ІНСТИТУТ ЗЕРНОВОГО ГОСПОДАРСТВА

УКРАЇНСЬКОЇ АКАДЕМІЇ АГРАРНИХ НАУК

СОЛОДУШКО Віра Пилипівна

УДК 633.522:631.52

СТВОРЕННЯ І ВИКОРИСТАННЯ ВИХІДНОГО МАТЕРІАЛУ В СЕЛЕКЦІЇ СОРТІВ ПІВДЕННИХ КОНОПЕЛЬ З ВІДСУТНІСТЮ

НАРКОТИЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ

06.01.05 – селекція і насінництво

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Дніпропетровськ – 2002

Дисертацiєю є рукопис.

Робота виконана на Синельниківській селекційно-дослідній станції Iнституту зернового господарства Української академії аграрних наук протягом 1989-1998 рр.

Науковий керiвник: доктор сiльськогосподарських наук, професор Вировець В'ячеслав Гаврилович, Інститут луб'яних культур УААН, завідувач відділу селекції і насінництва конопель

Офiцiйнi опоненти: доктор сiльськогосподарських наук, старший науковий співробітник Клиша Андрій Іванович, Красноградська дослідна станція Інституту зернового господарства УААН, завідувач лабораторії селекції зерно-бобових культур;

кандидат сільськогосподарських наук Лайко Ірина Михайлівна, Інститут луб'яних культур УААН, старший науковий співробітник відділу селекції і насінництва конопель.

Провiдна установа: Сумський державний аграрний університет Міністерства аграрної політики України, м. Суми

Захист вiдбудеться 22 березня 2002 р. о 13 годинi на засiданнi спецiалiзованої вченої ради Д 08.353.01 в Iнститутi зернового господарства УААН, 49027, м. Днiпропетровськ, вул. Дзержинського, 14; телефон 45-02-36.

З дисертацiєю можна ознайомитись у бiблiотецi Iнституту зернового господарства УААН за адресою: 49027, м. Днiпропетровськ, вул. Дзержинського, 14.

Автореферат розiсланий “21”лютого 2002 р.

Вчений секретар

спецiалiзованої вченої ради Мусатов А.Г.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Коноплі вирощують, головним чином, з метою одержання волокна, яке використовують у різних галузях народного господарства. На початку 70-х років, в зв'язку з високим вмістом каннабіноїдів в рослинах конопель, їх почали використовувати для отримання наркотиків, що зумовило різке скорочення посівних площ. Впровадження у виробництво перших сортів зі зниженим вмістом (0,2-0,3%) тетрагідроканнабінолу (ТГК) вирішило в деякій мірі існуючу проблему. Але згідно з вимогами Держкомісії по сортовипробуванню вміст ТГК в сортах конопель не може перевищувати 0,1%, при цьому вони за своїми господарськими та технологічними властивостями повинні відповідати потребам переробної промисловості і виробництва. Тому створення нового вихідного матеріалу і селекції сортів та вивчення особливостей накопичення волокна в рослинах конопель є актуальним і необхідним.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота проводилася у відповідності з науково-технічними програмами УААН “Луб'яні культури” на 1991-1995 рр.(№ д.р. 1002842 р) і на 1996-2000 рр. (№ д.р. 03.04 – МВ/03-96), завданням 02 “Створити високопродуктивні сорти конопель з поліпшеними господарськими ознаками і відсутністю наркотичних властивостей”

Мета і задачі дослідження. Мета роботи полягала у створенні і вив-ченні нового вихідного матеріалу для селекції високопродуктивних сортів південних конопель, які б відповідали вимогам Всесвітньої організації охорони здоров'я (ВООЗ) та переробної промисловості.

У відповідності з цим програмою досліджень передбачалось:

·

· вивчити ефективність добору високоволокнистих сортів південних конопель без наркотичних властивостей, стійких за ознакою однодомності;

· провести порівняльне вивчення особливостей накопичення волокна і деревини у рослин низько- та високоволокнистих сортів в умовах розрідженого і загущеного посівів;

· визначити кореляційні зв'язки між вмістом волокна і деревини та їх взаємозв'язок з морфологічними ознаками стебла;

· вивчити мінливість основних господарсько-цінних ознак та їх взаємозв'язок з міцністю лубу;

· виділити кращі селекційні номери для передачі на державне сортовипробування.

Об'єкт дослідження. Створення вихідного матеріалу в селекції південних сортів конопель.

Предмет дослідження. Сорти конопель різного еколого-географіч-ного походження.

Методи досліджень. Основним методом в селекції конопель є гібридизація дводомних і однодомних сортів конопель з наступним сімейно-груповим добором та індивідуальною оцінкою рослин за комплексом господарськоцінних ознак.

Вивчення динаміки накопичення волокна та деревини здійснювали за загальноприйнятими методиками.

Наявність каннабіноїдів у польових умовах визначали експрес-методом (М.М.Сажко, В.Г. Вировець, Л.М. Горшкова, 1985), а в лабораторних умовах – методом тонкошарової хроматографії на пластинках “Сілуфол”.

Міцність лубу визначали динамометром ДКВ-60 за методом М.О. Тимоніна (1975), вміст волокна та деревини в стеблах конопель – загальноприйнятим в Інституті луб'яних культур методом, застосовуючи біологічне мочіння.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше в умовах північного Степу України проведені дослідження особливостей накопичення волокна і деревини у низько- та високоволокнистих сортів конопель різних еколого-географічних форм. Результатами досліджень доведено, що збільшення вмісту волокна в стеблі не призводить до зниження вмісту деревини і, отже, не викликає послаблення стійкості рослин до вилягання.

Одержано перспективний селекційний матеріал для практичної селекції. Показана ефективність добору рослин сортів і гібридних популяцій на зниження вмісту ТГК та поліпшення їх господарсько цінних оз-нак.

