Добір та створення вихідного матеріалу для селекції кущових сортів квасолі

Размещено на http://www.allbest.ru/

Інститут зернового господарства

Національної академії аграрних наук України

УДК 635.652:631.52

06.01.05 - селекція рослин

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

ДОБІР ТА СТВОРЕННЯ ВИХІДНОГО МАТЕРІАЛУ ДЛЯ СЕЛЕКЦІЇ КУЩОВИХ СОРТІВ КВАСОЛІ

Хорошун Іван Віталійович

Дніпропетровськ - 2010

Дисертацією є рукопис

Робота виконана на Красноградській дослідній станції Інституту зернового господарства НААН України у 2006-2008 рр.

Науковий керівник: доктор сільськогосподарських наук, професор Клиша Андрій Іванович, Інститут зернового господарства НААН України, головний науковий співробітник лабораторії селекції і технології вирощування ранніх зернових і зернобобових культур

Офіційні опоненти:

- доктор сільськогосподарських наук, професор Філіпов Генріх Леонідович, Інститут зернового господарства НААН України, завідувач лабораторії фізіології кукурудзи

- кандидат сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник Гелюх Володимир Миколайович, Луганський національний аграрний університет Міністерства аграрної політики України, завідувач кафедри селекції і захисту рослин

Захист відбудеться "28" травня 2010 р. о 13 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 08.353.01 при Інституті зернового господарства НААН України за адресою 49600, м. Дніпропетровськ, вул. Дзержинського, 14, тел. 745-02-36.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Інституту зернового господарства НААН України за адресою: 49600, м. Дніпропетровськ, вул. Дзержинського, 14.

Автореферат розіслано "22"квітня 2010 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Кирпа М.Я.

Анотації

Хорошун І.В. Добір та створення вихідного матеріалу для селекції кущових сортів квасолі. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 06.01.05 - селекція рослин. - Інститут зернового господарства НААН України. - Дніпропетровськ, 2010.

В дисертації викладені результати трирічного (2006-2008 рр.) дослідження колекційних сортозразків квасолі звичайної в умовах північної підзони Степу України. В результаті досліджень було визначено вплив гідро-термічних умов на вегетаційний період квасолі звичайної, виявлені сортозразки, відносно стійкі до хвороб, проведено оцінку врожайності, продуктивності і якості зерна. Визначено взаємозв'язки ознак продуктивності та їхній вплив на урожайність квасолі, ступінь мінливості господарськи цінних ознак. Встановлено комбінаційну здатність кущових сортів квасолі і характер успадкування основних ознак продуктивності.

Відібрано 30 продуктивних ліній квасолі звичайної з кущовою формою рослин, які вивчалися у селекційному розсаднику і контрольному випробуванні. Номер 161/01 під назвою сорту Несподіванка знаходиться на державному сортовипробуванні з 2008 р. і розмножується в господарстві Красноградської дослідної станції Інституту зернового господарства.

Ключові слова: квасоля звичайна, вихідний матеріал, селекція, урожайність, продуктивність, мінливість, кореляції, комбінаційна здатність, успадкування, індивідуальний добір.

Хорошун И.В. Отбор и создание исходного материала для селекции кустовых сортов фасоли. - Рукопись.

Диссертация на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук по специальности 06.01.05 - селекция растений. - Институт зернового хозяйства НААН Украины. - Днепропетровск, 2010.

В диссертации изложены результаты трёхлетнего (2006-2008 гг.) исследования коллекционных сортообразцов фасоли обыкновенной в условиях северной подзоны Степи Украины. В результате исследований было определено влияние гидро-термических условий на вегетационный период фасоли. Наблюдалась положительная зависимость продолжительности вегетационного периода от количества осадков и отрицательная - между вегетационным периодом и суммой температур.

Фасоль поражается такими основными болезнями: фузариозом, ржавчиной, аскохитозом, антрокнозом, бактериозами, вирусной мозаикой. К комплексно устойчивым образцам можно отнести: 91-45 (Украина), Суховецкая (Украина), Синельниковская 8, Флоаре (Молдова), Отбор из Костюжанской местной.

Проведена оценка урожайности, продуктивности и качества зерна. Лучшими по этим показателям оказались следующие сортообразцы: 91-45 (Украина), ИР 573 (Украина), Gama (Словакия), Small Red (Канада), Powavn (Греция). Из этих образцов и были проведены индивидуальные отборы лучших растений для изучения их потомств в селекционном питомнике и контрольном испытании.

