Урожайність гетерозисних гібридів кукурудзи цукрової з ФАО 280-290 в умовах Правобережного Лісостепу

Размещено на http://www.allbest.ru/

Уманський національний університет садівництва

Урожайність гетерозисних гібридів кукурудзи цукрової з ФАО 280-290 в умовах Правобережного Лісостепу

М.О. Макарчук, кандидат сільськогосподарських наук

Статтю присвячено вивченню урожайності та основних господарсько-цінних ознак гетерозисних гібридів кукурудзи (за умови їх отримання із використанням материнських ліній і мутантних генів sel, su1se1 і sh-2). Виділено гібрид кукурудзи 1290 (за наявності у генотипі гібрида генів sulsel) середньоранньої групи стиглості, що характеризується середньою висотою прикріплення качана та висотою рослин на рівні 220 см. Формує зернову врожайність на рівні 4,9 т/га та має менше пошкоджується кукурудзяним метеликом

Ключові слова: кукурудза цукрова, господарсько-цінні ознаки, гібрид, урожайність, мутантні гени.

Аннотация

Макарчук M. A.

Урожайность гетерозисных гибридов кукурузы сахарной с ФАО 280-290 в условиях Правобережной Лесостепи

Материалом для испытаний было использовано новые гибриды кукурузы (полученные на основе материнских линий с разными мутантными генами. На протяжении всего периода вегетации их исследовали на продолжительность вегетационного периода и ряда морфологических признаков таких как высота растений и высота прикрепления продуктивного початка. Выше перечисленные признаки как раз и являются генетической особенностью гибридов и их реакция на изменения температуры воздуха и сумы атмосферных осадков. Наши исследования позволили выделить гибрид кукурузы 1290 (при условии наличия у генотипе гибрида генов su1se1)), который отнесен к среднеранней группе спелости, а также характеризуется средней высотой растений - 220 см и средней высотой прикрепления початка допустимой для механизированной уборки урожая - 60 см. Формирует семенную продуктивность на уровне 4,9 т/га и характеризуется высокой устойчивостью к повреждению кукурузным мотыльком.

Ключевые слова: кукуруза сахарная, хозяйственно-ценные признаки, гибрид, урожайность, мутантные гены.

Annotation

Makarchuk M. O.

Productivity of heterotic of sugar corn hybrids with FAO 280-290 of Right-Bank Forest-Steppe

Key words: sweet corn, economically valuable features, hybred, yield, mutant gene.

Вступ

Кукурудза цукрова - основна складова виробництва овочевих консервів [1]. Зернові культури є біологічним матеріалом, які мають унікальні характеристики та зумовлені генотипом і умовами навколишнього природного середовища [2]. Зміна кліматичних умов зумовлює створення високоадаптивних сортів і гібридів сільськогосподарських культур. Вони супроводжуються зростанням температури повітря та коливаннями кількості атмосферних опадів [3]. Проте в таких умовах необхідно мати гібриди цукрової кукурудзи які забезпечуватимуть отримання високих урожаїв. Поширення гібридів цукрової кукурудзи забезпечується особливим попитом у літній період за умови споживання свіжої продукції. Проте попит на продукцію за зберігання її у свіжомороженому вигляді як і за умови консервування також постійно зростає [4].

Аналіз останніх досліджень і публікацій. У світі кукурудза - рослина універсального використання. Нині найбільшими виробниками цієї культури є США, Китай, Мексика, Індія, Бразилія, Аргентина, Індонезія, ПАР, Франція та Італія [5]. З неї виготовляють близько 3500 харчових і технологічних продуктів. Кукурудза використовується в харчовій, крохмальній, пивоварній та алкогольній промисловості. З появою нових напрямків розвитку біотехнологій у світі значення цієї культури зростає ще більше. Нині в країнах Європейського Союзу активно розвивається виробництво різних видів палива з рослинних матеріалів - біодизеля, біоетанолу, біометанолу [6].

Продуктивність є складним параметром і прямо або опосередковано залежить від зв'язку між різними абіотичними, біотичними чинниками і різними складовими структури рослини [7]. Отже, створення нових гібридів, мінливість погодних умов зумовлюють необхідність постійного проведення досліджень щодо вивчення продуктивності кукурудзи [8].

