Адаптивність сортів і селекційних ліній озимої м’якої пшениці у зв’язку із строками сівби

Размещено на http://www.allbest.ru/

Селекційно-генетичний інститут

Національний центр насіннєзнавства та сортовивчення

УДК 633.111 : 633.1 : 631.527

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук

Адаптивність сортів і селекційних ліній озимої м'якої пшениці у зв'язку із строками сівби

06.01.05 - селекція рослин

Аріфов Михайло Борисович

Одеса - 2006

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Селекційно-генетичному інституті - Національному центрі насіннєзнавства та сортовивчення УААН

Науковий керівник: доктор сільськогосподарських наук, професор, академік УААН Лифенко Савелій Пилипович, Селекційно-генетичний інститут - Національний центр насіннєзнавства та сортовивчення, завідувач лабораторії селекції інтенсивних сортів пшениці

Офіційні опоненти:

доктор біологічних наук, професор Орлюк Анатолій Павлович, Інститут землеробства південного регіону УААН, завідувач відділу селекції

кандидат сільськогосподарських наук, доцент Агєєва Олександра Валентинівна, Одеський державний аграрний університет Мінагрополітики України, доцент кафедри селекції, генетики і захисту рослин

Провідна установа: Миронівський інститут пшениці ім. В.М. Ремесла УААН (с. Центральне)

Захист відбудеться „ 26 ” травня 2006 р. о 13⁰⁰ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 41.363.01 при Селекційно-генетичному інституті - Національному центрі насіннєзнавства та сортовивчення за адресою: 65036, м. Одеса, Овідіопольська дорога, 3.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Селекційно-генетичного інституту - Національного центру насіннєзнавства та сортовивчення за адресою: 65036, м. Одеса, Овідіопольська дорога, 3.

Автореферат розісланий „ 17 ” квітня 2006 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Січкар В.І.

селекція продуктивність сорт сівба

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. На сучасному етапі розвитку агропромислового виробництва України економічний стан сільськогосподарських підприємств в багатьох випадках не дозволяє провести посівні роботи в рекомендовані строки. Також значне відхилення від оптимальних строків сівби озимих культур часто визначається погодними умовами, що складаються в кінці літа - першій половині осені. Надзвичайна актуальність цієї проблеми при виробництві зерна озимої м'якої пшениці потребує створення та залучення у виробництво сортів, здатних витримувати умови зимівлі і ряд інших екстремальних факторів навколишнього середовища та формувати порівняно високу продуктивність при сівбі у неоптимальні строки. Рішення цієї задачі потребує удосконалення теоретичних підходів та техніки селекційного процесу. Значну теоретичну та практичну цінність для селекції має дослідження впливу строку сівби на ефективність проведення оцінок та доборів селекційного матеріалу за господарсько цінними ознаками та біологічними властивостями.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконана у відповідності до НТП УААН на 2001-2005 р.р. „Зернові і олійні культури”, завдання „Створити сорти озимої пшениці високоінтенсивного типу для умов степової зони України”, реєстраційний № 0104U010196.

Мета та задачі дослідження. У даній роботі ставилася мета розробити моделі сортів озимої м'якої пшениці, що поєднують у собі здатність до формування високої та стабільної продуктивності при сівбі в оптимальному календарному діапазоні з високою адаптивністю до умов вирощування, що супроводжують відхилення строку сівби від оптимального, а також виявити вплив строку сівби на ефективність проведення оцінок та доборів селекційного матеріалу за господарсько цінними ознаками та біологічними властивостями. Для досягнення цієї мети ставилися наступні задачі:

1) дослідити реакцію різних за господарсько цінними ознаками та біологічними властивостями генотипів (сортів, селекційних ліній, гібридних популяцій) на вплив несприятливих абіотичних та біотичних факторів середовища при різних осінніх строках сівби;

2) обґрунтувати, виходячи з біологічних та морфологічних особливостей досліджуваних форм, визначений в процесі експерименту ступінь їх адаптивності до умов вирощування при різних осінніх строках сівби;

3) розробити методи селекції сортів з високою та стабільною продуктивністю при сівбі у широкому діапазоні осінніх строків;

4) серед сортів та перспективних селекційних ліній виділити генотипи, придатні як вихідний матеріал для селекції сортів з високою та стабільною продуктивністю при сівбі у різні осінні строки;

5) провести порівняння посівів різних осінніх строків сівби за ефективністю як селекційного фону для добору генотипів озимої м'якої пшениці за господарсько цінними ознаками та біологічними властивостями.

Об'єкт дослідження - морфофізіологічні та генетичні механізми забезпечення високої урожайності і якості зерна озимої м'якої пшениці при вирощуванні під впливом комплексу несприятливих абіотичних та біотичних факторів середовища.

Предмет дослідження - залежність мінливості урожайності та якості зерна рослин різних генотипів озимої м'якої пшениці при відхиленні строку сівби від оптимального від потенційного рівня та стабільності прояву їх господарсько цінних та морфологічних ознак і біологічних властивостей, а також залежність ефективності добору цінних генотипів в процесі селекції від строку сівби.

Методи дослідження: урожайності та елементів структури врожаю, морозо- та зимостійкості, посухостійкості, стійкості до хвороб, тривалості потреби в яровизації та фоточутливості, технологічних властивостей зерна, достовірності отриманих показників та зв'язків між ними - за методиками Державної служби з охорони прав на сорти рослин та іншими загальноприйнятими методиками; порівняльний аналіз придатності посівів як фонів для добору - за методикою Кільчевського А.В., Хотильової Л.В.

