Морфологічні аспекти гетероспермії сої і її використання при доборі насіння

Размещено на http://www.allbest.ru/

ПІВДЕННИЙ ФІЛІАЛ

КРИМСЬКИЙ АГРОТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

НАЦІОНАЛЬНОГО АГРАРНОГО УНІВЕРСИТЕТУ

УДК 633.34.631.53.01

МОРФОЛОГІЧНІ АСПЕКТИ ГЕТЕРОСПЕРМІЇ

СОЇ І ЇЇ ВИКОРИСТАННЯ ПРИ ДОБОРІ НАСІННЯ

06.01.14 - насінництво

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Кліценко Галина Григорівна

Сімферополь - 2008

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Південному філіалі “Кримський агротехнологічний університет” Національного аграрного університету.

Науковий керівник:кандидат сільськогосподарських наук, доцент Макрушина Євгенія Михайлівна Південний філіал “Кримський агротехнологічний університет” Національного аграрного університету, доцент кафедри ботаніки, фізіології рослин і біотехнологій.

Офіційні опоненти:доктор сільськогосподарських наук, професор, академік УААН Адамень Федір Федорович Кримський інститут агропромислового виробництва УААН, головний науковий співробітник

доктор сільськогосподарських наук, професор Шерепітко Валентин Васильович, Вінницький аграрний університет, завідувач кафедри селекції і насінництва

Захист дисертації відбудеться “10” квітня 2008 року о 10.00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 52.805.02 у Південному філіалі “Кримський агротехнологічний університет” Національного аграрного університету за адресою: смт. Аграрне, м. Сімферополь, Україна, 95492. тел. 26-37-52, 22-72-67; факс (0652) 22-39-66, E-masl: rectorat@csau.crimea-ua.com.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Південного філіалу “Кримський агротехнологічний університет” Національного аграрного університету, смт. Аграрне, м. Сімферополь.

Автореферат розісланий “07” березня 2008 року

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради, к.с-г. наук, доцент Ю.М. Дементьєв

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Формування насіння на материнській рослині є комплексним процесом, що складається з декількох біологічних явищ. Насіння являє собою складну структуру, складові частини якої мають різну плоїдність і належать до різних поколінь життєвого циклу насінних рослин.

Параметри якості насіння - енергія проростання, лабораторна схожість, інтенсивність росту проростків, маса 1000 насінин, вирівнянність, вміст основних запасних речовин дуже слабо корелюють з їх урожайними властивостями. У зв'язку з цим існуючі методи добору посівного матеріалу не дозволяють виділяти для посіву найцінніший матеріал.

Протягом тривалого часу ведеться дискусія про значення маси насіння і окремих лінійних розмірів як тестів його якості. Найбільш значущими при цьому є роботи Макрушина М.М. (1985, 1989) і його школи, у яких на прикладі ряду видів рослин було показано, що єдиним об'єктивним параметром, який дозволяє судити про рівень продуктивності рослин у потомстві, є не маса, і не окремі лінійні розміри, а форма насіння, що виражається співвідношенням лінійних розмірів. Найбільший рівень урожайних властивостей, не залежно від їх маси, має насіння з середнім для даного сорту співвідношенням лінійних розмірів, тобто те що відзначається найбільш гармонійною, властивою даному сорту формою.

Вивчення вище згаданих закономірностей є актуальним і для сої, пізнання яких дає можливість застосувати новий принцип добору насіння.

Важливе значення має проблема схожості насіння. Нескладний розрахунок дозволяє зримо уявити ті величезні кількості кормів і продовольства, які у вигляді несхожого насіння щорічно закопуються у ґрунт. До цієї проблеми неодноразово і у різний час зверталися багато авторів; шляхи підвищення схожості насіння сільськогосподарських рослин пропонувалося шукати на стиках різних наук. Проте, проблема і на даний час далека від свого вирішення. Таким чином, пошук способів прогнозування і підвищення польової схожості насіння сої на основі його морфологічних характеристик є надзвичайно актуальним.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Тема дисертаційної роботи є складовою частиною науково-дослідної тематики Південного філіалу “Кримський агротехнологічний університет” Національного аграрного університету “Розробити методи прогнозування урожайних властивостей насіння і добору біологічно найціннішого посівного матеріалу” (номер державної реєстрації 0186.0074424).; “Розробити анатомо-морфологічні, біохімічні тестери прогнозування біологічних властивостей насіння і методи їх поліпшення в процесі післязбиральної обробки” (номер державної реєстрації 0102U000128).

Мета досліджень: вивчити морфологічні особливості гетероспермії у сортів сої Херсонська 908, Одеська 124, Витязь 50 і їх вплив на посівні і урожайні властивості насіння з метою обґрунтування нового принципу добору посівного матеріалу.

Завдання досліджень:

- вивчити мінливість лінійних розмірів, маси і форми насіння у різних сортів сої;

- вивчити вплив лінійних розмірів, маси і форми насіння на посівні та урожайні властивості посівного матеріалу;

- розробити новий спосіб прогнозування лабораторної і польової схожості насіння сої, що базується на його морфологічних характеристиках;

- розробити новий принцип добору для посіву насіння сої із максимальним рівнем урожайних властивостей;

- встановити вплив розташування бобів на материнській рослині на посівні і урожайні властивості насіння сої.

Об'єкт досліджень - морфологічні особливості насіння сої, їх зв'язок з біологічними властивостями рослин у потомстві і використання для добору посівного матеріалу.

Предмет досліджень - насіння сортів сої Херсонська 908, Одеська 124 і Витязь 50.

Методи досліджень - загальнонаукові (спостереження, виміри біометричних параметрів, порівняльний аналіз) і спеціальні (польові, лабораторні, лабораторно-польові, статистична обробка даних дослідів).