Свого поширення цукрова кукурудза набуває за рахунок рівня цукристості та смакових якостей. Для отримання таких гібридів використовують генетично різноманітний матеріал. Найбільшого поширення у селекції набувають матеріали із рецесивними гомозиготними генами зиі і зИ2 та поєднання генів зиЬеІ. На їх основі створюють гібриди високоцукристі, суперцукристі та суперсолодкі [9]. Перший із вказаних генів у генотипі гібрида призводить до зменшення як висоти рослин, так і висоти прикріплення качана. Вже мутантний ген бИ-2 призводить до зменшення продуктивності [10]. Тому вивчення нових гібридів цукрової кукурудзи із наявністю у материнському компоненті вище вказаних генів за основними показниками продуктивності є актуальним.

Методика досліджень. Дослідження нових гібридів кукурудзи проводили на дослідному полі Уманського НУС в умовах Правобережного Лісостепу в Черкаській області, яке за природно-кліматичним районуванням відноситься до Маньківського природно-сільськогосподарського району Середньодніпровсько-бугського округу Правобережної Лісостепової провінції України. Для дослідження було обрано нові гібриди кукурудзи (отримані на основі материнських ліній із різними мутантними генами цукристості). Їх сівбу проводили вручну в оптимальні для культури строки. Упродовж періоду вегетації відповідно до методики [11, 12] здійснювали морфологічні та біометричні вимірювання основних господарсько -цінних показники показників. Для визначення рівня істотності проводили математичний розрахунок отриманих даних за допомогою Р. Фішера [13] за умови використання комп'ютерних програм МБ «Ехеїі».

Для повного аналізу отриманих даних здійснили аналіз погодних умов що склалися у період проведення досліджень. Так, згідно багаторічних досліджень метеостанції м. Умань середньобагаторічна температура повітря за вегетаційний період кукурудзи становила 16,6 С, тоді як за умов 2021 року вона зменшилась на 0,3 С. Слід відзначити зростання температури повітря у літній період. Так, за багаторічними даними за червень - серпень вона становила 20,0 С, тоді як вже у 2021 році вона збільшилась на 1,1 С. За кількістю атмосферних опадів виявлено їх збільшення у рік проведення досліджень. Так, багаторічні дані вказували на суму опадів у розмірі 198 мм, тоді як за умовами 2021 року різниця зростала на 66 мм. Отже, умови проведення досліджень були нетиповими для зони вирощування. Проте вони виявилися більш сприятливими для визначення генетичної урожайності гібридів кукурудзи як і основних господарсько-цінних ознак.

Результати досліджень

Основною складовою формування високого врожаю є здійснення правильного вибору вирощуваного гібриду із врахуванням ґрунтово-кліматичних умов. За умови значних різких коливань як температури повітря, так і кількості опадів різні гібриди кукурудзи по різному реагують на їх зміни [14].

У результаті проведених досліджень встановлено, що в умовах надмірної вологості 2021 року нові гібриди цукрової кукурудзи 1250 (за наявності у генотипі гібрида гена se) та 1060 і 1290 (за наявності у генотипі гібрида генів 8иЇ8еї) формували вегетаційний період із тривалістю 105-109 діб і 1040 (за наявності у генотипі генів 8к-2) - 117 діб, із умовою отримання даних стандарту 104 (табл. 1).

Табл. 1. Морфологічні показники гібридів цукрової кукурудзи за 2021 р.

Майже всі гібриди як і стандарт попередньо віднесено до середньостиглої групи, тоді як лише новий гібрид 1040 (за наявності у генотипі генів 8к-2) віднесено до середньопізньої групи.

Визначено, що майже всі гібриди формували 13-14 листків, крім нового гібрида 1040 (за наявності у генотипі генів 8к-2) який формував 15-17 листків. Нові гібриди як і стандарт-гібрид Спокуса належать до середньоранньої групи і лише новий гібрид 1040 (за наявності у генотипі генів 8к-2) належить до середньостиглої групи.

Для усіх гібридів кукурудзи висота рослин як і висота прикріплення качана є вирішальною для забезпечення можливості здійснення механізованого збирання врожаю із найменшими втратами [10]. Отримані дані наших польових досліджень дозволили встановити, що висота рослин нових гібридів кукурудзи коливалась на рівні 213-245 см із умовою отримання даних стандарту-гібрида Спокуса 201 см.

Внаслідок аналізу висоти прикріплення качана у нових гібридів кукурудзи визначено, що вона коливалася 48-60 см, а в стандарту-гібрида Спокуса 58 см. За селекційною характеристикою нові гібриди у більшості відносяться до групи із середньою висотою прикріплення качана та лише новий гібрид 1060 (за наявності у генотипі гібрида генів su1seп) єдиний формував низьке прикріплення качана на рівні 48 см.

