Размещено на http://www.allbest.ru/

Інститут землеробства

Української академії аграрних наук

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Спеціальність: 06.01.05 - Селекція і насінництво

Вихідний матеріал для селекції гібридів кукурудзи з інтенсивною віддачею вологи зерном

Цицюра Ярослав Григорович

Київ 2001

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана у Вінницькому державному аграрному університеті протягом 1998 - 2000 рр.

Науковий керівник: доктор сільськогосподарських наук, професор Зозуля Олександр Лаврентійович завідувач кафедри рослинництва, селекції та насінництва Вінницького державного аграрного університету.

Офіційні опоненти: доктор біологічних наук, професор Тараненко Любов Калинівна завідувач відділу селекції круп'яних культур Інституту землеробства УААН;

кандидат сільськогосподарських наук, доцент Жемойда Віталій Леонідович завідувач кафедри генетики, селекції та насінництва Національного аграрного університету.

Провідна установа: Інститут рослинництва ім. В.Я. Юр'єва УААН.

Захист відбудеться “18 ” грудня 2001р. о 12 годині на засіданні Спеціалізованої вченої ради Д 27.361.01 при Інституті землеробства УААН за адресою: 08162, смт Чабани Києво-Святошинського р-ну Київської області,

Інститут землеробства УААН, на ім'я вченого секретаря Спецради.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту землеробства УААН.

Відгуки на автореферат у двох примірниках, завірені печаткою, просимо надсилати на ім'я вченого секретаря Спецради.

Автореферат розіслано “ 14 ” листопада 2001 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради, кандидат сільськогосподарських наук Л. О. Кравченко

1. Вступ

Сучасні умови сільськогосподарського виробництва потребують енергоощадних технологій та відповідного сортового і гібридного матеріалу с.- г. культур, який відповідав би умовам енергозбереження.

На думку С. С. Бакая (1988), О. Л. Зозулі (1998), Д. Шпаара (1998) та цілого ряду інших авторів кукурудза є і залишається однією із високопродуктивних культур зернового балансу України, що потребує значних енерговитрат на її вирощування. Тому автори вважають, що найбільш важливими напрямками у виробництві зерна кукурудзи будуть: підвищення урожайних властивостей гібридів та скорочення енерговитрат на післязбиральне сушіння їх зерна. Ці два напрямки найбільш раціонально поєднуються при створенні високоврожайних швидковисихаючих (при дозріванні зерна) гібридів кукурудзи.

Актуальність теми. Вирощування швидковисихаючих гібридів кукурудзи дозволяє суттєво знизити витрати енергоресурсів на післязбиральне сушіння урожаю - на 30 % - 45 %. Особливого значення, для створення таких гібридів, набуває розробка надійних методів ідентифікації вихідного матеріалу за вологовіддачею зерна, висвітлення генетичних аспектів ознаки “вологовіддача”, оцінювання впливу на цей процес якомога більшої кількості абіотичних факторів, морфологічних ознак качана і зернини. Саме ці питання і були предметом досліджень дисертаційної роботи.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження є складовою частиною НТП “Зернові і олійні культури” УААН на 1997 - 1999 рр. та тематичного плану науково-дослідних робіт Вінницького державного аграрного університету (ВДАУ) і були спрямовані на ідентифікацію ліній кукурудзи з підвищеними адаптивними властивостями (номер держреєстрації 0199U003105).

Мета і завдання досліджень. Мета досліджень - ідентифікація самозапилених ліній кукурудзи по здатності інтенсивно віддавати вологу зерном та розробка принципів підбору пар при їх гібридизації. Для досягнення цієї мети були поставлені такі завдання:

- провести комплексну оцінку самозапилених ліній за основними показниками швидкого висихання зерна і на основі цього розробити принципи ідентифікації вихідного матеріалу кукурудзи за даною ознакою;

- встановити спектр мінливості та величину стабільності прояву ознак вологості зерна у самозапилених ліній та гібридів;

- визначити генетичну структуру, особливості і характер формування ознаки “вологість зерна”;

- провести комплексну оцінку залежності швидкості висихання зерна від основних морфологічних ознак качана, зернівки та рослини в цілому, а також кліматичних факторів із застосуванням методів кореляційного аналізу;

- виділити перспективні самозапилені лінії та гібридні комбінації з швидким висиханням зерна, які проявляють високу стабільність за даною ознакою.

