Содержание к диссертации
Введение
1 Происхождение, распространение, особенности биологии восточно-азиатских сортов груши 5
1.1 Происхождение восточно-азиатских сортов груши и современное состояние их возделывания 5
1.2 Особенности биологии и хозяйственная ценность восточно-азиатских сортов груши - 10
2 Условия, объекты и методы исследования 24
3 Биологические особенности восточно-азиатских сортов груши 34
3.1 Фазы развития растений груши 34
3.1.1 Характеристика коллекционных образцов груши по началу вегетации 35
3.1.2 Цветение 38
3.2 Сила роста деревьев коллекционных образцов груши 44
3.3 Устойчивость к неблагоприятным факторам среды 50
3.3.1 Устойчивость к грибным болезням 50
3.3.2 Морозоустойчивость 58
3.3.3 Устойчивость сортов к обезвоживанию и жаростойкость 63
3.3.4 Урожайность 72
4 Технологические свойства и качество плодов восточно-азиатских образцов груши 81
4.1 Сроки созревания и лежкость плодов 81
4.2 Дегустационная оценка плодов 86
4.3 Биохимический состав плодов 94
4.4 Технологическая оценка продуктов переработки плодов 99
5 Экономическая эффективность вьіращивания сортов груши 113
Выводы 116
Рекомендации для производства и селекции 119
Список литературы 121
Приложение 139
- Происхождение восточно-азиатских сортов груши и современное состояние их возделывания
- Особенности биологии и хозяйственная ценность восточно-азиатских сортов груши
- Характеристика коллекционных образцов груши по началу вегетации
- Технологическая оценка продуктов переработки плодов
Введение к работе
Актуальность темы. Груша является одной из хорошо известных плодовых культур, распространенной во многих странах северного и южного полушария с мягким климатом. Ее плоды обладают многими ценными качествами, пригодны для употребления в свежем виде и для переработки.
Более половины насаждений груши в России произрастает на Северном Кавказе. Однако и здесь, в самых благоприятных климатических условиях, площади, занятые этой культурой, ограничены. Это во многом связано с недостатками существующего сортимента: многие районированные сорта слабозимостойки и неустойчивы к болезням, что отрицательно сказывается на величине и качестве урожая.
Повышение продуктивности груши и ее широкое распространение тесно связаны с возделыванием новых сортов, экологически приспособленных к условиям произрастания, с естественным сдержанным ростом дерева, скороплодных, урожайных, с плодами высоких товарных, пищевых и технологических качеств.
Интродуцированные сорта восточно-азиатских груш с этой точки зрения представляют значительный интерес и могут быть использованы для расширения современного сортимента в южной зоне плодоводства. Для этого необходимо комплексное изучение биологических особенностей и хозяйственно - ценных признаков этой группы сортов, что определяет актуальность проведенного исследования.
Цели и задачи исследования. Целью настоящей работы явилось изучение биологических особенностей и хозяйственно - ценных признаков восточно-азиатских сортов груши, выделение лучших из них для производственного испытания и использования в селекции. В соответствии с поставленной целью, в задачи исследования входило:
изучить особенности роста и плодоношения деревьев;
установить устойчивость сортов к экстремальным факторам среды;
установить сроки прохождения фенологических фаз;
- изучить хозяйственно-ценные признаки плодов и на основе этого выделить лучшие сорта для потребления в свежем виде и промышленной переработки;
- выделить сорта с наибольшей выраженностью хозяйственно — ценных
признаков и их оптимальным сочетанием для использования в
производстве и селекции.
Научная новизна работы. Впервые в условиях Адыгеи проведено
(^ комплексное изучение восточно-азиатских сортов груши. Изучены особенности
роста, прохождения фенологических фаз, продуктивность с учетом мощности
деревьев, морозостойкость с использованием искусственного промораживания и
последующего анатомического исследования тканей, засухоустойчивость по
показателям водного режима, устойчивость к наиболее вредоносным грибным
болезням, сроки съемной и потребительской зрелости плодов. Выявлены
высокоурожайные сорта с плодами высокого качества, определен биохимический
состав плодов, изучены их технологические свойства.
