Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Анатомо-технологические особенности формирования волокна конопли и использование их в селекции

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Анатомо-технологические особенности формирования волокна конопли и использование их в селекции"

, - "о ^ ШСТИТУТ ЗЕМЛЕРОБСТВА

^ ^^^КРАМСЬКО! АКАДЕМИ АГРАРНИХ НАУК

КРИВОШЕ€ВА ЛАРИСА МИХАИЛ1ВНА

УДК 581.84:677.11:631.52:633.522

АНАТОМО-ТЕХНОЛОГ1ЧН1 ОСОБЛИВОСТ1ФОРМУВАННЯ ВОЛОКНА КОНОПЕЛЬ IВИКОРИСТАННЯIX В СЕЛЕКЦИ

Спещальшстъ: 06.01.05-селекцш / настництво

АВТОРЕФЕРАТ ДИСЕРТАЦП на здобутгя наукового ступеня кандидата сшьськогосподарських наук

КИ1В - 2000

1

1

Дисертащею е рукопис.

Робота виконана в вщдш селекцй та наЫнництва конопель 1нституту луб'яних культур Укратсько!' академп аграрных наук в 1995-1998 рр.

Науковий кер1вник Мигаль Микола Дмитрович,

доктор бюлопчних наук, провщний науковий сшвробггаик вщцшу селеыщ та насганшггва конопель 1нституту луб'яних культур УААН

Офщшш опоненти Жатов Олексш Гнатович,

доктор сшьськогосподарських наук, професор, завщувач кафедри рослиннидтва Сумського державного аграрного ушверситету Мшютерства аграрноТ полкики Украши

Горшкова Лщш Михайл1вна,

доктор сшьськогосподарських наук, старший науковий сшвробл'ник, завщувач кафедри загальноТ бюлоги Глух1вського державного педагопчного шституту ¡м. С.М.Сергеева-Ценського Мшстерства науки 1 освгги Украши

Провцна установа: Нацюнальний аграрний ушверситет Кабшету Мшстр1в Украши, кафедра селекцй' та ф1зюлогп рослин, м.Кшв

Захист вщбудеться 2000 р. о ^^ годиш на засщанш

Спещашзовано1 вчено! ради Д27.361.01 при 1нституп землеробства УААН. 3 дисертащею можна ознайомитись у бiблioтeцi 1нституту землеробства УААН.

Вщгуки на автореферат у двох пршмрниках, зав1рет печаткою, просимо надсилати за адресою: Украша, 08162, смт. Чабани, Киево-Святошинського району КшвськоТ облает!, Гнститут землеробства УААН, вченому секретарев1 Спещатзовано1 вчено!" ради .

Автореферат розюланий 2000 р.

Вчений секретар /1

Спещал1зованоТ вчено! ради, 0. ..¡>~

кандидат сшьськогосподарських наук ^/|™Ди'/^>^Кравченко Л.О.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальтсть теми. За останнш перюд виведено нов1 сорта конопель, ям ¡стотно вщшняються вщ старих сорта за комплексом господарсько-щнних ознак, в тому чисш й за волокнист сто. У вивченга селекцшних ознак рослин конопель ниш гостро вщчуваеться недостатгастъ дослвджень анаттаичних структур стебла в цшому й особливо волокнистого шару в "псному поеднанш з ф1'зико-мехашчними властивостями волокна.

Довгий час були недостатньо дослвдженш причини неоднорщносп первинного I вторинного волокна р1'зних частин стебла низьковолокнистих 1 високоволокнистих сорта конопель. Розв'язання щ>ого питания стало реальним шсля розробки методики окремого видшення первинного I вторинного волокна Ь стебел конопель (Н.1.Таракан, 1974), яку ми застосували в сво'гх експериментах. Це дало можливнпъ виявити ряд специ<}ичних особливостей формування волокна упродовж стебла, що мае важливе значения для вщбору елггних рослин при створенга сорта конопель з тдвищеними показниками юлькосп та якосп волокна.

Додаткове вивчення анаттичних i ф^зико-мехашчних ознак волокна р1зних сорта конопель е актуальным питаниям для удосконалення технолопчно!' оцшки волокнопродукцц за мщшстю, гнучюспо, розщеплешспо та лшшною щшьшспо.

Зв'язок робота з науковими програмами, темами, планами. Дослщжеши проводились у вцщовщносп 13 науково-техшчною програмою УААН «Луб'яш культури» на 1996-2000 роки, завданням 02: «Удосконалити метода селекци конопель й на щй основ1 створити високопродукгавш сорта з пол1пшеними господарськими ознаками 1 ввдсутшстю наркотичних вдастивостей, забезпечити виробництво насшня зареестрованих сорта». Номер державно! реестради 19611С 11481.

Мета 1 задач! дослщження. Мета - виявити анатом1чш та технолопчш особливосп формування волокнистого шару сучасних сорта однодомних конопель для практичного використання 1х при створенш селекцшного мaтepiaлy з пщвшценими юлыасними та яюсними показниками волокна.

Для здшснення мети ставились таю основы задачк

- установити особливосп будови анатом1чних структур волокнистого шару первинних 1 вторинних волокон уздовж стебла конопель високоволокнистих сорта поршняно з низьковолокнистими, рослин загущеного поаву пор^внятю з рослшгами розрщженого поаву;

- визначити характер вштиву мшливосп анапмчних структур волокнистого шару на ф1зико-мехашчш показники волокна;

- здшснити пошук нових метод1в пщвшцення кшьгасних 1 яысних показниыв волокна в стебл1 конопель.

