Ковальчук І.В. Удосконалення моделей простих міжлінійних гібридів кукурудзи, адаптованих до умов Лісостепу України

Краткое содержание

1. Проблема створення та УДОСКОНАЛЕННЯ МОДЕЛЕЙ простих МІЖЛІНІЙНИХ гібридів кукурудзи і шляхи її вирішення (огляд літератури)

В розділі наводиться огляд праць вітчизняних та зарубіжних вчених щодо вивчення проблеми створення та використання високоврожайних простих гібридів кукурудзи адаптованих до умов зони вирощування. Сформульована необхідність проведення досліджень в цьому напрямку.

2. УМОВИ, МАТЕРІАЛ І методика ДОСЛІДЖЕНЬ

Для вирішення поставлених завдань по темі дисертаційної роботи дослідження проводили протягом 1999 – 2001 років на селекційні ділянці кафедри генетики, селекції та насінництва Уманської державної аграрної академії (УДАА), яка розташована в західній частині Черкаської області і згідно з природнокліматичним районуванням відноситься до Маньківського  природно-сільськогосподарського району, середньодніпровсько-бугського округу Правобережної Лісостепової провінції України та в Маслівському державному аграрному технікумі (МДАТ) Миронівського району Київської області.

Ґрунти селекційної ділянки Уманської державної сільськогосподарської академії відносяться до чорноземів опідзолених малогумусних важкосуглинкових. Вони відзначаються невисоким вмістом гумусу (3,31 % в орному, 0 – 30 см шарі) і мають грудкувато-пилувату структуру. За вмістом рухомих форм фосфору і калію ґрунт належить до групи середньозабезпечених (80 – 130 мг/кг ґрунту), а за вмістом легкогідролізованого азоту – до слабко забезпечених (100 мг/кг) і має слабко кислу, близьку до нейтральної реакцію ґрунтового розчину (рН 6,5 – 6,7) та високу водопроникність з незначною водооб’ємною силою.

Основний масив землекористування Маслівського ДАТ розташований в умовах широкохвилястого та слабкохвилястого рельєфу з відсутністю поверхневого стоку і глибокими підгрунтовими водами. Переважаючим типом ґрунтів є чорноземи глибокі малогумусні крупнопилувато-легкосуглинкові. Характерним для яких є високий вміст гумусу і відсутність чіткого розподілу профілю на генетичні горизонти. Морфологічні ознаки такі: гумусовий горизонт (0 – 39 см) темно-сірий, пилувато-грудкуватий, рихлий, в підорній підошві пластичний, більш ущільнений. Профіль за механічним складом однорідний. Внаслідок близького залягання карбонатів кальцію реакція ґрунтового розчину близька до нейтральної (рН 6,8 – 6,9). Запас поживних речовин у ґрунті високий.

Значна мінливість погодних умов у роки проведення досліджень, особливо на етапах органогенезу кукурудзи, дозволила отримати дані, що характеризують реакцію нових простих гібридів кукурудзи на зміну умов вирощування.

Матеріал дослідження. Для проведення наших досліджень, в якості вихідного матеріалу, були використані 17 елітних самозапилених ліній кукурудзи вітчизняної та зарубіжної селекції з контрастними господарсько-цінними ознаками і різною скоростиглістю.

Головну увагу при вивченні вихідного матеріалу приділяли таким ознакам як ранньостиглість, продуктивність і окремі елементи продуктивності, холодостійкість, реакція на умови вирощування, стійкість до шкідників і хвороб, придатність до механізованого збирання, комбінаційна та адаптивна здатність, а також характер успадкування основних господарсько-цінних ознак у їх гібридному потомстві.

Використовуючи кращі зразки колекції, в якості батьківських компонентів для схрещування, нами створено ряд високопродуктивних гібридів, які проходять в даний час випробування у різних грунтово-кліматичних умовах.

Методика досліджень. У дослідженнях застосовували загальноприйняту для даної зони технологію вирощування кукурудзи. Дослід було закладено на високому фоні мінеральних добрив (N₁₃₆ P₁₂₆ K₁₂₀) і густоті рослин 80 тис. рослин на гектар. Посів проводили в оптимальні для зони строки. Гібриди F₁ і вихідні батьківські форми висівали вручну пунктирним способом з міжряддям 70 см. Ділянки двохрядкові по 20 рослин в рядку, облікова площа 5 м². Варіанти в досліді розміщували методом рендомізованих блоків в триразовій повторності. На ділянках проводилась боротьба з бур’янами шляхом внесення гербіциду харнес і ручного прополювання з одночасним формуванням густоти рослин.

