Формування сортового розмаїття та вдосконалення прийомів технології вирощування насіння
Автореферат докторської дисертації
На правах рукопису
СЕРКІВ ВАЛЕРІАН ОЛЕКСАНДРОВИЧ
ФОРМУВАННЯ СОРТОВОГО РІЗНОМАНІТНОСТІ
І ВДОСКОНАЛЕННЯ прийомів
технології вирощуванняСІМ'ЯН
БЕЗНАРКОТИЧНОЇ ОДНОДОМНОЇ КОНОПЛІ
У СЕРЕДньому ПОВОЖЖІ
Спеціальність: 06.01.05 – селекція та насінництво
сільськогосподарських рослин
АВТОРЕФЕРАТ
дисертації на здобуття наукового ступеня
доктора сільськогосподарських наук
Пенза - 2012
Дисертаційна робота виконана у Державній науковій установі
Пензенський науково-дослідний інститут сільського господарства
української академії сільськогосподарських наук
Науковий консультант - доктор сільськогосподарських наук, професор
Кошеляєв Віталій Віталійович
Офіційні опоненти:Шевченко Сергій Миколайович,
доктор сільськогосподарських наук,
професор, ДНУ Самарський НДІСГ
Карпова Галина Олексіївна,
доктор сільськогосподарських наук,
доцент, ФДБОУ ВПО «ПДПУ ім.
В.Г. Бєлінського», зав. кафедрою «Ботаніка,
фізіологія та біохімія рослин»
Єряшев Олександр Павлович,
доктор сільськогосподарських наук,
професор, Аграрний інститут Мордовського
ім. Н.П. Огарьова, зав. кафедрою
технології виробництва та переробки
Провідне підприємство - Державна наукова установа
«Мордівський НДІСГ» Россільгоспакадемії
Здисертацією можна ознайомитись у бібліотеці ФДБОУ ВПО
Автореферат розісланий « » 2012 року
спеціалізованої вченої ради Гущина Віра Олександрівна
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність досліджень. Коноплі посівні (Cannabissativa L.) належить до найважливіших технічних культур, що мають велике народногосподарське значення. Незважаючи на динамічний розвиток хімічної промисловості, що виробляє штучні волокна, значення та затребуваність натурального волокна не зменшуються. Навпаки, завдяки своїм унікальним технологічним властивостям конопляна продукція отримує нові, інноваційні напрямки використання.
Промислові посіви цієї культури були широко поширені в дореволюційній Україні та СРСР, досягаючи в окремі роки майже мільйона гектар, а експорт пеньки та конопляної олії був однією з найважливіших статей валютних доходів держави.
Проте рослини виду Cannabissativa L. потенційно могли бути сировиною виготовлення наркотичних сполук. Тому культивування конопель посівної стало суттєво скорочуватися з початку 70-х років ХХ століття, як у загальносвітовому, так і в українському масштабах. В Україні площі посіву культури у 2011 році по відношенню до 60-х років минулого століття знизилися більш ніж у 500 разів і нині становлять менше 1,5 тис. га (переважно в Центральній Україні та Краснодарському краї). Україна ж за останні роки перетворилася на імпортера натурального волокна та олії. Річна потреба вітчизняної промисловості у целюлозі становить щонайменше 600 тис. тонн. Щорічно за кордоном закуповується до кількох мільйонів тонн конопляного та джутового волокна, а імпорт харчових олій становить не менше 1 млн. тонн (переважно малоцінного пальмового)олії).
Актуальність даної роботи полягає в необхідності розширення сортової різноманітності культури конопель посівною шляхом створення високопродуктивних безнаркотичних сортів (гібридів) різних напрямків використання, а також удосконалення елементів агротехніки їх насінництва.
До завдань досліджень входило:
– виділити зі світового генофонду виду Cannabis sativa L. сортозразки, перспективні для залучення до селекційного процесу;
– підібрати батьківські компоненти для гібридизації та отримати рекомбінантний вихідний матеріал для селекції нових форм;
– виконати комплексне вивчення вихідного матеріалу, провести порівняльну оцінку та відбір перспективних форм (сортозразків та гібридних комбінацій) на послідовних етапах селекційного процесу;
– створити високоврожайні адаптивні сорти та гібриди однодомної коноплі різних напрямків використання, що не мають наркотичної активності;
– встановити оптимальні параметри норм висіву та способів сівби нових сортів (гібридів) посівної коноплі при їх репродукуванні;
- Визначити ефективність прийому карбування рослин в агротехніці насінництва нових сортів і гібридів, як фактора, що збільшує коефіцієнт розмноження насіння;
– встановити результативність використання у насінництві нових сортів та гібридів засобів захисту рослин (протруйників, гербіцидів), десикантів та регулятора росту.
Наукова новизна. Дано цілісне уявлення про селекційно-генетичні аспекти процесу формування якісно нового вихідного матеріалу для створення безнаркотичних форм однодомної коноплі. Показано основні напрямки та способи селекційного покращення господарсько цінних ознак виду Cannabis sativa L. на сучасномуетапі.
