Методы ускоренного создания обновленных семян льна высокого качества в первичном семеноводстве
Качество и урожайность семян льна зависят от методов и технологий, применяемых в первичном семеноводстве. Это в полной мере относится и ко льну масличному. Отличительными особенностями существующих методов создания обновленных семян культуры на первых этапах семеноводства являются высокая трудоемкость и затратность, невысокий коэффициент их последующего размножения. Это не позволяет обеспечить получение необходимых объемов высококачественной семенной продукции.
Данное обстоятельство не способствует ускоренному внедрению новых высокопродуктивных сортов культуры, увеличению урожайности и повышению качества семян, в том числе за счет содержащихся в них ценных пищевых компонентов и биологически активных веществ. Эти сорта созданы в результате скрининга и использования в селекции исходного генетического материала на устойчивость к болезням, эдафическим факторам среды и стрессам.
Под влиянием ряда абиотических факторов, в том числе засухи и высокой температуры воздуха, у сортов культуры происходят нарушение развития семян, изменение их сортового качества, в том числе сопровождаемое уменьшением массы, изменением цвета (почернением) семени, ухудшением химического состава, нарушением соотношения макроэлементов.
Формирование качественных показателей семян культуры зависит не только от абиотических факторов, но и от применяемых методов создания и приемов последующего размножения оригинального семенного материала.
При создании семян наиболее сложным и трудоемким является индивидуальный отбор растений, который не позволяет в полной мере проводить оценку качественных показателей семенного материала.
Цель исследований — разработка ускоренных и менее трудоемких методов создания обновленных семян культуры высокого качества с использованием при этом отборов растений по фенотипическим и морфологическим признакам в ленточном двухстрочном посеве.
Материалы и методы исследования
Исследования проводили на опытном поле и в лаборатории селекционных технологий ФГБНУ «Федеральный научный центр лубяных культур» в 2019–2022 годах (Тверская обл., Россия).
Полевые и лабораторные эксперименты выполняли в соответствии с действующими методиками и рекомендациями. В питомниках отбора растений использовали посев семян льна сорта ЛМ-98, включенного в Госреестр селекционных достижений РФ, созданного в Федеральном научном центре лубяных культур (оригинатор сорта) ленточным двухстрочным способом (0,075 × 0,45 м), с целью максимального проявления у растений модификационной изменчивости и проведения необходимого отбора.
Интеллектуальная собственность на сорт принадлежит оригинатору — ФНЦ лубяных культур.
Контрольным вариантом в полевом опыте являлся отбор растений по действующей методике (индивидуальный отбор)1. Отбор растений проводился от начала до окончания полного цветения растений. Растения, которые были отобраны в этот период, считались типичными. При проведении отбора по морфологическим признакам из питомника удалялись нетипичные растения — низкорослые, высокостебельные, малокоробочные и пораженные болезнями. После удаления нетипичных растений оставшиеся относились к типичным. Норма высева составляла 6 млн/га всхожих семян.
Оценку однородности растений по общей длине, содержанию волокна в технической части стебля, окраске (цвету) семян осуществляли методом грунтового контроля. Качество высеваемых семян культуры определяли в соответствии с требованиями ГОСТ Р 52325-2005. Семена по всхожести (91–93%) соответствовали для масличного льна категории оригинальных.
Опыты закладывали на дерново-подзолистой, среднесуглинистой почве, которая характеризовалась следующими показателями: PH kcl — 5,1–5,4; P2O5 — 200–274 мг/кг; K2O — 118–128 мг/кг.
Обработку экспериментальных данных, включая определение индекса, характеризующего уровень стабильности (варьирования) полученных данных (показателей) по годам исследований, осуществляли согласно методике полевого опыта.
Результаты и обсуждение
Показатели выхода семян культуры при различных методах отбора исходного материала представлены в таблице 1.
Исследования показали, что преимущество отбора растений от начала до окончания полного цветения по сравнению с контролем — отбором по действующей методике — наблюдалось во все годы исследований и сопровождалось достоверным увеличением выхода обновленных семян. При этом наибольшее увеличение их выхода отмечено в 2019 году — 61,5%.
Отбор растений от начала до окончания полного цветения по сравнению с контролем в среднем за три года увеличивал выход семян на 35,4%. Проведение отбора с удалением из питомника нетипичных по комплексу морфологических признаков растений позволило в среднем за годы исследований увеличить выход семян на 22,7%.
Исследования позволили установить, что отбор растений по цветению обеспечил наибольшую стабильность (наименьшее варьирование) выхода семян в течение трех лет исследований, характеризуемую индексом 0,93 единицы при его значении 0,78–0,86 единицы в других вариантах (значение, равное 1,00, указывает на максимальную стабильность).