Наукова новизна отриманих результатів:

- вивчена варіабельність маси, лінійних розмірів і форми насіння, а також їх кореляційний взаємозв'язок;

- вперше вивчена залежність біологічних властивостей насіння (посівних і урожайних) від його маси, лінійних розмірів і форми для сої на прикладі трьох сортів: Херсонська 908, Одеська 124 і Витязь 50;

- переконливо доведена відсутність залежності урожайних властивостей насіння сої від його маси та лінійних розмірів і дуже тісна кореляція між продуктивністю рослин у потомстві і формою;

- виявлена тісна негативна кореляція між ступенем деформованності насіння, що виражається індексом деформованності і інтенсивністю росту паростків;

- виявлено зв'язок між формою насіння сої і його схожістю, що дає можливість прогнозувати цей параметр якості посівного матеріалу;

- докладно вивчена матрикальна гетероспермія сої - морфологічні характеристики насіння залежно від місця формування на материнській рослині та його зв'язок з посівними і урожайними властивостями;

- на прикладі сої переконливо підтверджено встановлене раніше у інших видів рослин, найважливіше теоретичне положення - основним фактором біологічної сили насіння є гармонійність його розвитку, що виражається формою. Показано недосконалість сучасних систем добору насіння, що базуються на сортуванні за масою і окремими геометричним параметрам - шириною, товщиною і довжиною.

Практичне значення отриманих результатів:

- установлена тісна кореляція між формою насіння сої і рівнем його урожайних властивостей дозволяє застосувати новий принцип при доборі насіння для посіву, що полягає у видаленні з вихідного зразка найбільш деформованого насіння;

- виявлену кореляцію між морфологічними характеристиками насіння і його схожістю можливо використати для підвищення якості посівного матеріалу за допомогою видалення з вихідного зразка завідомо несхожого насіння;

- у селекції нових сортів сої необхідно використовувати виявлені зв'язки між архітектонікою рослини сої і якістю насіння, що формуються на ній.

Особистий внесок здобувача. Здобувачем безпосередньо проведені лабораторні і польові досліди із сортами сої Херсонська 908, Одеська 124 і Витязь 50. Проведено аналіз отриманих результатів, статистична обробка експериментальних даних. Вивчено і узагальнено наукову літературу за темою дисертації, написано дисертацію, сформульовано висновки.

У дисертаційну роботу внесено частину опублікованих матеріалів, які містять результати досліджень, отриманих здобувачем особисто і у співавторстві з Макрушиню Є.М.

Апробація результатів дисертації. Результати досліджень доповідались на науково-практичній конференції молодих учених “Актуальні проблеми ефективного використання зрошуваних земель” (Херсон, 1999); на третій Всеукраїнській конференції “Виробництво, переробка і використання сої на кормові та харчові цілі” (Вінниця, 3 серпня 2000 р., Інститут кормів УААН); на міжнародній науково-практичній конференції “Методи, шляхи та способи поліпшення якості продукції рослинництва” (Полтава, 2004); на засіданнях кафедри ботаніки, фізіології рослин і біотехнологій ПФ “КАТУ” НАУ.

Публікації. За результатами досліджень опубліковано 11 робіт, у тому числі 10 у виданнях, занесених до реєстру ВАК України.

Структура і обсяг дисертаційної роботи. Дисертація викладена на 149 сторінках тексту, набраного на комп'ютері, включає 47 таблиць, 21 малюнок і 6 додатків (57 сторінок). Робота складається з вступу, 5 розділів, висновків і рекомендацій виробництву. Список літератури включає 257 джерел, у тому числі 44 іноземних.

гетероспермія насіння соя морфологічний

ЗМІСТ РОБОТИ

ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ

Детальний аналіз літературних джерел свідчить про актуальність і недостатню вивченість зв'язків між урожайними властивостями насіння і його морфологічними характеристиками. Для сої найбільш доцільним є поділ вихідного зразка за співвідношенням лінійних розмірів насіння, тобто за їх формою, що характерна для даного сорту. При цьому необхідно видаляти з вихідного зразка найбільш деформоване насіння. Однак на даний час, за допомогою існуючих систем сортування це зробити неможливо. Тому необхідно створити комплекс із існуючих агрегатів або створити нові машини, які дозволять видаляти з вихідного зразка насіння із порушеною формою.

УМОВИ І МЕТОДИКА ПРОВЕДЕННЯ ДОСЛІДЖЕНЬ

Експериментальна частина роботи виконувалась на кафедрі ботаніки фізіології рослин і біотехнологій та в науково-дослідній лабораторії насінництва Південного філіалу “Кримський агротехнологічний університет” Національного аграрного університету. Польові дослідження проводили на дослідному полі ПФ “КАТУ” НАУ.

Ґрунти дослідного поля за сукупністю генетичних і морфологічних ознак належать до чорноземів південних карбонатних малогумусних середньої потужності, що сформувалися на жовто-бурих лесовидних суглинках і червоно-бурих пліоценових глинах. Такі ґрунти є найбільш поширеними в передгірно-степовій зоні Криму.

Клімат помірно-континентальний, що характеризується недостатнім зволоженням. Середня багаторічна сума опадів за рік за даними метеостанції Сімферополь становить 509 мм. Протягом року опади розподіляються вкрай нерівномірно: недостатня кількість їх випадає в березні, квітні, серпні, вересні та жовтні, тобто тоді, коли вони особливо необхідні для вегетації сільськогосподарських рослин і зокрема сої.

Предметом досліджень були сорти сої Херсонська 908, Одеська 124 і Витязь 50. Насіння сої одержували у відділі селекції і насінництва Кримського інституту агропромислового виробництва УААН.

Лабораторні дослідження проводили за наступною методикою. Із вихідного зразка сої рендомізовано відбирали по 200-300 насінин, на торсіонних вагах визначали їх масу і за допомогою штангенциркуля лінійні розміри: ширину (b), товщину (а), довжину (l).

