ІНСТИТУТ ЗЕМЛЕРОБСТВА

УКРАЇНСЬКОЇ АКАДЕМІЇ АГРАРНИХ НАУК

МАЗУР Олександр Васильович

УДК 631.527.5:633.15:631.355

СЕЛЕКЦІЙНИЙ МАТЕРІАЛ ДЛЯ СТВОРЕННЯ ГІБРИДІВ КУКУРУДЗИ, ПРИДАТНИХ ДО МЕХАНІЗОВАНОГО ОБМОЛОТУ

Спеціальність: 06.01.05 – селекція рослин

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Київ – 2005

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана у Вінницькому державному аграрному університеті протягом 2001 – 2003рр.

Науковий керівник: доктор сільськогосподарських наук, професор

Зозуля Олександр Лаврентійович,

Вінницький державний аграрний університет,

завідувач кафедри рослинництва,

селекції та насінництва

Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук, професор

Солодюк Наталія Володимирівна,

Інститут землеробства УААН,

головний науковий співробітник

відділу селекції

кандидат сільськогосподарських наук

Пархоменко Анатолій Костянтинович,

Національний аграрний університет,

доцент кафедри селекції та насінництва

Провідна установа: Інститут зернового господарства УААН, м. Дніпропетровськ.

Захист дисертації відбудеться 23 березня 2005 року о 10 годині на засіданні Спеціалізованої вченої ради Д 27.361.01 в Інституті землеробства УААН.

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

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту землеробства УААН.

Автореферат розісланий 18 лютого 2005 року.

Вчений секретар

Спеціалізованої вченої ради,

кандидат с.-г. наук Л.О. Кравченко

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Вирощування кукурудзи потребує значних матеріальних та енергетичних витрат. У сучасних умовах сільськогосподарського виробництва необхідно знаходити резерви економії цих витрат без зниження рівня врожайності та якості продукції. В даний час потрібні не тільки високопродуктивні, але й придатні до механізованого збирання й обмолоту гібриди кукурудзи. Це забезпечить отримання максимального врожаю з меншими матеріальними, трудовими та енергетичними витратами. Виробництву необхідні гібриди, які будуть легко обмолочуватися зернозбиральними комбайнами, а при збиранні кукурудзозбиральними – втрати від самоосипання зерна повинні бути мінімальними.

Актуальність теми. Збільшення виробництва зерна, в тому числі й кукурудзи, можна досягти шляхом використання сучасних технологій вирощування.

Енергоощадна технологічна схема збирання кукурудзи з обмолотом качанів у полі є доцільною і перспективною порівняно з іншими схемами збиральної і післязбиральної доробки кукурудзи. Тому за останні 15-20 років підвищилася роль таких ознак як вимолочуваність зерен з качанів за підвищеної вологості та обмолот зерна з меншим травмуванням (W. A. Russell і ін., 1985).

Селекційна політика в Україні направлена на створення вітчизняних скоростиглих високоврожайних гібридів. Тоді частина кукурудзи на зерно, яка збиратиметься зернозбиральними комбайнами, (в тому числі і на зернострижневу суміш), зросте і досягне 55-60 %, у той час як у качанах зменшиться до 20-25 %, у тому числі з їх сушінням - лише 12-13% (В. І. Кифоренко, ).

Особливе значення має розроблення надійних методів ідентифікації вихідного матеріалу за параметрами придатності до механізованого обмолоту, оцінювання впливу на ці характеристики морфологічних особливостей качана і зернівки.

Вивчення особливостей проявлення міцності прикріплення зернівки до стрижня качана, що в подальшому результаті сприятиме отриманню гібридів кукурудзи з комплексом господарсько-цінних ознак, придатних до механізованого обмолоту.

Важливість теоретичних аспектів і практичних методів селекції гібридів, придатних до механізованого обмолоту качанів кукурудзи, обумовлює актуальність виконаної роботи.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження за темою дисертаційної роботи проводились у відповідності до НТП УААН, “Зернові і олійні культури” завдання “Селекція, оцінка та ідентифікація самозапилених ліній кукурудзи” (номер державної реєстрації 0103U008830) та тематичних планів наукової роботи кафедри рослинництва, селекції та насінництва Вінницького державного аграрного університету.

Мета і задачі досліджень. Мета досліджень – провести ідентифікацію вихідного матеріалу за міцністю прикріплення зернівки до стрижня качана та інших господарсько-цінних ознак, а також розробити принципи підбору батьківських пар для отримання високогетерозисних гібридів, придатних до механізованого обмолоту качанів кукурудзи.

Для досягнення мети були поставлені такі задачі:–

провести аналіз самозапилених ліній за ознаками, які характеризують параметри придатності до механізованого обмолоту, виявити особливості їх проявлення і кореляції з основними морфо-біологічними ознаками;–

визначити основні особливості морфотипу рослин самозапилених ліній кукурудзи з придатністю до механізованого обмолоту качанів і комплексом господарсько-цінних ознак;–

виділити перспективні самозапилені лінії зі стабільним проявленням ознак для селекції гібридів кукурудзи;–

дослідити характер успадкування міцності прикріплення зернівки до стрижня качана в гібридів кукурудзи;

Об’єкт досліджень: особливості проявлення ознаки “міцність прикріплення зернівки до стрижня качана” у самозапилених ліній та гібридів, кореляційні зв’язки, комбінаційна здатність.

Предмет досліджень: самозапилені лінії вітчизняної і закордонної селекції та створені на їх основі прості гібриди кукурудзи.