Практичне значення одержаних результатів. Створений новий ви-хідний матеріал конопель з поліпшеними господарсько цінними ознаками і зниженим вмістом наркотичних речовин. Виведені сорти південних конопель Дніпровські однодомні 14 і Синельниківські однодомні 3. Сорт Дніпровські однодомні 14 (А.с. № 346) з 1995 р. включений до державного Реєстру сортів рослин України і рекомендований для вирощування в степовій зоні на двобічне використання (волокно та насіння) і “зеленець” в середньоросійській зоні коноплесіяння. Сорт Синельниківські однодомні 3 (А.с. № 1365) занесено до Реєстру сортів рослин України на 2001 р. Створений також сорт Дніпровські однодомні 19, який з 1999 р. знаходиться на державному сортовипробуванні. Створений новий вихідний матеріал з вмістом волокна більше 30%, здатний формувати міцний неполягаючий стеблостій.

Особистий внесок здобувача. Проведення гібридизації конопель, польових та лабораторних досліджень, аналіз результатів, оцінка і добір селекційного матеріалу виконувалися автором особисто.

Апробація результатів дисертації. Результати досліджень доповідалися на Всеукраїнській конференції молодих учених та спеціалістів “Наукові основи ведення сільського господарства України” (Дніпропетровськ, 18-19 лютого, 1993 р.), щорічно доповідалися автором на засіданнях вченої ради Синельниківської селекційно-дослідної станції, на виїзних засіданнях вченої ради Інституту зернового господарства УААН (1989-1999 рр.) та засіданнях Координаційно-методичної ради з НТП “Луб'яні культури”(1994-1996, 1998,1999 рр.).

Публікації. За результатами досліджень опубліковано три наукові статті у фахових виданнях. Отримано авторські свідоцтва на сорти конопель Дніпровські однодомні 14 та Синельниківські однодомні 3.

Структура та обсяг дисертаційної роботи. Дисертація викладена на 151 сторінці машинописного тексту, містить 36 таблиць, 10 рисунків, 13 додатків. Складається із загальної характеристики роботи, п'яти розділів, висновків та рекомендацій для селекційної практики. Список використаних джерел охоплює 182 найменування, в тому числі 18 іноземних авторів.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Стан вивчення питання й обґрунтування вибраного напрямку дос-ліджень. На підставі аналізу літературних джерел показаний статевий диморфізм конопель, основні напрями селекції цієї культури й проаналізовані проблеми, пов'язані з використанням вихідного матеріалу в селекційній роботі. Чільне місце займає висвітлення питання накопичення волокна в процесі онтогенезу. Викладені різні погляди авторів на питання волокнистості стебла конопель.

Базуючись на даних огляду літературних джерел, зроблений висновок про необхідність створення та вивчення нового вихідного матеріалу з метою селекції південних сортів конопель без наркотичних речовин.

Умови, матеріал і методика проведення досліджень. Польові та лабораторні дослідження проводилися на Синельниківській селекційно-дослідній станції ІЗГ УААН протягом 1989-1998 рр.

Погодні умови в роки досліджень були досить різноманітними, що дозволило зробити всебічну оцінку біологічних особливостей сортів як в умовах достатньої вологозабезпеченості (1997 р.), так і в посушливих умовах (1998 р.).

В селекційний процес включалися в основному сорти південних і південнодозріваючих конопель: Дніпровські 11, Дніпровські 12, Глухівські 10, ЮС 22, Дніпровські однодомні 14, Дніпровські однодомні 6, Дніпровські 17, Золотоніські 24, Кубань, Краснодарські 60 поліпшені та цілий ряд одержаних нових сортів та гібридів.

При вивченні динаміки накопичення волокна і деревини в процесі онтогенезу за об'єкт досліджень використані чотири сорти конопель: Єрмаковські місцеві, Південні павлоградські (низьковолокнисті), Глухівські 10, Дніпровські однодомні 14 (високоволокнисті).

Дослідження процесу накопичення волокна та деревини у сортах конопель, а також оцінка рослин за комплексом господарсько-цінних ознак та встановлення взаємозв'язку між ними здійснювалися в оціночних розсадниках з площею живлення рослин 60 х 10 см (розріджений спосіб посіву) та 10х5 см (загущений спосіб посіву). Селекційні і гібридні розсадники однодомних і дводомних конопель закладалися в умовах просторової ізоляції.

При закладанні польових дослідів, проведенні обліку врожаю, аналізів, спостережень керувалися Методикою державного сортовипробування сільськогосподарських культур (1964, 1972), а також Методикою селекції конопель, розробленою Інститутом луб'яних культур УААН (Сенченко Г.І., Жатов О.Г., Вировець В.Г., Демкін А.П., Тимонін М.О., 1980; Сажко М.М., Вировець В.Г., Горшкова Л.М.,Сидоренко М.М., Орлов М.М., 1985).

Вміст та міцність у лубу визначали інструментальним методом (Тимонін М.О., 1976).

Технологічна оцінка якості волокна на завершувальних етапах селекції проводилася лабораторією технології і стандартизації Інституту ліб'яних культур.

В польових умовах наявність каннабіноїдів визначали експрес-методом (Сажко М.М., Вировець В.Г., Горшкова Л.М., 1985). Напівкількісний та кількісний вміст каннабіноїдних сполук визначався в Інституті луб'яних культур методом тонкошарової та газорідинної хроматографії (Вировець В.Г., Горшкова Л.М., Сенченко Г.І., 1985).

Одержані результати досліджень піддавалися статистичній обробці з застосуванням дисперсійного та кореляційного аналізів на комп'ютері

фірми “ІВМ” згідно методики Б.А. Доспєхова (1973).