Підготовлене у такий спосіб насіння пророщували в сконструйованій Макрушиним М. М. і Макрушиною Є. М. (1994) універсальній комірчастій ростильні УЯР- Л 1, що складається із пластин, вироблених з нержавіючої сталі. Комірчасту ростильню поміщали у ящики із прожареним піском, які ставили у вегетаційну установку, що складається з дерев'яного каркасу висотою 1,2 м, шириною 0,7 м і довжиною 2,5 м, обтягнутого прозорою поліхлорвініловою плівкою.

Зважене і обміряне насіння сіяли на дно комірок ростильні і засипали піском, який доводили до рівня 60% повної вологоємності (ПВ).

Угорі вегетаційної камери встановлювали лампи денного світла, за допомогою яких підтримували рівномірне і постійне освітлення інтенсивністю 1600 люкс. Температура повітря в установці становила близько 20^оС, а відносна вологість - 93-95%.

Після пророщення насіння протягом 10 днів кожний паросток зрізали окремо і відразу ж зважували на торсійних вагах. Для кожної фракції визначали середню масу паростка.

Посівний матеріал для польових дослідів готувався у такий же спосіб, як і для лабораторних досліджень.

Дослідна ділянка за допомогою кілочків і шпагату розбивалася на прямокутники розміром 45 х 15 см. В місцях перетинання шпагату у ґрунт на глибину 3 см поміщали насіння сої, оброблене ризоторфіном. Всього висівали по 300 насінин кожного сорту. Догляд за рослинами сої здійснювали за допомогою міжрядних обробок вручну.

Збирали кожну рослину окремо, без знеособлення. Насінну продуктивність визначали також для кожної рослини окремо. Зважування здійснювалось на електричних вагах ВЛКТ-500.

Для кожної насінини визначали індекс деформованності (I_d), що відображає ступінь відхилення форми насіння від оптимальної, характерної для даного сорту. Індекс деформованності розраховували за формулою, яка була запропонована Макрушиним М. М., Кліценко О. О., Макрушиною Є. М. (1996):

1

де відповідно ширина, товщина, довжина насінин; середні показники для вихідного зразка; кількість аналізованих насінин.

Отримані дані за масою насіння, його розмірами, насінній продуктивності у потомстві та індексу деформованності піддавали статистичній обробці.

Статистичну обробку даних польових і лабораторних дослідів, проводили за методиками, описаними Доспєховим Б.А. (1973), Смиряєвим А.В, Гохманом М.В. (1985).

БІОМЕТРИЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ НАСІННЯ СОЇ І ЇХ ЗВ'ЯЗОК З ПОСІВНИМИ І УРОЖАЙНИМИ ВЛАСТИВОСТЯМИ

Сортування насіння найчастіше здійснюється за його лінійними розмірами - шириною і товщиною та значно рідше - за довжиною. У своїх дослідженнях ми поставили за мету - оцінити доцільність подібного підходу, для чого розділили вихідний зразок на шість фракцій за кожним лінійним розміром і за масою.

З метою вивчення впливу лінійних розмірів, маси і форми насіння на масу паростка і на рівень його урожайних властивостей були проведені лабораторні та польові дослідження.

Інтенсивність росту паростків сої залежно від лінійних розмірів, маси і форми насіння. Дослідженню зв'язку лінійних розмірів насіння, маси, питомої ваги і інших параметрів з рівнем їх посівних властивостей присвячено чимало робіт, у яких висловлюються досить суперечливі і часом взаємовиключні думки. Провівши численні дослідження на прикладі ряду культур Макрушин М.М. (1985), Макрушина Є.М. (1992), Кліценко О.О. (1994) переконливо показали, що ні окремі лінійні розміри насіння, ні його маса не мають будь-якого істотного впливу на рівень їх посівних властивостей. Єдиним надійним критерієм, що дозволяє прогнозувати посівні властивості насіння, виявляється його форма, обумовлена співвідношенням лінійних розмірів.

З малюнка видно, що лінійні розміри і маса, а також форма насіння певним чином впливають на масу паростка.

У сорту Херсонська 908 маса паростка в більшій мірі залежить від маси і ширини насіння і в меншій - від форми.

У сорту ж Одеська 124, навпаки, максимальний вплив на інтенсивність росту паростків має форма насіння.

Те ж саме можна сказати і відносно сорту Витязь 50: в найбільшій мірі маса паростка залежить від форми, в меншій - від товщини і в найменшій від інших параметрів.

Той факт, що маса і лінійні розміри насіння значно впливають на масу паростка пояснюється очевидно і тим, що паростки сої виносять на поверхню сім'ядолі. Крім того, що проросток живиться гетеротрофно за рахунок запасних речовин, що знаходяться у сім'ядолях, самі сім'ядолі своєю масою збільшують масу паростків.

Таким чином, на підставі багаторічного лабораторного експерименту із трьома сортами сої можна зробити висновок, що інтенсивність росту паростків у багатьох випадках істотно залежить як від розмірів, так і від маси насіння сої, що ми пояснюємо виносом паростком на поверхню сім'ядолей при його проростанні. Подібна закономірність спостерігається у двох із трьох сортів. У всіх сортів, що вивчались, маса паростка також істотно залежить і від форми насіння, чим менше форма насіння відхиляється від оптимальної, тим більшу інтенсивність росту паростків вони виявляють.

Насінна продуктивність у потомстві залежно від лінійних розмірів, маси і форми насіння сої. Метою польового експерименту було встановлення залежності урожайних властивостей насіння від лінійних розмірів, маси і форми. Вихідний зразок розділявся за шириною, товщиною, довжиною, масою і формою насіння на шість фракцій, для кожної з яких визначався рівень урожайних властивостей (насінна продуктивність рослин у потомстві).

З таблиці 1 видно, що між шириною насіння і рівнем їх урожайних властивостей у потомстві відсутній будь-який зв'язок. У сортів Одеська 124 і Херсонська 908 не одна з фракцій не перевищує вихідний зразок. Цікавим є те, що у сорту Херсонська 908 перша фракція - насіння крупне за шириною має істотно меншу продуктивність у потомстві ніж насіння п'ятої і шостої фракцій, яке є меншим за цим розміром.

