Способ определения и отбора засухоустойчивых форм растений донника

КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ водопотреблению, приходящимися на период бутонизация - начало цветения. Растения этого типа плохо переносят засуху, сбрасывают часть листьев, сильно угнетаются, резко сокращают период цветения, который проходит у них в неблагоприятных условиях, в результате чего формируется низкий урожай кормовой массы и семян. К этому типу относятся раннее и среднеспелые образцы донника белого, средне- и позднеспелые популяции донника желтого, а также донник зубчатый. Ко второй группе относятся растения, которые в силу своей скороспелости уходят от засухи. Засуха застает растения в фазе образования семян и не оказывает губительного влияния на их продуктивность. Это - скороспелые образцы донника желтого и донник душистый. С точки зрения приспособленности к засухе наибольший интерес для посевов в засушливых регионах Северного Казахстана представляют растения третьего типа, которые способны переживать засуху благодаря длинному вегетационному периоду. В момент засухи растения несколько задерживаются в росте, хорошо сохраняют листья, а после выпадения обильных осадков быстро наращивают вегетативную массу и зацветают. Если для растений второго типа осадки второй половины лета для формирования урожая кормовой массы в первом укосе бесполезны и влага в основном расходуется на плодообразование, то позднеспелые популяции донника белого третьего типа благоприятно используют осадки и образуют высокий урожай кормовой массы. К этому типу относятся, кроме позднеспелых популяций донника белого, донник каспийский,волжский, индийский и белый однолетний. Второй показатель отбора засухоустойчивых форм - темп роста растений в период засухи. Для этого ежесуточно измеряют высоту растений, и определяют среднесуточный прирост, который не должен превышать 0,1-0,2 см. Коэффициент корреляции между темпом роста растений в период засухи и засухоустойчивости составил 0,68-0,86.(72) Сагалбеков Уалихан Малгаждарович Оналов Серикбол Жагипарович Сагалбеков Ермек Уалиханович(73) Товарищество с ограниченной ответственностью Северо-Казахстанский научноисследовательский институт сельского хозяйства(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ И ОТБОРА ЗАСУХОУСТОЙЧИВЫХ ФОРМ РАСТЕНИЙ ДОННИКА(57) Предложен эффективный способ отбора засухоустойчивых форм по маркерным морфобиологическим признакам без проведенных сложных физиолого-биохимических анализов. Основные параметры способа - темп роста(среднесуточный прирост растений в высоту в период засухи не должен превышать 0,1-0,2 см) и способность растений к сохранению листьев в период засухи ( зеленых листочков более 67) . За многолетний период (2001-2011 гг.) данный способ показал высокую эффективность при отборе засухоустойчивых форм из 16-20 тыс. селекционных номеров растений донника. В период максимального проявления засухи в селекционных питомниках с индивидуальным стоянием растений (квадратно-гнездовой посев 7070 см) по каждому стеблю и в целом по кусту подсчитывают количество разнокачественных листочков (опавших, пожелтевших, зеленых). Отбирают только те растения, которые в период засухи сохранили листочки в зеленом виде 67 и выше. Коэффициент корреляции между количеством зеленых листочков и засухоустойчивостью составляет 0,79-0,94. Результаты исследований показали, что в коллекции донника выделяются три типа растений по приспособленности к действию засухи. У растений первого типа период засухи совпадает со времен максимального роста и наиболее критическим моментом по Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано в селекции многолетних трав. Аналоги-Генкель П.А. Диагностика засухоустойчивости культурных растений и способ ее повышения. - М.,изд-во АН СССР, 1956.-А.