Вихідний матеріал для селекції гібридів кукурудзи, вирощуваних в умовах монокультури Лісостепу України - Автореферат

Кукурудза відноситься до культур, придатних до вирощування в умовах монокультури, тому подальше зростання її виробництва значною мірою визначається досягненнями селекції по створенню гібридів з високою врожайністю, її стабільністю та стійкістю до шкідників і хвороб. Тому особливого значення набуває розробка методів оцінки вихідного матеріалу для селекції гібридів кукурудзи, придатних для вирощування в монокультурі. Проведені дослідження за темою дисертаційної роботи виконувались згідно до НТП УААН „Зернові і олійні культури”, завдання „Селекція, оцінка та ідентифікація самозапилених ліній кукурудзи” (номер державної реєстрації 0103U008830) та тематичних планів наукової роботи кафедри рослинництва, селекції та насінництва (у 2005 р. перейменованої на кафедру рослинництва та технологій) Вінницького державного аграрного університету. Метою дослідження була оцінка та ідентифікація вихідного матеріалу кукурудзи за придатністю до вирощування в умовах монокультури й розробка основних принципів підбору пар для створення високопродуктивних гібридів. на основі виділених самозапилених ліній кукурудзи у створених простих гібридів встановити характер успадкування ними високої врожайності та придатності до вирощування в монокультурі;У розділі представлено узагальнення джерел літератури про стійкість та характеристику господарсько-цінних ознак селекційного матеріалу кукурудзи, придатного до вирощування в умовах монокультури. Аналіз наукової літератури засвідчує різнобій думок з приводу рівня врожайності та стійкості до шкодочинних організмів селекційного матеріалу кукурудзи в монокультурі, відсутність методики оцінки вихідного матеріалу для ведення селекції на придатність до вирощування в умовах монокультури. Випробування, спостереження й облік самозапилених ліній кукурудзи та створених на їх основі простих гібридів в умовах монокультури (11-13 рр.) проводились протягом 2003-2005 рр. на дослідному полі кафедри рослинництва, селекції та насінництва ВДАУ. Ідентифікацію самозапилених ліній кукурудзи і простих гібридів за групами стиглості, окрім підрахунку кількості листків і встановлення тривалості вегетаційного періоду в днях, проводили за методом О.Л. В результаті досліджень за темою дисертаційної роботи нами було встановлено, що попередні експериментальні дані містять досить незначну інформацію про кількісні показники господарсько-цінних ознак самозапилених ліній і гібридів кукурудзи та їх поведінку в монокультурі протягом вегетаційного періоду.Завдання вирішувалось шляхом комплексної оцінки самозапилених ліній і гібридних комбінацій кукурудзи за ознаками зернової продуктивності та стійкості до шкідників і хвороб в умовах монокультури. В самозапилених ліній кукурудзи високий рівень варіювання мали кількість гілочок волоті (V = 32,9-39,6%), врожайність зерна (V = 28,3-34,5%), висота прикріплення качана (V = 25,0-28,0%) та площа прикачанного листка (V = 24,9-28,5%), що вказує на складність ідентифікації цінних генотипів за фенотиповим проявом даних ознак. Помірно високу, вище середнього й середню мінливість мали кількість зерен в ряду (V = 21,1-23,7%), загальна кількість квіток на качані (V = 19,3-22,4%), довжина качана (V = 14,3-17,2%) й висота рослин (V = 13,8-15,7%) відповідно, а кількість рядів зерен (V = 10,4-11,6%), жилок (V = 10,0-10,6%) і листків (V = 9,1-9,3%) - нижче середнього та незначне варіювання. Вихідний матеріал кукурудзи, придатний до вирощування в умовах монокультури, відзначається інтенсивним ростом в фазі 3-5 листків (> 5,5 балів), що забезпечує вищу стійкість та краще відновлення від пошкодження шведською мухою; високою пилковою продуктивністю (> 5,5 балів), що сприяє кращій озерненості качанів; синхронним цвітінням генеративних органів (розрив повинен становити не > 6 днів) та утворенням не менше одного качана на рослині. В умовах монокультури комплексне поєднання господарсько-цінних ознак (висота рослин, висота прикріплення качана, площа прикачанного листка, інтенсивність росту в фазі 3-5 листків, пилкова продуктивність, довжина качана, кількість зерен в ряду, загальна кількість квіток на качані, стійкість до шкодочинних організмів) мають ранньостиглі самозапилені лінії кукурудзи - ХЛГ 224, ХЛГ 1128; середньоранні - СМ 5-1-1, МА 22, МА 23С, Oh 43H.t., ХЛГ 489 та середньостиглі - В 37, К 212, УХ 405, ХЛГ 562, ХЛГ 1339.

