Размещено на http://www.allbest.ru/

ІНСТИТУТ РОСЛИННИЦТВА ім. В.Я.ЮР'ЄВА УААН

УДК 631.52:677.1:633.521

МІНЛИВІСТЬ ОЗНАК І МЕТОДИ ОЦІНКИ ЯКОСТІ ВОЛОКНА ІНДИВІДУАЛЬНИХ РОСЛИН ЛЬОНУ-ДОВГУНЦЯ

НА ПЕРШИХ ЕТАПАХ СЕЛЕКЦІЇ

06.01.05 - селекція рослин

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

КОЗУБ Людмила Миколаївна

Харків - 2003

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Інституті луб'яних культур УААН.

Науковий керівник: кандидат сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник ЛОГІНОВ Михайло Іванович, Інститут луб'яних культур УААН, завідувач відділом селекції і насінництва льону

Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук, професор ЖАТОВ Олексій Гнатович, Сумський національний аграрний університет, завідувач кафедри рослинництва

кандидат сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник ДИННИК Василь Полікарпович, Інститут Землеробства УААН, старший науковий співробітник лабораторії селекції і насінництва ріпаку

Провідна установа: Полтавська державна аграрна академія, м. Полтава

Захист відбудеться 24.06.2003 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.366.01 в Інституті рослинництва ім. В.Я.Юр'єва УААН, 61060, м. Харків, проспект Московський, 142 тел. 92 - 23 - 78

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту рослинництва ім. В.Я.Юр'єва УААН, м. Харків, проспект Московський, 142

Автореферат розісланий 22.05.2003 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Петренкова В.П.



Козуб Л.М. Мінливість ознак і методи оцінки якості волокна індивідуальних рослин льону-довгунця на перших етапах селекції. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 06.01.05 - селекція рослин - Інститут рослинництва ім. В.Я.Юр'єва УААН, м. Харків, 2003.

Дисертаційна робота присвячена всебічному вивченню якості волокна льону-довгунця з метою використання установлених закономірностей в селекції. Об'єкт дослідження - прядильна здатність волокна. На прикладі 10 сортів контрастних за якістю волокна показано характер мінливості та взаємозв'язку ознак якості волокна - гнучкості, міцності, тонкості - з морфологічними і господарсько цінними ознаками в залежності від сорту, площі живлення рослин, умов року, анатомічної будови стебла. Проведено порівняльне вивчення різних методів оцінки якості волокна. На основі досліджень виявлено і рекомендовано окремі нові прийоми селекції льону-довгунця на підвищення продуктивності та якості волокна. Передано в держсортовипробування новий перспективний сорт льону-довгунця Глінум.

Ключові слова: льон-довгунець, сорт, селекція, ознака, площа живлення рослин, анатомія стебла, якість волокна, мінливість і взаємозв'язок ознак, методи оцінки якості волокна.



Козуб Л.М. Изменчивость признаков и методы оценки качества волокна индивидуальных растений льна-долгунца на первых этапах селекции. - Рукопись. льон волокно селекція сорт

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук по специальности 06.01.05 - селекция растений. - Институт растениеводства им. В.Я.Юрьева УААН, г. Харьков, 2003.

В диссертационной работе рассматривается широкий круг вопросов, касающихся изучения качества волокна в связи с селекцией. В исследованиях использовано 10 сортов с высокой и низкой прядильной способностью волокна. Установлено, что группировка сортов по качеству волокна сохраняется независимо от площади питания растений и условий года. Из этого сделан важный вывод: в селекционных питомниках целесообразно выращивать лен-долгунец не загущено (2,5 х 2,5 см), а разрежено (2,5 х 5,0 см). Это дает возможность получать большее количество волокна, позволяющее применять прямые и косвенные методы оценки его на уровне индивидуальных растений, чего практически нельзя осуществлять с привлечением растений загущенного посева. Кроме того, разреженный посев дает больше семян с растения, что повышает коэффициент размножения исходного материала.

Детально изучены изменчивость и взаимосвязь признаков льна-долгунца, определяющих качество волокна, - гибкость, прочность и тонина - с морфологическими и хозяйственно ценными признаками. Показано, что степень изменчивости и корреляции признаков не зависит от сортов, различающихся по качеству волокна и площади питания растений.

Согласно проведенным анатомическим исследованиям, у сортов с высоким качеством волокна по сравнению с сортами с низким качеством клетки элементарных волокон более мелкие и менее одревесневшие, что повышает такие ценные технологические показатели, как гибкость и тонина.

Гибкость и тонина волокна положительно коррелируют между собой. Данное положение позволяет сделать заключение о том, что при оценке качества волокна можно обойтись анализом только на гибкость - легко фиксируемого показателя, не проводя трудоемкого анализа, связанного с определением тонины.

Осуществлено сравнительное изучение новых методов оценки качества волокна индивидуальных растений льна-долгунца с существующими методами. На основании полученных результатов исследований рекомендован новый метод оценки качества волокна индивидуальных растений на первых этапах селекции - расчетная относительная разрывная нагрузка пряжи, что значительно облегчает и ускоряет проведение анализов, повышая эффективность работы по созданию сортов с повышенной продуктивностью и улучшенным качеством волокна.

Ряд научных положений, установленных автором, включены в разработанные методики по совершенствованию селекции льна-долгунца на повышение продуктивности и качества волокна. Передан в госсортоиспытание новый перспективный сорт льна-долгунца Глинум.

Ключевые слова: лен-долгунец, сорт, селекция, признак, площадь питания растений, анатомия стебля, качество волокна, изменчивость и взаимосвязь признаков, методы оценки качества.