с. СССР,1577722 А 1, кл. 017/00, 1988. Уровень техники Проблема определения и отбора засухоустойчивых форм растений является актуальной для селекции растений в зоне рискованного земледелия, к которому относится степная зона Северного Казахстана. Разработаны различные способы и методы диагностики засухоустойчивости культурных растений (П.А.Генкель, 1956), которые основаны на проведение и анализ сложных физиологобиохимических параметров засухоустойчивости растений (А.с. СССР,1371612, А.с. СССР,1519584, А.с. СССР,1577722). По наиболее близкому аналогу (А.с. СССР,1371612) в качестве физиологического показателя измеряют буферностьводной вытяжки растительной ткани, при этом чем вышеводной вытяжки, тем устойчивее растение к засухе. Заявляемый способ намного просще по морфобиологическим признакам, сопряженных с засухоустойчивостью, определяют и отбирают устойчивые к засухе растительные формы. Цель изобретения - повышение точности отбора и ускорения процесса определения устойчивости к засухе многолетних растений. Были поставлены следующие задачи- провести оценку коллекционного материала различных видов, образцов и сортов донника по засухоустойчивости- установить морфобиологические особенности засухоустойчивых форм- разработать способ определения и отбора засухоустойчивых форм по внешним морфологическим маркерным признакам. В период максимального проявления засухи в селекционных питомниках с индивидуальным стоянием растений (квадратно-гнездовой посев 7070 см) по каждому стеблю и в целом по кусту подсчитывают количество разнокачественных листочков (опавших, пожелтевших, зеленых). Отбирают только те растения, которые в период засухи сохранили листочки в зеленом виде 67 и выше. Коэффициент корреляции между количеством зеленых листочков и засухоустойчивостью составляет 0,79-0,94. Количество разнокачественных листочков растений на примере культуры донника в период проявления засухи в среднем за 2001-2011 гг. показано в таблице 1. Таблица 1 Состав популяций донника по количеству разнокачественных листочков в период засухи ЗасухоустойчиКоличество листьев,вость, балл зеленых засохших осыпавшихся 2 3 4 5 6 Первый тип растений (77 образцов) 52-65 18-27 16-28 Донник белый дикорастущий (К 1 57,4 25,2 17,4 32334) Донник белый Северо 3 60,7 18,4 20,9 Казахстанский 7 Донник желтый Сарбас 3 61,2 19,8 20,0 Донник зубчатый (К-31135) 2 51,7 21,1 27,2 Второй тип растений (24 образца) 67-75 16-23 6-15 Донник желтый Омский 4 67,8 17,4 14,8 скороспелый Донник душистый (К-35311) 4 70,3 16,7 13,0 Донник желтый Кокшетауский 4 75,0 18,3 6,7 Третий тип растений (12 образцов) 78-99 3-11 1-5 Донник каспийский (К-35982) 5 89,8 6,8 3,4 Донник индийский (К-33820) 5 86,4 10,6 3,0 Донник белый однолетний (К 5 90,3 6,5 3,2 27414) Донник волжский (К-37000) 5 94,6 3,8 1,6 Донник желтый Бура- бай 5 95,2 3,4 1,4 Результаты исследований показали, что в коллекции донника выделяются три типа растений по приспособленности к действию засухи. У растений первого типа период засухи совпадает со временем максимального роста и наиболее критическим моментом по водопотреблению,приходящимися на период бутонизация - начало цветения. Растения этого типа плохо переносят засуху,сбрасывают часть листьев,сильно угнетаются, резко сокращают период цветения,который проходит у них в неблагоприятных условиях, в результате чего формируется низкий урожай кормовой массы и семян. К этому типу относятся ране и среднеспелые образцы донника белого, средне- и позднеспелые популяции донника желтого, а также донник зубчатый (таблица 1). Ко второй группе относятся растения, которые в силу своей скороспелости уходят от засухи. Засуха застает растения в фазе образования семян и не оказывает губительного влияния на их продуктивность. Это - скороспелые образцы донника желтого и донник душистый. С точки зрения приспособленности к засухе наибольший интерес для посевов в засушливых регионах Северного