Наукова новизна одержаних результатов полягае у виявленш особливостей мшливосп технолопчних властивостей волокна сучасних сорив однодомних конопель в залежноеп вщ спадкових фактор1в, що обумовлюють форму стеблових вузл1в 1 вмкт волокна, вщ умов вирощування та частин стебла конопель; у встановленш позитивно! залежноеп ознак потужносп та щшьносп волокнистого шару вщ маси 1 вмюту волокна; у доведенш високо! ефективноей триразового добору за ознакою щшыюсп волокнистого шару на пщвшцення продуктивное!! рослин та добору рослин за високим вм1стом первинного 1 низьким вмютом вторинного волокна в межах одного 1 того ж стебла для покращення якюного складу волокна.

Практичне значения одержаних результатов полягае у розробщ способу визначення 1 вщбору високопродуктивних рослин за ознакою щшьносп волокнистого шару та рекомендацш щодо вщбору ел!тиих рослин на пщвшцення частки кращого за яюстю первинного волокна в стебл1, що забезпечить пщвшцення ефективносп селекщйно! робота у вказаних напрямках.

Особистий внесок здобувача. Огляд лггератури, проведения польових, лабораторних та мкроскошчних дослщжень, обробка й анал1з експериментальних даннх виконано особисто автором. Разом ¡з М.Д.Мигалем та Ю.В.Голюком розроблена методика по вщбору елггних рослин конопель на пщвшцення частки кращого за яюстю первинного волокна в стебль

Апробац1я результатов дисертаци. Результата робота доповщались: на засщаннях вщдшу селекцЙ та насшництва конопель, методичнш комюп та ВченоТ ради 1нститу1у луб'яних культур УААН (1995-1998 рр.), на М1жнароднш науково-практачнш конференцп молодих вчених та спещ&шспв 1нституту землеробства УААН (Чабани,1996 р.), на области науково-практачнш конференщ!' Сумського державного аграрного ушверситету (Суми, 1999 р.).

Публжаци. За результатами дисертацшноТ робота опублковано плеть наукових праць, в т.ч. - три у фахових виданнях.

Структура дисертаци. Дисертацшна робота викладена на 154 сторшках машинописного тексту, мютить 34 таблищ, 10 рисунюв. Текстова частина складаеться Ь вступу, семи роздшв, основних висновив, рекомендацш для селекцп та додатшв. Список використано'1 лйератури включае 146 джерел, у тому числ113 шоземних автор1в.

ЗМ1СТ РОБОТИ 1. СТЕБЛО КОНОПЕЛЬ ЯК ДЖЕРЕЛО ВОЛОКНА (огляд науковоТ лггератури)

В огляд1 лггератури показано анатом1чну будову стебла конопель, сшввщношення тканин поперечного зр!зу стебла. Вказано на значну мшлившть ыльюсних \ яюсних ознак волокна в залежносп вщ сорту, розкпру стебла, умов вирощування конопель тощо. Чшьне мшце займас висвгглення р1знояисносп первинних 1 вторинних волокон за комплексом технолопчних показнигав. Викладено р!ЗН1 погляди автор1в на те чи шше питания волокнистое™ стебла конопель. На основ1 обговорення р1зних думок видшено актуальш напрямки подальших дослщжень анатом1чних структур стебла конопель та ф1зико-мехашчних ознак волокна, позитивне виршення яких дало б додаткову наукову шформацш з метою практичного використання в селекцп.

2.МАТЕР1АЛ,МЕТОДИКА ТА УМОВИ ПРОВЕДЕНИЯ ДО С Л1ДЖЕНЬ

Польов! та лабораторш дослщження проводились у Дослщному господарст Гнети туту луб'яних культур УААН упровдовж 1995-1998 рр. В цшому, в роки проведения дослщжень умови були сприятливими для вирощування конопель.

Обл1ки та спостереження проводились за загальноприйнятими методиками. Агротехшка на дослщних дшянках була загалыюприйнятою в зон! вирощування конопель.

Об'ектами дослщжень були чотири сорти конопель: Срмаювсьи мюцев1, Глух1всьи однодомш (низьковолокнист1), ЮСО-14, ЮСО-31 (високоволокнисп). В оцшочному розсаднику коношн вирощували при плопц живлення рослин 10 х 5 см (загущений спос1б поа'ву) та 50 х 5 см (розрщжений споаб поаву) для оцшки рослин за комплексом господарсько-цшних ознак та з метою проведения анатом1чних анал1з1в стебла. Збирання конопель здшенювали у фаз1 повно'1 стиглосп. ГПсля бюлопчного мочшня конопель з кожного стебла вщокремлювали первинне 1 вторинне волокно. Всього вивчали 25 морфолопчних 1 технолопчних ознак.

3 метою проведения анатом1чного анал1зу в 1995-1996 роках брали однаков1 за розм1ром стебла в межах цих сорттв конопель окремо для загущеного 1 розрщженого стеблостою. Зр1зи готували з нижньоТ, середньо!' та верхньо! частини техшчно!' довжини стебла. Тимчасов1 м1кроскошчш препарата дослщжували шд м1кроскопом при збшьшент в 100 та 400 раз1в. Загалом дослщжено 20 анатом1чних ознак стебла конопель.

Отримаш результата дослщжень анал1зували статитистичними методами за Б.А.Доспеховим. Математичну обробку первинного експериментального матер1алу проводили на комп'ютер1 та м1крокалькулятор! МК-52 за вщповадними програмами.

З.ОСОБЛИВОСТ1 ФОРМУВАННЯ ПЕРВИННОГО I ВТОРИННОГО ВОЛОКНА В СТЕБЛ1Р13НОВОЛОКНИСТИХ СОРИВ

КОНОПЕЛЬ

На новому експериментальному матер1ал! нами пщтверджено вщом1 науков1 положения про м1нлив1сть вмкту первинного, вторинного та загального волокна в стебл1 конопель в залежносп вщ сорту та густоти стеблостою. Нами проведено бшьш детальш дослщженчя особливостей формування волокнистого шару та сшввщношення первинних 1 вторинних волокон як фактора, що характеризуе р1вень якос-п волокнокнопродукци.

