47063

Методические указания составлены:

ассистентом кафедры растениеводства Ж.А. Арьковой

Методические указания составлены в соответствии с Государствен- ным образовательным стандартом высшего профессионального образова- ния по направлению подготовки дипломированных специалистов по спе- циальности 110204 «Селекция и генетика полевых культур».

Рецензенты:

ст. преподаватель кафедры растениеводства, кандидат с.-х..наук

Н.А. Полянский

доцент кафедры технологии производства и переработки с.-х. продукции, кандидат с.-х. наук С.И. Данилин

Рассмотрены на заседании кафедры растениеводства. Протокол № 2 от 16 октября 2007г.

2.Гибридизация (на примере пшеницы и ячменя)……..……………... 5

3.Полевая апробация (на примере люпина)……………..……………. 11

4.Вопросы для самоконтроля …………………………………………. 14

Литература…………………………………………….…………………. 14

©Издательство Мичуринского государственного аграрного университета, 2008

2

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

ВВЕДЕНИЕ

Учебная практика по дисциплине «Частная селекция и семеноводст- во с.-х. культур (полевых культур)» проводится в учебно-опытном хозяй- стве «Комсомолец» Тамбовской области Мичуринского района. Цель –

изучение на практике морфологических и биологических особенностей полевых культур.

В задачу практики входит получения студентами современных зна- ний по основным направлениям селекции полевых культурам, а также изу- чение исходного материала и методов селекции.

Студенты Плодоовощного института проходят учебную практику по следующим темам:

1.СОРТОВАЯ И ВИДОВАЯ ПРОПОЛКА.

2.ГИБРИДИЗАЦИЯ (НА ПРИМЕРЕ ПШЕНИЦЫ И ЯЧМЕНЯ).

3.ПОЛЕВАЯ АПРОБАЦИЯ (НА ПРИМЕРЕ ЛЮПИНА).

Форма закрепления знаний студентами по практике - зачет.

ТЕМА 1. СОРТОВАЯ И ВИДОВАЯ ПРОПОЛКА

Цель работы: ознакомление с организацией проведения видовых и сортовых прополок на семеноводческих посевах зерновых культур и полу- чить практические навыки.

Содержание:

Видовая прополка – удаление из сортового посева примесей, отно- сящихся к другим видам и родам растений.

Сортовая прополка – удаление из посева основного сорта приме- сей других сортов и разновидностей той же культуры.

При выращивании суперэлиты и элиты, а также на семенных посевах

в хозяйствах необходимо соблюдать ряд обязательных правил и проводить регламентированные мероприятия в целях получения высококачественных семян.

При выращивании на одном поле разных культур, сортов самоопы-

ляющихся культур или разных репродукций и категорий одного сорта их разделяют посевом викоовсяной смеси или пропашной культуры шириной в один проход сеялки.

Для предотвращения возможного биологического засорения сортов перекрестноопыляющихся культур соблюдают пространственную изоля- цию (для ржи и гречихи — 200 м).

При многообразии культур, сортов, репродукций и категорий необхо- димо выполнять ряд мероприятий при размещении, транспортировке семян, посеве, уходе за посевами, уборке, послеуборочной обработке, хранении семян. Например, посев следует начинать с семян высших репродукций и

3

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

категорий. Не рекомендуется выезжать за границы поля, участка. После посева его края обрабатывают и засевают теми же семенами.

На семенных посевах необходимо ежегодно проводить видовые и сор- товые прополки.

Одной из главных причин выбраковки посевов зерновых и зерновых бобовых культур является засорение другими видами, сортами, а также трудноотделяемыми сорняками. Удаление примесей путем прополки можно считать профилактической мерой. Как правило, при размножении механиче- ская примесь нарастает очень быстро. К таким опасным засорителям от- носятся: в посевах твердой пшеницы — мягкая пшеница; ячменя — овес, овсюг, редька дикая; гороха посевного — горох полевой; озимой ржи — кострец ржаной и т. д.

Основной способ борьбы с редькой дикой — обработка гербицидами. Чтобы избежать засорения озимой ржи кострецом ржаным, не следует размещать ее семенные посевы на переувлажненных полях. Внутрихозяйст- венные организационные мероприятия во многом способствуют предупре- ждению засорения посевов озимой пшеницы озимой рожью, твердой пшени- цы мягкой, ячменя овсом, овса ячменем. К ним относятся размещение се- меноводческих посевов этих культур в разных производственных подраз- делениях, послеуборочная обработка семян на разных поточных линиях и т. д. Система агротехнических мероприятий позволяет свести к минимуму опасность засорения посевов ячменя и овса овсюгом.

Видовые и сортовые прополки являются обязательным мероприятием в первичных звеньях семеноводства, питомниках размножения 2-го года и последующих лет, посевах суперэлиты и элиты. Перед началом работ составляют таблицу трудноотделимых сорняков и культурных растений, а также гербарий для инструктажа рабочих.

