Мінливість біохімічних компонентів коренеплодів моркви та буряку столового і використання її в селекції на якісні показники

Размещено на http://www.allbest.ru/

Інститут рослинництва ім. В.Я. Юр'єва УААН

УДК 635.132.635.11

Мінливість біохімічних компонентів коренеплодів моркви та буряку столового і використання її в селекції на якісні показники

06.01.05 - селекція і насінництво

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Барсукова Валентина Єгорівна

Харків 2000

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Інституті овочівництва і баштанництва, УААН

Захист відбудеться 26 червня 2000 року о 13 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.366.01 в Інституті рослинництва ім. В.Я. Юр'єва УААН, м. Харків, пр. Московський, 142, тел. 92-23-78

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту рослинництва ім. В.Я. Юр'єва УААН, м. Харків, пр. Московський, 142.

Автореферат розісланий 23 травня 2000 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради В.П. Петренкова

морква буряк вирощування

1. Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Морква і буряк належать до цінних овочевих культур, здатних підтримувати здоров'я людей шляхом активізації процесів життєдіяльності при цілорічному їх вживанні. В умовах ринку виробничі площі та рівень споживання населенням вітамінної продукції значно знизився через низьку якість існуючого сортименту цих культур, що викликано загальним упадком сільськогосподарської галузі в цілому, в тому числі і овочівництва.

Для отримання високих урожаїв екологічно чистої конкурентоздатної продукції цих культур необхідно мати нові сорти і гібриди, стійкі проти хвороб, з стабільними показниками лікувальних компонентів. Вирішення такого проблемного питання здійснюється інтродукуванням та добором вихідних джерел з високою адаптивністю і комплексом цінних ознак та урахуванням окремих теоретичних питань з біології, біохімії, генетики кількісних ознак.

У Державному реєстрі сортів рослин України містяться сорти селекції Інституту овочівництва і баштанництва (ІОБ) УААН: морква пізньостигла - Нантська харківська, скоростигла Шантене сквирська та Оленка, буряку Зміна, Делікатесний, Дій. Однак у виробничих умовах вміст -каротину в коренеплодах моркви не перевищує 15 мг%, бетаніну у буряку 250 мг%. До того ж відомо, що умови Лісостепу України характеризуються високою імовірністю повітряної і грунтової засух, токсичністю грунтів і навколишнього середовища. Тому проблема створення висококаротинових сортів та гібридів моркви і високобетанінових буряку столового з високими показниками адаптивності та низьким накопиченням токсичних речовин нині є актуальною. Зразки, які будуть відповідати цим вимогам, стануть незамінними якісними джерелами в селекційній роботі.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Тема дисертації є складовою частиною тематичного плану інституту, входить до завдання теми 01: "Створити і впровадити у виробництво високоурожайні сорти і гібриди овочевих культур відкритого грунту з високими смаковими і технологічними якостями, придатні для індустріального вирощування, збирання, відносно стійкі проти хвороб і шкідників", номер державної реєстрації UA 01001691Р.

Мета і задачі дослідження. На основі використання екологічної і внутрішньосортової мінливостей біохімічних ознак, встановлення позитивних зв'язків безпосередньо між ними та з елементами врожайності, метеорологічними факторами і живленням рослин, виявити комплексні генетичні джерела з високим адаптивним потенціалом для створення ефективних високоякісних висококаротинових сортів моркви м'ясистої і високобетанінових - буряку столового.

Для вирішення мети були поставлені завдання:

обгрунтувати сортові морфолого-біохімічні відмінності видів Моркви м'ясистої - Daucus carota L. та Буряку звичайного коренеплідного - Beta vulgaris L.;

визначити особливості екологічної мінливості біохімічних ознак і визначити їх реакцію на метеорологічні та ґрунтові умови вирощування;

виявити провокаційний фон для визначення прояву гетерогенності популяції за біохімічним складом;

встановити ступінь зв'язку безпосередньо між компонентами біохімічного складу зразків та з їх врожайністю, продуктивністю, а також з метеорологічними факторами і поживним середовищем;

провести пошук джерел господарсько-цінних ознак моркви і буряку столового з високою харчовою цінністю і виявити вихідні зразки для селекції на підвищений вміст сухої речовини, загального цукру, вітаміну С, -каротину, бетаніну і низький - нітратів;

на основі генетико-статистичного аналізу визначити біохімічні джерела з ефективними параметрами адаптивності, стабільності, пластичності, селекційної цінності генотипу та гомеостатичності;

удосконалити методики проведення біохімічних аналізів і отримання висококаротинового вихідного матеріалу;

створити нові врожайні сорти, які, незалежно від умов культивування, здатні забезпечувати високу якість продукції моркви (вміст -каротину понад 18мг%) і буряку столового (бетаніну - 400 мг%).