3 метою бшьш поглибленого вивчення волокнистости стебла конопель нами додатково введено новий показник оцшки рослин - потужшсть волокнистого шару (маса 1 сантиметра довжини волокнистого шару в мшграмах). Застосування даного параметра особливо заслуговуе на увагу при дослщженш вторинних волокон. Доа визначали лише висоту шару вторинного волокна в стебли Показник потужносп ж дозволяе визначати розм1ршсть шару вторинних волокон та стугань його мшливосп у поперечному напрямку.

Встановлено, що пщвищення потужносп вторинного волокна в стебл1 конопель спостердаеться у випадку збшьшення параметр1в висоти шару вторинних волокон, загальноТ довжини та д1аметра стебла. Але при цьому знижуеться вм1ст загального волокна. Для шдтвердження приводимо даш по сорту Глух1всыа однодомш. Рослини з показниками потужносп волокнистого шару 6,01-10,00 мг/см в середньому мали висоту шару вторинного волокна 31,25 см, загальну довжину стебла - 142,65 см, д1аметр стебла - 4,95 мм \ вмгст загального волокна - 23,50%, тод1 як рослини з потужшстю шару вторинного волокна 10,01-14,00 мг/см мали висоту шару вторинного волокна 62,46 см (Р<0,001), загальну довжину стебла - 190,83 см (Р<0,001), д1аметр стебла - 8,30 мм (Р<0,001) 1 вмют загального волокна -19,16% (Р<0,001).

Пщвшцення показниюв потужносп шару вторинного волокна у р1зноволокнистих сорив проходить по-р1зному: у низьковолокнистих процес накопичення вторинного волокна проявлясгься штенсившше в поздовжньому напрямку, шж у поперечному, а у високоволокнистих, навпаки, бшыний приргст забезпечуегься в поперечному напрямку, шж у поздовжньому. Отже, при досягненш значноТ висоти шару вторинного

волокна в стебл1 високоволокнистих рослин конопель процес пщвищення вм!сту його не зупиняеться, а лише змшюеться напрямок приросту: в довжину стебла пщвищення приросту шару вторинного волокна уповшьнюеться, зате в ширину посшпоеться.

Виявлено, що збшьшення шлькосп листов у стеблових вузлах рослин конопель суттево змшюе стввщношення первинних 1 вторинних волокон у стебл1 в бис пщвищення частки кращого за яюстю первинного волокна. Так, у рослин сорту Глуивсыи ЮТ з дволистими стебловими вузлами в загущеному пос1в1 частка первшшого волокна становить 82,00%, а у рослин з трилистими стебловими вузлами - 90,49% (Р<0,001). У вщповщних рослин конопель розрщженого поаву щ показники показують аналопчну законом1рн1сть мшливосп - 64,70 1 70,73% (Р<0,001). Виявлена особливють пояснюеться тим, що первинш волокна беруть свш початок у вигляд1 так званих листкових слщв, яш в стебл1 трансформуються у волокнист пучки. Збшьшення илькосп листав у стеблових вузлах пщвшцуе чисельшсть листкових слщв, а також волокнистих пучюв. Рослини конопель з трилистими стебловими вузлами представляють цшний вихщний матер1ал для селекцп на полшшення яюсного складу волокна.

Волокнистий шар конопель суттево змшюеться уздовж стебла. У рослин як загущеного, так 1 розрщженого поаву маса вторинного 1 загального волокна зменшусться у верхньому напрямку стебла, тод1 як маса первинного волокна спочатку пщвищуеться до середини стебла, а поэтм зменшуеться до верх1вки.

Якщо маса первинного 1 загального волокна уздовж стебла варше в сильному ступеш , то вмкт \'х коливаеться у незначних межах \ на вс1х дшянках, окр1м комля, знаходиться на високому р1вш. Законом1рносп м1нливост1 маси 1 вмюту вторинного волокна повшстю ствпадають по ступеню зниження у верхньому напрямку стебла. Потужний шар вторинного волокна у рослин розрщженого поаву ухворюе особливо мщну нижню частицу стебла, здатну разом з деревиною витримати на соб1 значну вегетативну масу рослин.

Частка первинного волокна конопель у загальному уздовж стебла р1зко пщвищуеться, досягаючи у верхнш частит 100%. Параметр частки первинного волокна залежить вщ висоти залягання в стебл1 шару вторинного волокна 1 його потужноеп.

Практичним пщсумком дослщжень р1зноягасност1 волокнистого шару уздовж стебла конопель е науково обгрунтоване визначення зони стебла, вщмзок яко1 пщходить для використання його з метою визначення вм1сту волокна замють анатзу цшого стебла, щоб скоротити обсяг технологочно!' робота.

Встановлено, що показники вмюту первинного, вторинного 1 загального волокна конопель, яи характеризуют цшу рослину, у стебел загущеного пос1ву знаходяться в зош 1-80 см, розрщженого поаву - в зош 20-100 см, починаючи вщ комля.

4. АНАТОМ1ЧШ ДОСЛ1ДЖЕННЯ СТЕБЛА КОНОПЕЛЬ

Як показують результата дослщжень, aбcoлютнi показники товщини шару основних aнaтoмiчниx структур стебла конопель (кори, деревини, серцевини та порожнини) сильно змшюються в залежносп вщ розм1ру стебла, тода як вщносн! показники IX залишаються стабшьними. У стебел високоволокнистих сортш конопель пр1вняно з1 стеблами низьковолокнистих сорпв спостергаеться тенденщя щодо шдвшцення частки кори. В той же час показники частки деревини, серцевини та порожнини фактично не залежать вщ вмшту волокна в стебли

Особливосп мшливост! анатом!чних структур волокнистого шару показано тут на приклад! сорив Глух1всыа однодомш 1 ЮСО-31 (табл. 1). Встановлено, що показники товщини шару первинних волокон найвипц в середнш частиш стебла ( Глух1всьи однодомш - 288,2, ЮСО-31 - 361,8 мкм), а найнижч1 - в комл1 (132,8 1 165,5 мкм,в!дповщно). У вторинного волокна найпотужшший шар завжди утворюеться в нижшй частиш стебла (Глух1вськ1 однодомш - 456,7, ЮСО- 31 - 389,9 мкм). 31 збшьшенням довжини стебла потужшсть волокнистого шару поступово зменшуеться. Товщина шару загального волокна конопель змшюеться уздовж стебла аналопчно вторинному волокну, тобто знижуеться вщ комля до всршини стебла.