Особливості формування волокна і деревини у різноволокнистих сортів у процесі онтогенезу. Нами проведені детальні дослідження процесів формування волокна та деревини, їх співвідношення в стеблі при загущеному та розрідженому способах сівби.

Установлено, що процес накопичення волокна розпочинається у ранні фази росту та розвитку рослин, але максимальний приріст волокна відмічено в період цвітіння – технічна зрілість, це явище необхідно обов'язково враховувати при визначенні строків збирання рослин конопель, які вирощують на волокно. Процес накопичення волокна продовжується до фази повного дозрівання насіння.

В процесі вегетації формування волокна в умовах загущеного та розрідженого посівів відбувається по-різному. У фазі 3-4-х пар листків рослини в загущених посівах накопичують масу волокна інтенсивніше, ніж у розріджених. Так, у фазі 4-х пар листків маса волокна з однієї рослини різних сортів в загущеному посіві була у 1,3-1,5 рази більшою у порівнянні з розрідженими. З фази бутонізації і до дозрівання насіння відмічається зворотна закономірність.

У фазі дозрівання насіння маса волокна рослин з розрідженого посіву була вищою у порівнянні з загущеним посівом на 242,9-278,2%.

Якщо за ростом і розвитком рослин, накопиченням повітряно-сухої

маси стебла низько- і високоволокнисті сорти практично не відрізнялися між собою, за винятком сорту Єрмаковські місцеві, то за процесами волокно-утворення між сортами існувала досить істотна різниця. Сорти Глухівські 10 і Дніпровські однодомні 14 протягом всього періоду вегетації інтенсивніше накопичували волокно. Так, у фазу дозрівання насіння в умовах розрідженого посіву сорт Глухівські 10 перевищував по масі волокна сорти Єрмаковські місцеві та Південні павлоградські відповідно на 124,1 та 38,3%, сорт Дніпровські однодомні 14 – на 157,6 і 58,5 %.

Встановлено, що сорти конопель, особливо високоволокнисті, які вирощувались в умовах загущеного посіву, протягом всього періоду вегетації накопичували волокно більш рівномірними темпами.

Максимальний приріст маси деревини, як в умовах розрідженого, так і суцільного посівів приходився на період цвітіння – технічна зрілість, що співпадало з періодом максимального приросту волокна. За цей період в умовах площі живлення рослин 60 х 10 см накопичувалося 51,9-62,6%, а при площі живлення 10х5 см – 34,4-38,1% деревини від її маси у фазу дозрівання насіння. Між сортами, що різняться за волокнистою продуктивністю, не встановлено істотної різниці в процесах формування деревини. Найбільшу масу деревини при різних умовах вирощування, починаючи з фази бутонізації, накопичували південні сорти. Так, приріст маси деревини сорту Південні павлоградські в умовах розрідженого посіву за період бутонізація – технічна зрілість становив 19,1 г, проти 14,0 г у сорту Єрмаковські місцеві.

Установлено, що абсолютні показники вмісту волокна та деревини у стеблі істотно змінювалися залежно від розміру стебла, тоді як їх від- носні показники мали недостовірну різницю.

Як у низько-, так і у високоволокнистих сортів конопель підвищення маси волокна в стеблі супроводжувалося збільшенням маси деревини на достовірному рівні (r = 0,710-0,877). В умовах розрідженого посіву з підвищенням маси волокна на 1 г, приріст маси деревини складав у низьковолокнистих сортів 3,87 г, у високоволокнистих – 2,07 г, а в умовах суцільного посіву відповідно – 3,85 і 1,87 г. Це дає можливість стверджувати, що в процесі селекції на підвищення волокнистості при строгому контролі за морфологічними ознаками стебла не відбувається різкого відставання у накопиченні деревини, внаслідок чого стійкість його до гнучкості не зменшується. За роки досліджень не було виявлено жодного випадку вилягання високоволокнистих сортів. У сортів з високою волокнистою продуктивністю значення волокна для виконання функцій механічної тканини не зменшувалася.

Створення вихідного матеріалу з підвищеною якістю волокна.

Одним з важливіших завдань селекції конопель є подальше підвищення якості волокна. В спеціальній літературі майже зовсім не висвітлені питання якості волокна на перших етапах селекційної роботи з сортами і досить часто вони суперечливі. Деякі дослідники, зокрема І.В. Крачельський (1971), відмічає, що якість стебел луб'яних культур пов'язана з їх миклістю, тоді як М.О.Тимонін (1971), навпаки, стверджує, що між миклістю і якістю волокна не встановлено взаємозв'язку.

Серед показників якості волокна більшість технологів віддають перевагу розривному навантаженню, завдяки чому значно розширяється можливість застосування самого волокна для кручених виробів. Щоб уникнути можливих наслідків різного ступеня вимочування (оскільки ми не маємо змоги добирати рослини з однаковим діаметром), згідно існуючих методик Інституту луб'яних культур, ми визначали розривне навантаження лубу.

З метою створення вихідного матеріалу із високою якістю волокна основну увагу ми звертали на ті ознаки, які найбільшою мірою впливали на формування кількісних і якісних показників волокна: висоту рослин, діаметр, миклість і масу стебла, масу лубу, його вміст та міцність. В результаті вивчення селекційного матеріалу за комплексом господарсько-цінних ознак найбільш перспективними виявилися сорти конопель Дніпровські однодомні 6, Дніпровські 11, Краснодарські 60 поліпшені, Дніпровські однодомні 14, Кубань та Дніпровські 17, які в подальшому піддавалися селекції на поліпшення якості волокна.

