ІНСТИТУТ ЗЕРНОВОГО ГОСПОДАРСТВА УААН
ІНСТИТУТ ЗЕРНОВОГО ГОСПОДАРСТВА УААН
КОВАЛЬ Олександр Миколайович
УДК 633.378:631.52
СТВОРЕННЯ ТА ДОБІР ВИХІДНОГО МАТЕРІАЛУ
ДЛЯ СЕЛЕКЦІЇ ЧИНИ ПОСІВНОЇ З ОКРУГЛОЮ І
КУТАСТО-ОКРУГЛОЮ ФОРМОЮ НАСІННЯ
06.01.05 – селекція рослин
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата сільськогосподарських наук
Дніпропетровськ – 2004
Дисертацією є рукопис.
Робота виконана на Красноградській дослідній станції Інституту зернового господарства УААН.
Науковий керівник: доктор сільськогосподарських наук, старший
науковий співробітник КЛИША Андрій Іванович,
головний науковий співробітник лабораторії селекції і
технології вирощування ранніх зернових і зернобобових
культур Інституту зернового господарства УААН
Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук, старший
науковий співробітник ФІЛІПОВ Генріх Леонідович,
Інститут зернового господарства УААН, завідувач
лабораторії фізіології кукурудзи
кандидат сільськогосподарських наук, старший науковий
співробітник ГЕЛЮХ Володимир Миколайович,
Луганський національний аграрний університет, завідувач
кафедри селекції і захисту рослин
Провідна установа: Інститут рослинництва ім. В.Я. Юр’єва, м. Харків
Захист відбудеться 28 січня 2005 р. о 1300 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 08.353.01 при Інституті зернового господарства УААН за адресою 49027, м. Дніпропетровськ 27, вул. Дзержинського 14; тел. 45-02-36
З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту зернового господарства УААН
Автореферат розісланий 24 грудня 2004 р.
Вчений секретар спеціалізованої
вченої ради _______________ Мусатов А.Г.
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність. В північній частині Степу України культура чини посівної ще недостатньо досліджена. Тому виникла потреба детального вивчення даної культури в цих умовах. Для чини посівноі характерною є клиноподібна чи плоско-клиноподібна форма насіння, що сильно утруднює її висів, особливо в суміші зі злаковими культурами. Таке насіння також погано розварюється. Тому необхідно дослідити ефективність селекції округлонасінної чини.
Серед зареєстрованих в Степу сортів чини посівної урожайними є Красноградська 4 і Красноградська 5. Проте і ці сорти не задовольняють вимогам виробництва як за врожаєм зерна, так і зеленої маси. Крім того, до їх вад слід віднести полеглість рослин, а також схильність до захворювання іржею. Середні харчові якості зерна також потребують селекційного покращення.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Проведені дослідження по темі дисертації є складовою частиною завдання 02.04 “Створити для Степу Украіни та передати в державне сортовипробування посухостійкі і високоурожайні сорти зернобобових культур” (№ державної реєстрації 0197U000092).
Мета і задачі дослідження. Метою роботи є створення, відбір та вивчення нових продуктивних форм чини посівної з округлою та кутасто-округлою формою насіння, які повинні стати базою нового сорту для Степу України.
Задачі, які необхідно було вирішити для досягнення поставленої мети:
1. Підібрати і оцінити вихідний селекційний матеріал чини посівної.
2. Здійснити гібридизацію кращих сортозразків з наступною оцінкою батьківських форм і гібридів.
3. Відібрати продуктивні лінії (родини).
4. Провести оцінку продуктивних ліній у селекційному розсаднику і контрольному сортовипробуванні.
Об’єкт дослідження. Селекція чини посівної з використанням сортозразків колекції різного еколого-географічного походження, з різними морфо-біологічними ознаками.
Предмет дослідження. Добір вихідного селекційного матеріалу для створення нового сорту чини посівної з округлою або кутасто-округлою формою насіння.
Методи дослідження: лабораторно-польовий – для виявлення продуктивних форм; вимірювально-ваговий для визначення врожайності, біохімічний – для оцінки якості зерна; розрахунковий – для визначення показників спадковості, мінливості, кореляційних взаємозв’язків; математично-статистичний – для оцінки достовірності результатів досліджень.
Наукова новизна одержаних результатів полягає в теоретичному узагальненні і новому вирішенні важливого наукового завдання з підвищення ефективності селекції чини посівної. Вперше в умовах північного Степу України у культури чини посівної було встановлено закономірності мінливісті господарськи цінних ознак та характеру успадкування ознак продуктивності гібридами чини. Визначені коефіцієнти кореляції елементів продуктивності між собою і з урожайністю. В результаті цього розроблено раціональні підходи у створенні нового селекційного матеріалу з кутасто-округлою формою насіння шляхом гібридизації та добору і виділено продуктивні форми.
Практичне значення одержаних результатів полягає у виділенні нових продуктивних високоврожайних та посухостійких форм чини посівної, які включені в селекційний процес і стануть базою нових сортів для Степу України. Новий сорт Сподіванка (Красноградська 9) в 2004 р. передається на державне сортовипробування і до Національного центру генетичних ресурсів рослин України .
Особистий внесок здобувача Особисто здобувачем здійснено огляд літератури за темою дисертації, складені схеми досліджень, проведена закладка польових дослідів, здійснені спостереження, обліки і аналізи, зроблено математичний аналіз і узагальнення дослідних даних. Авторство в наукових працях, опублікованих в співавторстві складає 50-60%, у сорті Сподіванка (Красноградська 9) – 20%.
Апробація результатів дисертації. Результати досліджень доповідались на міжнародній науково-технічній конференції “Досягнення та перспективи сучасної селекції на забезпечення стабільного виробництва рослинного білка” (Луганськ, 2002) і всеукраїнській науково-практичній конференції молодих вчених і спеціалістів з проблем виробництва зерна в Україні (Дніпропетровськ, 2002).
