Селекція кукурудзи за ознаками продуктивності, стійкості до вилягання та ламкості стебла

Відносно невелике (V=4,96%) варіювання тривалості періоду від сходів до повної стиглості та кількості листків на основному стеблі (V=7,73%) вказує на вирівняність колекції за цими показниками. Стосовно дисперсії, то за тривалістю вегетації мінливість була вищою (S2=32,79), ніж за кількістю листків на   основному стеблі (S2=1,27). Очевидно, така низька мінливість кількості листків на основному стеблі спонукала багатьох авторів використовувати цей показник для порівняльної оцінки скоростиглості кукурудзи. Цей критерій можна вважати більш надійним у випадках генетичного поліморфізму вихідного матеріалу за походженням. Невелика варіабельність показників вологості зерна при збиранні (S2=8,76; V=12,6%) свідчить про перспективи даного критерію, як додаткового, в оцінці рівня скоростиглості досліджуваного селекційного матеріалу.

Високі значення коефіцієнтів варіації та висока експресивність варіанс  ознак „висота прикріплення качана”  та „висота рослини” засвідчує  значну фенотипову та генотипову різноманітність вихідного матеріалу за цими ознаками.

Таблиця 2

Середовищна варіабельність окремих ознак вивчених інбредних  ліній кукурудзи

Ознака | Статистичні характеристики мінливості

середня арифметична | дисперсія | коефіцієнт варіювання, % | похибка  середньої

арифметичної | відносна похибка  середньої

арифметичної

Урожайність т/га | 3,58 | 0,68 | 22,28 | 0,09 | 2,51

Кількість днів від сходів до повної стиглості | 115,43 | 32,79 | 4,96 | 0,72 | 0,62

Висота

рослини, см | 146,77 | 323,87 | 12,26 | 1,18 | 2,20

Висота прикріплення качана, см | 53,53 | 90,41 | 17,76 | 5,43 | 3,69

Кількість листків на основному стеблі | 14,60 | 1,27 | 7,73 | 0,12 | 0,82

Вологість зерна при збиранні, % | 24,53 | 8,76 | 12,06 | 0,14 | 0,57

Пошкодження кукурудзяним метеликом, % | 3,10 | 8,83 | 95,70 | 0,36 | 11,59

Ламкість стебла, % | 1,72 | 8,59 | 169,75 | 0,36 | 20,84

Вилягання стебла, % | 2,64 | 17,85 | 160,01 | 0,52 | 19,68

Спостерігалась значна варіація у ознак „пошкодження кукурудзяним метеликом”, „вилягання стебла” та „ламкість стебла” залежно від  генотипу і метеорологічних умов року.

Використання в селекційному процесі коефіцієнта кореляції  ефективне, якщо між ознаками існує близька до прямолінійної залежність або величина коефіцієнта кореляції досить велика

За результатами вивчення особливостей прояву основних господарсько-цінних ознак і визначення коефіцієнта  кореляції між ними встановлено, що коефіцієнт кореляції між урожайністю  та окремими елементами структури врожаю у інбредних ліній був позитивним на рівні від слабкого до сильного у різні роки і за різними ознаками (r=0,26–0,78).

Також проаналізовано інбредні лінії, які вважались кращими  за ознаками вилягання та ламкості стебла, та визначено силу взаємозв’язку цих ознак з окремими господарсько-цінними  ознаками за допомогою коефіцієнтів кореляції. Достовірна залежність з  окремими ознаками спостерігалась тільки у 2004 і 2005 роках. Вилягання інбредних ліній кукурудзи знаходиться у негативній і недостовірній на 95-ти відсотковому рівні залежності від урожайність зерна, за виключенням низьковрожайного 2004 року, коли коефіцієнт кореляції досяг r=–0,47. Це означає що збільшення врожайності не може бути причиною вилягання, якщо умови росту і розвитку інбредних ліній кукурудзи задовільні.

