Введение к работе
Актуальность исследований. Яблоня – основная промышленная культура садоводства России, отличающаяся адаптивностью, рентабельностью, отзывчивостью на интенсивные технологии ведения садов, возможностью возделывания по ресурсо-энергосберегающим технологиям, круглогодичным использованием и популярностью плодов у населения.
Основные природные стресс-факторы южного региона, влияющие на плодовое растение: ранние морозы, морозы в середине зимы, во время и после оттепелей, весенние заморозки, засуха, эпифитотии основных грибных заболеваний яблони. Потери урожая от действия стрессовых факторов среды у яблони могут достигать до 60-100% (Кашин, 1998). Снижение урожайности сортов яблони обусловлено и участившимися в последнее время эпифитотиями грибных заболеваний (Савельев, 1998). Современные проблемы экологии и новые экономические отношения предполагают ведение адаптивного, устойчивого садоводства с использованием сортов, обладающих полигенной устойчивостью или иммунитетом к основным абиотическим и биотическим стрессорам окружающей среды.
Нестабильные погодные условия, изменение экологической обстановки и экономических условий, уникальность южного региона в плане курортного отдыха ведут к необходимости оптимизации существующего сортимента яблони, пополнения его более ценными адаптивными сортами. Достаточно благоприятные климатические условия региона способствуют возникновению и отбору ценных генотипов по качеству плодов, а периодически возникающие стрессовые ситуации (засуха, повреждающие факторы зимнего периода) дают возможность провести отбор по устойчивости к неблагоприятным абиотическим факторам среды (Еремин, 2002, 2004).
Большинство интродуцированных сортов, культивируемых в Западном Предкавказье, проявляют недостаточную адаптивность, нередко страдают от эпифитотий основных грибных заболеваний, от ранних морозов осенью или в начале зимы, резких колебаний температуры в зимние и ранневесенние месяцы, поздневесенних возвратных заморозков, недостатка почвенной влаги, воздушной засухи и, как следствие, снижают продуктивность и качество плодов. Необходимо введение в сортимент яблони новых перспективных сортов местной селекции, наиболее приспособленных к постоянно изменяющимся условиям внешней среды, обладающих олигогенным, полигенным или на комплексной олигогено-полигенной основе типом устойчивости к основным грибным заболеваниям.
Актуальность научного направления подтверждается включением его в критические технологии федерального уровня по направлениям: «Растениеводство и селекция», «Производство и переработка сельскохозяйственного сырья», в ГНТП РАСХН «Плоды и ягоды» и «Научные основы формирования эффективного агропромышленного производства». Научные исследования были поддержаны Российским фондом фундаментальных исследований, гранты: № 03-04-96507 р2003юг_а; № 08-04-99035 р_офи; № 09-04-99134 р_офи; № 09-04-99139 р_офи.
Цель исследований – формирование адаптивного сортимента яблони южного региона России на основе устойчивых и иммунных к парше сортов разной плоидности.
Задачи исследований. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
развитие методологических подходов к оценке адаптивного потенциала сортов яблони;
выявление особенностей взаимоотношений в системе «генотип – среда», изучение влияния факторов внешней среды на степень реализации адаптивного потенциала яблони в южном регионе России, физиолого-биохимических особенностей генотипов яблони разной плоидности в годичном цикле развития;
анализ влияния плоидности на степень совместимости при опылении, завязывание, развитие, количество и качество плодов, продуктивность, периодичность плодоношения, закладку урожая следующего года, рост и развитие вегетативных органов растения;
создание оптимальной «модели» сорта яблони для эколого-адаптивных насаждений южного региона;
совершенствование сортимента яблони для южного плодоводства на основе сортов нового поколения с комплексом хозяйственных и адаптивно-значимых признаков;
оценка экономической эффективности технологии производства плодов яблони, основанной на адаптивном сортименте, определяющем продуктивность и устойчивость промышленных насаждений.
Научная концепция диссертационной работы заключается в теоретическом и экспериментальном обосновании формирования адаптивных насаждений яблони на основе комплексного использования биологических особенностей устойчивых к абио- и биотическим стрессорам среды генотипов и биоклиматических ресурсов среды.
Научная новизна работы. Впервые в условиях юга России:
уточнены методологические подходы к оценке адаптивного потенциала сортов яблони разной плоидности в условиях воздействия стрессовых абиотических и биотических факторов среды региона на основе комплекса методов оценки устойчивости, продуктивности, качества плодов сортов яблони, оценки сходства новых сортов с «моделью»;
выявлены особенности взаимосвязей в системе «генотип – среда» на основе оценки реализации адаптивного потенциала 167 сортов и форм яблони разной плоидности и эколого-географического происхождения в нестабильных условиях среды;
установлены нормы реакции на влияние абиотических и биотических стрессоров среды полиплоидных сортов яблони в сравнении с их диплоидными сортами-аналогами, а также перспективных сортов яблони, в том числе физиолого-биохимические особенности генотипов, определяющие адаптацию растения, позволяющие выделить устойчивые сорта яблони для адаптивной технологии возделывания;
выявлены особенности и закономерности развития, роста и плодоношения сортов яблони разной плоидности, в том числе сортов нового поколения; выделены генотипы с комплексной устойчивостью к стрессовым факторам среды для формирования зональных адаптивных сортиментов;
разработана оптимальная «модель» сорта яблони для эколого-адаптивных насаждений южного региона на основе комплекса лучших признаков основных районированных и перспективных сортов;
обосновано размещение сортов яблони по различным экологическим зонам с учетом специфики отношений в системе «генотип-среда» и предложен адаптивный сортимент яблони для степной, прикубанской, предгорной и черноморской зон садоводства Краснодарского края на основе 17 иммунных и высокоустойчивых к парше сортов разной плоидности;
создано 20 сортов яблони нового поколения, сочетающих иммунитет или высокую устойчивость к парше с комплексом хозяйственно-ценных признаков.