Достаточно эффективны видовые и сортовые прополки, проводимые в фазе колошения, например удаление растений озимой ржи из посевов озимой пшеницы, ячменя — из посевов овса и наоборот, остистых форм пшеницы из посевов с безостым колосом и наоборот. Проведение сортовых прополок перед уборкой не всегда целесообразно. На больших массивах площадью несколько сотен гектаров и более практически невозможно про- водить сортовые прополки полегших посевов. Очень трудно четко выделить в посевах элиты овса примесь по форме метелки. Подавляющее большинст-

во современных сортов зерновых культур относится к небольшому числу (разновидностей: мягкой пшеницы — лютесценс, альбидум, эритроспермум ячменя — нутанс, эректум, медикум; овса — мутика, ауреа. Очень часто два сорта одной культуры, возделываемые в одном хозяйстве относятся к одной

разновидности или отличаются друг от друга только по окраске зерна или по зазубренности остей.

Достаточно четко можно удалять остистые формы пшеницы из посе- вов сортов с безостым колосом и наоборот, красноколосые формы в посевах

4

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

его размера – от 6 до 12 колосков. В этих колосках пинцетом вырывают верхние цветки, оставляя только наиболее развитый первый и второй цвет- ки. У остистых сортов обрезают ости. Некоторые селекционеры срезают верхнюю часть цветковых чешуи, чтобы облегчить кастрацию. Однако отмечено, что эта операция, особенно в жаркую сухую погоду, может уменьшать процент завязывания, а гибридное зерно, завязавшееся в таких колосьях, оказывается щуплым. В условиях жаркого сухого климата (на- пример, в Казахстане) даже удаление остей ведет к неблагоприятным по- следствиям.

Подготовив колос, приступают к удалению пыльников (кастрации). Начиная с нижнего колоска одной из сторон колоса последовательно уда- ляют все три тычинки из каждого цветка, пока не дойдут до верхнего ко- лоска. Затем то же самое повторяют с другой стороны колоса. Строгая по- следовательность в кастрации цветков необходима для того, чтобы не про- пустить ни одного цветка, иначе работа будет испорчена. Колос держат кончиками пальцев левой руки, пинцет — в правой. Сомкнув концы пинцета, вводят его сверху и сбоку между наружной и внутренней чешуя- ми цветка или, если верхушки чешуи срезаны, в отверстие между ними сверху, опуская затем вниз до уровня пыльников. Разведя концы пинцета, раскрывают цветок и, захватив верхушки пыльников, удаляют их целиком, желательно все три пыльника сразу. В противном случае извлекают их из цветка поочередно. Нужно каждый раз подсчитывать число удаленных пыльников. Удалять пыльники следует осторожно, чтобы не повредить рыльце.

Закончив кастрацию, колос изолируют. В зависимости от способа опыления применяют различные изоляторы. Обычно пользуются группо- выми изоляторами из пергаментной бумаги размером 25 X 10 см или близким к нему. В такой изолятор помещают 2—4 кастрированных колоса. При опылении методом «твел» пользуются малыми одиночными изоля- торами. В такой изолятор помещают один колос. Соломину (или соломины всех колосьев, помещенных под изолятор) в нижней части обертывают ва- той и изолятор в этом месте обвязывают суровой ниткой, которой его при- вязывают свободным узлом к тычине. В верхней части изолятор также привязывают к ней ниткой свободным узлом. Если используют тычины из толстой проволоки, верхний конец их должен быть загнут, чтобы исклю- чить возможность травмы острым концом. Одиночный изолятор бывает на- столько легким, что его можно не привязывать к тычине, а закреплять на соломине канцелярской скрепкой. На изоляторе простым карандашом пишут название материнской формы (ставят знак ♀), дату кастрации и фамилию работника, выполнившего эту операцию.

Опыление проводят, когда рыльца распушатся и будут готовы к прорастанию пыльцы. Это происходит на 2—3-й день после кастрации

6

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

(если очень жарко и сухо, то на следующий день). При запоздании с опылением процент удачи снижается, так как рыльца постепенно теряют жизнеспособность. Предельный срок, когда еще можно получить гиб- ридные семена,— 7—10 (в прохладную погоду) дней после кастрации.

