Доронін В.А. Біологічні основи формування гібридного насіння цукрових буряків та способи підвищення його врожаю і якості

summary

ОСОБЛИВОСТІ ВИРОЩУВАННЯ НАСІННЯ ЦУКРОВИХ БУРЯКІВ ГІБРИДІВ, створених на основі цитоплазматичної чоловічої стерильності (Огляд наукової літератури)

Селекційна робота з цукровими буряками в Україні упродовж періоду від створення і впровадження у виробництво першого вітчизняного ЧС гібрида і до останнього часу спрямована на створення ЧС гібридів, які порівняно з сортами, характеризуються підвищеною цукристістю і одноростковістю. Це дозволяє вирощувати цукрові буряки за сучасними технологіями.

На підставі проведеного аналізу встановлено, що в насінницьких господар­ствах використовують різні способи і схеми посадки (сівби) компонентів схрещу­вання ЧС гібридів. Вибір способу залежить від особливостей росту і розвитку на­сінників, пилкоутворюючої здатності багатонасінного запилювача, синхронності цвітіння компонентів схрещування і розміру насіння компонентів (Неговський М.О., 1966; Балков І.Я., 1978; Островський Л.Л., Поліщук В.І.,1982). Врожайність і якість насіння цукрових буряків визначаються умовами вирощування насінників, особливостями сортів і гібридів, а також технологією обробки насіння на насіннє­вих заводах. Істотно впливають на ці показники способи сівби і вирощування компонентів схре­щування, густота насінників, додаткове запилення їх та строки і способи збирання насіння.

Найпоширенішим прийомом підвищення схожості насіння цукрових буря­ків на насіннєвих заводах є сортування його за розмірами, питомою масою та ае­родинамічними властивостями. Ефективним прийомом підвищення інтенсивності проростання насіння є його шліфування. Завершальними етапом передпосівної підготовки насіння на насіннєвих заводах є інкрустування, дражування та обробка захисно-стимулюючими речовинами.

Проте, як показує аналіз літературних джерел, ці та інші питання вивчено недостатньо, особливо стосовно ЧС гібридів. Ці обставини й зумовили необхід­ність проведення додаткових досліджень (з окремих питань вперше) з біології, агротехніки та способів підготовки гібридного насіння.

ПРОГРАМА, МЕТОДИКА ТА УМОВИ ПРОВЕДЕННЯ ДОСЛІДЖЕНЬ

Програма і методика проведення досліджень. Згідно з програмою досліджень були поставлені завдання:

Вивчити  біологічні основи формування гібридного насіння:

Ø різні схеми садіння коренеплодів компонентів схрещування ЧС гібридів за однакового їх співвідношення;

Ø можливість вирощування компонентів схрещування на ділянках гібридизації без розширених стикових міжрядь між ними;

Ø ефективність обсаджування ділянок гібридизації насінників багатона­сінним запилювачем на поворотних смугах;

Ø ефективність формування високоякісного гібридного насіння шляхом регулювання процесу цвітіння запилювача;

Ø ефективність різних способів коригування посівів безвисадкових на­сінників;

Ø ефективність формування густоти безвисадкових насінників нормою ви­сіву насіння еліти компонентів схрещування та проріджуванням їх весною;

Ø вплив обробки насіння еліти фураданом на формування генеративних органів безвисадкових насінників, врожайність і якість гібридного насіння;

Ø строки збирання гібридного насіння при безвисадковому насінництві та вплив механізованого збирання безвисадкових насінників в ранковий час, вдень і увечері на ефективність підсушування валків і втрати насіння;

Ø ефективність використання різних жаток при скошуванні безвисадкових насінників.

Польові, вегетаційні, лабораторні та виробничі досліди з удосконалення технології вирощування насіння гетерозисних гібридів висадковим способом про­водили в Інституті цукрових буряків і на Білоцерківській дослідно-селекційній станції (1985-1988рр.), в “Ульянівському” (1986-1992рр.) і “Шарівському” (1989-1990рр.) бурякорадгоспах Кіровоградської області, в бурякорадгоспі ім.30-річчя Перемоги Полтавської області (1990-1992рр.), безвисадковим способом – у КСП “Україна” Кілійського району Одеської області (1987-1992 рр.).

Площа облікової ділянки у польових дослідах становила 10-54 м, повтор- ність - чотириразова, у виробничих – 0,26 – 2,7 га, повторність – дворазова. Вегетаційні досліди закладалися в посудинах місткістю 12 кг абсолютно сухого грунту, повторність – десятиразова.

Дослідження проводилися з насінниками компонентів схрещування, насін­ням і коренеплодами диплоїдного ЧС гібрида Ювілейний. Технологія вирощу­вання насіння – загальноприйнята, згідно з рекомендаціями Інституту цукрових буряків.

