Ефективність добору на збільшення вмісту волокна при збереженні механічної функції стебла конопель - Автореферат

Не менш важливим питанням є вивчення динаміки накопичення волокна, неволокнистої частини стебла та їх співвідношення по фазах росту і розвитку у сучасних високоволокнистих селекційних сортів конопель, вміст волокна яких сягає понад 30% у порівнянні з низьковолокнистим для виявлення між ними відмінностей, зокрема з метою вивчення впливу збільшення волокна на механічну функцію стебла. Заслуговує на увагу виявлення кореляційних залежностей маси та вмісту волокна з основними селекційними ознаками у сучасних високоволокнистих сортів однодомних конопель з позицій ефективності проведення селекційної роботи у напрямку подальшого збільшення вмісту волокна у нових сортів конопель. Робота виконана у відділі селекції і насінництва конопель Інституту луб’яних культур УААН в 2004 - 2007 рр. відповідно з науково-технічною програмою УААН “Луб’яні культури” №14 на 2001 - 2005 рр. - завдання 02 “Удосконалити методи селекції та насінництва однодомних конопель, створити високопродуктивні сорти з поліпшеними господарськими та біологічним ознаками” (№ державної реєстрації 0101U008070), а також науково-технічною програмою УААН “Луб’яні культури” на 2006 - 2010 рр. - завдання 19.01/015 “Розробити та удосконалити методи створення генетично стабільних ліній конопель для селекції за ознакою відсутності наркотичних властивостей, високих показників однодомності, вмісту волокна і насіннєвої продуктивності” (№ державної реєстрації 0106U008789). Мета - зясувати ефективність добору на збільшення вмісту волокна при збереженні механічної функції стебел сучасних високоволокнистих сортів конопель. розкрити особливості анатомічної будови стебел сучасних високоволокнистих сортів конопель та установити звязок між товщиною шару загального волокна і товщиною деревини у звязку з добором на збільшення вмісту волокна в стеблах конопель;На фоні успішної селекції на волокнистість виникає припущення, що значне збільшення вмісту волокна (більше 32%) може привести до зміни співвідношення між шаром волокна і товщиною деревини (забезпечують механічну функцію стебла конопель), яке може негативним чином вплинути на стійкість конопель до вилягання. З метою зясування особливостей накопичення волокна і неволокнистої частини стебла конопель в онтогенезі в такі фази розвитку рослин, як: три пари листків, масова бутонізація, масове цвітіння та біологічна стиглість, з кожного досліджуваного сорту (загущений та розріджений спосіб посіву) відбирали по 30 рослин, які потім аналізували за комплексом селекційних ознак. Рослини даного сорту характеризуються високими показниками загальної (на 13,0% перевищує сорт-стандарт ЮСО-31) та технічної довжини стебел (на 11,8% перевищує стандарт), значною масою стебел (на 37,5% перевищує стандарт), первинного та загального волокна (перевищує ЮСО-31 на 31,7% та 12,7% відповідно) у поєднанні з високим його вмістом (понад 31%). Зясування динаміки накопичення маси загального волокна в стеблах сучасних високоволокнистих сортів конопель показало, що, як при загущеному, так і при розрідженому способах сівби волокно в стеблах накопичується впродовж всього вегетаційного періоду і припиняється лише з настанням біологічної стиглості рослин. Підвищення маси загального волокна в стеблах рослин як низько-, так і високоволокнистих сортів конопель супроводжується паралельним збільшенням маси неволокнистої частини стебел незалежно від способу сівби.У дисертації наведено теоретичне узагальнення і практичне вирішення важливого наукового завдання з встановлення впливу добору в напрямку збільшення вмісту волокна на механічну функцію стебел сучасних високоволокнистих сортів конопель і збереження їх стійкості до вилягання шляхом визначення морфолого-біологічних особливостей, кореляцій і мінливості основних селекційних ознак конопель та зясування особливостей анатомічної будови стебел низько-та високоволокнистих сортів. Як наслідок проведення дослідницької роботи встановлено, що добір у напрямку подальшого збільшення вмісту загального волокна не призводить до порушення механічної функції стебел конопель при забезпеченні оптимальних умов вирощування (внесення оптимальних доз мінеральних добрив - N120P90K90). Отримано поліпшений вихідний матеріал сортів однодомних конопель за ознакою високого вмісту загального волокна (31 - 32%), з підтриманням всіх сортових особливостей, морфологічно вирівняний, стійкий до вилягання. Вони відзначаються високим вмістом загального волокна (більше 31%) і пропонуються для використання у подальшій селекційній роботі в якості перспективного вихідного матеріалу для створення нових високоволокнистих сортів конопель. Показано, що незалежно від площі живлення рослин маса загального волокна в стеблах всіх досліджуваних сортів конопель накопичується впродовж всього вегетаційного періоду і припиняється лише з настанням фази біологічної стиглості рослин.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У дисертації наведено теоретичне узагальнення і практичне вирішення важливого наукового завдання з встановлення впливу добору в напрямку збільшення вмісту волокна на механічну функцію стебел сучасних високоволокнистих сортів конопель і збереження їх стійкості до вилягання шляхом визначення морфолого-біологічних особливостей, кореляцій і мінливості основних селекційних ознак конопель та зясування особливостей анатомічної будови стебел низько- та високоволокнистих сортів. Як наслідок проведення дослідницької роботи встановлено, що добір у напрямку подальшого збільшення вмісту загального волокна не призводить до порушення механічної функції стебел конопель при забезпеченні оптимальних умов вирощування (внесення оптимальних доз мінеральних добрив - N120P90K90). Отримано поліпшений вихідний матеріал сортів однодомних конопель за ознакою високого вмісту загального волокна (31 - 32%), з підтриманням всіх сортових особливостей, морфологічно вирівняний, стійкий до вилягання. Розроблені наукові положення мають важливе значення в селекції конопель.

