Клімова О.Є. Вихідний матеріал для гетерозисної селекції цукрової кукурудзи в умовах північного Степу України

Короткий зміст

Значення цукрової кукурудзи та її використання в селекційних про-грамах. Аналіз літературних джерел засвідчує значну, але недостатньо повну розробку методичних питань селекційного використання лінійного матеріалу та механізму генетичного контролю різних ознак при гетерозисній селекції цукро-вої кукурудзи, в зв'язку з чим зроблено висновок про необхідність проведення поглиблених досліджень за темою дисертаційної роботи.

Умови, вихідний матеріал та методика проведення досліджень. По-льові досліди проведено на Синельниківській селекційно-дослідній станції Ін-ституту зернового господарства УААН (2000-2003 рр.), яка за агрокліматичним районуванням відноситься до підзони північного Степу України. Клімат зони помірно-континентальний. За роки досліджень найбільш сприятливі умови склалися у 2000 та 2003 рр., 2001 р. був посушливим, а 2002 р. характеризу-вався жорстокою посухою.

Матеріалом для досліджень послужили 46 інбредних ліній цукрової куку-рудзи з робочої колекції відділу селекції кукурудзи Синельниківської селекцій-но-дослідної станції.

Агротехнічні прийоми, фенологічні спостереження, виміри і кількісні під-рахунки в ході досліджень проведено згідно "Методики державного сортовип-робування сільськогосподарських культур" (1971) та "Методики польових дос-лідів з кукурудзою" (1980). Контрольні розсадники розміщувалися в селекцій-ній сівозміні. Попередник у контрольному розсаднику – озима пшениця, в се-лекційному – кукурудза на зерно, що вирощувалась в монокультурі більше 10 років. Розміри ділянок 9,8 м², повторність в контрольному розсаднику двохкратна.

За стандарти при визначенні тривалості вегетаційного періоду лінійного матеріалу використовувались линії F2, П346, ГК 26, а врожайність гібридів порівнювали із прийнятим для зони стандартом – синтетичною популяцією Апетитна. Вологість зерна визначали ваговим методом, висушуючи зразки в сушильній шафі при температурі 105⁰С до постійної маси. Результати оцінок врожайності качанів технічної стиглості та врожайності зерна в повній стигло-сті приводили до стандартних з перерахуванням на гектар відповідно при 70% та 14% вологості.

Для визначення вмісту цукрів використано зерно технічної стиглості, одержане при контрольованому запиленні. Відбір проб, фіксацію та зберігання зерна проведено у відповідності з методикою Т.Ф. Завертайло (1980). Фракцій-ний склад цукрів та їх загальний вміст визначали за Д.И. Лисициным (1950). Вимірювання товщини перикарпу зерна проводили пенетрометром, переоб-ладнаним з приладу "Индикатор ИЧ" ГОСТ 577-68.

Оцінку посухостійкості ліній методом контролю за зміною продуктив-ності у варіюючих умовах вирощування проведено згідно з методичними реко-мендаціями Всесоюзного інституту рослинництва (1971). Лабораторну діагнос-тику термостійкості зразків та визначення вмісту цукрів за модифікованими ме- тодиками (1997) проводили в лабораторії фізіології кукурудзи Інституту зерно-вого господарства УААН. Стійкість ліній до ураження найбільш шкодочинни-ми хворобами та кукурудзяним метеликом визначалась групою захисту рослин станції за методикою Ф.Е. Немлиенко, Г.В. Грисенко (1972) та И.Д. Шапиро, Д.С Переверзева (1971). Статистичну обробку результатів обліку ураження рослин хворобами проводили за методикою П.П. Литуна (1976).

Результати дослідів обробляли методами дисперсійного, кореляційного, варіаційного та регресійного аналізів за Б.А. Доспеховым (1985), Г.Ф Лакиным (1985) та К. Мазер, Дж. Джинкс (1985). Комбінаційну здатність ліній оцінювали за алгоритмами W. Griffing (1956), метод 4, модель 1. Ефекти гетерозису та індекси генетичної різноякісності обчислювали за Ю.Л. Гужовым,                М.С. Малюжинец (1986) та A.F. Trouer, S.I. Openshaw (1988). Параметри пластичності та стабільності визначали за S.A. Eberchard, W.A. Russell (1966), а адаптивної здатності – за А.В. Кильчевским, Л.В. Хотылёвой (1985). Обробіток даних проводили на IBM PС за пакетом програм, розроблених в Інституті зернового господарства А.В. Адеговым та Т.А. Душенко (1985).

Господарсько-біологічна характеристика самозапилених ліній цукро-вої кукурудзи. Подальше підвищення врожайності та поліпшення якості зерна цукрової кукурудзи багато в чому залежить від знання морфо-біологічних ознак інбредних ліній, їх різноманіття та вияву найбільш вдалого поєднання ознак, які зумовлюють високу продуктивність створюваних гібридів і підвищення смакових якостей зерна.

Знання тривалості вегетаційного пероду дозволяє повніше використову-вати можливості культури. За часом достигання інбредні лінії, які вивчались в наших дослідах, розподілено на: ранньостиглі (34,8%) – тривалість періоду "сходи – цвітіння качанів" 50-55 діб та тривалість загального періоду вегетації до 105 діб; середньостиглі (37,0%) та пізньостиглі (28,2%) з відповідними показниками 56-59 і 60-65 та 106-115 і 117-124 доби. При цьому період" сходи – цвітіння качанів" залежно від умов року на 1-6 діб був меншим, ніж у ліній-стандартів.