Наукова новизна одержаних результатів. Виявлено сортові відмінності біохімічного складу видів Моркви м'ясистої - Daucus carota L. та Буряку звичайного коренеплідного - Beta vulgaris L., а також особливості екологічної мінливості біохімічних компонентів коренеплодів та джерела для селекції з високим вмістом сухої речовини, цукрів, моносахаридів, дисахаридів, вітаміну С, -каротину, бетаніну і низьким вмістом нітратів. Встановлено взаємоз'язки між компонентами біохімічного складу коренеплодів та урожайністю, продуктивністю, погодними умовами (відносна вологість повітря, сума середньодобових температур, опади) і грунтовими факторами (живлення рослин азотом, калієм і фосфором).

Проведено аналіз мінливості біохімічних компонентів і виявлено джерела адаптивності, стабільності, пластичності, селекційної цінності генотипів та гомеостатичності моркви.

Удосконалено прискорені методи оцінки хімічного складу коренеплодів, які дозволили відібрати вихідні джерела висококаротинових форм моркви та високобетанінові - буряку столового. На їх основі створено сорти моркви Яскрава і буряку Бордо харківський і внесено до Державного реєстру сортів рослин України на 2000 р. В Національному центрі генетичних ресурсів рослин України їм присвоєно номери відповідно IU025398 і UL5200009, а новому сорту моркви Барс в генофонді ВІР (Росія) - к-2469. Цей сорт готується до передачи в Державну комісію України по випробуванню та охороні сортів рослин (ДСВ).

Практичне значення одержаних результатів. Серед сортів моркви і буряку столового виявлено комплексні джерела підвищеного вмісту сухої речовини, цукрів, моносахаридів, дисахаридів, вітаміну С, -каротину, бетаніну; удосконалено прискорені методи визначення у моркви -каротину та бетаніну у буряку столового, що дозволяє скоротити час і затрати для добору зразків та оцінки якості в лабораторних і виробничих умовах. Методика оцінки 1/3 частини коренеплоду за вмістом -каротину і бетаніну дає змогу в короткий строк цілеспрямовано одержати насіння форм моркви, які є висококаротиновим джерелом з підвищеною урожайністю, високою поліпшеною лежкістю та цінними хімічними речовинами. Для виробників і приватного сектора рекомендовано нові сорти моркви з високим вмістом -каротину Яскрава, та буряку столового - Бордо харківський з підвище-ним вмістом бетаніну.

Особистий внесок здобувача. Участь здобувача полягає у вдосконаленні методик, самостійній реалізації програм стосовно практичного виконання експериментальних досліджень, аналізів. Авторський внесок при створенні нових сортів моркви Яскрава - 10% і буряку столового Бордо харківський 5%.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертації викладено та обговорено на засіданнях вченої ради і методичних комісій (1996-1997) ІОБ УААН, експертної ради Державної комісії по сорто-випробуванню (1998), Міжнародних конференціях в Криму (1995-1998), наукових конференціях (Пенза, 1998; Москва, 1998; Бабтай, 1998).

Публікації. Матеріали дисертації опубліковано в 13 роботах, серед яких 2 авторських свідоцтва на сорти (в співавторстві), 4 статті в фахових журналах і 7 тез доповідей (серед яких одні тези в співавторстві).

Обсяг та структура дисертації. Дисертація містить вступ, 7 розділів, висновки, пропозиції виробництву і науковим установам, перелік літературних джерел (211 найменувань, у т.ч. 9 на англійській, 6 на німецькій мовах), додатки. Загальний обсяг роботи 161 стор. машинописного тексту, з них 48 таблиць, 18 рисунків, 13 додатків.

Методика та умови проведення досліджень

В процесі проведення досліджень у 1985-1998 рр. оцінено біохімічний склад зразків моркви та буряку столового згідно з методиками О.І. Єрмакова (1972): вміст розчинної сухої речовини - рефрактометричним методом, сухої речовини - методом висушування наважки до постійної маси, бетаніну - колориметричним методом на фотоелектроколориметрі із зеленим світлофільтром, цукру, моносахаридів, дисахаридів - ціанідним методом за Н.В. Сабуровим та Л.В. Копериною; вітаміну С - методом І.К. Муррі в модифікації Тильманса (1932); -каротину - методом І.К. Муррі в модифікації Придністровського НДІСГ (В.К. Андрющенко, 1981); нітратів - стандартним іонометричним методом з іоноселективними електродами (1989).

Добір зразків грунту та підготовку їх до аналізу здійснювали згідно методичним вказівкам ВИУА (1976); визначення нітратів - дисульфофеноловим методом (Є.В. Аринушкіна, 1962), рухомих форм фосфору - за Ф.В. Чириковим (1962), обмінного калію - за А.Л. Масловою (1962).

Статистичну обробку даних проведено з використанням "Пакету прикладних програм обробки результатів селекційних та генетичних експериментів" (1979) відділу генетики Інституту рослинництва ім. В.Я.Юр'єва під керівництвом П.П. Літуна, О.О. Бєлкіна.