Определены коэффициенты корреляции основных признаков продуктивности между собой и с урожайностью. У фасоли наблюдалась тесная положительная связь урожайности с такими признаками: продуктивной кустистостью (r=0,688), массой растений с семенами (r=0,550), количеством бобов на растении (r=0,495), массой бобов с растения (r=0,589), количеством семян на растении (r=0,459), массой семян с растения (r=0,687). По этим признакам и целесообразно проводить отбор продуктивных растений.

Установлены особенности наследования основных признаков продуктивности. Максимальные показатели коэффициентов доминирования были получены у следующих гибридных комбинаций: Красноградская кустовая х Несподиванка (h_p=1,83-3,40), Несподиванка х Poroto (h_p=0,76-2,47), Днепрянка х Poroto (h_p=1,07-2,36), 186/01 х Poroto (h_p=1,47-2,65).

Определена общая и специфическая комбинационная способность родительских компонентов при гибридизации. Лучшими являются сорт Несподиванка и отбор из Poroto (эффекты ОКС от 1,47 до 11,02). По специфической комбинационной способности выделены гибридные комбинации: Красноградская кустовая х Днепрянка, Несподиванка х Poroto, 186/01 х Poroto.

Отобрано 30 урожайных линий (номеров) с кустовой формой растений, которые изучались в селекционном питомнике и контрольном испытании. Номер 161/01 под названием сорта Несподиванка находится на государственном сортоиспытании с 2008 г. и размножается в хозяйстве Красноградской опытной станции Института зернового хозяйства НААН Украины.

Ключевые слова: фасоль обыкновенная, исходный материал, селекция, урожайность, продуктивность, изменчивость, комбинационная способность, корреляции, наследование, индивидуальный отбор.

Horoshun I.V. The selection and creation of initial material for the selection of shrub varieties of bean. - Manuscript.

Thesis for a candidate of agricultural science degree on speciality 06.01.05 - breeding, - The Institute of Grain Farming NAAS Ukraine,Dnipropetrovs'k, 2010.

In the thesis the results of three-yeard (2006-2008) study of collection sort samples of common bean in the conditions of the northern subzone of Steppe of Ukraine. As a result of this research the impact of hydro-thermal conditions on the growing period of common bean was determined, sort samples relatively resistant to diseases were found, assessment of productivity, yieldness and grain quality was provided. The relationship of features of productivity and their influence on the bean yieldness, the degree of variability of farming-valuable features were determined. Established combining ability of shrub varieties of bean and the nature of the inheritance of the main attributes of productivity were established. 30 productive lines of common bean were selected, which were studied in a breeding nursery and control tests. Number 161/01 under the name of the variety Nespodivanka is at the State examination in 2008 and is propagated in the farm of Krasnograds'kaja research station of the Institute of Grain Farming.

Key words: common bean, initial material, selection, yieldness, productivity, variability, correlation, combining ability, inheritance, individual selection.

Загальна характеристика роботи

Серед зернових і зернобобових культур квасоля звичайна виділяється підвищеним вмістом (25-29%) і збором повноцінного рослинного білка, високими смаковими і кулінарними властивостями, доброю розварюваністю і засвоєнням організмом людини. Білка в зерні квасолі в 2-2,5 рази більше, ніж у зерні хлібних злаків. Він містить всі незамінні амінокислоти і за поживністю майже рівнозначний білкам тваринного походження. У зерні квасолі міститься біля 50% крохмалю, до 4% цукрів та 3% жиру, мінеральні речовини, вітаміни, мікроелементи. Із вітамінів особливо цінними є А, В₁, В₂, С, D, E, РР, які знаходяться в насінні і зелених бобах квасолі.

Актуальність теми. Промислове вирощування квасолі у нашій країні залишається недостатнім, не дивлячись на те, що ця культура вважається традиційною для України і користується широким попитом у приватному секторі і в господарствах різних форм власності для вирощування на продовольче зерно і для консервування Сорти квасолі, що нині вирощуються, характеризуються нестабільною врожайністю, сприйнятливістю до ураження бактеріозами і вірусною мозаїкою, недостатньою технологічністю щодо механізованого вирощування і збирання врожаю. Тому актуальними є дослідження з добору та створення вихідного селекційного матеріалу, необхідного для виведення сортів квасолі, стійких до біотичних і абіотичних чинників середовища, придатних для вирощування за інтенсивними технологіями.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Проведені дослідження за темою дисертації є складовою частиною завдання 10.01.01/180 "Розробити методи створення різних моделей і екотипів зернобобових культур та створити сорти з високими технологічними і якісними показниками" (№ д.р. 0101U001866) науково-технічної програми "Зернові культури" (2006-2010 рр.).

Мета і завдання досліджень. Вивчити особливості прояву основних морфо-біологічних ознак і властивостей колекційних сортозразків квасолі звичайної в умовах північної підзони Степу України, виділити зразки з кущовою формою рослин, провести гібридизацію кращих з них для створення нових сортів.