Методи досліджень: вимірювальний – для встановлення величини міцності прикріплення зернівки до стрижня качана, морфологічних характеристик рослини та її структурних елементів; розрахунковий – для встановлення кореляційного зв’язку ознак, пов’язаних з міцністю прикріплення зернівки до стрижня качана, аналізу варіювання господарсько-цінних ознак, визначення показників шляхового та регресійного аналізу, оцінювання показників комбінаційної здатності у системі діалельного схрещування, компонентів генетичного аналізу; статистичний – для оцінювання достовірності отриманих даних.

Наукова новизна досліджень. В умовах центральної частини Лісостепу Вінницької області проведено класифікацію вихідного матеріалу за міцністю прикріплення зернівки до стрижня качана кукурудзи. Встановлено кореляційний зв’язок міцності прикріплення зернівки до стрижня качана з іншими морфологічними та господарсько-цінними ознаками. Показано фактичну можливість поєднання ознак високої продуктивності та придатності до механізованого обмолоту качанів кукурудзи. Виявлені кореляційні зв’язки ознак, від яких залежить міцність прикріплення зернівки до стрижня качана, що дає можливість проведення непрямого добору. Проведено аналіз комбінаціної здатності за міцністю прикріплення зернівки до стрижня качана та досліджено характер успадкування цієї ознаки. Виділені самозапилені лінії і гібридні комбінації з трьома типами обмолоту і кращими врожайними властивостями.

Практичне значення отриманих результатів.

Виділено три групи самозапилених ліній і гібридів кукурудзи за міцністю прикріплення зернівки до стрижня качана (легкий, середній, важкий).

Отримано ряд гібридів з оптимальним комплексом господарсько-цінних ознак та з різною величиною зусилля при обмолоті качанів кукурудзи: з легким типом обмолоту та високим прикріпленням качана – УХ ХЛГ , MS УХ , МА ХЛГ , з важким типом обмолоту – ХЛГ 2УХ , PLS УХ , ХЛГ PLS ; зі значною довжиною качана та легким типом обмолоту – МА ХЛГ , УХ ХЛГ , ХЛГ МА , з високою міцністю прикріплення зернівки до стрижня качана – ХЛГ УХ , УХ ХЛГ , PLS УХ . Гібриди з багаторядними качанами та легким типом обмолоту – ХЛГ ХЛГ , СО Оh , ХЛГ ХЛГ із важким типом обмолоту – ХЛГ УХ , ХЛГ ХЛГ , ХЛГ ХЛГ , УХ ХЛГ . Кращі за врожайністю гібриди з легким типом обмолоту – МА ХЛГ , УХ ХЛГ , ХЛГ УХ та з високою міцністю прикріплення зернівки до стрижня качана – ХЛГ УХ , УХ ХЛГ , СО СО , МА ХЛГ , УХ ХЛГ .

Виділено ряд ліній (ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ , СО , УХ MS ), які проявляють найвищу стабільність за міцністю прикріплення зернівки до стрижня качана.

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

Апробація результатів дисертації. Основні результати досліджень доповідались на засіданнях кафедри рослинництва, селекції та насінництва Вінницького державного аграрного університету та раді факультету (2001-2003 рр.), наукових конференціях аспірантів Вінницького державного аграрного університету “Сучасна аграрна наука: напрями досліджень, стан і перспективи” 10 – 11 квітня 2001 р.; “Сучасна аграрна наука: напрями досліджень, стан і перспективи” 27-28 лютого 2002 р.; на науковій конференції докторантів і аспірантів “Тиждень науково-дослідної роботи молодих учених та студенської молоді” (Біла Церква, 2002 р.); на наукових конференціях аспірантів Вінницького державного аграрного університету “Сучасна аграрна наука: напрями досліджень, стан і перспективи” 17 – 19 березня 2003 р.; “Сучасна аграрна наука: напрями досліджень, стан і перспективи” 5 – 7 квітня 2004 р.

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 9 наукових праць, з них 5 у фахових наукових виданнях.

Структура та обсяг дисертаційної роботи. Дисертаційна робота викладена на 207 сторінках машинописного тексту, містить 48 таблиць, 8 рисунків, 23 додатки. Складається із вступу, 6 розділів, висновків і пропозицій для селекційної практики. Список використаних джерел літератури містить 215 найменувань, у т.ч. 33 латиницею.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

МЕХАНІЗОВАНИЙ ОБМОЛОТ КУКУРУДЗИ

НА СУЧАСНОМУ ЕТАПІ РОЗВИТКУ АПК

(огляд наукової літератури)

У розділі проаналізовано результати попередніх досліджень з питань механізованого обмолоту кукурудзи. Аналіз літературних даних свідчить про те, що питання придатності кукурудзи до механізованого обмолоту та впливу на цей процес різних чинників вивчено ще недостатньо, а тому дослідження в цьому напрямку є досить актуальними.

УМОВИ, МАТЕРІАЛ ТА МЕТОДИКА

ПРОВЕДЕННЯ ДОСЛІДЖЕНЬ

Вивчення вихідного матеріалу самозапилених ліній проводилось на дослідному полі кафедри рослинництва, селекції та насінництва Вінницького державного аграрного університету протягом 2001 – 2003 рр.

Грунт – сірий лісовий, крупнопилувато-середньосуглинковий на лесі. За результатами останнього комплексного агрохімічного аналізу (2000 р.), вміст гумусу (за Тюріним) в орному шарі складає 2,4Реакція ґрунтового розчину – рН (сольове) 5,8; середньозважені – гідролітична кислотність – 41 мг.-екв. на 1 кг ґрунту; сума ввібраних основ – 153 мг.-екв. на 1 кг ґрунту; ступінь насичення основами – 78,9; вміст доступного для рослин азоту (за Корнфілдом) 88 мг, рухомого фосфору і обмінного калію (за Чириковим) – відповідно 212 і 92 мг на 1 кг ґрунту.