Тільки показник ламкості стебла мав позитивний зв’язок з виляганням рослин щороку. Однак  найбільші показники коефіцієнта  кореляції встановлено у 2005 році, коли спостерігалась найвища середня  врожайність, а коефіцієнт кореляції  досягнув r=0,73. Цього ж року встановлено  найбільшу середню висоту рослин і найбільші пошкодження кукурудзяним метеликом, що вплинуло на показник коефіцієнта  кореляції r=0,47.

Саме за даними 2005 року отримано найбільш достовірну інформацію про  взаємозв’язки між виляганням та пошкодженням кукурудзяним метеликом і ламкістю   стебла.

РОЗДІЛ 5. КОМБІНАЦІЙНА ЗДАТНІСТЬ  ІНБРЕДНИХ ЛІНІЙ КУКУРУДЗИ

Результати діалельного  аналізу комбінаційної здатності  кращих інбредних ліній колекції за ознакою „урожай зерна” показали, що вивчені інбредні лінії першої діалельної схеми характеризувались  здебільшого негативними ефектами, або незначними позитивними. При  цьому найвищі ефекти ЗКЗ у  роки проведення досліджень отримано при схрещуванні інбредної лінії Ум 331 з показником ефектів ЗКЗ 1,54 і 1,76 відповідно у 2004 і 2005 роках, а у 2006 році — 0,93 (табл. 3).

За даними другої діалельної схеми кращими щороку були показники  у інбредної лінії Ум — 0,60–0,90, тоді як у інбредних ліній  МАН053 і P ефект ЗКЗ був дещо менший і становив відповідно 0,11–0,91 та 0,22–0,52. Показники ефектів ЗКЗ решти інбредних ліній за роками досліджень були менш стабільні. Негативно стабільні ефекти ЗКЗ отримано у інбредних ліній Б 260 і ХЛГ489.

Гібриди, які створені за участю ліній Со , Ур та Р , мали рівень ЗКЗ від 0,79 до 0,52 і формували середню врожайність зерна. Найнижчу врожайність зерна в досліді за три роки (4,84–8,33 т/га) мали гібриди, батьківськими формами яких була ранньостигла лінія F7 та середньорання — ХЛГ .

Показники варіанс ЗКЗ  та СКЗ ліній дали змогу виявити  специфічність взаємодії адитивної  й неадитивної дії генів ознак  кожного досліджуваного генотипу. Найбільш стабільний прояв ЗКЗ за ознакою урожай зерна забезпечили лінії Ум 324, Ум 333, Вір44, ХЛГ 489 та Ум331, а СКЗ Ум331, Co125, Ум337, F7, Б 260 та Ур 32.

У наших дослідах виявлено значні відмінності специфічної комбінаційної здатності за ознакою „урожай зерна” серед інбредних ліній. Високі значення варіанси СКЗ були відмічені у ліній Чк , Ум , Ум , Б , Ум та Ур . Високі та стабільні значення варіанси СКЗ за трьома роками досліджень були у інбредних ліній Co , F7 та Ур , а мінливі — у ВІР , ХЛГ , Ум .

Таблиця 3

Ступінь прояву комбінаційної  здатності інбредних ліній кукурудзи  за ознакою „урожайність зерна”, т/га

