Роль генофонда льна в получении конкурентоспособной

Роль генофонда льна в получении
конкурентоспособной волокнистой продукции
А.И. Рыжов, Т.А. Рожмина, Л.М. Голубева
ГНУ ВНИИЛ Россельхозакадемии
Аннотация. Показана реакция образцов генофонда льна на воздействие стрессовых факторов среды по изменению морфологических признаков, определяющих качество волокна. Выявлены уникальные генотипы, сочетающие высокое качество льноволокна и широкий адаптивный потенциал, использование которых позволит создать
сорта, обеспечивающие гарантированное получение конкурентоспособной льнопродукции.
Ключевые слова: коллекционный образец, качество льноволокна, длина элементарного волокна.
Abstract. Reaction of samples of flax genofund to influence of stressful environments
factors to the morphological signs defining quality of fibre is shown. The unique genotypes
combining high quality of flax fiber and wide adaptive potential which use will allow to create the grades providing guaranteed reception by competitive production are revealed.
Keywords: the collection sample, quality of flax fiber, length of an elementary fibre.
Введение
Основным направлением развития льняного комплекса страны является последовательное наращивание производства конкурентоспособной
льнопродукции. Современные отечественные сорта льна-долгунца характеризуются высокой потенциальной урожайностью волокна (20-25 ц/га) и
хорошим его качеством. Однако реализация биологического потенциала их
урожайности в производственных условиях составляет в лучшем случае
30-35%, в структуре производимого льноволокна преобладает трепаное
волокно невысокого качества (9-10 номера). Получение невысоких урожаев и низкое качество волокнистой льнопродукции в значительной мере
обусловлено воздействием неблагоприятных факторов среды: засухой,
низкими значениями рН почвы, высокой засоренностью сорной растительностью и др. Для борьбы с сорной растительностью в посевах льна используются различные гербицидные композиции, что способствует сохранению урожая, но при этом может снижаться качество волокна [1, 2]. Перспективным направлением решения проблемы обеспечения отрасли конкурентоспособной волокнистой продукцией является создание высокопродуктивных с хорошим качеством волокна сортов льна-долгунца, обладающих широким адаптивным потенциалом, на основе использования генофонда культуры.
В задачу исследований входило изучение взаимодействия в системе
«генотип-среда» по основным морфологическим признакам, определяющим качество льноволокна. В работе впервые исследовано влияние основных стрессовых факторов среды на широкой выборке коллекционных образцов льна-долгунца, отражающей генетическое разнообразие культуры.
Это позволило выявить уникальные генотипы льна, сочетающие высокие
технологические свойства волокна и устойчивость к комплексу основных
факторов, приводящих к снижению урожая и качества льнопродукции в
производственных условиях. Впервые показано, что при подборе исходного материала в процессе создания нового сорта льна необходимо учитывать не только уровень проявления хозяйственно ценных признаков, но и
их генетическую стабильность. При этом приоритетным направлением в
селекции льна-долгунца, как следует из результатов проведенных исследований, должно стать сочетание в новом сорте высокорослости и адаптивности к стрессовым факторам среды, что будет способствовать гарантированному обеспечению отрасли конкурентоспособной волокнистой льнопродукцией.
Методика исследований
В качестве исходного материала использовали репрезентативную
выборку образцов из мирового генофонда льна-долгунца, включающую
2
местные формы, современные сорта и селекционные линии различного
эколого-географического происхождения. Исследования проводили в соответствии с методиками по селекции льна-долгунца [3], оценки качества
льноволокна [4].
Оценку качества льноволокна проводили по комплексу морфологических признаков: техническая длина, диаметр, длина междоузлия, «мыклость» и «сбежистость» стебля, длина элементарного волокна.
«Мыклость» - отношение длины технической части стебля к его
диаметру; «сбежистость» - разность между диаметрами в нижней и верхней части стебля; длина междоузлия - отношение технической длины стебля к числу листьев. Длина элементарного волокна расчитана с использованием формулы Авирома [5]:
Д в = 0,69 Д м + 0,096 Д с + 1,04 D,
где
Д м – средняя длина междоузлия стебля, мм;
Д с – техническая длина стебля, см;
Д – диаметр стебля, мм (среднее значение для вершины, середины, комлевой части стебля).
Результаты исследований
Одним из основных признаков льна-долгунца, определяющих урожай и качество волокна, является техническая длина стебля, которая в зависимости от сортовых особенностей и влияния факторов внешней среды
изменяется в широком диапазоне. При благоприятных условиях в опыте
(2009 г.) она достигала свыше 85 см. При стрессовых погодных и эдафических условиях (2007 г. –засуха, 2008 г.- рН 4,5) техническая длина в зависимости от генотипа составляла 41-75 см (рис. 1). Наиболее высокорослые
3
90,0
700
85,0
650
80,0
600
550
70,0
65,0
500
60,0
мыклость
техническая длина
75,0
450
55,0
400
50,0
350
45,0
40,0
300
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
21
23
25
27
29 31
образец
33
35
37
39
41
43
45
47
49
51
53
55
57
Рисунок 1 Изменение технической длины и мыклости стебля у различных коллекционных
образцов льна в зависимости от агрометеоусловий выращивания
2007 г.