Практическая ценность работы. Выделены сорта наиболее перспективные для промышленного возделывания в предгорной зоне Северо-Западного Кавказа: урожайные, устойчивые к абиотическим и биотическим факторам, с плодами высоких вкусовых и товарных достоинств различных сроков потребления. Для использования в селекционной работе установлены источники хозяйственно-ценных признаков.
Апробация работы. Результаты исследований были доложены на научно -
* практических конференциях МГТЙ (Майкоп, 1998 - 2002), международных
научно - методических конференциях ВНИИСПК (Орел, 2000), ВНИИЦиСЬС (Сочи, 2001), СКЗНИИСиВ (Краснодар, 2001), КОСС ВИР (Крымск, 2002.), Структура и объем работы»
Диссертационная работа изложена на 159 стр. машинописного текста, содержит 25 таблиц, 17 рисунков и состоит из введения, 5 глав, выводов, рекомендаций для производства и селекции, списка литературы, включающего 168 отечественных, 28 иностранных источников и 7 приложений.
Происхождение восточно-азиатских сортов груши и современное состояние их возделывания
Груша - Pyrus L. относится к семейству розановых - Rosaceae Juss., 1« подсемейству яблоневых - Maloideae С. Weber.
Для этого рода отличительными признаками являются: акропетальное зацветание, когда первыми в соцветии открываются нижние цветки, которые крупнее, тяжелее, чаще завязывают плоды, чем верхние; столбики (стилодии) раздельные, несросшиеся; мякоть плода содержит каменистые клетки (склероции); мякоть сочная, размягчается при созревании и приобретает коричневый оттенок; стенки гнезда завязи (эндокарпий) мягкие, перепончатые, пергаментообразные; в каждом гнезде завязи по две семяпочки; листья, цветки, плоды, семена содержат гликозид арбутин (Рубцов Г, А., 1937; Федоров А. А., 1954; Синская Е, Н,. 1969; Жуковский П. М., 1971, Туз А. С, 1983.
Род Pyrus L. по современным представлениям включает более 60 видов (Воронов Ю., 1924-1925; Рубцов Г. А., 1941; Федоров Ан. А.} 1954, 1958; Васильченко И.Т., 1957; Жуковский П. М.Д971). Они произрастают на евроазиатском материке и на северо-западе Африки от 30 до 50 с. ш.
Предполагается, что род Pyrus L. возник в горных районах западного и юго-западного Китая. Постепенно он распространился на восток и запад, приспосабливаясь к различным условиям произрастания. При этом образовалось большое разнообразие форм, которые служили материалом для отбора (Рубцов Г, А., 1931, 1936). Наиболее активно этот процесс происходил в указанных Н. И. Вавиловым (1931) центрах происхождения: Китайском, Среднеазиатском и Ближневосточном. По мнению П. М.
Жуковского (1971), следует указать также Средиземноморский и Европейско-сибирский центры происхождения груши.
В Восточной Азии сосредоточены виды груши, входящие в восточноазиатскую эколого-географическую группу и объединенные А. С. Тузом (1970, 1983) в секцию Pashia Koehne, Общими признаками этих видов являются реснитчато-пильчатый край листа, опадающие у большинства видов чашелистики, оржавленная кожица плодов, короткий период биологического покоя, устойчивость к грибным заболеваниям.
Наиболее примитивны виды P. betulifolia Bunge (груша березолистная) и P. calleryana Decne (груша каллери). Их плоды очень мелкие, 1 - 2 г, с 2 -3-х гнездной завязью, оржавленной кожицей, несъедобные. По мнению А. С. Туза (1983) эти виды не могли быть предметом окультуривания ввиду своей примитивности. S. Н. Lee (1948), A.Rehder (1949) отмечают,что в Центральном Китае произрастают виды Р. pyrifolia (Burm.) Nakai (груша грушелистная или песчаная) и P. bretschneideri Rend, (груша бретшнейдера). Эти полиморфные виды включают формы как с мелкими, так и с довольно крупными съедобными плодами, имеющими 5 семенных камер, изредка с 3-х - 4-х - гнездными плодами. У P. bretschneideri Rehd, в отличие от других видов секции Pashia Koehne плоды неоржавленные или только частично оржавленные. Некоторые формы этого вида имеют приросшие чашелистики. В южном Китае и вдоль южных склонов Гималаев произрастает P. pashia Hamilt. (груша пашия). Молодые растения этого вида имеют лопастные листья (Render А., 1949). На севере Китая, в Приморском крае России и в Корее произрастает вид P. ussuriensis Maxim, (груша уссурийская). К нему близки японские виды P. aromatica Kikuchi et Nakai (груша ароматная) и P. hondoensis Nakai et Kikuchi (груша хоньдойская) (Kikuchi А., 1924).