В цілому гідротермічні умови в роки проведення досліджень були сприятливими для росту й розвитку рослин кукурудзи та проведення збиральних робіт.

Вивчали 68 самозапилених ліній кукурудзи різного еколого-географічного походження та міцністю прикріплення зернівки до стрижня качана. На їх основі було створено 108 гібридів, із них 56 гібридів за повною діалельною схемою схрещування (згідно 1-го методу 1-ї моделі Гріффінга), 52 – за схемою парних схрещувань.

Облікова площа ділянки – 4,9 м2 для самозапилених ліній і 9,8 м2– для гібридів.

Повторність у дослідах для самозапилених ліній – 2-4 разова, для гібридів – 4 разова.

Розміщення ділянок – методом рендомізованих блоків.

За стандарти висівали кращі селекційні лінії робочої колекції для груп стиглості, спираючись на результати попереднього їх оцінювання селекційними установами України, а саме: СМ7 (ранньостигла), F7 (середньорання), W401 (середньостигла).

За стандарти для гібридів використовувались гібриди вітчизняної селекції відповідних груп стиглості, рекомендовані інспектурою Державної комісії України з випробування та охорони сортів рослин по Вінницькій області на 2001   рр.: ранньостиглий – Дніпровський 172 МВ, середньоранній – Дніпровський  МВ і середньостиглий – Молдавський  АМВ.

Фенологічні спостереження та обліки проводились у відповідності до ”Методики проведення польових досліджень з кукурудзою” (1980), а градаційне та бальне оцінювання всіх морфологічних та якісних ознак вели за Класифікатором-довідником виду Zea mays L (1994).

Величину сили відривання зернівки від стрижня качана (міцність прикріплення зернівки до стрижня качана) визначали на 10 качанах одного генотипу із кожного повторення для зерен, розташованих у середній частині качана, за допомогою пристрою, сконструйованого нами на основі пружинного динамометра.

Міцність прикріплення зернівки до стрижня качана визначали не менше як у трьох місцях середньої зони качана.

За міцністю прикріплення зернівки до стрижня качана самозапилені лінії та гібриди, отримані на їх основі були поділені на три групи: з легким типом обмолоту – (0,6 кг/зернівку) , середнім – (0,9 кг/зернівку) та важким – (> 0,9 кг/зернівку).

Дослідні дані оброблялись дисперсійним, кореляційним і регресійним, повним та частковим генетичним і комбінаційним методами аналізу за Б.А. Доспеховим (1985), Р.В. Рокіцьким (1973), В.К. Савченко (1980), Н.В. Турбіним, Л.В. Хотилевою, Л.А. Тарутиною (1974) на персональному комп’ютері за використання спеціальних прикладних програм для Windows 95/98: Excel 7.0, Mathcad 2000.

МІЦНІСТЬ ПРИКРІПЛЕННЯ ЗЕРНІВКИ ДО СТРИЖНЯ

КАЧАНА У СЕЛЕКЦІЙНИХ ЗРАЗКАХ КУКУРУДЗИ

Виділені нами самозапилені лінії, які характеризуються кращими господарсько-цінними ознаками, поєднуючи різну міцність прикріплення зернівки до стрижня качана, можуть бути донорами цих ознак при створенні гібридів того чи іншого типів обмолоту. Зокрема лінії з високим прикріпленням качана (ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ ) з низькою міцністю прикріплення зернівки до стрижня качана (легким типом обмолоту) та лінії – УХ , TVA  О2, ХЛГ , MS , S 61 з важким типом обмолоту; зі значною довжиною качана та легким типом обмолоту (ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ ) та з важким обмолотом – УХ , TVA  О2, ВС  b. Самозапилені лінії з великою кількістю рядів зерен (ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ ) з невисокою міцністю прикріплення зернівки до стрижня качана та лінії (ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ ) з важким типом обмолоту.

Кращими, з незначною міцністю прикріплення зернівки до стрижня качана (легким типом обмолоту) та високою врожайністю, були такі лінії: ХЛГ 33, ХЛГ 175, ХЛГ 293 , МА 17; з важким типом обмолоту – ХЛГ 157, ХЛГ 276, ХЛГ 403, УХ 405, MS 206.

З незначною міцністю прикріплення зернівки до стрижня качана та високим прикріпленням качана характеризувалися такі гібриди: УХ ХЛГ , MS УХ , МА ХЛГ , з важким типом обмолоту – ХЛГ УХ , PLS УХ , ХЛГ PLS ; значною довжиною качана та легким типом обмолоту – МА ХЛГ263, УХ405ХЛГ264, ХЛГ273МА17, високою міцністю прикріплення зернівки до стрижня качана – ХЛГ УХ , УХ ХЛГ , PLS УХ . Виділено також гібриди з багаторядними качанами та легким (ХЛГ ХЛГ , СО Оh , ХЛГ ХЛГ ) і важким типом обмолоту – (ХЛГ УХ , ХЛГ386ХЛГ33, ХЛГ ХЛГ45, УХ405ХЛГ33). Кращі за врожайністю з легким типом обмолоту були гібриди МА ХЛГ , УХ ХЛГ , ХЛГ УХ , з високою міцністю прикріплення зернівки до стрижня качана – ХЛГ УХ , УХ ХЛГ , МА ХЛГ , СО  СО , УХ ХЛГ .

За ознакою міцність прикріплення зернівки до стрижня качана” лінії були розділені на групи з різним типом обмолоту (табл. 1).

Таблиця 1

Класифікація самозапилених ліній кукурудзи з різним типом

обмолоту (середнє за 2001-2003 рр.)