Kozub L.M. Variability of Signs and Methods for Fibre Quality Estimation in Individual Fibre,Flax Plants on the First Stages of Selection. - Manuscript.

Thesis for the degree of Candidate of Agricultural Sciences in speciality 06.01.05 - breeding of plants. Institute of plant-growing named after V.Ya.Yuriev, UAAS, Khar'kov, 2003.

The manuscript is devoted to the thorough study of fibre quality of fibre flax with the aim of the use of obtained regularities in breeding. The object of investigation - 10 varieties with high and low spinning capacity. The character of variability and interconnections of fibre quality signs (flexibility, durability and thinness) with morphological and economic valuable signs depending on the variety, nourishment range of a plant, year conditions, anatomical structure of the stem has been shown. Comparative study of different methods for fibre quality estimation has been carried out. On the base of investigation some new modes of fibre flax selection on increasing of productivity and fibre quality have been stated and recommended. A new promising variety of fibre flax Glinum has been brought to the state strain testing.

Key words: fibre flax, variety, breeding, sign, nourishing range of a plant, stem anatomy, fibre quality, variability and interconnection of the signs, methods of estimation of fibre quality.



ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Основною вимогою текстильної промисловості до льонарства є забезпечення її волокно продукцією високої якості. У цьому контексті селекціонерам доводиться постійно вирішувати складні завдання по створенню сортів, які відповідають запитам виробництва. Але не дивлячись на зусилля багатьох дослідників по удосконаленню селекції льону-довгунця на підвищення якості волокна, ця проблема й донині залишається актуальною.

Зараз у селекціонерів виникає гостра необхідність у подальшому вивченні різнобічних питань якості волокна льону-довгунця, серед яких провідне місце займають пошуки нових більш ефективних методів оцінки та відбору індивідуальних елітних рослин на перших етапах селекції.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження проводились згідно комплексної науково-технічної програми “Луб'яні культури” - “ Розробити ресурсозберігаючі технології вирощування і переробки луб'яних культур на основі створення нових сортів, удосконалення системи насінництва, використання нових машин та обладнaння” на 1996 - 2000 рр. ( № держреєстрації 03. 04 - МВ/03-96).

Мета і задачі дослідження. Мета досліджень - на основі вивчення особливостей мінливості якості волокна льону-довгунця визначити кращі методи оцінки рослин на перших етапах селекції.

Основні задачі досліджень:

провести всебічні дослідження комплексу селекційних ознак сортів льону-довгунця з високою і низькою прядильною здатністю волокна;

вивчити мінливість ознак льону-довгунця в залежності від сорту, площі живлення рослин та умов року;

установити ступінь кореляції і регресії між ознаками льону-довгунця;

здійснити порівняльне вивчення існуючих і нових методів визначення якості волокна селекційного матеріалу льону-довгунця з метою удосконалення методів селекції.

Об'єкт дослідження. Визначення якості волокна індивідуальних рослин льону-довгунця.

Предмет дослідження. Комплекс ознак, які визначають якість волокна сортів льону-довгунця, що є основою для розробки методів оцінки рослин на перших етапах селекції.

Методи дослідження. Для дослідження сортів льону-довгунця використовували такі методи: анатомічний аналіз стебла (розмір елементарних волокон і процент їх здерев'яніння), оцінка волокна за розрахунковою добротністю пряжі (гнучкість, міцність, тонина), за відносним розривним навантаженням пряжі (гнучкість, міцність, маса), за зусиллям при проколі-прочісуванні та величиною укрутки волокна, статистичний аналіз ознак рослин (кореляція, варіація, регресія і достовірність результатів досліджень).

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше на рівні індивідуальних елітних рослин сортів льону-довгунця з високою і низькою якістю волокна вивчено варіювання і взаємозв'язок ознак якості волокна - гнучкості, міцності та тонкості. Установлено, що якість волокна індивідуальних рослин у певній мірі залежить від умов вирощування селекційного матеріалу, однак при цьому зберігається ранжирування за показниками якості сортів з високою і низькою прядильною здатністю. Запропонований для використання в селекційному процесі цілком новий метод відбору рослин льону-довгунця на якість волокна - за розрахунковим відносним розривним навантаженням пряжі. Вперше вивчені з селекційною метою нові непрямі ознаки визначення якості волокна індивідуальних рослин льону-довгунця - укрутка та прокол-прочіс волокна.

Практичне значення одержаних результатів:

розроблений і впроваджений в селекцію метод оцінки якості волокна індивідуальних рослин льону-довгунця за розрахунковим відносним розривним навантаженням пряжі;

виділений один із кращих непрямих прийомів проведення інструментальної оцінки якості волокна індивідуальних рослин льону-довгунця - метод укрутки волокна;

удосконалена методика селекції льону-довгунця на підвищення якості волокна;

передано в державне сортовипробування новий сорт льону-довгунця Глінум, котрий перевищує районований сорт Могильовський 2 за продуктивністю та якістю волокна.

Особистий внесок здобувача. Огляд літератури, проведення польових, лабораторних і мікроскопічних досліджень, обробка та аналіз експериментальних даних виконані особисто автором. Розроблена “Методика визначення якості волокна льону-довгунця за розрахунковим відносним розривним навантаженням пряжі” у співавторстві з М.О.Тимоніним і М.І.Логіновим (частка авторства 20%) і “Удосконалена методика селекції льону-довгунця на підвищення якості волокна” у співавторстві з М.І.Логіновим і М.М.Сидоренком (частка авторства 30%). Переданий в державне сортовипробування сорт Глінум у співавторстві з М.І.Логіновим, В.І.Чучвагою, О.Г.Степченком і В.Ю.Муковоз (частка авторства 20%).