Статистичний аналіз мінливості біохімічних ознак та продуктивності рослин виконано згідно з "Методичними вказівками" (1974, 1981, 1984, 1985), кореляційні зв'язки - за Б.В. Доспєховим (1979), адаптивної здатності сортів - за методикою О.В. Кільчевського та Л.В. Хотильової (1985).

В 1996-1998 рр. у колекційному розсаднику оцінено п'ять сортотипів моркви - Нантська, Шантене, Амагер, Геранда та Валерія, які включали 96 зразків. Буряк столовий було представлено сортотипами Єгипетський, Бордо та Екліпс, які об'єднували 84 зразки.

Дослідження проведено на полях селекційної сівозміни дослідного господарства "Мерефа" ІОБ УААН (Харківська область). Грунти - малогумусні середньосуглинкові чорноземи. Облікова площа колекційних ділянок моркви - 10,0, буряку столового - 10,8 м2. Норма висіву насіння моркви - 5 кг/га, буряку столового - 14 кг/га, без повторень, згідно з "Методичними вказівками по вивченню світової колекції столових та кормових коренеплодів" (1968) і згідно з методиками ІОБ УААН (1979).

Погодні умови проведення досліджень протягом 1985-1998 рр. в цілому сприяли росту і розвитку коренеплодів. Найсприятливішим для моркви був 1994 р., для буряку столового - 1997 р.

Проблеми поліпшення харчової цінності, відмінності різновидностей моркви м'ясистої Daucus carota L. і буряку звичайного коренеплідного Вeta vulgaris L. за біохімічними показниками

На основі аналізу літературних джерел висвітлено проблеми поліпшення харчової цінності коренеплодів і перспективи селекції моркви та буряку столового.

Представлено біологічну характеристику різновидностей моркви м'ясистої і буряку звичайного коренеплідного та сортового потенціалу за морфотипом, хімічними і продуктивними показниками.

Обгрунтовано, що для рівномірного постачання населення протягом року вітамінною продукцією, окрім наявності урожайних сортів і гібридів різних груп стиглості необхідно мати зразки з високим вмістом основних компонентів хімічного складу. Як правило, більша потенційна продуктивність притаманна культурам з тривалим вегетаційним періодом, показники якості (вітаміни, цукри) позитивно корелюють з екологічною стійкістю рослин і негативно - з урожайністю.

Для виділення з генофонду кращих сортів і створення принципово нового матеріалу виникла необхідність установити ступінь мінливості основних хімічних компонентів та урожаю у варіюючих умовах оточуючого середовища і визначити тісноту взаємозв'язку між ними.

2. Результати досліджень

Варіювання біохімічних компонентів коренеплодів моркви та буряку столового і їх системи генетичного контролю

Дані наших досліджень свідчать, що статичні параметри мінливості хімічних компонентів моркви сорту Нантська харківська, вирощеної в різних метеорологічних умовах контролюються факторами генотип-середовище (табл.1). Найменший діапазон мінливості притаманний моносахаридам (1,2-3,9%) та дисахаридам (1,9-5,5%). До пластичних показників віднесено вміст -каротину з мінливістю 9,4-26,8 мг%.

Таблиця 1 Мінливість біохімічних компонентів у коренеплодах моркви сорту Нантська харківска (середнє за 1985-1996 рр.)

Проведений нами аналіз хімічного складу коренеплодів 16 сортів буряку столового, які відносяться за морфотипом до сортотипів Єгипетський круглий, Бордо та Екліпс, показав контрольованість біохімічних компонентів генотипами і агрокліматичними факторами (табл.2).

Таблиця 2 Мінливість вмісту основних біохімічних компонентів у коренеплодах різних сортотипів буряку столового (середнє за 1988-1997 рр.)

Практичну цінність для селекції на високий стабільний вміст цінних хімічних компонентів представляє сортотип буряку столового Екліпс.

Статистичний аналіз свідчить, що залежно від умов року реакція сортів буряку столового була неоднаковою і визначалася в основному сумарною взаємодією генотипу і середовища, здатністю виживати, відтворюватися і конкурувати (табл.3).

Таблиця 3 Показники урожайності та біохімічних компонентів коренеплодів буряку столового залежно від екологічних факторів (середнє за 1988-1997 рр.)

Різниця мінливості за урожайністю склала 65 т/га, сухою речовиною - 7,9%, загальним цукром - 6,6%, вітаміном С - 9,1 мг%, нітратами - 4265,7 мг/кг.

Реакція коренеплодів буряку в період вегетації за багаторічними даними на 10С мала за цими показниками параметри: 2,4 т/га, 0,29%, 0,24%, 0,33%, 156,3 мг/кг; на 10 мм опадів - 6,5т/га, 0,28 %, 0,23 %, 0,33 мг%, 151,8 мг/кг; на 1% ВВП - 6,8 т/га, 0,83 %, 0,69%, 0,96 мг% і 449 мг/кг.