Для досягнення поставленої мети вирішувались наступні завдання:

- встановити особливості мінливості тривалості вегетаційного періоду та його міжфазних періодів у продуктивних сортозразків квасолі під впливом гідротермічних умов вирощування;

- визначити стійкість до основних хвороб, рівень урожайності та цінних господарських ознак залежно від сорту та умов вирощування;

- встановити взаємозв'язки і особливості мінливості основних ознак продуктивності в природних популяціях квасолі;

- здійснити гібридизацію кращих кущових сортозразків з наступною оцінкою одержаних гібридних популяцій за загальною і специфічною комбінаційною здатністю батьківських форм;

- дослідити особливості мінливості та успадкування основних цінних господарських ознак у гібридних популяціях квасолі в умовах північної підзони Степу України;

- індивідуальним добором виділити продуктивні лінії з кущовою формою рослин із природних і гібридних популяцій квасолі;

- оцінити за показниками урожайності і адаптивності одержані селекційні лінії (номери) у селекційному розсаднику і контрольному сортовипробуванні.

Об'єкт дослідження: добір та створення вихідного селекційного матеріалу квасолі звичайної з кущовою формою рослин, покращеною продуктивною і якісною характеристикою.

Предмет дослідження: 122 сортозразки квасолі різного еколого-географічного походження з різними морфо-біологічними ознаками, створені гібридні популяції квасолі; взаємозв'язки, мінливість і успадкування основних ознак продуктивності.

Методи дослідження: польовий дослід - оцінка сортозразків квасолі та створеного гібридного матеріалу за урожайністю і продуктивністю, стійкістю до біотичних та абіотичних чинників середовища; лабораторний - визначення значень корисних господарських ознак рослин та вмісту в насінні білка, жиру, клітковини, мінеральних речовин; математично-статистичний - оцінка достовірності одержаних результатів досліджень.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше в умовах північної підзони Степу України проведено порівняльну оцінку 122 сортозразків квасолі за тривалістю вегетаційного періоду, висотою рослин і типом куща, стійкістю до основних захворювань, рівнем урожайності і продуктивності, якістю продукції. Створено продуктивні гібридні популяції, які оцінені за загальною і специфічною комбінаційною здатністю батьківських форм; встановлено взаємозв'язки, особливості мінливості та успадкування основних ознак продуктивності в природних і гібридних популяціях квасолі; індивідуальним добором одержані урожайні лінії (селекційні номери) з кущовою формою рослин для подальшої селекції і практичного використання.

Практичне значення одержаних результатів. Встановлені особливості і закономірності взаємозв'язків ознак продуктивності, їх мінливості і характеру успадкування забезпечать ефективність селекції квасолі звичайної зернового продовольчого напрямку використання. Виділені кращі лінії (30 номерів) включені в селекційний процес на Красноградській дослідній станції, які стануть базою при створенні нових сортів квасолі, пристосованих до механізованого вирощування і збирання врожаю. На державному сортовипробуванні знаходиться новий кущовий сорт квасолі Несподіванка, придатний для прямого комбайнування, з урожайністю 2,4 т/га і вмістом білка 26 %.

Особистий внесок здобувача. Автор безпосередньо проводив дослідження за темою дисертаційної роботи в польових і лабораторних умовах, брав участь у плануванні експериментальних дослідів, опрацював літературу за темою дисертації, методами математично-статистичного аналізу провів обробку і узагальнення експериментальних даних. Авторство в наукових працях, опублікованих у співавторстві, складає 40-50%, у сорті квасолі Несподіванка - 10%.

Апробація результатів дисертації. Результати досліджень доповідались на Науково-практичній конференції молодих вчених і спеціалістів "Інноваційний розвиток систем землеробства та агротехнологій в Україні" (Чабани, 2007 р.); Міжнародній науково-практичній конференції "Біорізноманіття: теорія, практика та методичні аспекти вивчення в загальноосвітній та вищій школі" (присвяченій 120-річчю від дня народження М. І. Вавилова, Полтава, 2008 р.); ІV-й Міжнародній науково-практичній конференції молодих вчених "Стан та перспективи розвитку рослинницької галузі в умовах змін клімату" (Харків, 2009 р.).

Робота розглядалася та обговорювалася на засіданнях науково-методичної ради з селекції та насінництва Інституту зернового господарства НААН України (Дніпропетровськ, 2006-2009 рр.).

Публікації. За темою дисертаційної роботи опубліковано 11 наукових праць, з них 6 статей у фахових виданнях, 3 тези конференцій, 2 інформаційні листки.