Апробація результатів дисертації. Результати роботи доповідались: на засіданнях відділу селекції і насінництва льону, методичній комісії та Вченій раді Інституту луб'яних культур УААН (1995 - 2000 рр.); на Міжнародній науково-практичній конференції молодих учених та фахівців Інституту землеробства УААН (Чабани, 1996 р.), а також на обласній науково-практичній конференції Сумського державного аграрного університету (Суми, 1999 р.).

Публікації. За результатами дисертаційної роботи опубліковано 9 наукових праць, у тому числі 7 у фахових виданнях.

Структура дисертації. Дисертаційна робота викладена на 189 сторінках машинописного тексту, містить 30 таблиць, 5 рисунків. Текстова частина складається із вступу, 4 розділів, висновків, пропозицій для селекції та виробництва і додатків. Список використаної літератури включає 164 джерела, в тому числі 10 іноземних.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ

Сучасний стан селекції льону-довгунця на підвищення якості волокна (літературний огляд)

Згідно аналізу літературних джерел розглянуто питання якості волокна льону-довгунця,та методи його визначення на перших етапах селекції. На цій основі визначено шляхи удосконалення різних методів оцінки якості волокна індивідуальних рослин і їх застосування в селекційній практиці.

В якості об'єктів досліджень використано 10 сортів льону-довгунця: з високою якістю волокна, які, згідно класифікації Центрального науково-дослідного Інституту луб'яних волокон, відносяться до першої групи за прядильною здатністю, - Оршанський 2, Зоря 87, Світоч, 1288/12, 806/3 і з низькою якістю волокна, що відносяться до третьої і четвертої групи за прядильною здатністю, - Томський 10, Верхньоволзький, Гера, Рекорд, Якуб. Сорти вирощували при площі живлення рослин 2,5 х 2,5 і 2,5 х 5,0 см.

Порівняльну оцінку якості волокна льону-довгунця здійснювали із залученням таких методів: анатомічний аналіз стебла, оцінка волокна за розрахунковою добротністю пряжі (РДП), за розрахунковим відносним розривним навантаженням (ВРН) пряжі, за зусиллям при проколі та прочісуванні волокна і за величиною укрутки волокна.

На основі даних, одержаних за біометричними параметрами і за визначенням якості волокна, вивчали мінливість і взаємозв'язок морфологічних, господарсько цінних та технологічних ознак льону-довгунця, виявляли відмінності між групами сортів за прядильною здатностю та між різними методами оцінки якості волокна.

Вибірка в залежності від варіанта досліду складає 50 - 100 рослин. Анатомічні дослідження поперечних зрізів стебла проводили на тимчасових препаратах, повторність - 10 зрізів, узятих із різних рослин кожного варіанту.

Статистичну обробку експериментальних даних здійснювали на комп'ютері ІВМ 486 Dx4 Plus із застосуванням програми “ОСГЕ” (Харків, 1993 р.). Ступінь достовірності різниці між варіантами досліду визначали за допомогою критерію вірогідності (Р).

Дослідження проводили в 1995 - 2000 рр. в лабораторії селекції і насінництва льону Інституту луб'яних культур УААН (м. Глухів).

У даному розділі дисертаційної роботи ставилась задача провести порівняльне вивчення сортів льону-довгунця з високою і низькою прядильною здатністю, вирощених при різній густоті стеблостою і в залежності від умов року. Як показують результати досліджень, при площі живлення рослин 2,5 х 5,0 см порівняно з площею живлення 2,5 х 2,5 см достовірно зменшується технічна довжина стебла та гнучкість волокна, але підвищуються показники діаметра стебла, маси і міцності волокна.У решті випадків ступінь різниці між варіантами досліду, пов'язаними з різною густотою рослин, знаходиться на рівні Р > 0,05. Інколи, не дивлячись на, здавалось би, значні розходження між варіантами досліду, ступінь достовірності невисокий. Причина пояснюється наявністю високих показників похибки середньої арифметичної та коефіцієнтів варіації ознак, як результат виявлення біологічних особливостей розвитку льону-довгунця.

Вивчення мінливості ознак в залежності від групи сортів за якістю волокна показують, що при площі живлення рослин 2,5 х 2,5 см різниця між усіма ознаками без винятку знаходиться на низькому рівні достовірності (Р > 0,05). А в рослин, вирощених в умовах густоти стеблестою 2,5 х 5,0 см, перша група сортів достовірно відрізняється від сортів третьої та четвертої групи більш високими показниками технічної довжини стебла (71,37 і 68,74 см, Р < 0,01), гнучкості волокна (40,44 і 27,89 мм, Р < 0,01) і ВРН пряжі (11,78 і 10,22 сН/текс, Р < 0,05).

Загалом вплив площі живлення рослин льону-довгунця посідає проміжне місце в мінливості ознак, в тому числі й ознак якості волокна, що повинно враховуватись селекціонерами в своїй роботі. Зокрема, в розрідженому посіві створюються більш сприятливі умови для виявлення відмінностей сортів за якістю волокна. Рослини дають більше волокна з одного стебла, якого вистачає для проведення оцінки його інструментальними методами, що має важливе значення на перших етапах селекції льону-довгунця. Крім того, зі збільшенням площі живлення зростає продуктивність рослин за насінням, а отже, підвищується і коефіцієнт розмноження селекційного матеріалу. На основі викладеного можна зробити висновок: селекційний матеріал льону-довгунця на підвищення якості волокна доцільно вирощувати при площі живлення рослин 2,5 х 5,0 см, а ні 2,5 х 2,5 см.

