Определение качественных показателей волокна у устойчивых к вилту сортообразцов хлопчатника в условиях Абшерона

Хлопководство является одной из важных отраслей сельского хозяйства республики Азербайджан. Благодаря широкому использованию научных достижений и передового опыта в последние годы достигнуты определенные успехи в развитии хлопководства [Alizada et al., 2020; Akparov et al., 2021]. Особую актуальность в этой области наряду с другими признаками хлопчатника приобретает повышение качества хлопкового волокна [Mammadova et al., 2021, Ализаде, 2023]. Научный поиск и синтез новых носителей доноров ценных признаков должен быть направлен не только на увеличение валового сбора хлопка-сырца, но и на улучшение качества урожая с тем, чтобы качество сырья и готовых изделий из него повышало конкурентную способность хлопковой продукции на мировом рынке. Культивируемый хлопчатник является основной технической культурой. Около 50% волокна, необходимого для мировой текстильной промышленности, получают из хлопка [Alizade et al., 2023b]. При поражении хлопчатника вер-тициллезным вилтом снижается не только его урожайность, но и существенно падает качество волокна: длина, крепость, относительная разрывная нагрузка, микронейр, линейная плотность [Mamedova, 2011].

Высококачественное волокно – один из факторов повышения производительности труда, внедрения автоматизации в прядильном и ткацком производстве, где эффективное использование технического оборудования определяется комплексом технологических показателей волокна, главным образом длиной, прочностью (крепостью) и разрывной длиной. Отсюда вытекает необходимость повысить и уровень селекции хлопчатника на качество волокна [Автономов, 2006]. Наряду с комплексом агротехнических мероприятий большое значение имеет внедрение в производство новых скороспелых, высокоурожайных, устойчивых против болезней сортов хлопчатника с высоким качеством волокна [Amrahov et al., 2024; Alizade et al., 2024].

Однако на пути к высоким и устойчивым урожаям хлопчатника стоит немало трудностей. Одна из них – поражение растений вредителями и болезнями. Среди заболеваний хлопчатника наибольший ущерб растениям наносят корневая гниль, гоммоз и вилт. Особенно вредоносным из них является вилт. При заболевании этой болезнью не только уменьшается урожай, но и в значительной мере снижается его качество – длина, крепость волокна, масличность, всхожесть семян. Заражение хлопчатника происходит в основном в почве через корни при прорастании микросклероциев в их ризосфере [Азимов и др., 2015; Ализаде, 2022, Mammadova et al., 2023].

На научно-исследовательские институты возлагается большая ответственность в борьбе с вредителями и болезнями, которые очень плохо влияют на развитие хлопководства [Alizade, 2022]. Одной из главных задач в сельском хозяйстве является создание устойчивых и толерантных к болезням и вредителям сортов. Селекционные работы, проводимые в области получения устойчивых к болезням форм, пока недостаточны [Mammadova et al., 2024; Alizada, Aliyeva, 2024; Mammadova et al., 2025]. Одним из главных условий этого является передача наследственных признаков устойчивости от родительских форм к следующему поколению [Alizade, Mammadova, 2023a]. Вертициллиозное увядание – одно из самых распространенных заболеваний в хлопководстве. Возбудителем этого заболевания является гриб Verticillium dahliae Klebahn, встречающийся в почве. Как только в процессе выращивания повреждается корень растения, мицелий гриба попадает в него. Если поражение происходит в начале вегетационного периода – растение погибает, если позже – снижается урожайность [Мамедова, 2009].

Патогены, вызывающие инфекционные заболевания, для роста и развития используют органические вещества растения и этим наносят значительный вред растению-хозяину. В то же время наличие возбудителя в тканях растения и внедрение продуктов их метаболизма оказывают на растение негативное воздействие; кроме того, накопление продуктов метаболизма возбудителя в тканях растения может стать причиной токсичности растительного продукта. Все вышесказанное приводит к нарушению нормальной жизнедеятельности растения. Основной целью исследования было изучение качественных показателей волокна у сортов хлопчатника, в разной степени пораженных болезнью увядания, и выявление устойчивых образцов.