Во вторичных центрах видообразования груши - в Средней Азии и Средиземноморье произрастают виды секции Pyrus. Отличительные признаки этих видов - гладкая неоржавленная или частично оржавленная кожица плодов, приросшие чашелистики и слабозазубренные края листьев (Туз А. С, 1983).
Особенностью формирования культурных сортов Восточной Азии является то, что оно происходило на базе отдельных, географически обособленных видов, в основном, груши грушелистнои и груши бретшнейдера (Ни Chang Chin, 1937; Лю ши цы, 1957; Сунь юй вэй,1959). В южном Китае и северной Индии культивируются сорта на основе груши пашия (Туз А. С, 1972; Лэйне Р. Э., Квамме X. А., 1981). Исходным материалом для морозостойких сортов, возделываемых на севере Китая, в Приморье России, КНДР является груша уссурийская (Shen Т., 1980). Родоначальниками местных японских сортов груши являются груша ароматная и груша хоньдойская, близкие к груше уссурийской (Kikuchi А., 1924).
Восточно-азиатские виды и сорта приняли участие и в формировании многих сортов Средней Азии (Туз А. С, 1978, 1983). В давние времена, вероятно, по Великому шелковому пути они продвинулись далеко на запад и достигли Западного Китая и Средней Азии. Некоторые сохранили свою видовую принадлежность, другие переопылились с местными сортами других видов (Тупицын Д. И., 2003).
Восточно-азиатские виды приняли участие в формировании сортимента Северной Америки. Европейские сорта здесь сильно страдали от бактериального ожога, что привело к необходимости создания устойчивых местных сортов. По сведениям Р. Э.Лэйне, X. А. Квамме (1981), селекция на устойчивость груши против бактериального ожога была начата в 19 веке после интродукции китайских песчаных груш (груша грушелистная) в восточные штаты США.
Особенности биологии и хозяйственная ценность восточно-азиатских сортов груши
В своем индивидуальном развитии деревья груши имеют ежегодно повторяющуюся смену фенологических фаз, сроки прохождения которых зависят от биологических особенностей сортов и видов а также от условий произрастания.
Различные сорта и виды имеют неодинаковый период глубокого покоя. Наиболее короткий наблюдается у представителей Китайско-японского генцентра, формировавшихся в условиях муссонного климата, а также у некоторых среднеазитских и кавказских сортов, в происхождении которых принимали участие представители восточных видов (Чижов С. Т.Д 957; Туз А. С, 1983).
Выход деревьев груши из состояния покоя протекает постепенно и завершается с началом вегетации (Чендлер У., 1960; Туз А. С, 1986). О начале вегетации многие судят по появлению зеленого конуса листьев у генеративных почек.
И. А.Бандурко (1986, 1999), А. И. Терещенкова (1988), Л. В. Хачетлова (1989), Р. Д. Бабина (1995) отмечают начало вегетации груши в южной зоне плодоводства в конце марта - начале апреля. Цветение проходит с 10 апреля по 20 мая (Драгавцев А. П., Трусевич Г, В., 1970). Продолжительность цветения одного цветка составляет 2-6 дней, а всего соцветия - 5-8 (Туз А. С, 1983).
Сведения о фазе цветения груши и условиях ее прохождения находим у Ф. Кобеля (1957), У. Чендлера (1960), К. К. Душутиной (1964), Е. И. Костецкой (1970), А. С. Туза (1971, 1983, 1986), Г. В. Калиниченко (1973), Н. Н. Гриненко (1977), И. А. Бандурко (1986, 1999), А. И. Терещенковой (1988), Л. В. Хачетловой (1989), Б. А. Мухигулашвили (1990), В. Н. Куренного (1992), Р. Д. Бабиной (1995), Г. П. Рылова (1996).