Господарські, біологічні та морфологічні ознаки кукурудзи вивчали згідно рекомендаціям, викладених у “Методиці державного сортовипробування сільськогоспо-дарських культур” (1989) та “Методиці польових дослідів з кукурудзою” (1980).

Оцінку селекційного матеріалу на стійкість до шкідників і хвороб проводили в умовах природного фону за методикою Н.А. Вилкової, В.Г. Іващенка, А.Н.Фролова та ін. (1989).

Аналіз загальної (3КЗ) та специфічної (СК3) комбінаційної здатності інбредних ліній за ознакою “урожай сухого зерна“ в системі діалельних схрещувань проводили за методикою Гріффінга (модель 1, метод 4) в модифікації Н.П. Літуна та Н.В. Проскуріна (1992).

Оцінку параметрів адаптивної здатності і стабільності новостворених простих гібридів вивчали за методикою А.В. Кільчевського та А.В. Хотильової (1985).

Ступінь фенотипового домінування (hp) при успадкуванні господарсько-цінних ознак самозапилених ліній гібридами F₁ визначали за формулою Г.М. Бейла, Р.І. Аткінса (1965).

Математичну обробку експериментальних даних здійснювали за методами дисперсійного, кореляційного та регресивного аналізів, викладених Б.С. Доспєховим (1985) та В.Ф. Мойсейченком і В.О. Єщенком (1994) з використанням персонального комп’ютера.

РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ

3. ВИВЧЕННЯ СЕЛЕКЦІЙНОЇ ЦІННОСТІ НОВОГО ВИХІДНОГО

МАТЕРІАЛУ ДЛЯ СЕЛЕКЦІЇ ПРОСТИХ ГІБРИДІВ КУКУРУДЗИ

Вивчення колекції інбредних ліній за основними біологічними і господарсько-цінними ознаками, яке проводилось нами у двох пунктах випробування, протягом 1999-2001 років в УДАА і в 2000-2001рр. – у МДАТ, мало подвійну мету: здійснити селекційну оцінку ліній і отримати прості гібриди інтенсивного типу від схрещування батьківських форм з можливо більш точною їх характеристикою для з’ясування дії гетерозису на окремі ознаки і властивості, а також для вивчення закономірностей формування цих ознак у гібридів в умовах Лісостепу України.

Враховуючи тривалість вегетаційного періоду і кількість листків на основному стеблі досліджувана колекція самозапилених ліній була розділена на три групи стиглості – ранньостиглу (ЧК 73, БГ 1081, ДК 165ВМ), середньоранню (ЧК 62, Р 346, УМ 305, УМ 337, УР 32, УМ 327, ДК 373, Р 502, F 115, УМ 313, УМ 316, УМ 331, ЛВ 4) та середньопізню (ГК 26).

За висотою рослин та закладанням нижніх господарсько-придатних качанів більшість ліній (88%) колекції, згідно з класифікатором-довідником виду Zea mays (1994), мали високі рослини (151–200см) з середньою висотою закладання качана (51–70 см), але необхідно відмітити, що в умовах Київської області (МДАТ) ці ж рослини характеризувались середньою висотою рослин та низьким закладанням качанів.

Для оцінки стійкості інбредних ліній до сажкових хвороб і кукурудзяного метелика використовували такий показник, як відсоток пошкоджених рослин від загальної кількості їх на обліковій площі. Вивчення проводили на фоні природного зараження протягом двох років у двох пунктах випробування. На основі узагальнення отриманих даних, за відсотком ураження збудником пухирчастої сажки, досліджувана колекція ліній була розділена нами на дві групи:

1) неуражувані або дуже стійкі – Р346, УМ337, УМ327, Р502, Гк26, ЛВ4;

2) слабко уражувані (до 5 %), або стійкі – ЧК 62, УМ 305, ЧК 73, Бг 1081, УР 32, Дк 165 ВМ, Дк 373, F 115, УМ 313, УМ 316, УМ 331.

Протягом 2000 – 2001 років нами також вивчалась стійкість вихідного матеріалу до пошкодження кукурудзяним метеликом. Отримані результати виявили суттєвий вплив на стійкість ліній до цього шкідника пункту випробування. Так, якщо в умовах Черкаської області у 2000 році самозапилені лінії характеризувались дуже високою і високою, а у 2001 році – дуже високою і середньою стійкістю до кукурудзяного метелика, то в погодних умовах Київської області показник їх стійкості змінювався від середнього до дуже низького у 2000 році, а у 2001 – всі лінії, крім УМ 313 (пошкодженість 42,9 %), пошкоджувались на 58,5-92,8 %. Незалежно від пункту випробування у 2001 році найбільш сприйнятливими до цього шкідника виявились лінії УР 32, Дк 165ВМ і Бг 1081, а найбільш стійкими – УМ 327, та Дк 373.