Об'єкт дослідження - вологість зерна в самозапилених ліній кукурудзи та закономірності формування її в гібридів кукурудзи, створених на основі відповідного матеріалу із встановленими характеристиками за висиханням зерна, під впливом комплексу морфологічних ознак рослини в цілому та ряду кліматичних факторів.

Предмет дослідження - фактори, що визначають інтенсивність віддачі вологи зерном самозапилених ліній та гібридів кукурудзи, створених на їх основі.

Методи дослідження: органоліптичний - для виявлення фенотипічної мінливості рослин; вимірювально-ваговий - для визначення вологості зерна, морфологічних характеристик усієї рослини та її складових (площа листків, площа та щільність обгорток, площа поверхні качана); розрахунковий - для визначення показників повторюваності, комбінаційної здатності, ступеня домінування, варіант і компонент генетичного аналізу, варіацій і кореляційного зв'язку ознак, пов'язаних із вологістю зерна та його вологовіддачею; математично-статистичний - для оцінки достовірності отриманих результатів досліджень; розрахунково-порівняльний - для одержання біоенергетичної оцінки гібридного матеріалу кукурудзи із різною збиральною вологістю зерна.

Наукова новизна одержаних результатів полягає у виявленні особливостей успадкування ознаки “вологовіддача зерна кукурудзи” і її мінливості в різні фази його дозрівання при комплексному впливові морфологічних ознак качана і зернини та абіотичних факторів навколишнього середовища. Це дозволило виявити класифікуючи критерії комплексної оцінки вихідного матеріалу і, таким чином, розробити систему оцінювання й ідентифікації вихідного матеріалу за ознакою “швидкість висихання зерна”.

Виявлено генетичні джерела, які мають здатність інтенсивно віддавати вологу зерна при дозріванні - цілий ряд цінних швидковисихаючих ліній зареєстрованих у Національному центрі генетичних ресурсів України. На їх основі створено конкурентоздатні швидковисихаючі гібриди кукурудзи, що розглядаються на можливість передачі в Державне сортовипробування.

Практичне значення одержаних результатів полягає у використанні в селекційній практиці модифікованих приладів і методів, прямих і побічних оцінок селекційного матеріалу кукурудзи за величиною вологи зерна в різні періоди його дозрівання. Прилади і розроблені методики широко застосовувались чи передані до застосування в Інститут рослинництва ім.. В. Я. Юр'єва УААН, Інститут кормів УААН, Вінницьку державну сільськогосподарську дослідну станцію та інші установи.

Ряд теоретичних положень, приведених у роботі, дають можливість більш ґрунтовного пояснення процесів формуванням та дозріванням зерна кукурудзи.

Для селекційної практики запропоновані швидковисихаючі лінії кукурудзи, які впроваджені в селекційну роботу Інституту рослинництва ім. В.Я. Юр'єва УААН. Вони досягають фізіологічної стиглості зерна на 46 - 49 день після цвітіння качанів і мають рівень збиральної вологості 13 - 16 %. Крім того, створені швидковисихаючі гібриди кукурудзи з урожайністю 70 - 71 ц/га і величиною збиральної вологості 16 - 17 %, що забезпечує суттєве скорочення енергоресурсів на післязбиральну обробку зерна для доведення до стандартного рівня на 19 - 20 %.

Особистий внесок здобувача. Дисертантом проведені польові та лабораторні дослідження, аналізи та узагальнення одержаних експериментальних даних; внесені пропозиції для селекційної практики.

Апробація результатів дисертації. Основні положення і результати досліджень доповідались і обговорювались на наукових конференціях професорсько-викладацького колективу ВДАУ (1998 - 2000 рр.), науково-практичному семінарі молодих вчених та спеціалістів “Вчимося господарювати” (Київ, 1999), першій науковій міжвузівській конференції аспірантів і молодих викладачів “Сучасна аграрна наука: напрями досліджень, стан і перспективи ” (Вінниця, 2001), міжнародній науковій конференції “Генетика та селекція вищих організмів” (Полтава, 2001).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 8 наукових праць, 4 з яких - у фахових наукових виданнях.