Публікації. За темою дисертаційної роботи опубліковано 9 наукових праць, з яких 4 статті – у фахових виданнях, 2 тези конференцій, 3 інформаційні листки.
Обсяг і структура дисертації. Дисертація викладена на 145 сторінках комп’ютерного набору тексту, складається із вступу, чотирьох розділів, висновків і рекомендацій для практичної селекції. Містить 21 таблицю, 2 рисунки, 6 додатків. Список використаної літератури включає 191 назв, в тому числі 19 на іноземних мовах.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
Стан вивчення культури і селекції чини посівної
На основі літературних джерел висвітлені стан вивчення і селекція чини посівної, висвітлено історію культури, а також описано ботанічну, морфо-біологічну характеристику культури.
Умови та методика проведення досліджень
Дослідження проводились у 2000-2002 рр. на Красноградській дослідній станції Інституту зернового господарства УААН. В ґрунтовому покриві переважають чорноземи звичайні середньогумусні з глибиною профілю до 75-90 см і вмістом гумусу 4-6%.
Клімат зони помірно-континентальний, характерними особливостями якого є значні коливання температури, кількості місячних і річних опадів та нерівномірний їх розподіл протягом вегетації рослин.
Роки досліджень за температурним режимом і опадами були різними. Так, період вегетації чини в 2000 р. характеризувався сприятливими погодними умовами, які наближались до середніх багаторічних. Період вегетації чини в 2001 р. характеризувався несприятливими погодними умовами, а саме високі температури в квітні і надмірна кількість опадів в червні, призвели до масового росту бур’янів, переростання рослин чини і зниження врожаю. Період вегетації чини в 2002 р. характеризувався несприятливими погодними умовами, які відрізнялись від середніх багаторічних. Високі температури були у липні. За вегетаційний період випала недостатня кількість опадів.
У наших дослідженнях вихідним матеріалом були сортозразки колишнього Всесоюзного науково-дослідного інституту рослинництва ім. М.І. Вавілова, а також Красноградської, Устимівської та Полтавської дослідних станцій і деякі гібридні популяції.
При закладанні польових дослідів, проведенні спостережень, обліку та аналізів використовували Методику державного сортовипробування сільськогосподарських культур (1971, 1985 рр.), а також методику проведення польових дослідів, яка була розроблена колишнім Українським НДІ зернового господарства (Пирог Т.Н., 1949) і Інститутом кукурудзи УААН (Фільов Д.С., Стафійчук А.А., 1967; Фільов Д.С., Циков В.С.,1980; Циков В.С., Пікуш Г.Р., 1983).
Статистичний обробіток дослідних даних здійснювався методом дисперсійного аналізу за В.Г. Вольфом (1966), Б.О. Доспєховим (1979) та П.П. Літуном (1996).
Ступінь фенотипового домінування (успадкування) ознак продуктивності визначали за B. Griffing (1950), а класи домінування – за G.M. Beil та R.E. Atkins (1965). Характер мінливості основних ознак продуктивності в природних і гібридних популяціях визначали згідно методики ВІР (Макашева Р.Х., Варлахов М.Д., 1976). За найбільш важливими парами показників і господарськи цінних ознак виведені коефіцієнти кореляції.
Результати вивчення колекційного матеріалу чини
Ботанічна та еколого-географічна характеристика і класифікація. Висвітлені ботанічні особливості культури чини посівної, наведено еколого-географічну характеристику підвидів, а також подана класифікація еколого-географічних груп культури на основі досліджень інших авторів.
Вплив гідро-термічних умов на вегетаційний період чини. Загальна тривалість вегетаційного періоду залежно від сорту, грунтово-кліматичних умов району коливалась від 60 до 120 днів. Тривалість вегетації в цілому залежить від тривалості окремих періодів. Від сівби насіння до повних сходів проходить 7-14 днів, а в умовах недостатньої вологості грунту та низьких температур цей період може затягнутися й довше.
У наших дослідженнях гідро-термічні умови, які склались під час сівби у 2000 р. були близькі до оптимальних (середня температура повітря становила 15,4 ?С, сума опадів за період – 19,8 мм). За таких умов сходи з’вилися через 11 днів.
Невелика затримка з появою сходів у 2001 р. була пов’язана з низькою середньодобовою температурою повітря, яка становила 11,9 ?С. За таких умов сходи з’явилися через 13 днів після сівби. На відміну від попередніх років досліджень, у 2002 р. несприятливі погодні умови відчутно затримали появу сходів рослин чини (сходи з’явилися на 19 день), що пов’язано з недостатньою кількістю вологи у ґрунті, а також низькою середньодобовою температурою повітря.
Тривалість міжфазного періоду “сходи – цвітіння” у чини в основному залежить від суми ефективних температур. Для проходження цієї стадії рослинам чини необхідно 526-660 ?С. Забезпеченість вологою в цей період мало впливає на рослини чини, через те, що вони характеризуються значною посухостійкістю і без особливих проблем витримують нетривалу повітряну і ґрунтову посуху, але надмірна кількість вологи може затримати розвиток рослин чини. При проведенні наших досліджень середньодобова температура повітря у 2000 і 2002 рр. становила 15,9 ?С, а у 2001 р. – 14,3 ?С. У 2000 і 2002 рр. період “сходи – цвітіння” тривав 45 і 42 днів відповідно, а у 2001 р. – 57 днів. Необхідно відмітити, що надмірна кількість опадів (128,9 мм) у 2001 р. спричинила подовження тривалості періоду “сходи – цвітіння” у рослин чини.
Третій міжфазний період вегетації чини посівної – від цвітіння до стиглості – не менше, ніж попередні, залежить від гідротермічних умов. Цвітіння чини інтенсивно відбувається при температурі не менше 20-22?С; при її пониженні періоди цвітіння і дозрівання різко розтягуються. Не дивлячись на те, що чина посівна відноситься до типових ксерофітів, в період цвітіння їй необхідно достатня кількість вологи і тепла.