Обліки та спостереження :

Ø засміченість насінників на стикових міжряддях між компонентами перед скошуванням запилювача за методикою ІЦБ (1986);

Ø ступінь вилягання насінників ЧС компонента і запилювача на суміжних з стиковими міжряддями рядках перед їх скошуванням за методикою ІЦБ (1986);

Ø стан розвитку насінників перед зимівлею і після зимівлі (по компонен­тах) за методикою ІЦБ (1986);

Ø асиміляційну поверхню листків за методикою Орловського М.І. (1948);

Ø вміст сухих речовин у коренеплодах, листках, стеблах, насінні – ваговим методом шляхом висушування за температури 105С до постійної маси  за методикою Іванова М.І.(1946);

Ø збереженість насінників та їх приживання при пересадці за методикою ІЦБ (1986);

Ø фактична густота і рівномірність рослин після їх формування за методикою ІЦБ (1986);

Ø динаміка переміщення пилку на рівні квітконосних гілок за методикою Савченка М.І. (1980);

Ø типи стерильності ЧС компонента за класифікацією Ф.Оуена (1980);

Ø ступінь зав’язування гібридного насіння ЧС компонента (по рядках і загальна) за методикою ІЦБ (1980);

Ø агробіологічна оцінка насінників перед збиранням врожаю: “упрямці”, передчасно засохлі, пусті місця та інші не продуктивні рослини;

Ø динаміку дозрівання насіння за ознаками побуріння плодів, станом пе­рисперму власне насінини та вологості насіння за методикою ІЦБ (1986);

Ø параметри валків (ширина, висота);

Ø втрати насіння при скошуванні насінників за методикою ІЦБ (1986);

Ø вологість листків, стебел, гілок, насіння з різних частин валка – шляхом висушування при температурі 105С до постійної маси за методикою Іванова М.І.(1946);

Ø врожайність насіння – бункерний і після очистки з залікової (ЧС компо­нента) і загальної площі шляхом зважування з кожної ділянки і повто­рення;

Ø врожайність насіння з однієї рослини;

Ø якість насіння (енергія проростання, схожість, одноростковість, маса 1000 плодів, фракційний склад за масою і кількістю згідно з чинними ДСТУ 2292-93 та ГОСТ 22617.1-77 – 22617.4-77;

Ø врожайність коренеплодів фабричних цукрових буряків – зважуванням їх з кожної ділянки і повторення;

Ø цукристість коренеплодів методом холодної дигестії за методикою ІЦБ (1986);

Ø математичну обробку даних, методом дисперсійного аналізу за Доспє­ховим Б.А.(1979).

Вивчити способи передпосівної підготовки гібридного насіння :

Ø вплив шліфування на вирівняність, схожість та інтенсивність пророс­тання гібридного насіння;

Ø шляхи підвищення однонасінності (одноростковості) насіння цукрових буряків;

Ø ефективність сортування гібридного насіння за аеродинамічними влас­тивостями, питомою масою та за сукупністю цих ознак;

Ø склади нових сумішей для дражування і інкрустації насіння і їх вплив на якість насіння і продуктивність цукрових буряків;

Ø вплив вологості насіння і строку зберігання на його енергію проростання і схожість.

Досліди з підвищення якості гібридного насіння в процесі передпосівної підготовки на насіннєвих заводах проводили в Інституті цукрових буряків та на Тростянецькому насіннєвому заводі в 1991-2002 рр.

Досліджували насіння гібридів Український ЧС 70, Ялтушківський ЧС 72, Верхняцький ЧС 63, Уманський ЧС 76, Льговсько-Верхняцький ЧС 31, Ювілей­ний.

Обліки та спостереження :

Ø ступінь шліфування та травмування насіння при його підготовці;

Ø якість насіння (енергію проростання, схожість, виповненість, масу 1000 плодів, одноростковість, однонасінність, фракційний склад за масою і кількістю), за чинними стандартами – ДСТУ 2292-93; ГОСТ 22617.1-77; ГОСТ 22617.4-77;

Ø  інтенсивність проростання шліфованого насіння визначали підрахунком пророслого насіння, починаючи через 40 годин після сівби з інтервалом 8 годин;

Ø польова схожість та динаміка появи сходів за методикою ІЦБ (1986);

Ø густота посівів перед збиранням;

Ø врожайність коренеплодів і їх цукристість за методикою ІЦБ (1986).

Агрокліматичні умови. Досліди проводили у різних агрокліматичних зонах України: Лісостепу (центральна і східна підзони) та Степу (північна і південна підзони). У Лісостеповій зоні поширені переважно чорноземи глибокі малогумус­ні слабкосолонцюваті та середньосуглинкові грубопилуватого механічного скла­ду. Гумусова частина профіля досягає 45 см. Вміст гумусу в орному шарі -  4,56-4,85%, вміст рухомих речовин становить : N – 25,0, РО – 12,0 мг-екв. на 100 г грунту. Гідролітична кислотність  - 1,3 мг-екв. на 100 г грунту, рН – 6,4 – 6,9. По­ширені також чорноземи глибокі малогумусні крупнопилуватого середньосуглин- кового механічного складу. В орному шарі (0-30 см) вміст гумусу – 3,2-3,7%, рухомого фосфору (за Труогу) - 12,1-15,7 і калію (за Бровкіною) -7,8-9,8 мг-екв.на 100 г грунту, тобто забезпеченість РО і КО для цукрових буряків середня і низька. Гідролітична кислотність -  3,02-3,52 мг-екв. на 100 г грунту.

