Український ордена "знак пошани" науково-дослідний

інститут лісового господарства та агролісомеліорації

ім. Г.М.Висоцького

Бабаєва Галина Іванівна

УДК 630*232.1:674.031.635.3

ОЦІНКА ТА ДОБІР ВИХІДНОГО МАТЕРІАЛУ ДЛЯ СЕЛЕКЦІЇ ШОВКОВИЦІ НА СТІЙКІСТЬ ДО ВІЛТУ В УМОВАХ УКРАЇНИ

06.03.01 – лісові культури, селекція, насінництво

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Харків–2002

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Інституті шовківництва Української академії аграрних наук,

м. Мерефа Харківської обл.

Науковий керівник: доктор біологічних наук, професор,

Цилюрик Анатолій Васильович,

Національний аграрний університет

Кабінету Міністрів України, м.Київ

завідувач кафедри лісових культур та

фітопатології

Офіційні опоненти:

Доктор біологічних наук, старший науковий співробітник Бадалов Павло Петрович, Український науково-дослідний інститут лісового господарства та агролісомеліорації ім. Г.М.Висоцького Державного комітету лісового господарства України, провідний науковий співробітник лабораторії селекції.

Кандидат сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник Шлончак Григорій Андрійович, Київська лісова науково-дослідна станція Українського науково-дослідного інституту лісового господарства та агролісомеліорації ім. Г.М.Висоцького Державного комітету лісового господарства України, завідувач лабораторії селекції

Провідна установа

Національний ботанічний сад ім. М.М.Гришка НАН України, м. Київ, відділ дендрології і паркознавства

Захист відбудеться " 25 " березня 2002 р. о 1000 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 64.828.01 в Українському ордена "Знак Пошани" науково-дослідному інституті лісового господарства та агролісомеліорації ім. Г.М.Висоцького Державного комітету лісового господарства України за адресою: 61024, м. Харків, вул. Пушкінська 86.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Українського ордена "Знак Пошани" науково-дослідного інституту лісового господарства та агролісомеліорації ім. Г.М.Висоцького за адресою: 61024, м. Харків, вул. Пушкінська 86.

Автореферат розісланий " 12 " лютого 2002 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Михалків В.М.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Розвиток шовківництва значною мірою залежить від стану кормової бази для шовковичного шовкопряда. Загальна площа кормових насаджень шовковиці в Україні складає близько 40 тис. га, більша частина яких представлена малопродуктивною місцевою популяцією Хасак або гібридами невідомого походження. Урожай таких насаджень становить 2–3 тонни листової маси з 1 га плантації, що в 1,5–2 рази нижче їх потенційної урожайності. Результати обстеження стану кормових плантацій у різних регіонах України свідчать про значне ураження шовковиці вілтом, що є однією з причин значного зниження урожайності листя і погіршення його якості. Одним із найбільш ефективних шляхів вирішення проблеми підвищення продуктивності плантацій та їх стійкості є виведення і впровадження у виробництво високопродуктивних й водночас вілтостійких сортів і гібридів шовковиці. В Україні накопичено відповідний досвід щодо селекції шовковиці на підвищення урожайності листя, проте проблема селекції на вілтостійкість практично не відпрацьована саме в найбільш важливих і відповідальних ланках селекційного процесу – в оцінці і доборі вихідного матеріалу для селекції на стійкість до збудників вілту, що й обумовлює особливу актуальність наших досліджень.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана згідно з тематичними планами науково-дослідних робіт Інституту шовківництва в межах республіканської комплексної науково-технічної програми "Продовольство-95", проект "Кокон" за темою "Розробити ефективні технології виробництва шовкової сировини для умов України" (№ державної реєстрації АО 01001241Р), науково-технічної програми "Шовківництво" з проблеми "Розробити ефективні технології виробництва шовкової сировини на основі високопродуктивних порід і гібридів шовковичного шовкопряда і сортів шовковиці" (№ державної реєстрації 03.04-МВ/14–96).

Мета і завдання досліджень. Мета – провести оцінку генофонду шовковиці в різних кліматичних зонах України і відібрати перспективний вихідний матеріал для селекції на вілтостійкість, уточнити видовий склад збудників вілту і особливості їх розвитку на різних за стійкістю сортів шовковиці.

Для досягнення цієї мети необхідно було вирішити такі завдання:

1. Обстежити кормові насадження шовковиці в різних кліматичних зонах України і відібрати в осередках масового ураження стійкі до вілту форми.

2. Вивчити природний інфекційний фон ґрунту в шовковичних насадженнях.

3. З'ясувати динаміку вілтостійкості шовковиці залежно від віку рослин, умов вирощування, формування і способів розмножування.

4. Дослідити анатомічну будову деревини різних за ступенем стійкості сортів шовковиці.

5. Визначити ступінь стійкості сортів та форм шовковиці колекційного і селекційного розсадників за допомогою сучасних лабораторних методів.

Об'єкт дослідження – оцінка сортів і форм шовковиці та її селекція на вілтостійкість.

Предмет дослідження – кормові та дослідні плантації шовковиці, колекційний і селекційний розсадники.

Методи дослідження – при виконанні роботи використовували селекційні, фізіологічні, анатомічні та фітопатологічні методи.

Наукова новизна одержаних результатів. На основі визначених закономірностей та з урахуванням вимог виробництва уперше виведено три сорти шовковиці, стійкі до збудників вілту.