Теоретично обґрунтовано та експериментально підтверджено ефективність рекурентного відбору генотипів на зниження вмісту комплексу основних каннабіноїдів (в т. ч. тетрагідроканнабінолу) та покращення параметрів господарсько корисних ознак.
Вивчено біологічний потенціал та виконано порівняльну оцінку сучасних селекційно-генетичних ресурсів виду Cannabis sativa L. в умовах лісостепу Середнього Поволжя.
Встановлено особливості процесу каннабіноїдоутворення у різних екотипів посівної коноплі.
Удосконалено агротехніку насінництва нових форм конопель. Уточнено оптимальні параметри базових елементів вирощування культури (спосіб сівби, норма висіву). Експериментально підтверджено ефективність прийому карбування рослин як низьковитратного фактора збільшення коефіцієнта розмноження насіння. Вивчено результативність десикації рослин однодомної коноплі сучасними препаратами.
Визначено структуру комплексу біотичних стресорів однодомної коноплі посівної у лісостепі Середнього Поволжя. Проведено пошукові дослідження щодо вивчення ефективності застосування на культурі деяких сучасних пестицидів. Використання препаратів показало хороші результати у придушенні патогенної мікрофлори, формуванні стійкості до ряду поширених захворювань, знищенні бур'янів та шкідників.
Для створених сортів та гібридів науково обґрунтовано параметри елементів агротехніки їх насінництва, що забезпечують збільшення врожаю насіння на 25-45% без зниження якісних показників. Охарактеризовано особливості схеми насінництва виведених сортів та гібридів.
Створені безнаркотичні сорти посівної коноплі активно впроваджуються в коноплісіючі господарства Пензенської області, РеспублікиМордовія, Орловської, Томської, Оренбурзької, Тюменської та Новосибірської областей, Алтайського та Краснодарського краю на площі близько 1,0 тис. га.
Основні положення, що виносяться на захист:
? селекційна оцінка генетичних ресурсів світової колекції виду Cannabis sativa L.;
? формування нового вихідного матеріалу для селекції безнаркотичних форм конопель;
? мінливість та кореляційні зв'язки господарсько цінних ознак та біологічних властивостей селекційних сортозразків та гібридних популяцій;
? характер успадкування ТГК та основних ознак продуктивності у нових форм посівної коноплі;
? особливості жирнокислотного складу олії нових сортів та гібридів;
? реакція нових сортів та гібридів на основні елементи агротехніки насінництва (норму висіву, спосіб сівби, прийом карбування);
? вплив протруйників, гербіцидів, десикантів та регулятора росту рослин на кількісні та якісні параметри врожаю насіння нових сортів та гібридів;
? особливості насінництва нових безнаркотичних сортів та гібридів посівної коноплі в зоні лісостепу Середнього Поволжя
Апробація роботи. Результати досліджень у вигляді щорічних звітів доповідалися на засіданнях науково-методичної та Вченої ради Пензенського НДІСГ (2001-2011 рр.), на засіданнях президії Россільгоспакадемії та Держнаркоконтролю2008-02-02 , виїзних засіданнях секції прядильних культур РАСГН (Пензенський НДІСГ, 2002 р., Чуваський НДІСГ, 2003 р.), міжнародних науково-практичних конференціях "Селекція проти наркотиків" (Краснодарський НДІСГ, 2004 р., 2004 р.). -технічних радах Департаменту рослинництва Міністерства сільського господарства України (Москва, 2006-2009 рр.)
Висловлюю глибоку подяку та вдячність В.В. Кошеляєва – наукового консультанта, доктора сільськогосподарських наук, професора, А.А. Смирнову – директору ДНУ Пензенський НДІСГ, доктору сільськогосподарських наук, професору за допомогу та підтримку у процесі підготовки та завершення роботи над дисертацією.
ЗМІСТ РОБОТИ
У вступі розглядаються актуальність, наукова новизна, практична значимість роботи та основні положення, що виносяться на захист.
Теоретичні основи селекції форм конопель,
не мають наркотичної активності
У розділі проаналізовано методологію формування внутрішньовидової різноманітності для створення нових форм культури та узагальнено основні методичні прийоми селекції безнаркотичної посівної коноплі.
Умови, об'єкти, методика проведення досліджень
Основні агрокліматичні показники періоду проведення досліджень варіювали за режимом зволоження та ресурсами тепла (табл.1).
З 11-річного періоду проведення досліджень 6 років були досить зволоженими, 3 роки – помірно посушливими, 1 рік характеризувався надмірним зволоженням та один рік відрізнявся аномально посушливими умовами. Контрастні умови вегетацій дозволили сформувати широкий спектр генотипів і створити необхідну різноманітність доступної спрямованого відбору рекомбінаційної мінливості. Ця обставина сприяла прискоренню селекційного процесу та інтенсифікувала темпи створення нових форм однодомної посівної коноплі.
Таблиця 1 – Характеристика погодних умов
у період проведення досліджень (2001-2011 рр.)