Дані закономірності підтверджуються парними коефіцієнтами кореляції. У сорту Херсонська 908 між шириною і продуктивністю спостерігається тісна негативна кореляція, яка є істотною на 5%-му рівні значущості. У двох інших сортів зв'язок між шириною насіння і продуктивністю взагалі не спостерігається.

Про вплив товщини на продуктивність рослин у потомстві також не можливо зробити будь якого чіткого висновку (табл. 2). У сорту Херсонська 908 не одна з фракцій при сортуванні за товщиною(окрім третьої) не відрізняється від вихідного зразка за рівним урожайних властивостей у потомстві.

Таблиця 1. Вплив ширини насінини на продуктивність рослин різних сортів сої

Фракції насіння	Сорти
	Херсонська 908 (середнє за 1987-95 рр.)	Одеська 124 (середнє за 1987-89 рр.)	Витязь 50 (середнє за 2002-03 рр.)
	ширина, мм	насінна продуктивність 1-ї рослини, г	ширина, мм	насінна продуктивність 1-ї рослини, г	ширина, мм	насінна продуктивність 1-ї рослини, г
Вихідний зразок	5,36	26,5	4,81	19,2	5,53	16,3
1 фракція	5,93	24,2	5,39	20,8	6,18	15,6
2 фракція	5,55	26,2	5,05	19,8	5,79	17,7
3 фракція	5,37	28,0	4,89	15,6	5,61	17,3
4 фракція	5,26	26,7	4,72	21,2	5,41	17,1
5 фракція	5,13	28,1	4,51	18,7	5,23	16,8
6 фракція	4,94	26,0	4,28	19,3	4,94	13,5
НІР05		2,8		2,7		1,6
НІР05,%		10,6		12,0		9,8
r±sr	-0,822±0,254*	0,177±0,440	0,410±408

Таблиця 2. Вплив товщини насінини на продуктивність рослин різних сортів сої

Фракції насіння	Сорти
	Херсонська 908 (середнє за 1987-95 рр.)	Одеська 124 (середнє за 1987-89 рр.)	Витязь 50 (середнє за 2002-03 рр.)
	товщина, мм	насінна продуктивність 1-ї рослини, г	товщина, мм	насінна продуктивність 1-ї рослини, г	товщина, мм	насінна продуктивність 1-ї рослини, г
Вихідний зразок	6,41	26,5	6,10	19,2	6,51	16,3
1 фракція	6,91	25,4	6,75	20,6	7,07	17,5
2 фракція	6,65	24,5	6,23	20,0	6,79	13,4
3 фракція	6,49	24,7	6,05	19,9	6,63	22,4
4 фракція	6,34	28,1	5,90	16,6	6,42	14,4
5 фракція	6,21	28,9	5,71	17,8	6,25	16,0
6 фракція	5,89	27,6	5,30	20,6	5,87	14,2
НІР05		2,8		2,3		1,6
НІР05,%		10,6		12,0		9,8
r±sr	-0,533±0,378	0,236±0,435	0,312±0,425

Практично теж саме ми спостерігаємо і у сорту Одеська 124. У сорту ж Витязь 50 несподівано високий рівень урожайних властивостей показало насіння третьої фракції, яке має середнє значення товщини.

За продуктивністю у потомстві ця фракція перевищує як всі інші фракції так і вихідний зразок. Парні коефіцієнти кореляції також вказують на відсутність зв'язку між товщиною насіння і його продуктивністю.

При сортуванні насіння за довжиною (табл. 3) у сорту Херсонська 908 перша фракція істотно перевищує вихідний зразок за продуктивними властивостями.

Таблиця 3. Вплив довжини насінини на продуктивність рослин різних сортів сої

Фракції насіння	Сорти
	Херсонська 908 (середнє за 1987-95 рр.)	Одеська 124 (середнє за 1987-89 рр.)	Витязь 50 (середнє за 2002-03 рр.)
	довжина, мм	насінна продуктивність 1-ї рослини, г	довжина, мм	насінна продуктивність 1-ї рослини, г	довжина, мм	насінна продуктивність 1-ї рослини, г
Вихідний зразок	7,40	26,5	6,93	19,2	7,64	16,3
1 фракція	8,18	28,5	7,76	19,8	8,43	17,1
2 фракція	7,75	25,0	7,19	21,3	7,96	18,9
3 фракція	7,48	27,0	6,98	17,3	7,75	15,8
4 фракція	7,27	25,0	6,82	19,5	7,59	16,2
5 фракція	7,05	26,0	6,62	19,1	7,30	14,6
6 фракція	6,64	27,5	6,24	18,4	6,78	15,4
НІР05		2,8		2,3		1,6
НІР05,%		10,6		12,0		9,8
r±sr	0,713±0,314	0,428±0,404	0,650±0,340

У сорту Одеська 124 не одна з фракцій не відрізняється від вихідного зразка.

У сорту Витязь 50 більший ніж у вихідного зразка рівень урожайних властивостей показало насіння другої фракції. Парні коефіцієнти кореляції у даному випадку також вказують на відсутність достовірного зв'язку.

Сортування насіння за масою також є мало ефективним (табл. 4). У сорту Херсонська 908 перша і шоста фракції, які мають середню масу насіння 211 і 133 мг показали однакову продуктивність у потомстві.

У сорту Одеська 124 перша фракція істотно перевищує вихідний зразок. Аналізуючи сорт Витязь 50 ми бачимо, що у нього друга фракція перевищує як вихідний зразок так і інші фракції.

Вирахувані парні коефіцієнти кореляції також вказують на відсутність достовірного зв'язку між довжиною насінини і продуктивність рослин у потомстві.