Обсяг та структура дисертації. Дисертаційна робота складається із вступу, 7-ми розділів, висновків і рекомендацій для практичної селекції. Загальний обсяг роботи - 197 сторінок машинопису, в т. ч. 40 таблиць, 19 рисунків, 16 додатків. У переліку літератури 210 найменувань, в т. ч. 70 латиницею.

2. Зміст роботи

Водний режим зерна кукурудзи в фази його формування і дозрівання (огляд літератури)

Аналіз літературних даних свідчить про те, що окремі процеси висихання зерна мають різне тлумачення у різних авторів, що дає підстави вважати їх недостатньо вивченими, і, таким чином дослідження в цьому напрямку є досить актуальними.

Умови, матеріал та методика проведення досліджень

Дослідження проводились на дослідному полі кафедри рослинництва, селекції та насінництва ВДАУ в період з 1998 по 2000 рік. Грунт поля сірий лісовий середньосуглинкового механічного складу. За результатами останнього комплексного агрохімічного аналізу (2000 р.) вміст гумусу (за Тюріним) в орному шарі складає 2,4 %. Реакція ґрунтового розчину слабокисла - pH (сольове) 5,8; середньозважені: гідролітична кислотність - 4,1 мг. екв. на 100 г ґрунту; сума ввібраних основ - 15,3 мг.екв. на 100 г ґрунту; ступінь насичення основами - 78,9 %. В ґрунтах міститься доступного для рослин азоту (за Корнфілдом) 88 мг/кг ґрунту, рухомих форм Р2О5 і К2О (за Чириковим) 212; 92 мг/кг ґрунту, відповідно.

Кліматичні умови в роки проведення досліджень були різними. Вегетаційні періоди 1999 - 2000 рр. характеризувались посушливістю із значним відхиленням середньодобової температури повітря та кількості опадів (в період формування і наливу зерна) від середньобагаторічної норми, що в певній мірі вплинуло на швидкість зниження вологості зерна та продуктивність рослин.

Вивчались 44 самозапилені лінії кукурудзи різного еколого-географічного походження та 98 простих гібридів (створених на основі вказаних ліній), 72 з яких одержано за повною діалельною схемою схрещувань 9-ти самозапилених ліній, і 26 за парним схрещуванням. Самозапилені лінії висівались на ділянках площею 4,9 м2 у дво- чотириразовій повторності, гібриди на ділянках площею 10 м2 у чотириразовій повторності. Стандарти, кращі селекційні лінії робочої колекції для груп стиглості та гібриди вітчизняної селекції, рекомендовані інспектурою Державної комісії України по випробуванню та охороні сортів рослин по Вінницькій області на 1998 - 2000 рр., розміщувались через кожні 20 ділянок зразків робочої колекції.

Фенологічні спостереження, основні оцінки та обліки проводились відповідно до ”Методики проведення польових досліджень із кукурудзою” (1980). Фізіологічну стиглість зерна відмічали відповідно до методики M. Cristea (1978). Градаційну та бальну оцінку всіх морфологічних та якісних ознак вели за Класифікатором-довідником виду Zea mays L. (1994).

Визначення вологості зерна проводили безпосередньо в полі з основним інтервалом в 10 днів і використанням вологоміра “Дністер-1”, переобладнаного для замірів вологості зерна на качанах., з урахуванням методик M. T Hillson, L. H. Penny (1965), Ю. А Асики, Э. И. Григоряна (1983), О. Л. Зозулі (1986).

Лінійні розміри, площу та щільність визначали для кожної обгортки індивідуально у порядку її розміщення на качані кукурудзи із використанням модифікованої формули числового інтегрування Сімпсона та вирізкового методу.

Енергоємність післязбиральної доробки зерна (МДж/га), з використанням режиму штучного сушіння, визначали відповідно до типового алгоритму оцінки біоенергетичної ефективності гібридів кукурудзи (С. С. Бакай, 1988).

Дослідні дані піддавались обробці статистичним, одно і двохфакторним дисперсійним, кореляційним, регресійним, повним та частковим генетичним, комбінаційним методами аналізу за Р.В. Рокіцьким (1973), Дж. У. Снедекором (1961), А.А. Жученко (1980), В.К. Савченко (1980), Н.В. Турбіним, Л.В. Хотилевою, Л.А. Тарутиною (1974) і інших авторів на персональному комп'ютері із використанням пакету сучасних програм.