Волокниста шари стебла конопель не завжди однаков! за ступеней наповненосп 1х елементарними волокнами, спостер1гаеться р1зне сшввщношення волокнистих пучив 1 клггин парешими. Кшьисть волокнистих пучив практично не завжди можна визначити. Це наслщок того, що волокнист! пучки розташовуються на зр1з1 не тшыси окремо один вщ одного, але 1 комплексно. Причому комплекси формуються р1зного розм1ру аж до утворення суцшьно!' волокнисто'1 маси у вигляд1 цшого кшьця.

Виходячи з того, що товщина волокнистого шару стебла конопель дуже нер1вном1рна в межах одного 1 того ж зр1зу, а число волокнистих пучив у волокнистому шар! не завжди можна пщрахувати внаслщок щщьного розмщення IX, дан! ознаки не можуть слугувати надшними анатом!чними критеркми оцшки стебла на волокниспсть.

Б ¡льщ об'ективним анатом!чним методом оцшки стебла конопель на волокниспсть е показник илькосп елементарних волокон на зр1з!. Не дивлячись на щшьне розташування волокнистих пучив, у бшьшосп випадшв

Таблица 1

Характер мшливосп юнак анатшпчних структур волокнистого шару _уздовж стебла конопель (середнс за 1995-1996 рр.)_

Ознака Сорт Глухшсыа однодомн! СортЮСО-31

Н + С В Н С В

вщина волокнистого

ару, мкм:

эвинних волокон 132,8 288,2*** 269,5 165,5 361,8*** 347,0

эринних волокон 456,7 36,8*** 25,5 389,9 34,4*** 21,3

всього 589,5 325,0*** 295,0 555,3 396,2*** 368,3

шасгь елементарних

покон:

рвинних 1639,7 5889,5*** 7059,7 2438,8 6639,5*** 5414,8

эринних >10000 1425,2 875,5 >10000 1518,6 304,8

всього 7314,7 7935,2 7158,1 5719,1

зм!р елементарних

локон, мкм:

рвинних - довжина 30,3 33,5 25,3* 35,5 30,9 21,1**

ширина 20,7 22,8 19,0* 26,4 23,5 17,2**

эринних - довжина 14,0 13,7 13,1 15,2 12,9* 11,9

ширина 11,6 10,8 10,8 12,8 9,8*** 9,4

зм1р внутршшього

освпу елементархшх

покон, мкм:

рвинних -довжипа 5,0 7,0 5,3 4Л 4,0 2,9

ширина 2,4 3,6 3,3 1,9 2,4 2,2

эринних - довжина 2,0 2,7 1,8** 2,0 1,4 1,3

ширина 1,5 1,7 1,4* 1,5 0,9* 1,0

'вщкна оболонок

ементарних волокон, мкм:

рвинних - по довжин1 9,2 9,6 7,9* 12,3 10,5 7,5*

пошириш 12,7 13,2 10,0* 15,7 13,4* 9,1*

эринних - по довжиш 5Д 4,5 4,7 5,7 4,5 4а

по ширин! 6,0 5,5 5,7 6,6 5,8 5,3

+Скорочення: Н,С,В - нижня, середня I верхня частини стебла. Ступшь доспшрносп р1знищ визначено для середньоТ частини стебла пор5вюгао з нижньою, I верхньоТ частини стебла поршняно ¡з середньою: *-Р<0,05; **-Р<0,01; ***-Р<0,001.

на зр1з1 можна з достатньою точшстю пщрахувати число елементарних волокон, особливо первинних. Виявлено, що в середнш частиш стебла показники кшькост первинних волокон (Глух1всью однодомш - 5889,5, ЮСО-31 - 6639,5) достов1рно вшщ, ашж у нижнш частиш (1639,7 1 2438,8). У верхнш зош стебла сорту ЮСО-31 вщшчаеться менша (5414,8), а у сорту Глух1всьы однодомш бшына (7059,7) кшыйсть первинних волокон пор1вняно з середньою, але переважно на недостов1рному р1вш.

Число вторинних волокон зменшуеться у напрямку знизу вверх стебла. В кошн IX настшьки багато (бшьше 10000 на зр1з!) 1 настшьки вони щшьно розташоваш, що щдрахувати 1х дуже складно. В середнш 1 особливо у верхнш частиш стебла даний показник р1зко знижусться.

Одержана значна шформац1я щодо м1нливост1 ознак розм1ру елементарних волокон. Показники поперечника первинних елементарних волокон достов1рно нкжга у верхнш частит стебла (Глух1всью однодомш -25,3x19,0; ЮСО-31 - 21,1x17,2 мкм) пор1вняно з середньою (33,5x22,8 \ 30,9x23,5 мкм) та нижньою (30,3x20,7 1 35,5x26,4 мкм) частинами. У вторинних елементарних волокон спостер1гаеться тенденщя до зниження розм1ру клтш в напрямку до вермвки волокнистого шару.