Одним із напрямків здешевлення виробництва гетерозисних гібридів кукурудзи є вирощування форм які стійкі до ураження хворобами та пошкодження шкідниками [9]. У нашому випадку сама цукрова кукурудзи за своїми біологічними особливостями (наявністю цукрів у зерні) має всі сприятливі умови для розвитку хвороб. Найбільше значення пошкодження кукурудзяним метеликом отримано в нового гібрида 1250 (за наявності у генотипі гібрида гена se) із рівнем пошкодження 7,3 % (табл. 2).

Таблиця 2. Рівень стійкості нових гібридів до ураження хворобами і пошкодження шкідниками та врожайність зерна за 2021 рік

Проте за селекційною характеристикою наші нові гібриди як і стандартний-гібрид Спокуса мали дуже високу стійкість до пошкодження кукурудзяним метеликом, крім гібрида 1250 (за наявності у генотипі гібрида гена 8иЬє1) із середньою стійкістю. урожайність кукурудза гетерозисний

У польових дослідженнях ураження фузаріозом у досліді мали лише два нових гібрида, а саме 1250 (за наявності у генотипі гібрида гена 8в) і 1040 (за наявності у генотипі генів $к-2) із часткою поширення фузаріозу відповідно 4,5 і 7,0 %. У решти гібридів стандарту ураження фузаріозом не виявлено. За селекційною характеристикою із двох уражених гібридів саме гібрид 1250 (за наявності у генотипі гібрида гена se) мав дуже високу стійкість до фузаріозу, проте не перевищував значення 4,5 % і середню стійкість мав новий гібрид 1040 (за наявності у генотипі генів $к-2).

У нових гібридів вологість зерна змінювалась від 25,1 до 27,2 % а в гібриду Спокуса 25,9 %. Найбільше істотне збільшення значення вологості зерна в досліді забезпечив новий гібрид 1290 (за наявності у генотипі гібрида генів su1sel) із вологістю 27,2 %. Всі інші досліджувані гібриди характеризувались вологістю на рівні гібриду-стандарту Спокуса.

Забезпечення насінням високоврожайних гібридів кукурудзи - мета кожного селекціонера. Так, отримані дані засвідчують, що врожайність нових гібридних форм коливалася 4,2-4,9 т/га, а в стандарту-гібриду Спокуса 4,4 т/га. Найбільше значення врожайності в досліді забезпечив гібрид 1290 (за наявності у генотипі гібрида генів su1se1) із урожайністю 4,9 т/га, тоді як найменше значення мав новий гібрид 1250 (за наявності у генотипі гібрида гена se) відповідно 4,3 т/га, із відповідною істотною надбавкою урожаю на 0,5 та 0,3 т/га.

Висновки

Результати проведених досліджень дозволили визначити прояв морфологічних і господарсько-цінних ознак гібридів кукурудзи на умови надмірної кількості опадів за 2021 рік. Виділено гібрид кукурудзи 1290 (за наявності у генотипі гібрида генів su1se1) середньоранньої групи стиглості, що характеризується середньою висотою прикріплення качана та висотою рослин на рівні 220 см. Формує зернову врожайність на рівні 4,9 т/га, крім цього має незначне пошкодження кукурудзяним метеликом.

Література

1. Клімова О. Є. Диференціація рекомбіантних ліній цукрової кукурудзи за параметрами комбінаційної здатності. Селекція і насінництво. 2014. Вип. 106. С. 111-120.

2. Любич В. В. Біологічна цінність білка пшениці спельти залежно від походження сорту та лінії. Зб. наук. пр. Уманського НУС. Умань. 2016. Вип. 89. С.199-206.

3. Любич В. В. Сучасні досягнення круп'яного виробництва. Вісник Уманського НУС. 2021. №1. С. 78-82.

4. Gesch R. W., Archer D. W. Influence of Sowing Date on Emergence Characteristics of Maize Seed Coated with a Temperature-Activated Polymer. Agron. J. 2005. Vol. 97. Р. 1543-1550.

5. Любич В. В. Формування продуктивності різних гібридів кукурудзи. Збірник наукових праць Уманського НУС. 2020. Вип. 97. С. 32-44.

6. Coradi P.C., Milane L.V., Andrade M.G.O., Camilo L.J., Souza A.H.S. Secagem de graos de milho do cerrado em um secador comercial de fluxos mistos. Braz. J. Biosyst. Eng. 2016. Vol. 10(1). P. 14-26.