Обсяг і структура дисертації. Дисертація викладена на 197 сторінках машинописного тексту, складається із вступу, п'яти розділів, висновків, рекомендацій для практичної селекції. Містить 23 таблиці, 3 рисунки, 13 додатків. Список використаних джерел включає 231 назву, в тому числі 43 на іноземних мовах.

Основний зміст роботи

Походження, ботанічна характеристика, розповсюдження і стан селекції квасолі звичайної (Phaseolus vulgaris L.). На основі літературних джерел висвітлені історія культури, ботанічна і морфологічна характеристика, стан селекції квасолі звичайної. Виходячи з опрацьованих джерел виникає обгрунтована необхідність покращення архітектоніки рослин квасолі для підвищення ефективності її вирощування і збирання врожаю.

Умови, матеріал і методика досліджень. Дослідження проводились у 2006-2008 рр. на Красноградській дослідній станції Інституту зернового господарства НААН України. В грунтовому покриві регіону переважають чорноземи звичайні середньогумусні з глибиною профілю до 80-100 см і вмістом гумусу 4-6%. Клімат зони помірно-континентальний, особливостями якого є значні коливання температури, кількості місячних і річних опадів та нерівномірний їх розподіл протягом вегетації рослин.

Роки досліджень за температурним режимом і опадами були різними. Зокрема, період вегетації квасолі у 2006 р. характеризувався сприятливими погодними умовами, що були рівнозначними середнім багаторічним. У 2007 р. склалися не досить сприятливі для розвитку квасолі погодні умови, особливо у липні і серпні, тобто в період формування і дозрівання врожаю. Особливо несприятливі погодні умови були у 2008 р. Високі температури і надмірна кількість опадів в період формування насіння негативно вплинули на врожайність культури.

У наших дослідженнях вихідним селекційним матеріалом були сортозразки Всеросійського науково-дослідного інституту рослинництва ім. М. І. Вавилова, Інституту рослинництва ім. В.Я. Юр'єва, Кримської, Красноградської, Устимівської, Синельниківської селекційно-дослідних станцій, а також деякі гібридні популяції.

Польові досліди, спостереження, обліки та аналізи проводились згідно "Методики державного сортовипробування сільськогосподарських культур" (2001) та "Уніфікованих методик ведення селекційного процесу" (Інституту рослинництва ім. В.Я. Юр'єва 1975), а також методик проведення польових дослідів, які були розроблені Українським науково-дослідним інститутом зернового господарства (Пирог Т.Н., 1947), Інститутом кукурудзи УААН (Циков В.С., Пікуш Г. Р., 1983).Статистичну обробку дослідних даних здійснювали методом дисперсійного аналізу за В.Г. Вольфом (1966) та Б.А. Доспєховим (1979).

Ступінь фенотипового домінування (успадкування) ознак продуктивності визначали за B. Griffing (1950), а класи домінування - за G. M. Beil та R.E. Atcins (1965). Характер мінливості основних ознак продуктивності в природних і гібридних популяціях визначали згідно з методикою ВІР (1976). За найбільш важливими парами показників і господарськи цінних ознак визначені коефіцієнти кореляції. Комбінаційну здатність батьківських форм за основними ознаками продуктивності встановлювали за B. Griffing (1956). Розрахунки і математичну обробку дослідних даних провели на персональному комп'ютері з використанням програм: Microsoft Excel 2002 for Windows (2003) та "Statistica 6.0" for Windows.

Особливості вихідного селекційного матеріалу квасолі за рівнем і якістю врожаю та стійкістю до біотичних і абіотичних чинників середовища

Географічна характеристика сортозразків квасолі. У розсаднику вихідного матеріалу за три роки (2006-2008 рр.) було вивчено 122 колекційні сортозразки квасолі. Із них 107 зразків походженням із європейських країн, 12 - країн американського континенту, 3 - із Азії. Основна кількість зразків і форм походить з України, Росії, Угорщини, Сербії і Чорногорії, Словаччини, Молдови, Болгарії. Сортозразки із Угорщини, Чехії та Болгарії - досить різноманітні і представлені широким спектром форм. Це пояснюється як попитом населення на цю культуру, так і інтенсивністю селекції. Сортозразки з України та Росії характеризуються крупним і середнього розміру насінням з відмінними смаковими якостями.

На американському континенті має місце досить велике різноманіття квасолі, що пояснюється її місцевим походженням і тривалою історією цивілізації, а також народною і науковою селекцією. Там вирощують комерційні сорти, розраховані на потенційного споживача багатьох регіонів Світу.