Тип обмолоту | Самозапилені лінії

Легкий

0,6 кг | ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ , F , МА , СО , PLS , СМ-7;

Середній

0,9 кг | ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ , ВС , СО , МА  С, К , DF , F , W ;

Важкий

> 0,9 кг | ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ , F , F , ВС  b, КL , ВС , Oh , СО , S , MS , УХ , TVA  O .

Приведена класифікація самозапилених ліній дозволяє підбирати вихідний матеріал з різнорідними характеристиками за міцністю прикріплення зернівки до стрижня качана, а застосування її у селекційній практиці відкриває можливість ведення цілеспрямованої селекції на отримання гібридів того чи іншого типів обмолоту качанів кукурудзи.

ВЗАЄМОЗВ’ЯЗОК МОРФОЛОГІЧНИХ ОЗНАК ІЗ ЗУСИЛЛЯМ

ВІДРИВУ ЗЕРНІВКИ ПРИ ОБМОЛОТІ КУКУРУДЗИ

За результатами наших досліджень, протягом 2001-2003 років міцність прикріплення зернівки до стрижня качана у самозапилених ліній мала такі кореляційні зв’язки: з діаметром качана (r 0,251; ,299; ,272), кількістю рядів зерен (r ,345; ,334; ,332), діаметром стрижня (r ,289; ,312; ,298), вологістю зерен качана (r ,534; ,583; ,509) і врожайністю зерна (r ,248; ,308; ,276).

Отже, кореляційні зв’язки ознаки “міцність прикріплення зернівки до стрижня качана” з діаметром качана, діаметром стрижня і врожайністю зерна знаходяться на порівняно низькому рівні, в той час як з кількістю рядів зерен і особливо з вологістю зерна – на середньому рівні.

Необхідно зазначити, що в гібридів виявлені вищі коефіцієнти кореляції по названих ознаках і при цьому спостерігається вплив інших ознак на міцність прикріплення зернівки до стрижня качана. Дані досліджень за 2002 - 2003 роки показують, що міцність прикріплення зернівки до стрижня качана має залежність з довжиною качана (r ,321; ,258), діаметром качана (r ,572; ,440), кількістю рядів зерен (r 0,351; ,345), кількістю зерен у ряду (r ,329; ,252), діаметром стрижня (r ,362; ,274), глибиною посадки зернівки (r,412; 0,420), вологістю зерна з качана (r ,604; ,527) і врожайністю (r ,291; ,255).

У гібридних комбінаціях залежність середнього зв’язку з міцністю прикріплення зернівки до стрижня качана встановлена з діаметром качана, кількістю рядів зерен, глибиною посадки зернівки, збиральною вологістю зерен качана.

Стабільність встановлених коефіцієнтів кореляції за роками свідчить, що проявлення ознак, які вивчали, значною мірою контролюється генотипом, що відкриває можливість поєднання необхідних ознак обмолоту і цінних морфобіологічних характеристик в одному генотипі.

Виявлений в наших дослідженнях зв’язок міцності прикріплення зернівки до стрижня качана з глибиною посадки її в стрижень (що являє собою різницю між довжиною зернівки, відокремленої від качана, та її довжиною від основи стрижня до верхівки зерна на поперечному розрізі качана у середній його зоні) впливає на міцність прикріплення зернівки. У ліній коефіцієнти кореляції становили  ,168; ,098 і  ,136, а у гібридів -  ,412 і  0,420. Тобто, із збільшенням глибини посадки зернівки в стрижень збільшується величина ознаки, що вивчалася.

Ці кореляційні зв’язки вказують про необхідність врахування їх значень у селекції кукурудзи того чи іншого типів обмолоту.

Мінливість та стабільність ознаки “міцність

прикріплення зернівки до стрижня качана”

Отримані нами коефіцієнти повторюваності за показниками міцності прикріплення зернівки до стрижня качана свідчать, що у самозапилених ліній варіанса мінливості ознак у рослин за роками менша за варіансу мінливості ознак між рослинами. Тому є можливість виділення ліній зі стабільно генетично обумовленими показниками міцності прикріплення зернівки до стрижня качана.

Найвищі коефіцієнти повторюваності встановлені для ранньостиглих ліній ХЛГ – 0,91, ХЛГ – 0,94 та ХЛГ – 0,90 порівняно зі стандартом; для середньоранньої ХЛГ – 0,90; у середньостиглих, які значно перевищують стандарт, виділилися лінії ХЛГ – 0,89, СО – 0,87, УХ  – 0,85, ХЛГ – 0,84 і MS – 0,81.

Серед самозапилених ліній є певна частина, в яких коефіцієнти повторюваності значно нижчі – ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ , К . Це свідчить про певний вплив на ознаку, що вивчалася, як умов року, так і фактора взаємодії генотипу з умовами середовища.

У загальному величина міцності прикріплення зернівки до стрижня качана в ліній характеризується досить високою генетичною стабільністю, що дає можливість виділити серед них такі, які будуть зберігати ознаку, в різні роки, як зі сприятливими погодними умовами, так і навпаки.

Для встановлення істотності впливу генотипу, умов року та ефекту взаємодії між ними на фенотипову мінливість селекційного матеріалу, нами було проведено факторний аналіз міцності прикріплення зернівки до стрижня качана за двофакторною дисперсійною схемою за Б. А. Доспеховим  (табл.2).

Таблиця 2

Факторний аналіз міцності прикріплення зернівки до стрижня качана

у самозапилених ліний та гібридів кукурудзи, (%) (у середньому за роками)

Генотипова особливість | Умови року | Взаємодія генотипу

з умовами року | Випадкові фактори

Самозапилені лінії (2001-2003 рр.)

67,77 | 0,11 | 19,62 | 12,49

Гібриди (2002-2003 рр.)