Волокниста продуктивність сорту залежить як від урожаю соломи, так і вмісту волокна у стеблі. За масою технічної частини стебла найбільш продуктивними були сорти Дніпровські 11, Дніпровські 17 та Дніпровські однодомні 14. Але за рахунок вищого вмісту лубу в стеблах найбільш продуктивними за урожайністю волокна виявилися сорти Краснодарські 60 поліпшені та Кубань. За показниками міцності лубу найбільш цінними виявилися сорти Краснодарські 60 поліпшені, Дніпровські 11 та Дніпровські однодомні 14 (табл. 1).

Сорти конопель, які вивчалися, мають найвищий діапазон мінливості по масі технічної частини стебла (V = 17,1-33,9%) і масі лубу (V= 15,8-32,0%), що вказує на більші можливості добору за цими ознаками. Коефіцієнти варіації міцності лубу у різних сортів знаходяться в межах 13,7-22,3%.

Кореляційний аналіз свідчить про існування негативного зв'язку між міцністю лубу і висотою рослин (r = -0,095-0,613), діаметром стебла (r = -0,528-0,739), масою стебла (r = -0,231-0,708), масою лубу (r = -0,203-0,669), тобто підвищення якості лубу супроводжується зменшенням розмірів стебла, що обумовлює зменшення волокнистої продуктивності рослини. Для усунення цього небажаного явища при створенні сортів конопель з високою якістю волокна добір рослин доцільно проводити за комплексом господарсько цінних ознак.

Експериментальні дані свідчать, що на початковому етапі селекційного добору вихідний матеріал за якістю волокна був досить різноманітним незалежно від сорту, гібриду чи сім'ї. В результаті проведеного ана-

Таблиця 1

Характер мінливості основних морфологічних і господарських ознак

сортів конопель (середнє за 1993-1995 рр.)

Сорти Показники Ознаки

Висота рослин, см Маса лубу, г Вміст лубу, % Міцність лубу, кгс

Дніпровські однодомні 6 264±2,60 12,5±0,25 33,5±0,37 28,1±0,26

Min – max 145-300 4,4-15,2 27,2-39,6 24,3-41,0

S* 27,4 2,7 3,9 4,3

V, %** 10,4 21,6 11,9 15,5

Дніпровські 11 312±4,68 14,8±0,54 34,5±0,45 29,0±0,32

Min – max 276-360 8,3-31,2 28,4-41,6 24,2-36,1

S 41,3 4,7 3,9 4,3

V, % 13,3 32,0 11,4 14,8

Краснодарські 60 278±2,94 15,1±0,56 39,9±0,43 31,3±0,38

Min – max 226-340 8,0-32,3 32,4-49,8 26,2-42,0

S 25,8 4,0 3,7 4,9

V, % 9,3 26,4 9,4 15,6

Дніпровські однодомні 14 301±2,54 14,1±0,27 34,6±0,27 30,3±0,25

Min – max 200-360 6,0-23,1 21,3-42,1 24,5-39,0

S 35,7 3,7 3,9 5,3

V, % 11,9 28,6 11,4 17,6

Примітка. S* - стандартне квадратичне відхилення;

V**- коефіцієнт варіації.

лізу в різних частинах стебла нами виявлено, що значення розривного навантаження лубу були неоднаковими по всій його довжині.

Встановлено, що міцність лубу у рослин різного селекційного матеріалу в середній частині стебла має вищі показники (21,5-23,9 кгс) у по-рівнянні з комлевою (15,7-19,8 кгс) та верхньою (16,8-21,6 кгс) частинами. Це було характерним як для окремої рослини, так і в цілому для сорту чи гібриду.

Враховуючи те, що збільшення діаметра стебла супроводжується зменшенням розривного навантаження, нами було проведено згруповання даних по міцності лубу залежно від діаметра стебла. Проведені дослідження підтвердили результати кореляційного аналізу, які свідчили, що зі збільшенням діаметра стебла, міцність лубу в цілому по групі рослин з певним діаметром зменшувалася. Однак при проведенні варіаційного аналізу встановлено, що рослини з однаковим діаметром мали різні показники розривного навантаження. При проведенні добору на підвищення міцності лубу за стандарт приймався середній показник міцності лубу рослин з певним діаметром. До посівного списку включалися рослини, які перевищували стандарт на 5,1-12,5 кгс, що у відносних величинах становить 14,5-26,4%.

В процесі селекційної роботи на підвищення показників міцності лубу змінювався характер успадкування і мінливості. Це говорить про те, що вказана ознака тісно пов'язана з добором. В результаті п'ятиразового добору показник розривного навантаження лубу у різних сортів конопель підвищився на 8,3-15,4 кгс.

Ряд сортів, які піддавалися селекції в даному напрямку, вивчалися у конкурсному сортовипробуванні. Результати технологічної оцінки сортів конопель свідчать, що одержаний вихідний матеріал характеризується високою якістю волокна (табл. 2).

Таблиця 2

Результати технологічної оцінки сортів конопель

(конкурсне сортовипробування)

Сорти Роки Вихід волокна, % Розривне навантаження волокна, кгс Лінійна щільність волокна, текс Сорт тіпаного прядива

всього в т.ч. довгого

Дніпровські однодомні 6 (стандарт ) 1993 23,9 21,2 29,6 44 н/с

1994 23,2 18,3 32,8 36 3

1995 24,5 19,6 34,1 40 відбірне

Середнє 23,9 19,7 32,2 40 -

Дніпровські 11

Матірка 1993 24,8 20,2 30,5 34 2

1994 26,1 23,2 35,8 27 відбірне

1995 26,8 23,5 37,3 23 відбірне

Середнє 25,9 22,3 34,5 28 -

Плоскінь 1993 27,4 21,5 32,3 32 2

1995 27,5 24,8 37,0 18 відбірне

Середнє 27,5 23,2 34,7 25 -

Дніпровські 17 1993 26,6 23,5 29,3 35 3

1994 27,8 22,5 37,3 31 відбірне

1995 25,9 23,1 39,6 38 відбірне

Середнє 26,8 23,0 35,4 35 -

Волокно сортів Дніпровські 11 і Дніпровські 17 оцінювалося у 1994 і 1995 рр. лише відбірним. Сорти вміщують 26-27% всього волокна, що на 3-4% вище у порівнянні зі стандартом. Вихід довгого волокна у сортах конопель становить 85-86% від загального його вмісту.