Товщина оболонки первинних волокон у верхнш частит стебла тонша (Глух1всыа однодомш -7,9x10,0 ; ЮСО-31 - 7,5x9,4 мкм) пор1вняно з товщиною оболонок двох ¡нших частин стебла ( нижньо\' -9,2x12,7 \ 12,3x15,7; середньо!- 9,6x13,2 1 10,5x13,4 мкм, вщповщно). Товщина станки вторинних волокон зменшуеться в тому ж напрямку, проте в межах недостов1рно1 р1знищ.

5.ТЕХНОЛОПЧНА НЕОДНОРЩШСТЬ ВОЛОКНА КОНОПЕЛЬ

Сутгев1 вщмшносп анатом1чних структур волокнистого шару р1зних зон стебла конопель помгто впливають на ф1зико-мехашчш параметри волокна (табл. 2). По мщносп первинне волокно мае вшщ показники в середнш частиш стебла (25,05-30,70 кГс), а нижч1 в комл1 (12,12-17,00 кГс). Параметри мщносп вторинного волокна знижуються вщ основи (5,96-9,85 кГс) до верх1вки (0,73-1,77 кГс) волокнистого шару. Але загалом вторинне волокно настшьки слабе, що за даною ознакою воно практично не представляе штересу.

Первинне волокно дещо гнучюше у верхнш (1,06-1,82 мм) та нижнш (1,43-1,85 мм) частиш стебла пор1вняно ¿з середньою (0,98-1,69 мм). Показники гнучкосп вторинного волокна р1зко пщвищуються у верхньому напрямку стебла, досягаючи вищих параметр!в у пор1внянш з первинним волокном (2,03-2,70 мм).

Таблиця 2

Вщмшносп первишшх 1 вторинних волокон конопель за фЬико-мехашчними показниками та Тх мшливкть уздовж стебла (площа живлення рослин 50x5 см, середне за 1995-1996 рр.)

Ознака Частина Срмашвсыа Глух1всьга ЮСО-31 ЮСО-14

волокна стебла м1сцев1 однодомш

Первинне волокно

Мщшсть, Нижня 12,12 17,00 16,46 13,42

кГс Середня 27,61 30,70 28,23 25,05

Верхня 26,16 21,16 25,59 25,18

Гнучюсть, Нижня 1,85 1,51 1,43 1,22

мм Середня 1,69 1,32 0,98 1,05

Верхня 1,82 1,61 1,06 1,22

Розщеплен Нижня 220 174 131 178

шсть,число Середня 319 219 142 180

волоконець Верхня 425 245 153 221

Вторинне волокно

Мщшсть, Нижня 5,96** 8,72*** 9,85*** 9,45*

кГс Середня 4,55*** 4,23*** 3,72*** 7,92***

Верхня 0,73*** 1,27*** 1,50*** 1,77***

Гнучгасть, Нижня 0,47*** 0,81** 0,84* 0,94

мм Середня 1,89 1,44 1,82** 1,57

Верхня 2,50 2,70* 2,26** 2,03**

Розщеплен Нижня 27*** 19*** 22***

шсть,число Середня 190*** 176*** 114*** 120***

волоконець верхня 190*** 176*** 114*** 120***

Ступшь достов!рносп показано мЬк первинним 1 вторинннм волокном.

По розщепленносп шару первинних волокон на окрем1 техтчш волоконця спостер1гаеться незначне зростання показншав в!д нижньо'1 (131-220) до верхньо! (153-425) частини стебла. В такому ж напрямку пщвшцуються показники розщепленносп шару вторинних волокон, проте р1зниця м1ж зонами стебла при цьому набагато контрастшша: в нижшй частиш стебла анастомозш вторинш волокна майже зовам не розщеплюються (12-29), а у верхнш частиш стебла показники розщепленносп цих волокон вшщ (209-345), н1ж первинних.

У цшому за комлексом ф1зико-мехашчних ознак первинних 1 вторинних волокон нижня частина стебла найменш цшна. Середня 1 верхня зони дають крапц показники, але перевагу, на наш погляд, слщ вщдати верхнш частит, яка хоч дещо й поступасться середнш по мщносп, проте

переважае за гнучыстю та розщеплешстю. Саме цим двом ознакам 1 надасться важливого значения при ощнщ волокна за технолопчними критер1ями.

Краща яисть волокна верхньо! частини стебла конопель пояснюеться особливостями анатом1чних структур волокнистого шару. Клгоши первинних волокон верхньо! частини стебла - як стадшно найбшьш молодо! - .щмбшпп, мають тонпп оболонки та в меншш \iipi дерев'яниоть 1 злипаються м!ж собою пектиновими речовинами пор1вняно з первинними волокнами середньо! та нижньо! частини стебла. До того ж у цш зош стебла мало вторинних волокон, або вони зовс1м вщсутш.

В результат проведения дослщжень та анал!зу науково! штератури зроблено висновок про те, що селекщю конопель на полшшення технолопчних показниюв волокна дощльнше здшснювати не шляхом застосування трудомкткого анатом^чного аналгзу стебла, а на основ1 вщбору рослин безпосередньо за ф1зико-мехашчними ознаками - мщшстю, гнучюстю та розщеплешстю.

6.ВИКОРИСТАННЯ АНАТОМО-ТЕХНОЛОГ1ЧНИХ ОСОБЛИВОСТЕЙ ВОЛОКНА В СЕЛЕКЦН

Теоретично обгрунтовано новий метод вщбору рослин конопель на пщвищення продуктивное^ стебла за волокном, оснований на визначенш показника щшыюсп волокнистого шару (маса волокна в мг/см2 волокнистого шару). Встановлено, що щшьшеть волокнистого шару позитивно залежить вщ маси та вмюту волокна в стебл1 конопель. В результата трикратного вщбору рослин конопель за ознакою щшьносп волокнистого шару первинного волокна одержано селекщйний матср1ал з помггними змшами по продуктивное^ рослин (табл.3).

