MORPHO-PHYSIOLOGICAL MODEL OF CORN HYBRIDS OF DIFFERENT MATURITY GROUPS FAO UNDER IRRIGATED CONDITIONS Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

у

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ

Лавриненко Юрш Олександрович,

доктор сшьськогосподарських наук, професор, член-кореспондент НААН Украши, 1нститут зрошу-

ваного землеробства НААН Нужна Марiя Володичир1вма, аспiрант

1нститут зрошуваного землеробства НААН Lavrynenko Yu.O., Doctor of Agricultural Sciences, Professor, Corresponding Member of NAAS of Ukraine Institute of irrigated agriculture NAAS of Ukraine

Nuzhna M.V., postgraduate,

Institute of irrigated agriculture NAAS of Ukraine

МОРФО-Ф1ЗЮЛОГ1ЧНА МОДЕЛЬ Г1БРИД1В КУКУРУДЗИ Р1ЗНИХ ЗА ТРУПАМИ

СТИГЛОСТ1 FAO 190-390 В УМОВАХ ЗРОШЕННЯ MORPHO-PHYSIOLOGICAL MODEL OF CORN HYBRIDS OF DIFFERENT MATURITY GROUPS FAO UNDER IRRIGATED CONDITIONS

Розроблена морфо^зюлопчна модель та створеш на ii базi гiбриди кукурудзи групи ФАО 190-390 для умов зрошення твдня Украши з урожайнiстю зерна 11-15 т/га. Викладено результати багаторiчних дослiджень створення морфо-фiзiологiчних моделей гiбридiв кукурудзи рiзних груп стиглостi в умовах зрошення. Визначеш основнi параметри моделей гiбридiв кукурудзи рiзних груп ФАО. Визначеш пара-метри гетерозисних моделей та створеш лши з високою комбшацшною здатнiстю, яш залучеш до родо-воду новостворених гiбридiв ранньостигло!, середньоранньо1, середньостигло1, середньопiзньоi' та тзньо-стигло1 груп стиглостi. Надана характеристика нових iнновацiйних гiбридiв рiзних груп ФАО для умов зрошення, що володiють комплексом господарсько-цiнних ознак, здатш формувати високi врожа! при зро-шеннi (11-15 т/га зерна), при цьому ефективно використовувати поливну воду, мiнеральнi макро- i мжродобрива, володiють швидкою вологовiддачею зерна при дозрiваннi, мають високу стiйкiсть проти основних хвороб та шкiдникiв, що закладено в !х генетичному потенщалт

Ключовi слова: кукурудза, морфо-фiзiологiчна модель, пбрид, зрошення, група стиглостi за FAO , урожайшсть.

A morpho-physiological model is developed and created on its basis corn hybrids FAO 190-390 for irrigation conditions of the South of Ukraine with grain yield 11-15 t/ha. The main parameters of models of maize hybrids of different FAO groups are determined. According to the research corn hybrids of different maturity groups for irrigation conditions grain yield 11,0-15,0 t/ha are developed. The parameters of heterosis models are determined and set up lines with high combining ability, which are attracted to the pedigree to create a hybrid early-ripening, early ripe medium group, mid-ripening, middle-late and late maturity groups. The characteristic of the new promising hybrids for irrigation conditions are resulted. On the basis of developed morphological and physiological models of hybrid maize variety innovative new hybrids of different maturity groups that have complex agronomic characters that can generate high yields under irrigation, while efficient use of irrigation water, mineral macro-and microfertilizers, have a quick water yielding grain when ripe, have a high resistance to major diseases and pests, it is in their genetic potential.

Keywords: corn, morpho-physiological model, hybrid, irrigation, group maturity FAO, yield.

Постановка проблеми. Укра!на е одним iз по-тужних виробнишв зерна кукурудзи у свт. Фунда-ментальним напрямом тдвищення врожайносп кукурудзи е впровадження гiбридiв штенсивного типу. На сьогодш в досить широкому асортименп гiбридiв кукурудзи, що вирощуються в Укра!ш, лише окремi мають генетичну здатшсть (потенщал) забезпечити за належно! технологи, отримання ви-соких урожа!в 11-16 т/га залежно вiд групи стиг-лостг Важлива роль у пiдвищенi врожайносп та полiпшенi якостi зерна належить правильному пiдбору гiбридiв для вирощування. Не всi гiбриди