Характеристика вологовіддачі зерна самозапилених ліній та гібридів кукурудзи

Закономірності зниження вологості зерна самозапилених ліній і гібридів кукурудзи та їх класифікація за типом його висихання

Лінії в межах кожної групи аналізувались по вологості зерна на 30-й, 72-й (збиральна) день після цвітіння качанів, у стані фізіологічної стиглості (ФС); тривалості періоду цвітіння качанів - ФС зерна; вологовіддачі зерна до та після ФС та в інтервалі 30 - 72-й день після цвітіння качанів.

Основні закономірності зниження вологості зерна самозапилених ліній і гібридів кукурудзи, за даними наших досліджень, є такі:

- достовірна генотипічна різниця по вологості зерна та його вологовіддачі у всі рубіжні обліки, що вказує на різну інтенсивність накопичення сухої речовини зерна різними генотипами;

- зниження вологості зерна має не лише різний характер в період з 30-го по 72-й день після цвітіння качанів, але й різну інтенсивність у проміжні аналізовані періоди (десятиденні інтервали), на що вказує аналіз апроксимації графіків динаміки вологості, які мають вигляд похилої кривої, що за математичними закономірностями максимально відповідає кривій четвертого порядку;

- ФС зерна є межею, що розділяє процес зниження його вологості на біологічний та фізичний механізми, які є взаємозалежними, а їх співвідношення - показник інтенсивності висихання;

- вищі темпи зниження вологості зерна до ФС над такими після неї, що свідчить: біологічний механізм вологовіддачі зерна, забезпечує швидші темпи зниження його вологості ніж фізичний, який починає діяти після ФС зерна, тобто після внутрішньої стабілізації його структур;

По вивчених ознаках та вказаних особливостях весь набір ліній та гібридів було розділено на чотири типи за характером висихання зерна: швидкий, проміжний швидкий, проміжний повільний та повільний (табл. 1).

Таблиця 1 Швидкість зниження вологості зерна в самозапилених ліній та простих гібридів кукурудзи різних типів висихання (середнє за 1998 - 2000 рр. ± внутрішньогрупове відхилення)

За даною класифікацією швидковисихаючі форми досягають ФС зерна на 46 - 49-й день після цвітіння качанів при середній вологості 29,4 - 29,8%, маючи при цьому темпи зниження вологості до ФС зерна в середньому 1,13 - 1,25 % на добу, а після неї 0,55 - 0,58 % на добу із величиною її при збиранні 15,3 - 15,9 %.

На відміну від них, у повільновисихаючих форм ці показники відповідно становлять: 60 - 61 день, 31,3 - 32,0 %, 0,83 - 0,84 і 0,48 - 0,62 % на добу, 24,8 - 26,1 %.

Слід відмітити, що величина вологості зерна та його вологовіддача залишалась досить стабільними по роках в межах максимально-мінімальних значень, характерних для типу.

Суттєва різниця по вологості зерна в стані ФС встановлена для швидкого та повільного типів висихання зерна і не має характеру суттєвості для проміжних типів. Для більшості форм поява “чорного шару” (ознака ФС) в основі зерна відмічалась при його вологості в межах 28 - 31 %. Отже, саме рівень вологості зерна є визначальним у формуванні ознаки “фізіологічна стиглість” у кукурудзи, а його значення в межах 28 - 33 % є індикатором припинення надходження запасних поживних речовин у зернівку.

Встановлено, що швидковисихаючі форми мають більшу вираженість затухання вологовіддачі в ході дозрівання зерна порівняно з іншими формами. Про це свідчить коефіцієнт співвідношення періодів вологовіддачі - чим він вищий, тим менша величина вологовіддачі після ФС. Повільновисихаючі форми, навпаки, характеризуються низькими і близькими значеннями темпів висихання зерна в обидва аналізовані періоди. У швидковисихаючих форм це пояснюється прискореною стабілізацією вологи зерна при досягненні ним ФС, що значно утруднює його висихання навіть при сприятливих умовах. У повільновисихаючих - навпаки, повільною стабілізацією вологи зерна, розтягнутим періодом його наливу, співпаданням несприятливих кліматичних умов та фізичного механізму вологовіддачі.

