ІНСТИТУТ ЗЕМЛЕРОБСТВА

УКРАЇНСЬКОЇ АКАДЕМІЇ АГРАРНИХ НАУК

БАРВІНЧЕНКО Олександр Вікторович

УДК 633.353:631.52

ОЦІНКА ТА СТВОРЕННЯ ВИХІДНОГО МАТЕРІАЛУ БОБІВ

КОРМОВИХ (VICIA FABA L.) ДЛЯ СЕЛЕКЦІЇ НА ПРОДУКТИВНІСТЬ

Спеціальність: 06.01.05 – селекція рослин

АВТОРЕФЕРАТ

на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Київ – 2005

Дисертацією є рукопис

Роботу виконано в Інституті кормів УААН протягом 1998–2001 рр.

Науковий керівник: | доктор сільськогосподарських наук, професор,

академік УААН та РАСГН

БАБИЧ Анатолій Олександрович,

Інститут кормів УААН, завідувач лабораторії

селекції та технології вирощування

зернобобових культур

Офіційні опоненти: | доктор сільськогосподарських наук, професор

Солодюк Наталія Володимирівна,

Інститут землеробства УААН,

головний науковий співробітник відділу селекції

кандидат сільськогосподарських наук

Білявська Людмила Григорівна,

Полтавський державна аграрна академія,

доцент кафедри селекції, насінництва і генетики

Провідна установа: Подільський державний аграрно-технічний університет, м. Кам’янець-Подільський

Захист відбудеться ” 25 ” жовтня 2005 р. о 1000 годині на засіданні Спеціалізованої вченої ради Д 27. 361. 01 в Інституті землеробства УААН

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту землеробства УААН

Відгуки на автореферат у двох примірниках, завірені печаткою, просимо надсилати за адресою: 08162, смт. Чабани Києво-Святошинського району Київської області, Інститут землеробства УААН, вченому секретареві Спеціалізованої вченої ради.

Автореферат розісланий ” 23 ” вересня 2005 р.

Вчений секретар

Спеціалізованої вченої ради,

Кандидат сільськогосподарських наук Л.О.Кравченко

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Боби кормові – високопродуктивна зернобобова культура, врожайність зерна якої в умовах сприятливого вологозабезпечення може досягти 70–80 ц/га. Зерно характеризується високою кормовою цінністю. В 100 кг зерна міститься 129 корм. од., на одну кормову одиницю припадає близько 200 г перетравного протеїну, що значно перевищує аналогічні показники гороху та в 2–2,5 рази більше, ніж в зерні пшениці, ячменю, кукурудзи. Зерно є цінним компонентом комбікормів.

Головна роль у вирішенні важливої проблеми рослинного білка належить зернобобовим культурам, в тому числі бобам кормовим, площа посіву яких у світі складає 2,3 млн. га, урожайність – 15,8 ц/га, виробництво 3 680 тис. т. Проте площі посіву бобів кормових в нашій державі незначні. Тому, особливого значення набуває збільшення виробництва бобів кормових в сучасних умовах – для вирішення завдання інтенсифікації тваринництва, для чого необхідні високоякісні білкові корми.

Актуальність теми. Оцінка вихідного матеріалу та створення на його основі нових інтенсивних сортів, які характеризуються високою продуктивністю, поліпшеними показниками якості насіння і пристосованістю до конкретних грунтово-кліматичних умов регіону – є важливою науковою проблемою, розв’язання якої допоможе у найближчій перспективі значно розширити площі посіву бобів кормових і збільшити виробництво білкових ресурсів.

Селекційна робота з культурою бобів кормових в Україні проводиться в недостатніх обсягах. За останні 18 років (з 1987) до Реєстру сортів рослин України внесено лише три сорти – Оріон, Білун та Візир, які створені Інститутом кормів УААН та Коломийською сільськогосподарською дослідною станцією Івано-Франківського Інституту агропромислового виробництва.

Різнобічне вивчення вихідного матеріалу для створення на його основі нових сортів з комплексом господарсько цінних ознак не проводилось і потребує ретельного дослідження, що і визначає актуальність проблеми, яка опрацьована в даній дисертаційній роботі.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Наукові дослідження проводились відповідно до завдань науково технічної програми „Кормовиробництво” на 1996–2000 рр. „Створити сорти бобів кормових інтенсивного типу з урожайністю зерна 30–32 ц/га і вмістом сирого протеїну 30–32% (номер державної реєстрації 0196U018129) та на 2001–2005 рр. завдання „Створити і передати в державне сортовипробування скоростиглий стійкий до основних видів хвороб сорт бобів кормових з вегетаційним періодом 100–110 днів, урожайністю зерна 40–45 ц/га, зеленої маси 450–500 ц/га, вмістом білка в зерні 30%, протеїну в зеленій масі 18%” (номер державної реєстрації 0101U007579).

Мета і задачі дослідження: створення вихідного селекційного матеріалу на основі мінливості та успадкування ознак зразків колекції для отримання нових високопродуктивних сортів бобів кормових.

Виходячи з цього були поставлені такі задачі:–

провести оцінку колекції світового генофонду бобів кормових з метою використання як вихідного матеріалу в селекції на продуктивність;–

визначити екологічно-стабільні показники модифікаційної мінливості кількісних ознак рослин, встановити кореляційну залежність між їх кількісними показниками в межах сорту і виду, а також ознаки, що тісно корелюють з урожайністю насіння;–

встановити кількісні ознаки, які можуть бути використані для ідентифікації генотипів при проведенні доборів і виявити закономірності мінливості і успадкування господарсько цінних ознак у гібридів бобів кормових;–

дослідити вплив умов довкілля на реалізацію генетичного потенціалу продуктивності зразків бобів кормових;–

виявити закономірності мінливості і встановити взаємозв’язки між основними показниками якості насіння бобів кормових;–

створити нові сорти та вихідний матеріал бобів кормових для використання в селекції як генетичних донорів господарсько цінних ознак.