Стандартний сорт Дніпровські однодомні 6 також піддавався се-лекційній роботі на підвищення показника розривного навантаження лубу, тому значної різниці між стандартом і сортами Дніпровські одно-домні 11 та Дніпровські 17 не виявлено. Показник лінійної щільності волокна матірки сорту Дніпровські 11 на 12 одиниць вищий, а плосконі – на 15 порівняно зі стандартом. Волокно сорту Дніпровські 17 також має на 5,0 одиниць кращу лінійну щільність порівняно зі стандартом.

Ефективність добору при створенні південних наркотично нейтральних сортів конопель.

Приступаючи до цієї роботи, перш за все, ми вивчали можливість взаємозв'язку між основними господарсько-цінними ознаками, що обумовлюють продуктивність, і вмістом каннабіноїдів (каннабінолу, каннабідіолу і тетрагідроканнабінолу). Проведені дослідження не дали змоги визначити конкретні взаємозв'язки, які б констатували про збільшення чи зниження висоти рослин, діаметра стебла, маси лубу і насіння, а також вмісту лубу і його міцності залежно від наявності в рослинах наркотичних речовин. Це підсилило впевненість, що селекційна робота на зниження вмісту каннабіноїдних сполук не вплине на зменшення урожаю соломи, волокна, насіння конопель та якість продукції.

З метою підвищення ефективності селекції в даному напрямку нами проводився аналіз селекційного матеріалу на наявність наркотичних речовин експрес-методом. Рослини з високим вмістом наркотичних речовин видалялися з розсадників до цвітіння, створюючи умови для направленого перезапилення рослин. Відібрані елітні рослини аналізувалися повторно на наявність каннабіноїдів (методом тонкошарової хроматографії) і за іншими господарсько-цінними ознаками. Такий подвійний контроль дав змогу методом добору не лише створити сорти із зниженим вмістом наркотичних речовин, але й одержати принципово новий вихідний матеріал, з відсутністю не лише ТГК, але й інших компонентів каннабіноїдів (табл. 3). Вміст каннабіноїдів в гібридах конопель залежить від наявності їх в батьківських формах.

Добір на зниження вмісту ТГК дав змогу суттєво знизити у гібридах процент рослин, що вміщували значну кількість тетрагідроканнабінолу.

В результаті чотириразового добору вміст ТГК у гібридних популяціях (Глухівські 10 х Дніпровські однодомні 6) х Дніпровські однодомні 6 знизився у 3,8 рази, в (ЮС 22 х Дніпровські однодомні 14) х Дніпровські однодомні 14 в 3,2 рази і в (Дніпровські 11 х Золотоніські 24) х Золотоніські 24 у 2,5 рази (рис. 1).

Досягненням селекційної роботи на зниження вмісту наркотично-

Таблиця 3

Вміст каннабіноїдних сполук у сортах і гібридах конопель, 1993 р.

Сорти, гібриди Каннабіноїди Частка рослин, що одержали оцінку в балах, %

0 Сліди 1-5 6-10

Дніпровські 11 ТГК КБДК 98,8 84,0 0,3 15,7 0,6 0,3 0,3 -

Дніпровські 12 ТГК КБДК 100,0 60,8 - 39,2 - - - -

Краснодарські 60 поліпшені ТГК КБДК 96,0 96,0 4,0 4,0 - - - -

(Дніпровські 11 х Краснодарські 60) х Краснодарські 60, F5 ТГК КБДК 96,0 40,0 - 56,0 - 4,0 4,0 -

Дніпровські однодомні 6 ТГК КБДК 99,7 98,8 - 0,9 0,3 - - 0,3

Дніпровські однодомні 14 ТГК КБДК 98,1 96,2 1,5 3,6 0,4 0,2 - -

(Дніпровські 11 х Золотоніські 24) х Золотоніські 24, F5 ТГК КБДК 68,5 47,0 18,5 35,8 10,0 17,2 3,0 -

(Глухівські 10 х Дніпровські однодомні 6) х Дніпровські однодомні 6, F2 ТГК КБДК 0,6 0,4 15,2 12,5 58,2 46,2 26,0 40,9

(ЮС-22 х Дніпровські однодомні 14) х Дніпровські однодомні 14, F2 ТГК КБДК 1,4 0,8 29,5 36,3 56,6 52,1 12,5 10,8

активних речовин є створення сорту Дніпровські однодомні 14. Сорт одержаний методом складної гібридизації з наступним сімейно-груповим добором у напрямі зниження вмісту каннабіноїдних сполук, підвищення продуктивності і якості волокна та вирівняності стеблостою за статевими

ознаками. Вихідним матеріалом для схрещування були використані гібрид ЮС-22 х Дніпровські 5 (материнська форма) і сорт Дніпровські однодомні 8 (батьківська форма). Кожний із батьківських компонентів відрізнявся окремими позитивними ознаками.

При вивченні сорту Дніпровські однодомні 14 у конкурсному сор-товипробуванні встановлено, що сорт характеризується вищим урожаєм соломи і волокна, має якіснішу продукцію порівняно зі стандартом. Це обумовило передачу сорту на державне випробування.

За результатами державного сортовипробування на Павлоградській сортодільниці сорт Дніпровські однодомні 14 перевищував районований сорт Дніпровські однодомні 6 за урожайністю стебел на 26,4%, урожайністю волокна на 30,1%. По урожайності насіння сорт знаходився на рівні стандарту (табл. 4). Вміст ТГК у роки випробувань у нового сорту був зовсім відсутнім. За результатами державного сортовипробування сорт занесено до Реєстру сортів рослин України у 1995 р. (А.с. № 346).