Казахстана представляют растения третьего типа, которые способны переживать засуху благодаря длинному вегетационному периоду. В момент засухи растения несколько задерживаются в росте, хорошо сохраняют листья, а после выпадения обильных осадков быстро наращивают вегетативную массу и зацветают. Если для растений второго типа осадки второй половины лета для формирования урожая кормовой массы в первом укосе бесполезны и влага в основном расходуется на плодообразование, то позднеспелые популяции донника белого третьего типа благоприятно используют осадки и образуют высокий урожай кормовой массы. К этому типу относятся, кроме позднеспелых популяций донника белого, донник каспийский, волжский, индийский и белый однолетний. Второй показатель отбора засухоустойчивых форм - темп роста растений в период засухи. Для этого ежесуточно измеряют высоту растений, и определяют среднесуточный прирост, который не должен превышать 0,1-0,2 см. Коэффициент корреляции между темпом роста растений в период засухи и засухоустойчивости составил 0,68-0,86(таблица 2). Таблица 2 Темп роста растений донника в период засухи (в среднем за 2001-2011 гг.) Засухоустойчивость,балл 3 Первый тип растений (77 образцов) Донник белый дикорастущий (К-32334) 1 Донник белый Северо- Казахстанский 7 3 Донник желтый Сарбас 3 Донник зубчатый (К-31135) 2 2 3 Второй тип растений (24 образца) Донник желтый Омский скороспелый 4 Донник душистый (К-35311) 4 Донник желтый Кокшетауский 4 Третий тип растений (12 образцов) Донник каспийский (К-35982) Донник индийский (К-33820) Донник белый однолетний (К-27414) Донник волжский (К-37000) Донник желтый Бурабай Среднесуточный прирост высоты растений, см 4 0,8-1,1 11 1,0 0,9 0,8 4 0,3-0,7 0,6 0,7 0,3 0,1-0,2 0,1 0,2 0,2 0,2 0,1 Биологические параметры определения и отбора засухоустойчивых форм донника показаны в таблице 3. Таблица 3 Биологические параметры отбора засухоустойчивых форм донника (2001-2011 гг.) Сорт Среднесуточный приростзеленых листочков Засухоустойчивость,высоты растений, см балл Сретенский 11,1 54 3 Северо-Казахстанский 7 1,0 61 3 Альшеевский 0,8 65 3 Омский скороспелый 0,6 75 4 Кокшетауский 0,3 68 4 Бурабай 0,1 95 5 3 Сведения,подтверждающие возможность осуществления изобретения Для примера технического выполнения заявляемого способа определения и отбора засухоустойчивых форм растений донника приведены данные производственного испытания и размножения семян перспективных сортов донника в ТОО Северо-Казахстанский НИИСХ. На отдельном изолированном участке испытания и размножения семян перспективных сортов площадью 5 га посев проведен 5-6 мая 2010 г.,широкорядным способом (через 60 см), беспокровно,с нормой высева 1 млн.всх.семян/га. При этом следует отметить, что отбор засухоустойчивых форм проведен в селекционных питомниках в 2004-2006 гг. по заявляемому способу. Результаты испытаний перспективных сортов донника по засухоустойчивости и урожайности сена и семян приведены в таблице 4. Таблица 4 Засухоустойчивость и урожайность сена и семян сортов донника (посев 2010 г., учет 2011 г.) Сорт, образец Альшеевский (стандарт) СГПж-08-9/5 СГП-08-12/7 Таким образом, перспективные сорта донника,отобранные по засухоустойчивости заявляемым способом имели зеленые листочки в период засухи 79,7-84,5 (стандарт - 60,4), что в комплексе с другими хозяйственно-ценными признаками,позволили поднять урожайность сена с 18,7 ц/га до 31,2 ц/га и семян с 2,1 ц/га до 3,8 ц/га. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ определения и отбора засухоустойчивых форм растений донника, включающий анализ буферностиводной вытяжки растений, как физиологического показателя засухоустойчивости,отличающийся тем, что определяют количество разнокачественных листочков на растении (доля зеленых, пожелтевших и опавших листочков) и темп роста растений в период максимального проявления засухи.