Показники коефіцієнтів варіації змінюються незалежно від густоти стеблостою та групи сортів за якістю волокна. Величина цього параметра перш за все визначається природою самих ознак. Так, у цілому по досліду коефіцієнти варіації морфологічних ознак змінюються в межах від 6,09 до 14,54%, вмісту волокна - від 11,92 до 25,11%, маси волокна - від 40,62 до 52,15% і технологічних ознак - від 24,30 до 75,70%.

Більш наочно різницю між групами сортів за якісними показниками волокна представляють трирічні дослідження льону-довгунця при розрідженому посіві. За морфологічними ознаками стебла вони відрізняються несуттєво. За масою волокна та його вмістом, сорти з низькою прядильною здатністю достовірно перевищують сорти з високою прядильною здатністю, але поступаються за якістю волокна. У рослин першої групи волокно краще за гнучкістю, ВРН пряжі та РДП. Разом з тим за міцністю дещо переважають сорти третьої та четвертої групи. Це пояснюється тим, що сорти з низькою якістю волокна більш продуктивні, тобто формують більше волокна в результаті чого воно і стає міцнішим, але менш гнучким, що в свою чергу знижує комплексні показники якості волокна - ВРН пряжі та РДП.

Вищенаведені середні дані показують важливі особливості відмінностей сортів льону-довгунця з різною якістю волокна. Проте вони не розкривають характер мінливості ознак в залежності від року. У зв'язку з цим у дисертаційній роботі проаналізовано одержаний експериментальний матеріал окремо за кожен рік.

Не дивлячись на те, що льон-довгунець щорічно вирощувався при однаковій площі живлення рослин і при однаковому догляді за посівами (добрива, обробіток ґрунту тощо), одержано далеко не ідентичні дані. В якості прикладу мінливості морфологічних ознак стебла та вмісту волокна в ньому наводимо різницю показників за 1995 і 1996 рр. У 1995 р. висота стебел була достовірно більшою у 7-и сортів з 10-ти. За діаметром стебла спостерігається протилежне явище: товщина стебла у 1995 р. достовірно менша порівняно з 1996 р. у 9-и сортів з 10-ти. Іншими словами, в 1995 р. склались такі погодні умови, які сприяли формуванню більш високих і тонких стебел, тоді як в 1996 р. - більш низьких і товстих.

Виявлено, що в цілому сорти з високою якістю волокна дещо відчутніше реагують на умови вирощування, ніж сорти з низькою якістю волокна. Із числа останніх особливо слабо змінюються ознаки сорту Рекорд, у котрого різниця не достовірна ні за висотою, ні за діаметром стебла.

Мінливість розміру стебла за роками, однак, суттєво не впливає на ознаку вмісту волокна в ньому. Тільки один сорт із 10-ти (806/3) в 1996 р. достовірно знизив вміст волокна. Це ще раз підтверджує, що вихід волокна із стебла у більшій мірі визначається генотичними факторами, ніж умовами вирощування рослин.

Ступінь мінливості якісних ознак волокна льону-довгунця більш наочно простежується між 1996 і 1997 рр. У 1997 р. гнучкість волокна знизилась у всіх 10-ти сортів, але при цьому рівень достовірності різниці сильно залежить від групи сортів. Якщо у сортів з високою якістю волокна різниця достовірна у всіх п'яти випадках, то у сортів з низькою якістю волокна - в одному випадку з п'яти. В 1997 р. порівняно з 1996 р. показник ВРН пряжі суттєво знизився у всіх сортів без винятку.

Параметри міцності волокна загалом також непостійні, причому в багатьох випадках різниця достовірна. Однак нам не вдалося виявити якоїсь закономірної лабільності даної ознаки в залежності від року. Наприклад, у сорту 1288/12 в 1995 р. міцність волокна складала 3,64, в 1996 р. - 5,66, а в 1997 р. - всього лише 1,46 даН. Деякі сорти характеризуються стабільними показниками міцності по роках: сорт Зоря 87 - 3,97, 3,50 і 3,72 даН, сорт Гера - 5,99, 6,25 і 6,46 даН.

На основі обговорення одержаних даних стає очевидним факт значної мінливості ознак льону-довгунця в залежності від року вирощування його, що важливо враховувати в селекційній роботі по створенню нових сортів, а також при технологічному аналізі волокна з метою вивчення його якості.

У дослідженні селекційних ознак льону-довгунця важливим є установлення особливостей кореляційної залежності між ними, особливо між тими, які визначають показники якості волокна. Як виявлено (табл. 3), гнучкість волокна негативно корелює з висотою стебла (r = -0,38 - 0,39), з технічною довжиною стебла (r = - 0,17 - 0,19), діаметром стебла (r = - 0,39 - 0,42) і масою волокна (r = - 0,44 - 0,47). У цілому простежується чітка тенденція: зі збільшенням розміру стебла та маси волокна знижується його гнучкість. По кореляції гнучкості та вмісту волокна в стеблі певної залежності не установлено. Показано, що з міцністю волокна гнучкість взаємопов'язана негативно (r = - 0,30 - 0,49), а з тонкістю волокна - позитивно (r = 0,39 - 0,51). Високий позитивний взаємозв'язок гнучкості відмічається з комплексними показниками якості волокна - ВРН пряжі та РДП (r = 0,74 - 0,76), що є важливим моментом для селекціонера.