75,40 | 0,38 | 8,75 | 15,47

Факторний аналіз показав, що саме генотипові особливості найбільше впливають на міцність прикріплення зернівки до стрижня качана: частка впливу для ліній складає 67,77 %, для гібридів – 75,40 %. Вищий відсоток для гібридних комбінацій свідчить про те, що під час схрещування відбувається розкомплементація окремих генетичних систем, які контролюють проявлення ознаки “міцність прикріплення зернівки до стрижня качана”.

Вплив року невисокий (0,11 і 0,38 %), взаємодія факторів генотипу на рік - висока і має значну дію на загальний показник ознаки, в основному через опосередкований вплив збиральної вологості зерна, адже зв’язок обмолоту з цією ознакою досить тісний. Істотність ефектів взаємодії вказує про вплив умов року на стабільність проявлення ознаки, що вивчалася. Встановлено, що дисперсія генотип-умови року достовірно відрізняється від випадкових відхилень. Це говорить про те, що вивчені генотипи по-різному реагують на зміну екологічних умов.

Встановлено, що наймінливішою ознакою як для самозапилених ліній, так і для гібридів є міцність прикріплення зернівки до стрижня качана. Коефіцієнти варіації для ліній склали 34,2-40,2 %, для гібридів - 31,9 і 32,8 %. Самозапилені лінії і гібриди характеризуються високим варіюванням.

МІЦНІСТЬ ПРИКРІПЛЕННЯ ЗЕРНІВКИ ДО

СТРИЖНЯ КАЧАНА ГІБРИДІВ КУКУРУДЗИ

ВІД ДІАЛЕЛЬНИХ СХРЕЩУВАНЬ

Нами встановлено, що лінії з позитивним значенням ознаки ЗКЗ характеризуються важким типом обмолоту качанів кукурудзи, а лінії з негативним значенням – легким.

Істотна різниця за ефектами ЗКЗ і варіансами СКЗ вказує як на важливість адитивної, так і неадитивної дії генів, що обумовлюють величину сили відривання зернівки від стрижня качана, а достовірність реципрокного ефекту на імовірність впливу “материнського” ефекту на формування ознаки “міцність прикріплення зернівки до стрижня качана” в гібридів та необхідність реципрокного аналізу.

Відповідно до оцінки ефектів загальної комбінаційної здатності, лінії можна розділити на групи з високою і низькою загальною комбінаційною здатністю.

Кращими по ЗКЗ за ознакою “міцність прикріплення зернівки до стрижня качана” з легким типом обмолоту є лінії ХЛГ , ХЛГ , МА , ХЛГ , а з важким типом обмолоту – ХЛГ , УХ , ХЛГ , які мали стабільно високі значення ефектів ЗКЗ з тим чи іншим типом обмолоту. Лінія PLS характеризується низькою ЗКЗ (табл. ).

Ефекти ЗКЗ показують значну стабільність за роками для ознаки, що вивчалася. Це свідчить про високі значення успадкування ознаки, а також про стабільність їх проявлення (різниця в рангах не перевищує одиниці). Порівнюючи значення ЗКЗ із СКЗ за міцністю прикріплення зернівки до стрижня качана, можна сказати, що для деяких ліній величина варіанси СКЗ теж впливає на її проявлення.

При цьому схрещування батьківських форм з важким типом обмолоту призводить до отримання гібридів з таким же типом обмолоту. Однак, використання у схрещуваннях ліній з невисоким значенням показника забезпечує формування в деяких випадках високої специфічності отриманих комбінацій з проявленням важкого типу обмолоту.

Таблиця 3

Оцінка ефектів загальної (gi) і варіанс специфічної (?2si)

комбінаційної здатності самозапилених ліній за

міцністю прикріплення зернівки до стрижня качана

Лінія | ЗКЗ | СКЗ

2002 р. | 2003 р. | 2002 р. | 2003 р.

gi | Ранг | gi | Pанг | у2s | Pанг | у2s | Ранг

PLS 61 | -0,01 | 5 | 0,01 | 5 | 0,018 | 2 | 0,015 | 5

ХЛГ 263 | -0,03 | 4 | -0,03 | 4 | 0,003 | 6 | 0,016 | 4

ХЛГ 33 | 0,08 | 6 | 0,11 | 7 | 0,053 | 1 | 0,051 | 1

ХЛГ 386 | 0,15 | 8 | 0,09 | 6 | -0,001 | 7 | 0,001 | 7

ХЛГ 293 | -0,13 | 2 | -0,15 | 1 | 0,01 | 5 | 0,005 | 6

МА 17 | -0,05 | 3 | -0,09 | 3 | 0,012 | 3 | 0,019 | 3

УХ 405 | 0,13 | 7 | 0,17 | 8 | 0,011 | 4 | 0,02 | 2

ХЛГ 264 | -0,14 | 1 | -0,11 | 2 | 0,018 | 2 | 0,015 | 5

НІР0,05 | 0,03 | 0,025––

-у2s–– | 0,015 | 0,017

Прикладом може служити лінія ХЛГ , яка характеризується високими позитивними значеннями ефектів ЗКЗ, хоч у самої лінії легкий тип обмолоту, в неї найвища варіанса СКЗ, тобто в гібридах вона веде себе по-різному за величиною ознаки.

Самозапилена лінія, з легким типом обмолоту, МА має кращі показники ЗКЗ за міцністю прикріплення зернівки до стрижня качана з поєднанням високої варіанси СКЗ. Тому, в гібридних комбінаціях за її участю визначальним фактором формування міцності прикріплення зернівки до стрижня качана, поряд з високими значеннями ЗКЗ, є і специфічний комбінаційний її прояв, тобто більша або менша її величина в окремих гібридних комбінаціях. По варіансі СКЗ з важким типом обмолоту, крім ХЛГ , виділилася самозапилена лінія УХ . Слід зазначити, що висока варіанса СКЗ вказує на можливість створення гібридів з легким типом обмолоту у специфічних комбінаціях.