Об’єкт дослідження: фактори, що визначають продуктивність рослин бобів кормових.

Предмет досліджень: сорти, відібрані із світової колекції і створені прості гібриди бобів кормових.

Методи дослідження: дослідження проводилися за загальноприйнятою методикою польового досліду, із застосуванням біоморфологічного, лабораторного (хімічного), математично-статистичного методів аналізу.

Наукова новизна одержаних результатів полягає у встановленні закономірностей мінливості ознак, їх взаємозв’язків залежно від умов навколишнього середовища; ідентифікації генотипів бобів кормових; визначенні екологічно-стабільних індексів, які мають тісний зв’язок за роками з продуктивністю генотипів; виявленні закономірностей успадкування основних господарсько цінних ознак; визначенні дольової участі факторів “сорт” і “умови довкілля“ у формуванні продуктивності бобів кормових; виділенні генетичних донорів господарсько цінних ознак для подальшого використання в селекційному процесі з цією культурою при створенні сортів.

На основі отриманих результатів розроблено рекомендації для селекційної практики з бобами кормовими, а також створені нові високопродуктивні сорти.

Практичне значення одержаних результатів. Одержані результати досліджень оцінки та створення вихідного матеріалу бобів кормових застосовуються у селекції цієї культури, що дало можливість створити високопродуктивні сорти бобів кормових Білун, занесений до Реєстру сортів рослин України у 2000 р., та сорт Візир, який занесено до Реєстру сортів рослин України у 2005 р. Частка автора у створенні сортів бобів кормових Білун та Візир складає 10 і 15 %.

Особистий внесок здобувача. Дисертантом узагальнено наукові розробки вітчизняної і зарубіжної літератури за темою дисертації, проведено польові та лабораторні дослідження, опрацьовано експериментальні результати та зроблено теоретичне їх обґрунтування, сформульовано висновки і рекомендації для науки та селекційної практики. За результатами проведених досліджень опубліковані наукові праці, підготовлені дисертація і автореферат.

Апробація результатів дисертації. Основні положення і результати досліджень доповідались і обговорювались на науково-методичних радах з селекції та насінництва Інституту кормів УААН (1998–2000 рр.), доповідались на науково-практичному семінарі молодих вчених та спеціалістів „Вчимось господарювати” (Чабани, Інститут землеробства УААН, 1999 р.), Всеукраїнській науково-практичній конференції молодих вчених і спеціалістів (Дніпропетровськ, Інститут зернового господарства, 2000 р.), третій міжвузівській науково-практичній конференції аспірантів “Сучасна аграрна наука: напрями досліджень, стан і перспективи” (Вінниця, Вінницький державний аграрний університет, 2003 р.).

Публікації. За результатами досліджень опубліковано 9 наукових праць, 5 з них у фахових виданнях.

Обсяг і структура дисертаційної роботи. Дисертаційна робота складається із вступу, 7 розділів, висновків, пропозицій для селекційної практики, списку використаних літературних джерел та додатків, матеріали роботи викладено на 171 сторінці друкованого тексту і включають 47 таблиць, 5 рисунків, та 5 додатків. Список використаних джерел нараховує 230 найменувань, у тому числі 20 латиницею.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

РОЗДІЛ 1. СТВОРЕННЯ ТА ОЦІНКА ВИХІДНОГО МАТЕРІАЛУ В СЕЛЕКЦІЇ САМОЗАПИЛЬНИХ КУЛЬТУР (огляд наукової літератури)

Наведено огляд літератури з питань методів створення вихідного матеріалу, успадкування ознак, проведення оцінки і добору продуктивних генотипів за кількісними ознаками в гібридних популяціях. Аналіз літературних джерел засвідчує про невелику кількість робіт присвячених вивченню продуктивності і елементів що її формують та впливу на них факторів довкілля культури кормових бобів, успадкування кількісних ознак, визначенню ефектів комбінаційної здатності сортів, пошуку джерел господарсько цінних ознак культури. В зв’язку з цим проблема лишається актуальною і потребує подальшого її опрацювання.

РОЗДІЛ 2. УМОВИ, МАТЕРІАЛ І МЕТОДИКА ПРОВЕДЕННЯ ДОСЛІДЖЕННЯ

Наші дослідження проводились в дослідному господарстві “Бохоницьке” Інституту кормів УААН і були складовою досліджень лабораторії селекції і технології вирощування зернобобових культур. Вивчення кількісних ознак проводили на 36 зразках бобів кормових у 1998 році та на 104 – у 1999–2001 рр., які відібрані із світової колекції.

Гідротермічні умови у 1998 р. відзначалися більш сприятливим температурним режимом та режимом вологозабезпечення для росту та розвитку рослин бобів кормових, ніж умови наступних років. Погодні умови 1999 р. були посушливими – дефіцит вологи спостерігався протягом всього періоду вегетації, кількість опадів становила 58% норми на фоні підвищеної середньодобової температури повітря. Тоді, як у 2001 та 2002 рр. відмічались тривалі періоди пониженого температурного режиму та великої кількості опадів.

Польові досліди проводили на сірих лісових ґрунтах.

Дослідження проводили методом постановки польових дослідів відповідно до “Методики польового досліду” (1986), “Методики проведення дослідів по кормовиробництву” (1994) та “Методики Державного сортовипробування” (2000). Фенологічні спостереження та обліки проводились згідно широкого уніфікованого класифікатора РЕВ роду Faba Mill (1981).

Підготовка, обробіток ґрунту, посів та догляд за посівами був загальноприйнятим для зони Лісостепу України.

Сівбу розсадника вихідних форм проводили вручну з міжряддями 45 см. Ділянка кожного зразка колекційного розсадника становила два рядки довжиною 2 м, облікова площа – 1,8 м2.