У 2000 і 2001 роках період “цвітіння – дозрівання” у чини був занадто розтягнутий і тривав 60 і 56 днів відповідно. Це було викликано різними причинами, а саме несприятливими гідротермічними умовами за розглянутий період: якщо у 2000 р. надмірна тривалість цвітіння пояснювалась недостатньою кількістю ефективних температур, то у 2001 р. – надмірною кількістю вологи в ґрунті. Зниження температури проти середньої багаторічної і випадання великої кількості опадів подовжують вегетаційний період. Достатнє забезпечення вологою у 2002 р. (79,2 мм) і зростання середньодобових температур повітря до 21,4?С обумовило скорочення періоду “цвітіння – дозрівання” до 41 днів.
За нашими даними, у чини спостерігалась тісна позитивна залежність тривалості вегетаційного періоду від кількості опадів (r= 0,898). І, навпаки, негативна залежність спостерігалась між тривалістю вегетаційного періоду і сумою температур (r= -0,381). Отже, можна зробити висновок, що тривалість вегетаційного періоду у чини посівної буде тим довший, чим більше опадів випаде за даний період. А підвищення температури щодо середньої багаторічної призводить до скорочення періоду вегетації чини посівної.
Складні і відмінні за роками гідротермічні умови дозволили виділити цінні форми не лише за урожайністю, а й за посухостійкістю.
Стійкість до хвороб. Чина уражується такими основними хворобами: іржею, аскохітозом і фузаріозом.
За нашими оцінками (табл.1) менш сприятливими до іржі були такі сортозразки чини (ступінь ураження – 1 бал): добір із Красноградської округлої 2, Красноградська, добір із Красноградської 4, ВІРк 1469 Білосніжка, ВІРк 1468 Кормова 1 (Казахстан).
Наші дослідження вказують також на те, що менш схильними і толерантними до аскохітозу є наступні сортозразки (ступінь ураження – 0 балів): ВІРк 1249 Чакинська 308, ВІРк 1246 Кінельська 7, ВІРк 1210 (Татарстан), ВІРк 1248 Чакинська 18, ВІРк 1468 Кормова 1 (Казахстан).
Проведені нами спостереження вказують на те, що найменше уражувались фузаріозом такі сортозразки (ступінь ураження – 0 балів): Красноградська, ВІРк 1469 Білосніжка, ВІРк 1468 Кормова 1 (Казахстан).
Таблиця 1
Характеристика зразків чини посівної, виділених за стійкістю до грибних захворювань, 2000-2002 рр.
Назва сортозразка,
походження | Ураженість (бал) | Продукив-ність з 1м2, г
іржею | аскохітозом | фузаріозом
Із Красноградської округлої 2
ВІРк 1249 Чакинська 308
Красноградська
ВІРк 1246 Кінельська 7
ВІРк 1210 (Татарстан)
ВІРк 1248 Чакинська 18
Красноградська 4, стандарт
ВІРк 1476 (Угорщина)
Із Красноградської 4
ВІРк 1469 Білосніжка
ВІРк 1468 Кормова 1
Із Грузинської
Красноградська 8 | 1
2
1
2
2
2
3
2
1
1
1
2
2 | 1
0
1
0
0
0
2
1
1
2
0
1
1 | 1
1
0
1
1
1
2
1
1
0
0
1
1 | 299
361
388
341
303
287
291
276
284
329
388
348
306
У результаті вивчення колекції чини посівної за стійкістю до грибних захворювань нами було виявлено різну ступінь стійкості сортозразків до ураження іржею, аскохітозом, фузаріозом. Найбільш комплексно стійкими до цих захворювань виявилися наступні сортозразки: добір із Красноградської округлої 2, Красноградська, добір із Красноградської 4, ВІРк 1249 Чакинська 308, ВІРк 1248 Чакинська 18, ВІРк 1468 Кормова 1 (Казахстан). Виділені сортозразки, відносно толерантні до розглянутих хвороб, включені нами у селекційний процес.
Продуктивність і структура врожаю. При виведенні нових сортів сільськогосподарських культур продуктивність є основним показником цінності вихідного селекційного матеріалу. Вирішення проблеми підвищення продуктивності залежить від генетичного потенціалу сорту, його пластичності і високої стійкості до основних захворювань. Урожай зерна є комплексною ознакою, яка формується із багатьох структурних елементів.
Вивчаючи колекцію чини посівної на Красноградській дослідній станції особливу увагу ми приділяли таким показникам продуктивності і якості врожаю: урожай насіння з одиниці площі (з 1 м2), урожай насіння з 10 рослин, маса 1000 насінин (табл. 2).
Таблиця 2
Продуктивність сортозразків чини посівної за 2000-2002 рр.
Назва сортозразка,
походження |
Продуктивність, г/м2 |
д | Продук-
тивність
10 рослин, г | Маса 1000 насінин, г
2000 р. | 2001р. | 2002 р. | Х
Округла 436
ВІРк 1249 Чакинська 308
ВІРк 1434 (Німеччина)
Красноградська
485/73
ВІРк 1210 (Татарстан)
Красноградська 6
ВІРк 984 (Брянська обл.)
Красноградська 4, стандарт
Округла 2 х Зеленозерна
ВІРк 977 (Воронезька обл.)