Лінії, що вивчались в роботі, за типом висихання зерна, представлені в табл. 2.

Таблиця 2 Самозапилені лінії різних типів висихання зерна (за результатами оцінювання 1998 - 2000 рр.)

Мінливість ознак вологості та вологовіддачі зерна

самозапилених ліній і гібридів кукурудзи

Оцінку мінливості ознак вологості та вологовіддачі зерна проводили за коефіцієнтом повторюваності (Rn) (для ліній), визначеним за методикою А. А. Жученко (1980), коефіцієнтом варіації (V) та факторним аналізом.

Середній (Rn) по вологості зерна на 30-й день після цвітіння качанів становив 0,59; на 72-й день - 0,58; вологості ФС зерна - 0,84; по швидкості зниження вологості зерна за період з 30-го по 72-й день після цвітіння качанів - 0,58. Це вказує на те, що в ліній варіанса мінливості ознак між рослинами перевищує річну варіансу мінливості. Висока стабільність річної варіанси ознак дає змогу виділити серед ліній швидковисихаючі, які будуть зберігати дану ознаку в різні роки, як із сприятливими, так і несприятливими для висихання зерна умовами.

Факторним аналізом встановлено, що величина вологості зерна має високу генотипову вираженість - від 43,90 % по вологості ФС зерна до 57,30 % по вологості зерна на 30-й день після цвітіння качанів, що відкриває можливість добору вихідного матеріалу із стабільним проявом даних ознак.

Оцінка варіювання вологості зерна за коефіцієнтом варіації (V) згідно із шкалою Ю.Л. Гужова (1987) показала, що вологість зерна має незначне або помірно слабке варіювання на початкових етапах обліку вологості (V = 6,0 - 9,0 %) до середнього на завершальних (V = 12 - 14 %), що встановлено як для ліній, так і гібридів. На початковому етапі обліку вологості коефіцієнт коливався по роках від 3,8 до 11,0 %, на заключному етапі (72-й день) - від 5,2 до 29,3 %.

Отже, в ході висихання зерна між окремими рослинами зростає різниця по його вологості, зумовлена як різним рівнем початкової вологості зерна, так і різними темпами висихання. Про це свідчить коефіцієнт варіації для двох етапів вологовіддачі. Для вологовіддачі зерна до ФС він по роках коливається в межах 8,3 - 47,5 % (від помірно слабкого до високого) із середнім значенням від 15,42 до 17,83 %, а після ФС - відповідно в межах 7,7 - 80,5 % (від незначного до значного); 27,79 % - 29,91 %.

Таким чином, біологічний процес вологовіддачі, що в більшій мірі є генетично визначеним, забезпечує по його завершенню менш варіююче значення вологості зерна.

Формування ознак вологовіддачі зерна гібридами кукурудзи в системі діалельних схрещувань

Аналіз комбінаційної здатності за ознаками швидкості зниження вологості зерна

Дисперсійний аналіз даних по вологості зерна на всіх етапах після цвітіння качанів у гібридах, отриманих в результаті схрещування ліній ХЛГ 33, ХЛГ 224, ХЛГ 264, ХЛГ 266, ХЛГ 272, ХЛГ 386, МА 17, PLS 61, УХ 405 по повній діалельній схемі показав, що в цій групі є суттєві генотипові відмінності по вологості зерна. Суттєва різниця по ефектах загальної (ЗКЗ) і варіансах специфічної комбінаційної здатності (СКЗ) вказує як на важливість адитивної, так і неадитивної дії генів, що обумовлюють рівень вологості зерна, а стабільність ефектів ЗКЗ по роках (різниця в рангах не перевищує одиниці) - вказує на високі значення успадкування ознаки (табл. 3).

Кращими по комбінаційній здатності на нижчу вологість зерна, за результатами наших оцінок, є лінії ХЛГ 266, PLS 61, ХЛГ 264, ХЛГ 386, які мали стабільно високі негативні значення ефектів ЗКЗ для всіх етапів замірів вологості. Самозапилені лінії МА 17, ХЛГ 33, УХ 405 характеризувались за всі роки найвищими позитивними значеннями ефектів ЗКЗ, тому вологість зерна гібридів за їх участю була високою.

