РЕФЕРАТроботи: Починка В.М., Оксьом Л.Л. Паланиці М.П., Груші В.В.на тему: “ Підвищення якості та продуктивного потенціалу культурних рослин на основі фізіолого- генетичних та агрохімічних заходів”Отримання якісних та високоврожайних сільськогосподарських культур, зокрема зернових - одне з найактуальніших завдань сьогодення. У структурі посівних площ зернових культур нашої держави пшениця займає понад третину, що складає 5,3-7,5 млн. га. Розглядаючи ринок зерна пшениці в Україні на протязі останніх років можна зробити висновок, що низькі якісні показники зерна є головним чинником, що впливає на конкурентоздатність вітчизняних товаровиробників на світовому ринку зерна. Аналітиками встановлено, що понад 60% зерна пшениці, що виробляється в нашій державі це фуражне зерно, яке непридатне для виробництва високоякісного хліба, що в свою чергу завдає великих збитків державі. Дана ситуація головним чином спричинена тим, що серед створених в останні роки на території України сортів лише 30 % належать до сильних пшениць і практично взагалі не створюються сорти надсильних пшениць, в яких висока якість зерна зумовлена генетично і в меншій мірі нівелюється умовами вирощування культури. Однак створення високоврожайного сорту з підвищеним вмістом білка стикається з багатьма труднощами, основними з яких є зворотні кореляції між якістю та урожайністю, значна мінливість та складний полігенний характер успадкування білковості зерна. Спільної думки щодо системи генетичного контролю вмісту білка в зерні пшениці в науковому світі досі не сформовано. Відомо, що мінливість білковості зерна пшениці коливається в межах від 8 до 30%. Значну роль в експресії генів, які контролюють білковість зерна, відіграють адитивні ефекти, а решта алельних та неалельних взаємодій зустрічаються (чи не зустрічаються) в залежності від генотипових особливостей вихідного матеріалу, залученого в схрещування. Таким чином, створення сортів озимої м’якої пшениці, які б відзначались підвищеним вмістом білка та високою урожайністю, набуває все більшої актуальності. У зв’язку із цим, встановлення системи генетичного контролю та спадкової мінливості вмісту білка в зерні озимої пшениці є безсумнівно актуальним, адже отримані знання про спадкову основу формування білковості зерна мають бути покладені в основу стратегії селекційного процесу. Важливе значення мають не лише генетичні, а й фізіологічні основи формування високоврожайних і високоякісних сортів культур. Проблема взаємодії між фотосинтезом і азотним обміном у рослин пшениці потребує пильного вивчення, оскільки фотосинтез – це основа продуктивності рослинного організму, а особливості асиміляції та розподілу між органами сполук азоту багато в чому визначають вміст білка в зерні, а отже – його харчову і хлібопекарську цінність. Разом з тим, добре відома негативна кореляція між врожайністю пшениці та білковістю зерна спонукає дослідників до пошуку шляхів подолання цього протиріччя у зв’язку з вимогами часу про збільшення виробництва продовольства. Тому дослідження зв’язків між асиміляційною активністю фотосинтетичного апарату та процесами накопичення і ремобілізації азоту у рослин пшениці широкого спектра генотипів, що різняться за якістю зерна, продуктивністю, висотою стебла та іншими особливостями продукційного процесу, для пошуку загальних закономірностей їх перебігу є актуальними і необхідними при виборі шляхів подальшого поліпшення цієї важливої продовольчої культури. Питання хімічного контролю за бур'янами є особливо актуальним у посівах злакових культур, оскільки для їх ефективного захисту потрібно забезпечити ефективне знищення як злакових так і дводольних видів бур’янів. Суттєвим ж недоліком грамініцидів (гербіциди ефективні у боротьбі з злаковими видами бур'янів) є зменшення ефективності їх дії при несприятливих погодних умовах та антагоністична взаємодія з гербіцидами, ефективними проти дводольних видів