Уперше в шовківництві застосовано комплекс методів для оцінки вілтостійкості сортів шовковиці та добору перспективних селекційних форм.

Уперше виявлено зміни в анатомічній будові деревини різних за стійкістю до збудників вілту сортів шовковиці.

Досліджено динаміку вілтостійкості шовковиці в онтогенезі.

Уперше проведено оцінку генофонду шовковиці на стійкість до збудників вілту і на цій основі виявлено перспективний вихідний матеріал для селекції.

Практичне значення одержаних результатів. На основі оцінки генофонду шовковиці на стійкість до збудників вілту виділено і включено до селекційного процесу 57 сортів колекційного і селекційного розсадників з високим ступенем стійкості до збудників вілту. Виведено три високопродуктивних вілтостійких сорти шовковиці – Українська-5, Українська-6, Українська-7 і передано їх до Державного сортовипробування.

Особистий внесок здобувача. Обґрунтовано необхідність проведення виконаних досліджень, розроблено тематичні плани, робочі програми та методи досліджень; проведення експериментів; аналіз та узагальнення отриманих результатів, підготовка наукових робіт до друку, документів – для передачі сортів шовковиці до Державного сортовипробування.

Апробація результатів дисертації. Матеріали дисертації доповідалися на: річних засіданнях вченої ради Інституту шовківництва УААН (1994 – 1997 рр.), науково-практичній конференції "Проблемні питання розвитку шовківництва" (17 – 19 березня 1993 р., м. Мерефа), Міжнародній науковій конференції, присвяченій 150-річчю з дня народження І.І. Мечникова (29 листопада 1995 р., м. Харків), Міжнародному симпозіумі "Перспективи розвитку шовківництва на початку XXI століття" (15 – 16 липня 1998 р., м. Високий), Міжнародній конференції "Стратегія і тактика боротьби з інфекційними захворюваннями" (27 – 29 жовтня 1998 р., м. Харків).

Публікації. За результатами досліджень опубліковано одинадцять наукових праць, з яких п'ять – у тематичних наукових збірниках "Шовківництво", шість – у збірниках матеріалів і тез наукових конференцій.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається із вступу, семи розділів, висновків, практичних пропозицій, списку використаних джерел, до якого входять 180 найменувань, у тому числі 29 іноземних авторів. Текст дисертації викладено на 130 сторінках машинописного тексту, який має 27 таблиць, 9 рисунків, 3 додатки.

Основний зміст роботи

Стан вивчення питання в науковій літературі.

При аналізі наукової літератури виявлено, що найбільш ефективним шляхом боротьби зі збудниками вілту є виведення високопродуктивних, вілтостійких сортів. Більшість існуючих методів діагностики рівня вілтостійкості мають ряд недоліків. У зв’язку з цим і обґрунтовано необхідність застосування комплексу методів для оцінки вілтостійкості сортів шовковиці та добору перспективних форм.

Матеріали та методи досліджень.

Дослідження проведено протягом 1992 – 1997 років на кормових та дослідних плантаціях чотирьох господарств різних кліматичних зон України – у Великолепетиському шовкогосподарстві Херсонської області (південний Степ), Полозькому шовкогосподарстві Запорізької області (центральний Степ), Інституті шовківництва УААН Харківської області (південно-східний Лісостеп) та Хмельникському шовкогосподарстві Вінницької області (південно-західний Лісостеп).

Вивчення осередків ураження шовковиці збудниками вілту, добір серед них вілтостійких форм проведено методом маршрутного обстеження (методика державного сортовипробування рослин 1983 року).

При обстеженні кормових плантацій шовковиці вивчали, залежно від площі, таку кількість рослин:

на площі від 1 до 3 га – п'ять рядів;

на площі від 3 до 10 га – десять рядів;

на площі понад 10 га – п'ятнадцять рядів.

У кожному з облікових рядів відмічали підряд тисячу садивних місць, у яких визначали: кількість живих, уражених збудниками хвороб і загиблих рослин. У процесі обстеження плантацій визначали їх загальну площу насаджень і сортову приналежність.

Поширення захворювання обчислювали за відсотком уражених рослин до загальної кількості обстежених.

Ступінь ураження збудниками хвороб визначали у відсотках по кожній оглянутій рослині, а потім разом по сорту (методика державного сортовипробування 1983 року).

У вищеназваних господарствах проводили обстеження маточно-насіннєвих плантацій, закладених у 1982 – 1987 роках районованими стандартними сортовими саджанцями за схемою садіння 5ґ5 м.

Вихідний матеріал оцінювали в шкілках саджанців, селекційному та колекційному розсадниках, рівень вілтостійкості шовковиці – в осередках ураження візуальним методом.

Ступінь ураження шовковиці збудниками вілту оцінювали за чотирибальною шкалою (Б.Е.Ураков, 1982):

1 бал – відмічено поодинокі пагони, що всихають, ледве помітне всихання листя окремих гілок або всієї крони;

2 бали – усихає більша частина скелетних гілок, на кореневій шийці вдавленості та тріщини кори (кора і камбіальний шар у цій частині загнивають);

3 бали – рослина загинула, але з'являються паростки, на штамбі біля кореневої шийки спостерігаються тріщини, утворюються раковини;

4 бали – рослина повністю загинула.

