Селекційна цінність екологічно віддалених зразків гречки Національної колекції України

Полтавська державна аграрна академія

Ключові слова: насіння гречки, сорти, сортові ознаки, генофонд, якість насіння, маса 1000 насінин.

Annotation

Trygub O. V., Liashenko V. V., Barabolia O. V.

Selective value of environmentally distant samples of buckwheat of the National Collection of Ukraine.

Buckwheat is extremely receptive to adapt to the culture that was spread through the territory of most regions of the world (Eurasia, Australia, Africa, South and North America), and practically reached the limits of agriculture. It can be grown everywhere, where the frost-free period lasts more than 60 days and the average daily air temperature exceeds 17-18 ⁰C, and the amount of lunar rainfall is 50-60 mm [3].

This geographical distribution led to a significant difference between the samples grown in different regions of the world, which was formed under the influence of environmental factors and served in the early stages as an adaptive mechanism.

The article presents the results of the study of the buckwheat collection material of the National Collection of Ukraine of different ecological and geographical origin by economic and selectionvaluable indicators. The distribution of the gene pool of the study group is carried out depending on the ecological suitability of the varieties and forms. Of the variety, the most valuable samples are selected, which can be recommended as sources of valuable attributes with increased parameters of yield, plant productivity, and large-grain yield, which is combined with high grain leveling; which has a significant number of inflorescences and high fertility (lacustrine), genetically determined parameters of the height of the plant and the number of nodes from the branching zone; it is characterized by the controlled duration of the growing season, coupled with the achievement's friendliness, the type of plant growth, resistance to shedding and sinking of the fruits; and it also has increased parameters of drought resistance and heat resistance, etc.

Of great value is the wide representation in the selected material of samples of various ecological and geographical groups, which allows selection by one sign or another not to narrow the genetic basis of newly created varieties, to search among the source forms the most rational combination of features and properties. This is especially valuable in the conditions of rapid change of environmental factors, as well as the introduction of new directions of use of buckwheat and, as a result, search of alternative sources with a complex of non-typical for a modern high-grade material characteristics among the gene pool.

Key words: seeds of buckwheat, varieties, varietal signs, gene pool, quality of seeds, weight of 1000 seeds.

Постановка проблеми

Збільшення виробництва продукції рослинництва можливо досягти декількома способами, але доступним і доцільним залишається лише шлях розвитку і впровадження високих наукоємних генетико-селекційних технологій, які здатні забезпечити оптимальний набір та співвідношення генів в новому сорті і оптимальну взаємодію генотип-середовище в зоні селекції. Тому для успішної селекції важливим є наявність вихідного матеріалу, який сформувався в певних агрокліматичних умовах і володіє комплексом механізмів пристосування до певних умов середовища [1, 2].

Аналіз останніх досліджень і публікацій, у яких започатковано розв'язання проблеми

Гречка надзвичайно сприйнятлива для пристосування культура, яка завдяки людині була розповсюджена по території більшості регіонів світу (Євразії, Австралії, Африки, Америки Південної та Північної) і практично досягла кордонів землеробства. Її можна вирощувати скрізь, де безморозний період триває більше 60 днів і середньодобова температура повітря перевищує 1718 ⁰С, а кількість місячних опадів становить 5060 мм [3].

Таке географічне розповсюдження привело до значної різниці між зразками, вирощеними в різних регіонах світу, яка сформувалася під впливом факторів середовища і слугувала на перших етапах пристосувальним механізмом. Дослідженнями багатьох вчених встановлено специфічність формування селекційно важливих та господарськи цінних ознак в залежності від зони вирощування [4]. А. С. Кротовим при вивченні генофонду гречки території колишнього Радянського Союзу було здійснено розподіл колекційного матеріалу на 4 еколого-географічні групи: середньостиглу південну, скоростиглу північну, пізньостиглу приморську та середньостиглу гірську. Подальші дослідження підтвердили правильність цієї теорії і внесли до неї лише уточнення, але не змінили принципу. В назву групи автором було внесено важливу ознаку - тривалість вегетаційного періоду, яка в більшості випадків є інтегруючою при визначенні цінності вихідного матеріалу для того чи іншого регіону. І хоч придатність до застосування вихідного матеріалу визначається напрямом селекції (на урожайність, якість продукції, високий гомеостаз плодоутворення, придатність вирощування за інтенсивною технологією, холодота посухостійкість, нектаропродуктивність, стійкість проти шкідників та хвороб тощо), тривалість вегетаційного періоду в більшості випадків є визначальною характеристикою.