Аналіз гібридів першого покоління кормових бобів проводився в 2001 р., згідно методики генетичного аналізу в сетпросах за Савченко В.К. (1984) з використанням статистичних методів генетичного аналізу Федина М.А., Силіса Д.Я., Смиряєва А.В. (1980) та Абрамової З.З. (1985). Рослини вирощували в трьох повтореннях за схемою випадкових блоків.

Оцінка генотипів кормових бобів за параметрами пластичності та стабільності проводилась за методикою S.A. Eberhart, W.A. Russel (1966) у викладені В.З. Пакудіним (1973).

Кількість загального азоту та сирого протеїну в насінні кормових бобів визначали за методом Кьєльдаля, сирого жиру проводили за методом С.В. Рушковського, сирої клітковини – за методикою Геннеберга–Штомана (у модифікації ЦІНАО) за „Зоотетехнічним аналізом кормів” (1981).

Визначення біоенергетичної оцінки отриманого урожаю проводили згідно до методики Ю.О.Тараріка, О.Є.Несмашної, Л.Д.Глущенка (2001).

Математичну обробку даних проводили на персональному комп’ютері з використанням спеціальних пакетів програм Sigma, Excel.

РОЗДІЛ 3. МІНЛИВІСТЬ ТА ВЗАЄМОЗВ’ЯЗКИ КІЛЬКІСНИХ ОЗНАК БОБІВ КОРМОВИХ

Вивчення колекції бобів кормових за абсолютними та відносними кількісними ознаками, проводилось протягом 1998–2001 рр. на зразках різного еколого-географічного походження, відібраних із світової колекції.

Наші дослідження підтверджують положення, що в роки з несприятливими умовами для росту та розвитку їх рослин мінливість кількісних ознак зростає. Так, у посушливому 1999 р. варіювання ознак вирізнялися максимальними значеннями. Тому, очевидно, при встановленні мінливості ознак найбільш характерними є дані, отримані у оптимальні для росту та розвитку рослин роки, оскільки модифікаційне варіювання абсолютних кількісних ознак в інші роки було майже на однаковому рівні.

Серед кількісних ознак найменше варіювання відмічено у “висоти рослини”, де V=9,3 і „кількість вузлів головного стебла” V=14,9% (табл. 1).

Таблиця 1

Коефіцієнти варіації (V) кількісних ознак бобів кормових та їх взаємозв’язок (r)

із продуктивністю (середнє за 1998–2001 рр.)

Ознаки | V | r

в межах

сорту | за

роками | в межах сорту | в межах виду

Висота рослини | 9,3 | 29,8 | 0,322 | 0,452*

Кількість вузлів головного стебла | 14,9 | 14,7 | 0,663* | 0,488*

Загальна кількість вузлів на рослині | 17,9 | 22,5 | 0,778* | 0,487*

Кількість продуктивних вузлів | 34,7 | 32,8 | 0,743* | 0,595*

Кількість бобів на одній рослині | 35,4 | 33,2 | 0,872* | 0,768*

Кількість насінин на рослині | 40,2 | 38,9 | 0,938* | 0,854*

Надземна маса рослини | 39,9 | 31,5 | 0,895* | 0,923*

Маса стебла | 39,0 | 37,5 | 0,688* | 0,516*

Маса стулок бобів з рослини | 39,0 | 32,6 | 0,876* | 0,778*

Маса рослини/кількість продуктивних вузлів | 24,5 | 12,1 | 0,632* | 0,462*

Маса рослини/кількість бобів | 24,6 | 11,7 | 0,457* | 0,096

Маса рослини/висота рослини | 29,1 | 25,5 | 0,689* | 0,829*

Кількість бобів/загальна кількість вузлів | 25,1 | 42,4 | 0,445* | 0,383*

Кількість бобів/кількість продуктивних вузлів | 22,5 | 8,3 | 0,036 | 0,444*

Кількість насінин/загальна кількість вузлів | 28,8 | 47,1 | 0,618* | 0,592*

Кількість насінин/кількість продуктивних вузлів | 26,6 | 13,2 | 0,364 | 0,545*

Кількість насінин/кількість бобів | 20,2 | 9,2 | 0,165 | 0,379*

Маса насіння/надземна маса рослини | 10,8 | 8,8 | 0,778* | 0,244

Маса насіння/кількість насінин | 12,8 | 12,9 | 0,400* | -0,103

Маса насіння/маса бобів | 10,8 | 3,2 | 0,397* | 0,249

Маса насіння/загальна кількість вузлів | 30,3 | 31,6 | 0,856* | 0,610*

Маса насіння/кількість продуктивних вузлів | 26,2 | 14,9 | 0,259 | 0,546*

Маса насіння з однієї рослини | 42,7 | 26,9––

* Зв’язок достовірний при Р 05.

Відносно стабільним був показник „загальна кількість вузлів на рослині” – 17,9 %, дані ознаки можна використовувати при проведенні доборів продуктивних генотипів.

Серед відносних кількісних ознак стабільні були: відношення маси насіння до маси надземної частини рослини (10,8%), маси бобів (10,8%), маса однієї насінини (12,8%), ці ознаки є стабільними за роками (3,2–12,9 %) і мають достовірний зв’язок із „масою насіння з рослини” лише в межах сорту. Серед відносних кількісних ознак нами не встановлено стабільних ознак пов’язаних з продуктивністю в межах виду.

Висока мінливість властива елементам, які є складовими ознаки “маса рослини” (39,9%), зокрема, це “маса насіння з однієї рослини” (42,7%), “маса стебла рослини” (39,0%), “маса стулок бобів з однієї рослини” (39,0%). Найбільше варіювання серед ознак відмічалося за показником продуктивності рослини, а саме “маса насіння з однієї рослини”, для якої коефіцієнт варіації становив 42,7%.