Опыление проводят различными способами. Наиболее результа- тивно, но в то же время и наиболее трудоемко принудительное опыление. Собирают пинцетом пыльники из колосьев ОТЦОВСКОГО сорта, у которых начали цвести единичные цветки или находятся накануне цвете- ния. Берут желтые пыльники, но еще не вскрывшиеся. Помещают их в бюкс или бумажный стаканчик. Не следует собирать большое количество пыльников, на это уходит много времени, и жизнеспособность пыльцы снижается. Пыльцу собирают в утренние часы и хранят в холодильнике. Снимают изолятор с колосьев материнского сорта и проводят опыление, захватывая пинцетом пыльник и вкладывая его в кастрированный цветок. При этом стараются набрать на пыльник пыльцу, которая имеется в ста- канчике, так как часть пыльников там растрескивается. Иногда вкладыва- ют по два пыльника в цветок — это улучшает опыление. Хорошие резуль- таты дает опыление «из колоса в колос», когда пыльник извлекают из ко- лоса отцовской формы, сорванного на делянке, и сразу же вкладывают в цветок кастрированного колоса материнской формы. Закончив опыление, вновь надевают изолятор. После каждой комбинации опыления пинцет обрабатывают спиртом.

Гораздо производительнее ограниченно свободное опыле -

ние. При этом способе срезают колосья отцовской формы, готовые к цве- тению, с длинной соломиной. Снимают изолятор с кастрированных ко- лосьев и помещают колосья отцовской формы несколько выше (наполо- вину колоса) колосьев материнской. На один колес материнской формы берут обычно два колоса отцовской. Вновь надевают и завязывают изоля- тор, а концы соломин отцовских колосьев помещают в емкость (пробирку, банку) с водой. Помимо высокой производительности, этот способ хорош тем, что допускает использование неодинаковых по готовности к цвете- нию отцовских колосьев: незрелые дозревают под изолятором. Необходи- мо время от времени доливать воду в пробирки или банки и в первые 2—3 дня встряхивать изоляторы 2—3 раза в день, чтобы опыление шло лучше.

Разновидностью ограниченно свободного опыления является метод « т вел » , предложенный Н. Борлаугом. В этом случае, как было сказано выше, используют одиночные изоляторы. Чешуи при подготовке мате- ринского колоса к кастрации подрезают. Колос отцовской формы, кото- рый вот-вот должен зацвести или у которого уже раскрылись один-два цветка, срезают, подрезают чешуи (при этом удаляют и ости) и, согревая в руках или просто воткнув соломину в землю на солнце, ждут, когда начнется цветение. Тогда раскрывают изолятор в верхней части, не сни-

7

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

мая его с колоса (удобно, если верхушка изолятора просто загнута и скре- плена канцелярской скрепкой), туда вводят зацветший колос и вращают его над колосом материнской формы так, чтобы осыпать его пыльцой. За- тем колос вынимают, углы изолятора загибают, чтобы закрыть отверстие, и скрепляют канцелярской скрепкой. Колосья для опыления можно ос- тавлять в изоляторе, при этом повышается процент завязываемости.

Произведя опыление, на изоляторе пишут название отцовской фор- мы (ставится знак ♂), дату опыления и фамилию работника, выполнивше- го эту операцию. Изоляторы через 15 дней снимаются и на растения на- вешиваются этикетки с указанием отцовской и материнской формы.

Свободное опыление не требует изоляции. При этом эконо- мится время, но возникает некоторый риск участия в опылении пыльцы незапланированных форм. Чтобы уменьшить его, посевы материнских форм в виде площадок размещают в массиве отцовской формы. Жела- тельно, чтобы отцовская форма цвела на 2— 3 дня позднее материнских. Кастрируют колосья материнских форм. Колосья, не используемые для кастрации, удаляют. Все данные о кастрации пишут на бумажных этикет- ках, которые навешивают на кастрированные колосья. Можно ограни- читься одной этикеткой для всей площадки.

Гибридизацию других зерновых злаков проводят в основном так же, как и гибридизацию пшеницы. Однако имеются особенности.

Колос ячменя начинает цвести еще во влагалище листа. Поэтому для кастрации берут колосья, ости которых только показались из влагалища листа, и осторожно высвобождают их. При подготовке колоса к кастрации нужно удалить, помимо верхних и нижних, боковые колоски, поскольку даже у двурядного ячменя они способны давать пыльцу. Колосья ячменя опыляют, как правило, принудительно, но хорошие результат получали и при использовании метода « твел » и свободного опыления. Чтобы по- высить процент завязывания, прибегают к повторному принудительному опылению тех цветков, в которых оплодотворения не произошло и цвет- ковые чешуи вследствие этого открыты. Повторные опыления проводят через2—3 дня после первого опыления.

Метелку овса, так же как и колос ячменя, для кастрации при- ходится высвобождать из влагалища листа. Это делают, когда из влагали- ща показалось несколько колосков. Обрезают мелкие колоски, оставляя 10—15 наиболее крупных на верхушке метелки на концах длинных вето- чек. У оставленных колосков удаляют все цветки, кроме первого. Если во время кастрации обнаружатся цветки с желтыми пыльниками, их нужно удалить. В противном случае на пинцет может попасть зрелая пыльца, и произойдет самоопыление. Овес опыляют, как правило, принудительно. Рыльца его цветков очень чувствительны к действию солнца, а также сухо-

8

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

го теплого воздуха. Поэтому гибридизацию лучше проводить вечером или утром, а также в пасмурные дни.