Лінії (PLS 61, ХЛГ 266, ХЛГ 386, ХЛГ 264), що характеризуються високим негативним значенням ефектів ЗКЗ та незначною варіансою СКЗ по вологості зерна, найбільш доцільно використовувати у гібридизації в якості донорів швидкого висихання.

Аналогічний аналіз комбінаційної здатності проведений по ознаках “вологість ФС зерна” та “тривалість періоду цвітіння качанів - ФС зерна” показали, що кращими по ЗКЗ лініями, що забезпечують нижчу вологість ФС зерна є ХЛГ 266, ХЛГ 272, ХЛГ 386, PLS 61, тобто ті, які мали кращі параметри ЗКЗ по вологості зерна, а лінії з негативним значенням ЗКЗ по вологості зерна при гібридизації (ХЛГ 266, ХЛГ 264, PLS 61) давали гібриди із коротким періодом його наливу.

Таким чином, лінії із швидким висиханням зерна характеризуються як високими від'ємними ефектами ЗКЗ по вологості зерна, так і по тривалості періоду “цвітіння качанів - ФС зерна”.

Взаємозв'язок висихання і урожайності зерна гібридів кукурудзи

Отримані нами дані вказують на можливість поєднання високої урожайності та швидкого висихання зерна в одному генотипі.

Аналіз напрямків схрещувань (табл. 3) свідчить, що гібриди з меншою вологістю зерна, вищою вологовіддачею та високою урожайністю доцільніше отримувати при використанні в якості батьківських компонентів форми, що поєднують високі негативні значення ЗКЗ та позитивні СКЗ по вологості зерна з високими позитивними значеннями даних показників по його урожайності.

Таблиця 3 Оцінка ефектів загальної (gi) і варіанс специфічної (у2si) комбінаційної здатності самозапилених ліній за ознаками “вологість зерна” та “урожайність зерна”, 1999 - 2000 рр.

Повільновисихаючу лінію, що має високі ЗКЗ та СКЗ по урожайності зерна та позитивні значення даних показників по його вологості, використовувати в якості материнського компоненту при схрещуванні із швидковисихаючою лінією з певними значеннями ЗКЗ і СКЗ по вологості та урожайності зерна.

Підтвердженням вище сказаному є показники урожайності та швидкості висихання зерна у гібридів за участю ліній ХЛГ 33, ХЛГ 224, ХЛГ 266, ХЛГ 272, МА 17, PLS 61, які при урожайності 56,7 - 78,4 ц/га мають вологовіддачу до ФС зерна в середньому більше 1 % на добу, а після неї 0,6 - 0,7 % на добу, при величині збиральної вологості 14 - 18 %, що для окремих гібридів є істотно кращим за стандарт (табл. 4).

Таблиця 4 Оцінка простих гібридів кукурудзи з кращим поєднанням урожайних властивостей та інтенсивності вологовіддачі зерна (середнє за 1999 - 2000 рр.)

Порівняння реципрокних простих гібридів кукурудзи по вологовіддачі зерна

Реципрокні гібриди по швидкості зниження вологості зерна в інтервалі 30 - 72-й день після цвітіння качанів, суттєво між собою відрізнялись. Аналіз даних вказує на достовірні відмінності по швидкості висихання зерна у вказаний період в 19 пар реципрокних гібридів у 1999-му році та в 17-ти пар із 36-ти у 2000-му році, тобто у 52,8 та 47,2 % від загальної кількості гібридів. Відхилення в сторону материнської форми відмічалось у 9-ти пар гібридів (47,3 % достовірних випадків відхилення) у 1999-му році та 10 пар (58,8 %) у 2000-му році. В інших гібридах швидковисихаючою була лінія в батьківському компоненті. Встановлена різниця між реципрокними гібридами вказує на необхідність визначення оптимальних напрямків схрещувань.

Генетичний аналіз ознаки “вологість зерна”

Генетичний аналіз в наших дослідженнях включав оцінку ступеня домінування за F. Petr, K. Frey [1966] та повний генетичний аналіз Джінкса - Хеймана.