Високе модифікаційне варіювання в межах 34,7–40,2% характерне таким елементам структури продуктивності рослини, як “кількість продуктивних вузлів”, “кількість бобів” та “кількість насінин на одній рослині”.

Значні коефіцієнти варіації насіннєвої продуктивності та інших елементів структури урожаю показують, що продуктивність бобів кормових у найбільшій мірі залежить від взаємозв’язків складових ознак.

Кореляційний аналіз показав, що існують неспівпадання значень коефіцієнта кореляції по однакових парах ознак. Так, кореляційні зв’язки між кількісними ознаками на міжсортовому рівні різняться від аналогічних в межах сорту меншою силою зв’язку, вони є менш стабільними за роками.

Аналіз кореляційних зв’язків за роками між індивідуальною продуктивністю сортів кормових бобів та показниками біометричних вимірювань рослин дав можливість виділити ознаку “маса надземної частини рослини”, яка має найбільший щорічний тісний взаємозв’язок із показником насіннєвої урожайності сортів (0,906–0,961). Ознаки “кількість бобів” і “кількість насінин на рослині” також мають щорічні тісні взаємозв’язки з урожайністю (відповідно 0,702–0,830; 0,798–0,911), які, в цілому, визначають продуктивність кожного сорту бобів кормових. Щорічний достовірний позитивний кореляційний взаємозв’язок спостерігається між показником насіннєвої продуктивності й абсолютною кількісною ознакою – „кількість продуктивних вузлів на рослині”, а також відносними – „кількість насінин” та „масою насіння, що приходяться на один продуктивний вузол”. Ці ознаки також можуть бути використані для характеристики продуктивних генотипів.

Таким чином, проведений нами кореляційний аналіз між показниками структури урожаю і урожайністю насіння культури бобів кормових ще раз засвідчив про складність ознаки насіннєвої продуктивності. Залежно від погодних умов року потенціальні можливості генотипу проявляються за рахунок різних елементів структури врожаю, що обумовлює відсутність стабільності кореляцій, які аналізуються за роками.

Для ідентифікації продуктивних генотипів бобів кормових доцільно використовувати ознаки: „кількість вузлів головного стебла” та „висота рослини”, оскільки вони мають достовірний позитивний кореляційний зв’язок із рівнем насіннєвої продуктивності, де коефіцієнт варіації склав відповідно 0,488 і 0,452, хоча висота рослин бобів кормових значно залежить від погодних умов (мінливість за роками становила 29,8%), а також невисока диференціація сортів за висотою рослин дещо ускладнює проведення доборів за цією ознакою.

РОЗДІЛ 4. ХАРАКТЕРИСТИКА ЗРАЗКІВ КОЛЕКЦІЇ БОБІВ КОРМОВИХ ЗА ГОСПОДАРСЬКО ЦІННИМИ ОЗНАКАМИ

Проведений аналіз на основі біометричних вимірювань показав наявність різноманітного поєднання різних елементів структури врожайності в зразках, а також виявив джерела тих чи інших цінних ознак для подальшої селекційної роботи.

Висота рослини. Найбільшою висотою рослин характеризуються такі сорти: Білун, Оріон, ВФ2 8096, Gido, Боніловські, Бонус, Польові, Sopphire. Показник висоти рослини цих сортів, в середньому за 1999–2001 рр., коливався від 92,3±9,1 (Білун) до 88,4±6,6 см (Sopphire). Низькорослими були сорти: б/н №6, Харчові боби, Cargo, Хоростківські зелені, Рівненські місцеві, ВФ2 9023, висота яких становила від 55,6±4,0 (б/н №6) до 59,5±5,3 см (ВФ2 9023).

Кількість вузлів головного стебла. Збільшення кількості вузлів на головному стеблі сприяє підвищенню продуктивності рослини та сорту, призводить до збільшення висоти рослини. Використовується цей показник при доборах у польових умовах. Найбільшу кількість вузлів на головному стеблі відмічено у сортів: Bulldog – 23,2±3,6 шт., Дагестанські місцеві – 22,5±2,0, К-1463 – 22,1±1,9, К-1726 – 21,8±3,1, К-1763 – 21,6±2,2, Білун –21,1±2,1, найменшу – Рівненські місцеві – 12,8±1,3, К-1360 – 13,0±1,4, Пікуловицькі 1 – 13,3±1,2, Беркут – 13,3±1,0, Кузьминські яснозерні – 13,4±1,9 штук.

Кількість продуктивних вузлів. Найбільша кількість продуктивних вузлів на рослині відмічена у таких зразків: Бонус, Oldambster, К-1763, К-1726, Білун, Оріон, Боб фіолетофий на рівні від 8,9±1,3 (Боб фіолетофий) до 11,1±1,4 штук (Бонус).

Кількість бобів на рослині. Аналіз показує, що з підвищеною кількістю бобів на рослині відзначались: Білун, Оріон, К-1729, Прикарпатські 4, Schurigs Pferdetohne, Sopphire, Бонус, Webo, кількість яких, в середньому за три роки, коливалася від 9,1±1,3 (Webo) до 14,7±3,6 штук (Білун).

Кількість насінин на рослині. Максимальну кількість насінин на рослині відмічено у зразків: Pransnitzer Mehrachsige, Var nabor, Білун, Беркут, Прикарпатські 4, Mіkko, Skladia, у яких величина цієї ознаки коливалась від 34,6±8,1 (Pransnitzer Mehrachsige) до 42,1±9,0 штук (Skladia).

Кількість насінин у бобі. Селекційне збільшення кількості насінин у одному бобі може підвищити врожайність сорту. Використовується при доборі у селекційному процесі в польових умовах. Найбільшу кількість насінин у одному бобі відмічено у сортів: Кузьминські яснозерні, Янтарні, Візаутські місцеві, Skladia, Cargo, Felissa, яка коливалася від 3,21±0,61 (Felissa) до 3,46±0,41 штук (Кузьминські яснозерні).