Наукова новизна отриманих результатів. На основі дослідження адаптаційних систем (зимо- та посухостійкість, стійкість до хвороб), компонентів продуктивності, технологічних показників зерна та тривалості міжфазних періодів рослин різних строків сівби а також зв'язку зазначених ознак і властивостей з урожайністю та якістю зерна для умов південного cтепу України розроблені моделі сортів з високою та стабільною продуктивністю при сівбі у широких діапазонах осінніх строків. Визначені та теоретично обґрунтовані відмінності між посівами різних строків сівби як селекційними фонами для добору генотипів за господарсько цінними ознаками та біологічними властивостями.

Практичне значення роботи. Визначені оптимальні параметри сортів озимої м'якої пшениці, придатних для сівби у широких діапазонах осінніх строків, за основними господарсько цінними ознаками та біологічними властивостями. Встановлені деякі закономірності формування зазначених ознак та властивостей при відхиленні строку сівби від оптимального. Проведено порівняльну оцінку ефективності добору селекційного матеріалу за господарсько цінними ознаками та біологічними властивостями при різних строках сівби. Виділені в процесі дослідження цінні для селекції лінії з комплексом корисних ознак передані для подальшого їх практичного використання в наукові підрозділи селекційно-дослідних установ України.

Особистий внесок здобувача. Автор приймав участь при розробці програми досліджень. Польові, лабораторні та лабораторно-польові дослідження проводилися самостійно або при його безпосередній участі. Математична обробка результатів, основні положення та висновки по дисертації виконані автором самостійно. У процесі роботи використовувалися консультації науковців: Литвиненка М.А., Поперелі Ф.О., Бабаянца Л.Т., Ляшка А.К., Хохлова О.М., Бірюкова С.В., Коваль Т.М.

Апробація результатів дисертації. Результати досліджень по дисертації були

апробовані у вигляді доповідей автора на науково-практичних конференціях: на конференції молодих вчених і спеціалістів з проблем виробництва зерна в Україні (5-6 березня 2002 р., Інститут зернового господарства УААН); на міжнародній конференції „Адаптивна селекція рослин. Теорія і практика” (11-14 листопада 2002 р., Інститут рослинництва ім. В.Я. Юр'єва УААН).

Публікації. За результатами дисертаційної роботи надруковано 6 публікацій, з них: 4 статті у фахових виданнях ВАК України і 2 тези у збірниках тез доповідей науково-практичних конференцій.

Структура та обсяг роботи. Дисертаційна робота викладена на 241 сторінці комп'ютерної верстки. Вона включає: вступ, основну частину (огляд літератури; опис умов, матеріалів і методики досліджень; 3 експериментальні розділи), висновки, рекомендації виробництву, перелік використаних джерел, додатки, довідки про випробування та практичне використання в інших селекційних установах ліній, виділених в процесі проведення досліджень. Дисертація містить 18 таблиць, 15 ілюстрацій та 26 додатків. Перелік використаних джерел містить 275 посилань.

Основний зміст роботи

У вступі обґрунтовано актуальність теми досліджень, визначено наукову новизну та практичну цінність, сформульовано загальну мету і задачі роботи.

У першому розділі „Адаптивний потенціал сучасних сортів озимої м'якої пшениці, його реалізація та зв'язок із продуктивністю при різних строках сівби” на підставі аналізу літературних джерел показано існуючі відомості щодо впливу строку сівби на формування захисних механізмів озимої м'якої пшениці та реалізацію потенціалу зернової продуктивності. Проаналізовано проблеми, пов'язані з адаптацією даної культури до комплексу екстремальних умов зовнішнього середовища, зокрема - при відхиленні строку сівби від оптимального. Здійснено огляд наукової літератури, в якій висвітлено досягнення вітчизняних та закордонних селекціонерів у селекції озимої м'якої пшениці на підвищення урожайності і технологічних якостей зерна та стійкості до несприятливих умов зимівлі, хвороб і шкідників. Частково висвітлені сучасні підходи до порівняльного аналізу різних умов вирощування за впливом на ефективність добору рослин за господарсько цінними ознаками та біологічними властивостями в процесі селекції.

У другому розділі „Матеріали, методика та умови проведення досліджень” описані умови та методика проведення польових, лабораторно-польових та лабораторних дослідів, а також характеристика матеріалу, що досліджувався. Робота виконувалася у 2000 - 2004 р.р. на полях експериментальної бази Селекційно-генетичного інституту - НАЦ НАІС УААН елітнасінгоспа "Дачна" та на дослідному полі інституту в м. Одеса. Грунтово-кліматичні та метеорологічні умови їх проведення були типовими для степової зони півдня України. Метеорологічні умови в період проведення дослідження склалися так, що у різні роки даного періоду мали місце епіфітотії бурої та жовтої іржі, борошнистої роси та твердої сажки; умови зимівлі 2002 - 2003 р.р. обумовили чітку диференціацію сортів та ліній за зимостійкістю.

У польових, лабораторних та лабораторно-польових дослідах використовувався набір з 14 сортів селекції Селекційно-генетичного інституту - НАЦ НАІС УААН, створених у лабораторії селекції інтенсивних сортів пшениці та відділі селекції та насінництва пшениці і тритікале, а також 11 селекційних ліній та 5 гібридних популяцій F₁, створених у лабораторії селекції інтенсивних сортів пшениці. За ступенем вираження господарсько цінних ознак та біологічних властивостей даний матеріал охоплює практично все різноманіття сучасного сортового складу озимої м'якої пшениці степового екотипу. Агротехніка на посівах витримувалася загальноприйнята в даній зоні для насінницьких посівів.

При закладенні польових дослідів було використане систематичне розміщення варіантів з обліковою площею ділянок 10 м². У модельному досліді з визначення закономірностей адаптації рослин до умов вирощування при різних строках сівби, проведеного з використанням набору сортів та селекційних ліній, була використана трьохкратна повторність варіантів з нормою висіву 5 мл. шт. схожих насінин/га при чотирьох строках сівби: ранній - 15 - 16 вересня, оптимальний - 27 - 30 вересня, пізній - 27 - 30 жовтня, підзимній - 27 - 30 листопада. У 2002-2003 р.р. у зв'язку із значним зрідженням підзимнього посіву обліки на ньому не проводилися.