ВІРк 1214 Дніпровська 12
ВІРк 1365 (Німеччина)
Мутант із Красноградської 1
Із М3 Красноградської 5
ВІРк 1468 Кормова 1 (Казахстан)
ВІРк 1253 Краснодарська 55
Із Грузинської
Степова (Африка) | 579
655
573
731
589
559
495
513
454
685
585
433
542
586
547
721
397
515
559 | 152
91
159
88
71
133
150
209
92
165
109
120
158
156
143
111
277
225
59 | 250
336
375
345
337
250
359
297
316
315
251
369
295
289
336
332
309
303
263 | 327
361
368
388
332
314
335
340
291
388
315
307
332
344
342
388
328
348
294 | 224
283
207
324
259
220
174
156
183
268
244
165
195
220
202
309
62
150
251 | 134
115
116
131
105
139
105
128
107
142
130
103
109
114
116
126
105
130
96 | 220
226
271
276
288
219
281
225
207
198
237
273
272
284
283
262
260
252
281
НІР 0,05, г | 47,4 | 30,9 | 26,5
Примітка: ? – середнє квадратичне відхилення; Х – середнє за роками.
За масою насіння з 10 рослин виділились такі сортозразки: ВІРк 1210 (Татарстан), Округла 436, Красноградська, Округла 2 х Зеленозерна, ВІРк 977 (Воронезька обл.), добір із Грузинської, ВІРк 984 (Брянська обл). У цих зразків продуктивність 10 рослин становила від 128 до 142 г.
За масою 1000 насінин виділились наступні сортозразки: мутант із Красноградської 1, добір із М3 Красноградської 5, 485/73, Степова (Африка), Красноградська 6, ВІРк 1214 Дніпровська 12, Красноградська, ВІРк 1365 (Німеччина). Вони мали масу від 272 до 284 г.
Під впливом погодних умов насіннєва продуктивність рослин чини характеризується високою фенотипічною мінливістю. За роки досліджень відносно стійкою (стабільною) урожайністю характеризувались такі сортозразки: ВІРк 1253 Краснодарська 55, добір із Грузинської, ВІРк 984 (Брянська обл.), ВІРк 1214 Дніпровська 12 (?= 62-165 г).
В селекційній роботі з чиною посівною при доборі кращих форм основним комплексним показником є урожай зерна з одиниці площі. За цим важливим показником виділились такі сортозразки: Красноградська, Округла 2 х Зеленозерна, ВІРк 1468 Кормова 1 (Казахстан), ВІРк 1434 (Німеччина), ВІРк 1249 Чакинська 308, добір із Грузинської, продуктивність яких складала в середньому від 348 до 388 г/м2. Із цих сортозразків були проведені добори елітних рослин для випробування і оцінки у селекційному розсаднику.
На основі трирічних досліджень ми вважаємо кращими за урожайністю та якістю врожаю наступні сортозразки: Красноградська, Округла 2 х Зеленозерна, добір із Грузинської, добір із М3 Красноградської 5, як важливий вихідний матеріал для створення нових сортів чини посівної.
Біохімічна характеристика. Біохімічні особливості зернобобових рослин визначають їх стійкість до низьких температур, посухи, хвороб, шкідників та поживну цінність при використанні для харчових чи кормових цілей.
В лабораторії агрохімії та грунтознавства Інституту зернового господарства були проведені аналізи сортозразків чини посівної на вміст білків, жирів, клітковини. В табл. 3 наводиться хімічний склад зерна сортозразків колекції чини.
Таблиця 3
Вміст білків, жирів, клітковини (%) в сортозразках колекції чини посівної,
2000-2002 рр.
Назва сортозразка,
походження | Білок | Жир | Клітко-
вина | Продук-
тивність,
г/м2
Красноградська
485/73
ВІРк 1246 Кінельська 7
ВІРк 1210 (Татарстан)
Красноградська 4, стандарт
Округла 2 х Зеленозерна
ВІРк 977 (Воронезька обл.)
Округла 436
ВІРк 1365 (Німеччина)
ВІРк 1469 Білосніжка
Із М3 Красноградської 5
ВІРк 984 (Брянська обл.)
ВІРк 1468 Кормова 1 (Казахстан)
Степова (Африка) | 21,50
21,57
22,72
20,97
22,43
22,32
23,71
22,70
22,91
22,20
23,38
23,24
21,51
23,13 | 1,.80
1,88
1,60
2,03
1,71
1,52
1,40
1,50
1,53
1,61
1,28
1,30
1,79
1,41 | 3,11
2,94
2,96
2,90
3,05
2,97
2,96
2,98
3,02
2,96
2,95
3,03
3,02
2,98 | 487
393
393
373
303
457
390
359
361
419
365
463
481
373
Коефіцієнти кореляції з продуктивністю, r | -0,160 | -0,099 | 0,043–
За вмістом білка в зерні чини виділились такі сортозразки: Округла 436, ВІРк 977 (Воронезька обл.), ВІРк 1365 (Німеччина), добір із М3 Красноградської 5, ВІРк 984 (Брянська обл.), Степова (Африка). В цих зразках міститься від 22,70% до 23,71% білка.
За вмістом жиру в зерні сортозразки колекції чини посівної не мають особливого варіювання, проте мають дещо збільшений вміст (від 1,79% до 2,03% жиру) наступні: Красноградська, 485/73, ВІРк 1210 (Татарстан), ВІРк 1468 Кормова 1.
Найнижчими показниками вмісту клітковини в зерні чини, яка характеризує понижені харчові та кормові якості зерна виділились такі сортозразки: 485/73, ВІРк 1246 Кінельська 7, ВІРк 1210 (Татарстан), Округла 2 х Зеленозерна, ВІРк 977 (Воронезька обл.), ВІРк 1469 Білосніжка, добір із М3 Красноградської 5, Степова (Африка). В цих зразках міститься від 2,90% до 2,98% клітковини.
До сортозразків колекції чини за комплексними показниками кращого хімічного складу зерна (підвищеним вмістом білка і жиру та пониженим вмістом клітковини) слід віднести: ВІРк 977 (Воронезька обл.), добір із М3 Красноградської 5, Степова (Африка). Ці сортозразки є перспективними щодо використання їх у селекції на підвищену харчову і кормову цінність зерна та включені нами в селекційний процес.