Кількість бобів у продуктивному вузлі. Селекційне поліпшення цієї ознаки може підвищити урожайність сорту, її застосовують при проведенні добору у польових умовах продуктивних генотипів. Максимальний прояв ознаки кількості бобів у продуктивному вузлі відмічено у сортів: Schurigs Pferdetohne – 1,82±0,32, Sopphire, Pransnitzer Mehrachsige 1,80±0,29, Mikko – 1,76±0,30, Янтарні 1,76±0,34.

Маса 1000 насінин. Сучасна селекція бобів кормових направлена на створення як крупнонасінних форм, так і дрібнонасінних із високою урожайністю зеленої маси. Наша колекція представлена зразками з величиною цієї ознаки від 280–286 (Skladia) до 1490–1515 г (Харчові боби).

Маса насіння з рослини середня величина ознаки “маса насіння з рослини”, за результатами структурного аналізу, корелює на рівні 0,676±0,073 із показником урожайності з одиниці площі, який вважається більш точним. За величиною урожайності з одиниці площі нами відмічено 7 високопродуктивних сортів: Оріон – 49,0 ц/га, Білун – 47,9 (Україна), Var nabor – 47,6 (Німеччина), Янтарні – 47,1 (Росія), Cargo – 45,1 (Данія), Беркут – 45,0, Прикарпатські 4 – 44,5 ц/га (Україна), що складають 6,7% колекції зразків (табл. 2).

Таблиця 2

Характеристика колекції бобів кормових за урожайністю насіння (середнє за 1999–2001 рр.)

Урожайність | Кількість зразків

Група | ц/га | ± до St | шт. | %

Висока | > 44,4 | > 3,8 | 7 | 6,7

Середня | 44,4 – 36,8 | ± 3,8 | 51 | 49,0

Низька | < 36,8 | < - 3,8 | 46 | 44,3

St (Уладівські фіолетові) | 40,6–

НІР 05 | 3,8

У колекції відмічено 49,0 % зразків з середньою врожайністю та 44,3 % з достовірно низькою продуктивністю у порівнянні з стандартом.

Проведений аналіз за параметрами пластичності та стабільності дав можливість оцінити і визначити реакцію зразків колекції на умови зовнішнього середовища. Наші дослідження показали, що зразки бобів кормових з найбільшою врожайністю (Оріон, Білун, Var nabor та Янтарні) відносяться до групи сортів інтенсивного типу (bi>1), що різко реагують на зміну умов середовища, оскільки коефіцієнти регресії становили, відповідно – 1,74; 1,63; 1,42 та 1,77. Серед цих сортів найбільш стабільні прибавки (зниження) врожаю залежно від умов року відмічено у Var nabor (де, S2= 2,02), найбільш нестабільним був сорт Оріон (S2= 36,16).

Цінними серед сортів колекції, що досліджувались за комплексом параметрів пластичності та стабільності, виявились такі зразки бобів кормових: місцеві №9 (Афганістан), Zippoi (Угорщина) та Omar (Чехословаччина).

Тому, одним із першочергових завдань селекції цієї культури є створення нових високопродуктивних сортів, які характеризувалися поліпшеними показниками пластичності, мали підвищену адаптивність до стресових ситуацій.

Нами дана оцінка зразкам за стійкістю до основних захворювань в умовах правобережного Лісостепу. Із колекції виділено ряд резистентних зразків: К-1763, К-1157, б/н № 13, Уладівські фіолетові, Білун (Україна), Felissa, Pransnitzer Мehrachsige, Oldambster (Німеччина), Top-less (Швеція), Alfred (Нідерланди), Bulldog (Великобританія), Omar (Чехословаччина).

Таким чином, за результатами оцінки колекції нами об’єднано сортозразки колекції в окремі групи на основі їх подібності за елементами продуктивності й іншими господарсько цінними ознаками, а також за морфологічними, екологічно-стабільними ознаками, що спрощує підбір вихідних форм з метою створення сортів бобів кормових із заданими параметрами.

РОЗДІЛ 5. ОЦІНКА ГІБРИДІВ БОБІВ КОРМОВИХ

На основі проведеної нами оцінки колекції кормових бобів було відібрано для гібридизації сім продуктивних сортів – Боніловські, Оріон (Україна), Omar (Чехословаччина), Cargo (Данія) як материнські форми; Уладівські фіолетові (Україна), Pransnitzer Mehrachsige (Німеччина) та D-Гортанс-6 (Великобританія) як батьківські форми.

У F1 проявилось позитивне наддомінування у переважної більшості комбінацій за ознаками, що тісно корелюють з рівнем продуктивності рослин: „кількості продуктивних вузлів на рослині”, „кількості насінин” та „бобів на рослині”, „маси надземної частини рослини”, „кількості бобів у одному вузлі”.

Щодо екологічно стабільних ознак бобів кормових встановлено, що у ознак “висота рослини” і “маса 1000 насінин” проявляється, в основному, позитивне домінування, тобто у більшості випадків величина ознаки гібрида наближається до величини ознаки кращої батьківської форми. У ознак „кількість вузлів головного стебла” – проміжне успадкування у більшості комбінацій.

Відмічено прояв ефекту істинного гетерозису за показником продуктивності у гібридних комбінації різного еколого-географічного походження: Omar х Pransnitzer Mehrachsige, Боніловські х D-Гортанс-6, Omar х Уладівські фіолетові, Cargo х Уладівські фіолетові, Оріон х D-Гортанс-6, Omar х D-Гортанс-6, де коефіцієнт істинного гетерозису становив відповідно – 1,08, 0,66, 0,32, 0,17, 0,14 та 0,12. В цих комбінаціях ефект гетерозису проявлявся у більшості ознак, які пов’язані з урожайністю рослин: “маса надземної частини рослини”, “кількість насінин на рослині”, “кількість бобів на рослині”. Слід відмітити, що за ознакою “кількість продуктивних вузлів на рослині” відмічено гетерозисний ефект у всіх гібридних комбінаціях.