Дослід з визначення ефективності добору селекційного матеріалу при різних строках сівби проводився на гібридних популяціях з широкою генетичною основою, створеною шляхом складної гібридизації контрастних за господарсько цінними ознаками та біологічними властивостями сортів степової екологічної групи. З цих популяцій протягом двох поколінь (F_2, F₃) при 3-х строках сівби (27 - 30 вересня, 27 - 30 жовтня та 27 - 30 листопада) проводився масовий добір генотипів окремо у слідуючих напрямах: за величиною головного колосу - у напрямі збільшення; за висотою рослини та тривалістю вегетаційного періоду - у двох протилежних напрямах: виділення найбільш високорослих та низькорослих, пізньостиглих та ранньостиглих форм. У 2002 р. гібридні популяції, отримані в результаті двохкратного добору були висіяні при оптимальному строці сівби з метою нівелювання фенотипових відмінностей між насінням, отриманим при різних строках сівби, а у 2003 - 2004 р.р. -пройшли випробування при оптимальному строці сівби. Протягом 2000 - 2004 р.р. одночасно з частиною популяцій, призначеною для доборів, та нащадками доборів, в аналогічні строки проводився пересів популяцій - контролів, на яких добір не проводився.

Закладення ділянок гібридних популяцій, призначених для доборів, та їх контролів проводилося без повторностей з нормою висіву 1 мл. шт. схожих насінин/га. При випробуванні ділянки розміщувалися у двократній повторності з нормою висіву 5 млн. шт. схожих насінин/га.

Весь матеріал у досліді підлягав селекційній оцінці. Морозо- та зимостійкість визначалася за слідуючими методами: В.Я. Юр'єва, монолітів, перезимівлею посівів, вмістом цукрів у вузлах кущення рослин; посухостійкість - за водоутримуючою здатністю листя та інтенсивністю накопичення сухих речовин у зернівці протягом її формування і наливу; стійкість до збудників хвороб - на природному фоні за інтегрованою шкалою, розробленою на основі шкали Е.Е. Saari i J.M.M. Prescotta; аналіз елементів структури врожаю - за методикою Державної служби з охорони прав на сорти рослин; синхронності стеблоутворення рослин - за методом,

розробленим у лабораторії селекції і генетики пшениці ІЗЗ УААН.

Оцінка технологічних властивостей зерна сортів та ліній проводилася у відділі генетичних основ селекції інституту; тривалості потреби в яровизації та фоточутливості - у відділі генетики; вмісту цукрів у вузлах кущення рослин - у відділі біохімії. Статистичний аналіз кількісних ознак проводився на персональному комп'ютері за допомогою пакету прикладних програм "Excell". Параметри середовища як фону для добору розраховувалися за методом Кільчевського А.В., Хотильової Л.В. Коефіцієнт прогнозуючої здатності середовища (Р_к) є комплексним показником, який відображає здатність середовища виявляти генетичну мінливість за певною ознакою (властивістю) і його типовість умовам вирощування, при яких планується використання генотипу та дозволяє рангувати середовища за їх цінністю як селекційного фону. Критерієм переваги умов вирощування, що формуються при певному строці сівби, як фону для добору за певною ознакою генотипів, призначених для використання при певному строці сівби, слугував стабільний прояв переваги посівів даного строку сівби за відповідним коефіцієнтом Р_к у різні роки досліджень.

У третьому розділі „Реалізація адаптивного потенціалу озимої м'якої пшениці при різних строках сівби” охарактеризована мінливість адаптивних властивостей сортів та ліній при відхиленні строку сівби від оптимального. Як свідчать результати штучних проморожувань рослин за методом В.Я. Юр'єва (табл. 1), визначень зимостійкості та вмісту цукрів у вузлах кущення рослин у польових умовах, морозо- та зимостійкість рослин при зміні строку сівби зменшувалися в такій послідовності (у середньому): оптимальний строк - ранній строк - пізній строк. При підзимньому посіві рослини до початку зимівлі не встигали зійти на поверхню грунту і їх виживання після дії низькотемпературного стресу в цей період становило близько 100 %. Найбільш стабільним збереженням високих рангових значень морозо- та зимостійкості при відхиленні строку сівби від оптимального характеризувалися сорти Повага, Одеська 267 та лінія Еритроспермум 4214/92.

Було встановлено, що загальною для посівів усіх осінніх строків сівби є наявність позитивного зв'язку морозо- та зимостійкості рослин з тривалістю потреби в яровизації (табл. 2, 3). Зв'язок фоточутливості з морозо- та зимостійкістю рослин істотно розрізнявся для посівів різних строків сівби. При ранньому посіві позитивний зв'язок фоточутливості з рівнем цих властивостей мав місце як у пізньоосінній період, так і протягом зимового періоду, при оптимальному строці сівби - лише під час зимових відлиг. При пізньому посіві достовірного зв'язку фоточутливості з рівнем зимостійкості рослин встановлено не було.

Стійкість до впливу весняних приморозків, які спостерігалися у травні 2004 р., зменшувалася в такій послідовності (у середньому): підзимній строк (практично повна відсутність ознак пошкодження рослин) - пізній строк - ранній строк - оптимальний строк. Найбільш стабільним збереженням високих рангових значень стійкості до впливу даного стресу при відхиленні строку сівби від оптимального характеризувалися сорти Одеська 267 та Одеська 51.