Стійкість шовковиці до збудників вілту визначали лабораторним методом (Н.В.Єзерська, Л.М.Назарова, 1991) зворотним титруванням екзоосмованих з клітин органічних речовин:

стійка – 0,11 - 0,39 мг/г;

слабостійка – 0,40 - 0,69 мг/г;

сприйнятлива – 0,70 - 1,00 мг/г і більше.

Характеристику вілтостійкості сортів визначали за допомогою удосконаленого нами (стосовно шовковиці) методу Н.Н. Гусєвої (1980).

При вивченні анатомічної будови деревини шовковиці використовували методики С.І.Ваніна (1934), В.Є.Віхрова (1949), А.А.Яценка-Хмелевського (1959).

Виділяли гриби із уражених рослин і визначали видовий склад за методиками ВІЗРу (1990).

Ґрунтові гриби визначали методом висіву ґрунтових суспензій на агарове поживне середовище (Г.С.Киреєва, 1972; І.В.Авсєєва та ін., 1980; В.І.Білай, 1983; Йожеф Сеги, 1983).

Оцінювали показники продуктивності шовковиці та проводили облік структурних елементів урожаю листя за загальноприйнятою методикою Державного сортовипробування сільськогосподарських рослин (1983).

Експериментальні дані обробляли математично, використовуючи методи варіаційно-статистичного, дисперсійного та кореляційного аналізів (Б.А.Доспехов, 1968, 1985).

Розрахунки проведено з використанням спеціальних програмних пакетів Microsoft Exсel, Statgraf i Agros на комп'ютері з процесором Intel Pentium.

Обстеження кормових плантацій шовковиці.

За допомогою комплексних обстежень кормових плантацій України встановлено, що в них розповсюджено переважно такі хвороби, як циліндроспоріоз (Cylindrosporium maculans (All.), бактеріоз (Bacterium mori B. et L.) і вілт (Fusarium oxysporum Schl., Verticillium dahliae Kleb.). При цьому слід відмітити, що менш за все шовковиця страждає від бактеріозу, в окремі роки ураження цією хворобою взагалі не спостерігалось. Згідно з нашими спостереженнями, ураження шовковиці циліндроспоріозом відмічено щорічно. Із названих хвороб найбільш поширена і шкодочинна хвороба шовковиці в Україні – вілт (табл. 1).

Ураження кормових плантацій шовковиці збудниками вілту відмічено в різних кліматичних зонах України. Найбільш поширена хвороба (до 50 % уражених рослин) на плантаціях Вінницької області (Хмельникське шовко-господарство), Херсонської області (Великолепетиське шовкогосподарство), Харківської області (Інститут шовківництва УААН).

Зовнішні прояви хвороби в обстежених плантаціях чітко виражені: наявність осередків уражених рослин, загибель основного стовбура, некротичні плями біля кореневої шийки. Масове випадання рослин відмічено здебільше в насадженнях шовковиці старше 10-річного віку.

При обстеженні кормових плантацій шовковиці проведено добір вілтостійких форм в осередках масового ураження вілтом.

Відібрані методом візуальної оцінки рослини шовковиці без ознак хвороб, з високими господарчо-цінними показниками підлягали лабораторному дослідженню.

Таблиця 1

Ураження сортів шовковиці хворобами

Ступінь ураження хворобами

Сорт вілт, мг/г циліндроспоріоз, % бактеріоз, %

1994 1995 1996 1994 1995 1996 1994 1995 1996

Харківська-3 0,48 0,48 0,48 20,0 2,0 40,0 0 0 0

Харківська-10 0,37 0,37 0,37 1,0 1,0 5,0 1,0 0 0

Харківська-11 0,23 0,23 0,23 1,6 2,0 5,0 0,4 0 0

Харківська-23 0,32 0,32 0,32 1,7 1,0 5,0 2,0 0 0

Українська-140 0,61 0,61 0,61 5,3 2,0 20,0 0 0 0

Українська-475 0,91 0,91 0,91 3,0 2,0 15,0 0 0 0

Українська-510 0,42 0,42 0,42 2,2 3,0 30,0 0 0 0

При визначенні ступеня стійкості лабораторним методом зворотного титрування екзоосмованих з клітин листя органічних речовин встановлено, що із 25 відібраних рослин 8 виявилися вілтостійкими.

Рослини з високим ступенем стійкості до вілту розмножено вегетативним способом для подальшого дослідження та використання їх як генетичної основи для виведення вілтостійких сортів шовковиці.

Оцінка ступеня стійкості сортів шовковиці до збудників вілту.

В процесі виведення стійких сортів велику роль відіграє фітопатологічна оцінка вихідного матеріалу, яка проводиться як у польових, так і в лабораторних умовах (Е.С.Ан, 1990).

Для підвищення надійності оцінки ступеня стійкості шовковиці до збудників вілту, нами проведено дослідження з вивчення анатомічної будови деревини шовковиці та реакції рослин, розміщених у культуральних рідинах збудників вілту.

При вивченні особливостей анатомічної будови деревини різних за стійкістю до збудників вілту сортів шовковиці виявлено чіткі відмінності в її будові. Сприйнятливий до вілту сорт Українська-475 має рихлу будову деревини і тонкостінні клітини лібріформу. У стійкого до вілту сорту Українська-107 спостерігається щільна структура деревини і товстостінні клітини лібріформу.

Найбільший відсоток за об'ємом складають деревні волокна (лібріформ), а саме: у деревини Української-107 60,1–64,3, а в Української-475 – 50,7–53,6 %.