Не спостерігалась перевага над кращою батьківською формою у трьох гібридних комбінаціях першого покоління бобів кормових Боніловські х Уладівські фіолетові, Боніловські х Pransnitzer Mehrachsige та Оріон х Pransnitzer Mehrachsige, де коефіцієнт істинного гетерозису становив відповідно -0,15, -0,13, -0,03. Відсутній ефект гетерозису у цих комбінаціях і за ознаками, що формують рівень насіннєвої продуктивності.

За результатами проведеного аналізу ознак гібридів за коефіцієнтами успадкування нами встановлено, що ознака гібридів “висота рослини” має високі коефіцієнти успадкування – 0,97±0,67 та 0,88±0,16 (відповідно у широкому та вузькому розумінні слова), що свідчить про можливість відбору генотипів за фенотипічним проявом. У ознак “ кількість вузлів головного стебла”, “товщина стебла” ці коефіцієнти становили 0,88±0,63 і 0,82±0,52 (у широкому розумінні) та 0,60±0,64 і 0,58±0,36 (у вузькому розумінні). Це свідчить, що генотипічна мінливість хоча і великою мірою обумовлена адитивними ефектами генів, відбір за цими ознаками не завжди може наближатись до відбору відповідних генотипів.

У ознак „кількість бобів” та „насінин на рослині”, „маса надземної частини рослини”, „маса бобів з однієї рослини” та „маса насіння з однієї рослини” відмічено середній рівень коефіцієнтів успадкування як в широкому (на рівні 0,48–0,64), так і у вузькому розумінні (на рівні 0,32–0,48).

Досить низький рівень Н2=0,39 та h2=0,32 має ознака – “кількість продуктивних вузлів на рослині”, що свідчить про невеликий вклад генетичних відмінностей у фенотипічній різноманітності рослин в популяції, що може знизити ефективність доборів, хоча в успадкуванні ознаки високий вклад роблять гени з адитивними ефектами.

Нами встановлено, що успішний добір генотипів, необхідних для подальшого селекційного процесу, за їх фенотипічним проявом слід робити за такими відносними кількісними показниками, як „маса рослини, що приходиться на один продуктивний вузол”, „висота рослини до кількості вузлів головного стебла”, „кількості насінин у одному продуктивному вузлі та бобі”, „маса насіння, що приходиться на один біб та продуктивний вузол”, „маса 1000 насінин”, оскільки їх фенотипічна мінливість значною мірою обумовлена генетичними відмінностями.

Оцінка ефектів загальної комбінаційної здатності за ознаками “маса насіння з рослини”, „кількість насінин та бобів на рослині” дала можливість розділити сорти на дві групи – сорти Omar та Уладівські фіолетові мають високі (достовірні позитивні оцінки ефектів), інші сорти: Боніловські, Оріон, Cargo, Pransnitzer Mehrachsige, D-Гортанс-6 – середні (оцінка не достовірна) оцінки ЗКЗ (табл. 3).

За „кількістю продуктивних вузлів на рослині” сорт Боніловські має високу достовірну позитивну оцінку ефекту ЗКЗ (0,87*). Негативну оцінку ефекту має сорт Cargo (-0,85*), а всі інші сорти: Оріон, Omar, Уладівські фіолетові, Pransnitzer Mehrachsige, D-Гортанс-6 – середню, для яких оцінка ефектів ЗКЗ була не достовірною.

Різниця між середнім значенням гібридів та батьківських форм позитивна, отже домінує найбільший прояв цих ознак. Тому, сорти Omar і Уладівські фіолетові, що мають найбільшу оцінку ефектів загальної комбінаційної здатності відповідно серед материнських та батьківських форм, мають найбільшу кількість чинників, які позитивно визначають величину продуктивності. Тоді як при успадкуванні „кількості продуктивних вузлів на рослині” сорт Боніловські має найбільшу кількість факторів, які визначають ознаку, а в Cargo є алелі, які негативно визначають успадкування даної ознаки.

Варіанса ЗКЗ залежить головним чином від дії адитивних, а варіанса СКЗ – від неадитивних ефектів, тому порівняння цих величин показує роль адитивних та неадитивних ефектів генів в детермінації ознаки у кожного сорту. Так, у сортів Боніловські, Оріон, Omar, Cargo, Pransnitzer Mehrachsige, D-Гортанс-6 переважне значення при успадкуванні „маса насіння з рослини” та „кількість насінин з рослини” мають гени з домінантними і, можливо епістатичними ефектами, оскільки >. У сорту Уладівські фіолетові при успадкуванні мають гени з адитивними ефектами а основна роль адитивних ефектів в детермінації ознаки робить можливим рекомендувати добір продуктивних форм в селекційному процесі за фенотипом.

При успадкуванні ознаки “кількість бобів на рослині” у бобів кормових переважне значення мають гени з домінантними ефектами. За ознакою “кількість продуктивних вузлів” у всіх сортів (крім Cargo) також мають переважне значення при успадкуванні гени з домінантними ефектами.

Таким чином, використання сортів Omar та Уладівські фіолетові як вихідних форм для гібридизації з сортами більш низьким або середнім проявом ефекту ЗКЗ для селекції на продуктивність є перспективним, оскільки в наступних поколіннях можлива поява позитивних трансгресій.