Таблиця 1. Морозо- та зимостійкість рослин озимої м'якої пшениці різних строків сівби

НСР (0,05) = 2,8 0,12

Примітки:

1. У голівці даної та інших таблиць позначення „1 строк”, „2 строк” … відповідають ранньому, оптимальному … строкам сівби, проведеної у зазначений у голівці або назві таблиці рік; точні календарні дати проведення цих посівів зазначені у підрозділі 2.3. дисертації (ранній - 15 - 16 вересня, оптимальний - 27 - 30 вересня, пізній - 27 - 30 жовтня, підзимній - 27 - 30 листопада).

2. У боковику даної та інших таблиць позначення P_k відповідає коефіцієнтам передбачаючої здатності посівів строків сівби, зазначених у голівці таблиці, як фонів для добору генотипів, призначених для використання при оптимальному строці сівби. Порівняння коефіцієнтів P_k коректно проводити лише в межах кожного року окремо.

Рівні морозо- та зимостійкості сортів і ліній озимої м'якої пшениці характеризувалися високою стабільністю відтворення рангування при відхиленні строку сівби від оптимального у випадку відсутності умов для достатньо тривалого відновлення фотосинтетичної діяльності рослини протягом зимівлі. Висока стабільність даної ознаки за наявності зазначених умов обумовлює можливість при значному відхиленні строку сівби селекційного матеріалу від оптимального діапазону без суттєвих помилок проводити оцінку та добір генотипів, призначених для використання при оптимальному строці сівби. Достовірний позитивний зв'язок між рангуванням сортів та ліній за вмістом цукрів у вузлах кущення рослин на час припинення осінньої вегетації при різних строках сівби спостерігався лише за наявності умов, сприятливих для тривалого осіннього загартування рослин з повноцінною реалізацією їх генетичного потенціалу за даною ознакою, які спостерігалися у 2001 та 2003 р.р. Рангування сортів та ліній за стійкістю до впливу весняних приморозків суттєво змінювалося при відхиленні строку сівби від оптимального.

Таблиця 2. Коефіцієнти кореляції морозостійкості рослин озимої м'якої пшениці різних строків сівби з ФПЧ та ТПЯ

*Р_0,05 = 0,604

**Р_0,01 = 0,743

Примітки:

1. ТПЯ - тривалість потреби у яровизації рослин.

2. ФПЧ - фотоперіодична чутливість рослин.

Таблиця 3. Коефіцієнти кореляції зимостійкості рослин озимої м'якої пшениці різних строків сівби з ФПЧ та ТПЯ (2002-2003 р.р.)

*Р_0,05 = 0,604

**Р_0,01 = 0,743

За передбачаючою здатністю середовища найкращий фон для оцінки та добору селекційного матеріалу озимої м'якої пшениці за морозо- і зимостійкістю (див. табл. 1) та стійкістю до впливу весняних приморозків створюється при сівбі в ті строки, при яких планується його використання. Добір селекційного матеріалу, призначеного для використання при оптимальному строці сівби, за вмістом цукрів у вузлах кущення рослин на час припинення осінньої вегетації найбільш доцільно проводити при ранньому посіві, тоді як селекційного матеріалу, призначеного для використання при ранньому та пізньому строках сівби - при сівбі в ті строки, при яких планується його використання.

Було встановлено, що для оцінки рівня зимостійкості селекційного матеріалу доцільно використовувати позитивний зв'язок даної властивості з коефіцієнтом кущення рослин раннього строку сівби на час припинення осінньої вегетації, а також зворотній зв'язок з масою їх стебел; для визначення рівня фоточутливості - зворотній зв'язок даної властивості з довжиною центрального пагону кущення рослин раннього строку сівби на час припинення осінньої вегетації. Однак, рівень прояву зазначених зв'язків суттєво залежав від умов року. Виключною стабільністю характеризувався високий позитивний зв'язок фоточутливості з коефіцієнтом кущення рослин раннього посіву на час припинення осінньої вегетації (r = 0,68* - 0,73*).

В умовах грунтово-повітряної посухи протягом весняно-літньої вегетації 2002 р. найбільша стійкість рослин до впливу даного стресу протягом періоду „вихід у трубку-колосіння” формувалася при оптимальному або ранньому строці сівби, в залежності від генетичних особливостей сорту (лінії), найнижча - при пізньому. Середній рівень випадіння рослин за цей період становив 13,5%, 9,4% та 27,1% для посівів раннього, оптимального та пізнього строків сівби відповідно. Найбільш стабільним збереженням високих рангових значень стійкості до даного стресу при відхиленні строку сівби від оптимального характеризувалися лінії Еритроспермум 807/95 та Еритроспермум 1325/95.

При сприятливих гідротермічних умовах весняно-літньої вегетації 2004 р. середній по строку рівень водоутримуючої здатності прапорцевих листків рослин, характерний для посівів оптимального строку сівби, суттєво не змінювався при ранньому та пізньому посівах, суттєво знижуючись при підзимньому (57,5; 57,3; 56,6 та 50,8 для посівів 1-4-го строків сівби відповідно). Однак, в умовах посухи найбільша водоутримуюча здатність формувалася при пізньому посіві, знижуючись в такій послідовності: пізній строк - раннй строк - оптимальний строк (44,5; 40,1 та 51,6 для посівів 1-3-го строків сівби відповідно). Найбільш стабільним збереженням високих рангових значень даної властивості в стресових умовах характеризувалися сорти Альбатрос одеський, Одеська 132 та лінія Еритроспермум 960/88.

