Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Вступ

Основою ефективного використання будь-якої харчової чи кормової культури є її властивість за умови мінімальної кількості спожитого продукту найбільш повно задовольнити життєво необхідні потреби організму людини або тварини. Найповніше, серед сільськогосподарських культур, цим вимогам відповідає соя. Однак, обсяги вирощування сої в Україні ще недостатні для широкого її використання на харчові та кормові цілі (А. Бабич, А. Побережна, 2000). Однією з основних причин, що стримують розширення посівних площ сої, особливо в зоні північного Лісостепу і Полісся нашої держави є підвищена чутливість більшості її сортів до подовження тривалості фотоперіоду та знижених температур.

Актуальність теми. Недостатня кількість тепла і значна тривалість світлового дня в основних природно - кліматичних зонах України обмежують обсяги вирощування ряду сучасних продуктивних сортів сої. В зв'язку з цим, актуальним є дослідження та удосконалення методів створення вихідного матеріалу сої з низькою нормою реакції на тривалість дня, температуру та взаємодію цих факторів для підвищення ефективності селекції високоадаптивних сортів сої.

Не повною мірою досліджено реакцію вихідного матеріалу на температурні умови протягом вегетаційного періоду, а також на тривалість фотоперіоду і взаємодію цих факторів. Досить обмежені дані літератури про адаптивність сої до різних агроекологічних умов по географічних районах вирощування. Означені питання ще недостатньо вивчені в дослідах з гібридами сої, хоча такі дослідження важливі для пізнання особливостей мінливості в гібридній популяції за зміни факторів довкілля, а також встановлення можливостей підвищення ефективності доборів генотипів з високим рівнем адаптивності. Тому дослідження норм реакції вихідного матеріалу сої за важливішими господарськими ознаками до абіотичних факторів середовища є актуальними.

Мета дослідження. Виявити реакцію вихідного матеріалу сої на фотоперіод та інші абіотичні фактори і виділити адаптивні форми для використання в селекційній роботі.

Задачі дослідження. Виявити особливості мінливості тривалості фази сходи-цвітіння, періоду вегетації, продуктивності та інших господарських ознак у колекційних сортозразків, селекційних номерів та гібридів F3 сої за впливу:

- різних температурних умов (строків сівби);

- різної тривалості фотоперіоду;

- взаємодії температури і фотоперіоду;

- різних агроекологічних умов у двох географічних пунктах вирощування;

А також виділити стабільні за досліджуваними ознаками сортозразки і добрати кращі форми з гібридних популяцій.

Об'єкт дослідження - рівень реакції генотипів сої, їх адаптивність до температури, фотоперіоду, їх взаємного впливу; рівень реакції генотипів сої на різні агроекологічні умови вирощування.

Предмет дослідження - особливості фенотипового прояву реакції колекційних сортозразків та селекційних номерів сої на фотоперіод, температуру та інші фактори довкілля в умовах Лісостепу України.

Методи дослідження - польовий дослід за різних строків сівби та для створення умов вирощування рослин за різних температур, тривалості дня, агроекологічних умов; фенологічні спостереження для фіксації тривалості фаз сходи - цвітіння та періоду вегетації; вимірювально-ваговий для визначення морфо-метричних ознак рослин та проведення аналізу структури урожаю; математично-статистичний - для визначення параметрів мінливості ознак та оцінки достовірності отриманих результатів досліджень.

1. Адаптивність сої до температури, тривалості дня та агроекологічних умов (огляд літератури)

В огляді наукової літератури наведені ботаніко-біологічні властивості сої, як основа адаптивності цієї культури до факторів довкілля, зроблено аналіз результатів досліджень вітчизняних та зарубіжних учених з питань вивчення адаптивності сої до температури, фотоперіоду та агроекологічних умов районів вирощування. Розглянуто питання успадкування гібридами сої реакції на температурні умови і тривалість дня. Обґрунтовано необхідність подальшого вивчення питання реакції генотипів сої на температуру і тривалість дня, їх сумісну дію в онтогенезі, а також на різні агроекологічні умови з метою створення і ідентифікації вихідного матеріалу для адаптивної селекції. Показано невирішені питання із зазначеної проблеми та доцільність наших досліджень.

2. Умови, матеріал та методи проведення дослідження

Дослідження проведені протягом 1994-1996рр.в двох географічних районах Лісостепу України - дослідному господарстві Чабани Інституту землеробства УААН (Київська область) та дослідному господарстві Елітне Інституту рослинництва ім. В.Я. Юр'єва УААН (Харківська область).

Ґрунти дослідного господарства Чабани - дерновосередньоопідзолені супіщані та опідзолені глеєво пилувато-супіщані зі слабокислим pH. В дослідному господарстві Елітне ґрунти представлені потужним середньогумусним важкосуглинковим, слабко змитим чорноземом з рH 5.6 - 6.0. Клімат в зоні обох господарств помірно континентальний. В Чабанах середньодобова температура +7С, тривалість вегетаційного періоду 199 днів, середньорічна сума опадів 556 мм, 75% її припадає на весняно-літній період. В Елітному ці показники відповідно складають: +7С, 198 днів, 511 мм та 67%. За середніми багаторічними даними, в Чабанах вегетаційний період прохолодніший та більш вологий, ніж в Елітному.