Таблиця 4. Вплив маси насінини на продуктивність рослин різних сортів сої

Фракції насіння	Сорти
	Херсонська 908 (середні за 1987-95 рр.)	Одеська 124 (середні за 1987-89 рр.)	Витязь 50 (середні за 2002-03 рр.)
	маса, мг	насінна продуктивність 1-ї рослини, г	маса, мг	насінна продуктивність 1-ї рослини, г	маса, мг	насінна продуктивність 1-ї рослини, г
Вихідний зразок	169	26,5	131	19,2	180	16,3
1 фракція	211	26,0	171	22,8	225	16,4
2 фракція	186	26,2	145	16,0	199	19,2
3 фракція	174	23,9	132	17,2	186	15,4
4 фракція	162	28,4	123	20,9	174	15,7
5 фракція	149	27,3	115	18,2	162	16,8
6 фракція	133	27,5	97	20,4	137	14,5
НІР05		2,8		2,3		1,6
НІР05,%		10,6		12,0		9,8
r±sr	-0,414±0,407	0,181±0,440	0,513±0,384

Зовсім іншу картину ми спостерігаємо при сортуванні вихідного зразка за формою насінини (табл. 5).

Таблиця 5. Вплив форми насінини на продуктивність рослин різних сортів сої

Фракції насіння	Сорти
	Херсонська 908 (середні за 1987-95 рр.)	Одеська 124 (середні за 1987-89 рр.)	Витязь 50 (середні за 2002-03 рр.)
	індекс деформованності, Id	насінна продуктивність 1-ї рослини, г	індекс деформованності, Id	насінна продуктивність 1-ї рослини, г	індекс деформованності, Id	насінна продуктивність 1-ї рослини, г
Вихідний зразок	0,129	26,5	0,154	19,2	0,146	16,3
1 фракція	0,031	28,6	0,038	20,5	0,036	18,3
2 фракція	0,066	27,5	0,074	19,2	0,072	16,4
3 фракція	0,095	25,9	0,112	21,1	0,106	17,5
4 фракція	0,124	26,6	0,161	18,1	0,147	16,3
5 фракція	0,175	26,2	0,209	19,3	0,195	15,4
6 фракція	0,282	24,3	0,331	17,2	0,320	14,1
НІР05		2,3		3,0		1,9
НІР05,%		8,7		15,5		11,9
rxу±sr	-0,913±0,183**	-0,753±0,294	-0,931±0,163**
rxу·z±sr	-0,867±0,223*	-0,888±0,205**	-0,946±0,145**

r_xу - парний коефіцієнт кореляції; r_xу·z - парціальний коефіцієнт кореляції, що виключає вплив маси насінини; * - коефіцієнт кореляції є істотним на 5%-му рівні значущості; ** - коефіцієнт кореляції є істотним на 1%-му рівні значущості.

З таблиці 5 видно, що в усіх сортів перша фракція насіння показує істотно більшу продуктивність у потомстві, ніж шоста і спостерігається тенденція до зниження цього показника при просуванні від першої фракції до шостої.

Дана закономірність підтверджується високими від'ємними коефіцієнтами кореляції, які є істотними на 1%-му і 5%-му рівнях значущості.

З вище наведених коефіцієнтів детермінації видно, що ширина, товщина, довжина і маса насінини в значно меншій мірі впливають на рівень урожайних властивостей ніж форма, яка характеризується індексом деформованності.

У трьох сортів, що вивчалися, коефіцієнт детермінації продуктивних властивостей насіння його формою становить від 58,5 десятих відсотків до 85,7 десятих відсотків. Доля участі лінійних розмірів і маси насінини у забезпеченні продуктивності рослин у потомстві значно нижча.

Отже, як видно з наведених даних між окремими лінійними розмірами насіння і рівнем їх урожайних властивостей в усіх сортів що досліджувались за всі роки досліджень не простежується будь-яких певних зв'язків.

В окремі роки у різних сортів спостерігається залежність рівня урожайних властивостей посівного матеріалу від середньої маси насіння. Подібні зв'язки спостерігались тільки у трьох із дев'яти польових дослідів і носили вкрай неоднозначний характер. Парні коефіцієнти кореляції між середньою масою насіння і рівнем їх урожайних властивостей в потомстві в згаданих експериментах варіювали від -0,845±0,239до 0,605±0,356.

У всіх сортів в усі роки спостерігався негативний зв'язок між насінною продуктивністю у потомстві і ступенем деформованності насіння. Розходження за насінною продуктивністю у потомстві між фракціями що різняться формою насінини складали у сортів за роки досліджень від 15,0 до 33,0%. Розходження між контролем (вихідним зразком) і кращою за формою насіння фракцією становили від 7,3 до 17,4%.

Схожість насіння сої залежно від його біометричних характеристик. Гостроту проблеми польової схожості насіння важко переоцінити. До цієї проблеми неодноразово і у різний час зверталися багато авторів. Деякі дослідники не виявили прямої залежності між схожістю насіння і урожайними властивостями. Автори вважають, що показник схожості насіння недостатньо об'єктивно характеризує біологічну повноцінність насіння і його урожайні властивості. Інші вважають, що позитивний вплив якості насіння на урожайність теоретично може пояснюватися відсотком, часом і дружністю сходів.

Шляхи підвищення польової схожості насіння сільськогосподарських рослин пропонувалося шукати на стиках різних наук. Проте, проблема і досі не вирішена. Добре відомо, що польова схожість найчастіше значно нижче лабораторної і що при зберіганні насіння спочатку знижується урожайність, потім - ріст паростків, після цього - польова і в останню чергу - лабораторна схожість.

Однак, така чітка послідовність не завжди спостерігається і погіршення якості насіння найчастіше наступає значно раніше, ніж його вдається визначити за результатами стандартних методів. Тому виникла необхідність пошуку додаткових параметрів, що впливають на життєздатність насіння.

