Воскобойник О.В. Добір вихідного матеріалу за ознаками скоростиглості при селекції ранньостиглих гібридів кукурудзи

Короткий зміст

Стан проблеми і обгрунтування вибраного напрямку досліджень

У розділі стисло подається огляд літератури щодо методів створення вихідного матеріалу, особливостей селекції скоростиглих форм кукурудзи для умов степової зони України. Розглянуто основні проблеми, пов’язані зі стабільністю реалізації врожайного потенціалу при селекції скоростиглих гібридів кукурудзи степового екотипу. Наведений аналіз даних дозволяє зробити висновок про актуальність та необхідність проведення досліджень за темою дисертаційної роботи.

Агрокліматичні умови, методика проведення досліджень, вихідний матеріал

Дослідження проводили протягом 1999–2002 рр. на полях Дослідного господарства „Дніпро” Інституту зернового господарства УААН, розміщеному на плато правого берега Дніпра, в південно-східній частині Придніпровської височини (130–140 м над рівнем моря).

Ґрунти дослідного господарства „Дніпро” представлені, в основному, чорноземом звичайним, малогумусним повнопрофільним (70%) і слабоеродованим (25%).

Потужність гумусових горизонтів складає в середньому біля 40 см. Основна частина чорноземів містить гумусу від 3,0 до 3,5% у шарі 0–30 см і вони мають добре виражену зернисту структуру.

Агротехнічні прийоми застосовані в ході проведення досліджень відповідали рекомендованим в „Методиці польових дослідів”. Для моделювання більш жорстких умов вирощування, як фону для оцінки на посухостійкість та підвищення репрезентативності одержаних даних, лінії та гібриди кукурудзи висівались в оптимальний (кінець квітня – початок травня) та пізній (кінець травня) строки. В залежності від року проведення досліджень агрокліматичні умови для розвитку кукурудзи були неоднакові. Найбільш сприятливими вони були у 2000 р., помірними – у 2001 р., у 1999 р. характеризувались як несприятливі, а в 2002 р. були стресовими, що дало змогу більш детально диференціювати матеріал щодо посухостійкості.

Лінії та гібриди вирощувались в спеціальних селекційних сівозмінах у селекційному й контрольному розсадниках. Густота стояння рослин формувалась у фазі 4–5 листків і для гібридів становила 50 тисяч рослин на гектар. Розмір ділянок – 4,9 м², повторність при вивченні гібридів – трикратна.

Статистичну достовірність експериментальних даних визначали за допомогою дисперсійного аналізу за Б.А. Доспеховим (1985). Одержані результати в ході досліджень оброблялися на персональному комп’ютері з використанням програмного забезпечення, розробленого в Інституті зернового господарства УААН А.В. Адеговим, Т.Н. Душенко (1985). Параметри варіювання і коефіцієнти варіації розраховувалися за методикою Г.Ф. Лакина (1990). Оцінка параметрів комбінаційної здатності комбінованої діалельної схеми проводилась за методикою В.Г. Вольфа, П.П. Литуна (1980). Параметри стабільності та пластичності визначали за допомогою методів S.A. Eberhart, W.A. Russel (1966) та А.В. Кильчевский, Л.В. Хотылева (1985).

У досліді вивчалось 30 ліній, розподілених за генетичним походженням на 7 груп:

Айодент – ДК277-2, ДК277-10, ДК365/406;

Ланкастер – ДК312, ДК66, ДК66-1, ДК427;

Рейд – Р346, ДК373/346, Кр768;

Лакауне – F2, ДК202, ДК227, ДК521;

PLS-61 – PLS-61, Кр709, Кр714;

Змішана – ДК2/427-3, ДК2/374-3, ДК216-2, ДК400, ДК366, Со125, ДК117, Сm7, ДК208, ДК165, ДК356;

Т22 – ДК 322, ДК 331.

Лінії плазм Ланкастер, Рейд, Т22 хоча і відносяться до середньоранньої і середньостиглої груп, взяті в роботу, як донори цінних якостей – висока посухо- та жаростійкість, комбінаційна здатність і ін. Група ліній, що входять до так званої Змішаної плазми, об’єднана нами умовно, оскільки серед них є представники інших плазм.