А С. Туз (1986), И. А. Бандурко (1998), на основании многолетних фенологических наблюдений в коллекционных садах Майкопской опытной станции ВИР отмечают значительные различия в сроках начала вегетации и цветения видов и сортов груши в зависимости от происхождения и метеорологических условий. Существует прямая корреляция между сроками начала вегетации и цветения: образцы с ранним началом вегетации имеют и раннее начало цветения и наоборот.
Проведенная А. С. Тузом (1986) и И. А. Бандурко (1999) группировка образцов коллекции груши по срокам начала вегетации и цветения свидетельствует о том, что в целом восточно-азиатские виды и сорта начинают вегетацию и цветение намного раньше, чем европейские. В условиях предгорной зоны Северо-Западного Кавказа это нередко приводит к повреждению цветков и завязей поздними весенними заморозками.
Отличительным свойством груши является неодновременное наступление биологической (съемной) спелости плодов и их потребительской зрелости. Разница между датами съема и потребления плодов составляет у летних сортов 5-10 дней, у осенних - несколько недель, у зимних - несколько месяцев, что отмечают U, P. Hedric et. al. (1921), А. Г. Рубцов (1937), И. В. Мичурин (1948), В. К. Заец и др. (1953), Л. П. Симиренко (1962), А. С. Туз (1983) и другие.
Характеристика коллекционных образцов груши по началу вегетации
Фенологические наблюдения являются обязательным элементом хозяйственно-биологического изучения сортов. По срокам наступления той или иной фазы можно судить о степени приспособленности сортов к условиям произрастания и их хозяйственной ценности. Изучение начала и продолжительности фенологических фаз в конкретных почвенно-климатических условиях необходимо для подбора сортов при закладке сада, а также для своевременного проведения различных агротехнических мероприятий. Особенно важно изучение ритма сезонного развития растений при их интродукции в районы, отличающиеся по климатическим условиям от места выведения сортов.
Вопросы фенологии груши достаточно широко освещены в литературе, о чем свидетельствует проведенный нами обзор. На сроки прохождения фенологических фаз влияют почвенно-климатические условия, высота над уровнем моря, географическое местоположение, особенности сорта и другие факторы.
Прохождение фенологических фаз у груши на Северном Кавказе изучали многие исследователи (Рубцов А.Г. 1937; Драгожинская В.М. 1964; Туз А.С. 1983, 1986, Бандурко И.А. 1986, 1998), однако у восточно-азиатских сортов такое изучение проводилось в ограниченном объеме. По сведениям А.С. Туза (1986) и И.А. Бандурко (1999) вегетация и цветение восточно-азиатских сортов, в целом начинается раньше, чем у большинства западноевропейских. В условиях Крыма и Северо-Западного Кавказа И. А.Бандурко (1986, 1999), А. И. Терещепкова (1988), Л. В. Хачетлова (1989), Р. Д. Бабина (1995) отмечают начало вегетации груши в конце марта - начале апреля.
При изучении сроков прохождения фенологических фаз мы отмечали даты начала вегетации, начала и окончания цветения. Для сравнения сортов определяли, на сколько дней раньше (-) или позже (+) контроля (Киффер) наступала каждая фаза.
В соответствии с методикой мы отмечали начало вегетации на трех учетных деревьях каждого сорта через два дня, когда у 75% генеративных почек конус зеленых листьев выступает из-под кроющих чешуи на 1/3 длины почек.
У исследованных нами образцов груши по средним данным за 4 года вегетация начинается во 2-й и 3-й декадах марта.
В условиях МОС ВИР наиболее раннее начало вегетации (у контроля 16 марта) было отмечено весной 2001 года, что было обусловлено теплой погодой в январе, феврале и марте (среднемесячные температуры, соответственно, 0,0 С, 2,1 С и 8,3 С). Наиболее позднее начало вегетации отмечено в 2000 году (22 марта у контрольного сорта), что вызвано длительным похолоданием в конце февраля - марте. Сходные погодные условия наблюдались и в условиях КОСС ВИР.