Оскільки форма насіння сої істотно впливає на інтенсивність фізіологічних процесів у зародку, що проростає, і проявляється в масі паростка, логічно припустити наявність зв'язку між формою і життєздатністю насіння, що проявляється в його схожості. Для перевірки цього припущення ми провели спеціальні дослідження, в яких вивчалася лабораторна схожість шести фракцій насіння сої сортів Херсонська 908, Одеська 124 і Витязь 50, що різняться за ступенем відхилення форми насіння від оптимальної.

У таблиці 5 представлені результати п'ятирічного лабораторного експерименту із сортом сої Херсонська 908.

При проведенні дисперсійного аналізу за повторення були прийняті роки, що дозволяє нам порівняти між собою середні за 5 років значення.

З даних, наведених у таблиці видно, що схожість насіння варіювала в широких межах - від 47,6 до 66,3%. Кращим за цим показником (66,3%) виявилося насіння першої фракції, що характеризується найменшим значенням індексу деформованності (0,049), гіршим - найбільш деформоване насіння шостої фракції (47,6%, Id = 0,357).

Насіння шостої фракції у значній мірі уступає контролю, а також насінню першої, третьої, четвертої і п'ятої фракцій.

Таблиця 6. Залежність лабораторної схожості насіння сої сорту Херсонська 908 від ступеня деформованності насіння

Варіанти за ступенем деформованності	Середнє за 5 років
	Id	схожість, %
Вихідний зразок	0,169	59,1
1 фракція	0,049	66,3
2 фракція	0,093	56,2
3 фракція	0,130	62,4
4 фракція	0,167	63,4
5 фракція	0,220	58,5
6 фракція	0,357	47,6
НІР05		8,7
НІР05%		14,7

Кореляційний аналіз середніх за 5 років даних виявляє тісний за силою і негативний за спрямованістю зв'язок між ступенем відхилення форми насіння від оптимальної і його схожістю (r = -0,815±0,259). Між масою насіння і індексом деформованності простежується позитивний зв'язок (r = 0,828±0,250), тобто у даного сорту із зростанням маси насіння збільшується ступінь його деформованності. Як наслідок, відзначається негативний вплив маси насіння на його схожість (r = -0,711±0,314).

Таким чином, схожість насіння значною мірою визначається його біометричними характеристиками. Найбільш істотно схожість залежить від форми насіння, що є зовнішнім проявом його внутрішнього гармонійного розвитку.

У тих випадках, коли спостерігається позитивний зв'язок між масою насіння і ступенем їх деформованності, маса негативно впливає на схожість.

З метою підвищення схожості посівного матеріалу сої доцільно видаляти з вихідного зразка найбільш деформоване насіння (у наших дослідженнях - шоста фракція), що складе приблизно одну шосту його частину за кількістю і за масою. Насіння зазначеної фракції варто використовувати на продовольчі і кормові цілі.

ВПЛИВ МАТРИКАЛЬНОЇ ГЕТЕРОСПЕРМІЇ НА УРОЖАЙНІ ВЛАСТИВОСТІ НАСІННЯ СОЇ

Неоднорідність насіння за рівнем посівних і урожайних властивостей обумовлюється багатьма факторами, у тому числі і місцем їх розташування на материнській рослині. В своїх дослідженнях ми поставили мету вивчити вплив розташування бобів на материнській рослині на посівні і урожайні властивості насіння. Головне стебло рослини сої ми розділяли по висоті на три рівні частини (1-й, 2-й і 3-й яруси). Всі бічні гілки ми також розділяли по довжині на три рівні частини. Таким чином, у межах кожного ярусу було виділено три під'яруса: 1.1, 1.2, 1.3 у першому ярусі, 2.1, 2.2, 2.3 у другому і 3.1, 3.2, 3.3 - у третьому. Боби всіх дев'яти під'ярусів обмолотили окремо, у насіння визначалися лінійні розміри, маса і в польовому досліді вивчалася насінна продуктивність у потомстві.

Аналіз отриманих результатів дозволив нам виявити досить цікаві закономірності, що мають як теоретичне, так і практичне значення (табл. 7).

Таблиця 7. Залежність біометричних характеристик і урожайних властивостей насіння сої від місця прикріплення бобів на материнській рослині (сорт Херсонська 908, середнє за 1996-98 рр.)

Варіанти (вертикальні і горизонтальні яруси)	Лінійні розміри насіння, мм	Індекс деформованності, Id	Маса насіння, г	Насінна продуктивність у потомстві, г/росл.
	ширина, b	товщина, a	довжина, l
Вихідний зразок	5,60	6,68	8,03	0,19	194	17,3
Горизонтальні яруси	1-й	5,63	6,75	8,13	0,20	198	15,8
	2-й	5,61	6,66	8,04	0,20	193	16,4
	3-й	5,58	6,65	7,95	0,19	191	18,6
Вертикальні яруси	1-й	5,62	6,72	8,09	0,21	194	14,4
	2-й	5,64	6,70	8,08	0,20	196	19,5
	3-й	5,55	6,64	7,96	0,18	192	17,0
НІР05	0,09	0,14	0,16	0,03	5,2	1,1
НІР05,%	1,6	2,0	2,0	16,4	2,7	6,3

Між вертикальними ярусами відсутні істотні розходження за лінійними розмірами і масою насіння. Однак за рівнем урожайних властивостей насіння цих ярусів відрізняється одне від одного. Як видно з таблиці, краще насіння формується в середній частині рослини, а найменш урожайне - у нижній.

Дещо інша закономірність виявляється при порівнянні горизонтальних ярусів. При просуванні від центральної осі рослини до його периферії зменшується довжина і маса насіння, але в той же час закономірно збільшується рівень його урожайних властивостей.

Отже насіння з найбільшим рівнем урожайних властивостей формується на кінцях гілок у середньому вертикальному ярусі рослин сої.

Виявлені закономірності можуть мати прикладне значення як у селекції сої (нові маркерні ознаки в селекції на продуктивність), так і в насінництві цієї культури (можливість відбирати для посіву насіння з максимальним рівнем урожайних властивостей).

