Кривошеєва Л.М. Анатомо-технологічні особливості формування волокна конопель і використання їх в селекцїї

Краткое содержание

1. СТЕБЛО КОНОПЕЛЬ ЯК ДЖЕРЕЛО ВОЛОКНА

(огляд наукової літератури)

В огляді літератури показано анатомічну будову стебла конопель, співвідношення тканин поперечного зрізу стебла. Вказано на значну мінливість кількісних і якісних ознак волокна в залежності від сорту, розміру стебла, умов вирощування конопель тощо. Чільне місце займає висвітлення різноякісності первинних і вторинних волокон за комплексом технологічних показників. Викладено різні погляди авторів на те чи інше питання волокнистості стебла конопель. На основі обговорення різних думок виділено актуальні напрямки подальших досліджень анатомічних структур стебла конопель та фізико-механічних ознак волокна, позитивне вирішення яких дало б додаткову наукову інформацію з метою практичного використання в селекції.

2. МАТЕРІАЛ, МЕТОДИКА ТА УМОВИ ПРОВЕДЕННЯ ДОСЛІДЖЕНЬ

Польові та лабораторні дослідження проводились у Дослідному господарстві Інституту луб’яних культур УААН упровдовж 1995-1998 рр. В цілому, в роки проведення досліджень умови були сприятливими для вирощування конопель.

Обліки та спостереження проводились за загальноприйнятими методиками. Агротехніка на дослідних ділянках була загальноприйнятою в зоні вирощування конопель.

Об’єктами досліджень були чотири сорти конопель: Єрмаківські місцеві, Глухівські однодомні (низьковолокнисті), ЮСО-14, ЮСО-31 (високоволокнисті). В оціночному розсаднику коноплі вирощували при площі живлення рослин 10 х 5 см (загущений спосіб посіву) та 50 х 5 см (розріджений спосіб посіву) для оцінки рослин за  комплексом господарсько-цінних ознак та з метою проведення анатомічних аналізів стебла. Збирання конопель здійснювали у фазі повної стиглості. Після біологічного мочіння конопель з кожного стебла відокремлювали первинне і вторинне волокно. Всього вивчали 25 морфологічних і технологічних ознак.

З метою проведення анатомічного аналізу в 1995-1996 роках брали однакові за розміром стебла в межах цих сортів конопель окремо для загущеного і розрідженого  стеблостою. Зрізи готували з нижньої, середньої та верхньої частини технічної довжини стебла. Тимчасові мікроскопічні препарати  досліджували під мікроскопом при збільшенні в 100 та 400 разів. Загалом досліджено 20 анатомічних ознак стебла конопель.

Отримані результати досліджень аналізували статитистичними методами за Б.А.Доспеховим. Математичну обробку первинного експериментального матеріалу проводили на комп'ютері та мікрокалькуляторі МК-52 за відповідними програмами.

3.ОСОБЛИВОСТІ ФОРМУВАННЯ ПЕРВИННОГО І ВТОРИННОГО ВОЛОКНА В СТЕБЛІ РІЗНОВОЛОКНИСТИХ СОРТІВ КОНОПЕЛЬ

На новому експериментальному матеріалі нами підтверджено відомі наукові положення про мінливість вмісту первинного, вторинного та загального волокна в стеблі конопель в залежності від сорту  та густоти стеблостою.  Нами проведено більш детальні дослідження особливостей формування волокнистого шару та співвідношення первинних і вторинних волокон як фактора, що характеризує рівень якості волокнокнопродукції.

 З метою більш поглибленого вивчення волокнистості стебла конопель нами додатково введено новий показник оцінки рослин – потужність волокнистого шару (маса 1 сантиметра довжини  волокнистого шару  в міліграмах). Застосування даного параметра особливо заслуговує на увагу при дослідженні вторинних волокон. Досі визначали лише висоту шару вторинного волокна в стеблі. Показник потужності ж дозволяє визначати розмірність шару вторинних волокон та ступінь його мінливості у поперечному напрямку.

Встановлено, що підвищення потужності вторинного волокна в стеблі конопель спостерігається у випадку збільшення параметрів висоти шару вторинних волокон, загальної довжини та діаметра  стебла. Але при цьому знижується вміст загального волокна. Для підтвердження приводимо дані по сорту Глухівські однодомні. Рослини з показниками потужності волокнистого шару 6,01-10,00 мг/см в середньому мали  висоту шару вторинного волокна 31,25 см, загальну довжину стебла – 142,65 см, діаметр стебла – 4,95 мм і вміст загального волокна – 23,50%, тоді як рослини з потужністю шару  вторинного волокна 10,01-14,00  мг/см мали висоту шару вторинного волокна 62,46 см (Р<0,001), загальну довжину стебла – 190,83 см (Р<0,001), діаметр стебла – 8,30 мм (Р<0,001) і вміст загального волокна – 19,16% (Р<0,001).