Лінія |

Ефект ЗКЗ по роках | Варіанси по роках

ЗКЗ | СКЗ

2004 | 2005 | 2006 | 2004 | 2005 | 2006 | 2004 | 2005 | 2006

Діалельна схема №1

F 7– | 0,98– | 1,08 | 0,51 | 0,96 | 1,17 | 0,26 | 0,39 | 1,54 | 0,69

Co125– | 0,27– | 0,79– | 0,58 | 0,07 | 0,62 | 0,34 | 1,10 | 1,09 | 1,04

Вір44 | 0,32 | 0,49 | 0,34 | 0,10 | 0,24 | 0,12 | 1,85 | 1,93 | 0,45

Ур273– | 0,03 | 0,27– | 0,46 | 0,00 | 0,07 | 0,21 | 1,70 | 0,82 | 0,28

Чк 73– | 0,53– | 0,45– | 0,13 | 0,29 | 0,20 | 0,02 | 1,07 | 1,73 | 0,60

F 115– | 0,22– | 0,20 | 0,37 | 0,05 | 0,04 | 0,13 | 1,00 | 1,64 | 0,44

Ум337 | 0,16– | 0,00– | 0,28 | 0,03 | 0,00 | 0,08 | 0,62 | 1,05 | 0,86

Ум331 | 1,54 | 1,76 | 1,03 | 2,38 | 3,10 | 0,86 | 1,24 | 1,89 | 1,42

Діалельна схема   №2

F 7– | 0,55– | 0,03 | 0,10 | 0,30 | 0,00 | 0,01 | 2,02 | 1,04 | 2,73

МАН053 | 0,11 | 0,91 | 0,29 | 0,01 | 0,82 | 0,08 | 1,84 | 0,28 | 1,74

ХЛГ 489– | 0,51– | 0,55– | 0,39 | 0,26 | 0,30 | 0,15 | 2,65 | 0,48 | 0,59

Б 260– | 0,78– | 0,41– | 0,50 | 0,60 | 0,17 | 0,25 | 2,11 | 1,68 | 1,91

P 346 зм | 0,22 | 0,24 | 0,52 | 0,05 | 0,06 | 0,27 | 1,75 | 0,54 | 0,75

Ум 333 | 0,63 | 0,36– | 0,41 | 0,40 | 0,13 | 0,17 | 2,43 | 0,52 | 0,65

Ум 324 | 0,90 | 0,85 | 0,70 | 0,82 | 0,36 | 0,49 | 0,76 | 0,73 | 1,73

Ур 32– | 0,04– | 1,12– | 0,30 | 0,00 | 1,25 | 0,09 | 1,14 | 1,13 | 0,97

Високою оцінка СКЗ була у  комбінаціях Ум 331ЧСо125, ВІР44ЧСо125, Ур 5ЧСо12 а також Чк ЧСо125, в яких ефект СКЗ перевищував показник 0,50. Найвищим ефект СКЗ був у комбінацій Чк 73ЧF7 з показником 1,04, та у Ум 337ЧF115 з показником 1,07, дещо нижчим (0,91) цей показник був у комбінації Ум ЧВІР44 (табл. 4.).

Таблиця 4

Специфічна комбінаційна здатність інбредних ліній кукурудзи  першої діалельної схеми за врожайністю, 2004–2006 рр.

Батьківська лінія | Материнська  лінія

Co125 | ВІР44 | Ур273 | Чк 73 | F115 | Ум337 | Ум331

F7– | 1,46– | 0,75 | 0,23 | 1,04 | 0,53 | 0,09 | 0,29

Co125 | 0,60 | 0,52 | 0,44 | 0,37– | 1,33 | 0,85

ВІР44 | 0,51 | 0,02– | 1,67 | 0,38 | 0,91

Ур273 | 0,02– | 0,02 | 0,17– | 1,46

Чк 73– | 0,36– | 0,44– | 0,72

F115 | 1,07 | 0,07

Ум337 | 0,05

Інбредна лінія Со125 характеризувалась  добрим ефектом СКЗ майже з  усіма лініями-партнерами, за виключенням  інбредної лінії Ум 337, з від’ємним  показником 1,33.

Характеризуючи ефект  СКЗ другої діалельної схеми (табл. 5.) можна сказати, що лише від форм з високим показником варіанси СКЗ  можна очікувати виділення високогетерозисних комбінацій.

Таблиця 5

Специфічна комбінаційна здатність інбредних ліній кукурудзи  другої діалельної схеми за врожайністю, 2004–2006 рр.