При підзимньому посіві за наявності сприятливого гідротермічного режиму весняно-літньої вегетації відбувалося суттєве зниження маси 1000 зерен в порівнянні з показниками рослин оптимального строку сівби (41,9 - 42,4 г; 41,9 - 44,3 г; 42,4 - 42,7 г та 33,8 - 38,8 г у середньому для посівів 1-4-го строків сівби відповідно). Найбільш стабільними збереженням високих рангових значень маси 1000 зерен та площі під кривою накопичення сухих речовин у зернівці при відхиленні строку сівби від оптимального та погіршенні гідротермічних умов весняно - літньої вегетації характеризувався сорт Струмок. За стабільністю збереження високих рангових значень урожайності зерна при відхиленні строку сівби від оптимального в умовах посухи 2002 р. кращими виявилися сорти Струмок, Альбатрос одеський, Одеська 132 та лінії Еритроспермум 807/95 і Еритроспермум 712/98 (табл. 4). Слід зазначити, що при найменш сприйнятливому до впливу посухи ранньому посіві незалежно від гідротермічних умов весняно-літньої вегетації зберігався відносно

Таблиця 4. Урожайність зерна озимої м'якої пшениці при різних строках сівби (ц/га)

НСР (0,05) = 3,09 3,19

стабільний позитивний зв'язок тривалості вегетаційного періоду рослини з масою 1000 зерен та площею під кривою накопичення сухих речовин у зернівці, однак при більш пізніх посівах в більшості випадків був встановлений достовірний від'ємний зв'язок між цими показниками.

Було встановлено, що рівень відносної зміни урожайності при пізньому посіві по відношенню до показників посівів оптимального строку сівби в умовах посушливого року достовірно відображає рівень посухостійкості сорту (лінії), встановлений за відносною зміною урожайності та маси 1000 зерен в умовах посухи протягом весняно-літньої вегетації по відношенню до показників сприятливих за вологозабезпеченням цього періоду років (r = 0,45* - 0,76**). Це дозволяє проводити порівняльну оцінку селекційного матеріалу без використання показників різних за стресовими умовами років. Також було виявлено, що висока початкова інтенсивність накопичення сухих речовин у зернівці є надійною ознакою високого генетичного потенціалу селекційної форми за масою 1000 зерен та стабільності збереження високих рангових значень даної ознаки при відхиленні строку сівби від оптимального та погіршенні гідротермічного режиму весняно-літньої вегетації.

Рангування сортів і ліній за водоутримуючою здатністю прапорцевого листка (за виключенням підзимнього посіву), масою 1000 зерен, площею під кривою накопичення сухих речовин у зернівці, початковою інтенсивністю накопичення сухих речовин у зернівці при відхиленні строку сівби від оптимального та зміні гідротермічного режиму весняно-літньої вегетації зберігалося на достовірному (у випадку двох останніх показників - переважно на 1%-му) рівні значення.

За передбачаючою здатністю середовища найкращий фон для оцінки та добору селекційного матеріалу озимої м'якої пшениці за початковою інтенсивністю накопичення сухих речовин у зернівці створюється при пізньому та підзимньому строках сівби; за стійкістю рослин до впливу грунтово-повітряної посухи протягом періоду „вихід у трубку-колосіння”, водоутримуючою здатністю прапорцевого листка, масою 1000 зерен, площею під кривою накопичення сухих речовин у зернівці, кінцевою інтенсивністю накопичення сухих речовин у зернівці, а також за відносною зміною урожайності та маси 1000 зерен в умовах посухи протягом весняно-літньої вегетації по відношенню до показників сприятливих за вологозабезпеченням цього періоду років найбільш доцільно проводити при сівбі в ті строки, при яких планується їх використання.

У 2000-2001 та 2003-2004 р.р. по мірі запізнення з сівбою в діапазоні від раннього до пізнього строку сівби суттєво підвищувався ступінь ураження рослин збудниками бурої іржі у весняно - літній період вегетації. При підзимньому посіві, в залежності від умов року, відбувалося значне підвищення або зниження рівня ураження рослин в порівнянні з пізнім. Середній рівень стійкості до збудників даної хвороби становив: у 2000-2001 р.р. - 5,5; 5,0; 4,6; 4,2 балів ; у 2003-2004 р.р. - 5,0; 4,5; 3,9; 5,9 балів для посівів 1-4-го строків сівби відповідно. Найбільш стабільним збереженням високих рангових значень стійкості до збудників даної хвороби при відхиленні строку сівби від оптимального характеризувалися сорт Одеська 132 та лінії Еритроспермум 936/96 і Еритроспермум 712/98. При всіх строках сівби зберігався достовірний від'ємний зв'язок рівня стійкості сортів і ліній з тривалістю їх вегетаційного періоду.

У весняно-літній період 2001 р. спостерігалася епіфітотія твердої сажки; у весняно-літній період 2004 р. - жовтої іржі. Ураження рослин збудниками цих хвороб поступово підвищувалося по мірі запізнення з сівбою, починаючи від раннього та оптимального строків сівби відповідно. Середній рівень стійкості до збудників становив: твердої сажки - 9,0; 8,1; 6,2; 5,1 балів; жовтої іржі - 8,8; 8,8; 8,6; 5,3 балів для посівів 1-4-го строків сівби відповідно. Найбільш стабільним збереженням високих рангових значень стійкості до збудників твердої сажки при відхиленні строку сівби від оптимального характеризувалися сорти Пошана, Кірія, Струмок і лінії Еритроспермум 960/88, Еритроспермум 712/98 та Еритроспермум 754/98; найбільшу сприйнятливість до жовтої іржі виявили сорти Лузанівка одеська, Пошана, Зірка та Селянка.