В роки досліджень в Чабанах середньомісячна температура протягом травня-вересня на 0.3 - 4.2 С, а сума ефективних температур на 116.9 - 258.0С була нижчою, ніж в Елітному. Сума опадів за період вегетації, навпаки, в Чабанах була більшою на 29 - 112.1 мм, ніж в Елітному. В кожному з господарств вегетаційні періоди в роки досліджень різнилися за метеорологічними умовами. В Чабанах найбільша сума ефективних температур та опадів були 1995 року - відповідно 1410.7С і 485 мм. Ці показники 1994 року складали 1328.4С і 290.2 мм, а 1996 року - 1284.8С і 376.8 мм. В Елітному суми ефективних температур у роки досліджень були близькими: 1536.5, 1527.6 та 1542.8С, а суми опадів істотно різнилися: 230.1, 456.0 та 264.7 мм відповідно 1994, 1995 та 1996 року.

Значна різниця в температурних умовах та режимі зволоження по роках в кожному з господарств та висока нерівномірність опадів і ходу середньомісячних температур протягом вегетаційного періоду сприяли прояву адаптивних властивостей досліджуваного вихідного матеріалу.

У дослідах вивчали 60 колекційних сортозразків різного еколого-географічного походження, 27 селекційних номерів та гібриди F3 - F5 п'яти комбінацій схрещування, створених в лабораторії селекції сої.

Експериментальну оцінку вихідного матеріалу здійснювали за раннього, оптимального і пізнього строків сівби в умовах природного дня і цілодобового освітлення. Колекційні сортозразки, селекційні номери та гібриди вирощували за різних строків сівби в обох господарствах. Для оцінки фотоперіодичної реакції їх вирощували в дослідному господарстві Елітне в умовах природного дня та цілодобового освітлення, яке забезпечували на спеціальному світловому майданчику в польових умовах, де рослини освітлювали в нічний період доби, починаючи з появи першого трійчатого листка протягом 20 днів лампами ДРВ 750. Проведення фенологічних спостережень (фіксація тривалості фази сходи - цвітіння та періоду вегетації), та аналіз елементів структури урожаю здійснювали відповідно до Методики державного сортовипробування сільськогосподарських культур (1983, 1985 рр).

Результати досліджень опрацьовано статистично з використанням дво- і трифакторного дисперсійного аналізу та дисперсії (стандартного відхилення) на ПК IBM 460 за програмою Інституту Рослинництва УААН ім. В.Я Юр'єва “Elytsystem” (Літун П.П., Бєлкін А.А., 1992-1994 рр.).

3. Вплив строків сівби на темпи розвитку та елементи структури урожаю вихідного матеріалу сої

Середня тривалість періоду вегетації колекційних сортозразків та селекційних номерів 1994 року в Чабанах за раннього і пізнього строків сівби була більшою, ніж за оптимального, а в Елітному, навпаки, найдовшою вона була за оптимального строку сівби. Період вегетації 1995 року вихідного матеріалу в обох господарствах за раннього і оптимального строків був майже однаковим, а за пізнього - тривав найдовше. У колекційних сортозразків 1996 року в обох господарствах, а у селекційних номерів в Елітному період вегетації за ранньої і оптимальної сівби тривав майже однаковий час, але був довшим, ніж за пізнього строку сівби. Лише у селекційних номерів в Чабанах період вегетації за ранньої сівби був коротшим, ніж за оптимальної (табл. 1).

Таблиця 1. Вплив строків сівби за різних агроекологічних умов на варіювання тривалості періоду вегетації колекційних сортозразків, дні

Тут і далі - фактичне співвідношення дисперсій () за строками сівби: - (1) ранній: оптимальний; (2) ранній: пізній; (3) оптимальний: пізній; табл. = 1.5.

табл. = 1.8.

Мінливість тривалості періоду вегетації колекційних сортозразків в умовах Чабанів 1994 року за оптимального і пізнього строків сівби була вищою, ніж за раннього, 1995 року вона вища за раннього і оптимального, ніж за пізнього, а 1996 року - за раннього і оптимального майже однакова. В Елітному 1994 року найвищу мінливість сортозразки проявляли за раннього строку сівби, 1995 і 1996 року - за пізнього, хоча 1996 року дисперсія була високою і за раннього та оптимального строків сівби. У селекційних номерів ступінь варіювання тривалості періоду вегетації в Чабанах 1994 і 1996 року був найвищим за оптимального строку сівби, а 1995 - за раннього. В Елітному цей показник 1994 року найвищим був за раннього строку, а 1995 та 1996 року - за раннього і пізнього він вищий, ніж за оптимального строку сівби.

Наведені дані свідчать про те, що за зміною тривалості фази сходи - цвітіння та періоду вегетації у кожного із сортозразків сої під впливом раннього і пізнього строків сівби, в порівнянні з оптимальним, можна згрупувати колекційні та селекційні сортозразки за цими ознаками наступним чином: 1- скорочують тривалість фази сходи - цвітіння та періоду вегетації за ранньої та пізньої сівби; 2- скорочують за пізньої, але подовжують за ранньої; 3- скорочують за ранньої, але подовжують за пізньої; 4- подовжують і за ранньої, і за пізньої; 5- за всіх строків сівби розвиваються однаково. При цьому ступінь такої диференціації в різні роки і в обох господарствах істотно відрізняються. Так, 1994 року в Чабанах за зміною тривалості фази сходи - цвітіння та періоду вегетації майже всі сортозразки можна віднести до четвертої групи, а в Елітному - до першої. 1995 та 1996 року в обох господарствах ступінь диференціації проявляється більшою мірою, ніж 1994 року.

Одержані дані свідчать про те, що за характером реакції на температуру одні і ті ж сортозразки за зміною тривалості фази сходи - цвітіння можуть належати до однієї групи, а за тривалістю періоду вегетації до іншої. Нами не виявлено таких, які б не змінювали тривалість фази сходи - цвітіння та періоду вегетації залежно від факторів, які досліджувались. Однак, нами виділено відносно стабільний за цими ознаками вихідний матеріал. Перелік відповідних зразків наведено в останньому розділі.