На основі одержаних даних можемо зробити наступні висновки: Всі поліпшені нами сучасні сорти конопель (Глухівські однодомні 18, Глухівські 48, Глухівські 46 та Глухівські 51) в тій чи іншій мірі відрізняються за селекційними ознаками від стандартів. Вони відзначаються високим вмістом загального волокна (більше 31%) і пропонуються для використання у подальшій селекційній роботі в якості перспективного вихідного матеріалу для створення нових високоволокнистих сортів конопель.

Показано, що незалежно від площі живлення рослин маса загального волокна в стеблах всіх досліджуваних сортів конопель накопичується впродовж всього вегетаційного періоду і припиняється лише з настанням фази біологічної стиглості рослин. Найбільш інтенсивно маса волокна збільшується в період “масова бутонізація - масове цвітіння”, а у деяких сортів і в період “масове цвітіння - біологічна стиглість”. Свого максимального значення приріст маси волокна набуває у фазі масового цвітіння і становить 41,7-63,9% від його маси в фазі біологічної стиглості, що співпадає з показниками площі листкової поверхні в дані періоди вегетації - 1,11 - 1,32 м2 при загущеному і 6,1-7,5 м2 при розрідженому способі сівби.

Як у низько-, так і у сучасних високоволокнистих сортів конопель збільшення маси волокна в стеблах рослин супроводжується паралельним ростом маси неволокнистої частини стебел.

Максимальний приріст вмісту загального волокна у високоволокнистих сортів конопель незалежно від площі живлення відбувається в період “масова бутонізація - масове цвітіння” і продовжується до настання фази біологічної стиглості.

Встановлено позитивну кореляцію товщини шару загального волокна з довжиною клітин первинного волокна в тангентальному напрямку (r=0,56) у рослин конопель загущеного способу сівби.

Незалежно від способу сівби (загущений, розріджений) між товщиною шару загального волокна і товщиною деревини сильної кореляції не встановлено (r=0,18 - 0,22), що свідчить про незалежне накопичення шару волокна та деревини в стеблах конопель.

Виявлено відмінності в анатомічній будові волокнистого шару у високо- та низьковолокнистих зразків досліджуваних сортів конопель. За нашими даними, збільшення вмісту загального волокна в стеблах конопель відбувається не за рахунок зменшення товщини деревини, а внаслідок зміни в структурі волокнистого шару стебла.

Селекційні ознаки конопель, а саме: маса та вміст загального волокна, в більшій мірі визначаються впливом фактору генотипу сорту (75,1 та 92,3% відповідно), ніж умовами року вирощування.

Кореляційний аналіз основних селекційних ознак стебел сучасних високоволокнистих сортів конопель показав, що маса неволокнистої частини стебел знаходиться в сильному взаємозвязку із масою стебел (r=0,99), масою первинного волокна (r=0,75) та масою загального волокна (r=0,87). Тобто, добір у напрямку збільшення маси загального волокна у конопель не призводить до відставання у накопиченні маси неволокнистої частини стебел.

Спираючись на дані кореляційного та анатомічного аналізів, з метою збереження механічної функції стебел конопель, селекцію на волокнистість потрібно вести одночасно з урахуванням показників маси неволокнистої частини стебел.

Як наслідок проведення селекційної роботи в роки наших досліджень з сортами однодомних конопель Глухівські однодомні 18, Глухівські 46, Глухівські 51 в напрямку збільшення вмісту волокна, отримано поліпшений вихідний матеріал за ознакою високого вмісту загального волокна (31 - 32%), з підтриманням всіх сортових особливостей, морфологічно вирівняний.

12. Нами встановлено, що добір у напрямку подальшого збільшення вмісту загального волокна не призводить до порушення механічної функції стебел конопель при умові забезпечення оптимальних умов вирощування (внесення стандартної норми мінеральних добрив - N120 P90 K90).

РЕКОМЕНДАЦІЇ ДЛЯ СЕЛЕКЦІЙНОЇ ПРАКТИКИ

Для підвищення ефективності селекційної роботи в напрямку збільшення вмісту волокна сортів конопель відбір елітних рослин рекомендується проводити не лише за ознаками високого вмісту первинного та загального волокна в загальній масі стебла, а й високою масою його волокна.