Методи аналізу діалельних схрещувань дозволяють провести розділення гетерозису, який виникає від різних джерел генної дії і взаємодії.

В наших дослідженнях значний інтерес мають лінії ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ і УХ , у яких переважає адитивна дія генів. Перші дві лінії можна використовувати як донори легкого типу обмолоту при створенні гібридів, а ХЛГ та УХ – при створенні гібридів з важким типом обмолоту.

Таким чином, інші лінії характеризуються складним співвідношенням дії генів адитивного і неадитивного характеру. Наявність диференціації значень варіанси СКЗ вказує на проявлення специфічної взаємодії, що необхідно враховувати при підборі батьківських пар для схрещування.

Аналіз даної групи гібридів показує, що, як правило, найвищі негативні ефекти ЗКЗ ознаки проявляються в тих випадках, коли обидві батьківські форми мають високу КЗ з легким типом обмолоту, а найвищі – з позитивними ефектами ЗКЗ, коли обидві батьківські форми мають високу КЗ з важким типом обмолоту.

Високі значення ЗКЗ і СКЗ відіграють важливу роль в обумовленості міцності прикріплення зернівки до стрижня качана в гібридів.

Найкращих результатів зі створення гібридів з легким типом обмолоту досягаємо, коли обидві батьківські форми, що мають найнижчі від’ємні значення ЗКЗ за цією ознакою, поєднуються з низькими значеннями СКЗ.

Таким чином, використання у схрещуваннях ліній з низьким значенням міцності прикріплення зернівки до стрижня качана з ідентичними формами забезпечує в більшості випадків збереження цієї ознаки в гібридах, а за схрещування з протилежними формами – підвищення в окремих комбінаціях.

Генетичний аналіз реципрокних гібридів з різною міцністю

прикріплення зернівки до стрижня качана

В наших дослідженнях генетичний аналіз включав оцінювання ступеня домінування за F. Petr, K. Frey (1966).

Отримані дані за ефектами домінування (табл. 4) показують, що на нашому селекційному матеріалі спостерігався ефект гетерозису (переважають ефекти наддомінування значної сили відривання зернівки від стрижня качана): в 2002 р. – 42,8, а в 2003 р. – 44,6 %, або неповне домінування батьківської форми з важчим типом обмолоту (30,4; 14,3%).

Загальна величина домінування значної міцності прикріплення зернівки до стрижня качана (важкого обмолоту) - 78,6 % у 2002 та 64,3 % - у 2003 році.

Ефект домінування легкого обмолоту, в загальній сукупності проаналізованого матеріалу, становив 21,4% у 2002 та 30,3 % у 2003 році за незначної величини наддомінування легкого типу обмолоту – 3,6 та 7,1 % з більшою частиною неповного домінування батьківської форми з легшим типом обмолоту (17,8; 23,2%).

Таблиця 4

Особливості домінування сили відривання зернівки від стрижня

качана в гібридів кукурудзи 2002– 2003 рр.

Напрямок домінування | Особливість домінування | Кількість випадків

2002 р. | 2003 р. | 2002 р. | 2003 р.

шт. | %

Домінування важкого обмолоту | Наддомінування | 24 | 25 | 42,8 | 44,6

Повне | 3 | 3 | 5,4 | 5,4

Неповне | 17 | 8 | 30,4 | 14,3

Всього | 44 | 36 | 78,6 | 64,3

Домінування легкого обмолоту | Наддомінування | 2 | 4 | 3,6 | 7,1

Повне | - | - | - | -

Неповне | 10 | 13 | 17,8 | 23,2

Всього | 12 | 17 | 21,4 | 30,3

Відсутність | - | 3 | - | 5,4

Отже, отримані результати вказують про домінування значної міцності прикріплення зернівки до стрижня качана в гібридів кукурудзи порівняно із самозапиленими лініями.

Для проведення подальшого генетичного аналізу та отримання повнішої інформації про цінність самозапилених ліній було взято середні значення між реципрокними гібридами у зв’язку з наявністю істотного реципрокного ефекту в дисперсійному аналізі комбінаційної здатності.

Проте, отримані нами дані показали наявність неалельної взаємодії, так як коефіцієнт регресії відхилявся від лінії одиничного нахилу. Це підтверджувалось і неоднорідністю варіанс та коваріанс.

Було зроблено припущення (це підтвердилось у наступних дослідженнях), що саме лінії ХЛГ та ХЛГ за схрещування з іншими лініями дають неалельну взаємодію. Таким чином, подальший генетичний аналіз було проведено з виключенням цих ліній і їх потомства з аналізу.

Отримані дані вказують на відсутність суттєвої відміни лінії регресії (Vr, Wr) від лінії одиничного нахилу. За результатами отриманих даних, матеріал цілком відповідає вимогам аналізу Джінкса – Хеймана.

Пояснюючи результати генетичного аналізу, згідно із загальноприйнятою схемою, за графіками Хеймана, слід сказати, що аналіз вказує на неповне домінування ознаки в 2002 р. досліджень, що свідчить про адитивно-домінантне її формування, оскільки графік (Wr,пересікає вісь Wr на позитивній її стороні. У 2003 р. графік дещо зміщується і пересікає вісь Wr на від’ємній стороні, що вказує на зверхдомінування. Таке зміщення в деякій мірі пояснюється впливом умов року на проявлення ознаки “міцність прикріплення зернівки до стрижня качана”. На генетичну вираженість міцності прикріплення зернівки до стрижня качана значний вплив має фактор року та середовищної взаємодії генотипу, внаслідок чого встановлена нестабільність у генетичній детермінації ознаки в окремих ліній за роками, тому оптимальним варіантом буде вихідний матеріал, що проявляє генетичну сталість за обмолотом у різні роки.