ЕКОНОМІЧНА ЕФЕКТИВНІСТЬ СОРТУВАННЯ НАСІННЯ СОЇ ЗА ФОРМОЮ

У цьому розділі ми приводимо аналіз економічної ефективності сортування насіння сої перед посівом на шість фракцій за співвідношенням лінійних розмірів насіння, тобто за його формою. З наведених в таблиці середніх даних із трьох сортів, що вивчалися, видно,що показники економічної ефективності вирощування сої закономірно знижуються із збільшенням індексу деформованності.

Таблиця 8. Економічна ефективність вирощування сої при посіві насінням різних фракцій (середнє з трьох сортів)

Показники	Фракції насіння
	Вихідний зразок	1 фракція	2 фракція	3 фракція	4 фракція	5 фракція	6 фракція
Індекс деформованості (Id)	0,143	0,036	0,076	0,112	0,153	0,209	0,34
Урожайність, т/га	2,18	2,42	2,27	2,14	2,23	2,12	1,94
Виробничі витрати, грн/га	2254	2254	2254	2254	2254	2254	2254
Ціна реалізації, грн/т	2000	2000	2000	2000	2000	2000	2000
Вартість валової продукції, грн/га	4360	4840	4540	4280	4460	4240	3880
Чистий доход, грн/га	2106	2586	2286	2026	2206	1986	1626
Рівень рентабельності, %	93,4	114,7	101,4	89,9	97,9	88,1	72,1

Найбільш істотно вихідному зразку поступається шоста фракція, форма насіння якої найбільшою мірою відрізняється від оптимальної.

При підготовці насіння сої до посіву доцільно видаляти з вихідного зразка в першу чергу найбільш деформоване насіння (шоста фракція), що складе приблизно 17% за масою. При цьому збільшиться чистий доход з одного гектара на 112,0 гривень і рівень рентабельності вирощування цієї культури на 5,0%.

При використанні для посіву насіння першої фракції, що характеризуються найбільш оптимальною, характерною для даного сорту формою, чистий доход з одного гектара зросте на 480,0 гривень, і рівень рентабельності, як наслідок, - на 21,3%.

ВИСНОВКИ

Детальний аналіз літературних джерел свідчить про актуальність і недостатню вивченість зв'язків між урожайними властивостями насіння і його морфологічними характеристиками.

На підставі проведених багаторічних лабораторних і польових експериментів з трьома сортами сої Херсонська 908, Одеська 124 і Витязь 50 можна зробити наступні висновки:

1. Інтенсивність росту паростків у багатьох випадках істотно залежить як від розмірів, так і від маси насіння сої, що пояснюється гетеротрофним характером живлення паростка і виносом сім'ядоль на поверхню при проростанні. На прикладі трьох сортів показано, що найбільш об'єктивним параметром, що детермінує інтенсивність росту паростка, є форма насіння, що обумовлюється співвідношенням його лінійних розмірів і виражається величиною індексу деформованності.

2. Лабораторна схожість насіння значною мірою визначається його біометричними характеристиками. Найбільш істотно схожість залежить від форми насіння, що є зовнішнім проявом його внутрішнього гармонійного розвитку. Насіння оптимальної форми має схожість на 6,5-7,2% вище, ніж насіння вихідного зразка. В тих випадках, коли спостерігається позитивний зв'язок між масою насіння і ступенем його деформованності, маса негативно впливає на схожість.

3. З метою підвищення лабораторної схожості посівного матеріалу сої доцільно видаляти з вихідного зразка деформоване насіння (з Id більше 0,300), що складе приблизно одну шосту його частину за масою.

4. Між окремими лінійними розмірами насіння - шириною, товщиною і довжиною та рівнем його урожайних властивостей в наших дослідженнях не було встановлено будь-якого певного зв'язку. Парні коефіцієнти кореляції між середньою масою насіння і рівнем урожайних властивостей у потомстві в згаданих експериментах варіювали від -0,845±0,239 до 0,605±0,356.

5. У сортів, що досліджувались, в усі роки спостерігався негативний зв'язок між ступенем деформованності насіння і продуктивністю рослин у потомстві. Парні коефіцієнти кореляції між цими параметрами у різних сортів в різні роки становлять від -0,753±0,294 до -0,931±0,163. Розходження за насінною продуктивністю у потомстві між фракціями з різною формою насіння склало від 15,0 до 33,0%. Перевищення за продуктивністю кращої за формою насіння фракції над контролем (вихідним зразком) було від 7,3 до 17,4%.

6. У зв'язку з тим, що лінійні розміри і маса насінин варіюють значно менше (V = 5,3-20,8%), ніж їх форма (V = 63,4-77,2%), сортування насіння за формою є більш ефективним.

7. Насіння, що формується у різних вертикальних ярусах рослин сої, істотно не розрізняється за лінійними розмірами і масою. Однак за рівнем урожайних властивостей насіння цих ярусів значно відрізняється одне від одного. Краще насіння формується в середній частині рослини, а найменш урожайне - у нижній. З віддаленням місця формування насіння від головного стебла рослини зменшується довжина і маса насіння, але в той же час, закономірно збільшується рівень його урожайних властивостей.

8. При підготовці насіння сої до посіву доцільно видаляти з вихідного зразка деформоване насіння (з Id більше 0,300), що складе приблизно 17% від загальної зернової маси.

9. Посів насінням оптимальної форми забезпечує високу економічну ефективність виробництва зерна сої. При цьому чистий доход з одного гектара збільшується на 112,0 гривень, а рівень рентабельності вирощування цієї культури зростає на 5,0%. При використанні для посіву фракції насіння із Id = 0,031-0,038, що характеризуються найбільш оптимальною, характерною для сорту формою, чистий доход з одного гектара зросте на 480,0 гривень, і рівень рентабельності, як наслідок, - на 21,3%.