На відміну від гнучкості міцність волокна з усіма морфологічними ознаками стебла та масою волокна має позитивні коефіцієнти кореляції (0,20 - 0,61), але в той же час з усіма ознаками, які визначають якість волокна, - негативні (-0,23 - 0,59). Дане протиріччя взаємозв'язку ознак льону-довгунця значно ускладнює селекційну роботу по створенню сортів з високоякісним волокном за комплексним показником. Збільшення розміру стебла та його продуктивності сприяє підвищенню міцності волокна, але, як правило, при цьому суттєво погіршуються такі важливі селекційні параметри, як гнучкість і тонкість волокна, а отже, і загальний рівень якості волокно продукції.

По характеру кореляції з іншими технологічними ознаками тонкість волокна дуже схожа з гнучкістю. Особливо важливим є той факт, що тонкість має високий позитивний ступінь зв'язку з РДП (r = 0,67 - 0,83). Дана закономірність свідчить: висока розщеплюваність волокна при чесанні суттєво впливає на поліпшення його прядильної здатності. Оскільки тонкість і гнучкість волокна позитивно взаємопов'язані між собою (r = 0,39 - 0,51), то з метою оцінки його якості комплексними методами можна обмежитись тільки визначенням гнучкості, що значно полегшує процес аналізу.

Дослідження свідчать, що комплексні показники якості волокна - розрахункове відносне розривне навантаження пряжі та розрахункова добротність пряжі - з морфологічними ознаками стебла і масою волокна корелюють негативно. Найвищий рівень цього взаємозв'язку має маса волокна як з ВРН пряжі (r = -0,30 - 0,47), так із РДП (r = - 0,61 - 0,63). Тому можна констатувати про тенденцію зниження комплексних показників якості волокна при збільшенні розміру стебла та продуктивності рослин льону-довгунця.

Напрямок і сила кореляційного зв'язку морфологічних, господарсько цінних і технологічних ознак льону-довгунця, як і коефіцієнти мінливості цих ознак, суттєво не залежать від сорту різної якості волокна, площі живлення рослин та умов року, що не суперечить застосуванню в селекційній роботі з даною культурою розрідженого способу посіву замість загущеного.

У дисертації показники кореляції ознак льону-довгунця доповнюються коефіцієнтами регресії, які вказують на напрямок і силу взаємозв'язку, виражених в абсолютних одиницях виміру, що дає повну характеристику установленим закономірностям.

Приділено достатньо уваги вивченню анатомічної будови стебла льону-довгунця у зв'язку з якістю волокна. Мікроскопічний метод оцінки якості волокна, оснований на визначенні розміру елементарних волокон і ступеня їх здерев'яніння, дає можливість одержати найбільш точну й об'єктивну характеристику технологічних властивостей волокна.

Анатомічний метод поперечних зрізів стебла льону-довгунця, вирощеного при густоті стеблостою 2,5 х 5,0 см, показує, що у сортів з високою якістю волокна кількість елементарних волокон на зрізі складає 698,2, кількість здерев'янілих елементарних волокон - 134,6 і кількість волокнистих пучків - 33,5, а у сортів з низькою якістю волокна відповідно - 759,5, 254,1 і 30,7, тобто в перших показники нижчі, ніж у других. Різниця в абсолютних величинах буває дуже значна, але статистично ступінь достовірності їх невисокий (Р > 0,05), що пояснюється дуже високими показниками відхилення середньої арифметичної.

Інша картина спостерігається у таких анатомічних ознак, як процент здерев'яніння і розмір елементарних волокон. Різниця за даними параметрами у більшості високодостовірна. Так, у сортів з високою прядильною здатністю процент здерев'яніння елементарних волокон становить 19,3, тоді як у сортів з низькою прядильною здатністю - 33,4 (Р < 0,05), розмір елементарних волокон в тангентальному напрямку відповідно 17,2 і 25,5 мкм (Р < 0,001), в радіальному напрямку - 16,8 і 24,0 мкм (P < 0,01).

Таким чином, різноякісність сортів льону-довгунця за технологічними ознаками волокна підтверджується також чіткими відмінностями за мікроскопічною будовою елементів волокнистого шару. У сортів з високою якістю волокна менше елементарних волокон із здерев'янілими оболонками, при цьому вони менші за розміром, в результаті чого волокно стає більш м'яким, гнучким і розщеплюваним, що і визначає кращу якість пряжі. Тому анатомічний метод оцінки стебла може бути застосований в якості надійного контроля для порівняння з іншими методами визначення прядильної здатності волокна індивідуальних рослин льону-довгунця.

Визначення якості волокна - один з важливих і відповідальних прийомів у селекційному процесі льону-довгунця. Практично доведено, що існуючі методи визначення якісних показників волокна - РДП індивідуальних рослин і анатомічний аналіз стебла - достатньо точні, але вони трудоємкі і непридатні для масової оцінки індивідуальних рослин на перших етапах селекції. Тому нами були проведені пошуки нових більш доступних прийомів оцінки якості волокна порівняно з існуючими.

Зокрема, застосовано метод аналізу індивідуальних рослин шляхом визначення гнучкості, міцності та тонкості волокна за РДП, тоді як оцінка чесаного волокна за РДП, яка прийнята за контроль, основана на аналізі волокна великої кількості рослин, вирощених на ділянках площею 1,5 м² і більше.

Установлено, що у сортів з високою прядильною здатністю як за РДП чесаного волокна, так і за РДП індивідуальних рослин, комплексний показник якості волокна достовірно вищий, ніж у сортів з низькою прядильною здатністю (відповідно 13,53 і 12,19 км, 11,05 і 9,56 км). Метод оцінки індивідуальних рослин за РДП також погоджується з результатами анатомічного аналізу стебла, котрі чітко показують, що якість волокна краще у рослин з високою прядильною здатністю, тобто з меншою кількістю здерев'янілих елементарних волокон, і меншим розміром цих клітин.