бур’янів. Це і призводить до втрат фітотоксичності у сумішах гербіцидів – і, як наслідок, - до втрати продуктивного потенціалу злакових культур. Тому особливо актуальним насьогодні є пошук шляхів для посилення фітотоксичності грамініцидів, що вимагає розкриття механізму їх антагоністичної взаємодії з іншими гербіцидами. На територіях України, що зазнали радіоактивного забруднення ми стикаємося ще з однією проблемою - необхідності виробництва сільськогосподарської продукції з мінімальним вмістом радіоактивних речовин. Цьому сприяє створення передумов для максимального зниження переходу радіонуклідів з ґрунту в рослини. Дослідження ролі різних факторів у зменшенні забруднення сільськогосподарської продукції і, насамперед, забруднення продукції рослинництва радіоактивними речовинами, має велике значення щодо зменшення дози опромінення людини за рахунок споживання продуктів харчування. Саме тому актуальним питанням, зокрема сучасної радіобіології є дослідження шляхів мінімізації надходження радіонуклідів в рослини. У зв’язку з цим основною метою даної роботи було розробити шляхи для підвищення якості та продуктивного потенціалу культурних рослин на основі фізіолого-генетичних, агрохімічних та агротехнічних заходів. Для вирішення даної проблеми були поставлені наступні завдання: З’ясувати фізіолого-біохімічні особливості асиміляції вуглецю і розподілу азоту в процесі формування продуктивності та якості зерна рослин озимої пшениці різних генотипів для виявлення шляхів їх оптимізації. Встановити систему генетичного контролю вмісту білка в зерні та оцінити комбінаційну здатність сучасних сортів озимої пшениці у системі діалельних схрещувань. Розкрити природу індукованого грамініцидами патогенезу та розробити шляхи підвищення їх фітотоксичності у посівах сільськогосподарських культур. Вивчити вплив позакореневого підживлення сільськогосподарських культур мікроелементами з метою зниження надходження радіонуклідів і підвищення урожайності та якості продукції рослинництва.Наукова новизна. Вперше показано, що високий вміст азоту, а отже і білка, в зерні озимої м’якої пшениці може формуватися кількома шляхами, в основі яких лежать співвідношення між процесами фотосинтезу, депонування азотовмісних сполук у стеблі та їх ремобілізації при наливанні зерна, а також додаткове поглинання азоту рослиною в період після цвітіння. Виявлено тісні позитивні зв’язки між інтенсивністю фотосинтезу, накопиченням азоту у листках та стеблах рослин пшениці різних генотипів у фазу цвітіння та кількістю цього елемента в зерні з усього колоса за повної стиглості. Встановлено адитивно-домінантну систему генетичного контролю вмісту білка в зерні та визначено комбінаційну здатність сучасних сортів озимої пшениці. Виділено перспективні сорти-донори з високим вмістом білка для використання в селекційній роботі. Обґрунтовано концепцію схем схрещувань та проведення доборів за ознакою “вміст білка в зерні”. Вперше досліджено зв’язки вмісту білка в зерні з ознаками продуктивності у сучасних сортів озимої пшениці за допомогою причинно-наслідкової системи шляхових коефіцієнтів Райта, які дали змогу встановити, що для створення високоврожайного сорту з підвищеним вмістом білка в зерні потрібно добирати форми, які б відрізнялись високою кількістю некрупних зерен. Вперше розкрито природу індукованого грамініцидами патогенезу. Встановлено, що фітотоксична дія грамініцидів в рослинах злакових бур’янів реалізується шляхом індукції окиснювального стресу: дія гербіцидів призводить до утворення активних форм кисню, які можливо запускають певні сигнальні шляхи, наслідком чого є некротизація меристем та загибель рослин. Показано, що екзогенні антиоксиданти гальмують, а пероксид водню – навпаки прискорює розвиток фітотоксичної дії грамініцидів. В результаті експериментальних досліджень встановлено, що важливим моментом антагоністичної взаємодії грамініцидів з іншими