У Степовій зоні поширені переважно чорноземи звичайні середньо-  і малогумусні. Гумусова частина профіля досягає 85 см, безпосередньо-гумусовий горизонт становить 0-45 см, що не лімітує глибини оранки. У горизонті 0-20 см вміст гумусу -  6,14%, вміст рухомих форм фосфору (за Труогу) -  10,1 і калію (за Бровкіною) - 7,5 мг-екв. на 100 г грунту, рН – 6,5. Значна кількість гумусу і насиченість колоїдів основами, а також відповідний механічний склад (вміст глини) сприяють утворенню на цих грунтах агрономічно цінної водостійкої структури. Порівняно з іншими ці чорноземи мають високі агрономічні якості. Потенційна родючість цих грунтів за умов достатнього зволоження необмежена .

Поширені також чорноземи південні на лесових породах, представлені важ­косуглинковими різновидами. Гумусова частина профіля досягає 60-65 см, безпо­середньо гумусовий горизонт становить 30-35 см, що не лімітує глибини оранки. У горизонті 0-30 см вміст гумусу -  6,05%, вміст рухомих форм фосфору – 12 мг-екв. на 100 г грунту, рН – 6,5.

Аналіз агрометеорологічних умов за роки проведення досліджень (1985 – 1992 рр.) показав, що вони були сприятливі для вирощування гібридного насіння цукрових буряків, а відхилення ряду показників (температура, кількість опадів) від середньобагаторічних не наближалося до екстримальних за винятком окремих років, що, в цілому, сприяло одержанню високого врожаю гібридного насіння з доброю якістю. Проте окремі роки характеризувалися надмірним зволоженням з рясним дощем та градом (1988), сильною грунтовою і повітряною посухою (1991), що призвело в обох випадках до зниження врожаю гібридного насіння. Осінньо-зимовий період півдня України 1989/90р. характеризувався менш спри­--ятливими кліматичними умовами, що призвело до вимерзання безвисадкових насінників у господарствах Кілійського району Одеської області майже на всій площі. Безвисадкові насінники, які збереглися, були надмірно зріджені, а рослини -  слабко розвинуті. В цілому ж, період, що аналізується (1985-1992рр.), слід віднести до типового за всіма показниками погоди для даних регіонів.

БІОЛОГІЧНІ ОСОБЛИВОСТІ КОМПОНЕНТІВ СХРЕЩУВАННЯ, ВРОЖАЙНІСТЬ І ЯКІСТЬ ГІБРИДНОГО НАСІННЯ ЗАЛЕЖНО ВІД АГРОТЕХНІЧНИХ ФАКТОРІВ

Удосконалення технології вирощування насіння гетерозисних гібридів

Схеми посадки коренеплодів компонентів схрещування. Численними дос­лідженнями (Островський Л.Л., Поліщук В.І., 1982; Горячих А.С., 1985; Островсь­кий Л.Л., Доронін В.А., Поліщук В.І., Черната Д.М., Кириченко І.Г., Пастух М. О., 1992) встановлено, що оптимальною схемою вирощування насіння диплоїдних гібридів за висадкового насінництва є 16:4, співвідношення компонентів - 4:1. У більшості польових дослідів (1979-1985рр.) за однакового співвідношення ком­понентів (4:1) посадка за схемою 16:4 порівняно із схемою 8:2 за рахунок більшої площі поля під ЧС компонентом забезпечила підвищення врожайності гібридного насіння на 0,7 –  2,7 ц/га. Але в аналогічних дослідах, проведених на Верхняцькій дослідно-селекційній станції (1981-1985рр.), не було одержано надбавки врожай­ності, а схожість насіння зменшилася на 5%. Одержані в дрібноділяночних дослі­дах суперечливі дані зумовили необхідність проведення дослідів на великих пло­щах насінників з великою кількістю пилку, що сприяє кращому проходженню перехресного запилення і формуванню гібридного насіння.

Результати дослідів показали, що вирощування гібридного насіння висад­ковим способом за схемою 8:2 при однакових агрокліматичних умовах немає переваг за якістю гібридного насіння порівняно зі схемою 16:4 (табл.1).

Зменшення ширини смуги насінників ЧС компонента в два рази не забезпе­чило підвищення енергії проростання і схожості насіння. Різниці за фракційним складом насіння між варіантами також не було. З віддаленням рядків ЧС компо­нента від запилювача при вирошуванні насіння за схемами 8:2 і 16:4 не спостері­галося закономірного зменшення його енергії проростання і схожості.