Таблиця 4

Результати випробувань сорту конопель Дніпровські однодомні 14 на

Павлоградській сортодільниці

Показники Роки Дніпровські однодомні 14 Дніпровські однодомні 6 (стандарт) НІР05, ц/га

Урожайність стебел, ц/га 1992 93,1 72,6 4,1

1993 108,5 79,9 5,6

1994 41,0 34,0 3,7

1995 80,7 69,2 4,8

середня 80,8 63,9 4,6

Урожайність волокна, ц/га 1992 23,8 17,4 0,9

1993 24,2 18,5 1,4

1994 10,6 8,3 0,7

1995 21,0 17,1 1,2

Середня 19,9 15,3 1,1

Урожайність насіння, ц/га 1992 6,1 5,6 0,5

1993 9,1 8,8 0,4

1994 4,6 4,8 0,5

1995 9,4 9,0 0,7

Середня 7,3 7,1 0,5

Тривалість періоду вегетації, днів 1992 145 143

1993 141 138

1994 142 139

1995 142 140

середня 143 140

Найбільш ефективний шлях підвищення волокнистості – добір по прямих ознаках.

Вміст волокна є однією з найбільш важливих ознак добору у конопель. У результаті вивчення популяційної мінливості даної ознаки по кожному сорту і гібриду конопель встановлено, що вміст волокна у 1991 р. варіював від 17,0 до 40,6%, коефіцієнти варіації були середніми і знаходилися у різних сортів у межах від 11,4 до 15,5%.

Ефективність добору на підвищення вмісту волокна в стеблах розглянемо на прикладі гібридної популяції (Дніпровські 11 х Дніпровські однодомні 14) х Дніпровські однодомні 14. Дані показують, що варіювання вмісту волокна коливалося від 19,1 до 39,4%, коефіцієнт варіації становив 14,5%.

На початку селекційної роботи у даному напрямку виділилися дві сім'ї під номерами 301 та 303, вміст волокна у яких був, відповідно, 29,4 і 30,6%, при середньому вмісту в популяції гібрида 26,3±0,32%. У 1992 р. було виділено 18 сімей з вмістом волокна 28,3-30,6%. Ці сім'ї відрізнялися відсутністю каннабіноїдів й підвищеними значеннями розривного навантаження волокна, яке знаходилося у межах 29,4-34,9 кгс, перевищуючи стандарт на 13,1-34,2%.

Для демонстрації безперервного систематичного добору наведемо характеристику елітних рослин, розподіливши їх на групи за вмістом волокна в стеблах (табл. 5). Під дією добору в популяції рослин проходять якісні зміни по вмісту волокна. У 1991 р. було 11,4% рослин з вмістом волокна 19,1-22,0%. В результаті дворазового добору таких рослин залишилися одиниці, а з часом, у міру збільшення кратності добору, в популяції почали переважати рослини з вмістом волокна вище 30%. Якщо у 1991 р. було лише 15,4%, рослин з вмістом волокна більше 31% то у 1999 р. їх налічувалося вже 62,4%.

Таблиця 5

Диференціація елітних рослин популяції (Дніпровські 11 х Дніпровські однодомні 14) х Дніпровські однодомні 14 за вмістом волокна під дією безперервного добору

Роки Кількість рослин, шт. Вміст волокна,% Вміст волокна в групі, %

19,1-22,0 22,1-25,0 25,1-28,0 28,1-31,0 31,1-34,0 34,1-37,0 37,1-40,0

Розподіл елітних рослин, %

1991 274 26,3±0,32 11,4 31,3 24,5 17,4 7,2 8,0 0,2

1992 315 27,3±0,25 5,7 26,5 27,2 23,4 10,9 5,1 1,2

1993 295 26,9±0,47 1,4 28,0 34,1 15,9 14,3 5,4 0,9

1994 284 29,7±0,39 - 18,5 28,7 30,1 8,9 10,6 3,2

1995 320 29,4±0,42 2,1 11,5 22,9 26,4 16,2 18,2 2,7

1996 345 30,6±0,37 1,7 11,3 12,5 30,2 28,5 16,4 5,2

1997 328 31,9±0,48 - 7,4 10,1 20,4 30,5 21,4 10,2

1999 346 32,3±0,42 0,6 3,2 13,6 20,2 27,5 19,9 15,0

Виключаючи низьковолокнисті рослини, ми цілеспрямовано змінювали популяцію шляхом насичення її новими генотипами, які раніше не зустрічалися. Систематичний добір на підвищення вмісту волокна в стеблах гібридної популяції (Дніпровські 11 х Дніпровські однодомні 14) х Дніпровські однодомні 14 дозволив створити сорт конопель Дніпровські однодомні 19. Підвищення вмісту волокна супроводжувалося постійним контролем за вмістом каннабіноїдів, якістю волокна та стабілізацією ознаки однодомності. Аналогічна робота на підвищення вмісту волокна в стеблах проводиться з сортами конопель Синельниківські 2, Синельниківські 4, Дніпровські 18 та цілим рядом сортів і гібридів конопель, які знаходяться в селекційній роботі.

Завдяки проведеній інтенсивній роботі на підвищення волокнистості, вміст волокна в стеблах сорту Дніпровські однодомні 19 на 2,6-3,0% вищий у порівнянні зі стандартом, що позитивно вплинуло на урожай волокна (18,9 ц/га), при урожайності його у стандарту 14,4 ц/га (табл. 6).