Визначення мінливості генотипів у колекційних сортозразків в умовах Чабанів та Елітного за тривалості фази сходи - цвітіння та вегетаційного періоду за строків сівби та їх взаємодія свідчить, що вона визначається генотипом та взаємодією генотип - строк сівби 1995 та 1996 року і строком сівби 1994 року. У селекційних номерів мінливість фази сходи - цвітіння 1996 року в Чабанах та в усі роки досліджень в Елітному визначається строком сівби (табл. 2, 3).

Таблиця 2. Вклад генотипу, строків сівби та їх взаємодії в загальну мінливість тривалості фази сходи - цвітіння та періоду вегетації у колекційних зразків і селекційних номерів сої, (Чабани % від загальної мінливості).

Таблиця 3. Вклад генотипу, строків сівби та їх взаємодії в загальну мінливість тривалості фази сходи - цвітіння та періоду вегетації у колекційних зразків і селекційних номерів сої (Елітне, % від загальної мінливості).

Основні елементи продуктивності у колекційних сортозразків і селекційних номерів залежно від строків сівби в Чабанах змінювалися наступним чином. Середня висота рослин в усі роки досліджень за ранньої сівби менша, ніж за оптимального і пізнього. Маса насіння з рослини 1994 і 1995 років за ранньої і пізньої сівби нижча, ніж за оптимального. Аналогічно змінюється і маса 100 насінин залежно від строків сівби. В дослідному господарстві Елітне у досліджуваного матеріалу висота рослин 1994 року за раннього і пізнього строку сівби більша, 1995 року за раннього - більша, за пізнього - менша, а 1996 - за раннього менша, але за пізнього строку - більша, ніж за оптимального (табл. 4).

Таблиця 4. Варіювання елементів продуктивності колекційних зразків та селекційних номерів сої залежно від строків сівби, середнє за 1994-1996рр.

Маса насіння з рослини за раннього і оптимального строків сівби майже однакова, але вища, ніж за пізнього. Особливо це проявляється 1995 і 1996 року. Маса 100 насінин 1994 року майже однакова за всіх строків сівби. За раннього і оптимального строків 1995 і 1996 років вона майже не відрізняється, але при цьому вища, ніж за пізньої сівби. В обох господарствах 1996 року рослини були найпродуктивніші за всі роки досліджень. В Чабанах майже за всіх строків сівби рослини були більш високорослі, менш продуктивні, але мали крупніше насіння, ніж в Елітному.

Таким чином, різні строки сівби в обох господарствах, агрокліматичні умови в кожному з них, метеорологічні умови в роки досліджень зумовлюють посилення варіювання тривалості фази сходи - цвітіння та вегетаційного періоду рослин. Це сприяє більш повному фенотиповому прояву реакції вихідного матеріалу за цими ознаками.

4. Вплив тривалості дня на темпи розвитку, продуктивність та елементи структури урожаю вихідного матеріалу сої

Вплив різних фотоперіодичних умов за оптимального строку сівби на тривалість фази сходи - цвітіння та періоду вегетації проявлявся в тому, що ряд сортозразків її майже не змінювали ці ознаки в обидва роки досліджень, інші в різному ступені подовжували тривалість цих ознак під впливом цілодобового освітлення, порівняно до природного дня (табл. 5).

Таблиця 5. Тривалість періоду вегетації колекційних зразків і селекційних номерів в різних фотоперіодичних умовах за оптимального строку сівби, дні

Тобто, вихідний матеріал за ступенем реакції на фотоперіод виявився гетерогенним - колекція містила слабко- (Іскра, Соєр 2-95, Mc Call, 515, 574), середньо- (Bei-hy-dy, 765), сильно- (Зарніца, Mon 53, Maple Arrow, 1106, 441) та дуже сильно чутливі сортозразки (Fl-4, Fiskeby typ XX). Під впливом більш високих температур 1995 року у ряду сортозразків змінювався ступінь чутливості до тривалості дня. Температура модифікує прояв реакції на фотоперіод. Виділений зразок із Швеції 840-2-7 та український селекційний номер 558 в умовах цілодобового освітлення скорочували період вегетації на 5-12 днів в обидва роки досліджень. Це дає підставу припустити, що вони в слабкому ступені довгоденні.

Основні елементи продуктивності сої змінювалися наступним чином. Під впливом цілодобового освітлення в обидва роки досліджень (1994-1995рр.) збільшувалась висота рослин, знижувалася маса насіння з рослини, але насіння було крупніше як у колекційних сортозразків, так і у селекційних номерів. Разом з тим, у деяких з них ці ознаки були відносно стабільними за зміни тривалості фотоперіоду у роки досліджень.

5. Залежність темпів розвитку, продуктивності і елементів структури урожаю вихідного матеріалу сої від сумісної дії строків сівби і тривалості дня

За сумісної дії тривалості дня та різних строків сівби більшою мірою, ніж за дії окремого з цих факторів, посилюється фенотиповий прояв різноманітності вихідного матеріалу за темпами розвитку та елементами продуктивності. Загалом, серед матеріалу, який вивчали проявляється диференціювання на групи за ступенем чутливості до фотоперіодичних умов, але строки сівби істотно його модифікують. Так тривалість періоду вегетації у колекційних сортозразків в умовах природного дня за раннього та пізнього строків сівби варіює більшою мірою, ніж за оптимального. В умовах цілодобового освітлення ступінь варіювання за цією ознакою тим більший, чим пізніше проведена сівба. Однак за всіх строків сівби в обидва роки досліджень різноманітність фенотипового прояву генотипів за тривалістю вегетаційного періоду в умовах цілодобового освітлення вища, ніж в умовах природного дня (табл. 6).