Цветки гороха кастрируют в состоянии бутонов, когда они до- стигли конечной величины, но еще не приобрели свойственной цветку окра- ски. Острым концом пинцета или иглой разрезают лодочку вдоль киля и раздвигают ее концы. Удаляют пинцетом все 10 тычинок и возвращают ло- дочку на место. Можно лодочку не разрезать. Отгибают парус и крылья, от- ворачивают лодочку (беря за киль пинцетом) к чашечке. При этом обнажа- ются тычинки, которые удаляют. Все части цветка после удаления тычи- нок возвращают на место. На растении оставляют 2—3 цветка (на узле не более одного), остальные удаляют.

Пыльца у гороха обладает способностью сохранять жизнеспособность 2—3 суток, поэтому можно производить опыление сразу же после кастра- ции. Пыльцу собирают в бюкс и наносят кисточкой, пинцетом или учениче-

ским пером или срывают только что раскрывшийся цветок отцовского сорта и проводят его пыльниками несколько раз по рыльцу кастрированного цвет- ка. Кастрированные цветки можно не изолировать, но для гарантии чистоты скрещивания их изолируют марлевыми изоляторами или обертывают тон- ким слоем ваты.

Гибриды ржи можно получить, если посеять скрещиваемые сорта че- редующимися рядами. Чтобы предохранить такой посев от попадания пыльцы других сортов, его нужно разместить в массиве другой культуры или заключить отдельные площадки в бязевые изоляторы (деревянные или проволочные каркасы, обтянутые плотной тканью — бязью). Можно до цветения надеть пергаментные изоляторы на колосья скрещиваемых сортов. После того как пыльники вскроются и в изоляторах накопится пыльца, их перевешивают с колосьев одной формы на колосья другой. Делать это нуж- но быстро, чтобы пыльца других форм не попала на рыльца цветков скре- щиваемых образцов.

Можно получать гибридные семена у ржи с кастрацией для гарантии гибридности. Кастрацию проводят так же, как у пшеницы. Пыльники у ржи длинные и часто ломаются при извлечении их из цветка. Нужно следить за тем, чтобы они были целыми. Если пыльник поврежден, лучше такой цве- ток удалить.

Кастрация облегчается, если подготовку колоса к ней вести по методу бывшей Харьковской селекционной станции, т. е. с подрезанием цветковых чешуи. В этом случае пыльники еще до созревания выходят верхушками за пределы среза и легко захватываются пинцетом при кастрации.

Опыление можно проводить всеми способами, которые описаны при работе с пшеницей.

У другой перекрестноопыляющейся культуры — кукурузы — рас- тения однодомные, но цветки раздельнополые: мужские собраны в метелку

9

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

на верхушке побега, а женские — в початок в пазухе листа Гибриды лег- ко получить, высевая родительские сорта (или линии) чередующимися ря- дами и обрывая у материнского сорта метелки. Нужно следить, чтобы не ос- талось метелок на боковых побегах.

Если материнская линия обладает цитоплазматической мужской сте- рильностью (ЦМС), то метелки не обрывают. Однако, чтобы гибриды были фертильными, нужно использовать отцовский компонент, обладающий спо- собностью восстанавливать фертильность. Эта система применяется при массовом получении гибридных семян кукурузы для выращивания в про- изводстве гетерозисных гибридов.

При скрещиваниях в селекционных целях на початок материнской формы и на метелку отцовской надевают пергаментные изоляторы (ме- телку следует предохранить от попадания на нее пыльцы других форм, которая могла бы принять участие в опылении). Когда нити (столбики с рыльцами) покажутся из обертки початка, снимают изолятор с метелки, наклоняя ее так, чтобы пыльца высыпалась в изолятор, и надевают его на початок, стараясь осыпать пыльцой рыльца. Изолятор с початка предварительно снимают. Можно срезать метелку и изолятор вместе с нею надеть на початок.

Точно так же проводят самоопыление при получении самоопыленных линий. Перенос пыльцы в этом случае осуществляется в пределах растения. Самоопыление можно выполнять кишиневским способом. В этом случае пергаментный изолятор представляет собой как бы открытый с обоих кон- цов длинный рукав. Одним концом его надевают на початок, другим — на метелку, изогнув верхушку стебля так, чтобы приблизить метелку к початку. Пыльца из метелки попадает на нити початка. Перенос изолятора с метелки на початок отпадает.

Все данные по гибридизации заносятся в книгу скрещиваний или журнал по гибридизации:

10

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com