Вплив гідро-термічних чинників на вегетаційний період. Вегетаційний період різних сортів квасолі триває 60-130 діб, а деякі інтродуковані з південних країн зразки зовсім не утворюють насіння. Тривалість загального періоду вегетації та його складових залежить від сорту, погодних умов, тривалості світлового дня, географічного пункту вирощування та ін. При селекції квасолі на скоростиглість слід враховувати не тільки тривалість всього вегетаційного періоду, а й його міжфазних періодів, особливо таких як "сівба - сходи", "сходи - цвітіння", "цвітіння - стиглість". Для одержання скоростиглих сортів шляхом гібридизації слід об'єднувати короткий період "сходи - цвітіння" однієї форми з відносно нетривалим періодом "цвітіння - стиглість" іншого зразка.

У наших дослідженнях під час сівби квасолі у 2006 р. середня температура повітря становила 12,2 ⁰С, що зумовило затримку появи сходів. У 2007 р. сівбу квасолі провели в першій декаді травня, коли у грунті ще було достатньо вологи для проростання насіння, а середньодобова температура повітря становила 14,7 ⁰С. За таких умов сходи з'явилися через 13 діб після сівби.

На відміну від попереднього року у 2008 р. несприятливі погодні умови дещо затримали появу сходів квасолі, що було пов'язано з недостатньою кількістю вологи в грунті, а також з відносно низькою середньодобовою температурою повітря (12,6 ⁰С).

Тривалість міжфазного періоду "сходи - цвітіння" у квасолі в основному залежить від суми ефективних температур. У 2006 і 2008 рр. при середніх температурах повітря 20,9 і 19,8 ⁰С період "сходи - цвітіння" тривав 44 і 47 діб відповідно, а в 2007 р. при середньодобовій температурі повітря 19,0 ⁰С і сумі опадів 130 мм - 50 діб.

Тривалість міжфазного періоду вегетації квасолі, цвітіння - стиглість не менше, ніж попередні, залежить від гідро-термічних умов. Він тісно пов'язаний з тривалістю всього вегетаційного періоду, особливо у скоростиглих форм. У 2006 і 2007 рр. період "цвітіння - стиглість" у квасолі тривав відповідно 38 і 43 доби, а у 2008 р. - 50 діб. Якщо у 2007 р. подовжена тривалість періоду "цвітіння - стиглість" пояснюється недостатньою кількістю ефективних температур і достатньою кількістю опадів, то у 2008 р. - надмірною кількістю вологи в грунті. Загальний вегетаційний період і міжфазні періоди знаходились в прямій залежності від кількості опадів і у від'ємній кореляції із середньою температурою та сумою ефективних температур.

Більш стабільними щодо тривалості вегетаційного періоду за роками вирощування (коефіцієнти варіації V=1,04-4,75%) були зразки: Природний гібрид 3 із 177/01, Добір із Дніпрянки, Суховецька (Україна), Добір із Костюжанської місцевої, Powavn (Греція), Lusia (Німеччина). До відносно скоростиглих (79-86 діб) слід віднести сортозразки: Great Northern Harris (США), Красноградська 5, Gama (Словаччина), Rege (Бразилія), Синельниківська 8, Флоаре (Молдова). Їх доцільно використовувати в селекції квасолі на скорочення тривалості вегетаційного періоду.

Ураженість квасолі збудниками хвороб та шкідниками. Досить шкодочинними для всіх зернобобових культур і, зокрема, квасолі є кореневі гнилі. Найбільшу шкоду завдає звичайно фузаріоз, збудниками якого є види: F. solani (Mart.) App. et Wr., F. oxysporum Schl., F. bulbegenum Chl. et Mass var. tracheiphilum (S. F. Sm.).

Поряд з фузаріозом на врожайність квасолі негативно впливають борошниста роса або попелюха (збудник - Erisiphe communis Grev. var. phaseoli Jacc), а також іржа [Uromyces phaseoli (Pers) Wint (syn. U. appendiculatus)].

В останні роки велику шкоду посівам квасолі наносять бактеріальні і вірусні хвороби. Рослини квасолі, а особливо насіння і сходи, уражуються бактеріозами (збудники - бактерії Pseudomonas phaseolicola Dows і Xanthomonas phaseoli Dows). Бактеріоз може проявлятися також у вигляді бактеріального в'янення [збудник Corynebacterium flaccumefaciens (Hedges) Dows].

Все більшої шкоди зернобобовим і особливо квасолі стали завдавати віруси жовтої мозаїки квасолі (Phaseolus virus 2. Sm.), а також звичайної і деформуючої мозаїки (Phaseolus virus 1. Sm.).

В результаті дослідження колекції квасолі за ураженістю бактеріозами, вірусною мозаїкою, фузаріозом та деякими іншими захворюваннями нами було виявлено різний ступінь стійкості сортозразків до цих патогенів. До комплексно стійких (ураженість 1-2 бали) можна віднести наступні: 91-45 (Україна), Суховецька (Україна), Синельниківська 8, Флоаре (Молдова), Добір із Костюжанської місцевої.