Клітини лібріформу витягнуті від осінньої до весняної частин річного шару. Середній діаметр деревних волокон у сорту Українська-107 становить 20,38–18,80 мкм у весняній частині річного шару і 20,25–18,53 мкм в осінній частині, тоді як в Української-475 відповідно 21,75–20,55 і 21,25–19,45 мкм. Діаметр клітин лібріформу в усіх частинах річного кільця у сприйнятливого сорту більший, ніж у стійкого. Оболонки лібріформу значно товщі в стійкого сорту (3,85–3,28 мкм у весняній частині і 4,00–3,76 – у осінній частині річного шару), ніж у сприйнятливого (2,35–2,10 і 2,96–2,88 мкм відповідно) (табл. 2).

Таблиця 2

Анатомічна будова деревини різних за стійкістю до збудників вілту

сортів шовковиці

Частина Розмір елементів деревини шовковиці, мкм

річного шару судин лібріформ серцевинні промені

діаметр діаметр товщина висота

Українська-107

Весняна 98,6–85,9 20,38–18,80 3,85–3,28 256,1–246,5

Осіння 49,7–42,3 20,25–18,53 4,0–3,76 238,2–213,9

Українська-475

Весняна 123,4–108,2 21,75–20,55 2,35–2,10 268,4–262–7

Осіння 60,8–53,6 21,25–19,45 2,96–2,88 254,7–247,3

На поперечному розрізі річного шару добре помітні широкопорожнинні судини, розташовані концентричними кільцями. Кількість судин та їх середній об'єм у річних шарах більший у деревині сприйнятливого сорту і складає 39,5–44,1 %, тоді як у стійкого він становить 31,2–36,5 %. Середній діаметр судин деревини сприйнятливого сорту шовковиці також більший від стійкого на 24,8–11,3 мкм.

Серцевинні промені вузькі, багаторядні, прямокутні, на поперечному зрізі неоднакової ширини. За обсягом вони займають у стійкого до збудників вілту сорту шовковиці від 3,7 до 5,4 %, а у сприйнятливого – від 4,2 до 7,1 %.

Середня висота серцевинних променів становить в Української-107 256,1–246,5 мкм у весняній частині річного шару і 238,2–213,9 мкм – у осінній, а у сприйнятливого сорту Української-475 відповідно 268,4–262,7 і 254,7–247,3 мкм.

Наведені виміри анатомічних елементів деревини названих сортів шовковиці показали, що в сприйнятливого сорту діаметр судин та деревних волокон більший, а товщина оболонок клітин лібріформу менша порівняно з деревиною стійкого сорту.

Таким чином, більша товщина оболонок лібріформу, а також менший питомий об'єм серцевинних променів і обумовлюють стійкість сорту Українська-107 до збудників вілту.

При визначенні вілтостійкості шовковиці за ступенем в'янення рослин чітко виявлено реакцію однорічних пагонів шовковиці, поставлених у культуральну рідину збудників вілту. Так, пагони сприйнятливого сорту шовковиці Українська-475, розміщені в культуральній рідині грибів F.oxysporum, V. dahliae, і суміші цих грибів, проявили підвищену реакцію, ступінь якої відповідно становив 2,9, 2,2 і 3,3 бала (за вдосконаленою чотирибальною шкалою). Тургор у сприйнятливого сорту шовковиці не відновлювався.

Реакція пагонів на збудники вілту слабостійкого сорту шовковиці Харківська-3 значно нижча від сприйнятливого сорту Українська-475 і не перевищує 1,4 бала. В'янення спостерігалося через 42–46 годин. Тургор у цих зразках відновлювався у воді, а після розміщення їх у суміші грибів не відновлювався зовсім.

Після розміщення пагонів стійкого сорту шовковиці Українська-107 у культуральній рідині збудників вілту в'янення рослин не спостерігалося.

Використовуючи цей метод, можна визначити різні за стійкістю форми шовковиці, а найголовніше – відбраковувати сприйнятливі.

Вілторезистентність шовковиці.

З метою визначення видового складу збудників вілту шовковиці за період дослідження проаналізовано 135 хворих рослин, на основі чого встановлено, що більша частина з них (73,3 %) уражена збудниками одного з видів грибів, а 26,7 % складають змішані ураження. Серед уражень одним видом мав перевагу Fusarium oxysporum Schl. (36,3 %), на другому місці Verticillium dahliae Kleb. (30,4 %), ураження Phomopsis moricola Sacl. спостерігалося лише в 6,7 % рослин.

Дослідженнями наявності патогенних грибів у межах уражених рослин шовковиці встановлено, що збудники вілту уражують усю рослину – наявність патогенів виявлено по всій надземній частині, навіть в однорічних пагонах, проте родовий склад грибів залежно від місця взяття інокулюму змінювався. Так, гриби роду Verticillium найчастіше зустрічалися в корі в місці ураження (63,6 %), а Fusarium – у деревині (61,1 %). Розповсюдження грибів по всьому стовбуру шовковиці було рівномірним.

При вивченні природного інфекційного фону ґрунту шовковичних насаджень України встановлено, що в усіх зонах переважали вищеназвані патогени. Їх родовий склад залишався порівняно постійним, а кількісне співвідношення змінювалося залежно від заселення кореневої шийки рослин грибами і бактеріями. Результати досліджень свідчать, що найбільш високу розповсюдженість патогенних грибів відмічено в старих кормових плантаціях – до 99 % (рис.1). Практично на одному рівні або дещо нижче, порівняно з попереднім варіантом, була заселеність збудників вілту (60–70 %) в ризосфері уражених рослин 5-річних кормових плантацій. Найменша кількість ґрунтових грибів знаходилося на площах, вільних від шовковиці (14–29 %).