Найбшьш високий прирют показала щшьшеть волокнистого шару первинного волокна (35,03%). Висои показники отримано також по мас1 стебла, загального 1 первинного волокна. Доскшрно, але на нижчому р1вш пщвищилися показники вмкту загального та первинного волокна.

Даний споЫб вщбору рослин конопель за ознакою щшьносп волокнистого шару рекомендовано застосовувати в селекцп конопель на волокниспсть заметь трудомкткого анатом1чного анал1зу стебла.

Для полшшення яисного складу волокна в стебл1 конопель позитивш результата дае вщб1р рослин за комплексом двох ознак: високим вмютом первинного волокна 1 низьким вм!стом вторинного волокна в одному стебл1 (табл.4). Одержано селекщйний матер1ал, який характеризуемся високим вм1стом 1 масою первинного волокна 1 низьким вмютом I масою вторинного волокна.

и

Таблиця3

Результата трикратного добору рослин конопель за пцльтстю

волокнистого шару первинного волокна ( сорт ЮСО - 31, п = 50,1998 р.)

Ознака Вихэдна форма Добхр Прир1ст

в одиницях ВИМ1РУ в%

овжина стебла, см: загальна 187,05 193,62 + 6,57 + 3,51

техшчна 129,16 130,12 + 0,99 + 0,74

¡аметр стебла, мм 7,81 8,10 + 0,29 + 3,71

[аса, г: стебла 24,80 29,30*** + 4,50 + 18,15

загального волокна 7,15 9,05*** + 1,90 + 26,57

первинного волокна 5,12 6,75*** + 1,63 + 31,84

вторинного волокна 2,03 2,30* + 0,27 + 13,30

Дльнють волокнистого шару, мг/см2:

загального волокна 14,47 18,22*** + 3,75 + 25,92

первинного волокна 10,02 13,53*** + 3,51 + 35,03

вторинного волокна 4,45 4,69 + 0,24 + 5,39

м!ст, %: загального волокна 28,83 30,88* + 2,05 + 7,11

первинного волокна 20,65 23,04** + 2,39 + 11,57

вторинного волокна 8,18 7,84 - 0,34 - 4,16

[астка первинного волокна, % 71,63 74,61 + 2,98 + 4,16

Таблиця 4

Результата трикратного добору рослин конопель за вмнггом первинного

1 вторинного волокна в стебл| конопель сорту ЮСО - 31 (п=50,1997 р.)

Ознака Вихщна форма Доб1'р Приргст

в одиницях вишру в%

{овжина стебла, см : загальна 201,47 217,00** +15,53 + 7,71

техшчна 151,90 163,30*** +11,40 + 7,50

^аметр стебла, мм 7,50 7,55 + 0,05 + 0,67

Ласа, г: стебла 22,27 23,92 + 1,65 + 7,41

первинного волокна 5,17 5,90* + 0,73 +14,12

вторинного волокна 1,38 1,24 - 0,14 -10,14

загального волокна 6,55 7,14 + 0,59 + 9,01

Зм1ст, %: первинного волокна 23,22 24,67* + 1,45 + 6,24

вторинного волокна 6,20 5,18** - 1,02 - 16,45

загального волокна 29,42 29,85 + 0,43 + 1,46

1астка первинного волокна, % 78,93 82,63** + 3,70 + 4,69

7. ЕКОНОМ1ЧНА ЕФЕКТИВШСТЬ ПРОПОЗИЦ1Й ДЛЯ СЕЛЕКЦП

Проведен! економ1чш розрахунки показують, що застосування методу анал1зу вщр1зюв рослин конопель за вм1стом волокна замкть цшого стебла скорочуе затрата пращ в 2,13 , а вщбору рослин конопель за ознакою пульноси волокнистого шару пор1вняно з анатом1чним анал1зом стебла - в 6,57 раза. Запровадження цих метод1в сприяс збшьшенню чиселыюеп виб1рки елшгах рослин конопель \ яюсному полшшенню робота по вщбору вихщних рослин з метою пщвищення продуктивносп рослин.

основш висновки

1. У нових високоволокнистих сорпв конопель (ЮСО-14, ЮСО-31) пор1вняно з низьковолокнистими сортами (€рмаювсьш мкцев1, Глух1всьи однодомш) виявлено зниження частки кращого за технололчними ознаками первинного волокна в середньому при загущеному пос1в1 до 73,6 проти 80,6%, при розрщженому пос1в1 до 84,2 прота 89,9%.

2. Встановлено, що рослини з трилистими стебловими вузлами сорту Глух1всыа ЮТ дещо менш продуктивш за волокном пор1вняно з рослинами з дволистими стебловими вузлами (у загущеному пос1в1 на 12,3, розрщженому пос1в1 на 11,4%), проте вщзначаються бшьш високою часткою первинного волокна (у загущеному пос1в1 на 10,4, розрщженому пос1в1 на 9,3%). Тому рослини конопель з трилистими стебловими вузлами е цшним вихщним матер!алом для селекцй на пол1пшення яюсного складу волокна.

3. Встановлено, що ефектившсть технолопчио!' оцшки ел1тних рослин за вм1стом волокна методом вщр1зюв залежить вщ м1сця вщр1зка, взятого в межах стебла. Показано, що кращим м1сцем вщбору вщр1зыв для рослин загущеного пскпву с 1-80 см, а для розр1дженого - 20-100 см вщ комля стебла.

4. Виявлено, що пщвшцення вм1сту волокна у високоволокнистих сорлв конопель пор1вняно з низьковолокнистими сортами супроводжуеться збшьшенням товщини кори при загущеному пос1в1 в середньому на 27,2%, товщини волокнистого шару на 60,9% та розм1ру первинних елементарних волокон на 13,0%; при розрщженому поав1 на 10,2 ; 20,4 ; 2,3%, вщповщно.