Таблиця 6. Тривалість періоду вегетації у колекційних зразків сої під впливом різних фотоперіодичних умов та строків сівби, дні

Співвідношення дисперсій - природний день: цілодобове освітлення; = 1.5.

Про це свідчить і аналіз зміни ступеня прояву фотоперіодичної реакції у окремих сортозразків та селекційних номерів. Так, 1994 року сорти Іскра та Соєр 2-95, які за оптимального строку сівби проявили слабку реакцію на тривалість фотоперіоду, за раннього та пізнього виявились короткоденними. Сорт Іскра 1995 року реагував як короткоденний лише за пізньої сівби, а сорт Соєр 2-95 фактично був слабко реагуючим.

Аналогічні зміни в реакції на фотоперіод виявлені і у сортів Beі-hy-dy, Mc Call та інших. Сорти - Кіровоградська-5, Аркадія одеська, ОАС-Scorpio - за всіх строків сівби проявляли сильну короткоденну реакцію. Деякі селекційні номери (765, 624, 574), незалежно від строків сівби, в умовах цілодобового освітлення мали таку ж тривалість періоду вегетації, як і в умовах природного дня. Окремі селекційні номери (919, 558) під впливом цілодобового освітлення за ранньої та оптимальної сівби скорочували, а за пізньої - подовжували період вегетації.

За приведеними результатами можна констатувати, що в даному матеріалі є сортозразки, які реагують і на температурні умови (строки сівби) і на тривалість дня, а також такі, що реагують більшою мірою на тривалість дня і ті, що реагують переважно на температурні умови.

Основні елементи продуктивності. За сумісної дії різної тривалості дня та строків сівби висота рослин в умовах цілодобового освітлення збільшувалась, але найсильніше за оптимальної сівби. Маса насіння з рослини, навпаки, знижувалась і особливо сильно за пізньої сівби. Лише 1995 року за пізньої сівби ці зміни мали протилежний характер. Маса 100 насінин підвищувалась, або не змінювалась за цілодобового освітлення за всіх строків сівби. Отже, сумісна дія температурних умов (строків сівби) та тривалості дня розширює спектр фенотипового прояву різноманітності вихідного матеріалу і за елементами продуктивності, порівняно з дією кожного з цих факторів окремо.

6. Вплив агроекологічних умов місця вирощування на темпи розвитку, продуктивність та елементи структури урожаю вихідного матеріалу сої

Агроекологічні умови місця вирощування впливали на темпи розвитку рослин (табл. 7). Середня тривалість фази сходи - цвітіння в умовах Чабанів була майже такою, як і в Елітному за всіх строків сівби, хоча й спостерігалась тенденція до її подовження в першому господарстві в порівнянні з другим. Вона найсильніше проявлялась за пізньої сівби. Виключенням була більша тривалість цієї фази в Елітному за оптимального строку 1994 року.

Період вегетації в Чабанах також був тривалішим, ніж в Елітному, хоча за ранньої сівби 1996 і за пізньої 1995 року ця залежність була протилежною. За характером зміни тривалості періоду вегетації під впливом агрокліматичних умов досліджуваний матеріал диференціювався на групи: 1) не змінюють тривалість періоду вегетації; 2) подовжують; 3) скорочують її. За одержаними даними, відносно стабільна тривалість періоду вегетації в різних агроекологічних умовах властива сортам Київська 27, Юг-30, Maple Ride і селекційним номерам 1106, 558, 757, 995.

Таблиця 7. Вплив агроекологічних умов вирощування на тривалість фази сходи - цвітіння та періоду вегетації вихідного матеріалу, дні (середнє за 1994-1996 рр.).

В умовах Чабанів висота рослин була меншою, маса насіння з рослини в більшості випадків меншою, а маса 100 насінин більшою, ніж в Елітному. При цьому в усіх досліджуваних сортозразків продуктивність істотно варіювала, але окремі з них мали відносну стабільність цієї ознаки (Зарніца, Іванка, 515 та інші). Це дає підставу констатувати, що за зміни агроекологічних умов можна виявити генотипи, відносно адаптивні за рівнем продуктивності.

Таким чином, температурні умови (різні строки сівби), тривалість фотоперіоду, їх взаємодія, погодні умови періоду вегетації, агроекологічні умови у двох географічних пунктах вирощування сприяють посиленню фенотипового прояву різноманітності вихідного матеріалу за тривалістю фази сходи - цвітіння, періоду вегетації та продуктивністю. Це дозволяє підвищити вірогідність виявлення форм з високими адаптивними властивостями.

7. Мінливість тривалості фаз сходи - цвітіння, періоду вегетації та продуктивності у гібридів сої під впливом абіотичних факторів

Дослідження впливу строків сівби на варіювання фази сходи - цвітіння у гібридів F3 показали, що в умовах раннього і оптимального строків сівби за природного дня батьківські форми зацвітали майже одночасно, а під впливом пізнього - значно раніше, ніж за двох перших строків. Межі варіювання гібридів F3 за всіх строків сівби за цих же умов за тривалістю фази сходи - цвітіння були майже однаковими (табл. 8). Хоча в цілому в умовах пізнього строку сівби цвітіння гібридів починалося і закінчувалося раніше, ніж за раннього та оптимального. Період вегетації у батьківських форм та гібридів в умовах природного дня тривав тим менше, чим пізніше було проведено сівбу. Межі варіації F3 за цією ознакою звужувались у напрямку від раннього до пізнього строку сівби. В середньому самою пізньостиглою в умовах природного дня була гібридна популяція за ранньої сівби, а самою ранньостиглою - за пізньої. Дисперсія ж, тобто різноманітність фенотипового прояву гібридів за скоростиглістю в умовах природного дня, найбільшою була за раннього строку, а найменшою - за пізнього.