однаково проявляють себе в конкретних агроеко-логiчних умовах вирощування, тому и реалiзацiя потенцшно! продуктивностi гiбридiв йде по рiзному. Високопродуктивнi гiбриди виносять з грунту велику кiлькiсть поживних речовин, витра-чають велику кiлькiсть води, тому таю пбриди ви-магають вщповщно! агротехнiки. Якщо такi умови ввдсутш, то потенцiйно бiльш продуктивний пбрид не тшьки не дае зб№шення, але й може поступи-тись за врожайшстю iншому менш продуктивному, проте i менш вимогливому до вирощування пбриду [1,2]. Отже потрiбен диференцiйований пiдхiд до селекцii гiбридiв вiдповiдноi групи стиглостi та

призначення. Для щдвищення р1вня реал!зацп вро-жайного потенщалу сучасних пбрид!в, захисту поав!в вщ р!зних негативних абютичних и бютич-них фактор!в довк1лля, кр1м агротехшчних заход!в (авозм!ни, обробггок грунту, строки авби, засоби захисту рослин, тощо), важливе значения мае ро-зробка морфо-ф!зюлопчно! модел та селекщя пбрид1в з1 специф1чною адаптивнютю до агроеко-лопчних фактор1в [3, 4].

Завдання i методика досл1джень. Прискоре-ному отриманню нових сорпв та пбрид1в, як1 ха-рактеризуються високими та сталими врожаями з полшшеними показниками якосп зерна слугуе до-тримання конкретно! модел альськогосподарсько! культури в процес створення та добору вщповвдних генотитв [4, 5, 6].

Модель сорту включае в себе як ознаки продуктивности так 1 ознаки, як вказують на взаемозв'язок рослинного оргашзму з елементами навколишнього середовища. Розробка агромодел потребуе шформацп про параметри к1льк1сних ознак продуктивносп та !х залежшсть ввд показ-ник1в морфолопчних, ф!зюлопчних, специф1чно! адаптивносп.

Завданням дослщжень було розробити морфо-ф1зюлопчт та гетерозисш модел пбрид1в куку-рудзи та створити на !х баз! пбриди кукурудзи ФАО 190-390 для умов зрошення з урожайшстю зерна 11,0-15,0 т/га. Морфолопчний опис щенти-фжацшних ознак зразшв кукурудзи здшснювали

методом вим1рювань чи тдрахунком залежно вад типу виявлення ознаки.

Дослщження виконаш протягом 2008-2015 рок1в у ввддш селекци на дослщному пол 1нсти-туту зрошуваного землеробства НААН. Впродовж вегетаци проводили фенолопчш спостереження за розвитком рослин. Дослщження проводили зпдно методик [7, 8].

Результати дослщжень. Були розроблеш мо-дел пбрид1в кукурудзи трьох груп стиглосл: ранньостигло!, середньоранньо!, середньостигло!, що ввдповщали вимогам адаптованосп до умов зрошення Швденного Степу Укра!ни.

Морфо^зшлопчна модель ранньостиглоТ групи гiбридiв кукурудзи за ознаками продук-тивностi (група стиглост за ФАО 180-200.

Найбшьш стабшьними в умовах твденного регюну е пбриди ранньостигло! групи ФАО, яш ви-користовуються для вирощування в шсляушсних, тсляжнивних поав!в та як попередники пвд озим! культури. Потенцшна урожайшсть ще! групи значно нижча за б1льш шзньостигл! за рахунок зменшено! тривалосп перюду вегетаци. Детальне вивчення !х к1льк1сних ознак е важливим питання у розробщ модел дослвджувано! групи стиглосл.

Модель ранньостигло! групи пбрид1в куку-рудзи в умовах зрошуваного землеробства повинна мати за оптимальних технолопчних умов генетич-ний потенщал врожаю зерна 11 т/га (табл. 1).

Таблиця 1

Основш ознаки продуктивностi морфо-фшолопчноТ моделi ранньостигло'1 групи гiбридiв куку-

Показники Середне Л!мгги У„,% Параметри модел!