Основний зміст роботи

1. У дисертації викладено теоретичне узагальнення і наведено новий спосіб розвязання наукового завдання, який виявляється в особливості ідентифікації селекційного матеріалу кукурудзи за придатністю до вирощування в монокультурі. Завдання вирішувалось шляхом комплексної оцінки самозапилених ліній і гібридних комбінацій кукурудзи за ознаками зернової продуктивності та стійкості до шкідників і хвороб в умовах монокультури.

2. Модифікаційна мінливість кількісних ознак селекційного матеріалу кукурудзи в умовах монокультури знаходилась у зворотній залежності від ступеня вираження ознаки, що зумовлена ефектом гетерозису, і не виходила за рамки загальних закономірностей. В самозапилених ліній кукурудзи високий рівень варіювання мали кількість гілочок волоті (V = 32,9-39,6%), врожайність зерна (V = 28,3-34,5%), висота прикріплення качана (V = 25,0-28,0%) та площа прикачанного листка (V = 24,9-28,5%), що вказує на складність ідентифікації цінних генотипів за фенотиповим проявом даних ознак.

3. Помірно високу, вище середнього й середню мінливість мали кількість зерен в ряду (V = 21,1-23,7%), загальна кількість квіток на качані (V = 19,3-22,4%), довжина качана (V = 14,3-17,2%) й висота рослин (V = 13,8-15,7%) відповідно, а кількість рядів зерен (V = 10,4-11,6%), жилок (V = 10,0-10,6%) і листків (V = 9,1-9,3%) - нижче середнього та незначне варіювання.

4. В простих гібридів кукурудзи, в звязку із проявом ефекту гетерозису, суттєво збільшилась фенотипова стабілізація таких ознак, як урожайність зерна (V = 14,6-15,8%) та кількість зерен у ряду (V = 14,4-15,2%).

5. Вихідний матеріал кукурудзи, придатний до вирощування в умовах монокультури, відзначається інтенсивним ростом в фазі 3-5 листків (> 5,5 балів), що забезпечує вищу стійкість та краще відновлення від пошкодження шведською мухою; високою пилковою продуктивністю (> 5,5 балів), що сприяє кращій озерненості качанів; синхронним цвітінням генеративних органів (розрив повинен становити не > 6 днів) та утворенням не менше одного качана на рослині.

6. В умовах монокультури комплексне поєднання господарсько-цінних ознак (висота рослин, висота прикріплення качана, площа прикачанного листка, інтенсивність росту в фазі 3-5 листків, пилкова продуктивність, довжина качана, кількість зерен в ряду, загальна кількість квіток на качані, стійкість до шкодочинних організмів) мають ранньостиглі самозапилені лінії кукурудзи - ХЛГ 224, ХЛГ 1128; середньоранні - СМ 5-1-1, МА 22, МА 23С, Oh 43H.t., ХЛГ 489 та середньостиглі - В 37, К 212, УХ 405, ХЛГ 562, ХЛГ 1339.

7. При вирощуванні в умовах монокультури високим рівнем урожайності характеризуються самозапилені лінії кукурудзи ХЛГ 224, СМ 5-1-1, К 212, УХ 405, ХЛГ 562, ХЛГ 1339, врожай зерна яких становить 2,58-3,74 т/га, та прості гібриди PLS 61 Ч ХЛГ 562, УХ 405 Ч СМ 5-1-1, F 502 Ч УХ 405 з урожайністю 5,14-6,69 т/га, що належать до різних груп стиглості.

8. Встановлена сильна кореляційна залежність між урожайністю зерна та довжиною качана (r = 0,714-0,793), кількістю зерен в ряду (r = 0,709-0,848), загальною кількістю квіток на качані (r = 0,616-0,803), що дозволяє виконувати відбір високоврожайного селекційного матеріалу кукурудзи для умов монокультури за даними ознаками.

9. Результати шляхового аналізу вказують на селекційну цінність довжини качана (Рі= 0,226-0,438) та кількості зерен в ряду (Рі= 0,367-0,592), які вносять найбільший вклад в урожайність вихідного матеріалу кукурудзи в умовах монокультури, а міжфазний період сходи - цвітіння качанів відзначається негативними прямими та побічними ефектами (Рі= -0,029 - -0,182).

10. Самозапилені лінії кукурудзи, придатні до вирощування в умовах монокультури, поєднують в генотипі високі позитивні ефекти ЗКЗ за зерновою продуктивністю із відємними значеннями ефектів ЗКЗ за пошкодженістю шкідниками та ураженістю хворобами.