Для встановлення взаємозв’зку між продуктивністю та якістю насіння, нами були вираховані коефіцієнти кореляції між даними показниками. У чини посівної практично немає прямої залежності урожайності від накопичення білка, жиру та клітковини. Не виявлено певного впливу кількості білка на урожайність. Між вмістом білка та продуктивністю рослин спостерігається тільки тенденція до зворотнього зв’язку (r= -0,160). Це пов’язано з тим, що із збільшенням продуктивності рослин підвищується вміст небілкових речовин у зерні, тобто змінюється рівень накопичення азоту в рослинах. Отже, можна отримувати одночасно як високопродуктивні сорти чини посівної, так і високобілкові.
Основні елементи аналітичної і комбінаційної селекції чини
Взаємозв’язок ознак продуктивності в популяціях чини посівної. З метою виведення нового сорту необхідно насамперед вивчити основні кількісні ознаки (елементи) продуктивності на кращих сортах і як вони впливають на врожайність.
Ми вивчали взаємозв’язок елементів продуктивності у наступних сортів і сортозразків чини посівної: ВІРк 1210 (Татарстан), ВІРк 984 (Брянська обл.), Округла 2 х Зеленозерна, Округла 436, ВІРк 1136 (Башкортостан), Красноградська 4, добір із Грузинської, добір із Красноградської округлої 2, Красноградська 7. Аналіз рослин проводили при повній стиглості зерна за такими господарськи цінними ознаками: довжина головного стебла (Д), довжина стебла від першого плідного вузла до верхівки (Дп), кущистість (К), число продуктивних вузлів (Вп), число бобів (Б) і насінин (Н) на рослині, маса рослини з насінням (Мр), маса бобів (Мб) і насіння (Мн) з рослини, маса насіння з ділянки (Мнд), маса 1000 насінин (М1000).
Розглядаючи в комплексі елементи продуктивності (табл. 4), ми прийшли до висновку, що у чини посівної найбільше корелюють з урожайністю:
кількість насінин на рослині (r= 0,418), кількість бобів на рослині (r= 0,466), маса насіння з рослини (r= 0,668), маса сухої рослини з насінням (r= 0,696). Необхідно звернути увагу на те, що найістотніший зв’язок виявлено між масою бобів і врожайністю (r=0,702). За цією ознакою й доцільно проводити добір продуктивних рослин.
Таблиця 4
Коефіцієнти кореляції між елементами продуктивності у чини посівної,
2000-2002 рр.
Ознака | Дп | К | Вп | Б | Н | Мр | Мб | Мн | Мнд | М1000
Д | 0,686 | -0,429 | 0,656 | 0,023 | 0,176 | 0,108 | 0,032 | 0,037 | 0,303 | -0,195
Дп | - | -0,410 | 0,447 | 0,342 | 0,387 | 0,187 | 0,073 | 0,057 | -0,063 | -0,421
К | - | - | 0,016 | 0,370 | 0,323 | 0,375 | 0,402 | 0,402 | 0,094 | 0,081
Вп | - | - | - | 0,241 | 0,386 | 0,395 | 0,396 | 0,398 | 0,304 | 0,009
Б | - | - | - | - | 0,910 | 0,819 | 0,796 | 0,763 | 0,466 | -0,209
Н | - | - | - | - | - | 0,815 | 0,798 | 0,794 | 0,418 | -0,319
Мр | - | - | - | - | - | - | 0,972 | 0,961 | 0,696 | 0,222
Мб | - | - | - | - | - | - | - | 0,995 | 0,702 | 0,259
Мн | - | - | - | - | - | - | - | - | 0,668 | 0,270
Мнд | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 0,105
Одним із важливих елементів кількості та якості врожаю є маса 1000 насінин. Наші дослідження вказують на тенденцію до позитивного зв’язку з цією ознакою (r= 0,105), але в окремі роки (перезволожені) має місце навіть негативна кореляція (наприклад, в 2000 р. r= -0,199). Отже, можна мати врожайні сорти і з крупним насінням і насінням середнього розміру.
Таким чином, при доборі кращих рослин в процесі селекції чини слід звертати особливу увагу на такі ознаки як кількість і маса бобів, кількість і маса насіння з рослини, маса сухої рослини з насінням. Залежно від напрямку селекції необхідно враховувати також масу 1000 насінин.
Мінливість ознак продуктивності і добір з природних популяцій. Існуючі сортозразки чини характеризуються значною морфо-біологічною строкатістю (мінливістю), яка обумовлена генетичною неоднорідністю (різноманітністю генотипів і фенотипів у розщеплених поколіннях), а також невирівняністю за елементами продуктивності. Вивчення такого селекційного матеріалу в контрастних умовах років дає можливість розщепити популяцію на певні біо- і морфотипи.
Вивчення характеру мінливості (меж варіювання, квадратичних відхилень, коефіцієнтів варіації) господарськи цінних ознак продуктивних сортозразків чини в різні за погодними умовами роки дозволило нам виявити неоднорідні зразки, цінні для добору продуктивних форм. За ступенем варіювання основних
ознак продуктивності вивчали такі сортозразки: ВІРк 1210 (Татарстан), Округла 2 х Зеленозерна, Округла 436, Красноградська 4, ВІРк 1136 (Башкортостан), ВІРк 984 (Брянська обл.), добір із Грузинської, добір із Красноградської округлої 2, Красноградська 7. Основну увагу звертали на ті елементи продуктивності, які певною мірою корелюють з урожайністю: довжина головного стебла рослини, довжина стебла від першого плідного вузла до верхівки, продуктивна кущистість, число плідних вузлів на головному стеблі, кількість бобів і насінин з рослини, маса рослини з насінням, маса бобів і насіння з рослини, маса 1000 насінин.
В таблиці 5 наведено сортозразки чини з максимальними показниками мінливості основних господарськи цінних ознак в 2000-2002 рр.