За стандарти при випробуванні вихідного матеріалу використовувались лінії F2, Р346, а для тесткросів – гібриди Дніпровський 193МВ, Дніпровський 337МВ.

Характеристика головних селекційних ознак ліній кукурудзи

Динаміка приросту висоти рослин та кількості листків на головному стеблі константних ліній кукурудзи. Висота рослин є одним з визначальних показників реакції рослин на умови вирощування. Це генетична ознака, яка значною мірою залежить від денного освітлення, вологості повітря, температури. Незначне коливання висоти рослин тієї чи іншої лінії, в роки недостатнього зволоження може розглядатися як більш висока стійкість до несприятливих умов середовища і, в першу чергу, до посухи.

Для диференціації вихідного матеріалу за інтенсивністю проходження етапів розвитку рослин нами проводились вимірювання висоти рослини та підраховувалась кількість листків на головному стеблі в динаміці. Перше вимірювання здійснювали через місяць після появи сходів, друге і третє з інтервалом у дві неділі. При останньому вимірюванні висота рослин ліній була максимальною. Визначено середню негативну кореляційну залежність між темпами росту на початкових етапах і тривалістю періоду сходи – цвітіння качанів (r= –0,385; –0,407 при першому і наступному визначеннях висоти рослин за умови висіву в оптимальний строк та
r= –0,427; –0,404 – в пізній). В середньому за роки досліджень, незалежно від строку сівби, найбільшу висоту рослин при перших двох вимірюваннях мали лінії плазми Лакауне: F2, ДК202, ДК227, ДК521. Цей показник у ліній ДК322, ДК331 (плазми Т22) був мінімальним і незначно змінювався залежно від умов розвиткуу і строків сівби. Такі форми придатні для вирощування у зонах недостатнього зволоження.

Найвищу інтенсивність листкоутворення мали лінії F2, ДК202, ДК227, ДК521 плазми Лакауне, особливо на ранніх етапах. Крім того вищі за середньопопуляційні темпи приросту кількості листя були у ліній ДК277-2, Р346, ДК373/346, F2, ДК202, ДК227, ДК521, Сm7, ДК208, ДК165, ДК356 ДК400, Кр714 в обидва строки сівби.

Тривалість періодів сходи – цвітіння суцвіть. З літературних джерел відомо, що тривалість періодів сходи – цвітіння і вегетаційного тісно співпадають, та помітно коливаються за роками внаслідок реакції ліній на погодні умови, а також залежно від строків сівби. Підтвердженням цьому є наші результати вивчення тривалості періодів сходи – цвітіння чоловічих суцвіть та сходи – цвітіння жіночих суцвіть ліній при сівбі в оптимальний та пізній строки. Середньопопуляційне значення першого з них було максимальним у 2000 р. (56,5 і 54,2 діб відповідно за строками сівби), а другого в 2001 р. (57,9 і 55,1 діб відповідно)

Кукурудза світлолюбива культура, яка реагує на тривалість дня, інтенсивність освітлення та його якість. Більш жорсткі погодні умови 1999, 2002 рр. зумовили зниження тривалості обох міжфазних періодів, що вивчались, на 3–5 діб при обох строках сівби, проте розмах варіювання був більшим у стресовий 2002 р. і складав 44,7–60,6 та 41,1–59,0 діб для чоловічих суцвіть та
42,7–65,6 та 38,7–63,1 діб для жіночих відповідно при оптимальному і пізньому строках сівби. Коефіцієнти варіації були теж найвищими за даних умов: 7,39 і 12,34% для тривалості періоду сходи – цвітіння чоловічих суцвіть та 9,66 і 12,5% для періоду сходи – цвітіння жіночих суцвіть за обома строками сівби відповідно.