5. На поперечному зр1з1 нижньо! частини стебла конопель розр1дженого пос!ву товщина волокнистого шару первинних елементарних волокон становить 137,9 мкм, середньо! частини 300,1 мкм, верхньоТ частини 270,9 мкм, тод1 як показники товщини шару вторинного волокна значно контрастншп - 426,4 ; 43,5 ; 17,9 мкм. Кшыасть первинних елементарних волокон нижньо'1 частини стебла становить 2044 , середньо! - 5718, верхньо!-

5778 , а вторинних вщповщно >10000; 2169; 499. Аналопчш законом1рнос-п м!нливосп даних ознак спостер1гасться i в рослин загущеного nociey.

6. Виходячи з особливостей анатом1чних структур стебла конопель, волокно низьковолокнистих сортав за технолопчними показниками в цшому краще, шж високоволокнистих сорта, а волокно рослин загущеного nociBy краще пор1вняно з рослинами розрщженого nociey. Зокрема, у середнш частиш стебла низьковолокнистих сорта гнучюсть первинного волокна становить 2,1 проти 1,4 мм високоволокнистих сорта ( загущений поЫв ) i 1,5 проти 1,0 мм (розрщжений nociB), по розщепленносп волокна - 400 проти 270 волоконець (загущений nociB) i 269 проти 161 волоконця (розр^джений nocie). По розривному навантаженню чпких законом1рностей м1ж р1зноволокнистими сортами не виявлено.

7. Первинне волокно значно перевищуе вторинне за розривним навантаженням, мае крапу показники за розщепленшстю волокна, але поступаеться за гнучшстю. Згщно середшх даних чотирьох сорта гнучгасть первинного волокна середньо! частини стебла становить 1,3, вторинного - 1,7 мм, розривне навантаження - 27,9 i 5,1 кГс, розщепленшстъ - 215 i 150 волоконець.

8. Встановлено, що щшьшсть волокнистого шару позитивно залежить вщ маси i BMicry волокна в стебл! конопель. Триразовий Bin6ip рослин конопель за щею ознакою пщвищив масу стебла на 18,2 % (Р< 0,001 ), масу волокна з рослини на 26,6 % ( Р< 0,001 ), вмют волокна на 7,11 % ( Р<0,05 ). Це свщчить про те, що метод вщбору рослин за ознакою щшьносп волокнистого шару е ефекгивним в селекцй конопель на пщвищення продуктивносп стебла за волокном. По своТй суп вш представляе альтернативу трудом1сткому анатом1чному апал1зу рослин по пщрахунку KliibKOCTi елементарних волокон на поперечному зр!з1 стебла.

9. Виявлено, що полшшення яюсного складу волокна конопель можливо методом вщбору рослин за високим bmIctom первинного i низьким вм1стом вторинного волокна в межах одного i того ж стебла. В результат! пщвищуеться частка кращого за яюстю первинного волокна в загальному з 78,9 до 82,6 % (Р<0,01).

10. Застосування метод1в вщбору рослин конопель за вщмзками зам1сть цшого стебла та за ознакою щшьносп волокнистого шару пор1вняно з анатом1чним анал1зом стебла скорочуе затрата пращ в 2,13 та 6,57 раза. Запровадження цих метод1в сприяе значному збшьшенню чисельносп виб{рки ел^них рослин конопель i яюсному пол1пшенню робота по вщбору вихщних рослин з метою пщвищення продуктивное^ рослин.

РЕКОМЕНДАЦП ДЛЯ ПРАКТИЧНО! СЕЛЕКЦ1ЙН01РОБОТИ

Виходячи з результате наших дослщжень для практично! селекцшио! робота з коноплями пропонуеться:

1. Застосування вщбору рослин конопель одночасно за високим вм'ютом первинного 1 низьким вмютом вторинного волокна в одному стебл1 з метою полшшення яисного складу волокнопродукщ!.

2. Застосування вщбору рослин конопель за щшьшстю волокнистого шару для пщвищення продуктивное!! стебел за волокном.

3.3 метою скорочення затрат ручно! пращ при проведенш технолопчного анал1зу рослин конопель на волокнисттсть замють цшого стебла використовувати 1х вщр1зки довжиною 80 см: для загущеного поаву на вщеташ 1-80 см, а для розрщженого поаву - 20-100 см вщ комля.

4. Вщб1р рослин конопель з трилистими стебловими вузлами для пщвищення частки кращого за яистю первинного волокна.

ПУБЛ1КАЦ11 ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦП

1. Мигаль М.Д., Кривошеева Л.М. Застосування нових параметр1в оцшки волокнистосп конопель // В1сник аграрно! науки.-К.,1997.-№7.-С.19-23.

2. Мигаль М.Д. Кривошеева Л.М. Особенности формирования структурных элементов стебля конопли в продольном направлении // Сельскохозяйстенная биология (биология растений).-М., 1999.-№1.-С.52-57.

3. Кривошеева Л.М. Про сшввщношення основних анатом1чних структур стебла низьковолокнистих 1 високоволокнистих сорттв конопель // Зб1рник наукових праць 1нституту землеробства УААН.-К.,1999.- Вип. 1-2,-С.5-9.

4. Кривошеева Л.М. Морфолопчш особливосп формування волокнистого шару в стебл1 конопель // В1сник Сумського державного аграрного у!пверситету.-Суми, 1999.-Вип.З .-С.71 -73.

5. Мигаль М.Д., Кривошеева Л.М. М1нливють 1 взаемозв'язок основних анатомгаих структур стебла конопель // Селекц1я, технологш, вирощування та переробка льону 1 конопель: Пращ 1нституту луб'яних культур УААН.-Глух1в,1997. - С.30-37. Деп.ДНТБ Укра1ни 08.12.97. № 613 УК 97.