Новизна научных исследований подтверждена 11 авторскими свидетельствами и 11 патентами РФ на новые сорта яблони.
Основные положения, выносимые на защиту:
методологические подходы к оценке адаптивного потенциала сортов яблони разной плоидности, оптимальная «модель» сорта с комплексом хозяйственно-ценных и адаптивно-значимых признаков;
биологические особенности сортов яблони разной плоидности с учетом воздействия стресс-факторов среды; закономерности роста, развития и плодоношения яблони в нестабильных условиях возделывания;
зональные адаптивные сортименты яблони, обеспечивающие создание высокопродуктивных, экологически устойчивых и рентабельных агроценозов в нестабильных условиях окружающей среды.
Теоретическая значимость работы. Теоретическую основу диссертации составили биологические и экологические особенности взаимосвязей в системе «генотип – среда» у различных по хозяйственным признакам и свойствам сортов яблони разной плоидности, а также раскрытые механизмы поддержания устойчивости и стабильности насаждений яблони, позволяющие обосновывать для конкретных почвенно-климатических условий зональные сортименты, максимально реализующие свой биологический потенциал.
Практическая ценность и реализация результатов исследований. Научные разработки настоящей диссертационной работы доведены до практической реализации. В Государственное сортоиспытание принято 20 новых сортов яблони разной плоидности, автором и соавтором которых является диссертант, 5 из которых в настоящее время по результатам госсортоиспытания включены в Госреестр селекционных достижений, допущенных к использованию по Северо-Кавказскому (6) региону. Новые сорта и элитные формы яблони разной плоидности, созданные и выделенные в результате проведенных исследований, испытываются на 7 государственных сортоиспытательных участках Северного Кавказа и внедряются в плодовых хозяйствах Краснодарского и Ставропольского края, в республиках Северная Осетия-Алания и Кабардино-Балкария, в Чеченской республике, в Ростовской области на площади более 500 га. Сорта скороплодны, продуктивны, обладают иммунитетом и (или) полигенной устойчивостью к основным грибным заболеваниям, высоким качеством плодов.
В практическом плане:
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были представлены в работе научных конференций молодых ученых (Анапа, 1997, 1999; Краснодар, 1998; 1999); на научных совещаниях (Мичуринск, 1999; Санкт-Петербург, 2001); на международных научно-практических конференциях (Орел, 2000, 2001, 2003, 2005; Крымск, 2000; Краснодар, 2001, 2005; Москва, 2002, 2004; Новосибирск, 2005; Кишинев, 2005); на научно-практических конференциях по приоритетным проблемам научного обеспечения развития отрасли (Краснодар, 2001, 2002, 2003, 2006; Анапа, 2004), а также ежегодно заслушаны и одобрены на заседаниях ученого совета и центра селекции СКЗНИИСиВ (1996-2008 гг.).
Публикация результатов исследований. Основные теоретические положения диссертационной работы и результаты экспериментальных исследований опубликованы в 88 печатных работах, в том числе: 13 – в реферируемых журналах, 6 – в монографиях. Общий объем – 26,7 печатных листов. 20 новых сортов яблони разной плоидности, созданных с участием диссертанта, переданы в Госкомиссию РФ по испытанию и охране селекционных достижений, по результатам госсортоиспытания 5 из них включены в Госреестр селекционных достижений, допущенных к использованию по Северо-Кавказскому (6) региону. Получено 11 патентов и 11 авторских свидетельств на новые сорта яблони.
Структура и объем диссертации. Результаты исследований, представленные в диссертации, получены при непосредственном личном участии диссертанта или под его руководством. За период работы изучен сортовой и гибридный фонд яблони разной плоидности, созданный до 1995 г. кандидатом сельскохозяйственных наук Л.И. Дутовой, с 1996 г. – совместно с соискателем, с 2003 г. – соискателем. Диссертация состоит из введения, 9 глав, выводов и рекомендаций для селекции и производства, списка использованных источников и приложений. Объем работы составляет 342 страницы текста, включает 109 иллюстраций, 55 таблиц, 9 приложений, 484 библиографические ссылки отечественных и иностранных источников.
Исследования, положенные в основу диссертации, обобщены соискателем при научных консультациях д-ра с.-х. наук, профессора, академика Россельхозакадемии Е.Н. Седова, д-ра техн. наук, профессора И.А. Ильиной, которым автор выражает глубокую благодарность. Автор выражает признательность канд. с.-х. наук Л.И. Дутовой, д-ру с.-х. наук Т.Г. Причко, д-ру с.-х. наук, профессору Т.Н. Дорошенко, д-ру с.-х. наук С.Н. Щеглову, канд. биол. наук И.В.Хвостовой, канд. техн. наук Ю.Ф.Якуба, канд. экон. наук Ж.А. Шадриной, Т.В. Рагулиной, Л.В. Махно за участие и помощь в выполнении отдельных этапов научных исследований по данной работе.
Похожие диссертации на Формирование адаптивного сортимента яблони на основе устойчивых и иммунных к парше сортов