2008 г.
2009 г.
2007 г.
2008 г.
2009 г.
4
образцы (техническая длина - 79 см и выше) при благоприятных условиях
выращивания оказались более устойчивыми к стрессовым факторам. Техническая длина стебля у данной группы образцов при стрессовых условиях
выращивания составила 65 см и выше, что позволило получить качественное льноволокно во все годы испытаний (номер 11 и выше).
В получении однородного волокна, обеспечивающего низкую обрывность пряжи, определяющее значение имеют размерные показатели
элементарных волокон и равномерность распределения их по длине стебля. Косвенными критериями оценки равномерности распределения волокон по длине стебля являются «мыклость» и «сбежистость» стебля. Величина данных показателей зависит от диаметра стебля. Стебли льна, имеющие диаметр 1,1-1,3 мм, считаются тонкими, если их длина превосходит
80-85 см, и толстыми, если их длина – 50-55 см [6]. При стрессовых условиях в опыте (2007 и 2008 гг.) наблюдался интенсивный радиальный рост
стебля, в результате чего происходило снижение технической длины и
увеличение его диаметра, что отрицательно отразилось на качестве льноволокна. У толстых стеблей сильнее развита древесина, волокнистые пучки разрежены, их размер и степень одревеснения повышены, волокно грубое, менее тонкое и гибкое, с низкими прядильными свойствами.
При благоприятных условиях выращивания «мыклость» стебля у
большинства исследованных коллекционных образцов льна-долгунца составляла 550 - 685 ед. Однако в стрессовых условиях, особенно при дефиците влаги в почве на фоне повышенных температур воздуха в критический период роста и развития растений льна (2007 г.), у подавляющего
большинства образцов наблюдалось резкое снижение данного показателя
(до 300 ед.). Исключение составили образцы льна, которые раннее выделились по высоте растений и технической длине стебля – кк- 6592, 6611 (Россия), 6217, 6871 (Китай), 6630 (Литва) и 6256 (Румыния). Показатель
5
«мыклость» стебля у данных генотипов во все годы испытаний составлял
не менее 550 ед. при технической длине 65 см и выше.
Стебли с низкой «сбежистостью» имеют форму близкую к цилиндрической, и дают больший выход волокна лучшего качества, чем стебли с
конической формой [7]. В результате наших исследований выявлены образцы, сочетающие высокие показатели технической длины, «мыклости»
(свыше 550 ед.) стебля с низкой – «сбежистостью» (0,58 - 0,68): кк-5039
(Калининский 85, Россия), к-6592 (Ф 1965, Россия), 6269 (Строитель, Р.
Беларусь), к-6217 (л.8744-10, Китай), к-4116 (Япония). Наиболее высокие
значения «сбежистости» (0,72-0,78) стебля имели сорта Росинка (Россия),
Лира (Р. Беларусь) и образец китайской селекции к-6871, отличающийся
высокорослостью (2009 г.- 96,7 см., что на 10 % выше стандарта – сорта
Новоторжский). Установлено, что доля влияния генотипа на анализируемые морфологические показатели стебля составляет: техническую длину –
34,9, «мыклость» – 40,3 и «сбежистость» – 43,6%.
Цилиндрическая форма стебля указывает на равномерное распределение элементарных волокон по его длине, что обеспечивает получение
однородного льноволокна по степени вылежки и, соответственно, цвету.
Ценным исходным материалом для селекции льна-долгунца, направленной
на создание сортов с равномерным распределением волокон по длине
стебля, являются кряжевые формы (к-241 и к-204 Вологодские кр.; к-1840,
Мышкинский кр. и др.), имеющие «сбежистость» стебля - 0,48-0,57.
По мнению ряда авторов, у сортов льна-долгунца с большей технической длиной стебля лубяные пучки компактные, плотные и построены из
длинных элементарных волокон [8, 9]. Нами проведена оценка генетического разнообразия культуры по признаку «длина элементарного волокна». Одним из расчетных показателей, определяющих величину данного
признака, является длина междоузлия. Образцы с длинными междоузлиями и небольшим числом листьев имеют волокно более высокого качества.
6
Сильно облиственные сорта имеют низкое качество волокна, так как в месте прикрепления листовых пластинок происходит разрыв волокнистых
пучков [10].
В зависимости от генотипа и условий выращивания длина элементарного волокна в опыте варьировала от 11 до 21 мм. Из представленного рисунка 2 следует, что не все высокорослые образцы льна-долгунца, проявившие лучшие показатели по «мыклости» стебля, оказались стабильными по признаку «длина элементарного волокна» (расчетная). Высокой технической длиной и мыклостью стебля, а также длиной элементарного волокна во все годы испытаний характеризовались образцы - кк-6217, 6611 и
6630.