До найбільш шкодочинних комах зернобобових рослин відносять зерноїдів. Квасоля звичайна пошкоджується квасолевим зерноїдом (Acanthosсelides obtectus Sag.). Аналіз колекційного матеріалу квасолі показав, що більше зерноїдом пошкоджуються форми з кольоровим насінням і, як не парадоксально, скоростиглі зразки (до 5-6%). Квасолю пошкоджує і бобова (акацієва) вогнівка (Etiella zinkenella Tr.) при розміщенні посівів недалеко від насаджень жовтої і білої акації.

Урожайність і продуктивність рослин. При створенні нових сортів зернобобових культур урожайність з одиниці площі і продуктивність рослин є основними показниками цінності вихідного селекційного матеріалу.

За цими важливими показниками у 2006-2008 рр. виділились такі сортозразки квасолі: 91-45 (Україна), ІР 573 (Україна), Добір із Дніпрянки, Суховецька (Україна), Природний гібрид із 201/01, Синельниківська 8, Флоаре (Молдова), Добір із Костюжанської місцевої, Powavn (Греція) (табл. 1). Серед них, головним чином, і були проведені добори елітних рослин для оцінки їхніх потомств у селекційному розсаднику і сортовипробуванні.

Більш стабільною за роками була урожайність таких сортозразків (коефіцієнти варіації V=0,64-8,47%): ІР 1010 (Болгарія), ІР 573 (Україна), Природний гібрид 2 із 177/01, Природний гібрид 3 із 177/01, Синельниківська 8, тому вони особливо цінні для включення в гібридизацію.

Тривалість вегетаційного періоду не суттєво впливає на урожайність квасолі (коефіцієнт кореляції r=-0,259), тоді як висота рослин позитивно пов'язана з нею (r=0,409). Продуктивність рослин (маса насіння з рослини) даного набору сортозразків досить тісно корелювала з масою насіння з одиниці площі (r=0,865), що вказує на суттєвий вплив цієї складової на урожайність квасолі. Досить слабкий позитивний зв'язок маси 1000 насінин з урожайністю (r=0,271) вказує на те, що в процесі селекції можна одержати урожайні сорти і з крупним насінням, і насінням середнього розміру.

Якість урожаю за біохімічними показниками. Біохімічні особливості зернобобових рослин визначають їхню стійкість до понижених температур, посухи, хвороб, шкідників та поживну цінність при використанні для харчових чи кормових цілей.

В результаті досліджень квасолі за вмістом білка в насінні (24,1-25,8%) виділились такі сортозразки: 91-45 (Україна), ІР 573 (Україна), Gama (Словаччина), Small Red (Канада), Суховецька (Україна), Флоаре (Молдова), Powavn (Греція) (табл. 2).

Таблиця 1. Урожайність і насіннєва продуктивність рослин сортозразків квасолі звичайної, 2006-2008 рр.

Вміст жиру в насінні сортозразків квасолі не сильно варіює, проте у деяких з них він був дещо вищий (2,6-2,9%): Красноградська 6, 91-45 (Україна), Добір із Дніпрянки, Small Red (Канада), Шоколадниця, Rege (Бразилія), Флоаре (Молдова), Добір із Костюжанської місцевої, Powavn (Греція), Lusia (Німеччина).

Мінімальними показниками вмісту клітковини (3,1-4,1%), що позитивно характеризує харчові якості зерна, визначились такі сортозразки: Природний гібрид 3 із 177/01, Small Red (Канада), Rege (Бразилія). До кращих за мінеральним складом зерна (наявністю фосфору і калію) можна віднести сортозразки: Красноградська 6, Small Red (Канада), Флоаре (Молдова), Добір із Костюжанської місцевої.

Таблиця 2. Вміст білка, жирів, клітковини, фосфору і калію у кращих за урожайністю сортозразків квасолі звичайної, 2006-2008 рр.

Визначення взаємозв'язку урожайності з якісними показниками вказує на відсутність кореляції з вмістом білка (r=0,073), жиру (r=0,024) і досить слабку позитивну кореляцію з вмістом клітковини (r=0,224).

Враховуючи урожайність і якісні показники, до перспективних для селекції сортозразків можна віднести: 91-45 (Україна), ІР 573 (Україна), Gama (Словаччина), Small Red (Канада), Суховецька (Україна), Powavn (Греція). Із цих зразків індивідуальним добором виділені кращі рослини з подальшим вивченням їхніх потомств у селекційному розсаднику і контрольному випробуванні.