Батьківська

лінія | Материнська лінія

МАН053 | ХЛГ489 | Б 260 | P 346 | Ум 333 | Ум 324 | Ур 32

F7– | 0,89– | 0,32– | 2,11 | 1,05– | 0,22 |  1,23 | 1,28

МАН053 |  0,74 | 1,22– | 0,11– | 0,85– | 0,87 | 0,77

ХЛГ489– | 0,19– | 0,47 | 1,42 |  0,06– | 1,23

Б 260 | 1,07 | 0,13 |  0,08– | 0,21

P 346– | 0,33– | 0,98– | 0,21

Ум 333 |  0,36– | 0,5

Ум 324 | 0,11

У другій діалельній схемі показником СКЗ, що перевищив одиницю, було на чотири комбінації більше з порівнянно з першою. Високий ефект СКЗ у досліді забезпечили комбінації за участю таких інбредних ліній ХЛГ489ЧУм 333   (1,42), Ур 32Ч F7 (1,28), Ум 324ЧF7 (1,23), Б 260ЧМАН053 (1,22), Р 346ЧБ 260 (1,07) а також комбінація Р 346ЧF7 (1,05). Заслуговує на увагу також комбінація Ур 32ЧМАН053 (0,77).

РОЗДІЛ 6. СЕЛЕКЦІЙНА ЦІННІСТЬ КРАЩИХ ІНБРЕДНИХ ЛІНІЙ ТА ОТРИМАНИХ НА ЇХ ОСНОВІ ГЕТЕРОЗИСНИХ ГІБРИДІВ КУКУРУДЗИ

Найбільш перспективним  напрямком селекції є добір на загальну адаптивну здатність до різних умов з урахуванням стабільності. Ефективність даного методу визначається застосуванням певного селекційного критерію, який дозволив відбирати генотипи, які поєднують в собі високу продуктивність та стабільність.

Ефекти загальної адаптивної здатності в залежності від генотипу мали значення показника від низького до високого (табл. 6.). Аналіз одержаних  даних показав істотну різницю урожайності зерна інбредних ліній за роками випробувань. Інбредні ліній Ум , Ум , Ум та Ур , врожайність зерна яких в середньому за чотири роки була на рівні 4,96–4,03 т/га, характеризувались високим показником загальної адаптивної здатності, а найвищим він був у лінії Ум (1,35).

Генотипи Чк , F7 та ХЛГ мали найнижчу середню врожайність, отже і від’ємний ефект загальної  адаптивної здатності.

Варіанса специфічної  адаптивної здатності характеризує відхилення від загальної адаптивної здатності в межах певного  середовища. Характеризуючи генотипи за варіансою специфічної адаптивної здатності, видно що лінії F115 та Co мають  найменше відхилення від загальної  адаптивної здатності (0,04–0,07%). Лінії  Ум та Ум , які у досліді мали найвищий ефект загальної адаптивної здатності (1,35–0,71%) у ранжуванні відносної стабільності посіли дев’яте та чотирнадцяте місця, що можна пояснити високою потенційною здатністю даних генотипів, однак у плані пластичності вони поступаються менш врожайним інбредним лініям.

Таблиця 6

Параметри адаптивної здатності  та селекційної цінності інбредних  ліній кукурудзи, 2003–2006 рр.

Лінія | Ефект ЗАЗ | Коефіцієнт | СЦГ | Ранг

СЦГ

регресії, (ві) | нелінійності, (lgi)