Взаємозв'язки біохімічних показників, умов вирощування і продуктивності

При аналізі рівня залежності вмісту хімічних речовин від погодних умов конкретного року вирощування в коренеплодах моркви виявлено позитивні кореляційні зв'язки (r=0,24-0,46) між вмістом сухої речовини, моносахаридів, вітаміну С, -каротину і сумою максимальних температур повітря за період вегетації. Накопичення цукрів в коренеплодах також залежало від відносної вологості повітря (r=0,43).

Між кількістю опадів протягом періоду вегетації і вмістом біохімічних компонентів в коренеплодах кореляційний зв'язок був негативним.

Селекція на поліпшення вмісту хімічних елементів підсилює негативні кореляції між компонентами урожайності, стійкості та поживного складу.

Досить тісний кореляційний зв'язок виявлено між вмістом сухої речовини (r=0,58), дисахаридів (r=0,67) і обмінним калієм, між вітаміном С (r=0,50) і вмістом фосфорних компонентів грунту; між кількістю -каротину, сухої речовини, загального цукру, дисахаридів в коренеплодах моркви і наявністю NO3 в грунті (r=0,37-0,43).

Наші дослідження стосовно виявлення реакції моркви та буряку столового на доступні рослинам поживні елементи в грунті дозволили встановити взаємоєв'язки між вмістом біохімічних показників у коренеплодах і кількістю нітратів, фосфору та калію в грунті (табл. 5). Зміна в грунті NO3, P2O5 та К2O на 10 мг/кг спричиняє і зміну вмісту сухої речовини в коренеплодах моркви та буряку столового на 1,7 і 1,9%, 0,34 і 0,38%, 0,31 і 0,34% відповідно.

У моркви середній і тісний взаємозв'язок існує між вмістом сухої речовини і моносахаридами (r=0,50) та дисахаридами (r=0,66), розчинною сухою речовиною і дисахаридами (r=0,76) та сумою цукрів (r=0,94).

Позитивна кореляційна залежність пов'язує вміст -каротину в коренеплодах моркви з сухою речовиною (0,39), сухою розчинною речовиною (r=0,36) і сумою цукрів (0,32). Слід відмітити негативний зв'язок (від -0,56 до -0,71) між сухою речовиною, дисахаридами, сумою цукрів і нітратами, що свідчить про можливість ефективно проводити добори коренеплодів моркви на високий вміст сухої речовини і низьку долю нітратів.

У коренеплодів буряку столового нами виявлено також тісний взаємозв'язок між сухою речовиною та загальним цукром (r=0,73) і негативний - між вмістом цукрів та нітратами (r= -0,58).

Наявність стійкого кореляційного зв'язку між вмістом сухої речовини, цукрів і розчинною сухою речовиною дозволяє нам рекомендувати широке застосування рефрактометричного методу оцінки моркви при проведенні поліпшуючих доборів. Нами виявлено кореляційні взаємозв'язки між біохімічними і продуктивними ознаками моркви, тобто -каротину і: розчинною сухою речовиною (r=0,32); сумою цукрів (r=0,94); масою коренеплоду (r=0,67); діаметром флоеми (r=0,94); діаметром коренеплоду (r=0,90); діаметром ксилеми (r= -0,91).

Джерела високого вмісту хімічних речовин для селекції моркви каротинової і буряку столового

Виявлення параметрів мінливості направлено на формування ознакових, спеціальних генетичних колекцій моркви і буряку столового та виділення цінних форм і ліній з високим вмістом сухої речовини, цукрів, вітаміну С, -каротину, бетаніну і низьким - нітратів. Для селекційної роботи нами виявлено стабільні висококонкурентні сорти і лінії буряку столового, котрі характеризуються стабільністю збереження сухої речовини незалежно від умов вирощування і перевищують існуючі стандарти (сорти Дій та Бордо 237) на 1-2% - Багряний, лінії Р 144/92, 9/2, R 144/92, 38Д, № 7 (Україна), Кубанская борщевая (Росія), Холодостойкая 19 (Біларусь), Местная (Грузія), Аmer (Нідерланди), Perfected detroit (Канада).

Згідно з нашими даними, для селекції моркви на високий вміст сухої речовини найбільш цінними є сорти Надєжда - 9,5 - 20,6%, Оленка - 9,9 - 14,0 %, Світозара - 9,3 - 11,4 %, Шантене сквирська - 9,1 - 15,5%, № 5232 -10,2 - 14,3%, лінії № 5264 - 10,3 - 14,0% (Україна), Бірючекутская 415 (Росія) - 7,7-16,9 %, Gardaules (Литва) - 8,9 - 11,7%, Flakkes 2 (Нідерланди) - 9,1 -18,0 %, Міс (Румунія) - 11,6 - 16,3 %, Местная (Болгарія) - 11,0 - 15,0 %. Після оцінки 96 сортозразків моркви на вміст -каротину в фазу пучкової стиглості виявлено сортозразки, які перевищували за цим показником стандарти: Оленка - 7,0 мг%, Нантська харківська - 9,7, Шантене сквирська - 12,3 (Україна), Nanarin F1 - 17,1, Nelson F1 - 12,8, Шантене - 14,2 і Spartan Bonus - 16,1 мг% (Нідерланди).

