях.
Изучением гибридной мощности растений занимались также Мюллер, Найт, Герберт, Нодэн, Кернер, Гертнер, Лакстон и многие другие исследователи. Обобщение этих работ приведено в труде Ч.Дарвина (1876) "0 действии перекрестного опыления и самоопыления в растительном мире", в котором он также сообщил о своих наблюдениях. Ч.Дарвин пришел к выводу о полезности перекрестного опыления и отрицательном влиянии самоопыления и о том, что в природе перекрестное опыление поддерживается естественным отбором. Он также указал на возможность использования гибридной мощности растений в практическом растениеводстве.
Понятие о "гетерозисе" как проявлении "гибридной силы" было введено американским ученым Шеллом (1908) для обозначения стимулирующего влияния гетерозиготности на рост и развитие гибридов.
Хотя повышенная мощность Fj гибридов представляет собой общее проявление гибридной силы, гетерозис может наблюдаться при развитии других признаков - морфологических, физиологических и биохимических (Н.В.Турбин, 1968).
Первые исследования гетерозиса у капустных культур в нашей стране и за рубежом были проведены в конце 20-х годов (Е.Н.Синс-кая, 1927; O.H.Pearson, 1929,1932). Установлено, что гибридные растения отличаются большим размером вегетативных органов (листьев, кочанов, стеблеплодов), высокой урожайностью, скороспелостью, устойчивостью к болезням.
В процессе изучения степени проявления гетерозиса у межсортовых гибридов кочанной капусты было доказано, что наибольший гетерозисний эффект по урожайности (20-70% и более) достигается при скрещивании морфологически и биологически различных и географически отдаленных сортов (Р.Е.Химич, 1935; З.И.Колобердина, 1941; Б.В.Квасников, 1956,1961,1964; Е.М.Попова, 1958,1963; Т.В. Лизгунова, 1963,1965,1966; А..Гизатова, 1965; Т.В.Смолина,1965; И.Е.Китаєва, 1968; С.Г.Макарова, 1972). Так, прибавка урожая у Pj гибридов Номер первый грибовский 147 х Вальватьевская 145 составила до 60%, а у Fj Брауншвейгская 423 х Аматер 611 до 99%, у Fj Вальватьевская 145 х Слава 1305 до 70% (И.Е.Китаєва, 1968).
Цель и задачи исследований
Целью настоящей работы является установление оптимальных условий наибольшей завязываемости семян при размножении самонесовместимых инбредных линий гейтеногамньм опылением вручную вскрытых бутонов и изучение основных элементов агротехники семеноводства самонесовместимых инбредных линий и промежуточных гибридов среднеспелых и позднеспелых сортов белокочанной капусты (срока посева и площади питания). В связи с этим были поставлены такие задачи:
I. Изучение завязываемости семян самонесовместимых инбредных линий при гейтеногамном опылении бутонов в теплице в зависимости от влияния следующих факторов:
1) освещенности под изолятором;
2) температуры воздуха;
3) времени дня в момент опыления;
4) срока опыления;
5) местоположения бутонов на растении.
П. Определение срока посева при выращивании маточников самонесовместимых инбредных линий и промежуточных гибридов.
Ш. Установление оптимальной площади питания маточников и семенных растений самонесовместимых инбредных линий и промежуточных гибридов.
ІУ. Расчет затрат труда и средств при размножении самонесовместимых инбредных линий и получении гибридных семян.
Влияние факторов внешней среды на завязываемость семян растений самонесовместимых инбредных линий белокочанной капусты при гейтеногамном опылении бутонов
Важным этапом в массовом производстве семян четырехлинейных гибридов белокочанной капусты является поддержание и размножение самонесовместимых инбредных линий, которое осуществляется в теплице гейтеногамным опылением вручную вскрытых бутонов, что связано с очень большими затратами труда. Для повышения эффективности такой работы селекционеру необходимо знание оптимальных условий внешней среды, позволяющих повысить завязываемость семян при самоопылении бутонов.
В литературе имеются сведения о влиянии температуры воздуха, освещенности и времени дня на завязываемость семян при самоопылении бутонов (А.В.Крючков, Е.В.Мамонов, 1975,1976; Е.В.Мамонов, 1976). Известно, что для образования максимального количества семян растений самонесовместимых инбредных линий позднеспелых сортов белокочанной капусты наиболее благоприятна температура воздуха 18-20С. Исследования Е.В.Мамонова (1976) показали, что при максимальной освещенности в теплице (16-20 тыс.люкс) снижается завязываемость семян при самоопылении бутонов. Вместе с тем, было установлено оптимальное время дня гейтеногамного опыления бутонов - утренние (7-8 час.) и особенно вечерние часы (18-19час.).
Однако эти вопросы еще недостаточно изучены и только на са-монееовместимых инбредных линиях позднеспелых сортов белокочанной капусты.