За дії цілодобового освітлення за всіх строків сівби тривалість фази сходи - цвітіння у батьківських форм подовжувалася, і особливо сильно в умовах пізньої сівби. Середня тривалість цієї фази у гібридів в F3 змінювалась аналогічним чином, при цьому цілодобове освітлення значно збільшувало дисперсію цієї ознаки в гібридній популяції. За ранньої та пізньої сівби в умовах цілодобового освітлення збільшувались і межі варіації гібридів за тривалістю фази сходи - цвітіння. Середня тривалість періоду вегетації батьківських форм та гібридів F3 подовжувалась під впливом цілодобового освітлення за всіх строків сівби. У гібридів істотно зростали межі варіації і значно більшою була дисперсія за цією ознакою в умовах цілодобового освітлення, ніж за природного дня.

Таблиця 8. Тривалість фаз сходи-цвітіння та періоду вегетації у гібридів сої F3 за різних строків сівби, тривалості дня та їх сумісної дії (середнє за комбінаціями, дні 1994р.)

*) - природний день.

Сумісна дія строків сівби та тривалості фотоперіоду на варіювання даних ознак у гібридів F3 проявлялась у тому, що за ранньої та пізньої сівби в умовах цілодобового освітлення межі мінливості та дисперсія гібридів за тривалістю фази сходи - цвітіння та періоду вегетації були ширшими, ніж за оптимального строку. Отже, різні строки сівби, цілодобове освітлення та сумісна їх дія посилюють мінливість гібридів F3 за тривалістю фаз сходи - цвітіння та період вегетації. Причому, взаємовплив цих факторів більшою мірою, ніж кожен з них окремо, сприяє посиленню різноманітності фенотипового прояву генотипів за ознаками, які досліджували.

Агроекологічні умови (дослідні господарства Чабани та Елітне) та різні строки сівби змінювали мінливість батьківських форм та гібридів F3 за тривалістю фаз сходи - цвітіння та періоду вегетації. В умовах Чабанів середня тривалість фази сходи - цвітіння та періоду вегетації батьківських форм і гібридів була більшою, ніж в Елітному.

Межі варіації гібридів та дисперсія за цими ознаками в першому господарстві також були більшими, ніж в останньому, що особливо чітко проявлялось за тривалістю періоду вегетації. В Чабанах тривалість фази сходи - цвітіння та періоду вегетації у гібридів і батьківських форм за раннього і пізнього строків сівби була більшою, ніж за оптимального, а в Елітному вона була тим коротшою, чим пізніше було проведено сівбу.

Таблиця 9. Тривалість фази сходи - цвітіння і періоду вегетації у гібридів сої F3 під впливом агроекологічних умов за різних строків сівби, дні (середнє за комбінаціями, дні 1994-1995рр.)

Отже, агроекологічні умови Чабанів сприяють посиленню фенотипового прояву різноманітності гібридів за фазою сходи - цвітіння та періоду вегетації, в порівнянні з цими умовами в Елітному. Тобто, можна вважати, що на градієнті екологічних умов зростає вірогідність виявлення більш адаптивних гібридних рослин.

Середня продуктивність батьківських форм та гібридів F3 знижується в напрямку від раннього до пізнього строку сівби. Межі мінливості і дисперсія F3 за цією ознакою найширші за раннього, а найвужчі - за пізнього строку сівби. В умовах цілодобового освітлення за всіх строків сівби продуктивність батьківських форм і гібридів нижча, ніж в умовах природного дня. Межі мінливості F3 і дисперсія за цією ознакою під впливом цілодобового освітлення зменшується. Сумісна дія строків сівби та цілодобового освітлення проявляється в тому, що за ранньої сівби та фотоперіоду середня продуктивність F3 та дисперсія за нею вищі, ніж за оптимальної і пізньої сівби.

8. Вплив фону добору гібридів на характер мінливості потомств за тривалістю періоду вегетації і продуктивністю

Умови вирощування F3 - різні строки сівби, тривалість дня та їх взаємодія впливають на мінливість гібридів F4 за тривалістю періоду вегетації. З насіння рослин покоління F3 формували популяцію F4, яка охоплювала межі мінливості F3 за періодом вегетації. Рослини F4 вирощували лише за оптимальної сівби в умовах природного дня.

Одержані дані показують, що в F4, незалежно від того, в яких умовах вирощене F3, гібридна популяція значно більш скоростигла, ніж в F3 (табл. 10). Разом з тим, якщо F3 вирощували за ранньої та пізньої сівби, то в F4 зміщення меж мінливості до ранньостиглості виражене більшою мірою, ніж коли F3 вирощували за оптимального строку сівби. Особливо сильно це проявляється у випадку вирощування F3 за пізньої сівби.

Таблиця 10. Зміна структури гібридної популяції F4 за тривалістю періоду вегетації залежно від умов вирощування F3 (середнє за комбінаціями, 1994-1995рр.)

*) природний день.

Цілодобове освітлення за всіх строків сівби в F3 зумовлює істотне зростання частки більш скоростиглих рослин в F4, в порівнянні з їх часткою в F3. Особливо показові ці зміни за часткою рослин з періодом вегетації 91-110 днів і найбільш сильно вони проявляються в умовах пізнього строку вирощування F3.

Дисперсія F3 за тривалістю періоду вегетації в умовах природного дня складає: за ранньої сівби 8.2 - 13.6, за оптимальної 6.6 - 15.0, за пізньої 7.0 - 13.6, а в умовах цілодобового освітлення відповідно за строками сівби: 9.1 - 15.4, 13.1 - 14.2 i 9.6 - 23.2. Тобто, за цілодобового освітлення за строками сівби дисперсія ознаки вища, ніж за природного дня.