В фазу технічної стиглості заслуговують на увагу сорти: Надєжда, Світозара, Flakkes 2 з вмістом -каротину 14,1-21,9 мг%, пластичні - лінії УУ-14750 - 23,7 мг% та 15065 - 22,3 мг%, Шантене - 22,9, Fontana F1 - 24,0 мг%.

Серед колекційних сортозразків сорт Лосіноостровская 13 (Росія) відзначався високим і відносно стабільним проявом ознаки вмісту вітаміну С - 6,1-6,6 мг% з незначною мінливістю під дією факторів зовнішнього середовища. Нами виділено також зразки з потенційно високим вмістом вітаміну С, показник якого коливався від 6,5 до 9,7 мг% (сорт-стандарт - 6,3 мг%. Зразки з Нідерландів Spartan Bonus, Bejo 1324 F1, Clairon F1, Nanarin F1, Аlаmo F1, Bangor F1, Nantes Tiр Toр, Neras F1, а також всі інші - Д-116 та Лінія 8/95, Міс, Deforaggio, Rubina мали високі показники цієї ознаки.

При оцінках колекційних зразків буряку столового, добре зарекомендували себе за стабільністю і високим вмістом вітаміну С: Detroit 2 - Nero - 10,7 мг%, у зразків Wodan F1 і Лінія 48/2 цей показник становив 10,2-11,4мг%.

Для селекційної роботи на підвищений вміст цукрів в коренеплодах моркви і можливість використання джерелами цукристості та харчосмакових якостей кращими були сорти Надєжда (Україна) - 7,0-7,6%, Flakkes 2 (Нідерланди), Местная (Болгарія).

За результатами біохімічної оцінки буряку столового нами виявлено генотипи з постійним підвищеним вмістом в коренеплодах цукрів - Лінія 48/2 (Україна) і Местная (Грузія).

Вирішити проблему зниження нітратів у продукції моркви та буряку столового можна, залучивши з генофонду при створенні нових форм зразки з тенденцією до низького їх накопичення.

До того ж, для селекційної роботи найбільш цінні ті з них, які в різних умовах середовища мають порівняно невисокий вміст нітратів з незначною амплітудою їх мінливості. За нашими спостереженнями, до таких належить український сорт Надєжда - 52-222 мг/кг (при ГДК нітратів 300 мг/кг). Виявлені нами потенційні можливості форм Надєжда, Світозара, Пучок, Лінії 8/95, УУ-14750 (Україна), Бірючекутская 415, Корсунская (Росія), Bergen F1, Caro Pridс, Kamarаn F1 (Нідерланди) в порівнюваних екологічних умовах дозволили цілеспрямовано використовувати їх в селекційній роботі на поліпшення якості і створення екологічно безпечних для здоров'я людини нових сортозразків.

Для залучення в селекційний процес нами рекомендовані також низьконітратні форми буряку столового - Багряний, Лінія 9, Лінія 38 Д з України, вміст нітратів у яких становив 484, 740 та 465 мг/кг відповідно.

Нами виявлені цінні джерела стабільного проявлення високого вмісту бетаніну незалежно від умов вирощування коренеплодів буряку столового - Багряний, Лінії 38Д, 48/2, 9/2 з України, Бордо 237 з Росії, Местная з Грузії, Pablo, Detroit 2-Nero, Аmer, ХРН-3646 з США.

Серед набору зразків буряку столового - 21 зразок, вирощуваних протягом 1986-1998 рр. на Устимівській дослідній станції (Полтавська область), нами виділено і рекомендовано для використання в селекції на підвищений вміст бетаніну високопластичні зразки: лінії української селекції: 144/2, 144/592, 144/92Т, 35к, 38/144-95, 48/2, 7, а також низьконітратний Amer Нідерландів, кількість бетаніну в якому перевищував стандарт - пізньостиглий сорт Бордо 237 (226 мг%) в 1,9-2,9 раза.

Генетико-статистичні параметри селекційних оцінок моркви на високий стабільний вміст хімічних речовин

Дослідження генетико-статистичних показників селекційних зразків на високий стабільний вміст хімічних речовин дозволили нам виділити нові високоякісні форми моркви з наявністю стійкої незначної генетичної мінливості.