6. Кривошеева Л.М. Бшлопчш вщм1нносп первинного 1 вторинного волокна конопель // Матер1али М1жнародно\' науково-практично! конфереци молодих вчених та спец1ал1ст1в "Наслщки наукових пошуюв молодих вчених-аграрнимв в умовах реформування АПК".-Чабани,1996.-Ч.1.-С.125.

Анотацш

Кривошеева Л.М. Анатомо-технолопчш особливоеп формування волокна конопель 1 використання IX в селекци. - Рукопис.

Дисертац1Я на здобутгя наукового ступеня кандидата сшьськогосподарьких наук за спещальнютю 06.01.05 - селекцш 1 насшницгво.- 1нститут землеробства УААН.- Кшв.- 2000 р.

Дисертащя присвячена дослщженню анатомо-тенхнолопчних особливостей волокна конопель 1 використання !х в селекцп. Виявлено законом1рносп мшливосп aнaтoмiчниx структур 1 ф1зико-мехашчних показшшв первинного та вторинного волокна уздовж стебла, низьковолокнистих 1 високоволокнистих сорив, рослин загущеного й розрщженого поаву, а також в залежноеп вщ кшькосп листюв у стеблових вузлах. На основ1 проведених дослщжень одержано новий селекцшний матер!ал конопель з пщвищеною продуктивьпстю рослин за волокном 1 збшьшеною часткою кращого за яистю первинного волокна у загальному. Розроблеш: спос1б вщбору елггних рослин конопель за ознакою щшьносп волокнистого шару з метою пщвищення маси волокна в стебл1 та методика вщбору рослин за високим вмктом первинного \ низьким вм1стом вторинного волокна для полшшення яшсного складу волокнопродукци.

Приведет розрахунки економ1чноТ ефективноси застосування вщбору елтшх рослин на волокниспсть за в1др1зками пор1вняно з цшими стеблами та застосування методу вщбору рослин за ознакою щшьносп волокнистого шару пор!вняно з анатом1чним анал1зом стебла.

Ключов1 слова: коношп, сорт, площа живлення рослин, анатом1чш структури стебла, волокно, технолопчш властивосп волокна, продуктившсть рослин.

Аннотация

Кривошеева Л.М. Анатомо-технологические особенности формирования волокна конопли и использование их в селекции. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук по специальности 06.01.05 - селекция и семеноводство,- Институт земледелия УААН.- Киев.- 2000 г.

Диссертация посвящена исследованию анатомо-технологических особенностей волокна конопли и использованию их в селекции. Показано, что анатомические структуры стебля конопли существенно изменяются вдоль стебля, в зависимости от сорта, густоты стеблестоя и отдельно взятого растения. Волокнистый слой первичных и вторичных волокон стебля конопли имеет неодинаковую толщину, соотношение волокнистых и

неволокнистых тканей, а также характер размещения в нем волокнистых пучков.

На количество и качество волокна в стебле влияет толщина волокнистого слоя, количество волокнистых пучков и элементарных волокон, размер клеток элементарных волокон и толщина оболочек их, степень срастания и слипания волокон, соотношения первичных и вторичных волокон в стебле, количество листьев в стеблевых узлах и дугие факторы. Количественные и качественные признаки волокна конопли также существенно изменяются вдоль стебля. Масса, содержание и разрывное усилие первичного волокна имеют наивысшие показатели в средней части стебля, а показатели гибкости, расщепленности и линейной плотности - в нижней и верхней части. Параметры массы, содержания и разрывного усилия вторичного волокна резко уменьшаются в направлении от комля к соцветию стебля, тогда как параметры гибкости, расщепленности и линейной плотности, наоборот, увеличиваются в этом же направлении.

На основании проведенных исследований получен новый селекционный материал конопли. Путем отбора элитных растений конопли по признаку плотности волокнистого слоя повышена продуктивность стебля по волокну на 18,2% (Р<0,001) сравнительно с исходной формой. Использование метода отбора растений конопли одновременно по высокому содержанию первичного и низкому содержанию вторичного волокна в одном стебле увеличило долю лучшего по технологическим показателям первичного волокна на 3,7% (Р<0,01). Рекомендовано применение в селекции конопли растений с трехлистыми стеблевыми узлами с целью улучшения качественного состава волокнопродукции за счет, увеличения доли первичного волокна.

Приведены расчеты эффективности от применения отбора растений конопли на волокнистость по отрезкам сравнительно с целым стеблем и от применения способа отбора растений по признаку плотности волокнистого слоя сравнительно с анатомическим анализом стебля.

Ключевые слова: конопля, сорт, площадь питания растений, анатомические структуры стебля, волокно, технологические признаки волокна, продуктивность растений.

Summary

Krivosheeva L.M. Anatomo-tehnological détails of hemp fibre formation and its use in breeding.- Manuscript.

Thesis for the degree of Candidate of Agricultural Sciences in speciality 06.01.05 - breeding and seed production.- Institute of Agriculture of the UAAS.-Kyiv.- 2000

The thesis is devoted to the investigation of anatomo-tehnological details of hemp fibre and its use in breeding. The regularities of the changes of anatomical structures and physico-mechanical indices of primary and secondary fibre along stem, of low-fibrous and high-fibrous varieties, of plants with close and thin sowings as well as depending on leaves number in stem nodes have been revealed. On the basis of conducted investigations a new breeding material of hemp with higher plant productivity on fibre and increased part of primary fibre with the best quality in total has been obtained. The method of selection of elite hemp plants by density of fibrous layer with the aim of increasing of fibre mass in the stem and methods of plant selection with high content of primary and low one of secondary fibre for improving the qualitative content of fibre production have been worked out.

The calculations of economic efficiency of the use of hemp elite plant selection on its fibrouness on segments as compared with the whole stems and the use of plant selection method on the sign - the density of fibrous layer in comparison with anatomical analysis of stem have been presented.

Key words: hemp, variety, area of plant nutrition, anatomical structure of stem, fibre, technological properties of fibre, plant productivity.