Отже, умови вирощування F3 істотно модифікують характер мінливості гібридів F4 за тривалістю періоду вегетації, що виражається в збільшенні фенотипового прояву їх різноманітності за досліджуваною ознакою.

Аналіз впливу різних агроекологічних умов вирощування F3 (Чабани та Елітне) на мінливість гібридів F4 показав, що гібридна популяція F3, вирощена в Чабанах, за всіх строків сівби більш пізньостигла, ніж вирощена в Елітному. За умови вирощування F3 в Чабанах, F4, вирощене в Елітному, звужує межі мінливості за тривалістю періоду вегетації. Це ж відбувається і тоді, коли F3 вирощене в Елітному, а F4 - в Чабанах. Однак ступінь прояву звуження в першому випадку вищий, ніж в останньому.

Тривалість періоду вегетації F4, незалежно в умовах якого господарства воно вирощене, тим довша, чим довшою вона була в F3. Дисперсія в F4 за цією ознакою тим більша, чим триваліший період вегетації гібридів F3. Ця закономірність дещо порушується у випадку, коли F4 вирощене в Елітному, а F3 - в Чабанах за пізньої сівби. Дисперсія найвища тоді, коли період вегетації F3 найкоротший (108.5 дня) та найдовший (126.0 днів) (табл. 11).

Таблиця 11. Залежність мінливості періоду вегетації у гібридів F4 від агроекологічних умов вирощування F3 (середнє за комбінаціями, дні, 1994-1995рр.)

Отже, різні агроекологічні умови вирощування F3 модифікують мінливість наступного покоління за тривалістю періоду вегетації, що збільшує різноманітність фенотипового прояву гібридів за цією ознакою. Результати вивчення впливу факторів середовища на мінливість гібридів за тривалістю фази сходи - цвітіння, періоду вегетації та продуктивності показують, що вона залежить також від генотипів батьківських форм. Це проявляється у відмінностях між досліджуваними комбінаціями схрещувань за мінливістю цих ознак. Таким чином, температурні умови (строки сівби), тривалість фотоперіоду, їх взаємодія та різні агроекологічні умови значно впливають на мінливість періоду вегетації в гібридних популяціях F3 та F4. Це підвищує вірогідність відборів генотипів цінних за адаптивними властивостями.

9. Характеристика виділеного матеріалу. Економічна ефективність використання нового вихідного селекційного матеріалу сої

Серед колекційних сортозразків і селекційних номерів за вирощування їх в різних умовах довкілля нами відібрано кращий вихідний матеріал, який характеризується незначною варіабельністю періоду вегетації і досить високою стабільною продуктивністю (табл. 12).

Таблиця 12. Характеристика кращих гібридних форм сої за господарсько-цінними ознаками, (Чабани 1996р.)

Різні строки сівби в роки досліджень дали можливість виявити відносно стабільні за тривалістю періоду вегетації в умовах Чабанів колекційні сортозразки: Іванка, Восток, Maple Clean та селекційний номер 574. В умовах Елітного стабільними за цією ознакою були колекційні сортозразки: 843-20-1, Зарніца, Нива, Вілія та Balesta, селекційні номери 915, 757, 769, 574 та 556. Найбільш стабільними за цією ознакою, на нашу думку, є селекційний номер 757, тривалість періоду вегетації у якого за різних строків сівби змінювалася на 1-4 дні за роками досліджень.

Зазначимо також, що досить стабільний період вегетації властивий селекційним номерам 859 та 915. По роках досліджень його тривалість за оптимальної сівби варіює у першого від 98 до 112 днів, а у другого - від 103 до 112 днів, що може свідчити про слабкий вплив на цю ознаку різних умов вегетації в роки досліджень. Селекційні номери 859 та 574 були досить стабільними за тривалістю періоду вегетації як в умовах Чабанів, так і в умовах Елітного.

Що стосується продуктивності (маси насіння з рослини), то вона істотно варіювала у всіх сортозразків залежно від строків сівби та умов періоду вегетації в різні роки в обох господарствах. Відносно стабільними сортами і номерами за цією ознакою в межах кожного року досліджень за різних строків сівби були в Чабанах: Іванка, Юг-30, Білосніжка, Мon - 13, 843-20-2, селекційні номери 515, 955, 769. Їх продуктивність складала 6-12 г насіння з рослини і збільшувалась, або зменшувалась під впливом раннього та пізнього строків сівби, в порівнянні з оптимальним на 0.5-1.5 г. В умовах Елітного виявлені також відносно стабільні за продуктивністю сортозразки: Зарніца, Іванка, Нива, Hardin та селекційні номери: 1057, 515, 955, 558, 765. 556, 198. Їх продуктивність та рівень її мінливості залежно від строків сівби були майже такими, як і в Чабанах. Найбільшою стабільністю за цією ознакою в обох господарствах в роки досліджень характеризуються селекційні номери 515 та 955.

В умовах цілодобового освітлення за різних строків сівби нами виділено фотоперіодично нейтральні сортозразки: Юг-30, Іскра, Соєр 2-95 та селекційні номери: 574, 515. Вони мали тривалість періоду вегетації в межах 94-106 днів і подовжували її за цілодобового освітлення в середньому за 1994-1995 рік на 0.5-1 день. Крім них, виділено сортозразки і селекційні номери із слабкою фотоперіодичною реакцією, котрі подовжували період вегетації в умовах цілодобового освітлення на 3-6 днів. До них відносяться сортозразки: Київська 27, Восток, Bey-hy-dy, Mon 13, Zorra, Прикарпатська 81, FL-1, селекційні номери: 1057, 516, 765, 556 та 1106. Продуктивність виділених сортозразків та номерів була в межах 5-14 г насіння з рослини. Зразок Mon -13 та селекційний номер 574 поєднують відносну стабільність періоду вегетації за різних строків сівби та слабку фотоперіодичну чутливість.