Таблиця 6

Характеристика нових сортів конопель по урожайності та вмісту ТГК (конкурсне сортовипробування)

Урожай, ц/га Роки Сорти

Дніпровські однодомні 14 (стандарт) Дніпровські однодомні 19 Синельниківські однодомні 3 НІР05, ц/га

Стебел 1996 46,5 51,7 51,8 3,1

1997 84,9 100,0 82,2 7,0

1998 32,8 44,3 35,9 2,1

середній 54,7 65,3 56,6 4,1

Волокна 1996 12,0 14,8 14,4 1,5

1997 22,3 29,0 23,2 2,9

1998 8,8 13,0 10,3 1,4

середній 14,4 18,9 16,0 1,9

Насіння 1996 3,3 3,9 3,8 0,2

1997 8,2 8,5 9,2 0,4

1998 3,8 4,0 4,4 0,3

середній 5,1 5,5 5,8 0,3

Вміст ТГК, % 1996 0,004 0,005 0,01

1997 0,007 0,008 0,008

1998 0,01 0,01 0,02

середній 0,007 0,008 0,01

Сорт характеризується високими технологічними показниками волокна, 74,8% від загальної кількості якого становить довге волокно. Вміст ТГК знижено до 0,008%. Сорт з 1999 р. знаходиться на державному сортовипробуванні.

За результатами конкурсного сортовипробування (1996-1998 рр.) одним з найбільш перспективних виявився сорт Синельниківські однодомні 3. Основна увага при створенні сорту приділялася ознаці статі та вмісту наркотично активних речовин. В результаті інтенсивної селекційної роботи нам вдалося одержати досить однорідний стеблостій за статевими ознаками (рослин однодомної фемінізованої матірки 85,3-89,2%, однодомної фемінізованої плосконі 8,3-12,4%), що й зумовило високий врожай насіння. При однаковому періоді вегетаціі урожай насіння у сорту Синельниківські однодомні 3 на 13,7% перевищив стандарт.

Вміст ТГК у сорту становить 0,01%, дещо вище ніж у стандарту, але значно нижче рівня вимог, передбачених Держкомісією по сортовипробуванню рослин. Волокно сорту Синельниківські однодомні 3 за роки випробувань оцінювалося лише як першосортне та відбірне (табл. 7).

Таблиця 7

Результати технологічної оцінки сортів конопель у конкурсному

сортовипробуванні

Сорт Роки Вихід волокна, % Розривне навантаження, кгс Лінійна щільність, текс Сорт тіпаного прядива

всього довгого

Дніпровські однодомні 14 (стандарт) 1996 25,7 20,9 29,6 44 н/с

1997 26,3 22,3 38,7 34 2

1998 26,7 20,2 32,2 34 2

середнє 26,2 21,1 33,5 37,3 -

Дніпровські однодомні 19 1996 28,7 22,1 36,5 33 2

1997 29,0 20,5 37,0 32 2

1998 29,3 22,5 37,3 18 відбірне

середнє 29,0 21,7 36,9 27,7 -

Синельниківські однодомні 3 1996 28,8 21,5 38,4 18 1

1997 29,2 23,8 39,3 27 відбірне

1998 29,7 24,2 37,0 21 1

середнє 29,2 23,2 38,2 22 -

Вміст волокна в стеблах сягає 30%. Вихід довгого волокна в середньому за три роки становив 79,5% від загальної кількості волокнистої продукції. Показник розривного зусилля у волокна нового сорту знаходиться в межах 37,0-39,3 кгс. За результатами державного сортовипробування сорт Синельниківські однодомні 3 занесено до Реєстру сортів рослин України на 2001 р.

ВИСНОВКИ

1. В розріджених і загущених посівах волокно в стеблах конопель накопичується протягом усього періоду вегетації. Припинення цього процесу відбувається лише при настанні біологічної зрілості рослин. Максимальний приріст волокна, у різних за цим показником сортах, відмічений за період “цвітіння – технічна зрілість плосконі”. У фазу дозрівання насіння маса волокна у стеблах рослин різних сортів конопель в умовах розрідженого посіву, була на 242,9-278,2% вищою, ніж у стеблах конопель із загущених посівів. У високоволокнистих сортах Глухівські 10 та Дніпровські однодомні 14 вміст волокна в 1,6-2,6 рази більший, в порівнянні з низьковолокнистими сортами Єрмаковські місцеві й Південні павлоградські.

2. Максимальний приріст деревини, як і приріст волокна, приходиться на період “цвітіння – технічна зрілість плосконі”. За цей період в умовах широкорядного посіву в стеблах накопичувалося 51,9-62,6%, а в умовах суцільного посіву – 34,4-38,1% деревини від її маси в фазу дозрівання насіння. Істотної різниці між низько- і високоволокнистими сортами конопель по абсолютному і відносному вмісту деревини не виявлено.

3. Між масами волокна і деревини у різноволокнистих сортів конопель існує тісний позитивний взаємозв'язок (r = 0,710-0,877). Через це підвищення маси волокна у стеблі не супроводжується зниженням маси деревини, внаслідок чого, у високоволокнистих це явище не впливає на стійкість рослин до вилягання.

4. На основі вивчення мінливості основних господарсько цінних ознак встановлено, що маса лубу і вміст його у стеблах конопель при широкорядному та суцільному способах сівби за ступенем варіювання мають різні показники. Маса лубу варіює значно сильніше (на широкорядному посіві в 1,7-2,8 рази, а на суцільному в 2,1-4,8 рази) у по-рівнянні з вмістом лубу. Отже, при створенні високоволокнистих сортів конопель такий показник, як “відсоток лубу” є надійнішою ознакою при доборі, ніж “маса лубу”.

5. В селекції на покращання показників якості волокна добір рослин необхідно проводити з урахуванням їх діаметра, оскільки результати варіаційного аналізу лубу підтверджують висновки кореляційного аналізу: із збільшенням діаметра стебла міцність лубу в цілому по групі рослин зменшується.