Целью настоящего исследования являлось изучение влияния ос - 46 -вещенности под изолятором, температуры воздуха, времени и срока гейтеногамного опыления бутонов на завязываемость семян растений самонесовместимых инбредных линий среднеспелых и позднеспелых сортов белокочанной капусты в условиях теплицы.
Результаты исследований уровня завязываемости семян при гей-теногамном опылении бутонов в зависимости от освещенности под изолятором представлены в таблице I. Из приведенных в таблице I данных видно, что в среднем по всем вариантам опыта завязывалось 14,1 семян на стручок. Значительное влияние на завязываемость семян оказывает генотип растений. Так, если у линий среднеспелых сортов завязывалось в среднем по 15,4 семян на стручок, то у линий позднеспелых сортов в 1,2 раза меньше - 12,9 шт. Следует отметить, что существует различие по завязываемости семян не только между линиями разных сортов, а также между сестринскими линиями одного сорта. Например, у самонесовместимых инбредных линий С1-а и А14-и завязывалось в среднем по 19,4 и 14,6 семян на стручок, а у их сестринских линий CI-б и А14-ж завязываемость семян была ниже на 17,5 и 13,7$ соответственно и составляла 16,0 и 12,6 семян на стручок.
Завязываемость семян при различной освещенности под изолятором изменялась незначительно. Этот показатель находился на уровне среднего значения по опыту при освещенности 2-7 и 14-19 тыс. люкс. Наиболее высокая завязываемость семян отмечена при освещенности 8-13 тыс.люкс.
Завязываемость семян при гейтеногамном опылении бутонов самонесовместимых инбредных линий в зависимости от их местоположения на растении
Большое значение при массовом размножении самонесовместимых: инбредных линий имеет знание тех зон семенного растения, где можно получить наибольшее количество высококачественных семян.
В литературе встречается мало сведений о влиянии на завязы-ваемость семян местоположения бутонов на растении. В исследованиях Е.В.Мамонова (1976), выполненных на самонесовместимых инбредных линиях позднеспелой белокочанной капусты, максимальное количество семян образовалось при гейтеногамном опылении бутонов, находящихся в средней части соцветия на центральном побеге и ветвях I порядка ветвления, расположенных в средней зоне семенного растения.
Целью наших исследований было выяснение влияния местоположения бутонов на растении на завязываемость семян самонесовместимых инбредных линий белокочанной капусты среднеспелых и позднеспелых сортов. Для этого мы проводили гейтеногамное опыление бутонов центрального соцветия и побегов I порядка ветвления. В каждом варианте опыта опыляли по 12-15 бутонов в 3-кратной повторно сти. Результаты нашего опыта приведены в таблице 5,
Согласно данным этой таблицы, при самоопылении бутонов высокая завязываемость семян наблюдалась в нижней зоне соцветия, где она была на 16,3% больше, чем в верхней.
Семенная продуктивность и посевные качества семян самонесовместимых инбредных линий и промежуточных гибридов белокочанной капусты при разных сроках посева при выращивании маточников
В литературных источниках приводятся данные о том, что посев семян в 1-й год культуры лучше проводить в более поздние, чем на товарную продукцию, сроки. Это позволяет ко времени уборки получить вполне сформированные, не треснутые, хорошо хранящиеся в течение зимнего периода маточники (В.К.Трулевич, 1952; Е.М.Попова, 1953; А.С.Артемьев, 1961,1968; Е.И.Чулкова, В.П.Переднєє, Н.А.Городилов, 1973; В.П.Мелешкевич, 1979,1981). Для Центральных районов Нечерноземной зоны РСФСР рекомендуются следующие сроки посева при выращивании маточников: среднеспелые сорта - I декада мая; позднеспелые - 2 декада апреля (Г.П.Мизу-нов, 1974). Наряду с этим, работами многих исследователей доказано, что формирование семенного куста, количество и качество семян у двулетних овощных культур в значительной мере зависит от срока посева в 1-й год культуры. А.А.Волковой (1959) установлено, что при раннем сроке посева формируются многоветвистые семенники, а при позднем - маловетвистые, дающие меньшее количество семян, но более высокого качества.
Самонесовместимые инбредные линии и промежуточные гибриды белокочанной капусты, используемые при производстве четырехлинейных Fj гибридных семян, вследствие длительного инбридинга, отличаются пониженной жизненностью и низкой семенной продуктивностью, вследствие этого сроки посева при выращивании маточников могут значительно отличаться от принятых в семеноводстве сортов. Публикаций, освещающих эти вопросы, ни в отечественной, ни в зарубежной литературе нами не обнаружено.
В связи с этим нам предстояло выяснить влияние различных сроков посева при выращивании маточников на их массу и лежкость, характер роста и развития семенников, семенную продуктивность, посевные качества и химический состав семян растений самонесовместимых инбредных линий и промежуточных гибридов белокочанной капусты.