11. Значна різниця між коефіцієнтами успадковування в широкому (0,96-0,97) та вузькому (0,22-0,29) розумінні свідчить про можливість покращення селекційного матеріалу шляхом використання селекції на гетерозис, а встановлене більше за одиницю співвідношення H1/D (4,51; 6,94) вказує на те, що в успадкуванні високої зернової продуктивності переважає зверхдомінування.

12. Для отримання гібридів кукурудзи, придатних до вирощування в умовах монокультури, необхідно підбирати високоврожайні та стійкі до шкодочинних організмів обидві батьківські форми, на що вказує тісний кореляційний звязок між гібридами і середнім значенням обох батьківських форм (r = 0,508-0,926).

13. Енергетичний коефіцієнт вирощування високоврожайних гібридів кукурудзи в умовах монокультури становить 1,46, а низьковрожайних - 0,96.

Пропозиції для селекційної практики

1. Для створення високоврожайних гібридів кукурудзи, придатних до вирощування в умовах монокультури, як вихідний матеріал потрібно використовувати самозапилені лінії В 37, СМ 5-1-1, К 212, МА 22, МА 23С, Oh 43 H.t., УХ 405, ХЛГ 224, ХЛГ 489, ХЛГ 562, ХЛГ 1128, ХЛГ 1339, які характеризуються комплексним поєднанням господарсько-цінних ознак.

2. При створенні гібридних комбінацій, придатних до вирощування в умовах монокультури, потрібно підбирати батьківські компоненти, які поєднують високі позитивні ефекти ЗКЗ за зерновою продуктивністю із відємними значеннями ефектів ЗКЗ за комплексною стійкістю до шкідників і хвороб.

3. Під час сортовипробування нових і перспективних гібридів кукурудзи, паралельно потрібно визначати їх придатність до вирощування в умовах монокультури. Добір вихідного матеріалу слід виконувати за такими ознаками, як довжина качана (14-16 см), кількість зерен в ряду (25-30 шт.), сумарна кількість квіток на качані (450-550 шт.) та тривалість міжфазного періоду цвітіння качанів - повна стиглість зерна (50-60 днів) із максимальним їх проявом. Селекційні зразки повинні характеризуватись інтенсивним ростом в фазі 3-5 листків, високою пилковою продуктивністю, синхронністю в цвітінні генеративних органів та не мати схильності до утворення безплідних рослин.

1. Климчук О.В. Кореляція між продуктивністю та іншими господарсько-цінними ознаками і властивостями самозапилених ліній кукурудзи в умовах монокультури // Корми і кормовиробництво. - Вінниця, 2005. - Вип. 55. - С. 16-20.

2. Климчук О.В. Фенотипова реакція вихідного матеріалу кукурудзи на монокультуру // Зб. наук. праць ВДАУ.- Вінниця, 2005.- Вип. 23.- С. 9-13.

3. Климчук О.В. Оцінка селекційного матеріалу кукурудзи на стійкість до основних шкідників і хвороб в умовах монокультури // Вісник Львівського державного аграрного університету. - Львів, 2005. - Агрономія №9. - С. 357-361.

4. Климчук О.В. Комбінаційна здатність самозапилених ліній кукурудзи за стійкістю до патогенів в умовах монокультури // Зб. наук. праць ВДАУ. - Вінниця, 2006. - Вип. 25. - С. 9-14.

5. Зозуля О.Л., Климчук О.В. Регресійний аналіз урожайності із основними ознаками кукурудзи при монокультурі // Зб. наук. праць ВДАУ. - Вінниця, 2006. - Вип. 29. - С. 5-10. (Проведення досліджень, обробка та аналіз отриманих даних, написання статті).

6. Климчук О.В. Кукурудза при монокультурі // Зб. матеріалів третьої міжвузівської науково-практичної конференції аспірантів „Сучасна аграрна наука: напрями досліджень, стан і перспективи” 17-19 березня 2003 року. - Вінниця, 2003. - С. 114-115.

7. Климчук О.В. Проблеми селекції кукурудзи для вирощування при монокультурі // Современные проблемы генетики, биотехнологии и селекции растений. Сб. тезисов 2-й международной конференции молодых ученых. - Харьков, 2003. - С. 156-157.

8. Климчук О.В. Реакція самозапилених ліній кукурудзи на монокультуру // Зб. матеріалів четвертої міжвузівської науково-практичної конференції аспірантів „Сучасна аграрна наука: напрями досліджень, стан і перспективи” 5-7 квітня 2004 року. - Вінниця, 2004. - С. 63-64.

9. Климчук О.В. Критерії оцінки вихідного матеріалу кукурудзи для умов монокультури // Зб. матеріалів пятої міжвузівської науково-практичної конференції аспірантів „Сучасна аграрна наука: напрями досліджень, стан і перспективи” 17-19 травня 2005 року.- Вінниця, 2005. - С. 13-14.