За результатами оцінок параметрів біохімічного складу коренеплодів моркви та їх продуктивності нами виділено гомеостатичні зразки, котрі характеризувалися постійністю проявлення ознак незалежно від умов і способів вирощування: сухої речовини - Rubina (4,26), сумою цукрів - Нантська харківська (0,61), Оленка і Barex (0,50), вітаміном С - Шантене сквирська (1,75), Красавка (1,65), Нантська харківська (1,59), нітратами - Rubina (6,07), Лосіноостровская 13 (5,96), Красавка (5,95), діаметром коренеплода і ксилеми - Rubina (3,53 і 1,15), Оленка (2,24 і 3,57), масою коренеплода - Barex (5,17), Rubina (5,05). Джерелом за комплексом ознак є Rubina з Данії.

Оцінка селекційної цінності генотипів дозволила визначити перспективні для селекції форми з тісним взаємозв'язком високих показників їх стабільності: за вмістом сухої речовини - Rubina (10,92), сумою цукрів - Нантська харківська (4,66), Оленка (4,18), Л 161/88 (3,96), Barex (3,88) і Flakkes 2 (3,88), за вітаміном С - Нантська харківська (4,77), Шантене сквирська (4,61), Flakkes 2 (4,17), за -каротином Нантська харківська (12,26), Шантене сквирська (11,41), Красавка (10,09), за нітратами - Лосіноостровская 13 (147,1), Красавка (144,6), Burean (17,85), за діаметром коренеплода - Местная (Болгарія) (35,9), за масою коренеплода - Шантене сквирська (169,09), Оленка (119,89), Лосіноостровская 13 (81,96), Barex (91,26).

Генетико-статистичний аналіз, використаний в селекційній роботі при доборі батьківських пар дозволив провести всебічну їх оцінку та виділити кращі, що поєднували у собі високі показники якості і продуктивності.

Високою гомеостатичністю показників біохімічного складу і продуктивності відзначалися сорти Оленка, Нантська харківська, Шантене сквирська, Лосіноостровская 13, Красавка, Rubina, а також зразки Burean, Flakkes 2, Barex, Л 161/88, Местная (Болгарія), які характеризувалися і селекційною цінністю генотипів за цими ознаками.

Удосконалення методів оцінки вихідних форм і результати досліджень

Виявлення взаємозв'язку біохімічних і господарсько-цінних показників з метео- грунтовими факторами дозволило нам встановити стабільні та пластичні ознаки моркви та столового буряку, за якими проводили добір цінних для селекції форм. Розробка методики оцінки вихідних форм за вмістом біохімічних компонентів, які підвищують ефективність селекційного процесу.

В основу удосконаленої нами методики проведення оцінки вмісту -каротину в моркві покладено можливість використання коренеплода з високими показниками якості для садіння у полі після аналізу 1/3 його нижньої частини. Запропонована модифікація індивідуальної оцінки коренеплодів на вміст -каротину значно спрощує і прискорює цей процес.

Удосконалена нова методика візуальної та аналітичної оцінки застосовувалася нами на всіх етапах селекційної роботи, що й дозволило ефективно провести добір висококаротинових форм, а на їх основі створити якісні конкурентоспроможні сорти моркви Яскрава і к-2469 (Барс).

Сорт Яскрава має яскраво-оранжеве забарвлення циліндричного коренеплода, тупоконічну форму, довжину 15, діаметр 4-5 см; лежкість 226-230 днів; смак - 4,8-5,0 балів; вміст сухої речовини - 8,5-10,0 %, -каротину - до 24,5 мг%.

Новий сорт моркви к-2469 (Барс) за формою характеризуються поступовим збігом до низу, має інтенсивно оранжеве забарвлення, довжину до 15 см. Сорт - середньостиглий, технічна стиглість настає на 95-98-й день, лежкість висока, вміст -каротину - 21-23 мг%.

Удосконалений нами прискорений метод оцінки коренеплодів буряку на вміст бетаніну також використано на всіх етапах селекційної роботи при створенні нового сорту Бордо харківський. Коренеплід - темно-червоний, круглий, діаметром 12-15 см, масою 155 г. Смакові якості - 4-5 бала, вміст сухої речовини - 12,5 %, загального цукру - 9,3%, нітратів - 1440 мг/кг, бетаніну - 198 мг%.

Нові сорти моркви Яскрава і буряку столового Бордо харківський внесено до Державного реєстру сортів рослин України на 2000 р. (А. с. №№ 987 і 985). Сорт моркви к-2469 (Барс) готується для передачи до ДСВ.

Висновки

1. Для умов Лісостепу України науково обгрунтовано і створено інфракструктуру біохімічних і селекційних досліджень по виділенню вихідного матеріалу та виведенню високоякісних сортів моркви м'ясистої і буряку столового і визначено ефективні шляхи об'єднання методів кількісної біохімії і генетико-статистичного аналізів.

2. Встановлено екологічну мінливість за ознаками хімічного складу, урожайності та стійкості їх до факторів зовнішнього середовища. Розмах мінливості вмісту сухої речовини в коренеплодах моркви становить 11,0-18,1%, загального цукру - 4,1-9,6%, моносахаридів - 1,2-3,9%, дисахаридів - 1,9-5,5%, вітаміну С - 4,6-10,4 мг%, -каротину - 9,4-26,8 мг%, урожайності - 14,2-57,6 т/га. Коренеплоди буряку столового мають вміст сухої речовини 11,2-19,1%, загального цукру - 5,9-12,5%, вітаміну С - 6,0-15,1 мг%, нітратів - 474-4739 мг/кг, урожайності - 31,6-96,6 т/га.