7. Любич В. В. Хлібопекарські властивості зерна сортів пшениці озимої залежно від видів, норм і строків застосування азотних добрив. Вісник Дніпропетровського ДАЕУ. №2. 2017. С. 35-41.

8. Carvalho C. G. P., Oliveira V. R., Cruz C. D., Casali V. W. D. Analise de trilha sob multicolinearidade em pimentao. Pesquisa Agropecuaria Brasileira. 1999. Vol. 34(4). P. 603-613.

9. Загинайло М. І., Лівандовський А. А., Таганцова М. М. Цукрова кукурудза багате джерело мікроелементів та вітамінів. Насінництво. 2014. № 5. С. 11-17.

10. Gьrsoy S., Gьzel E. Determination of Physical Properties of Some Agricultural Grains. Res. J. Appl. Sci. Eng. Technol. 2010. Vol. 2(5). P. 492-498.

11. Методика кваліфікаційної (технічної) експертизи сортів рослин з визначення показників придатності до поширення в Україні (зернові, круп'яні та зернобобові види). Київ. 2012. Вип. 2. 78 с.

12. Методичні рекомендації польового та лабораторного вивчення генетичних ресурсів кукурудзи. Харків. 2003. 43 с.

13. Fisher R.A. Statistical methods for research workers. New Delhi: Cpsmo Publications, 2006. 354 p.

14. Пшениця спельта / Г. М. Господаренко, П. В. Костогриз, В. В. Любич та ін.; за заг. ред. Г. М. Господаренка. Київ: ТОВ «СІК ГРУП УКРАЇНА». 2016. 312 с.

References

1. Klimova, O. E. (2014). Differentiation of recombinant sugar corn lines by parameters of combinatorial ability. Breeding and seed production, 2014, no. 106, pp. 111-120.

2. Liubich, V. V. (2016). Biological value of spelt wheat protein depending on the origin of the variety and strain. Bulletin of Uman NUH, 2016, no. 89, pp. 199-206 (in Ukrainian).

3. Lyubich, V. V. (2021). Modern achievements of cereal production. Bulletin of Uman NUS, 2021, no. 1, pp. 78-82. (in Ukrainian).

4. Gesch, R. W., Archer, D. W. Influence of Sowing Date on Emergence Characteristics of Maize Seed Coated with a Temperature-Activated Polymer. Agron. J, 2005, no. 97, pp. 1543-1550.

5. Lyubich, V. V. (2020). Formation of productivity of different hybrids of corn. Collection of scientific works of Uman NUS, 2020, no. 97, pp. 32-44.

6. Coradi, P. C., Milane, L. V., Andrade, M. G. O., Camilo, L. J., Souza, A. H. S. (2016). Secagem de graos de milho do cerrado em um secador comercial de fluxos mistos. Braz. J. Biosyst. Eng., 2016, no. 10(1), pp. 14-26.

7. Liubich, V. V. (2017). Bread properties of grain of winter wheat varieties depending on types, norms and terms of application of nitrogen fertilizers. Bulletin of Dnipropetrovsk State Economic University, 2017, no. 2, pp. 35-41. (in Ukrainian).

8. Carvalho, C. G. P., Oliveira, V. R., Cruz, C. D., Casali, V. W. D. (1999). Analise de trilha sob multicolinearidade em pimentao. Pesquisa Agropecuaria Brasileira, 1999, np. 34(4), pp. 603-613.

9. Zaginailo, M. I., Livandovsky, A. A., Tagantsova, M. M. (2014). Corn is a rich source of trace elements and vitamins. Seed production, 2014, no. 5, pp. 11-17.

10. Gursoy, S., Guzel, E. (2010). Determination of physical properties of some agricultural grains. Res. J. Appl. Sci. Eng. Technol., 2010, no. 2(5), pp. 492-498.

11. Methods of qualification (technical) examination of plant varieties to determine the indicators of suitability for distribution in Ukraine (cereals, cereals and legumes). Kyiv. 2012, no. 2, 78 p.

12. Methodical recommendations of field and laboratory study of genetic resources of corn. Kharkiv, 2003. 43 p.

13. Fisher, R. A. (2006). Statistical methods for research workers. New Delhi: Cpsmo Publications, 2006. 354 p.

14. Hospodarenko, G. M., Kostogryz, V. P., Liubych, V. V. (2016). Wheat spelt. Kyiv: SIK GROUP UKRAINE, 2016. 312 р. (in Ukrainian).

Размещено на Allbest.ru