У третини досліджуваних ліній: ДК277-10, ДК365/406 (Айодент); ДК312, ДК66, ДК427 (Ланкастер); Р346, Кр768 (Рейд), ДК2/374 (Змішана), ДК322, ДК331 (Т22) тривалість періодів сходи – цвітіння чоловічих суцвіть і сходи – цвітіння жіночих суцвіть була більшою за середньопопуляційні.

Другий строк сівби можна вважати досить надійним агрозаходом для визначення цінних, у селекційному відношенні зразків, тому що при цьому забезпечується більш чітка диференціація за ознаками „тривалість періоду сходи – цвітіння чоловічих суцвіть”, „тривалість періоду сходи – цвітіння жіночих суцвіть”. На основі отриманих оцінок лінії плазми Лакауне – F2, ДК202, ДК227, ДК521 та Змішаної – ДК165, ДК400, ДК366, Сm7, Со125, ДК208, ДК356 слід розглядати як джерела ранньостиглості.

Динаміка втрати вологи зерном у процесі дозрівання ліній кукурудзи. Для більш чіткої диференціації ліній за скоростиглістю ми протягом 1999–2002 рр. проводили спостереження за динамікою втрати вологи зерном при дозріванні. Відбір проб проводився у фіксовані дати починаючи з 15 серпня і по 14 вересня з інтервалом 10 діб.

При сівбі в оптимальний строк найменші середньопопуляційні значення вологості зерна ліній відмічали в стресовий 2002 р., впродовж чотирьох відборів, а найвищі в 2001 р.

Неадекватною була реакція ліній відносно цієї ознаки на пізній строк сівби. Зокрема найнижчою вологість зерна була у несприятливому 1999 р., а максимальною, за більшістю відборів, у 2002 р. В умовах 2002 р., різниця між середньою популяційною вологістю зерна ліній другого і першого строків сівби була найбільш значущою, за роки досліджень і склала 16,3; 18,1; 14,3; 10,5% – відповідно за відборами. По мірі дозрівання зерна коефіцієнти варіації зростали з кожним відбором, що вказує на підвищену мінливість ознаки та на можливість добору форм з низькою вологістю зерна.

Аналізуючи динаміку вологості зерна ліній різних плазм, можна відзначити, що генотипова різноманітність більш чітко проявилась при більш ранніх відборах проб (рис. 1). В середньому різниця між максимальним її значенням (плазма Т22) і мінімальним (Змішана) складала при першому строку сівби 20,0; 17,6; 16,0; 13,3% і при другому 23,5; 19,1; 18,9; 18,6% відповідно за
1–4 відборами. За всіма відборами при сівбі в обидва строки середня вологість зерна була мінімальною у ліній плазм Змішана і Лакауне, а максимальною у ліній плазми Т22. Темпи втрати вологи зерном від першого і до четвертого відбору в середньому за плазмами коливались залежно від строків сівби незначно – від 0,76 до 1,0%/добу при ранньому і від 0,97 до 1,15% при пізньому.

Щодо конкретних ліній то тут спостерігалась значна диференціація за досліджуваною онакою, що дозволило нам розподілити їх за темпами накопичення сухої маси на три типи:

–       інтенсивний ДК277-2, ДК365/406, ДК312, ДК427, Р346, ДК373/346, ДК521, Сm7, Со125, ДК117, ДК356, ДК165, ДК208, PLS-61, Кр714.

–       інтенсивно-повільний: ДК66-1, ДК202, ДК227, ДК216, ДК366, ДК2/427-3.

–       повільний: ДК277-10, ДК66, Кр768, F2, ДК400, ДК2/374, Кр709, ДК322, ДК331.

Протягом місяця вологість зерна знизилась більше 7,0% у ліній першого типу, від 5,0 до 7,0% у ліній другого типу і менше 5,0% у ліній третього типу.

Більшість генотипів, які мали повільний тип вологовіддачі, характеризувались, як правило, підвищеною масою 1000 насінин та кременистим типом ендосперму.

У селекції на скоростиглість і продуктивність слід віддавати перевагу таким формам, які мають  тривалий  період  наливу  зерна,  але  і  властивість  швидко  втрачати вологу на заключних