У осінній та весняно-літній періоди 2000-2001 р.р. спостерігалися епіфітотії борошнистої роси, оцінка на стійкість до збудників якої проводилася перед припиненням осінньої вегетації та у фазі колосіння. У осінній період розвитку хвороби мала місце тенденція зниження середнього рівня ураження посівів по мірі запізнення з сівбою, починаючи від раннього посіву (4,4; 5,5; 6,0 балів стійкості для посівів 1-3-го строків сівби відповідно); у весняно-літній період середній рівень стійкості знижувався у слідуючій послідовності: оптимальний строк - підзимній строк - пізній строк - ранній строк (6,6; 5,2; 6,2; 6,0 балів для посівів 1-4-го строків сівби відповідно). Найбільш стабільним збереженням високих рангових значень стійкості до збудників борошнистої роси при відхиленні строку сівби від оптимального як при осінній так і при весняно-літній епіфітотіях хвороби характеризувалися сорт Повага та лінії Еритроспермум 960/88 і Еритроспермум 754/98.

Рангування сортів та ліній за стійкістю до зазначених хвороб при відхиленні строку сівби від оптимального зберігалося на достовірному рівні значення. За передбачаючою здатністю середовища найкращий фон для добору за стійкістю до збудників бурої іржі селекційного матеріалу, призначеного для використання при оптимальному і ранньому строках сівби, створювався при пізньому посіві.

У всі роки досліджень спостерігалася виключно висока сприйнятливість ранніх посівів до осіннього пошкодження личинками злакових мух (пшеничної, опомізи та шведської), а пізніх та підзимніх посівів - до весняного пошкодження личинками пшеничної і шведської мух.

По мірі запізнення з сівбою (починаючи від раннього посіву) відбувалося поступове зменшення тривалості вегетаційного періоду та міжфазних періодів рослин. При цьому відмінності між посівами різних строків сівби за тривалістю міжфазних періодів поступово вирівнювалися по мірі наближення до кінця вегетації. При відхиленні строку сівби від оптимального рангування генотипів за тривалістю більшості періодів „сходи - наступна фаза розвитку” та міжфазних періодів зберігалося на достовірному рівні значення. Суттєві зміни у рангуванні сортів та ліній при відхиленні строку сівби від оптимального стосувалися тривалості періоду „сходи - кущення” (у деяких випадках - також стосовно тривалості періоду „сходи - вихід у трубку”) при запізненні з сівбою, а також стосовно тривалості періоду „колосіння - повна стиглість” при запізненні з сівбою в умовах посухи.

Оптимальна для формування врожаю зерна тривалість вегетаційного періоду та міжфазних періодів рослин мала відмінності для посівів різних строків сівби (табл. 5). За передбачаючою здатністю середовища добір за тривалістю періодів „сходи - кущення” та „сходи - вихід у трубку” селекційного матеріалу, призначеного для використання при оптимальному строці сівби, найбільш доцільно проводити при ранньому посіві. Добір за тривалістю періоду „сходи - колосіння” селекційного матеріалу, призначеного для використання при оптимальному строці сівби, а також „сходи - повна стиглість” селекційного

Таблиця 5. Оптимальна для формуваня зернової продуктивності тривалість вегетаційного та міжфазних періодів озимої м'якої пшениці при різних строках сівби, по відношенню до показників сорту - стандарту Альбатрос одеський, діб (за умови проведення оцінки при оптимальному строці сівби)

матеріалу, призначеного для використання при оптимальному та ранньому строках сівби, найбільш доцільно проводити при пізньому та підзимньому посівах. Добір селекційного матеріалу за тривалістю періодів „кущення - вихід у трубку”, „вихід у трубку - колосіння” та „колосіння - повна стиглість” найбільш доцільно проводити при сівбі у ті строки, при яких заплановане його використання.

У четвертому розділі „Реалізація потенційної продуктивності озимої м'якої пшениці при різних строках сівби” охарактеризована мінливість компонентів структури врожаю, деяких інших морфологічних ознак рослини, а також технологічних властивостей зерна сортів та ліній при відхиленні строку сівби від оптимального.

Урожайність посівів при зміні строку сівби, за виключенням 2000-2001 р.р., знижувалася у такій послідовності: оптимальний строк - ранній строк - пізній строк - підзимній строк (див. табл. 4). Найбільш стабільним збереженням високих рангових значень урожайності зерна при відхиленні строку сівби від оптимального незалежно від умов весняно - літньої вегетації характеризувався сорт Струмок; у сприятливих гідротермічних умовах весняно-літньої вегетації 2001 р. - також лінії Еритроспермум 2528/95, Еритроспермум 936/96 та Еритроспермум 754/98; при виключно сприятливих для реалізації потенційної продуктивності генотипу гідротермічних умовах весняно-літньої вегетації 2004 р. - Кірія, Одеська 132, Струмок, Ніконія, Еритроспермум 2593/90 (перевага яких знижувалася до середнього рівня при ранньому посіві), а також Еритроспермум 936/96 та Еритроспермум 712/98.

Рослини різних строків сівби суттєво розрізнялися за внеском у їх зернову продуктивність різних елементів структури врожаю та зв'язком урожайності з параметрами деяких інших морфологічних ознак рослини. На відміну від посівів оптимального строку сівби, при зміщенні строку сівби від оптимального у бік раннього та запізненні з сівбою суттєво підвищувався позитивний вплив на продуктивність рослин кількості зерен у 3-4-х квітках колосків бічних колосів, при ранньому посіві - коефіцієнту господарського використання врожаю, при пізньому та підзимньому строках сівби - загального і продуктивного кущення рослин та кількості колосків у бічному колосі.

При відхиленні строку сівби від оптимального рангування сортів та ліній за довжиною головного і бічних стебел, їх колосів та кількістю зерен у 3-4-х квітках колосків зберігалося на достовірному рівні значення. Рангування сортів та ліній за параметрами інших елементів структури врожаю, коефіцієнтом загального кущення, щільністю колосу, коефіцієнтами господарського використання врожаю та синхронністю стеблоутворення суттєво змінювалося при відхиленні строку сівби від оптимального.