Урожайшсть зерна, т/га 8,4 4,9 -11,1 12,2 11,0

Вихвд зерна, % 89 79-90 2,9 90

Вага зерна з качана, г 131,2 64,0-210,0 24,9 190

Маса 1000 зерен, г 227,8 100,6-326,0 27,3 280

Довжина качана повна, см 17,9 11,0-23,2 8,8 20,0

Довжина качана озернена, см 16,9 9,5-22,2 9,4 20,0

Д!аметр качана, см 4,3 3,7-4,9 4,9 4,5

Кшьшсть ряд!в, шт 16,7 12,0-20,0 9,0 14

Кшьшсть зерен, шт 37,0 25,0-47,0 8,9 45

Д!аметр стрижня, см 2,4 1,9-2,6 5,5 2,3

Фотосинтетичний потенщал, тис.м2*д!б 1400 1200-1800 7,6 1500

Листковий !ндекс 3,52 3,18-4,11 6,5 3,8

В умовах виробництва така врожайшсть серед ранньостиглих форм може бути забезпечена при поеднанш наступних продуктивних ознак: вихщ зерна - 88-90 %; вага зерна з одного качана - 180190 г; маса 1000 зерен - 280 г; довжина качана повна

- 18,0-20,0 см; довжина качана озернена - 17,0-20,0 см; д1аметр качана - 4,3-4,5 см; шльшсть ряд1в зерен

- 14-16 шт; шльшсть зерен в ряду - 40-45 шт; д1а-метр стрижня - 2,2-2,4 см. Фотосинтетичний потен-щал - 1500 тис.м2*д1б, листковий !ндекс - 3,8.

Морфо-фшолопчна модель середньоранньо'' групи гiбридiв кукурудзи за ознаками продуктивностi (ФАО 200-290). Останшм часом твдень Укра!ни характеризуеться тим, що на його територп основна к1льк1сть вирощуваних пбрид1в

кукурудзи належить до середньоранньо! групи ФАО 200-290. Генотипи ще! групи мають високу потенцшну врожайшсть, вегетацшний перюд три-вае короткий перюд в умовах Швденного Степу (100-110 дшв), невибаглив1 до агротехшчного за-безпечення, в результат! чого гарантоване щор!чне визр!вання. Тому розробка моделей пбрид!в саме ще! групи е актуальним ! важливим.

За оптимальних умов вирощування ! дотри-манням технолог!! вирощування г!бриди кукурудзи середньоранньо! групи стиглост! повинн! мати уро-жайн!сть зерна в межах 12,0 т/га, вихвд зерна - 9092 %, маса зерна з одного качана - 230-250 г, маса 1000 зерен - 290 г (табл. 2).

у

Таблиця 2

Основш ознаки продуктивностi морфо^зшлопчноТ моделi середньоранньоТ групи стиглостi

Показники Середне Лiмiти Vg,% Параметри моделi

Урожайшсть зерна, т/га 9,0 6,9-11,9 35,2 12,0

Вихщ зерна, % 86 80-93 2,24 92

Вага зерна з одного качана, г 137,61 64,00-272,5 26,47 230

Маса 1000 зерен, г 233,55 101-385 27,3 290

Довжина качана повна, см 18.42 11,5-23,0 7,92 21

Довжина качана озернена, см 17,53 13,7-22,8 8,5 21

Дiаметр качана, см 4,4 3,8-5,2 5,0 4,6

Кшьшсть рядiв, шт. 14,4 11,33-20,7 11,9 14-16

Кшьшсть зерен, шт. 39,53 30,0-54,0 9,02 45

Дiаметр стрижня, см 2,36 1,8-2,7 6,3 2,4

Фотосинтетичний потеншал, тис.м2^б 2450 2300-2800 4,8 2500

Листковий iндекс 4,7 4,5-5,3 7,8 5,0

Качан гiбридiв дано! моделi середнiх розмiрiв: довжина повна - 19,5-21,0 см, довжина озернена -18,4-21,0 см; дiаметр качана - 4,5-4,6, дiаметр стрижня - 2,3-2,4 см, стрижень червоного кольору.

Число зерен у рядi - 42-44, число рядiв зерен -14-16. Зерно зубоподiбне, жовте. Фотосинтетичний потенцiал - 2500 тис.м2^б, листковий iндекс - 5,0.

Морфо-фшолопчна модель середньо-стиглоТ групи гiбридiв кукурудзи за ознаками продуктивностi (ФАО 300-390). Головним важли-вим елементом рентабельного виробництва се-редньостиглих гiбридiв е збирання врожаю прямим

обмолотом, що забезпечуе економш коштiв на до-сушування, за рахунок низько! збирально! воло-гостi зерна. Для цього особливо важливим е питания створення морфо^зюлопчно! моделi пбриду кукурудзи середньостигло! групи.

Гiбриди середньостигло! моделi гiбридiв кукурудзи високоврожайш, про це свiдчать висок1 по-казники продуктивностi: урожайнiсть зерна скла-дае 13,0 т/га, вихщ зерна - 88,0-90,0 %, вага зерна з одного качана - 200-220 г, маса 1000 зерен - 290 г. Пбриди кукурудзи ше! групи стиглосп повиннi мати потенцiйну можливють утворювати рослини з двома качанами.