Одержані дані свідчать про те, що пропонований метод може бути використаний в селекції на рівні аналізу індивідуальних рослин. Проте він, крім позитивних моментів, має й суттєві недоліки. Інструментальний метод оцінки якості волокна індивідуальних рослин за РДП, як і існуючі методи, трудоємкий. Крім того, в емпіричну формулу визначення РДП включено показник тонкості волокна, тобто технологічну ознаку, яку дуже важко визначити через тривалість і складність аналізу.

Метод визначення розрахункового відносного розривного навантаження пряжі розроблений нами на основі врахування взаємозв'язку між фізико-механічними ознаками волокна. Відомо, що між гнучкістю і тонкістю волокна існує позитивна кореляція. Оскільки показник тонкості визначається трудоємко, було вирішено обмежитись тільки установленням параметра гнучкості як ознаки, котра легко фіксується. В емпіричну формулу були включені гнучкість, розривне навантаження та маса волокна.

Таким чином, по ВРН можна аналізувати рослини і невирівняними за діаметром стебла на відміну від оцінки індивідуальних рослин за РДП. Для визначення якості волокна за ВРН пряжі розроблена відповідна програма. У цілому порівняно з аналізом якості волокна індивідуальних рослин за РДП даний метод значно спрощений, в результаті чого він суттєво підвищує продуктивність праці проведення аналізу. Метод визначення якості волокна за ВРН пряжі порівняно з контрольними варіантами показує однакову залежність: у сортів з високою прядильною здатністю комплексний показник якості волокна вищий, ніж у сортів з низькою прядильною здатністю. Зокрема, різниця між групами сортів за ВРН пряжі знаходиться на рівні Р < 0,05 (8,85 проти 7,86 сН/текс).

Крім оцінки якості волокна льону-довгунця за прямими технологічними ознаками, ми досліджували методи, основані на непрямих ознаках - аналіз індивідуальних рослин за зусиллям, яке виникає при проколі-прочісуванні волокна, та за укруткою волокна.

Дослідження показують, що волокнистий шар рослин льону-довгунця неоднорідний за тонкістю волокна, жорсткістю на вигин, силою зчеплення елементарних волокон анастомозним зв'язком, що є причиною неоднакового ступеня ділимості волокна під час обробки. На основі знання цього явища був створений спеціальний прилад, який показує величину взаємодії волокна з рядом голок при його проколі та прочісуванні.

Нами установлено, що у сортів з високою прядильною здатністю показники зусиль опору волокна при проколі-прочісуванні нижчі, ніж у сортів з низькою прядильною здатністю (54,6 проти 60,0 ум. одиниць). Однак ця різниця знаходиться на невисокому рівні статистичної достовірності (P > 0,05), тоді як у контрольних варіантах експерименту (РДП чесаного волокна та анатомічний аналіз стебла) різниця між групами сортів високодостовірна (P < 0,05 i P < 0,001). Одержані дані свідчать про нижчий ступінь надійності оцінки якості волокна методом проколу-прочісування порівняно з іншими методами. Позитивним цього методу є те, що він досить простий і легкий щодо проведення аналізу. Але має й недоліки: оцінка якості волокна не враховує в повній мірі його міцність на розрив, внаслідок чого дещо знижується точність отриманих результатів аналізу. Загалом метод проколу-прочісування волокна потребує удосконалення.

Другим методом визначення якості волокна індивідуальних рослин льону-довгунця за непрямими ознаками є укрутка, основана на укорочуванні пасма волокна при скручуванні в процентах до початкової довжини пасма. Величина укрутки визначається на нескладному приладі. Виявлено, що у сортів з високою якістю волокна параметр укрутки нижчий порівняно із сортами з низькою якістю волокна, тобто з підвищенням якості волокна процент укорочування пасма внаслідок його скручування зменшується. Причому різниця достовірна (2,16 проти 3,53 %, Р < 0,05), що співпадає з напрямом зміни показників контрольних варіантів досліду.

Метод укрутки волокна, як і метод проколу-прочісування його, здійснюється просто. Однак він теж не враховує показник міцності волокна на розрив, дещо знижуючи загальний рівень оцінки волокна на якість, і тому теж потребує удосконалення.

Нові методи визначення якості волокна індивідуальних рослин льону-довгунця нами вивчались на ефективність відбору в потомстві. Проведено дворазовий відбір у двох напрямках - на підвищення і зниження параметрів якості волокна. Результати досліду показують, що при відборі рослин за методами ВРН пряжі та укрутки намітилась тенденція до зміни вихідної ознаки в бік як підвищення, так і зниження якості волокна. А відбір за методами РДП і проколу-прочісування не дали бажаних результатів.

На основі критичного обговорення всіх позитивних і негативних сторін 4-х досліджуваних методів оцінки якості волокна індивідуальних рослин льону-довгунця ми дійшли висновку, що кращим для практичного застосування на перших етапах селекції є метод аналізу волокна за розрахунковим відносним розривним навантаженням пряжі.

Результати наших теоретичних досліджень були застосовані на перших етапах селекції при створенні сорту льону-довгунця Глінум. Зокрема, використано метод оцінки якісних ознак волокна індивідуальних елітних рослин за розрахунковим відносним розривним навантаженням пряжі та широкорядний спосіб посіву селекційного матеріалу в ямковому розсаднику 2,5 х 5,0 см замість загущеного посіву 2,5 х 2,5 см. Про ефективність селекційної роботи в цьому напрямку свідчать дані конкурсного сортовипробування сорту Глінум порівняно зі стандартним сортом Могилівський 2.