6. Підвищення міцності лубу супроводжується зменшенням показників розміру стебла, що загалом веде до зниження продуктивності рослин конопель за волокном. Для подолання цього небажаного зв'язку при створенні урожайних сортів конопель з високою якістю волокна добір рослин необхідно проводити одночасно по комплексу господарсько-цінних ознак: висоті рослин, діаметру стебла, масі лубу і його вмісту в стеблах та міцності.

7. Селекція конопель на підвищення міцності лубу є високоефективною. П'ятиразовий добір в даному напрямку зумовив підвищення показника розривного навантаження лубу в різних сортів конопель на 8,3-15,4 кгс.

8. Вміст ТГК абсолютно не впливає на прояв господарсько цінних

ознак конопель: висота рослин, діаметр стебла, маса стебла, лубу та насіння, а також вміст лубу і його міцність, що дозволяє вести результативну селекцію в відношенні кожної із них.

9. Застосування експрес-методу визначення каннабіноїдів безпосе-редньо в зелених рослинах на полі і створення направленого перезапилення рослин є ефективним засобом у селекції на зниження наркотичної активності конопель. В результаті селекційної роботи з застосуванням даного методу створено сорт Дніпровські однодомні 14 (А.с. № 346), який занесено в Реєстр сортів рослин України з 1995 р. Вміст ТГК в сорті становить 0,002-0,005%, що в 6-7 разів нижче за стандарт. По урожаю волокна сорт перевищує стандарт на 20-23%.

10. Для створення високопродуктивного матеріалу важливою пе-редумовою є добір рослин одночасно за високими показниками і дов-жини стебла і вмісту в ньому волокна оскільки між даними ознаками існує негативний взаємозв'язок (r= - 0,286-0,552).

11. Найперспективнішим вихідним матеріалом для створення високоволокнистих сортів південних конопель без наявності наркотичних речовин та високою якістю волокна в умовах північного Степу є сорти конопель Дніпровські однодомні 14, Дніпровські 17 та Дніп-ровські 11.

12. Методом систематичного сімейно-групового добору в напрямку зниження вмісту каннабіноїдних сполук, підвищення вмісту волокна в стеблах та стабілізації ознаки “однодомності” одержано сорти конопель Синельниківські однодомні 3, який занесено в Реєстр сортів рослин України на 2001 р. та Дніпровські однодомні 19, який з 1999 р. знаходиться у державному сортовипробуванні. Сорт Синельниківські однодомні 3 по урожаю насіння перевищує стандарт на 12,2-15,8% та має кращу якість волокна. Сорт Дніпровські однодомні 19 перевищує стандарт по урожаю волокна на 23-25% як за рахунок вищого врожаю соломи, так і за рахунок вищого вмісту волокна в стеблах.

ПРОПОЗИЦІЇ ДЛЯ СЕЛЕКЦІЙНОЇ ПРАКТИКИ І

РЕКОМЕНДАЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ

1. Для створення нового селекційного матеріалу південних конопель, який би задовольняв вимоги виробництва і переробної промисловості, в селекційних програмах необхідно застосовувати добір рослин одночасно за вмістом волокна і його якістю та вмістом наркотично активних речовин.

2. В селекційній роботі по виведенню нових південних сортів конопель з покращеними технологічними властивостями волокна рекомендується як вихідний матеріал використовувати сорти Дніпровські 11, Дніпровські однодомні 14, Синельниківські однодомні 3 та Дніпровські 17.

3. У виробничих умовах рекомендується вирощувати високопродуктив-

ні наркотично нейтральні сорти конопель Дніпровські однодомні 14 і Синельниківські однодомні 3.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ

ДИСЕРТАЦІЇ

1. Солодушко Н.Н., Солодушко Н.Ф. Нормы высева и способы посева как факторы, влияющие на качество волокна конопли // Селекція і первинна обробка конопель та льону: Зб. наук. пр. – Глухів, 1994. – С. 19-26. (Особистий внесок: проведення досліджень, обробка і узагальнення експериментальних даних).

2. Каплунова Р.Й., Солодушко В.П. Селекція і насінництво південних конопель // Бюлетень Інституту зернового господарства УААН. – Дніпропетровськ, 1997. – № 3. – С. 78-81. (Особистий внесок: проведення досліджень, аналітичні визначення, математичні розрахунки).

3. Солодушко В.П. Створення сортів конопель з пониженим вмістом наркотичних речовин на Синельниківській селекційно-дослідній станції // Бюлетень Інституту зернового господарства УААН. – Дніпропетровськ, 1999. – №8. – С. 33-39.

4. Дніпровські однодомні 14: А.с. на сорт рослин (коноплі) №346 / В.П. Солодушко, Р.Й. Каплунова, М.М. Солодушко, В.Г. Вировець, Л.М. Горшкова (Україна). – № 9204946; Заявлено 24.10.1991; Зареєстровано в Реєстрі сортів рослин України в 1995 р. (Доля авторства 20%).

5. Синельниківські однодомні 3: А.с. на сорт рослин (коноплі) №1365 / В.П. Солодушко, Р.Й. Каплунова, М.М. Солодушко, В.Г. Вировець (Україна). – № 98019002; Заявлено 2.11.1998; Зареєстровано в Реєстрі сортів рослин України в 2001 р.(Доля авторства 80%).

6. Солодушко В.Ф. Основные направления и результаты селекции южной конопли // Тез. докл. Всеукраинской конференции молодых ученых и специалистов "Научные основы ведения сельского хозяйства Украины" (Днепропетровск, 18-19 февраля 1993 ). – Бюллетень Института кукурузы. – Днепропетровск, 1993. – № 77. – С. 34

7. Солодушко Н.Н., Солодушко В.Ф., Шавша А.Н. Содержание масла в семенах конопли в