Материалы и методы

Фитопатологическое изучение поражаемости сортов и форм хлопчатника вертициллезным вилтом и изучение технологических признаков волокна местных и интродуцированных сортообразцов хлопчатника, имеющих различное географическое происхождение, проводилось на искусственно-инфекционном вилтовом фоне Абшеронской научно-исследовательской базы Института Генетических Ресурсов Министерства Науки и Образования Азербайджана. Для исследования из Национального Генбанка Института Генетических Ресурсов были взяты коллекционные сорта и формы хлопчатника вида G. hirsutum. Были отобраны 31 сорт хлопка из Азербайджана, США, Турции, Узбекистана и Мексики, обладающие высокими качественными характеристиками волокна и устойчивостью к увяданию.

Тестирование качественных признаков волокна, изучаемых сортов, проводилось на электронной системе HVI (High Volume İnstrument), соответствующей международным стандартам.

Изучали следующие важные технологические свойства волокна: верхнюю среднюю длину волокна, удельную разрывную нагрузку, удлинение до разрыва, микронейр и линейную плотность. Сортообразцы хлопчатника по этим признакам были сгруппированы согласно кластерному анализу, который был выполнен с использованием евклидова индекса сходства на основе алгоритма Уорда. Дендрограммы строились с помощью программы Past v4.17 на основе 1000 бутстрап. По общепринятой методике Ф.В. Вайтенока [1970], по пятибалльной шкале изучали фитопатологическую устойчивость сортов и форм хлопчатника к вертициллезному вилту.

Результаты и обсуждение

Отобранные нами по высоким качественным показателям волокна и устойчивостью к вертициллез-ному вилту сорта хлопчатника в количестве 31 образца, собраны в две основные группы и каждая группа состоит из двух подгрупп (рисунок). В подгруппе А первой основной группы объединены 3 сорта, в подгруппе В 14 сортов, в подгруппе С второй основной группы 6 сортов, а в подгруппе D 8 сортов. Сорта Gəncə-191, Gəncə-108 и Paymaster-3, находящиеся в подгруппе А отличались положительным показателем микронейра равным 3.5–3.6, то есть эти сорта являются тонковолокнистыми. Верхняя средняя длина волокна у сорта Gəncə-108 была 30.9 мм, у сорта Gəncə-19133, 4 мм, то есть они относятся к III типу длинноволокнистых сортов.

180        160        140        120        100        80         60         40         20

Distance

Кластерный анализ сортообразцов хлопчатника по показателям качества волокна методом Уорда с использованием программы Past

[Cluster analysis of cotton variety samples in terms of fiber quality by the Ward method using the Past program ]

В подгруппе В объединены 14 следующих сортов Acala Rok-44, Acala-1517, Deltapine-90, Deltapine 2363, AzNIXI-170,Gəncə-240, Paxtak-393, Acala-1517 PR, Acala-si-4, Gəncə-76, Acala-5-8, Nmanqan,AzNIXI-163,AzNIXI-176. В этой подгруппе все признаки варьировали в очень широком диапазоне. Микронейр в пределах 41–48, верхняя средняя длина от 25.8 мм до 30.7 мм, а относительная разрывная нагрузка была зафиксирована в интервале 26.7–30.3 g/tех. Сорта, находящиеся в подгруппе В, относятся к средневолокнистым сортам IV, V и VI типа волокна.

Сорта Cook-02212, Paymaster-548, Cook-02214, Edessa, Gəncə-151, Gəncə-131 входят в подгруппу С, а сорта хлопчатника Gəncə-234, Gəncə-239, S-1581, AzNİXİ-183, Acala-Birma RZ, Cook-1010, Daşkənd-1, Cook-02213 объединены в подгруппе D второй основной группы. У сортообразцов подгруппы С и D второй основной группы между признаками наблюдалась очень незначительная вариация и по их показателям эти сортообразцы являются средневолокнистыми и отвечают требованиям, предъявляемым к IV типу волокна.