Сорт Глінум за ознакою тривалості періоду вегетації знаходиться на рівні стандарту, але перевершує його по урожаю соломи на 9,66, насіння - на 16,28 і волокна - на 19,13 %. Він на 2,80 % більше містить волокна в стеблі. Комплексний показник якості волокна - розрахункова добротність пряжі - у сорту Глінум достовірно вищий, ніж у контроля.

Таким чином, установлені нами наукові положення підтверджуються результатами їх практичного застосування: широкорядний спосіб вирощування елітних рослин льону-довгунця і оцінка волокна методом розрахункового відносного розривного навантаження пряжі сприяє помітному поліпшенню селекційного матеріалу як за кількісними, так і за якісними показниками продуктивності рослин. На основі одержаних даних сорт Глінум в 2001 р. переданий в державне сортовипробування.



ВИСНОВКИ

Установлено, що сорти льону-довгунця відрізняються між собою за показниками технологічних ознак. У сортів з високою прядильною здатністю гнучкість волокна достовірно вище порівняно із сортами з низькою прядильною здатністю на 32,2 % (Р < 0,05), тонкість волокна - на 19,0 % (Р < 0,05), комплексний параметр оцінки волокна за розрахунковою добротністю пряжі (РДП) - на 15,7 % (Р < 0,05), за відносним розривним навантаженням пряжі (ВРН) - на 11,9 % . За міцністю, навпаки, кращими показниками характеризуються сорти з низькою прядильною здатністю, але на недостовірному рівні (Р > 0,05).

Чітко виражених відмінностей за величиною коефіцієнтів варіації (V, %) показників усіх морфологічних, господарсько цінних і технологічних ознак між сортами льону-довгунця з різною прядильною здатністю, між загущеним і розрідженим посівами та між роками вирощування рослин не виявлено.

Величина взаємозв'язку між морфологічними, господарсько цінними ознаками рослин і технологічними показниками волокна у сортів льону-довгунця суттєво не залежить від якості волокна, площі живлення та року вирощування рослин. Виходячи з цього, вирощування селекційного матеріалу на перших етапах селекції пропонується проводити при більш розрідженому способі посіву льону-довгунця (2,5 х 5,0 см), що дозволяє в 2-3 рази підвищити коефіцієнт розмноження насіння, одержати масу волокна з однієї рослини, достатню для здійснення оцінки його якості інструментальними методами, і тим самим значно підвищити ефективність селекції на поліпшення якості волокна.

На рівні індивідуальних рослин вперше установлено характер взаємозв'язку ознак, які визначають якість волокна в популяції рослин сортів з високою і низькою прядильною здатністю, а саме:

між гнучкістю і тонкістю волокна існує низький та середній позитивний кореляційний взаємозв'язок (r = 0,39 - 0,51);

з міцністю волокна гнучкість взаємопов'язана негативно в слабому ступені (r = - 0,30 - 0,49);

між гнучкістю і РДП виявляється високий позитивний взаємозв'язок (r = 0,76). Це свідчить про високу цінність гнучкості волокна в селекційному відношенні, оскільки ця ознака одночасно характеризує волокно за тонкістю і в цілому за прядильною здатністю;

між міцністю і тонкістю, міцністю і РДП взаємозв'язок середній негативний (r = - 0,51 - 0,59 і -0,40 - 0,53, відповідно);

Мікроскопічними дослідженнями установлено, що елементарні волокна у рослин сортів з високою якістю волокна характеризуються значно меншими розмірами, ніж у сортів з низькою якістю волокна (19,8 х 22,1 проти 24,6 х 26,8 мкм, Р < 0,05). Наявність здерев'янілих волокон у сортів з високою якістю волокна складає 14,8, а у сортів з низькою якістю волокна - 38,6 % (P < 0,01). Це означає, що у сортів з високою прядильною здатністю волокно більш м'яке, краще розщеплюється і скручується при прядінні.

Зі збільшенням площі живлення рослин до 2,5 х 5,0 см дещо збільшується розмір клітин елементарних волокон та вміст клітин, пов'язаних здерев'янілими серединними пластинками порівняно із загущеним посівом, проте відмінності між сортами з високою і низькою якістю волокна зберігаються.

Найбільш ефективною оцінкою якості волокна індивідуальних рослин льону-довгунця на перших етапах селекції є метод, оснований на визначенні розрахункового відносного розривного навантаження (ВРН) пряжі. Показники ВРН пряжі найбільш тісно негативно взаємопов'язані з анатомічними ознаками (r = - 0,54 - 0,77), позитивно корелюють з даними РДП інструментальної оцінки чесаного волокна (r = 0,40) та оцінки волокна індивідуальних елітних рослин по РДП (r = 0,77).

Метод визначення ВРН пряжі найменш трудоємкий і простий із технологічних методів оцінки якості волокна і придатний для проведення масових аналізів елітних рослин в практичній селекційній роботі на підвищення якості волокна.

Із непрямих способів оцінки якості волокна індивідуальних рослин виділено метод, оснований на визначенні величини укрутки волокна. Його результати позитивно взаємопов'язані з анатомічними ознаками волокна (r = 0,46 - 0,75) і негативно корелюють з даними РДП інструментальної оцінки чесаного волокна (r = - 0,47), оцінки волокна індивідуальних рослин по РДП (r = - 0,81) і оцінки за ВРН пряжі (r = -0,70). Цей метод простий, зручний за виконанням, але він потребує удосконалення в напрямку включення в аналіз міцності волокна.