Таблиця 5
Характер варіювання господарськи цінних ознак у сортозразків чини посівної, 2000-2002 рр.
Елементи продуктив-
ності | Сортозразки | Роки | Середні
дані | max-min | д | н, %
Маса бобів з рослини, г | Округла 436
ВІРк 1136
Красноградська 4
Красноградська 4
Красноградська 4
Округла 2 х Зеленозерна
Із Грузинської
Красноградська 7
ВІРк 1210
ВІРк 984
Із Красноград. округлої 2 | 2000
2000
2000
2001
2002
2001
2001
2001
2002
2002
2002 | 38,9±4,5
43,4±4,6
38,2±5,1
11,0±1,4
21,3±2,0
15,9±2,0
16,7±2,0
12,8±1,5
23,5±3,1
16,7±1,2
20,9±1,8 | 106-16
87-10
95-12
25-4
57-8
38-6
57-7
29-4
52-8
40-10
38-7 | 22,6
23,0
24,0
6,3
11,2
9,1
10,7
7,3
14,0
6,7
7,3 | 58,1
53,0
62,7
57,3
52,6
57,4
64,2
57,5
59,5
40,2
41,8
Маса насіння з рослини, г | Округла 436
ВІРк 1136
Красноградська 4
Красноградська 4
Красноградська 4
Округла 2 х Зеленозерна
Із Грузинської
Красноградська 7
ВІРк 1210
ВІРк 984
Із Красноградської. округлої 2 | 2000
2000
2000
2001
2002
2001
2001
2001
2002
2002
2002 | 29,5±3,5
32,6±3,6
28,7±3,9
7,7±1,0
16,0±1,6
11,6±1,5
12,1±1,5
8,7±1,1
17,0±2,1
12,6±0,9
15,4±1,3 | 83-9
66-7
73-9
17-3
44-6
29-4
42-4
21-3
38-6
30-8
27-6 | 17,5
17,9
18,4
4,4
8,5
7,0
7,9
5,3
10,0
5,1
6,4 | 59,3
55,0
64,3
57,4
53,1
60,1
65,4
60,5
56,4
40,6
41,7
Примітка: ? – середнє квадратичне відхилення;
н – ?оефіцієнт варіації.
За нашими дослідженнями найбільше варіювання основних господарськи цінних ознак в 2000 р. було характерно для наступних сортозразків: Округла 436, ВІРк 1136 (Башкортостан), Красноградська 4. У цих сортозразків за масою насіння з рослини, тобто за основною ознакою продуктивності за якою ми проводимо добір кращих рослин, коефіцієнт варіації коливався в межах від 55 до 64,3%. За масою бобів з рослини, тобто за ознакою, яка в наших дослідженнях найбільш тісно корелює з урожайністю, показники коефіцієнту варіації становили від 53 до 62,7%.
В 2001 р. найбільша ступінь варіювання господарськи цінних ознак була характерною для таких сортозразків: Округла 2 х Зеленозерна, Красноградська 4, добір із Грузинської, Красноградська 7, у яких за масою насіння з рослини показники коефіцієнту варіації становили від 60,1 до 65,4%. За масою бобів з рослини коефіцієнт варіації коливався в межах від 57,3 до 64,2%.
За результатами аналізу 2002 р. найбільше варіювання основних господарськи цінних ознак було характерно для наступних сортозразків: ВІРк 1210 (Татарстан), Красноградська 4, ВІРк 984 (Брянська обл.), добір із Красноградської округлої 2, у яких за масою насіння з рослини коефіцієнт варіації коливався в межах від 40,6 до 56,4%. Показники коефіцієнту варіації за масою бобів з рослини становили від 40,2 до 59,5%.
Аналіз виділених за роками сортозразків вказує на можливість добору кращих рослин із цих номерів.
Із вищезазначених проаналізованих сортозразків нами були проведені щорічні індивідуальні добори кращих рослин для випробування потомств відібраних рослин у селекційному розсаднику.
Отже за комплексом селекційних ознак для подальшої роботи нами виділені кращі сортозразки: Красноградська 4, Округла 436, які окрім доборів включені також в гібридизацію.
Добір батьківських форм для гібридизації і аналіз гібридних комбінацій. Основна мета гібридизації – отримати найбільш вдале співвідношення господарськи цінних ознак і досягти трансгресії за продуктивністю. В гібридному організмі ознаки і властивості, одержані від батьківських особин, утворюючи різноманітні поєднання, розвиваються в кожному поколінні заново. Важливою умовою успішної селекційної роботи є створення відповідного вихідного матеріалу для добору трансгресивних рекомбінантів з використанням необхідної методики добору і оцінки виділених генотипів.
У таблиці 6 наведено оцінку характеру успадкування гібридів чини другого покоління за показниками основних господарськи цінних ознак у кращих гібридних комбінаціях.
Аналіз гібридного матеріалу показав, що є цінні гібридні комбінації, із яких можна відібрати продуктивні форми, що виходять за межі батьківських. За найважливішою ознакою, за якою ми проводимо добір продуктивних форм – масою насіння з рослини – були отримані максимальні показники позитивних трансгресій у наступних гібридних комбінаціях: Округла 432 х Красноградська 5 – (коефіцієнт домінування hp= 3,0), Округла 432 х Округла 436 – (hp= 1,8), Красноградська 7 х ВІРк 1476 – (hp= 1,2). Ряд ліній було відібрано вже в F2 з подальшою їх оцінкою на однорідність в селекційному розсаднику. Основний же добір було проведено в F3 з гібридних комбінацій Гюлерма х Красноградська 1, Італія х Башкортостан, Округла 2 х Зеленозерна.
Таким чином, добір форм з високими позитивними трансгресіями дозволяє створювати нові продуктивні сорти чини, що переважають за врожайністю як батьківські форми, так і кращі сучасні стандарти.