Таблиця 3

Оцінка ефектів загальної () та варіанс загальної () і специфічної () комбінаційної здатності гібридів

бобів кормових за кількісними ознаками

Сорти | Маса насіння з рослини | Кількість насінин

з рослини | Кількість бобів

з рослини | Кількість продуктивних

вузлів на рослині

Материнські форми

Боніловські | -1,35 | -0,57 | 27,65 | -1,37 | -6,50 | 130,68 | -0,44 | -0,75 | 16,22 | 0,87* | 0,45 | 2,41

Оріон | -1,59 | 0,16 | 2,11 | -1,44 | -6,31 | 15,49 | -0,81 | -0,29 | 0,94 | -0,38 | -0,16 | -0,06

Omar | 3,69** | 11,22 | 31,77 | 5,92* | 26,77 | 132,82 | 1,75* | 2,14 | 10,29 | 0,34 | -0,19 | 2,00

Cargo | -0,75 | -1,82 | 4,82 | -3,11 | 1,32 | 17,05 | -0,51 | -0,68 | 5,06 | -0,85* | 0,39 | -0,26

НІР 05 | 2,32 | 4,36 | 1,46 | 0,84

НІР 01 | 3,16 | 5,93 | 1,99 | 1,14

Батьківські форми

Уладівські фіолетові | 3,37* | 8,95 | 5,78 | 6,55* | 34,49 | 26,04 | 1,71* | 1,99 | 4,27 | 0,45 | -0,10 | -0,05

Pransnitzer Mehrachsige | -1,55 | 0,03 | 13,61 | -3,35 | 2,85 | 62,86 | -1,09 | 0,26 | 5,38 | -0,20 | -0,27 | 1,16

D-Гортанс-6 | -1,81 | 0,92 | 24,06 | -3,20 | 1,83 | 105,66 | -0,62 | -0,56 | 11,71 | -0,26 | -0,24 | 1,51

НІР 05 | 2,68 | 5,03 | 1,62 | 0,96

НІР 01 | 3,64 | 6,08 | 2,29 | 1,31

* Зв’язок достовірний при Р05

** Зв’язок достовірний при Р01

РОЗДІЛ 6. ХАРАКТЕРИСТИКА ВИХІДНОГО МАТЕРІАЛУ БОБІВ КОРМОВИХ ЗА ПОКАЗНИКАМИ ЯКОСТІ НАСІННЯ

Дослідження хімічного складу насіння проводили в 1998-2000 рр., на 20 продуктивних сортозразках. Матеріал представлений в основному сортами середньоєвропейської та північної груп, які походять: з України (9 зразків), Німеччини (2), Чехословаччини (2), Англії (1), Росії (1), Латвії (1), Югославії (1), Польщі (1), Данії (1) та сорт Харчових бобів, що походить з США.

Результати наших досліджень свідчать, що продуктивні сорти кормових бобів містять, в середньому – протеїну 29,06 %, жиру – 1,42 %, клітковини – 7,31 %, БЕР – 58,91 %, золи – 3,30 % в перерахунку на абсолютно суху речовину.

На основі проведеного кореляційного аналізу між показниками хімічного складу насіння сортів нами відмічений негативний щорічний кореляційний зв’язок між вмістом сирого протеїну та вмістом безазотистих екстрактивних речовин (r=-0,912**±0,009), не виявлено достовірного зв’язку між вмістом сирого протеїну та вмістом сирого жиру (r=-0,112±0,222), що показує можливість ведення селекційних доборів на одночасне поліпшення цих показників. Нами встановлено позитивний кореляційний зв’язок між такими ознаками рослин, як “маса однієї насінини”, “довжина однієї насінини” та “вміст сирого протеїну в насінні”, який був, в середньому за роки наших досліджень, стабільним за роками і становив, відповідно, r=0,481±0,213 та r=0,516±0,208, що обумовлює використання цих ознак для непрямої оцінки при веденні селекції бобів кормових на поліпшену якість насіння.

Найстабільнішими за роками ознаками хімічного складу насіння був вміст сирого протеїну (де V= 4,2%), БЕР (V=2,9%) та золи (V=3,6%), які мали чітку міжсортову диференціацію. Встановлено, що вміст сирого протеїну в насінні бобів кормових може бути надійним критерієм для ідентифікації генотипів.

В умовах Лісостепу правобережного зразки: Харчові боби (США), Оріон (Україна), б/н №6 (Югославія), б/н № 1157 (Україна), Хоростківські зелені (Україна) можуть бути використані як джерела високого вмісту сирого протеїну в насінні.

РОЗДІЛ 7. РЕЗУЛЬТАТИ СЕЛЕКЦІЇ БОБІВ КОРМОВИХ

Застосування методів непрямої оцінки продуктивності за кількісними ознаками при проведенні доборів у селекційному процесі дало можливість виділити форми та створити сорт бобів кормових Білун (занесений до Реєстру сортів рослин України в 2000 р.).

Білун. Виведений Інститутом кормів УААН та Івано-Франківською обласною державною сільськогосподарською дослідною станцією методом індивідуального відбору із мутантної популяції сорту Прикарпатські 4. Відноситься до різновидності faba agrorum L. var minor. Сорт середньостиглий, період вегетації становить 98–103 дні. Сорт високопродуктивний, урожайність зерна становить 24,2–35,8 ц/га (за даними конкурсного сортовипробування 1996–1998 рр.). Зерно відзначається високим вмістом сирого протеїну (до 32,1 %). Важливою особливістю є формування високого урожаю зеленої маси (410–445 ц/га), за сприятливих умов урожайність сягає понад 500 ц/га зеленої маси.

Результати різнобічної оцінки колекційного матеріалу бобів кормових за продуктивністю та іншими ознаками, а також встановлення донорів цих ознак роблять можливим підбір потрібних батьківських форм до схеми схрещувань з метою створення нових сортів із заданими параметрами та використання ефективних методів доборів за кількісними ознаками на ранніх етапах селекційного процесу дало можливість створити сорт, який перевищує існуючі аналоги – Візир (занесений до Реєстру сортів рослин України з 2005 р.).