За передбачаючою здатністю середовища добір селекційного матеріалу, призначеного для використання при оптимальному строці сівби, за потенційною урожайністю зерна при сприятливому гідротермічному режимі весняно-літньої вегетації найбільш доцільно проводити при пізньому та підзимньому строках сівби. Добір селекційного матеріалу за параметрами елементів структури врожаю та інших зазначених морфологічних ознак рослини найбільш доцільно проводити при сівбі в ті строки, при яких планується використання генотипів.

По мірі запізнення з сівбою (починаючи від оптимального або раннього строку сівби, в залежності від генетичних особливостей рослин) відбувалося зниження натурної маси зерна, яка в середньому становила: у 2000 - 2001 р.р. - 826,1; 825,0; 812,2 та 805,9 г/л; у 2001 - 2002 р.р. - 824,4; 821,0 та 818,0 г/л для посівів 1-4-го та 1-3-го строків сівби відповідно. При сприятливих гідротермічних умовах весняно-літньої вегетації по мірі запізнення з сівбою (починаючи від оптимального або раннього строку сівби) відбувалося значне підвищення вмісту білка в зерні і сили борошна (у 2000 - 2001 р.р. їх показники в середньому становили 9,5; 10,4; 11,0; 11,7 % та 165,7; 185,7; 212,8; 238,6 о.а. для посівів 1-4-го строків сівби відповідно), об'єму і загальної оцінки хліба, а також спостерігалися тенденції до підвищення числа падіння і розтяжності тіста (починаючи від раннього строку сівби) та зниження коефіцієнту конфігурації альвеограми (починаючи від оптимального строку сівби). Найбільш стабільним збереженням високих рангових значень сили борошна при відхиленні строку сівби від оптимального при зазначених умовах розвитку характеризувалися сорти Кірія і Ніконія.

При наявності посухи протягом весняно-літньої вегетації спостерігалася тенденція до формування найкращих хлібопекарських властивостей зерна при оптимальному строці сівби (у 2001 - 2002 р.р. середній рівень вмісту білка у зерні становив 11,5; 12,1 та 11,6 %; сили борошна - 283,3; 317,9 та 292,0 о.а. для посівів 1-3-го строків сівби відповідно). Найбільш стабільним збереженням високих рангових значень сили борошна при відхиленні строку сівби від оптимального при зазначених умовах характеризувалися Кірія, Одеська 267, Альбатрос одеський, Ніконія, Еритроспермум 3191/93 та Еритроспермум 3253/94. При пізньому та підзимньому посівах хлібопекарська цінність зерна суттєво залежала від здатності рослини сформувати в цих умовах високу пружність тіста. При відхиленні строку сівби від оптимального рангування сортів та ліній за параметрами хлібопекарських та борошномельних властивостей зерна зберігалося на достовірному (практично у всіх випадках - на 1%-му) рівні значення. За передбачаючою здатністю середовища добір селекційного матеріалу за натурою зерна та комплексом його хлібопекарських властивостей найбільш доцільно проводити при сівбі у ті строки, при яких планується його використання.

На основі аналізу експериментальних даних шляхом кореляційного, регресійного аналізів та графічного порівняння генотипових і фенотипових зв'язків адаптивних властивостей та господарсько цінних ознак сортів і ліній з рівнем їх реальної продуктивності, сформованої при різних строках сівби у різні за стресовим навантаженням роки було проведене визначення оптимальних параметрів сортів, придатних для сівби у діапазонах строків „15 вересня - 30 вересня”, „30 вересня - 30 жовтня” та „15 вересня - 30 жовтня”. При цьому як прогностичні були використані параметри ознак і властивостей рослин, сформованих при оптимальному строці сівби (табл. 6).

Таблиця 6. Модельні параметри ознак та властивостей сортів озимої м'якої пшениці, придатних для сівби у різні осінні строки*

Примітки:

1. Наведені оптимальні параметри рослин є дійсними за умови їх оцінки при оптимальному строці сівби.

2. КГВВ - коефіцієнт господарського використання врожаю.

3. КСС - коефіцієнт синхронності стеблоутворення.

У п'ятому розділі „Порівняльна оцінка ефективності добору ліній з гібридних популяцій озимої м'якої пшениці при різних строках сівби” проведено порівняння ефективності дворазового масового добору ліній з гібридних популяцій F2, F3

за кількістю колосків у головному колосі (добір у позитивному напрямі), висотою головного стебла (добір у позитивному та негативному напрямах) та тривалістю вегетаційного періоду (добір у позитивному та негативному напрямах).

Експериментально визначена придатність посівів різних строків сівби як фонів для добору за даними ознаками генотипів, призначених для використання при оптимальному строці сівби, відповідала обґрунтованій теоретично за методикою Кільчевського, Хотильової (рис. 1 - 3). Добір за висотою рослин у обох напрямах та за кількістю колосків в колосі був найбільш ефективним при оптимальному строці сівби. При доборі за тривалістю вегетаційного періоду в обох напрямах найбільша ефективність спостерігалася при пізньому та підзимньому строках сівби. Наведені залежності зберігалися незалежно від походження популяції. Висока ефективність методики Кільчевського, Хотильової вказує на можливість її використання у практичній селекції, зокрема - висновків попередніх розділів, отриманих при її використанні. Слід зазначити, що вирощування популяцій F₂, F₃ при пізньому та підзимньому строках сівби сприяло суттєвому підвищенню середньопопуляційних значень коефіцієнту продуктивного кущення рослин.

Висновки

1. Строк сівби суттєво впливає на формування господарсько цінних ознак і адаптивних властивостей рослин озимої м'якої пшениці. При цьому характер фенотипової мінливості або стабільності залежить від генетичних особливостей рослини. Залежно від строку сівби змінюється ефективність добору кращих генотипів у процесі селекції.