3. Доведено, що оцінку вихідного матеріалу і добір за вмістом в коренеплодах сухої речовини, загального цукру, вітаміну С, -каротину у моркви і бетаніну у буряку столового необхідно проводити з обов'язковим урахуванням характеру екологічної реакції генотипу. У моркви і буряку столового виявлено ознаки з найменшим коефіціентом варіації: вмісту сухої речовини - 17,5 і 19,2% відповідно, загального цукру - 20,9 і 19,5%. У моркви найбільш мінливими ознаками були моносахариди з коефіцієнтом варіації 37,9%, дисахариди -27,6%, вітамін С - 21,6%, -каротин - 36,9 %, у буряку столового - вітамін С - 27,3 %, нітрати - 68,8.

4. Встановлено тісні кореляційні взаємозв'язки між біохімічними і продуктивними ознаками моркви: сухою речовиною і моносахаридами (r=0,50), дисахаридами (0,66); розчинною сухою речовиною і сумою цукрів (r=0,94); -каротином і: розчинною сухою речовиною (r=0,32), сумою цукрів (r=0,39), масою коренеплода (r=0,67), діаметром флоеми (r=0,94), діаметром ксилеми (r=-0,91), діаметром коренеплода (r=0,90), нітратами і сухою речовиною (r=-0,56), сумою цукрів (r=-0,69), розчинною сухою речовиною (r=-0,71).

У буряку столового позитивні кореляційні взаємозв'язки виявлено між вмістом: сухої речовини і вітаміном С (r=0,73), загальним цукром і вітаміном С (r=0,50), нітратами і загальним цукром (r=-0,58).

5. Виявлено, що умови року і поживний режим грунту впливали на проявлення продуктивних і біохімічних показників: температура повітря - на вміст -каротину в коренеплодах моркви (r=0,46), сухої речовини (r=0,24), моносахаридів (r=0,13); кількість опадів і відносна вологість повітря - на вміст сухої речовини, загального цукру, -каротину, вітаміну С (r= -0,16 - -0,79). Встановлено позитивні кореляційні зв'язки між: наявністю в грунті нітратів і вмістом в коренеплодах моркви -каротину (r=0,43), сухої речовини (r=0,43), загального цукру (r=0,31), дисахаридів (r=0,37); рухомим фосфором і вмістом сухої речовини (r=0,37), вітаміну С (r=0,50); обмінним калієм і кількістю загального цукру (r=0,46), сухої речовини (r=0,58), дисахаридів (r=0,67).

6. Встановлено, що в роки, сприятливі максимальному проявленню господарсько- цінних ознак моркви і які виявилися ефективним селективним фоном, сума середньомісячних температур повітря за період вегетації становила 106,8 0С, сума опадів - 214,2 мм, відносна вологість - 62%, для буряку столового ці показники відповідали 97,5 0С, 397,6 мм і 65%.

7. Виділено за комплексом цінних показників і рекомендовано для використання в селекції моркви цінні джерела: сухої речовини (1), вмісту цукрів (2), вітаміном С (3), -каротином (4), низьким вмістом нітратів (5) - Надєжда (1-5), Світозара (1, 4, 5), Шантене сквирська (1, 3), Л 5264 і Л 5232 (1, 4), Пучок (1, 2) з України; Бірючекутская 415 (1, 3, 5) з Росії; Flakkes 2 (1-4) з Нідерландів; Местная (Болгарія) (1, 2); Л 8/95, УУ 14750 з України, Корсунская з Росії, Bergen F1, Kamaran F1 з Нідерландів та Caro Pridc з США - низьким вмістом нітратів.

8. Виділено джерела для селекції буряку столового на підвищений вміст: сухої речовини - Л 144/92, Л 9/2, Л 144/92Т, Л 38Д, Л 7 (Україна), Amer (Нідерланди), Местная (Болгарія), Холодостойкая 19 (Біларусь), Кубанская борщевая (Росія), Perfekted detroit (Канада); цукрів - Рось 34/36, Сквирський дар, Л -48/2, Л - 9/2, Л - 38 Д (Україна), Местная (Грузія); Pablo Detroit 2-Nero і Amer (Нідерланди); низького вмісту нітратів - Л-9, Л-38 Д (Україна), а Багряний з України - за всіма трьома показникам.

9. Підвищено ефективність методики оцінки зразків на -каротин за рахунок введення нового способу добору проб для аналізу, яка дозволяє цілеспрямовано і прискорено оцінити та розмножити вихідні форми.