В комбінаціях схрещувань в F3 за різних умов середовища ми відібрали рослини з тривалістю періоду вегетації 87-110 днів. В F4 їх вирощували за оптимального строку сівби. Виділені сім'ї, в яких відбувалося незначна мінливість. В F5 їх вирощували за оптимального строку в умовах дослідного господарства Чабани. В цьому поколінні відібрано 35 кращих гібридних сімей за елементами структури урожаю і продуктивністю. Період їх вегетації був у межах 104 - 119 днів - тобто, це скоростиглі та середньостиглі рослини. Висота рослин 39 - 113 см, кількість продуктивних вузлів 4 - 7, бобів 12 - 79 шт., маса насіння з рослини 4 - 28,8г, а маса 100 насінин 13,1 - 22,5г. Характеристику кращих з відібраних гібридів наведено в таблиці 12, їх доцільно використовувати в подальшій селекційній роботі.

Цінність відібраного матеріалу також підтверджувалась даними економічної ефективності вирощування нових селекційних номерів. Так, наприклад, селекційний номер 791 комбінації схрещування № 955 № 528 порівняно зі сортом стандартом Юг-30 хоча і мав незначне перевищення затрат у розмірі 7.1 грн./га, але собівартість його продукції з гектара зменшувалась з 20.58 до 18.2 гривень за центнер. В наслідок чого збільшувалась вартість продукції, одержаної з гектара, з 1608 до 1860 грн., а прибуток з 1056.40 до 1301.28 грн. Отже, за рахунок використання нового сорту можна одержати додатково 244.88 гривень з кожного гектара, відповідно зросте рентабельність, яка становитиме 232.90% проти 191.51%.

Висновки

1. У дисертації узагальнені експериментальні дані та наведено нове вирішення наукової задачі, що виявляється у встановленні рівня реакції колекційних сортозразків і селекційних номерів сої, а також гібридів на температурні умови (строки сівби) і тривалість дня та сумісну їх дію за мінливістю фази сходи - цвітіння, періоду вегетації та елементів продуктивності; розробці методів оцінки вихідного матеріалу, яку вирішено шляхом добору колекційних сортозразків і селекційних номерів, нейтральних до тривалості дня і адаптивних за кількісними ознаками до екологічних умов Лісостепу України, а також визначення умов, за яких найбільш повно фенотипово проявляється структура гібридної популяції сої за ознаками фотоперіодичної чутливості для безпосереднього їх використання в селекції сої на адаптивність.

2. Зміна умов вирощування (різні строки сівби) призводила до диференціації досліджуваних колекційних і селекційних сортозразків за тривалістю фаз сходи - цвітіння та періоду вегетації. Під впливом різних строків сівби виявлено форми, що подовжували (Fl-1, FL-2, Dowson, Mc Call, Магева, 514, 49 та інші), не змінювали (Іванка, Восток, Зарніца, Maple Clean, Balesta, 843-20-1, 574, 915, 757, 859 та інші), а також такі, що скорочували (Вітязь-50, Локус, Mon 21, 843-20-1, 366, 441 та інші) тривалість фази сходи - цвітіння та періоду вегетації; ступінь прояву диференціації хоча й залежав від метеорологічних умов вегетаційного періоду, але його закономірність зберігалася в різні роки досліджень.

3. Під впливом цілодобового освітлення різні групи колекційних та селекційних номерів фенотипово проявляють такі рівні реакції на тривалість фотоперіоду: нейтральну - сортозразки, що не змінюють тривалість періоду вегетації; слабку - подовжують на 3-6 днів; середню - на 6-10 днів, сильну - на 10-37 днів та дуже сильну - сортозразки не достигають. Ступінь її прояву за підвищеної температури в період вегетації дещо знижується. Форма із Швеції 840-2-7 та селекційний номер 558, вірогідно, є довгоденними. Їх період вегетації скорочувався в умовах цілодобового освітлення на 5-12 днів в обидва роки досліджень.

4. За сумісної дії тривалості дня та строків сівби різноманітність досліджуваного матеріалу за зміною тривалості фази сходи - цвітіння та періоду вегетації фенотипово проявляється значно більшою мірою, ніж за дії лише одного з цих факторів. Середнє квадратичне відхилення тривалості періоду вегетації 1994 і 1995 року в умовах природного дня за ранньої сівби становило 11.1 і 10.5 днів, оптимальної - 8.8 і 9.9, пізньої - 7.2 і 24.5, а в умовах цілодобового освітлення - 16.3 і 16.6 днів, 17.8 і 22.2 дня та 24.0 і 24.6 днів, відповідно за строками сівби.

5. Основні елементи продуктивності під впливом різної тривалості дня, строків сівби та сумісної дії змінюються: висота рослин збільшується в середньому на 12 см, маса насіння з рослини, як правило, знижується на 1.45 г, але маса 100 насінин має тенденцію до незначного підвищення - на 0.8 г. Рівень цих показників та їх дисперсія за раннього та оптимального строків сівби був дещо вищим, ніж за пізнього і залежав від метеорологічних умов періоду вегетації.