Таблиця 3

Основш ознаки продуктивное!! морфо^зшлопчноТ моделi середньостигло'1 групи стиглостi

Показники Середне Лiмiти Vg,% Параметри моделi

Урожайшсть зерна, т/га 10,45 9,3-12,8 7,6 13,0

Вихщ зерна, % 87 81-89 1,9 90

Маса зерна з одного качана, г 169,4 152-215 26,6 220

Маса 1000 зерен, г 244,37 165-287 26,6 290

Довжина качана повна, см 19.0 14,5-23,0 8,1 22

Довжина качана озернена, см 17,53 13,7-22,8 8,5 22

Дiаметр качана, см 4,45 3,8-5,1 5,4 5,0

Кшьшсть рядiв, шт. 14,0 12,0-18,0 9,44 16-18

Кшьшсть зерен, шт. 40,16 32,0-55,0 9,78 48

Дiаметр стрижня, см 2,41 2,0-3,2 6,6 2,8

Фотосинтетичний потеншал, тис.м2^б 3045 2915-3228 3,7 2950

Листковий iндекс 5,4 5,3-5,7 4,6 5,6

Качан середшх розмiрiв, цилiндричний, довжина повна повинна сягати 20,0-22,0 см, довжина озернена частина - 19,0-22,0 см, дiаметр качана -4,8-5,0 см. Ддаметр стрижня - 2,6-2,8 см, червоного кольору. Консистенщя зерна зубовидна, жовтого кольору, зерно крупне (маса 1000 шт. - 290-320 г). Середне значення шлькосп рядiв зерен гiбридiв кукурудзи коливаеться вщ 16 до 18, число зерен в ряду варше вщ 46 до 48 штук. Фотосинтетичний потеншал - 2950 тис.м2^б, листковий iндекс - 5,6.

Формування максимально! врожайносп гiбриду залежить вщ ряду факторiв, одним з яких е

зона вирощування, де ресурси зовнiшнього середо-вища вiдповiдають бiологiчному оптимуму генотипу. Для кожного репону юнують сво! оптимальнi моделi нових гiбридiв кукурудзи i у вiдповiдностi з цим, проводиться селекцшна робота. На основi ро-зроблених моделей були створеш новi гiбриди кукурудзи, що мають адаптоваиiсть до умов зро-шення i високий потеншал продуктивности

Характеристика сучасних гiбридiв кукурудзи, створених для умов зрошення наводиться в табл. 4.

u

Таблиця 4

Урожайшсть зерна гiбридiв кукурудзи (т/га за 14% вологосп зерна ) за pi3H^ cnoco6iB поливу та _режиму зрошення_

Полив до- Полив краплин- Полив краплин- Полив до-

щуванням ДДА 100МА, 1нгу- ним зрошен-ням, 1нгулець- ним зрошен-ням, 1нгулець- щуванням Зе-мапк, Каховсь-

№ Пбрид ФАО лецький зрошу-вальний масив, кий зрошуваль-ний масив, кий зрошуваль-ний масив, кий зрошуваль-ний масив,

перед поливна перед поливна перед поливна перед поливна

волопсть 70% вологiсть 75- вологiсть 85% волопсть 80%

НВ 80% НВ НВ НВ

1 ДН Пивиха 190 7,73 10,02 10,68 10,50

2 Тендра 190 8,32 9,56 10,57 10,36

3 Обери 190 6,51 10,87 12,03 11,47

4 Хотин 250 9,75 12,35 13,29 13,90

5 Галатея 250 8,95 11,96 13,38 12,68

7 Корунд 280 8,63 12,06 14,05 12,34

8 Скадовський 280 8,08 11,04 12,43 10,80

10 Росток 300 8,90 12,69 15,46 12,80

11 Деметра 300 8,67 12,55 13,60 12,57

12 Аквазор 320 10,23 12,62 15,07 12,67

13 Збруч 350 9,72 12,08 15,69 12,68

14 Bi3^ 350 8,58 11,39 11,64 11,15

15 Каховський 350 10,03 13,64 13,21 11,30

16 Азов 380 8,92 13,72 14,27 14,50

Найб!льш високий потенцiал урожайностi ма-ють пбриди групи ФАО 290-380. Проте, урожайшсть зерна залежить i вiд р!вня передполивно! вологостi грунту. Найбшьш висока урожайнiсть спостерiгалась за умов краплинного зрошення з р!в-нем перед поливно! вологост! грунту 85% НВ. 3i зростанням тривалост! перiоду вегетацi! гiбриди кукурудзи бшьш негативно реагували на змен-шення перед поливно! вологостi до 70% НВ.