Одним из основных приемов, обеспечивающих получение стандартной по засоренности льнотресты, является использование на посевах льнадолгунца гербицидов. Высокую биологическую эффективность при борьбе
с однолетней сорной растительностью обеспечивает широко применяемая
в настоящее время в производстве баковая смесь - Гербитокс Л в дозе 0,6
л/га и Магнум - 7 г/га. Однако проведенный нами сравнительный анализ
различных сортов и перспективных линий льна-долгунца отечественной и
зарубежной селекции, посевы которых были обработаны данной гербицидной композицией, указывает на существенное снижение при этом качественных параметров волокна у большинства изучаемых генотипов (рис.
3). Так, в варианте с применением гербицидов подавляющее большинство
образцов имели номер длинного волокна 9-10, в то время как в контроле
(без применения гербицидов) – 11,0-12,0. Аналогичная картина наблюдалась по признаку «длина элементарного волокна», величина которого в варианте без применения гербицидов в среднем по опыту составила 15-16
мм, а в варианте с применением гербицидов - 12-14. При этом выделились
образцы, устойчивые к данной гербицидной композиции – к-4116 (Япония), к-6611 (л. Сальдо х Могилевский, Россия), к-6217 (л.8744-10, Китай),
7
90,0
18,0
85,0
техническая длина стебля, см
80,0
16,0
75,0
15,0
70,0
65,0
14,0
60,0
13,0
55,0
12,0
50,0
11,0
45,0
40,0
10,0
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
21
23
25
27 29 31
образец
33
35
37
39
41
43
45
47
49
51
53
Рисунок 2 Изменение технической длины стебля и длины элементарных волокон у
различных коллекционных образцов льна в зависимости от агрометеоусловий выращивания
2007г
2008г
8
2009г
2007г
2008г
2009г
длина элементарных волокон, мм
17,0
20
14
18
13
16
14
12
12
11
10
10
8
9
6
8
4
7
2
6
0
Генотип
Рисунок 3 Влияние гербицидов на длину элементарных волокон и номер длинного волокна
у различных коллекционных образцов льна-долгунца
с применением гербицидов
без гербицидов (контроль)
с применением гербицидов
без гербицидов (контроль)
9
Длина элементарного
го
волокна, мм
Номер длинного волокна
15
которые имели высокий номер длинного волокна (11-12) и повышенную
длину элементарных волокон (15-16) в обоих вариантах. При этом
самый высокий номер длинного волокна - 16 получен у образца к-6626 на
фоне без применения гербицидов при длине элементарного волокна 16 мм.
Выводы
Из проведенных исследований следует, что для обеспечения гарантированного получения высококачественной волокнистой льнопродукции
необходимы генетически стабильные сорта к воздействию стрессовых
факторов среды. Определяющими признаками при этом являются высокорослость и широкий адаптивный потенциал нового сорта льна. Для получения однородного волокна с высокими прядильными свойствами основными требованиями, предъявляемыми перерабатывающей и текстильной
промышленностью к создаваемым сортам льна-долгунца является обеспечение
в
производственных
условиях
при
соблюдении
научно-
обоснованных агротехнологии их возделывания следующего уровня проявления морфологических признаков стебля:
 техническая длина – 65 см и более;
 «мыклость» – 550 ед. и более;
 «сбежистость» – 0,68 ед. и менее;
 длина элементарного волокна – 15 мм и более.
Ценным исходным материалом в селекции льна-долгунца на высокое
качество волокна и генетическую стабильность являются коллекционные
образцы: к-6611 (Россия), к-6217 (Китай) и др.
10
Литература
1. Кудряшова Т.А., Виноградова Т.А., Захарова Л.М. Влияние
гербицидов на технологические показатели волокнистой продукции
льна-долгунца /Материалы международной научно-практической
конференции. - Торжок, 2005. - С.182-185.
2. Аврова Н.П. Применение гербицидов и десикантов ухудшает
качество льносырья и процесс вылежки льносырья /Материалы
международной научно-практической конференции. – Торжок, 2000.
- С.127-130.
3. Методические указания по селекции льна-долгунца. – Москва, 2004.
– 43с.
4. Методика технологической оценки продукции льна и конопли. Москва, 1961, 181с.
5. Авиром С.М. Научно-исследовательские труды ЦНИИЛВ. Л., 1958,
т.VI.
6. Федосова Н.М., Пашин Е.Л. Исследование морфологических свойств
стеблей льна-межеумка и льна-долгунца. Материалы международной
научно-практической конференции. Торжок, 2002. – С. 108-113.
7. Рожмина Т.А., Кишлян Н.В., Голубева Л.М., Кудряшова Т.А. Роль
генофонда льна-долгунца в решении проблемы качества льноволокна / Материалы международной научно-практической конференции.
- Вологда, 2011, с.43-47.
8. Марков В.В. Первичная обработка лубяных культур. М.: Легкая индустрия, 1969. – 460 с.
9. Степин А.Д., Понамарева М.И. Корреляционная связь урожайности
соломы и волокна льна-долгунца с его морфологическими признаками. Материалы международной научно-практической конференции.
Торжок, 2005. – С.69-74.
11
10. Доронин С.В., Тихвинский С.Ф. Лен-долгунец. - Киров, 2003. -110с.
12