Таким чином, існуюча на сьогодні система сортування насіння сої, заснована на поділі зернової маси на решетах з довгастими і круглими отворами (за шириною і товщиною насіння), є недосконалою і не дозволяє відбирати біологічно найбільш повноцінний посівний матеріал. Необхідно створити потокові лінії, принцип роботи яких повинен ґрунтуватися на доборі насіння із оптимальною формою.

РЕКОМЕНДАЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ

1. Добір посівного матеріалу проводити за формою насіння, для чого створити потокову сортувальну лінію, що дозволяє розділяти вихідний зразок насіння за співвідношенням його лінійних розмірів. Це дозволить підвищити урожайність сої на 7,3-17,4% без застосування додаткових агротехнічних прийомів.

2. У практичній селекції сої використовувати нові маркерні ознаки - варіювання форми насіння і місця переважного формування бобів на материнській рослині.

СПИСОК ПУБЛІКАЦІЙ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

Статті в наукових виданнях

1. Кліценко Г.Г., Суський О.М. Порівняльна ефективність різних способів добору насіння сої // Корми і кормовиробництво / Міжвідомчий тематичний науковий збірник інституту кормів УААН. - Київ: Аграрна наука, 1998. - № 45. - С. 166-167.

2. Суский О.М., Клиценко Г.Г. Сравнительная характеристика различных способов сортирования семян сои // Научные труды КГАУ. - Симферополь, 1999. -. Вып. 58. - Ч. 1. - С. 67-72.

3. Клиценко Г.Г. Влияние вертикальной и горизонтальной ярусности растений на урожайные свойства семян сои // Научные труды КГАУ. - Симферополь, 2000. - Вып. 66. - С. 121-124.

4. Суський О.М., Кліценко Г.Г. Біологічні якості насіння сої в залежності від розташування на материнській рослині // Корми і кормовиробництво / Міжвідомчий тематичний науковий збірник інституту кормів УААН. - Київ: Аграрна наука, 2001. - № 47. - С. 37-38.

5. Клиценко Г.Г. Изучение полевой всхожести семян сои в связи с их матрикальной и анатомо-морфологической разнокачественностью // Научные труды КГАУ. - Симферополь, 2002. - Вып. 78. - С. 73-75.

6. Суский О.М., Клиценко Г.Г., Макрушин Н.М. Зависимость биологических свойств семян сои от их формы // Научные труды КГАТУ. - Симферополь, 2005. - Вып. 91. - С. 195-201.

7. Клиценко Г.Г. Всхожесть семян сои в зависимости от их биометрических характеристик // Наукові праці ПФ “КАТУ” НАУ. - Сімферополь, 2007. - Вип. 104. - С. 178-183.

Тези доповідей та матеріали наукових конференцій

8. Клиценко Г.Г., Макрушин Н.М., Макрушина Е.М. Эффективность отбора семян сои по соотношению их линейных размеров // Сучасні проблеми виробництва і використання кормового зерна і сої / Тези доповідей Першої Всеукраїнської (міжнародної) науково-практичної конференції.- Симпозіум 2. - Вінниця, 1993. -- С.15-16.

9. Макрушин Н.М., Макрушина Е.М., Клиценко Г.Г. Зависимость посевных и урожайных свойств сои от комплекса их анатомических свойств // Сучасні проблеми виробництва і використання кормового зерна і сої. Тези доповідей Першої Всеукраїнської (міжнародної) науково-практичної конференції. - Симпозіум 2. - Вінниця, 1993.- С. 40-41.

10. Суський О.М., Кліценко Г.Г. Залежність врожаю і якості насіння сої від їх пружності та щільності // Виробництво, переробка і використання сої на кормові та харчові цілі / Матеріали третьої Всеукраїнської конференції (Вінниця, 3 серпня 2000 року) - Вінниця, 2000: Інститут кормів УААН. - С. 52-53.

Інформаційні листки

11. Клиценко Г.Г., Макрушина Е.М. Новый способ сортирования семян сои. - Информационный листок № 41-94. - Симферополь: Крымский РЦНТИ, 1994. - 2 с.

АНОТАЦІЯ

Кліценко Г.Г. Морфологічні аспекти гетероспермії сої і її використання при доборі насіння. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 06.01.14 - насінництво - Південний філіал “Кримський агротехнологічний університет” Національного аграрного університету. Сімфепороль. - 2008 р.

Дисертація присвячена вивченню морфологічних особливостей гетероспермії сої сортів Херсонська 908, Одеська 124, Витязь 50 і їх зв'язку з посівними і урожайними властивості насіння з метою обґрунтування нового принципу добору посівного матеріалу.

При дослідженні трьох сортів показано, що найбільш об'єктивним параметром, що детермінує інтенсивність росту проростка, є форма насіння, яка обумовлюється співвідношенням його лінійних розмірів і виражається величиною індексу деформованності.

При вивченні схожості насіння встановлено, що найбільш істотно схожість залежить від форми насіння. Насіння оптимальної форми має схожість на 6,5-7,2% вище, ніж насіння вихідного зразка.

Між окремими лінійними розмірами насіння і рівнем його урожайних властивостей дослідженнями не було встановлено будь-якого певного зв'язку. В усі роки досліджень у трьох сортів спостерігався негативний зв'язок між ступенем деформованності насіння і продуктивністю рослин у потомстві.

Насіння сої, що формується в різних вертикальних ярусах рослин, істотно не розрізняється за лінійними розмірами і масою, однак відрізняється за рівнем урожайних властивостей. Краще насіння формується в середній частині рослини, а найменш урожайне - у нижній. З віддаленням місця формування насіння від головного стебла рослини зменшується довжина і маса насіння, але в той же час, закономірно збільшується рівень його урожайних властивостей.

Результатами досліджень установлено, що система сортування насіння сої, заснована на поділі зернової маси на решетах з довгастими і круглими отворами не дозволяє відбирати біологічно найбільш повноцінний посівний матеріал. Необхідно створити потокові лінії, принцип роботи яких повинен ґрунтуватися на доборі насіння із о...