Аналіз тривалості вегетаційного періоду виявив значний вплив на нього погодних умов років досліджень. Різниця в кількості діб від сходів до цвітіння качанів у окремі роки у ліній КСА, КС 258а, КС183А, КС233, КС 2076 та ін. досягала 10-13 діб, а загальна тривалість вегетаційного періоду в більшості ліній змінювалась від 2 до 11 діб. Специфічність умов вегетації другої половини літа зумовлювала скорочення періоду "цвітіння качанів – фізіологічна стиглість зерна" порівняно з першою половиною вегетації (49-59 діб проти 55-65 діб відповідно). Під час оцінки виявлено 9 ліній різних груп стиглості (WP1, КС224, КС196, КС38, КС209-2-1, КС223, УС 40а, КС194, КС316) зі стабільною тривалістю окремих міжфазних періодів та загальною довжиною вегетаційного періоду. При цьому останній показник у ліній в основному залежав від тривалості періоду "сходи – цвітіння качанів" (r=0,89; 0,86 та 0,90 відповідно в роки досліджень).

Цукрова кукурудза формує невисокі рослини. Лінії ранньостиглої групи низькорослі (98,4-137,7 см). Середньостиглі лінії мали висоту рослин 101,2-156,3 см. Порівняно високими були лінії пізньостиглої групи (128,2-164,3 см).

Низьке розташування качанів на стеблові (<30,0 см) відмічено у ранньо-стиглих ліній. Максимальна висота прикріплення качанів для ліній середньо-стиглої групи (>30,0 см) виявлена у ліній ІКС1, WP1, КС49, КС68 та КС234. Пізньостиглі лінії КС277-1-1 та КС209а характеризувались найбільш високим розміщенням качанів (41,2-43,2 см).

В жарких та посушливих умовах вирощування у більшості ліній рослини були однокачанними, а в стресових умовах лише 34,8% із них не мали безплід-них рослин. Серед форм, що вивчались, менше реагували на погіршення умов вологозабезпечення лінії КСА, КС60ДМ, КС233, WC38, КС151, КС2021, WP1, КС225, КС38, КС223, КС194, КС205-2, М23, КС277-1-1, ІКС13, які формували 1,00-1,20 качанів на одній рослині. Більшість ліній в наших умовах характери-зувалась низькою пагоноутворюючою здатністю (<1,17 пагонів) та короткою ніжкою качана (<5 см).

Маса качана є основним компонентом врожайності зерна. У більшості лі-

ній цей показник мав середні значення (60,2-97,2 г). Ранньостиглі зразки фор-мували невеликі качани з масою до 55,0 г, лише у ліній КСА, КС258а, КС183А, КСТС33 вона становила 58,3-77,9 г. Середньо- та пізньостиглі лінії формували порівняно важчі качани (>60 г). Особливо цінними за даною ознакою є лінії ІКС1, КС151а, КС5996, КС205-2, КС198-3, КС209а з масою качана 84,3-100,3 г.

Маса зерна з 1 рослини у основної частини ліній була достатньо висо-кою (55-60 г), а у 13 (КС258а, КС183, ІКС1, КС151а, КС38, КС5996, КС223, КС194, КС205-2, КС316, КС198-3а, КС283-3, КС209а ) вона перевищувала 60 г.

В процесі досліджень виділені джерела:

-          двохкачанності (1,11-1,20 качанів на рослину) – КС151, КС5996, КС205-2, КС277-1-1;

-          довгокачанності (>14,0 см) – КС33, КС151, КС205-2, КС316, КС198-3а;

-          підвищеного діаметру качана (>4,0 см) – КС1736, ІКС1, КС151а, КС234, КС5969, КС223, КС283-3, ІКС13, КС209а;

-          багаторядності (>14 рядів зерен) – РО1, КС39а, КС209-2-1, КС283-3, ІКС13, КС209а;

-          довгозерності (>9 мм) – КС1736, КС151а, КС234, КС194, КС283-3, ІКС13, КС209а;

-          високої маси 1000 зерен (>225 г) – WC38, КС183, КС1736, ІКС1, КС224, КС23, КС5996, КС205-2, КС283-3.

Комплексом декількох ознак володіли лінії КС1736, КС151а, ІКС1, КC5996, КС198-3а, КС205-2, КС283-3, ІКС13, КС316, КС209а.

Високий і стабільний рівень цукрів у зерні технічної стиглості (16,21-22,24%) характерний як для ранніх, так і пізньостиглих ліній.

Проведена органоліптична та біохімічна оцінка зерна встановила залеж-ність смакових якостей від співвідношення моно- та дицукридів. Високі показ-ники органоліптичної оцінки (4,7-5,0 балів) виявлено у ліній з високим (КС253, КС33) і низьким (КС196, КС316) рівнем загальних цукрів, та з високим вмістом моноцукридів, де їх відношення до цукрози становить 0,67-1,31. Вологість зерна в межах 68,0-72,0% є індикатором технічної стиглості зерна, при якій його смакові якості проявляються найбільш повно.

Оцінка товщини перикарпу виявила, що у 20 ліній (КС258а, КС248-1, РО1, КС151, КС1736, ІКС1, КС224, КС196, КС45, КС205-2, КС316 та ін.) він був тонким (4,9-9,8 мк), що в значній мірі зумовило високу оцінку якості зерна.

Типізація морфо-біологічних ознак та оцінка їх мінливості у варіюючих умовах вирощування дозволили встановити їх фенотипову та генотипову різноманітність.