Згруповані дані по ефектах домінування показують, що по вологості зерна на 30-й день після цвітіння качанів серед комбінацій для даної групи ліній переважали ефекти наддомінування як високої, так і низької вологості зерна (у 1999-му 52,8 % в сумі), так і неповного її домінування (у 2000-му 51,4 % в сумі). Загальна величина домінування високої вологості зерна становила в 1999-му році 61,1 %, а в 2000-му році 58,4 % всіх гібридних комбінацій при значній величині неповного домінування (20,8 %) низької вологості. Встановлено, що у гібридів з участю лише швидковисихаючих ліній переважає ефект наддомінування високої вологості зерна на відміну від гібридів з участю різних за характером висихання зерна ліній

Характер домінування ознаки змінюється в ході дозрівання зерна - зростає домінуючий ефект високої вологості зерна до фізіологічної стиглості, а після неї - знижується.

В дослідженнях розроблялись дві моделі генетичного аналізу за ознакою “збиральна вологість зерна”. Перша модель - за загальною схемою, друга - з використанням середніх значень реципрокних гібридів (із видаленням ліній ХЛГ 33, УХ 405, МА 17, що змінюють характер формування ознаки). Матеріал обох моделей перевірено на відповідність гіпотезі Хеймана і визначено генетичні компоненти (табл. 5)

Аналіз генетичних компонент першої моделі, в яку ввійшли лінії різні за характером висихання зерна та другої моделей з переважанням швидковисихаючих форм дає змогу стверджувати, що в схрещуваннях лише з участю швидковисихаючих ліній зміщується характер домінування в сторону наддомінування в успадкуванні збиральної вологості зерна, при неповному домінуючому ефектові в групах з участю різних за характером його висихання ліній. При участі в схрещуваннях лише швидковисихаючого вихідного матеріалу гібридне потомство матиме збиральну вологість переважно вищу за аналогічну в батьків. При схрещуванні різнорідного матеріалу за швидкістю висихання зерна, повільновисихаючі лінії даватимуть гібриди з меншою вологістю зерна при схрещуванні з швидковисихаючими, але не проявлятимуть вираженого домінуючого ефекту низької вологості в схрещуваннях між собою. В моделі, де переважає швидковисихаючий вихідний матеріал, середня збиральна вологість буде нижчою за аналогічну в моделі з рівним (близьким до нього) співвідношенням швидко- і повільновисихаючих форм.

Таблиця 5 Генетичні компоненти ознаки “збиральна вологість зерна”, 1999 - 2000 рр.

Роль морфологічних, фенологічних ознак рослин і кліматичних умов у процесах зниження вологості зерна кукурудзи

Вивчення зв'язків морфологічних і фенологічних ознак із збиральною вологістю зерна (табл. 6) показало, що вона має прямі кореляції із такими ознаками як довжина, діаметр качана, лінійні розміри зерна, маса 1000 зерен, загальна тривалість вегетаційного періоду і його складових по формуванню і наливу зерна.

Площа поверхні качана та його об'єм показали тісний зв'язок із вологістю зерна, тобто лінійні параметри качана і зернини мають збалансований системний вплив на величину вологості як зерна, так і качана в цілому.

Кореляційний аналіз вологовіддачі зерна з окремими морфологічними ознаками качана і рослини не виявив стабільних достовірних зв'язків по переважній більшості ознак, за винятком окремих залежностей середньої сили із площею поверхні качана та його об'ємом, кількістю листків та кількістю жилок на листку, площею і щільністю обгорток (табл. 7).

В роботі проведене оцінювання впливу п'яти кліматичних факторів на ознаки і властивості, що характеризують швидке висихання зерна, а саме: температура та вологість повітря, дефіцит його вологості, сума опадів та тривалість сонячного освітлення. Результати (табл. 6, 7) свідчать, що температурний режим та дефіцит вологості повітря є найбільш визначальними у показниках вологості зерна та швидкості її зниження.

Вивчались також такі ознаки і показники обгорток качана: їх кількість, лінійні розміри, площа, вага, щільність на 40-й та 60-й день після цвітіння качанів, втрата ними вологи.

Кількість обгорток ліній і гібридів становила від 4,6 до 18,5 і мала середній рівень варіювання в ліній (V = 13 - 14 %) та нижче середнього в простих гібридів (V = 11 - 12 %).

Таблиця 6 Кореляційні зв'язки збиральної вологості зерна самозапилених ліній та простих гібридів кукурудзи, 1998 - 2000 рр. (лінії n = 44, гібриди n = 98)

Оцінка обгорток у порядку їх розміщення на качані показала, що нижні в середньому характеризуються меншими лінійними розмірами, меншою площею, щільністю у двох етапах обліку на 40-й і 60-й день після цвітіння качанів.