Таким образом, по результатам кластерного анализа сортообразцы сгруппированные в подгруппе А по качественным признакам волокна являются комплексно-положительными и относятся к III типу волокна.

Сорта, сгруппированные в подгруппе D, отличались по одному или нескольким высоким показателям признаков. Сортообразцы, относящиеся ко второй группе, по исследованным качественным показателям волокна полностью соответствуют требованиям текстильной промышленности.

На основании фитопатологического изучения были отобраны иммунные и устойчивые к вилту сорто-образцы хлопчатника и составлены таблицы количественного и процентного соотношения степени устойчивости к болезни (табл. 1).

Таблица 1

Степень устойчивости к вертициллезному вилту, отобранных коллекционных сортообразцов хлопчатника вида G. hirsutum

[The degree of resistance to verticillose wilt of selected collectible cotton varieties of the G. hirsutum species]

Степень устойчивости	Устойчивость в баллах	Число	%
Иммунные	0	19	61.3
Высокоустойчивые	1	2	6.5
Устойчивые	2	6	19.4
Толерантные	3	4	12.9
Восприимчивые	4	-	-
Сильновосприимчивые	5	-	-
Всего	-	31

У отобранных нами сортов и форм хлопчатника степень устойчивости к вертициллезному вилту была различной. В таблице 1 представлены результаты фитопатологической оценки устойчивости к вилту отобранных нами коллекционных сортообразцов хлопчатника вида G. hirsutum . На представленной таблице из 31 сортообразца хлопчатника 61.3% – иммунные; 6.5% – высокоустойчивые; 19.4% – устойчивые; 12.9 – толерантные, восприимчивые и сильновосприимчивые сортообразцы не выявлены. Среди изученных коллекционных сортообразцов хлопчатника в большинстве преобладали следующие иммунные к вилту сорта и формы: AzNİXİ-170, S-1581, AzNİXİ-183, Gəncə-76, Gəncə-108, Gəncə-231, Gəncə-234, Gəncə-239, Gəncə-240, Acala-1517PR-2, Acala-Birma RZ, Acala-si-4 SŞA, Acala-5-8 İran, Paymaster-548, Cook 1010, Cook-02213, Deltapine-90, Deltapine2363 Bolqar, Paxtak-393NC-11565.

Высокоустойчивыми сортообразцами были AzNİXİ-176, Gəncə-251, устойчивыми – Acala-1517, Edessa Türkiyə, AzNİXİ-163, Gəncə-191, Paymaster-3, Cook-02212 и толерантными – Daşkənd-1, Namanqan, Acala-Rok 44, Cook-02214. Было выявлено, что устойчивые к вертициллезному вилту сорта имели высокие показатели качества волокна (табл. 2).

Таблица 2

Показатели качественных признаков волокна и степень поражаемости вилтом сортов хлопчатника

[Indicators of the qualitative characteristics of fiber and the degree of wilt infestation of cotton varieties]

Название сорта	Верхняя средняя длина, mm	Удельная разрывная нагрузка, g/tex	Удлинение до разрыва, %	Микро-нейр, unit	Линейная плотность, m/tex	Степень по-ражаемости, %
AzNİXİ-170	29.1	27.2	6.4	4.2	149	0
Acala-1517	28.6	26.7	6.4	4.3	154	25.0
Daşkənd-1	29.5	25.9	5.9	4.7	188	33.0
S-1581	28.9	30.2	6.5	4.5	174	0