У результаті практичної селекційної роботи з використанням окремих положень, установлених автором дисертації, виведено сорт льону-довгунця Глінум, переданий в 2001 р. в державне сортовипробування. Сорт середньостиглий, високоволокнистий, вміст волокна в стеблі складає 28,20 %, урожай волокна 1,37 т/га, стійкість до полягання та фузаріозу середня, відрізняється підвищеною якістю волокна. Сорт Глінум достовірно перевершує стандартний сорт Могилівський 2 по урожаю соломи, волокна, вмісту волокна в стеблі та розрахунковій добротності пряжі за однакової тривалості періоду вегетації.

Пропозиції для селекції і виробництва

За результатами наукових досліджень по удосконаленню методики селекції льону-довгунця на підвищення якості волокна і практичної селекційної роботи пропонується:

1. “Методика визначення якості волокна в стеблах індивідуальних рослин льону-довгунця за розрахунковим відносним розривним навантаженням пряжі.” Метод оснований на визначенні прямих технологічних ознак волокна - гнучкості та розривного зусилля з коректировкою на його масу і застосуванні у спеціально створеній формулі розрахунку відносного розривного навантаження пряжі.

2. “Удосконалена методика селекції льону-довгунця на підвищення якості волокна”. Методикою передбачено проведення посіву льону-довгунця в ямкових розсадниках при площі живлення рослин 2,5 х 5,0 см і визначення якості волокна індивідуальних рослин першого та другого року селекції за показником розрахункового відносного розривного навантаження пряжі. Це вперше дало можливість контролювати ознаки якості волокна на самих ранніх етапах селекції і значно прискорити строк створення сортів з високою якістю волокна.

3. Передано в держсортовипробування новий сорт льону-довгунця Глінум, при створенні якого використано нові елементі “Удосконаленої методики селекції льону-довгунця на підвищення якості волокна”.



СПИСОК ПРАЦЬ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Козуб Л.М., Логінов М.І. Оцінка якості волокна індивідуальних рослин льону-довгунця на ранніх етапах за його технологічними показниками // Зб. наук. пр. ІЗ УААН. - К.: Нора-прінт, 1999. - Вип. 1 - 2. - С. 135 - 138 ( доля авторства 50%, автору належать експериментальні дані порівняльної оцінки методів визначення якості волокна за відносним розривним навантаженням пряжі, розрахунковою добротністю пряжі, анатомічними ознаками) .

2. Козуб Л.М. Ефективність методів оцінки якості волокна на перших етапах селекції льону-довгунця // Селекція, технологія вирощування і збирання луб'яних культур: Зб. наук. пр. Інституту луб'яних культур. - Глухів, 2001. - № 2. - С. 37 - 40.

3. Козуб Л.М. Порівняльне вивчення методів оцінки якості волокна індивідуальних рослин льону-довгунця на ранніх етапах селекції // Селекція, технологія вирощування та первинної переробки льону і конопель: Зб. наук. пр. Інституту луб'яних культур. - Глухів, 2000. - № 1. - С. 44 - 49.

4. Козуб Л.М., Логінов М.І. Взаємозв'язок технологічних показників волокна з господарсько цінними і морфологічними ознаками рослин льону-довгунця // Вісник Сумського державного аграрного університету. - Суми. - 2000. - № 4. - С. 108 - 111 (доля авторства 50%, автору належать експериментальні дані кореляційного аналізу і взаємозв'язку ознак якості волокна).

5. Логінов М.І., Сидоренко М.М., Козуб Л.М. До методики селекції льону-довгунця на підвищення продуктивності і якості волокна // Зб. наук. пр. ІЗ УААН. - К.: Нора - прінт, 2000. - № 1. - С. 156 - 162 ( доля авторства 30%, автору належать експериментальні дані та удосконалена методика селекції льону-довгунця на підвищення якості волокна).

6. Розробка методу визначення якості волокна в індивідуальних рослинах льону-довгунця на перших етапах селекції /Логінов М.І., Тимонін М.О., Козуб Л.М., Гилязетдинов Р.Н.; Селекція, технологія вирощування та переробки льону і конопель. - Глухів, 1997. - 21 с. - Укр. - Деп. в ІНТЕІ України 01. 07. 97. № 465. - Уі 97 ( доля авторства 30%, автору належать експериментальні дані та методика визначення якості волокна в стеблах індивідуальних рослин льону-довгунця за розрахунковим відносним розривним навантаженням пряжі).

7. Логінов М.І., Чучвага В.І., Муковоз В.Ю., Козуб Л.М. Національна колекція льону-довгунця і її використання в селекції// Селекція, технологія вирощування і збирання луб'яних культур: Зб. наук. пр. Інституту луб'яних культур.- Глухів, 2001.- №2.- С. 21-24 ( доля авторства 30%, автору належать експериментальні дані по селекційному сортовипробуванню льону-довгунця).

8. Virovets V.G., Loginow M.I., Mukovoz V.Yu, Kozub L.N. The Ukrainian fibre flax collection and related breeding activities //Flax Genetic Resources in Europe: International Plant Genetic Resources Institute.-Rome,2002.- P.66-69 (доля авторства 20%, автору належать експериментальні дані вивчення методу оцінки якості волокна за відносним розривним навантаженням пряжі).

9. Козуб Л.М.,Логінов М.І. До питання про методи оцінки якості волокна в індивідуальних рослинах льону-довгунця //Праці міжнар. конф.” Наслідки наукових пошуків молодих вчених в умовах реформування АПК“ /ДВПП ДКНТУ/.-Частина 1.-Київ:ІЗ УААН.-1996.-С.127(доля авторства 50%, автору належать експериментальні дані оцінки якості волокна за його укруткою).

Размещено на Allbest.ru