Введение к работе
Актуальность темы. Хлопководство является основной отраслью сельского хозяйства Таджикистана. В перспективе развитие его предполагает интенсивный характер - увеличение производства хлопка-сырца не за счёт расширения посевных площадей, поскольку в горной стране эта возможность весьма ограничена, а путём повышения урожайности, придавая большое значение селекции и семеноводству этой культуры. Необходимо создавать сорта, в полной мере отвечающие запросам сельскохозяйственного производства и текстильной промышленности.
Вновь выводимые сорта хлопчатника должны обладать комплексом хозяйственно полезных признаков: скороспелостью, высокой продуктивностью, устойчивостью к вредителям и болезням, оптимальными адаптивными свойствами, и главное, характеризоваться высоким выходом (40% и более) волокна с длиной не менее 34 мм.
Многие, возделываемые в нашей республике сорта хлопчатника, из-за узкой генетической основы и недостаточного адаптивного потенциала не отличаются широкой экологической пластичностью и занимают небольшой ареал распространения. Они дают низкий (34-36%) выход волокна. В хлопкосеющих странах мира - Австралии, Китае, Греции Турции, Сирии и других предпочтение отдают сортам с выходом 38-40%> и получают с гектара 1,3-1,7 т волокна (Chandry, 2003).
Одним из важных резервов дальнейшего увеличения урожая хлопка-сырца и его качества, наряду с улучшением технологии возделывания хлопчатника, является создание и широкое практическое внедрение в сельскохозяйственное производство генотипов хлопчатника на основе использования интрогрессивной отдалённой гибридизации.
Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является создание качественно новых генотипов хлопчатника на основе интрог-рессивных форм, как исходного селекционного материала.
Для её осуществления были поставлены следующие задачи:
изучить биологические особенности и важнейшие хозяйственно - ценные признаки родительских сортов местных и зарубежных форм;
дать оценку завязываемости цветков при скрещивании без кастрации с использованием трубочек;
изучить рост и развитие интрогрессивных гибридов Fj и F2;
изучить новые технологические приёмы скрещивания;
опылять материнские сорта без кастрации цветков и использовать полиэтиленовые трубочки для защиты рыльца пестика от инородной пыльцы;
оценить комбинационную способность родительских сортов на гете-
розис по скороспелости и урожайности при скрещивании без кастрации с использованием трубочек;
изучить хозяйственно-ценные признаки интрогрессивного гибридного потомства;
создать скороспелые и высокоурожайные интрогрессивные гибриды хлопчатника с высоким качеством волокна для всех природных зон Таджикистана;
разработать для производства рекомендации по возделыванию инт-рогрессивных гибридов хлопчатника.
Предстояло выявить, насколько применяемая технология скрещивания повышает завязываемость цветков, что имеет важное значение для производства.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
-
Эффективность новых технологических приёмов в гибридизации - скрещивания без кастрации с использованием полиэтиленовых трубочек по системе политестерного топкросса в сочетании с традиционным отбором.
-
Сверхдоминантность внутривидовых интрогрессивных гибридов по скороспелости, урожайности, выходу волокна и его качеству.
-
Скороспелые, высокопродуктивные внутривидовые гибриды F1 (первого поколения) для всех природных зон Таджикистана.
Научная новизна работы. Впервые в условиях Центрального Таджикистана изучены новые технологические приёмы гибридизации - скрещивание родительских сортов без кастрации с использованием полиэтиленовых трубочек по системе политестерного топкросса в сочетании с традиционным методом отбора. Получена высокая эффективность по завязы-ваемости цветков.
Путём скрещивания географически отдалённых исходных сортов по новой технологии получены скороспелые, высокоурожайные, внутривидовые гетерозисные гибриды (генотипы), превосходящие родительские формы по хозяйственно-ценным признакам.
Изучена степень гетерозиса полученных генотипов по росту и формированию репродуктивных органов, ассимиляционной площади листьев, доминантности по комплексу хозяйственно-ценных признаков и качеству волокна.
Практическая значимость работы. В условиях Центрального Таджикистана созданы и рекомендованы для производства и использования в селекции скороспелые, с вегетационным периодом 120-123 дня, внутривидовые генотипы F1 - Сорбон х Назилли-848, Сорбон х Сахин-2000, Сор-бон х Озбек-142, Сорбон х Барут-2005, Сорбон х Напа-122, Сорбон х Ай-хан-107, Зироаткор-64 х Барут-2005, Зироаткор-64 х Напа-122. Гибриды
обеспечивают урожайность на уровне 81,5-112,4 ц/га, что на 30,0-58,0 ц/ га выше возделываемых сортов, и обладают высоким выходом волокна -38,9-42,0%. При густоте стояния 90 тыс. раст./га при наибольшем урожае хлопка-сырца они дают высококачественное хлопковое волокно по технологическим свойствам (штапельной длине, крепости, метрическому номеру), превышающее среднее значение родительских форм.
Апробация работы. Материалы диссертации ежегодно обсуждались на научно-техническом совете отдела селекции и технологии среднево-локнистого хлопчатника Института земледелия. Результаты исследований докладывались на учёных советах Института земледелия, на научно-практической конференции "Вклад молодых учёных в развитие сельскохозяйственной науки" (2010 г.) конференции, посвященной 20-летию образования Таджикской академии сельскохозяйственных наук (Душанбе, 2011 г). Полевые опыты ежегодно апробировались комиссией Института земледелия Таджикской академии сельскохозяйственных наук.