Окончание табл. 2

Название сорта	Верхняя средняя длина, mm	Удельная разрывная нагрузка, g/tex	Удлинение до разрыва, %	Микро-нейр, unit	Линейная плотность, m/tex	Степень по-ражаемости, %
Nmanqan	29.8	27.3	7.3	4.3	158	33.3
Edessa Turkiyə	28.2	28.7	6.8	4.9	215	16.8
AzNİXİ-163	28.9	29.2	7.1	4.3	158	25.0
AzNİXİ-176	28.5	28.2	6.8	4.3	157	10.0
AzNİXİ-183	30.3	30.2	6.7	4.6	176	0
Gəncə-76	29.7	28.9	6.4	4.4	162	0
Gəncə-108	30.9	28.4	6.3	3.6	116	0
Gəncə-191	33.4	36.4	6.9	3.5	115	16.7
Gəncə-231	28.9	28.0	6.3	5.1	242	0
Gəncə-234	28.9	28.0	6.3	5.1	178	0
Gəncə-239	29.4	28.4	6.4	4.6	177	0
Gəncə-240	28.4	27.6	6.5	4.2	150	0
Gəncə-251	28.7	30.9	7.1	4.0	215	10.0
Acala-1517 PR-2	31.6	30.3	6.8	4.1	143	0
Acala –Rok 44	30.7	30.3	6.9	3.9	130	33.3
Acala-Birma RZ	28.6	29.1	6.8	4.7	183	0
Acala-si-4 SŞA	28.9	26.9	6.4	4.3	152	0
Acala-5-8 İran	28.4	28.4	7.0	4.4	161	0
Paymaster-3	29.0	27.0	6.1	3.5	114	12.5
Paymaster-548	28.5	27.8	6.3	4.9	207	0
Cook 1010	29.3	28.1	6.8	4.7	191	0
Cook-02214	28.4	28.1	6.5	4.9	205	27.3
Cook-02212	28.7	29.2	6.7	4.8	200	25.0
Cook-02213	28.0	28.3	6.6	4.7	187	0
Deltapine-90	29.0	28.2	6.4	4.1	142	0
Deltapine-2363	26.0	28.5	6.7	4.1	143	0
Paxta k-393NC-11565	25.8	28.2	6.7	4.2	152	0

Кечагия и Ксантопулос обнаружили значительное снижение значений обрыва волокна и микронейра со 2 или 3-й степени в зависимости от сорта [Kechagia, Xanthopoulos, 1998]. Айеле и др. определили, что содержание коротких волокон, микронейр, количество узелков, тонкость и содержание незрелых волокон также значительно пострадали под воздействием вертициллезного увядания как у восприимчивых, так и у устойчивых сортообразцов [Ayele et al., 2020].

В результате повышенной стойкости к заболеванию относительно устойчивые сорта реагируют на воздействие гриба-паразита в меньшей степени, проявляя большую стабильность, чем восприимчивые и при заражении вилтом дают значительно выше урожай по сравнению с неустойчивыми, у которых из-за болезни резко понижается продуктивность и качество волокна [Дьякова, 1984]. При использовании метода отдаленной гибридизации, широко применяемого в селекции хлопчатника, возникает возможность выведения сортов, сочетающих в себе как устойчивость к заболеванию вертициллезом, так и высокие технологические качества волокна [Рахманкулов и др., 2016]. Замена восприимчивых сортов хлопчатника относительно вилтоустойчивыми дает положительный эффект в отношении снижения вилта. Большинство исследователей допускают, что внедрение относительно вилтоустойчивых сортов является наиболее эффективным мероприятием, которое может решить проблему вилта [Мирахмедов и др., 2016].

Заключение

Комплексное изучение качественных признаков волокна и устойчивости к вертициллезному вилту коллекционных сортов и форм хлопчатника, позволило отобрать сортообразцы с высокими показателями качества волокна и устойчивостью к вилту. Эти отобранные сортообразцы с комплексно положительными признаками могут быть использованы в селекционном процессе исходным материалом, в качестве доноров устойчивости к болезни, а также рекомендованы для использования в хлопкосеющих районах, где наиболее сильно распространено это заболевание.