З метою збереження механічної функції стебел конопель та їх стійкості до вилягання, одночасно з показниками високого вмісту та маси волокна при відборі елітних рослин слід враховувати і високі показники маси неволокнистої частини стебел.

Поліпшені нами сорти однодомних конопель Глухівські однодомні 18, Глухівські 51, Глухівські 48 та Глухівські 46 за ознакою високого вмісту загального волокна (31-32%) із підтриманням сортових типових особливостей пропонуються в якості вихідного матеріалу для створення нових високоволокнистих сортів конопель.

Онупрієнко Л.Г. Виявлення анатомічної будови стебел коноплі для подальшої селекції у напрямі збільшення вмісту волокна / Л.Г. Онупрієнко // Збірник наукових праць Національного наукового центру “Інституту землеробства УААН”. - К., 2006. - Вип. 3 - 4. - С. 107 - 114.

Онупрієнко Л.Г. Звязок маси та вмісту волокна з основними селекційними ознаками в нових однодомних сортів конопель / Л.Г. Онупрієнко, В.Г. Вировець, С.В. Міщенко // Вісник Сумського національного аграрного університету. Серія “Агрономія і біологія”. - Суми, 2006. - Вип. 11 - 12 (12 - 13). - С. 38 - 44 (Частка авторства здобувача - 80%, особистий внесок здобувача - проведення польових досліджень, статистична обробка даних досліджень, узагальнення результатів, оформлення статті).

Сучасна колекція конопель (Cannabis sativa L.) як невичерпне джерело вихідного матеріалу для селекції / В.Г. Вировець, І.М. Лайко, Г.І. Кириченко, І.І. Щербань, Л.Г. Онупрієнко, С.В. Міщенко // Збірник наукових праць Інституту луб’яних культур УААН. - Глухів, 2007. - Спец. вип. - С. 11 - 28 (Частка авторства здобувача - 20%, особистий внесок здобувача - аналіз та узагальнення наукової літератури).

Онупрієнко Л.Г. Морфолого-фізіологічні особливості сучасних високоволокнистих сортів однодомних конопель / Л.Г. Онупрієнко, В.Г. Вировець, І.М. Лайко // Збірник наукових праць Інституту луб’яних культур УААН. - Глухів, 2007. - Вип. 4. - С. 92 - 102 (Частка авторства здобувача - 80%, особистий внесок здобувача - проведення дослідів, математична обробка даних досліджень, узагальнення результатів, оформлення статті).

Онупрієнко Л.Г. Вплив генотипу сорту та умов вирощування ознак стебла конопель при селекції на волокнистість / Л.Г. Онупрієнко // Збірник наукових праць Національного наукового центру “Інституту землеробства УААН”. - К., 2007. - Вип. 3 - 4. - С. 146 - 150.

Онупрієнко Л.Г. Відмінність нових сортів конопель за комплексом морфологічних і технологічних ознак / Л.Г. Онупрієнко // Наукова спадщина академіка М.М.Гришка: всеукраїнська конференція, присвячена памяті академіка М.М.Гришка - видатного селекціонера, генетика, ботаніка та громадського діяча, 13 - 14 квіт. 2005 р. - Глухів, 2005. - С. 27 - 29.

Онупрієнко Л.Г., Вировець В.Г. Реалії та перспективи селекції з підвищення продуктивності сільськогосподарських культур / Л.Г. Онупрієнко, В.Г. Вировець // Проблеми і перспективи в селекції, генетиці, технології вирощування, збирання, переробці та стандартизації луб’яних культур: науково-технічна конференція молодих вчених, 6 - 8 груд. 2004 р. - Глухів, 2006. - С. 49 - 62 (Частка авторства здобувача - 80%, особистий внесок здобувача - аналіз та узагальнення наукової літератури, оформлення статті).

Вировець В.Г. Високий вміст волокна і механічна функція стебел конопель / В.Г. Вировець, Л.Г. Онупрієнко // Нові наукові дослідження у льонарстві та коноплярстві України: науково-технічна конференція молодих вчених, 23 лист. 2006 р. - Суми, 2006. - С. 30 - 39 (Частка авторства здобувача - 80%, особистий внесок здобувача - проведення дослідів, математична обробка даних досліджень, узагальнення результатів, оформлення статті).

Онупрієнко Л.Г. Вивчення ступеня варіювання основних селекційних ознак стебел високоволокнистих сортів конопель / Л.Г. Онупрієнко, В.Г. Вировець // Актуальні проблеми розвитку галузей льонарства та коноплярства: Науково-технічна конференція молодих вчених, 7 груд. 2006 р. - Суми, 2007. - С. 8 - 13 (Частка авторства здобувача - 80%, особистий внесок здобувача - проведення дослідів, математична обробка даних досліджень, узагальнення результатів, оформлення статті).

Онупрієнко Л.Г. Кореляційні звязки між основними селекційними ознаками у нових однодомних сортів конопель / Л.Г. Онупрієнко // Наука: теорія і практика - ’2006: І міжнародна наук.-практична конф., 21 - 31 серп. 2006 р. - Дніпропетровськ, 2006. - С. 51 - 54.