Генетична природа ознаки “міцність прикріплення зернівки до стрижня качана” обумовлена ефектами адитивності і домінування генів її контролю.

Незначна різниця між коефіцієнтами успадкування в широкому і вузькому розумінні, високі ефекти адитивності і домінування при взаємодії генів, які контролюють цю ознаку, вказують про можливість її покращання шляхом селекції з використанням гетерозису і селекційного добору.

Наявність реципрокних відхилень вказує на необхідність проведення реципрокного аналізу для детальнішого вивчення цього питання з метою вияснення об’єктивних значень істотних різниць від прямих і зворотних схрещувань.

Істотна різниця за міцністю прикріплення зернівки до стрижня качана між гібридами від прямого і зворотнього схрещування спостерігалась у 13 пар гібридів із 28 в 2002 році, що становить 46,4 %; у 2003 році - в 19 пар гібридів або 67,8 %. У 2002 році відхилення в сторону материнської форми відмічалось у 7 пар гібридів, що становить 61,5 %; в 2003 році – 8 пар гібридів, або 42,1 %.

Гібриди необхідно перевіряти в реципрокних схрещуваннях з метою виявлення всіх можливостей даного поєднання батьківських пар.

ПРИНЦИПИ ПІДБОРУ ЛІНІЙ КУКУРУДЗИ ДЛЯ ГІБРИДИЗАЦІЇ

Селекційний процес повністю залежний від володіння закономірностями спадковості і мінливості.

Селекція на міцність прикріплення зернівки до стрижня качана вимагає знання про спадковість від їх батьківських форм, мінливості цієї ознаки залежно від типу гібриду.

За результатами досліджень, ми виявили істотний зв’язок характеру успадкування міцності прикріплення зернівки до стрижня качана між гібридами і материнськими формами, а також між гібридами і середнім між двома батьківськими формами (табл. 5).

Таблиця 5

Кореляційні зв’язки між міцністю прикріплення зернівки до стрижня

качана в гібридів та їх батьківських форм, (2002-2003 рр.)

Кореляційна залежність | Рік

2002 | 2003

F1-+ | 0,285*±0,093 | 0,315*±0,092

F1-> | 0,13±0,096 | 0,09±0,086

F1-++>

2 | 0,227*±0,094 | 0,203*±0,095

Примітка: *- істотно на рівні 0,05.

Для отримання гібридів з легким типом обмолоту необхідно підбирати обидві, материнську і батьківську, форми з незначною міцністю прикріплення зернівки до стрижня качана.

Враховуючи невисокі коефіцієнти кореляції, необхідно підбирати і розглядати кожний генотип гібриду і його батьківські форми окремо.

Біоенергетична ефективність збирання кукурудзи з

різним типом обмолоту

Оцінка біоенергетичної ефективності гібридів з однаковим рівнем продуктивності, але з низькою та високою міцністю прикріплення зернівки до стрижня качана і створених на основі самозапилених ліній з легким та важким типом обмолоту показала, що в гібридів із важким типом обмолоту – (> 0,9 кг/зернівку) і врожайністю зерна 5,92 т/га частка витрат за збирання кукурудзозбиральними комбайнами і післязбиральної доробки зерна становить 17,3від загальної енергомісткості врожаю, а в гібридів із легким типом обмолоту – (0,6 кг/зернівку) і врожайністю 6,01 т/га зменшилась до ,0за збирання зернозбиральними комбайнами і післязбиральної доробки зерна. На основі цього можна зробити висновок, що впровадження гібридів, придатних до механізованого збирання в зерні, а не в качанах має значну біоенергетичну, а отже, й економічну ефективність.

ВИСНОВКИ

У дисертації висвітлені теоретичні й експериментальні результати, які у сукупності забезпечують вирішення наукової задачі щодо оцінювання вихідного матеріалу кукурудзи за параметрами придатності до механізованого обмолоту, створення придатних до механізованого обмолоту високопродуктивних гібридів кукурудзи.

1. Виділені лінії та гібриди кукурудзи з різними показниками за тривалістю вегетаційного періоду та типами обмолоту: легким -(0,6 кг/зернівку), середнім - (0,9 кг/зернівку), важким - (> 0,9 кг/зернівку).

2. Встановлено, що міцність прикріплення зернівки до стрижня качана у самозапилених ліній кукурудзи має кореляційну залежність із кількістю рядів зерен (r,332-0,345), діаметром качана (r ,251-0,299) та стрижня (r ,289-0,312). Для гібридів кукурудзи, крім цих ознак, встановлений взаємозв’язок з довжиною качана (r ,321; ,258), кількістю зерен у ряду (r ,329; ,252), глибиною посадки зернівки у стрижень качана (r,412; ,420). Ці кореляційні зв’язки вказують на необхідність урахування їх значень в селекції гібридів кукурудзи того чи іншого типів обмолоту.

3. Виявлено кореляційний зв’язок між міцністю прикріплення зернівки до стрижня качана і його вологістю для ліній (r ,509-0,583), для гібридів (r ,527;0,604), що характерно для всіх груп стиглості.