Исследуемые методы отбора и создания обновленных семян льна масличного оказали определенное влияние на формирование показателей посевного качества семенного материала, полученного из типичных растений (табл. 2).
Методы создания обновленных семян с использованием отборов по фенотипическим и морфологическим признакам растений по сравнению с контрольным вариантом повышали качество семян (энергию их прорастания) на 5%. При этом индекс, характеризующий уровень стабильности энергии прорастания, всхожести и массы 1000 семян в течение всего периода проведения исследований, указывает на незначительное изменение этих показателей качества во всех вариантах эксперимента.
Исследованиями установлено наличие определенных различий между вариантами эксперимента по одному из показателей морфофизиологических свойств семян — длине проростка семени. Наибольшая длина проростка семени в среднем за три года отмечена при проведении отбора растений по морфологическим признакам, которая превосходила контроль на 1,1 см, или на 25%. Этот метод по сравнению с другими вариантами позволил обеспечить формирование наиболее высокого уровня стабильности длины проростка семени в течение трех лет исследований (0,95 ед.), высокой однородности проростков семян по длине (95,8%).
Важнейший показатель качества семенного материала льна масличного (сила семян) зависел от методов отбора исходных растений. Отбор с удалением нетипичных по морфологическим признакам растений по сравнению с отбором по действующей методике повышал силу семян в среднем за три года на 13,6%, а отбор по цветению — только на 4,5%. Наиболее значительное влияние отбора растений по морфологическим признакам на этот показатель отмечено в 2020 году, позволившего повысить силу семян на 25,0%.
При оценке сортового качества созданных семян льна масличного методом грунтового контроля установлено, что все методы отбора растений обеспечили получение однородного по цвету оригинального материала. Отбор исходного материала от начала до окончания полного цветения позволил повысить выравненность растений по общей длине, обеспечив снижение коэффициента вариации по этому признаку по сравнению с контролем на 21,8%. Выравненность растений по содержанию волокна в стеблях в варианте с этим отбором оказалась на уровне отбора по действующей методике.
Исследования показали, что индекс, отражающий уровень стабильности общей длины растений, составил в зависимости от вариантов 0,65–0,73 единицы, содержания волокна в стебле — 0,64–0,77 единицы.
Изучение урожайных свойств (качеств) созданных семян льна масличного в 2020 и 2022 годах не позволило выявить значительных различий между вариантами по семенной продуктивности растений. Вместе с тем незначительное преимущество, сопровождаемое формированием на растении наибольшего количества семян, наблюдалось при проведении отбора, предусматривающего удаление из питомника нетипичных по морфологическим признакам растений.
Выводы
Установлено преимущество метода отбора растений льна масличного в периоде вегетации от начала до окончания полного цветения, позволившего по сравнению с контролем (отбором по действующей методике) достоверно увеличить выходной объем созданных обновленных семян во все годы эксперимента, в том числе в 2019 году на 61,5% (23,5 г/м2), и обеспечить наиболее высокий уровень его стабильности в течение всего периода проведения исследований, характеризуемый индексом 0,93 единицы. Отбор исходного материала в обозначенном периоде позволил обеспечить сохранение морфофизиологических свойств семян на уровне контрольного варианта.
Метод отбора с удалением из питомника нетипичных растений по сравнению с контролем увеличил выходное количество созданных семян на 22,7% (15,1 г/м2). Однако его преимущество наблюдалось не во все годы, а индекс, отражающей уровень стабильности выхода семян во время всего периода исследований, оказался несколько ниже, чем в контроле. Этот метод отбора по сравнению с контрольным вариантом улучшал морфофизиологические свойства полученного оригинального материала во все годы проведения полевых опытов.
Сортовое качество семян при всех методах их создания характеризовалось, высокой однородностью семенного материала по цвету, незначительными различиями между вариантами по выравненности сортовых признаков у растений, определяемой коэффициентами вариации по общей длине и содержанию волокна в стебле, равными, соответственно, 5,7–7,2 и 7,7–8,9 единицы.
Обозначенные критерии оценки указывают на определенные преимущество метода отбора исходного материала по цветению над отбором растений по морфологическим признакам.
Об авторах
Владимир Павлович Понажев; доктор сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник, главный научный сотрудник
info.trk@fnclk.ru
Наталья Николаевна Козьякова, научный сотрудник
https://orcid.org/0000-0001-9220-5908
Федеральный научный центр лубяных культур, Комсомольский пр-т, 17/56, Тверь, 170041, Россия
УДК 633.521: 631.52:632.4
DOI: 10.32634/0869-8155-2024-386-9-114-118