Рис.1 Розповсюдженість ґрунтових грибів в шовковичних насадженнях України:

1 – стара кормова плантація; 2 – ризосфера уражених рослин;

3 – міжряддя (1,5 м від рослин); 4 – ризосфера здорових рослин;

5 – площа без шовковиці.

Виняток складали ґрунти Хмельникського шовкогосподарства Вінницької області, де спостерігалася висока заселеність патогенними грибами на всіх ділянках, незалежно від вирощування на них різних сільськогосподарських культур. Найбільшу розповсюдженість грибів роду Fusarium і Verticillium виявлено на сільськогосподарських полях, де вона досягає 40–50 %, що негативно впливає на врожайність сільсько-господарських культур.

Про залежність ступеня ураження вілтом від віку насаджень свідчать результати обстеження кормових плантацій Інституту шовківництва. З них видно, що ураженість хворобами зростає з віком – від 12 % у 5-річних рослин до 67,9 % – у 14-річних. Факт зниження стійкості до збудників вілту з віком підтверджено нашими багаторічними дослідженнями (1986–1996 роки) на 18 модельних рослинах. Починаючи з 4 до 6 років, кількість екзоосмованих органічних речовин з листя шовковиці змінювалась у бік підвищення (рис.2).

Рис.2 Зміна ступеня вілтостійкості шовковиці в онтогенезі

У 8–10-річному віці в більшості досліджених рослин екзоосмована здатність клітин збільшується в 1,5–2 рази, що свідчить про значне зниження вілтостійкості шовковиці. Ці дані розкривають причину спалаху захворювання і загибелі шовковиці від збудників вілту в 10–15-річному віці.

Вивчення ступеня вілтостійкості районованих сортів Української-107, Української-1, Харківської-3 в різних агрогрунтових регіонах України показало, що в цілому рівень їх вілтостійкості залишається незмінним за винятком Великолепетиського шовкогосподарства Херсонської області, де сорт Харківська-3 виявив себе стійким до збудників вілту, що пояснюється впливом попередника (люцерна) та віком плантації (5 років).

Найбільш стійким є сорт Українська-107, ступінь стійкості якого дорівнює 0,20-0,30 мг/г, потім сорт Українська-1 – 0,33-0,37 мг/г (табл. 3).

Таблиця 3

Ступінь стійкості сортів шовковиці в різних регіонах України

Місце знаходження об'єкта Вік, років Кількість екзоосмованих органічних речовин, мг/г

Харківська-3 Українська-107 Українська-1

Великолепетиське шовкогосподарство Херсонської обл. 5 0,35±0,03 0,29±0,04 –

Полозьке шовкогосподарство Запорізької обл. 10 0,45±0,03 0,28±0,009 0,37±0,03

Інститут шовків-ництва УААН Харківської обл. 10 0,44±0,01 0,23±0,007 0,33±0,006

НІР05 0,09 0,08 0,06

Генофонд шовковиці в Україні та добір перспективних форм.

Виявлення вілтостійких сортів шовковиці у колекційному фонді є одним із важливих етапів у вирішенні проблеми виведення високопродуктивних стійких до збудників хвороб сортів шовковиці.

Важливим завданням селекції є оцінка сортів і форм шовковиці у колекційному та селекційному розсадниках.

За результатами оцінки форм шовковиці у селекційному розсаднику виявлено 18, які мають високий ступінь стійкості до вілту (кількість екзоосмованих органічних речовин становить 0,21–0,39 мг/г). Слід відмітити, що для більшості з них характерні високі господарчо-цінні ознаки, що дозволяє розглядати ці форми як досить перспективні для використання в селекції.

За результатами обстежень та досліджень щодо виявлення вілтостійких сортів і форм у колекційному розсаднику, проведено розподіл їх за стійкістю (табл. 4). Із 8 сортів японської селекції 6 виявлено з високим ступенем стійкості до збудників вілту (показник вілтостійкості 0,36–0,39 мг/г). Установлено, що один із найбільш стійких до вілту болгарський сорт Веслец має екзоосмовану здатність 0,15 мг/г. Серед зразків української селекції 26 сортів і форм мають високий ступінь стійкості, 12 – слабостійкі і 7 – сприйнятливі.

Із колекційних форм української селекції у цьому відношенні виділено 5/78, 6/78, і 7/78, на базі яких і було створено нові сорти Українська-5, Українська-6, Українська-7. Їх передано до Державного сортовипробування.

Таблиця 4

Вілтостійкість сортів шовковиці, використаних у колекційному розсаднику

Походження Кількість, шт. Розподіл сортів за стійкістю до збудників вілту

сорту стійкі слабостійкі сприйнятливі

Україна 45 26 12 7

Росія 9 2 3 4

Болгарія 7 2 5 -

Японія 8 6 1 1

Узбекистан 9 3 3 3

Азербайджан 4 - 4 -

Румунія 2 - 1 1

Оцінка господарчо-цінних ознак і вілтостійкості нових сортів

української селекції.