6. Під впливом різних агроекологічних умов у вихідного матеріалу змінюється ступінь варіювання тривалості фази сходи - цвітіння та періоду вегетації, а також основних елементів продуктивності. Так, в Чабанах рівень показників цих ознак більший (відповідно по строках сівби: 42.4 і 123.2; 39.9 і 119.5; 40.2 і 122.0), а їх СКВ нижче (5.2 і 11.9; 5.5 і 12.4; 5.8 і 10.4), ніж в Елітному (відповідно по строках сівби: 41.6 і 112.6; 36.6 і 112.5; 33.7 і 104.9) та СКВ ( 5.3 і 15.3; 5.7 і 11.3; 5.3 і 18.1). Ступінь прояву мінливості залежав від строку сівби та метеорологічних умов періоду вегетації.

7. В гібридній популяції F3 в умовах раннього та оптимального строків сівби фенотиповий прояв різноманітності гібридів за тривалістю фази сходи - цвітіння та періоду вегетації більший, ніж за пізнього. Межі мінливості за першою ознакою 35-58, 38-58 і 30-50 днів, а за другою - 97-132, 88-117 та 87-109 днів відповідно по строках сівби. Межі мінливості гібридів F3 в умовах цілодобового освітлення за тривалістю фази сходи - цвітіння та періоду вегетації ширші на 3 - 19 днів, ніж в умовах природного дня.

8. Сумісна дія строків сівби та цілодобового освітлення більшою мірою, ніж окремий з цих факторів, обумовлює розширення меж мінливості гібридів F3 за швидкістю переходу рослин до цвітіння та дозрівання в порівнянні з ними в умовах природного дня. Сумісна дія цих факторів збільшує межі варіювання гібридів F3 в середньому за раннього строку сівби на 7 - 23 дні і за пізнього строку від 12 днів і до не достигання рослин.

9. Ступінь мінливості гібридів F3 в агроекологічних умовах Чабанів за тривалістю фази сходи - цвітіння та періоду вегетації вищий - відповідно: 8.9 і 22.4 дні, ніж в умовах Елітного - 7.8 і 16.0 дні.

10. В гібридній популяції F4 частка скоростиглих рослин збільшується в тому випадку, коли F3 вирощене в умовах цілодобового освітлення за ранньої сівби на 36.9%, за оптимальної на 22.6%, за пізньої на 96.1%. При цьому розширюється різноманітність фенотипового прояву F4 за тривалістю періоду вегетації. Пізньостиглість в F4 зростає по мірі її зростання в F3.

11. Вирощування F3 в агроекологічних умовах Чабанів та дослідження F4 в Елітному і, навпаки, вирощування F3 в умовах Елітного та дослідження F4 в умовах Чабанів зумовлює звуження меж мінливості за тривалістю періоду вегетації в F4 по відношенню до неї в F3 в обох господарствах. Однак, в умовах Елітного ця залежність проявляється в значно більшій мірі, ніж в Чабанах. Прояв мінливості гібридів у вивчених комбінаціях схрещувань залежав від генотипів батьківських форм.

Рекомендації для селекційної практики і виробництва.

1. Для створення сортів сої високопродуктивних і адаптивних до факторів довкілля доцільно використовувати наступні колекційні сортозразки і селекційні номери: відносно стабільні за тривалістю періоду вегетації - Іванка, Восток, Зарніца, Нива, Вілія, Maple Clean, Balesta, 843-20-1, 574, 915, 757, 769, 556; відносно стабільні за продуктивністю - Іванка, Юг-30, Білосніжка, Зарніца, Нива, Hardin, Mon-13, 843-20-2, 515, 955, 769, 1057, 558; фотоперіодично нейтральні сортозразки - Юг-30, Іскра, Соєр 2-95 та селекційні номери - 366, 574, 515.

2. Оцінку колекційного і селекційного матеріалу сої, особливо гібридів F1- F4, на фотоперіодичну чутливість, найдоцільніше проводити за ранніх строків сівби та в умовах цілодобового освітлення.

3. З метою виділення серед вихідного матеріалу сої форм відносно стабільних за тривалістю періоду вегетації та рівнем продуктивності, а також форм адаптивних до різних агроекологічних умов доцільно проводити їх оцінку за вирощування в умовах різних строків сівби і агроекологічних районів.

вегетація фотоперіод сортозразок

Література

Жмурко О.В. Реакція селекційних сортозразків сої на фотоперіод // Тези доповідей конф. молодих вчених та спеціалістів “Наукові основи ведення сільського господарства України в сучасних умовах”. - Част.2. - Чабани: Інститут землеробства УААН. - 1994. С.72.

Жмурко О.В. Вплив температурних умов на темпи розвитку селекційного та колекційного матеріалу сої // Тези доповідей Міжнар. науково-практичної конф. молодих вчених та спеціалістів, 16-17 березня 1995 ”Шляхи раціонального використання земельних ресурсів України”. - Чабани: Інститут землеробства УААН.- 1995. С.31.

Жмурко О.В. Тривалість вегетаційного періоду колекційних сортозразків сої за різних строків сівби та екологічних умов вирощування // Матеріали міжнар. наук.-прак. конф. молодих вчених та спеціалістів “Наслідки наукових пошуків молодих вчених аграрників в умовах реформування АПК”. - Част.1. - Чабани: УААН, Інститут землеробства УААН. - 1996. С.85.

Жмурко О.В. Пристосування вихідного матеріалу сої до температури // Натураліс. - 1996.-№ 1. С.12;

Михайлов В.Г., Жмурко О.В. Вплив різних фотоперіодичних умов і строків сівби на тривалість фаз онтогенезу селекційних сортозразків сої // Натураліс. - 1997.-№ 1-2. С.23-25.

Михайлов В.Г., Жмурко О.В. Розщеплення гібридів сої F3 за тривалістю вегетаційного періоду під впливом фотоперіодичних умов і строків сівби: Зб. наук. пр. Інституту землеробства УААН.- К., 1998. - Вип. 2. - С.168-171.

Размещено на Allbest.ru