Підвищення показників потужності шару вторинного волокна у різноволокнистих сортів проходить по-різному: у низьковолокнистих  - процес накопичення вторинного волокна проявляється інтенсивніше в поздовжньому напрямку, ніж у поперечному, а у високоволокнистих, навпаки, більший приріст забезпечується в поперечному напрямку, ніж у поздовжньому. Отже, при досягненні значної висоти  шару вторинного волокна в стеблі високоволокнистих рослин конопель процес підвищення вмісту його не зупиняється, а лише змінюється напрямок приросту: в довжину стебла підвищення приросту шару вторинного волокна уповільнюється, зате в ширину посилюється.

Виявлено, що збільшення кількості листків у стеблових вузлах рослин конопель суттєво змінює співвідношення первинних і вторинних волокон у стеблі в бік підвищення частки кращого за якістю первинного волокна. Так, у рослин сорту Глухівські 10Т з дволистими стебловими вузлами в загущеному посіві  частка первинного волокна становить 82,00%, а у рослин з трилистими стебловими вузлами – 90,49% (Р<0,001). У відповідних рослин конопель розрідженого посіву ці показники показують аналогічну закономірність мінливості – 64,70 і 70,73% (Р<0,001). Виявлена особливість пояснюється тим, що первинні волокна беруть свій початок у вигляді так званих листкових слідів, які в стеблі трансформуються у волокнисті пучки. Збільшення кількості листків у стеблових вузлах підвищує чисельність листкових слідів, а також волокнистих пучків. Рослини конопель з трилистими стебловими вузлами представляють цінний вихідний матеріал для селекції на поліпшення якісного складу волокна.

Волокнистий шар конопель суттєво змінюється уздовж стебла. У рослин як загущеного, так і розрідженого посіву маса вторинного і загального волокна зменшується у верхньому напрямку стебла, тоді як маса первинного волокна спочатку підвищується до середини стебла, а потім зменшуеться до верхівки.

Якщо маса первинного і загального волокна уздовж стебла варіює в сильному ступені , то вміст їх коливається у незначних межах і на всіх ділянках, окрім комля, знаходиться на високому рівні. Закономірності мінливості маси і вмісту вторинного волокна повністю співпадають по ступеню зниження  у верхньому напрямку стебла. Потужний шар вторинного волокна у рослин розрідженого посіву утворює особливо міцну нижню частину стебла, здатну разом з деревиною витримати на собі значну вегетативну масу рослин.

Частка первинного волокна конопель у загальному уздовж стебла різко підвищується, досягаючи у верхній частині 100%. Параметр частки первинного волокна залежить від висоти залягання в стеблі шару вторинного волокна і його потужності.

Практичним підсумком досліджень різноякісності волокнистого шару уздовж стебла конопель є науково обгрунтоване визначення зони стебла, відрізок якої  підходить для використання його з метою визначення вмісту волокна замість аналізу цілого стебла, щоб скоротити обсяг технологічної роботи.

Встановлено, що показники вмісту первинного, вторинного і загального волокна конопель, які характеризують цілу рослину, у стебел загущеного посіву знаходяться в зоні 1-80  см, розрідженого посіву – в зоні 20-100 см, починаючи від комля.

4. АНАТОМІЧНІ ДОСЛІДЖЕННЯ СТЕБЛА КОНОПЕЛЬ

Як показують результати досліджень, абсолютні показники товщини шару основних анатомічних структур стебла конопель (кори, деревини, серцевини та порожнини) сильно змінюються в залежності від розміру стебла, тоді як  відносні показники їх залишаються стабільними. У стебел високоволокнистих сортів конопель прівняно зі стеблами низьковолокнистих сортів спостерігається тенденція щодо підвищення частки кори. В той же час показники частки деревини, серцевини та порожнини фактично не залежать від вмісту волокна в стеблі.

Особливості мінливості анатомічних структур волокнистого шару показано тут на прикладі сортів Глухівські однодомні і ЮСО-31 (табл. 1). Встановлено, що показники товщини шару первинних волокон найвищі в середній частині стебла ( Глухівські однодомні – 288,2, ЮСО-31 – 361,8 мкм), а найнижчі – в комлі (132,8 і 165,5 мкм,відповідно). У вторинного волокна найпотужніший шар завжди утворюється в нижній частині стебла (Глухівські однодомні – 456,7, ЮСО- 31 - 389,9 мкм). Зі збільшенням довжини стебла потужність волокнистого шару поступово зменшується. Товщина шару загального волокна конопель змінюється уздовж стебла аналогічно вторинному волокну, тобто знижується від комля до вершини стебла.