Багаторічні дослідження (1993–1996 рр.) показали, що виведені вілтостійкі сорти шовковиці Українська-5, Українська-6, Українська-7 до того ж слабо уражуються циліндроспоріозом – 4,9 % і бактеріозом – 2,3 %, що достовірно відрізняє їх від контролю, у якого ці показники знаходяться на рівні 16,9 і 6,8 % відповідно.

Вілтостійкість нових сортів висока (кількість екзоосмованих органічних речовин дорівнює 0,21–0,33 мг/г), зимостійкість становить від 1,3 до 3,4 %.

Результати обліку врожаю листя свідчать, що всі сорти достовірно перевищують контроль (табл. 5). Урожай листя шовковиці нових сортів знаходиться в межах 65,4–71,9 ц/га, що перевищує врожайність контрольного сорту на 75–93 %.

Узагальнений аналіз результатів кормовипробувальної вигодівлі шовковичного шовкопряда (гібрид Мерефа 6 ґ Мерефа 7) свідчить, що нові сорти не тільки не поступаються контролю за основними біологічними показниками, а за урожаєм коконів з 1 га плантації перевищують його в 1,5– 2 рази. Нові сорти переважають контрольні показники і за урожаєм шовку-сирцю з 1 га плантації (59,6–112 %), що підтверджує їх високу продуктивність.

Таблиця 5

Продуктивність нових сортів шовковиці

Сорт Урожайність з 1 га плантації

листя, ц коконів, кг шовку-сирцю, кг

Харківська-3 (контроль) 37,2 162,3 31,6

Українська-5 65,4 298,8 54,9

Українська-6 66,2 321,1 59,3

Українська-7 71,9 333,2 67,0

НІР05 14,9 37,6 20,2

ВИСНОВКИ

1. Аналіз літературних даних свідчить, що найбільш ефективним шляхом боротьби з вілтом шовковиці є виведення високопродуктивних, вілтостійких її сортів.

2. Комплексні обстеження кормових плантацій шовковиці свідчать, що вілт є однією з найрозповсюдженіших і шкодочинних хвороб в Україні, ураженість окремих насаджень сягає 40–60 %. Максимального розповсюдження хвороба набула у Вінницькій області (Хмельникське шовкогосподарство), Херсонській (Великолепетиське шовкогосподарство) та Харківській області (Інститут шовківництва УААН).

3. Дослідженнями підтверджено, що основними збудниками вілту шовковиці є гриби Fusarium oxysporum Schl. та Verticillium dahliae Kleb., на які припадає понад 70 % усіх уражених рослин.

4. Вивчення природного інфекційного фону ґрунту в шовковичних насадженнях показало, що найвища розповсюдженість патогенних грибів відмічена на старих, заражених збудниками вілту, кормових плантаціях – до 99 %, у ризосфері ґрунту 5-річних кормових плантацій – 60–70 % і найнижча – на площах без шовковиці, де цей показник становить 14–29 %.

5. Одним із основних чинників зниження стійкості рослин є вік насадження. Масове ураження плантацій збудниками вілту відмічено в 10–14-річному віці – до 68 %, у семирічному – 40 %, у п'ятирічному – 12 %.

6. Ступінь вілтостійкості районованих сортів шовковиці в різних агрогрунтових регіонах України залишається незмінним.

7. Суттєві зміни виявлено в анатомічній будові деревини різних за стійкістю до збудників вілту сортів шовковиці. Тонкостінні клітини лібріформу, більший діаметр судин і деревних волокон, а також більший об'єм судин і серцевинних променів є причиною сприйнятливості сорту Українська-475 до F. oxysporum. та V. dahliae. Більша товщина стінок лібріформу, менший діаметр судин і деревних волокон, а також менший об'єм судин і серцевинних променів пояснюють стійкість сорту Українська-107 до збудників вілту.

8. Визначення стійкості сортів шовковиці за ступенем в'янення рослин у культуральній рідині показало, що в сприйнятливих сортів настає в'янення листків на пагонах і після їх перенесення у воду тургор не відновлюється. Слабостійкі сорти тривалий час зберігають його, а після в'янення і перенесення пагонів у воду тургор не завжди відновлюється. У стійких сортів в'янення не спостерігалося. Використовуючи цей метод, можна визначити стійкість форм і сортів до збудників вітлу.

9. Проведена оцінка 135 сортів і форм з колекційного та селекційного розсадників на стійкість до збудників вілту дала можливість виділити 57 сортів і форм з високим ступенем стійкості і рекомендувати їх для використання в селекційному процесі, як генетичну основу для виведення вілтостійких сортів.

10. Доведено, що найвищий ступінь вілтостійкості з усіх сортів колекційного розсаднику має болгарський сорт Веслец (кількість екзоосмованих речовин дорівнює 0,15 мг/г), який рекомендовано для конкурсного випробування.

11. Порівняльна оцінка інтродукованих сортів показала, що із 8 досліджуваних сортів японської селекції 6 – вілтостійкі.

12. У генофонді шовковиці України виявлено 39 сортів, стійких до збудників вілту. Це створює широкі перспективи для організації і проведення робіт з селекції їх на вілтостійкість.

13. В результаті тривалої селекційної роботи виведено три нові сорти шовковиці Українська-5, Українська-6, Українська-7 з високим ступенем стійкості до вілту (кількість екзоосмованих органічних речовин дорівнює 0,21–0,33 мг/г), зимостійкі, високопродуктивні, з високими біологічними та технологічними показниками (урожай листя з 1 га кормової плантації перевищує контроль на 75,8–93,3, а шовку-сирцю – на 59,6–112 %).

ПРАКТИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ

На основі результатів багаторічних досліджень пропонується:

1. При створенні плантацій шовковиці попередником слід використовувати люцерну, яка знижує інфекційний фон ґрунту насаджень.

2. В селекційній роботі з шовковицею необхідно застосовувати розроблений комплекс методів, які достовірно визначають ступінь вілтостійкості рослин.

3. Доцільно рекомендувати болгарський сорт Веслец для інститутського і державного випробування як один із перспективних сортів, який має високий ступінь вілтостійкості.

4. Слід широко впроваджувати у виробництво виведені нами вілтостійкі, високопродуктивні, зимостійкі сорти шовковиці Українська-5, Українська-6 і Українська-7.

Список наукових праць за темою дисертації

2. Єзерська Н.В., Бабаєва Г.І. До питання про прискорену оцінку ступеня стійкості шовковиці проти вілту // Шовківництво, 1994.- Вип.20.- С.10-12 (здобувачу належить теоретичне обґрунтування досліджень, аналіз їх результатів, написання статті).

3. Олексійченко Н.О., Єзерська Н.В., Назарова Л.М., Бабаєва Г.І. Проблеми вілту шовковиці в Україні // Шовківництво.–1996.– Вип.21.– С.136–140 (здобувачу належить планування, проведення експерименту, обробка та аналіз матеріалу).

4. Олексійченко Н.О., Назарова Л.М., Бабаєва Г.І. Новий високопродуктивний вілтостійкий сорт шовковиці Українська-7 // Шовківництво.– 1999.– Вип.22.– С.3–5 (здобувачу належить теоретичне обґрунтування досліджень, аналіз їх результатів, написання статті).

5. Бабаєва Г.І., Олексійченко Н.О. Про вілтостійкість районованих сортів та добір стійких до вілту форм шовковиці у різних регіонах України // Шовківництво.– 1999.– Вип.22.– С.8–11 (здобувачу належить проведення експерименту, статистична обробка отриманих даних, написання статті).

6. Бабаєва Г.І. Визначення стійкості шовковиці за ступенем в'янення рослин у культуральній рідині // Шовківництво. – 2001. – Вип.23. – С.122–125

7. Бабаева Г.И., Алексейченко Н.А. К вопросу вилтоустойчивости сортов шелковицы в различных климатических зонах Украины // Материалы докл. науч.–практ. конф. “Проблемные вопросы развития шелководства”.– Харьков, 1993.–С.33–34 (здобувачу належить збирання, обробка та аналіз матеріалу, написання статті).

8. Езерская Н.В., Бабаева Г.И. Изучение динамики вилтоустойчивости у шелковицы в онтогенезе // Материалы докл. науч.–практ. конф. “Проблемные вопросы развития шелководства”.– Харьков, 1993.–С.34–36 (здобувачу належить проведення експерименту по визначенню динаміки вілтостійкості та статистична обробка отриманих даних, написання статті).

9. Алексейченко Н.А., Бабаева Г.И., Езерская Н.В., Назарова Л.Н. Сравнительная оценка сортов шелковицы по степени устойчивости к вилту // Материалы докл. науч.–практ. конф. “Проблемные вопросы развития шелководства”.– Харьков, 1993.–С.36–37 (здобувачу належить проведення експерименту по визначенню ступеня вілтостійкості сортів шовковиці, обробка та аналіз матеріалу, написання статті).

10. Литвин В.М., Пилипенко Б.Ф., Бабаева Г.И. Устойчивость шелковицы к неблагоприятным факторам в электромагнитных полях геопатогенных зон // Материалы докл. Международ. науч. конф. “Идеи И.И.Мечникова и развитие современного естествознания” (Харьков, 29 ноября 1995 г.).– Харьков, 1996.– С.76–78 (здобувачу належить теоретичне обґрунтування досліджень, обробка та аналіз матеріалу).

11. Бабаева Г.И., Назарова Л.М., Пилипенко Б.Ф. Итоги селекции шелковицы на устойчивость к вилту // Материалы докл. Международ. науч. конф. “Идеи И.И.Мечникова и развитие современного естествознания” (Харьков, 29 ноября 1995 г.).– Харьков, 1996.– С.99–101 (здобувачу належить збирання, обробка та аналіз матеріалу, написання статті).

12. Бабаева Г.И., Назарова Л.М., Алексейченко Н.А. Вилтоустойчивость сортов шелковицы в различных природно-климатических зонах Украины // Материалы докл. Международ. науч. конф. “Идеи И.И.Мечникова и развитие современного естествознания” (Харьков, 29 ноября 1995 г.).– Харьков, 1996.– С.137–138 (здобувачу належить теоретичне обґрунтування досліджень, аналіз їх результатів, написання статті).

Анотація

Бабаєва Г.І. Оцінка та добір вихідного матеріалу для селекції шовковиці на стійкість до вілту в умовах України. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогоспо-дарських наук за спеціальністю 06.03.01 – лісові культури, селекція, насінництво. Український науково-дослідний інститут лісового господарства та агролісомеліорації ім. Г.М.Висоцького, Харків, 2002.

Дисертацію присвячено новому підходу до оцінки вілтостійкості сортів і форм шовковиці, заснованому на використанні комплексу методів діагностики вілтостійкості, а також експериментальному підтвердженню можливості використання даних методик для добору при створенні нових високопродуктивних, стійких форм.