2. При створенні сортів, пристосованих до умов вирощування при сівбі у неоптимальні строки, слід враховувати особливості у вимогах до їх ознак властивостей, пов'язаних з адаптивністю до зазначених умов. Параметри господарсько цінних і морфологічних ознак та адаптивних властивостей рослин, сформованих при оптимальному строці сівби, дозволяють частково прогнозувати адаптивну цінність генотипів при сівбі у неоптимальні строки.

3. Незалежно від діапазону строків осіннього посіву, на адаптивність до умов якого орієнтована селекція, сорт повинен характеризуватися: наявністю високих параметрів кількості зерен у головному (зокрема - у 3-4-х квітках його колосків) і бічних колосах, коефіцієнту синхронності стеблоутворення, маси 1000 зерен, початкової інтенсивності наливу та натурної маси зерна і сили борошна.

4. Сорти, пристосовані до умов вирощування при сівбі 15-16 вересня, повинні характеризуватися високим рівнем морозо- та зимостійкості, стійкості до борошнистої роси і злакових мух (пшеничної, опомізи та шведської), підвищеним рівнем тривалості потреби в яровизації та фотоперіодичної чутливості. Також, подібні сорти повинні характеризуватися довгим колоссям, добре вираженою здатністю до зав'язування зерен у 3-4-х квітках колосків бічних колосів, високим коефіцієнтом господарського використання врожаю, а також середнім рівнем загального і продуктивного кущення та висоти рослин.

5. Сорти, пристосовані до умов вирощування при сівбі 27 жовтня - 30 листопада, повинні характеризуватися наближеною до нейтральної фотоперіодичною реакцією, високим рівнем посухостійкості протягом періоду „вихід у трубку - повна стиглість”, стійкості до твердої сажки, бурої і жовтої іржі та злакових мух (пшеничної і шведської). Також, подібні сорти повинні характеризуватися підвищеним або високим рівнем загального і продуктивного кущення рослин, вираженою здатністю до формування великої кількості колосків у бічних колосах та до зав'язування зерен у їх 3-4-х квітках. Сорти, пристосовані до умов вирощування при сівбі 27-30 жовтня, повинні, також, характеризуватися високим рівнем морозо- та зимостійкості, однак, для них відсутня потреба у наявності підвищеної тривалості потреби у яровизації. Для формування високої сили борошна сортів, призначених для використання при сівбі 27 жовтня - 30 листопада, найбільше значення має здатність до формування в цих умовах високої пружності тіста.

6. При відхиленні строку сівби від оптимального не відбувається суттєвих змін у рангуванні генотипів озимої м'якої пшениці за рівнем фенотипового прояву морозо- та зимостійкості, стійкості до хвороб, інтенсивності накопичення сухих речовин у зернівці, довжини головного і бічних стебел, їх колосів, кількості зерен у 3-4-х квітках колосків, хлібопекарських і борошномельних властивостей зерна та тривалості міжфазних періодів. При проведенні селекційних оцінок на посівах неоптимальних строків сівби ця закономірність дає можливість без суттєвих помилок виділяти цінні генотипи, призначені для використання як при неоптимальних, так і при оптимальному строках сівби.

7. Загальною для посівів усіх осінніх строків сівби є наявність позитивного зв'язку морозо- та зимостійкості рослини з тривалістю її потреби в яровизації. При сівбі 15-16 вересня фотоперіодична чутливість має позитивний зв'язок з рівнем прояву морозо- та зимостійкості як у пізньоосінній період, так і протягом зимового періоду. При сівбі 27-30 вересня цей зв'язок проявляється лише під час тривалих зимових відлиг. При сівбі 27-30 жовтня фотоперіодична чутливість на формування зимостійкості рослин істотно не впливає. При сівбі 27-30 листопада виживання рослин, які не встигли зійти на поверхню грунту, після дії низькотемпературного стресу становить близько 100 %.

8. Для оцінки рівня зимостійкості селекційного матеріалу доцільно використовувати стабільний позитивний її зв'язок з коефіцієнтом кущення рослини на час припинення осінньої вегетації при сівбі 15-16 вересня, а також зворотній зв'язок зимостійкості та тривалості потреби в яровизації з масою стебел рослини на час припинення осінньої вегетації при сівбі 15-16 вересня. Для оцінки фотоперіодичної чутливості селекційного матеріалу доцільно використовувати зворотній зв'язок даної властивості з висотою рослини на час припинення осінньої вегетації при сівбі 15-16 вересня, а також виключно стабільний її позитивний зв'язок з коефіцієнтом кущення рослини на час припинення осінньої вегетації при сівбі 15-16 вересня.

9. Рівень відносної зміни урожайності зерна при сівбі 27-30 жовтня по відношенню до показників посівів 27-30 вересня в умовах посушливого рокудостовірно відображає рівень посухостійкості селекційного матеріалу.

10. Результати експериментального порівняння придатності посівів різних строків сівби як фонів для добору селекційного матеріалу озимої м'якої пшениці за довжиною головного стебла, величиною головного колосу та тривалістю періоду „сходи - колосіння” відповідають показникам, математично спрогнозованим за методикою Кільчевського А.В., Хотильової Л.В. Для підвищення ефективності оцінок та доборів селекційного матеріалу за комплексом господарсько цінних ознак та біологічних властивостей сівбу доцільно проводити у строки, визначені за допомогою зазначеної методики як найбільш придатні для підвищення диференціації генотипів у потрібному напрямі. Для добору селекційного матеріалу, призначеного для використання при оптимальному строці сівби, сівбу найбільш доцільно проводити при слідуючих строках:

- за рівнем осіннього загартування рослин - 15-16 вересня;

- за початковою інтенсивністю накопичення сухих речовин у зернівці - 27 жовтня - 30 листопада;

- за стійкістю до збудників бурої та жовтої іржі - 27 -...