Основи аналітичної і комбінаційної селекції квасолі

Ознаки продуктивності у квасолі, їх взаємозв'язок та вплив на урожайність. При виведенні нового сорту квасолі необхідно дослідити основні біологічні (вегетаційний і міжфазні періоди) та кількісні морфологічні ознаки (елементи) продуктивності на кращих сортах і як вони впливають на врожайність. Виходячи з цього ми вивчали такі сорти і сортозразки: Красноградська 5, Красноградська кущова, Дніпрянка, Флоаре (Молдова), Костюжанська місцева, Powavn (Греція), Lusia (Німеччина), Rege (Бразилія), Синельниківська 8.

Структурний аналіз рослин проводили при повній стиглості насіння за такими ознаками: довжина головного стебла, неплодоносної частини стебла (висота кріплення нижнього бобу), довжина продуктивної частини стебла, кущистість, число продуктивних вузлів, кількість бобів і насінин на рослині, маса рослини з насінням, бобів і насіння з рослини, маса насіння з ділянки, маса 1000 насінин.

Знання тривалості вегетаційного періоду дозволяє більш повно використати можливості культури в певних умовах вирощування. Для Степової і Лісостепової зон України слід надавати перевагу середньостиглим сортам квасолі з загальним вегетаційним періодом 90-95 діб. У зв'язку з невеликими відмінностями між сучасними сортами квасолі за цією ознакою ми не виявили суттєвої кореляції її з урожайністю. Проте спостерігається тенденція до позитивного зв'язку урожайності з тривалістю міжфазного періоду "цвітіння - стиглість", що пов'язано з формуванням більшої кількості бобів. квасоля врожайність вегетаційний сортозразок

Аналіз довжини головного стебла і довжини від першого плодоносного вузла до верхівки вказує на наявність позитивного зв'язку цих показників з насіннєвою продуктивністю і врожайністю (r =0,385;0,388), що пов'язано з формуванням більшої кількості продуктивних вузлів, бобів і насінин на рослині. Довжина стебла до першого продуктивного вузла (висота кріплення нижнього бобу) значною мірою впливає на технологічність культури, тобто зменшення втрат урожаю при збиранні.

Важливим елементом продуктивності є кущистість, яка позитивно впливає на врожайність (r =0,688). Залежно від сортових особливостей та умов вирощування на рослинах формується від 1 до 5 продуктивних стебел, що і визначає кількість бобів і насіння. Ступінь кущистості вказує на регенераційні можливості культури і прямо впливає на урожайність при зрідженому стеблестої.

Дуже важливою ознакою продуктивності є кількість плодоносних вузлів, що теж визначає урожайність (r =0,346). З ростом числа неплодоносних вузлів спостерігається навіть тенденція до негативної кореляції.

Розглядаючи вплив комплексу ознак (елементів) на урожайність, ми визначили, що у великій мірі вона залежить від кількості і маси бобів на рослинах (r =0,495; 0,589). Кількість бобів в свою чергу складається із числа продуктивних вузлів і кількості бобів на цих вузлах. У переважній більшості сучасних сортів квасолі на вузлі зав'язується по 2-4 боби. Із збільшенням кількості бобів на вузлах урожайність зростає лише в тому випадку, коли число продуктивних вузлів і виповненість бобів не зменшується, а залишається на попередньому рівні.

Наші дослідження свідчать, що урожайність позитивно корелює з кількістю насінин на рослині (r =0,459), але з числом насінин у бобі кореляція досить слабка (r =0,200). Число насінин у бобі та їхня крупність і визначають поняття "виповненість бобів". В урожайних сортів нестача насінин у бобі компенсується за рахунок їхньої величини. Проте число насінин у бобі є генетично обумовленою ознакою, за якою і ведеться добір у процесі виведення нового сорту.

Аналізи маси сухих рослин з насінням указують на позитивний її зв'язок з урожайністю (r =0,550), але з масою сухих рослин без насіння кореляція не була встановлена. При створенні сортів зернового напрямку використання необхідно враховувати співвідношення маси зерна до незернової частки врожаю. Чим більше таке співвідношення, тим урожайніший даний сорт.

Необхідно особливу увагу звернути на те, що істотний зв'язок спостерігається між масою бобів з рослини і насіннєвою продуктивністю та врожайністю (r =0,988; 0,589). За цією ознакою доцільно проводити добір продуктивних рослин.

Визначальним в урожайності з одиниці площі є маса насіння з рослини (r = 0,687). Проте корективи в цей показник часто вносить густота рослин, що збереглися до збирання. Помилку цього коефіцієнта визначає те, що ми пов'язуємо з поняттями: "реалізація генотипу в даних умовах", "взаємодія генотипу і середовища". Слід також зазначити, що маса насіння з рослини (насіннєва продуктивність) знаходиться в досить тісній взаємозалежності від маси рослини з насінням (r = 0,965), кількості бобів на рослині (r = 0,692), маси бобів з рослини (r = 0,988), кількості насінин на рослині (r = 0,706).