Особливо актуальною є ця теза зараз - в умовах різкої зміни клімату. Незмінним і вирішальним для виробничників є показник урожайності, але шляхи формування його в контрастних умовах середовища можуть бути абсолютно різними. Рослини можуть мати або стійкість до несприятливого фактора (високих температур або посухи), або ж мати змогу уникати згубної дії цих факторів (шляхом більш ранньої сівби і формування врожаю до настання жорстких негативних умов середовища). Тому в селекції потрібно мати широкий діапазон вираження одного й того ж показника, наприклад, за тривалістю вегетаційного періоду, поєднаного з комплексом інших селекційних та господарськи цінних ознак. Вирішенню проблеми залучення до селекційної роботи різного за характеристиками матеріалу сприяють колекційні зібрання. В Національному центрі генетичних ресурсів рослин України накопичено колекцію гречки, яка складається із понад 2000 тисяч автентичних зразків, які є представниками 23 країн світу із різних екологічних зон планети

Мета дослідження: виділення найбільш цінних зразків, які можна рекомендувати як джерела цінних ознак із підвищеними параметрами урожайності, продуктивності рослини, крупноплідності, що поєднується із високою вирівняністю зерна; мають значну кількість суцвіть та високу їх фертильність (озерненість), генетично обумовлені параметри висоти рослини та кількості вузлів у зоні гілкування; характеризуються контрольованою тривалістю вегетаційного періоду, поєднаного із дружністю достигання, типом росту рослин, стійкістю до вилягання та осипання плодів; мають підвищені параметри посухостійкості та жаровитривалості.

Матеріали, умови та методи досліджень

Дослідження виконано відповідно до договору між Полтавською державною аграрною академією та Устимівською дослідною станцією рослинництва Інституту рослинництва ім. В.Я. Юр'єва НААН та спрямовані на всебічну та повну оцінку колекційних зразків Національної колекції України за комплексом господарських та селекційно-цінних ознак. В умовах Полтавської області в період 2011-2017 років вивчено понад 300 зразків, походженням із 15 областей України, 8 - Російської Федерації, а також матеріал із Білорусії, Польщі, Грузії, Німеччини, Франції, Литви, Кореї та Японії. Дослідження генофонду проведено відповідно до “Методических рекомендаций по изучению коллекционных образцов кукурузы, сорго и крупяных культур” [5], “Анализа структуры растения гречихи (Методические рекомендации)” [6], “Широкого уніфікованого класифікатора роду Гречки (Fagopyrum Mill.)” [7], “Descriptors for buckwheat (Fagopyrum spp.)” [8]. Створена за результатами вивчення інформаційна база містить дані про зразки за 14 ознаками, серед яких інформація щодо урожайності, продуктивності, кількості суцвіть на рослині, складові архітектоніки рослини (кількість вегетативних і генеративних вузлів на головному пагоні), крупноплідності, скоростиглості, висоти рослини та висоти прикріплення нижніх продуктивних суцвіть, параметрів нижнього міжвузля (довжини та товщини), стійкості до осипання, параметрів посухостійкості, жаровитривалості та ін.

Польові досліди розміщувалися в селекційнонасінницькій сівозміні Устимівської дослідної станції рослинництва, попередником був чистий пар і озимі зернові культури. Застосовувалася загальноприйнята технологія вирощування гречки. Метеорологічні умови, що складалися під час періоду вегетації, дозволяли в повній мірі оцінити потенціал зразків за показниками продуктивності рослин, якості зерна та адаптивними характеристиками.

Результати дослідження

Вся робота із залучення вихідного матеріалу в селекцію повинна бути спрямована на пошук зразків, що мають певний рівень вираження показників, значною мірою обумовлених генотипом [9, 10]. До таких показників належать продуктивність рослини, крупність зерен, тривалість вегетаційного періоду, висота рослини та формуючі її ознаки (довжина зони гілкування та зони плодоношення), а також індексні показники - індекс індивідуальної насіннєвої продуктивності (ІІНП - відношення маси зерна до загальної біомаси рослин), індекс озерненості (Оз.ІІІ - відношення маси зерна рослини до кількості елементарних суцвіть), індекс атракції (ІА - співвідношення генеративної маси (зерна) до вегетативної маси) та, частково, кількість суцвіть.

Аналіз показника ваги зерна з рослини вказує не лише на значне різноманіття прояву його у різного за походженням колекційного матеріалу. Інтервал між мінімальним і максимальним рівнем продуктивності становить 3,08 г, за найменшої продуктивності 0,88, найбільшої - 3,96 г із рослини. Підтвердженням цьому є рівень варіювання ознаки, коефіцієнт варіації по групі вивчення склав 31,2 %, із розподілом за роками від 18,0 до 42,7 %.

Кращою продуктивністю характеризуються зразки середньостиглої південної групи та скоростиглої північної, що можна пояснити кращою пристосованістю цього матеріалу до місцевих умов вирощування - високих температур і малої кількості опадів у період цвітіння та плодоутворення (табл. 1).

Характеристика урожайних показників гречки звичайної (Fagopyrum esculentum Moench.) різного еколого-географічного походження