Таблиця 6
Характер успадкування основних господарськи цінних ознак гібридами чини посівної другого покоління, 2002 р.
Гібридна
комбінація | Господарськи цінна ознака | Р1 | F2 | P2 | hp
Красноградська 7 х ВІРк 1476 | Кількість насіння з рослини, шт.
Маса бобів з рослини, г
Маса насіння з рослини, г | 94,8
22,0
15,9 | 98,2
21,7
16,1 | 56,4
18,7
13,7 | 1,2
0,8
1,2
Округла 432 х Округла 436 | Кількість насіння з рослини, шт.
Маса бобів з рослини, г
Маса насіння з рослини, г | 70,8
18,2
13,4 | 68,6
18,7
14,0 | 61,6
16,2
11,9 | 0,5
1,5
1,8
Округла 432 х Красноградська 5 | Кількість насіння з рослини, шт.
Маса бобів з рослини, г
Маса насіння з рослини, г | 71,2
17,3
12,9 | 70,4
18,6
13,9 | 70,4
17,9
13,4 | -1,0
3,3
3,0
Оцінка продуктивних ліній чини в селекційному розсаднику. Для формування селекційного розсадника ми проводили добори кращих рослин із природних і штучно створених гібридних популяцій. За 2001-2002 рр. у селекційному розсаднику було вивчено 188 номерів в порівнянні з стандартом Красноградська 4. В цьому розсаднику відібраний матеріал проходив перевірку на однорідність, на наявність комплексу господарськи цінних ознак і отримав попередню орієнтовну оцінку на продуктивність.
В селекційній роботі з чиною посівною урожай насіння з одиниці площі ми використовуємо як основний критерій оцінки продуктивності перспективних номерів селекційного розсадника. За цим показником у 2001-2002 рр. виділились наступні номери: добір із Красноградської 1, Красноградська 1 х Гюлерма, ВІРк 984 (Брянська обл.), №26 із Округла 436, добір із Красноградської округлої 2, Степова, ВІРк 1136 (Башкортостан). У цих ліній (номерів) урожайність насіння становила від 226 до 270 г/м2.
Створюючи нові селекційні номери (сорти), ми оцінювали селекційний матеріал не тільки за кількістю врожаю, а й за його якістю. До номерів селекційного розсадника чини за комплексними показниками кращого хімічного складу зерна слід віднести: №19 із Округла 436, Округла 2 х Зеленозерна, Степова (Африка), ВІРк 984 (Брянська обл.), 439/73, ВІРк 1210 (Татарстан).
На основі вивчення селекційного матеріалу за продуктивністю та якістю врожаю були виділені кращі перспективні номери для подальшого вивчення в контрольному випробуванні.
Характеристика кращих номерів у контрольному випробуванні. У 2002 р. у контрольному випробуванні (табл. 7) було вивчено 16 номерів, які характеризувались округлою та кутасто-округлою формою насіння і світло-рожевим кольором сім’ядолей. Найпродуктивнішим виявився номер 307 – добір із М3 Красноградської 5, у якого вегетаційний період на 1-2 дні коротший від стандарту, а врожайність зерна вища на 6,0 ц/га. За масою 1000 насінин номер переважає стандарт на 10-15 г. Висота рослин і ступінь розвитку вегетативної маси на рівні стандарту. Збір білка з гектара у нього більше від стандарту на 1,0 ц. Також заслуговує на увагу продуктивний номер 306 – (із Округла 436), у якого врожайність зерна вища на 5,6 ц/га від стандарту. За збором білка з гектара цей номер переважає стандарт на 1,3 ц.
Номер 307 (із М3 Красноградської 5) розмножується під назвою нового сорту Сподіванка (Красноградська 9).
Таблиця 7
Характеристика кращих номерів чини контрольного випробування, 2002р.
№№
добору | Назва номера,
походження | Урожай зерна,
ц/га | Відхилення від стандар-ту, ц/га | Маса
1000
насінин, г | Збір
білка,
ц/га
302
304
305
306
307
309
311
313
314
316
328 | Округла 436
ВІРк 1228 (Азербайджан)
Округла 438
Округла 436
Із М3 Красноградської 5
Красноградська 5, стандарт
Красноградська 6
ВІРк 45 (Німеччина)
Із Красноградської 1
ВІРк 1228 (Азербайджан)
Округла 436 | 26,4
25,6
26,8
29,6
29,8
24,0
26,8
28,4
25,6
27,2
26,8 | 2,4
1,6
2,8
5,6
6,0
-
2,8
4,4
1,6
3,2
2,8 | 198
201
199
202
227
210
234
250
238
207
201 | 4,2
3,9
4,0
4,9
4,6
3,6
3,4
4,1
-
-
4,2
НІР0,05, ц/га | 1,4 | 0,4
Аналіз всього селекційного матеріалу, що вивчався в контрольному випробуванні, вказує на тісну позитивну залежність урожайності з виходом білка з гектара (r=0,664).
Таким чином, в контрольному випробуванні поряд з урожайністю необхідно оцінювати номери (сорти) і за збором білка з гектара.
ВИСНОВКИ
В дисертації на основі трирічних досліджень (2000-2002 рр.) наведені теоретичні викладки і нові рішення наукових задач по селекції чини посівної, які заключаються в розробці раціональних підходів у створенні нового вихідного матеріалу для селекції чини з округлою і кутасто-округлою формою насіння, виділення продуктивних ліній (номерів) з природних і штучно створених гібридних популяцій, що має суттєве значення для селекції цієї культури в Україні. В результаті одержаних експериментальних даних можна сформулювати наступні основні наукові узагальнення і висновки:
1. Серед сортозразків чини посівної найпродуктивнішими були: Красноградська, Округла 2 х Зеленозерна, ВІРк 1468 Кормова 1 (Казахстан), ВІРк 1434 (Німеччина), ВІРк 1249 Чакинська 308, добір із Грузинської. Із цих сортозразків були проведені індивідуальні добори рослин для випробування у селекційному розсаднику.