гербіцидами є зсув анти/прооксидантної рівноваги в рослин-бур'янів в сторону антиоксидантних процесів. Вперше на забруднених радіонуклідами ґрунтах зони Полісся України встановлено, що позакореневе підживлення сільськогосподарських культур мікроелементами зменшує в них вміст 137Cs і 90Sr. Доведено, що використання солей мікроелементів у вигляді комплексонатів було більш ефективним, ніж у водних розчинах тих же концентрацій практично за усіма показниками – гальмуванні накопичення радіонуклідів, збільшення продуктивності, покращення якості продукції, ефективності взаємодій між окремими елементами.Практичне значення. Дослідженнями фізіолого-біохімічних елементів продукційного процесу та формування якості зерна рослин озимої м’якої пшениці 9 генотипів виявлено ланки, фізіолого-генетична оптимізація яких може сприяти подальшому поліпшенню якості та підвищенню врожайності цієї найважливішої продовольчої культури. До таких ознак відносяться: підвищення депонувальної здатності стебла та інтенсивності фотосинтезу у фази колосіння – цвітіння, подовження активного функціонування фотосинтетичного апарату та підтримання здатності до поглинання азоту в період наливання зерна, підвищення ефективності ремобілізації азотовмісних сполук із вегетативних органів наприкінці вегетації. Розроблено підходи для селекції сортів озимої пшениці на підвищений вміст білка в зерні, які базуються на встановленій системі генетичного контролю даної ознаки. Запропоновано залучати до схем схрещувань донори з високим вмістом білка та комбінаційною здатністю, якими можуть бути лінія Київська остиста (високобілкова) та сорти MVM 52-91, Панна. Визначено, що за ознакою білковості зерна слід проводити дво-етапну серію доборів. Показано, що для створення високоврожайного сорту озимої пшениці, який би відзначався підвищеним вмістом білка в зерні, слід добирати форми, які б відрізнялись високою кількістю некрупних зерен. Таким чином, високу урожайність високобілкового зерна буде сформовано завдяки кількості зернівок, а не їх крупності. На основі отриманих експериментальних даних було розроблено практичні рекомендації для селекції урожайних високоякісних сортів. На підставі одержаних експериментальних даних запропоновано метод підвищення фітотоксичності грамініцидів шляхом індукції оксидативних реакцій за допомогою речовин-прооксидантів. Показано, що вибірна фітотоксичність грамініциду феноксапроп-Р-етилу може бути збільшена за рахунок застосування у потрійній суміші з синергістом (гербіцид з прооксидантною дією) метрибузином та антагоністами - гербіцидами інгібіторами фермента ацетолактатсинтази (АЛС). Отримано патент України «Високоефективна гербіцидна композиція для захисту посівів зернових колосових від злакових та дводольних бур’янів». Розроблено технологію комплексного застосування грамініциду галоксифоп-R-метилу у сумішах з гербіцидом-прооксидантом оксифлуорфеном в посівах цибулі. На основі результатів польових досліджень та їх виробничої перевірки, проведеної в сільськогосподарському товаристві “Вишевичі” Радомишльського району Житомирської області, рекомендовано до впровадження науково-обґрунтовані оптимальні дози позакореневого внесення мікроелементів, що забезпечують зменшення вмісту радіонуклідів в рослинах ріпаку ярого і люпину жовтого, підвищення урожайності, валового збору зеленої маси та зерна й істотне зниження енергетичних витрат. В умовах Полісся рекомендовано вносити цинк та марганець у формі водних розчинів, а також їх комплексонатів в дозах 220 і 300 г/га. На основі експериментальних даних отримано патент України на корисну модель „Застосування комплексонату K2Zn(edds)2H2O як радіозахисної сполуки”. За результатами проведених досліджень було опубліковано 69 наукових праць, з них 1 монографія “Теорія та практика комплексного застосування гербіцидів”, 30 наукових статей, 36 тез доповідей. Наукові розробки підтверджені 2 патентами України.