10. За комплексом адаптивних параметрів виділено джерела високої загальної та специфічної адаптивності (1), пластичності (2), селекційної цінності (3) та гомеостатичності (4) зразків: Красавка (1-4) з Молдови, Оленка, Нантська харківська і Шантене сквирська з України, Лосіноостровская 13 з Росії та Местная з Болгарії - за 3, 4; Barex (1-4) і Rubina (2-4) з Данії та Flakkes 2 (1-3) і Burean (2, 3) з Нідерландів.

11. На основі удосконаленої нами методики створено і внесено до Державного реєстру сортів рослин України на 2000 рік середньопізні сорти моркви Яскрава з урожайністю коренеплодів 62,1-94,4 т/га, товарністю 78-84%, вмістом -каротину до 24,5 мг%, сухої речовини - 10%, буряку столового - Бордо харківський з тривалістю вегетаційного періоду 105-114 днів, урожайністю товарних коренеплодів 49,6-53,2 т/га, вмістом бетаніну до 200 мг%, низьким накопиченням нітратів. Сорти рекомендовано для дитячого, дієтичного та профілактичного харчування.

Практичні рекомендації

1. Для підвищення ефективності селекційної роботи при створенні нових форм моркви і буряку столового науковим організаціям рекомендується використовувати:

виявлені нами високопоживні джерела моркови з підвищеним вмістом: сухої речовини і цукрів - Місцева (Болгарія); сухої речовини, цукрів і -каротину - Надєжда, Flakkes 2; сухої речовини і вітаміну С - Міс; сухої речовини і низького вмісту нітратів - Бірючекутськая 415, Надєжда; -каротину і низького вмісту нітратів - Лінія УУ-14750; для оцінки -каротину застосовувати удосконалений нами метод оцінки.

Пучкову продукцію моркви одержувати при вирощуванні висококаротинових зразків - Шантене сквирська, Nadum F1, Nelson (F1), Шантене, Spartan Bonus.

Для селекції буряку столового рекомендуються джерела з високим вмістом: сухої речовини, цукрів, бетаніну, вітаміну С і низьким вмістом нітратів - Багряний і Лінія 38Д; цукрів, вітаміну С і низьким вмістом нітратів - Лінія 9; бетанину, аскорбінової кислоти і дисахаридів - Лінія 48/2; бетаніну, сухої речовини і дисахаридів - Amer; сухої речовини і аскорбінової кислоти - Холодостійкий 19; дисахаридів і вітаміну С - сорт української селекції Сквирський дар.

2. Виробництву ширше використовувати нові високовітамінні та продуктивні сорти моркви м'ясистої Яскрава та буряку столовго - Бордо харківський, які характеризуються підвищеною врожайністю і високим вмістом біологічно активних речовин.

Список робіт, опублікованих за темою дисертації

1. Barsukova V.E. Variability of the main components of biochemical composition of red beet roots in connection with adaptive breeding Babtai, Kaunas, Lithuanian Institute of horticulture; “Horticulture and vegetable growing”, 17(2), 1998.-Р. 71-75

2. Барсукова В.Е. Взаимосвязь биохимических показателей моркови и подвижных форм питательных веществ почвы // Овочівництво і баштанництво.- К.: Аграрна наука, 1999,- №43. - С.154-157.

3. Барсукова В.Е. Изменчивость основных биохимических показателей моркови и их использование в селекции // Овочівництво і баштанництво.- К.: Аграрна наука, 1999.-№44.- С.181-185.

4. Барсукова В.Е. Влияние экологических факторов на изменчивость компонентов биохимического состава корнеплодов // Овочівництво і баштанництво.- К.: Аграрна наука, 1999.- №44.- С.186-189.

5. Барсукова В.Е., Горовая Т.К. Биохимическая конкурентоспособность новых сортов столовых корнеплодов / Тез. докл. IV Межд. н.-произв. конф. “Селекция, экология, технологии выращивания и переработки нетрадиционных растений.”, Алушта-Симферополь, 1996.- С. 114-115. (Безпосередньо пошукачем проведена біохімічна оцінка столових коренеплодів, оцінка їх за конкурентоздатністю, частка авторства становить 70%).

6. Барсукова В.Е. Изменчивость биохимического состава сортотипов свеклы столовой // Селекция и семеноводство овощных и бахчевых культур.Тез. докл. науч.-теор. конф., посвящ. 100-летию со дня рожд. Б.В. Квасникова, М - 1998.- С. 66.

7. Барсукова В.Е. Вариабельность биохимических показателей сортотипов свеклы столовой // Тез. докл. н.-практ. конф. “Интродукция нетрадиц. и редких с/х растений”.- Т.1.- Пенза.- 1998.-С. 71-73.

8. Барсукова В.Е. Влияние климатических факторов на формирование урожайности и биохимического состава корнеплодов свеклы столовой // Тезисы докладов Международного симпозиума по селекции и семеноводству овощных культур. - М.: ВНИИССОК.- 1999.- С. 79.

Размещено на Allbest.ru