2. Серед сортозразків колекції чини за комплексними якісними показниками хімічного складу зерна виділено наступні: ВІРк 977 (Воронезька обл.), добір із М3 Красноградської 5, Степова (Африка).
3. Установлено, що найбільш комплексно стійкими до грибних захворювань виявились наступні сортозразки чини посівної: добір із Красноградської округлої 2, Красноградська, добір із Красноградської 4, ВІРк 1249 Чакинська 308, ВІРк 1248 Чакинська 18, ВІРк 1468 Кормова 1 (Казахстан).
4. На основі аналізу показників кореляційної залежності між рівнем урожайності та складовими елементами продуктивності встановлено, що ефективним є добір елітних рослин чини посівної за кількістю бобів та насінин на рослині, масою рослини з насінням, масою бобів та насіння з рослини (r= 0,418 – 0,702).
5. Вивчення ступеня варіювання ознак продуктивності рослин показало, що найбільші інтервали мінливості і коефіцієнти варіації цих показників мали сортозразки чини посівної: Округла 436, Красноградська 4, добір із Грузинської, добір із Красноградської округлої 2. Із цих сортозразків відібрано найбільш продуктивні лінії (родини).
6. Встановлено, що висока ступінь успадкування основних елементів продуктивності згідно коефіцієнтів домінування (hp) проявилася у таких комбінаціях схрещувань: Красноградська 7 х ВІРк 1476, Округла 432 х Округла 436, Округла 432 х Красноградська 5. Із цих популяцій є можливість відібрати трансгресивні форми і вже виділено продуктивні лінії (із F2-F3), які вивчаються у селекційному розсаднику і контрольному випробуванні.
7. У селекційному розсаднику за продуктивністю виділились такі лінії (родини) чини посівної: добір із Красноградської 1, Красноградська 1 х Гюлерма, ВІРк 984 (Брянська обл.), №26 із Округла 436, добір із Красноградської округлої 2, Степова (Африка), ВІРк 1136 (Башкортостан), добір із М3 Красноградської 5. Із виділеного матеріалу кращі номери відібрані для контрольного випробування.
8. У контрольному випробуванні за урожайністю та якістю врожаю виділились лінії (родини): №307 – добір із М3 Красноградської 5 та №306 із Округла 436, які можуть стати базою нових сортів і вже включені в селекційне розмноження. Номер 307 розмножується під назвою нового сорту Сподіванка (Красноградська 9) і передається в державне сортовипробування.
РЕКОМЕНДАЦІЇ ДЛЯ ПРАКТИЧНОЇ СЕЛЕКЦІЇ
На основі проведених досліджень для створення форм і сортів з округлою і кутасто-округлою формою насіння селекційним установам рекомендується:
1. При доборі батьківських форм для гібридизації за материнський компонент слід брати сортозразки і лінії чини посівної з округлою і кутасто-округлою формою насіння.
2. Гібриди другого покоління необхідно аналізувати за ступенем наслідування (hp) основних господарськи цінних ознак з метою виділення перспективних комбінацій.
3. Добори продуктивних рослин слід здійснювати в третьому поколінні гібридних популяцій, де є значна частка гомозиготних (константних) форм.
4. В контрольному випробуванні поряд з урожайністю необхідно оцінювати номери (сорти) і за збором білка з гектара.
5. В селекційній роботі ширше використовувати продуктивні сортозразки з кутасто-округлою формою насіння і світло-рожевими сім’ядолями: Округла 436, М3 Красноградської 5, Красноградська округла 2, а також гібридні комбінації: Красноградська 7 х ВІРк 1476, Округла 432 х Округла 436, Округла 432 х Красноградська 5
СПИСОК ПРАЦЬ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ
1. Клиша А.І., Коваль О.М. Вихідний селекційний матеріал і новий сорт чини Красноградська 7 // Бюлетень Інституту зернового господарства, 2000. – Вип. 6-7. – С. 17-20 (доля авторства 50%: проведення досліджень, узагальнення результатів).
2. Клиша А.І., Коваль О.М. Кореляції між елементами продуктивності у чини посівної // Бюлетень Інституту зернового господарства. – Дніпропетровськ, 2001. – №17. – С. 41-43 (доля авторства 70%: проведення досліджень, узагальнення результатів).
3. Клиша А.І., Коваль О.М. Елементи продуктивності і новий сорт чини Красноградська 8 // Селекція на стабільне виробництво рослинного білка / Збірник наукових праць Луганського НАУ. – Луганськ: ЛНАУ, 2002. – №20-32. – С. 128-129 (доля авторства 60%: проведення досліджень, узагальнення результатів).
4. Клиша А.І, Коваль О.М., Шокало Н.С. Селекція чини посівної: вихідний матеріал, перспективні зразки та сорти // Вісник Полтавської державної аграрної академії. – 2003. – №5. – С. 68-70 (доля авторства 50%: проведення досліджень, узагальнення результатів).
5. Коваль О.М. Мінливість господарськи цінних ознак в природних популяціях чини посівної // Современные проблемы генетики, биотехнологии и селекции растений / Сборник тезисов международной конференции молодых ученых. – Харьков, 2001. – С. 292-293.
6. Коваль О.М. Взаємозв’язок елементів продуктивності у чини посівної // Матеріали Всеукраїнської науково-практичної конференції молодих вчених і спеціалістів з проблем виробництва зерна в Україні. – Дніпропетровськ, 2002. – С. 86-87.
7. Клыша А.И., Коваль А.Н. Исходный материал и новый сорт чини Красноградская 7 // Информационный листок. – Харьков: ХАРПНТЭИ, 2000. – №55. – С. 1-2 (доля авторства 50%: проведення досліджень, узагальнення результатів).
8. Клыша А.И., Коваль