4. Висока стабільність міцності прикріплення зернівки до стрижня качана дає можливість ідентифікувати вихідний матеріал за генетично детермінованою ознакою, яка проявлялась стабільно протягом років дослідження. За результатами факторного аналізу, де на долю генотипу припадає 67,77 – ,40а на долю взаємодії генотипу з умовами року 19,62 – ,75(за середнього коефіцієнта повторюваності у самозапилених ліній за роками 0,79  ,80), вказує на високу генетичну обумовленість цієї ознаки. На основі цього була розроблена єдина класифікація ліній та гібридів кукурудзи за міцністю прикріплення зернівки до стрижня качана.

5. Серед ліній встановлена істотна різниця проявлення загальної і специфічної комбінаційної здатності, що вказує як на важливість адитивної, так і неадитивної дії генів у формуванні ознаки, а лінії з високими від’ємними значеннями ефектів ЗКЗ та незначною варіансою СКЗ найдоцільніше використовувати для створення гібридів з легким типом обмолоту.

6. Виділені лінії з перевагою адитивних генів – ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ , УХ . Перші дві лінії можна використовувати як донори легкого типу обмолоту при створенні гібридів, а ХЛГ та УХ – при створенні гібридів з важким типом обмолоту.

7. В опрацьованому селекційному матеріалі встановлено перевагу ефектів домінування важкого обмолоту (78,6 та 64,3над легким обмолотом (21,4 і 30,3

8. Генетична природа ознаки “міцність прикріплення зернівки до стрижня качана” обумовлена ефектами адитивності і домінування генів її контролю.

9. Незначна різниця між коефіцієнтами спадкування в широкому і вузькому розумінні, високі ефекти адитивності і домінування при взаємодії генів, які контролюють цю ознаку, вказують на можливість її покращання шляхом селекції з використанням гетерозису і селекційного добору.

10. Виявлено істотну різницю за міцністю прикріплення зернівки до стрижня качана (13 пар у 2002 р. та 19 пар у 2003 р.) у реципрокних гібридах, що необхідно враховувати при підборі батьківських пар для гібридизації.

11. Виділено ряд самозапилених ліній з легким типом обмолоту (ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ , PLS , МА та ін.), що характеризуються незначною міцністю прикріплення зернівки до стрижня качана, значення якого становить 0,6 кг/зернівку, а також з важким типом обмолоту (ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ , TVA  О2, MS , УХ та ін.), в яких цей показник становить > 0,9 кг/зернівку.

12. Виявлено, що гібриди з незначною міцністю прикріплення зернівки до стрижня качана (ХЛГ ХЛГ , ХЛГ МА , ХЛГ МА , ХЛГ ХЛГ , ХЛГ ХЛГ , МА  ХЛГ ) створені за участю ліній з легким типом обмолоту; а гібриди з важким типом обмолоту (УХ ХЛГ , ХЛГ УХ 405) – за участю ліній важкого типу.

13. Виділені гібриди кукурудзи з комплексом ознак: легким типом обмолоту качана і високою продуктивністю зерна (МА ХЛГ , ХЛГ ХЛГ , УХ ХЛГ , ХЛГ МА , ХЛГ ХЛГ , MS УХ , ХЛГ УХ ), які використовуються у селекційній практиці.

14. Дана оцінка економічної ефективності гібридів з однаковим рівнем продуктивності за збирання різними способами: зерновими комбайнами (в зерні), з обмолотом у полі та пов’язану з цим післязбиральну доробку приходиться біля 10,0від загальної енергомісткості врожаю, а при збиранні кукурудзозбиральними комбайнами (в качанах) – 17,3

ПРОПОЗИЦІЇ ДЛЯ НАУКИ І СЕЛЕКЦІЙНОЇ ПРАКТИКИ

1. Самозапилені лінії ХЛГ , ХЛГ і МА , які відзначаються легким типом обмолоту і мають високу загальну комбінаційну здатність за даною ознакою та лінії з невисоким зусиллям при обмолоті такі як: ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ , ХЛГ 294 і PLS , характеризуються комплексом господарсько-цінних ознак; і пропонуються для використання при створенні гібридів, придатних для механізованого обмолоту зерновими комбайнами, а лінії ХЛГ , ХЛГ , MS , TVA  О2 і УХ слід використовувати при створенні гібридів з важким типом обмолоту для збирання в качанах кукурудзозбиральними комбайнами.

2. При оцінюванні вихідного матеріалу за міцністю прикріплення зернівки до стрижня качана необхідно враховувати міцність прикріплення зернової ніжки та значення морфологічних ознак, які мають позитивний кореляційний зв’язок з нею.

3. Для створення гібридів з легким обмолотом необхідно викорисовувати самозапилені лінії, як батьківські форми з незначною міцністю прикріплення зернівки до стрижня качана (проявлення ознаки 37-42%); для створення гібридів з важким типом обмолоту доцільно використовувати батьківські форми з високою міцністю прикріплення зернівки до стрижня качана (проявлення ознаки 50-66,7%).

4. Розроблена нами методика оцінювання зразків кукурудзи за міцністю прикріплення зернівок до стрижня качана рекомендується для виділення серед них форм, придатних до механізованого обмолоту.

СПИСОК РОБІТ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Зозуля О.Л., Цицюра Я.Г., Азуркін В.О., Мазур О.В. Ідентифікація самозапилених ліній кукурудзи за окремими селекційними ознаками // Вісник Львівського державного аграрного університету. – 2001.– №5. – С. 362-365.

2. Зозуля О.Л., Мазур О.В. Особливості вихідного матеріалу кукурудзи, придатного до механізованого обмолоту // Таврійський науковий вісник.– Херсон, 2001.- Вип.-19. – С. 34-37.

3. Зозуля О.Л., Мазур О.В. Класифікація самозапилених ліній за типом обмолоту // Зб. наук. праць. - Вісник Білоцерківського державного аграрного університету. – 2002. – №24. – С. 111-116.

4. Зозуля О.Л., Мазур О.В.