Висновки та пропозицп. В умовах зрошення необхщно використовувати пбриди кукурудзи з ге-нетично запрограмованою реакцieю на оптимальнi умови вирощування (оптимальний режим вологостi грунту та мшерального живлення). Порушення технологи вирощування призводить до значних втрат урожайностi зерна, особливо у гiбридiв тзньо-стигло! групи. За використання розроблено! морфо-фiзфологiчно!

Створення нового вих!дного матерiалу на базi контрастних за групами стиглостi та генетичним походженням лiнiй i синтезi високопродуктивних конкурентоздатних гiбридiв зернового напряму буде сприяти збiльшенню обсягiв зерновироб-ництва, змщненню матерiально! бази господарств та сприятиме в!дновленню позицiй вiтчизняного товаровиробника на насiннeвому ринку Укра!ни.

Практичним результатом реалiзацi!' розробле-них методик е створення г!6рид!в, як! здатш стабь льно реал!зовувати генетичний потенщал зерново! продуктивност! в умовах постшного коливання фа-ктор!в зовн!шнього середовища, та придатних для вирощування за водозбер!гаючих технолог!й.

Г!бриди !нтенсивного типу, волод!ють комплексом господарсько-ц!нних ознак, здатш формувати висок! врожа! при зрошенш (10,5-15,5 т/га зерна,

2,3-3,3 T/ra HaciHHa), npu ^oMy e^eKTHBHo bhkoph-CTOByBaTH nonHBHy Bogy, MiHepanbHi MaKpo- i MiKpo-go6puBa, BonogiMTb mBHgKoro BonoroBigganero 3e-pHa npu go3piBaHHi, MaMTb BHcoKy cTinKicrb npora ochobhhx xBopo6 Ta mKigHHKiB, ^o 3aKnageHo b ix reHeTHHHoMy noTeH^ani.

CnHCOK iMiuopiiCTaiioT .^TepaTypH

1. MacnaK O. nepeBaru - 3a KyKypyg3oro / O.MacnaK // npono3Hma. - 2013. - №5 (215). - C. 3234.

2. Troyer A.F. Background of U.S. hybrid corn: II. Breeding, climate and food / A.F. Troyer //Crop Science. - 2004. - Vol. 44, № 2. - P.370-380.

3. Saracoglu, K. Saracoglu, B. Aylu and V. Fi-dan, "Influence of Integrated Nutrients on Growth, Yield and Quality of Maize (Zea mays L.)," American Journal of Plant Sciences, Vol. 2 No. 1, 2011,pp.63-69.

4. CaBpaHHyK B.B. E^eKTHBHicTb MiKpo6HHx npenapaTiB Ta MaKpo- n MiKpogo6puB npu Bupo-^yBaHHi 3epHoBHx KynbTyp b yMoBax pH3HKoBaHoro 3eMnepo6cTBa / B.B. CaBparnyK, I.M. CeMeH^Ka, B.O. Кypцeв, H.B. Cano // BicHHK ЦНЗ AnB XapKiBCbKoi o6nacTi. - 2011. - BunycK 11. - C. 153-163.

5. M. Rasheed, H. Ali and T. Mahmood, "Impact of Nitrogen and Sulfur Application on Growth and Yield of Maize (L.Zea mavs) Crop," Journal Research of Science, Vol. 15, No. 2, 2004, pp. 153-157.

6. M.J. Malakouti, "The Effect of Micronutrients in Ensuring Efficient Use of Macronutrients," Turkish Journal of Agriculture, Vol.32, No.3, 2008, pp. 215220.

7. HayKoBi ochobh nnaHyBaHHH Ta ynpaBniHHa pe^HMaMH 3pomeHHH cinbCbKorocnogapcbKHx KynbTyp b yMoBax niBgHH yKpaiHu: HaBnanbHHn noci6HHK / Bo^eroBa P.A., .HaBpnHeHKo M.O., ymKapeHKo

B.O., KoKoBixiH C.B. [Ta iH.]. - XepcoH: AnnaHT, 2014. - 165 c.

8. CTaTHCTHHHHH aHani3 pe3ynbTaTiB gocnigiB y 3eMnepo6cTBi / B.O. ymKapeHKo, P.A. Bo^eroBa,

C.n. Tono6opogbKo, C.B. KoKoBixiH. - XepcoH: AnnaHT, 2013. - 403 c.