Одним з важливих елементів кількості та якості врожаю є маса 1000 насінин. Наші дослідження вказують на позитивний зв'язок урожайності з цим показником (r = 0,423), але в окремі роки кореляція відсутня. Отже, можна мати врожайні сорти квасолі і з крупним насінням, і насінням середнього розміру.

Таким чином, при доборі кращих рослин в процесі селекції квасолі слід звертати особливу увагу на такі ознаки як кущистість рослин, ступінь детермінантності стебла, кількість плодоносних вузлів, кількість і маса бобів, кількість і маса насіння з рослини. Залежно від напрямку селекції необхідно враховувати також масу 1000 насінин.

Мінливість ознак продуктивності і добір з природних популяцій. Існуючі сортозразки квасолі характеризуються значною морфо-біологічною строкатістю (мінливістю), яка обумовлена генетичною неоднорідністю, а також невирівняністю за елементами продуктивності. Вивчення такого селекційного матеріалу в контрастних умовах років (за температорою, вологозабезпеченістю, родючістю грунту, фотоперіодом та ін.) дає можливість розщепити популяцію на певні біо- і морфотипи.

В наших дослідженнях вивчались сорти і сортозразки: Красноградська кущова, Костюжанська місцева, Lusia (Німеччина), Синельниківська 8, Дніпрянка та ін.

Найбільше варіювання основних господарськи цінних ознак у 2006 р. було характерно для сортозразків Красноградська кущова, Костюжанська місцева, Дніпрянка, у яких коефіцієнт варіації за масою насіння з рослини, основною ознакою, за якою проводили добір кращих рослин, коливався в межах від 38,5 до 50,7 %. За масою бобів з рослини, тобто за ознакою, яка в наших дослідженнях досить тісно корелює з урожайністю, цей показник становив від 38 до 51,4 %.

У 2007 р. найбільший ступінь варіювання господарськи цінних ознак був характерним для сортозразків: Красноградська кущова, Костюжанська місцева, Lusia (коефіцієнти варіації маси насіння з рослини від 41 до 55,4 %, а маси бобів з рослини від 40,1 до 57,1 %). В 2008 р. максимальне варіювання маси насіння з рослини було у сортозразка Синельниківська 8 (V=66,1%), а коефіцієнт варіації маси бобів з рослини досяг 68%.

Отже, аналіз виділених сортозразків указує на можливість добору із них урожайних форм, що дозволило нам провести індивідуальні добори кращих рослин, потомства яких вивчаються у селекційному розсаднику і контрольному випробуванні.

Гібридизація і особливості успадкування ознак продуктивності. Гібридизація значно розширила можливості добору. Вона є основним методом створення нового вихідного селекційного матеріалу.

Ми в своїй селекційній роботі з квасолею звичайною застосували схрещування різних сортозразків з метою поєднання в одному організмі посухостійкості, стійкості до хвороб і вилягання рослин, високої продуктивності.

Оцінку особливостей успадкування господарськи цінних ознак, тобто ступінь їхнього фенотипового домінування у гібридів квасолі звичайної, ми визначали за формулою B. Griffing (1950): h_p=(F-M_p):(р-М_р), де h_p - оцінка ступеня домінування; р - середня арифметична показника батьківської форми з більшою вираженістю ознаки; М_р - середня арифметична показників обох батьків; F - середня арифметична у гібрида (табл. 3).

В результаті проведених досліджень нами було виявлено позитивне домінування значної кількості господарськи цінних ознак. За кількістю насінин на рослині, що визначає коефіцієнт розмноження сорту, слід звернути увагу на гібридні комбінації: Красноградська кущова х Несподіванка, Красноградська кущова х Дніпрянка, Дніпрянка х Poroto, 186/01 x Poroto (коефіцієнти домінування h_p=1,07-3,40).

Що стосується найголовнішої ознаки, - маси насіння з рослини, то були отримані максимальні показники позитивного домінування в наступних гібридних комбінаціях: Красноградська кущова х Несподіванка, Красноградська кущова х Дніпрянка, Несподіванка х Poroto, Дніпрянка х Poroto, 186/01 х Poroto (коефіцієнти домінування h_p=0,82-2,47). Можна сподіватися на добір трансгресивних форм із цих популяцій вже у F₃, F₄ поколіннях.

Таблиця 3. Особливості успадкування (домінування) основних господарськи цінних ознак деякими гібридами F1 і F2 квасолі звичайної, 2007- 2008 рр.

За наступною ознакою, яка тісно корелює з...