Для оцінки холодостійкості ліній ми використовували показники польової схожості та загального стану рослин, які оцінювались нами за дев’ятибальною шкалою (1-2 бали – дуже низька, 3-4 – низька, 5-6 – середня , 7-8 висока та 9 балів – дуже висока). Найвищий бал холодостійкості отримали такі лінії як ЧК 73 і Дк 373 (7,1) та ЧК 62 (6,75). Найменш холодостійкою виявилась лінія Дк165ВМ – 4,8 бала. Як показали дослідження дана колекція містить вихідні батьківські форми, які відзначаються середньою та високою холодостійкістю. З огляду на це всі лінії були розділені нами у низхідному порядку від більш холодостійких – до менш. Таким чином, до високостійкої групи віднесено десять ліній: Бг1081, ЛВ 4, УМ 316, УМ 313, УМ 331, УР 32 УМ 337, УМ 305, УМ 327 і Дк165ВМ, а до середньостійкої – сім: ЧК 73, ДК 373, ЧК 62, F 115, Р 346, Р 502 і Гк 26.

Одним із основних показників селекційної цінності вихідних батьківських форм є їх урожайність. Від неї залежить успіх насінництва ліній, а звідси і їх придатність для використання в гібридах.

Максимальну урожайність серед ранньостиглої групи, в обох пунктах випробування, мала лінія з проміжним типом зернівки – Бг 1081. За середніми даними 2000 – 2001 рр. Вона перевищила урожайність по групі стиглості на 1,27 (УДАА) і 0,23 (МДАТ) т\га, або відповідно на 24,9 і 7,3%. Найменша варіація урожайності по роках досліджень і пунктах випробування була у лінії УМ 313 і становила 3,8 – 9,9%, або лише 0,20 – 0,38 т\га. Найвищу урожайність по досліду показала середньопізня інцухт-лінія ГК26, яка за середніми даними по роках і пунктах випробування випередила ранньостиглу групу на 37,1, а середньоранню – на 36,7%.

Одержані нами результати досліджень дозволили встановити характер успадкування рівня комбінаційної здатності інбредних ліній, які використовувались нами для отримання простих гібридів кукурудзи, адаптованих для вирощування в умовах Лісостепу України.

За величиною загальної (ЗКЗ) і специфічної (СКЗ) комбінаційної здатності досліджувана колекція інцухт-ліній була розділена на п’ять груп:

1. Лінії Р 346, ЧК 62, Ум 337 та Гк 26 забезпечують високий і стабільний ефект ЗКЗ (який зовсім (Р 346), або суттєво (ЧК62, УМ337, Гк 26) не залежить від зміни погодних умов в зоні Лісостепу України) та високий, або середній (залежно від взаємодії генотип-середовище) прояв СКЗ.

2. Лінії Бг 1081 і УМ 331 мають високий і мало мінливий показник ЗКЗ та середній, або низький ступінь СКЗ із сильною реакцією на умови вирощування.

3. Лінії ЧК 73, УМ 313, УМ 327 та ЛВ 4 характеризуються середньою нестійкою величиною ЗКЗ і стабільною високою чи середньою СКЗ.

4. Лінії Дк 165ВМ, Дк 373 і Р 502 з низьким ефектом ЗКЗ і з високим та стійким до стресових умов показником СКЗ.

5. Лінії УМ305, УР32, F115 та УМ316 залежно від взаємодії генотип середовище характеризуються середньою, або низькою ЗКЗ і СКЗ.

Проведені розрахунки за загальноприйнятими методиками дозволили встановити коефіцієнти варіації досліджуваних ознак та силу кореляційних зв’язків між ними в конкретних умовах вирощування, що склалися в роки випробування інбредних ліній.

Порівняно незначною мінливістю досліджувана колекція ліній характери­зувалась за таким показником, як висота рослин (= 9,05), хоч і сильно відрізнялася за висотою прикріплення нижнього господарсько-придатного качана (=20,06).

Сильні позитивні кореляційні зв’язки (табл. 1) виявлені між загальною довжиною вегетаційного періоду, тривалістю фази від сходів до цвітіння качанів і збиральною вологістю зерна, а також між урожайністю та вагою качана, між кількістю рядів зерен та діаметром качана.