Розкрито динаміку вілтостійкості шовковиці в онтогенезі.

Вивчено природний інфекційний фон ґрунту шовковичних насаджень.

Виявлено особливості анатомічної будови деревини різних за ступенем стійкості до збудників вілту сортів шовковиці.

Оцінено генофонд шовковиці на стійкість до збудників вілту, виявлено і включено до селекційного процесу 57 сортів і форм з високим ступенем стійкості до збудників вілту.

Виведено три високопродуктивних вілтостійких сорти шовковиці – Українська-5, Українська-6, Українська-7.

Ключові слова: шовковиця, збудники вілту, стійкість, сприйнятливість, селекція, сорт, форма, гібрид, вихідний матеріал, сортовипробування.

Аннотация

Бабаева Г.И. Оценка и отбор исходного материала для селекции шелковицы на устойчивость к вилту в условиях Украины.– Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук по специальности 06.03.01 – лесные культуры, селекция, семеноводство. Украинский научно-исследовательский институт лесного хозяйства и агролесомелиорации им. Г.Н.Высоцкого, Харьков, 2002.

Диссертация посвящена новому подходу к оценке вилтоустойчивости сортов и форм шелковицы, основанному на использовании комплекса методов диагностики вилтоустойчивости, а также экспериментальному подтверждению возможности использования данных методик для целей отбора при создании новых высокопродуктивных устойчивых форм.

Обследованиями кормовых плантаций Украины установлено, что шелковица повсеместно поражается такими заболеваниями, как цилиндроспориоз (Cylindrosporium maculans (All), бактериоз (Bacterium mori B. et L.) и вилт (Fusarium oxysporum Schl., Verticillium dahliae Kleb.). Вилт является наиболее распространенным и вредоносным заболеванием шелковицы в Украине. Пораженность этим заболеванием отмечена почти во всех климатических зонах Украины. Наибольшее распространение выявлено в Винницкой области (Хмельникское шелкохозяйство), Херсонской области (Великолепетихское шелкохозяйство), Харьковской области (Институт шелководства УААН), где большинство площадей шелковицы имеет до 50 % пораженных растений.

Исследованиями по изменению экзоосмирующей способности клеток листьев шелковицы в онтогенезе установлено, что количество экзоосмированных органических веществ у шелковицы с 4- до 6-летнего возраста незначительно меняется в сторону повышения. В 8–10-летнем возрасте экзоосмирующая способность клеток увеличивается в 1,5–2 раза, что свидетельствует о значительном снижении вилтоустойчивости шелковицы.

Изучение естественного инфекционного фона тутовых насаждений Украины показало, что во всех зонах преобладают патогенные грибы родов Fusarium и Verticillium. Самая высокая частота встречаемости патогенных грибов отмечена в старых кормовых плантациях – до 99 %, в ризосфере почвы 5-летних кормовых плантаций – 60–70 %, на площадях, свободных от шелковицы – 14–29 %.

Изучение особенностей анатомического строения древесины различных по устойчивости к вилту сортов шелковицы позволило обнаружить резкие отличия в структуре древесины. Тонкостенные клетки либриформа, большой диаметр сосудов и древесных волокон, а также больший объем сосудов и сердцевинных лучей определяют восприимчивость сорта Украинская-475 к грибам F. oxysporum и V. dahliae. Большая толщина стенок либриформа, меньший диаметр сосудов и древесных волокон, а также меньший объем сосудов и сердцевинных лучей объясняют устойчивость сорта Украинская-107 к возбудителям вилта.

Оценено генофонд шелковицы на устойчивость к вилту, выделено и включено в селекционный процесс 57 сортов и форм с высокой степенью устойчивости к возбудителям болезни. Выведено три высокопродуктивных, вилтоустойчивых сорта шелковицы – Украинская-5, Украинская-6, Украинская-7.

Основные результаты исследований изложены в 11 работах.

Ключевые слова: шелковица, возбудители вилта, устойчивость, восприимчивость, селекция, сорт, форма, гибрид, исходный материал, сортоиспытание.

Summary

G.I.Babayeva, Assessment and Choice of Initial Materials for Mulberry Selection for Wilt Resistance under Conditions of Ukraine.–Manuscript.

Dissertation for a Candidate degree of agricultural sciences for speciality 06.03.01–forest cultures, selection, seed-growing. Ukrainian research institute of forestry and forest melioration named after G.M. Vysotsky, Kharkiv, 2002.

This Thesis is devoted to a new approach to the assessment of wilt resistance of mulberry varieties and forms based on the application of a package of wilt resistance diagnostic methods, as well as there is presented a documentary evidence of the possibility of using these methods for the purposes of selection in creating new highly productive forms.

The mulberry wilt resistance dynamics during ontogenesis are shown.

A natural infection background of mulberry tree plantation soil has been studied.

The features of anatomical wood structure of various, as far as wilt resistance is concerned, mulberry varieties have been studied.

The assessment of genetic fund of the mulberry in respect to wilt resistance has been performed: 57 varieties and forms with a high degree of wilt resistance have been singled out and included in the selection process. Three highly productive wilt resistance mulberry varieties, viz., Ukrainian 5, Ukrainian 6 and Ukrainian 7, have been grown.

The main results of researches are laid down in 11 works.

Key words: mulberry, wilt pathogens; resistance; susceptibility; selection; variety; form; hybrid; initial material; variety trials.