F 7– | 0,58 | 1,93 | 4,87 | 0,42 | 14

Co 125– | 0,38 | 0,67 | 0,41 | 2,48 | 4

Вір 44 | 0,34 | 1,11 | 4,74 | 1,38 | 12

Ур 273– | 0,25 | 1,42 | 2,50 | 1,50 | 10

Чк 73– | 0,72 | 0,76 | 0,95 | 1,74 | 9

F 115 | 0,07 | 0,12 | 0,22 | 3,13 | 1

Ум 337 | 0,11 | 0,90 | 0,92 | 2,59 | 3

Ум 331 | 0,71 | 0,59 | 5,86 | 1,46 | 11

МАН 053 | 0,18 | 1,12 | 1,34 | 2,42 | 5

ХЛГ 489– | 0,66 | 1,19 | 4,37 | 0,47 | 13

Б 260 | 0,18 | 1,03 | 1,75 | 2,23 | 6

P 346 зм– | 0,14 | 0,95 | 2,90 | 1,46 | 11

Ум 333 | 1,35 | 1,91 | 5,36 | 2,22 | 7

Ум 324 | 0,42 | 0,96 | 1,41 | 2,63 | 2

Ур 32 | 0,41 | 0,95 | 2,53 | 2,14 | 8

Стабільність ознаки урожай зерна є проявом спадково обумовленої  фізіологічної гомеостатичності даного вихідного матеріалу. Показник Sgi представляє  собою середньоквадратичне відхилення від лінії регресії і його величина зворотна рівню стабільності, чим менше значення Sgi, тим стабільніший генотип, який вказує на наявність специфічної реакції генотипу на умови вирощування.   Слід відмітити, що хоча при вивченні лінії F115 виявлено низька загальна адаптивна здатність при високій стабільності (5,21%), та серед оцінених ліній вона посіла перше місце в ранжуванні селекційної цінності. Це свідчить про те, що незважаючи на відсутність тісного зв’язку між продуктивністю та стабільністю вона має перспективи у схрещуванні. Менш стабільними були генотипи Со та Ум (8,0–10,4%).

Виділення генотипів лише з високою ЗАЗ не завжди забезпечує стабільність їх врожаю, в зв’язку з цим різні параметри стабільності необхідно враховувати в селекційних програмах. Додаткову інформацію для виявлення реакції генотипів на мінливість екологічних умов представляє коефіцієнт регресії (ві).

До групи високостабільних віднесено п’ять ліній (Co ; Чк ; F115; Ум ; Ум ), з низькою реакцією на коливання умов середовища (ві?1), вони не показали очікуваного відгуку на покращення умов середовища. Лінії P ; Ум 324 та Ур 32, які характеризувались середньою нормою реакції (ві=0,95–0,96), віднесено до середньопластичного типу. Більш чутливими до умов вирощування були лінії третьої групи ВІР 44, Ур , МАН , ХЛГ , Б та Ум .

Найвищу селекційну цінність мали генотипи, які вдало поєднали в собі генетичний потенціал врожайності  з стабільною його реалізацією Ї  Ум ; Ум та F115 (СЦГ=2,59–3,13).

Створені гібриди Ум 324ЧF7, Р 346ЧF7 та Ум 331ЧСо125 поєднують в собі високу адаптивну здатність, забезпечують високу стабільну врожайність та добре реагують на покращення умов середовища, а також мають високий ранг СЦГ і належать до генотипів, що здатні формувати високий урожай в змінних метеорологічних умовах Лісостепу України.

РОЗДІЛ 7. РЕЗУЛЬТАТИ ОЦІНКИ ГЕТЕРОЗИСНИХ ГІБРИДІВ В УМОВАХ ЛІСОСТЕПУ УКРАЇНИ

Однією з цінних господарських  ознак створюваних гетерозисних гібридів кукурудзи є їх підвищена урожайність. Саме завдяки збільшенню врожайності гетерозисні гібриди кукурудзи набули поширення, незважаючи на значні затрати на виробництво гібридного насіння

За середніми трьохрічними даними, більшу врожайність зерна  забезпечили гібриди Ум ЧВІР та Ум 324ЧF7 з показниками близько 11 т/га, при врожаї кращого стандарту Петрівський  СВ — 9,56 т/га. 2005 рік характеризувався більшою врожайністю, що можна пояснювати вдалим розподілом за основними фазами розвитку кукурудзи кількості тепла і вологи, внаслідок чого склалися сприятливі умови для більш повного розкриття генотипового потенціалу випробовуваних простих гібридів (табл. 7.).

На цій підставі можна дійти висновку, що досліджувані зразки заслуговують подальшого широкого випробування з метою підготовки їх до Державного сортовипробування.

При цьому, аналізуючи дані врожайності  кращих гібридів кукурудзи по роках, можна бачити, що у 2004 році різниця між стандартами Петрівський 169 СВ та Р була у межах НІР0,95, що свідчить про недостовірність різниці. У межах НІР0,95 відхилялись від стандарту Петрівський 169 СВ гібриди Р ЧF7 та Ум ЧУм 333. Тоді як гібриди Ум ЧВІР44, Ум ЧСо та Ум Ч F7 істотно перевищували стандарт Петрівський 169 СВ, а кращий з них — Ум ЧВІР44 дав удвічі більшу прибавку, ніж показник НІР0,95.