Публикации результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 10 научных работ.
Структура и объём диссертации. Работа изложена на 115 страницах компьютерного набора, состоит из введения, 4 глав, выводов, рекомендации производству, содержит 35 таблиц и 4 рисунка. Список использованной литературы включает 112 источников, в т.ч. 20 иностранных.
1. Условия, объекты и методы исследования 1.1. Агроклиматическая характеристика места проведения опытов
Селекционные работы и полевые исследования проводились в 2008-2010гг. в условиях Центрального Таджикистана (опытно-показательное хозяйство Института земледелия Таджикской академии сельскохозяйственных наук, Гиссарский район) на лугово-серозёмной почве давнего орошения, по хлопковой старопапже. По гранулометрическому составу почва относится к средне- и тяжелосуглинистым сероземам с содержанием гумуса в пахотном слое 1,9%. Агротехника на опытном участке соответствовала рекомендациям, принятым для условий Гиссарской долины.
Климат региона континентальный. Годовая сумма активных температур в Гиссарском районе достигает 4800-5000С, количество осадков -550-600мм. В целом, погодные условия в период исследований были благоприятными для возделывания хлопчатника. Приходящая суммарная солнечная радиация за год составляет 5860-6100 МДЖ/м2, фотосинтети-чески активная радиация - 2780 МДЖ/м2.
1.2. Объекты исследований
В качестве исходного материала для скрещивания и отборов служили 10 сортов средневолокнистого хлопчатника вида G. Hirsutum L. - местные Сорбон, Сугдиён-2, Ирам-1-МН, Зироаткор-64 и интрогрессивные формы селекции Института Назилли (Турция) - Назилли-84-S, Сахин-2000, Барут-2005, Напа-122, Айхан-107, Озбек-142, а также полученные 24 гибридные комбинации, различающиеся по происхождению, морфологическим, биологическим особенностям и хозяйственно полезным признакам.
1.3. Методы исследований
Исследования по созданию генотипов на основе географически отдалённой гибридизации проводили в соответствии с методическими указаниями ВНИИССХ им. Г.С. Зайцева (1981), с соблюдением ГОСТов 3274 0-72 и 3274 5-72. Посев в питомниках родительских форм и гибридов проводился рендомизированно в трёхкратной повторности, с соблюдением методических указаний по закладке полевых опытов (Доспехов, 1985) и проведению генетико-селекционных исследований с хлопчатником (Си-монгулян и др., 1987). Технология возделывания хлопчатника соответствовала агрорекомендациям МСХ Республики Таджикистан (Научная система ведения сельского хозяйства Таджикистана (на таджикском языке) под ред. Ахмадова Х.М., Набиева Т.Н., Бухориева Т.А.-Душанбе: Матбуот, 2009.-764с.) и агротехническим мероприятиям, принятым в условиях производства в Центральном Таджикистане.
В течение вегетации проводились фенологические наблюдения и учёты, определялся выход биологического и хозяйственного урожая. Общую ассимиляционную площадь листьев (ОАП) определяли по формуле Х.Аб-дуллаева (1991), технологические свойства волокна - по методике Иванова С.С., Ладыниной Л.П. и др. (1972).
Комбинационная способность сортов определялась с использованием математических обработок по методам Griffing B.I. (1956), а также методу, включающему прямые гибриды и родителей (Турбин Н.В., 1974). Результаты учётов обрабатывали статистическим методом дисперсионного анализа по Б.А. Доспехову (1985).
Полевые опыты закладывались по следующей схеме:
2008 г. - питомник родительских форм (10 сортов);
2009 г. - питомник родительских форм (10 сортов) и питомник гибридов первого поколения (F1), 24 комбинации;
2010 г. - питомник родительских форм (10 сортов) и питомник гибридов первого (F1) и BToporo(F2) поколений - по 24 комбинации.
Родительские местные и зарубежные сорта, гибриды Fl, F2 высевали элитными семенами по 50-60 лунок на делянке, длиной 10-12 метров. Схема размещения 60 х 20 х 1. Сроки сева с 20 по 30 апреля.
Скрещивание проводили на 50 цветках четырёх материнских сортов с использованием пыльцы шести турецких отцовских форм, то есть по методике тестера. Техника скрещивания заключалась в следующем:
-
Первый вариант. - После кастрации на рьшьце пестика надевали бумажный пакет с номером для определения родительских форм и нахождения цветка для опыления и защиты от чужеродной пыльцы.
-
Второй вариант. - После кастрации и опыления на рьшьце надевали полиэтиленовые трубочки длиной 3 см, а на плодоножки вешали красный серпантин. На следующий день после опыления вместо серпантина привязывали красные нитки.
-
Третий вариант, без кастрации. В период с 16 до 19 часов нераскрывшиеся бутоны приоткрывали и на верхнюю часть столбика и рьшьце надевали трубку так, чтобы тычинки с пыльниками оставались снаружи трубки. Плодоножку бутона отмечали красным серпантином. На другой день, с 10.30 часов, трубку опускали ниже - на уровень рыльца. На плодоножку завязывали красную нить для лёгкого нахождения гибридов в конце вегетации.
Оценку линий и форм проводили индивидуально, рендомизированно и по растениям в зависимости от поставленной задачи. Изучались признаки сортов, интрогрессивных форм, гибридов F1-F2, отбирались генотипы, выделяющиеся большей массой хлопка-сырца, коробочек и семян.