Візир. Створений Інститутом кормів УААН шляхом індивідуального відбору із гібридної популяції Brensteds Schlodener х Уладівські фіолетові. Сорт середньостиглий, період вегетації в умовах Поділля Вінниччини триває 92–107 дні. Сорт високопродуктивний, урожайність зерна становив 38,6–42,1 ц/га (за даними конкурсного сортовипробування 2001–2003 рр.). Зерно відзначається високим вмістом сирого протеїну (28,7 %). Урожайність зеленої маси була 460–490 ц/га, вміст сирого протеїну в сухій речовині зеленої маси складав 16,2%. Сорт пластичний, характеризується високою стійкістю до посушливих умов.

Аналіз продуктивності нових сортів селекції Інституту кормів УААН (Оріон, Білун, Візир) у конкурсному сортовипробуванні та енергетичної оцінки вирощування показав, що найбільш продуктивним сортом є сорт Візир, який забезпечує достовірне підвищення урожаю насіння порівняно з стандартом (сорт Оріон) на 0,29 т/га, а також збільшення коефіцієнтів енергетичної та біоенергетичної ефективності (становили 4,6 і 5,6) та зниження енерговитрат на отримання одиниці урожаю – 4855 МДж, ці показники для стандарту відповідно складали: 4,3; 5,3 та 5196 МДж. Отже, виробництво нового сорту Візир має високу біоенергетичну ефективність.

ВИСНОВКИ

1. У дисертації наведено теоретичне узагальнення і нове вирішення наукової задачі, що полягає в оцінці і створенні вихідного матеріалу при опрацюванні колекційних зразків бобів кормових для селекції на продуктивність.

2. Відмічено високе варіювання (V= 34,7–40,2 %) елементів структури продуктивності рослин, що значно ускладнює проведення добору продуктивних генотипів. Виділено ряд відносно стабільних морфологічних ознак (висота рослини, довжина та ширина бобу, кількість вузлів головного стебла, індекси бобу та насіння), де V= 9,3–14,0 %.

3. Потенційна можливість генотипу, за різних погодних умов, забезпечується різними елементами структури урожаю. Відмічена пряма залежність в межах виду насіннєвої продуктивності від маси надземної частини рослини (r= 0,906–0,961), кількості бобів (r= 0,702–0,830) та кількості насіння (r= 0,798–0,911).

4. Ознака „маса насіння з рослини” залежить, в межах сорту, від „кількості насінин” (r= 0,938±0,072) та „кількості бобів на рослині” (r= 0,872±0,102). Високий вплив проявився між „кількістю продуктивних вузлів” і „кількістю бобів” (r= 0,915±0,084), тому рослини з великою кількістю продуктивних вузлів є цінними у селекційному процесі.

5. Найбільший вплив (63,68 %) на величину врожаю має фактор „умови довкілля”, дольова участь чинника „сорт” становить 11,72 %, їх взаємодія знаходиться на рівні 10,21 %.

6. Найвищий прояв гетерозису за продуктивністю відмічено у гібридних комбінацій різного еколого-географічного походження: Оmаr х Pransnitzer Mechrachsige; Боніловські х D-Гортанс-6; Оmаr х Уладівські фіолетові; Cargo х Уладівські фіолетові; Оріон х D-Гортанс-6; Omar х D-Гортанс-6, де Гіст. становив, відповідно, 1,08; 0,66; 0,32; 0,17; 0,14 та 0,12. Ефект гетерозису виник і за ознаками, що тісно пов’язані з насіннєвою продуктивністю, а саме: „кількість продуктивних вузлів”, „кількість бобів з рослини”, „кількість насінин з рослини”, „маса рослини”, „висота рослини”, у яких виявлено ефект позитивного наддомінування та домінування за переважною більшістю комбінацій.

7. Визначення коефіцієнтів успадкування кількісних ознак у гібридів F1 показало, що добір продуктивних генотипів можливо проводити за фенотипічним проявом ознак: „висота рослини” (Н2= 0,97; h2= 0,88), „загальна кількість вузлів на рослині” (Н2= 0,88; h2=0,60), „товщина стебла” (Н2= 0,82; h2= 0,58), „маса рослини на один продуктивний вузол” (Н2= 0,88; h2= 0,61), „кількість насіння у продуктивному вузлі” (Н2= 0,75; h2= 0,54), „кількість насінин в одному бобі” (Н2= 0,99; h2= 0,67), та „маса насіння в одному продуктивному вузлі” (Н2= 0,94; h2=0,67), оскільки генотипічна мінливість значною мірою обумовлена адитивними ефектами генів.

8. Виділено генетичні донори ознак, що визначають рівень насіннєвої продуктивності культури сорти Omar (Чехословаччина) та Уладівські фіолетові (Україна). Оцінка ефектів ЗКЗ становить відповідно: за „масою насіння з рослини” – 3,69** і 3,37*, за „кількістю насінин з однієї рослини” – 5,92* і 6,55* та за „кількістю бобів на рослині” –1,75* і 1,71*.

9. Насіння продуктивних форм містить: сирого протеїну від 26,82 до 31,65 %, жиру –1,61-1,69 %, клітковини – 7,0-7,9 %, БЕР – 57,4-60,0 %, золи – 3,06-3,56 % в перерахунку на суху речовину.

10. Відмічено існування стабільного за роками зв’язку між вмістом сирого протеїну в насінні та масою і довжиною однієї насінини, де r= 0,481*±0,213 та 0,516*±0,208 відповідно, що дає можливість використання цих ознак для непрямої оцінки при веденні селекційного процесу на поліпшення якості насіння.

11. Найбільш стабільними показниками хімічного складу насіння за роками