Щільність зовнішніх обгорток у ліній та гібридів коливалась в межах 9,9 - 158,1 мг/см2 в різні роки на 40-й та 6,2 - 51,9 мг/см2 на 60-й день після цвітіння качанів. Щільність нижніх, відповідно 1,8 - 80,3 мг/см2 та 1,6 - 67,0 мг/см2. При цьому, швидковисихаючі лінії та гібриди мають нижчу середню щільність обгортки в рубіжні дати її обліку, або ж характеризуються швидким зниженням їх вологості до рівня 7 - 14 мг/см2.

Таблиця 7 Кореляційні зв'язки вологовіддачі зерна самозапилених ліній та простих гібридів кукурудзи, 1998 - 2000 рр. (лінії n = 44, гібриди n = 98)

Результати наших досліджень також показують закономірну зміну лінійних розмірів та площі обгорток у напрямку від верхніх до нижніх. Зовнішні обгортки качанів, характеризуються більшою товщиною, вираженою дрібноклітинністю, вищим числом провідних елементів на одиницю площі, ніж обгортки, прилеглі до качана

Вивчення впливу кількості обгорток на процеси висихання зерна (табл. 7) показало відсутність достовірного кореляційного зв'язку лінійного характеру між інтенсивністю вологовіддачі зерна, його вологістю в рубіжні етапи обліків та кількістю обгорток. Проте проведений аналіз за кореляційним відношенням (зyx) вказує на криволінійний характер цієї залежності - свідчення системності впливу обгорток.

Висиханню зерна, таким чином, сприяє: невелика кількість нещільних, з невисоким експозиційним покриттям качана, висихаючих на час ФС зерна обгорток.

Принципи та біоенергетична ефективність підбору пар при створенні гібридів кукурудзи з інтенсивною віддачею вологи зерном

За результатами наших досліджень найбільш інтенсивно віддаючі вологу зерном гібриди створені з участю самозапилених ліній, що поєднують в собі максимальну кількість (в обох батьків) таких ознак: близькі за стиглістю та типом висихання зерна; мають високі негативні значення ЗКЗ за ознакою “вологість зерна”; тонкий качан з дрібним зерном, але високою озерненістю; невелика кількість нещільних, інтенсивно підсихаючих до ФС зерна обгорток, здатних до саморозкривання.

Оцінка біоенергетичної ефективності гібридів показала, що при величині збиральної вологості 16 - 17 % і урожайності 70 - 71 ц/га частка затрат на післязбиральну доробку зерна становить 5,5 - 6,0 % загальної енергомісткості урожаю, а при вологості 24,0 - 25,0 % і урожайності 72 - 73 ц/га - 20,0 - 22,0 %.

Висновки

У дисертації наведене теоретичне узагальнення і нове вирішення наукових завдань, що полягають у пошуках шляхів удосконалення методів оцінки вихідного матеріалу кукурудзи за ознаками інтенсивності зниження вологості зерна та розробки рекомендацій для практичної селекції по створенню швидковисихаючих високопродуктивних гібридів кукурудзи. Наукове завдання вирішено розробкою комплексу єдиних критеріїв оцінки вихідного матеріалу по швидкості зниження вологості зерна і на основі неї його класифікації за типом висихання зерна, а також генетичного, комбінаційного аналізу ознаки “вологість зерна”.

1. Самозапилені лінії і гібриди кукурудзи з однаковою тривалістю періоду “сходи - цвітіння” мають суттєву різницю по вологості зерна як на початку її обліку, так і на завершальних етапах дозрівання зерна. У швидковисихаючих форм її величини відповідно становлять 41 - 50 % та 12 - 15 %, а в повільновисихаючих - 55 - 65 % і 22 - 30 %, відповідно, що залежить від неоднакових темпів накопичення сухої речовини на ранніх етапах розвитку зернівки і зниження її вологості при дозріванні.

2. Встановлені кореляційні зв'язки вологості зерна на 30-й та 72-й день після цвітіння качанів із тривалістю: вегетаційного періоду (r = 0.64 - 0.74 і 0,42 - 0,...