В среднем за 4 года по срокам начала вегетации изучаемые сорта можно отнести к 3-м группам:
I Сорта, с ранним началом вегетации, на 2-6 дней раньше контрольного сорта: Уссурийская отборная, Цыли, Ольга, Дружба, Сули, Уайбацзыли, Фоцзянсили, Яли, Сянли, Энли, Этоули;
II Сорта с началом вегетации на уровне контроля ±1 день: груша Ганзена, Китайская № 2, № 6, № 9, № 15, № 17, № 18, Песчанка, Майкопская красавица, Минюэли, Пинли, Баочжули, Восточная Золотистая, Цзинмули Бронзовая, Утренняя Свежесть;
III Сорта с относительно поздним началом вегетации (на 2-4 дня позже контроля): Козуи, Пиктав, Шинсуи, Китайская № 13, № 4, № 12, № 16, Деканка Новая.
Дисперсионным анализом установлено, что начало вегетации определялось, в основном, сортовыми особенностями (33,2%). Влияние погодных условий составило 14,9% случайных факторов - 3,3% (приложение 2).
Среди образцов с ранним началом вегетации многие являются производными груши уссурийской (Уссурийская отборная, Ольга, Уйбацзыли и другие). Есть в коллекции образцы, производные груши Бретшнеидера (Цыли), груши грушелистной (Козуи, Шинсуи, Деканка Новая, Пиктав, Китайская № 4, № 12, № 13, № 16).
Последовательность начала вегетации у большинства сортов сохранилась в различные годы; амплитуда отклонения от контроля незначительно изменялась. В 1998 году отклонение составило - 9...+5 дней; в 1999 году-5...+6; в 2000 году-5...+5; в2001 году-6...+5 дней.
В условиях юга России регулярность плодоношения груши во многом зависит от сроков цветения. Цветки являются органами, наиболее неустойчивыми к воздействию отрицательных температур. О повреждении цветков груши весенними заморозками сообщают Е. А. Дуганова (1972, 1980), В.А. Бурлак, В.Д. Щербатко (1980), Р.Д. Хоружая (1982), И.А. Бандурко (1998) и другие. В связи с этим позднее цветение является хозяйственно-ценным признаком.
Поскольку груша, в основном, является перекрестно опыляющимся растением, важное значение также имеет изучение сроков и продолжительности цветения у различных сортов, поскольку лишь одновременно цветущие сорта могут взаимно опыляться. Кроме того, сорта с более продолжительным периодом цветения имеют больше возможности для опыления.
Изучению фазы цветения груши посвящены работы многих авторов. На юге России его проводили Е.И. Костецкая (1970), А.С. Туз (1971, 1983, 1986), И.А. Бандурко (1986,1998), А.И. Терещенкова (1998), и другие. Цветение большинства сортов проходит с 10 апреля по 20 мая. По сведениям И. А. Бандурко (1998) цветение абсолютного большинства коллекционных образцов груши проходило в 1991-1993 гг. с 6 апреля по 4 мая, через 13-35 дней после начала вегетации. Наиболее раннее начало цветения отмечено у вида груша уссурийская (6-16 апреля).
Технологическая оценка продуктов переработки плодов
Поскольку сроки потребления свежих плодов груши ограничены 3-5 месяцами в году, большую их часть летних и раннеосенних сортов целесообразно использовать для переработки с целью продления периода их потребления. Лучше всего сохраняют витамины и аромат свежих плодов в компотах. Возможны и другие виды переработки; маринование, мочка, изготовление варенья, цукатов и сухофруктов (Наместников А.Ф., 1972; Широков Е.П., 1978).
В некоторых зарубежных странах (Италия, США, ЮАР, Австралия, Аргентина и др.) значительная часть урожая груши идет на технологическую переработку, в основном для изготовления компотов. Используются и другие виды переработки. Например, в Англии популярен грушевый напиток «перри». Ежегодно для его изготовления перерабатывается около 15 тысяч тонн груши. Для этого выращивают специальные сорта, такие как Perry pears (гибриды обыкновенной и снежной груши), Мукрафрт, Хендрихуффкап, Виннальс, Ланд, Бариет, Батт и др. (Williams R.R., 1963).
Во Франции и Германии традиционными видами переработки плодов груши является изготовление сидра и сока. Для этого возделываются специальные сидровые сорта (Williams R.R., 1963; Rohrig G., Picper H. 1980).
По сведениям A. Monozini, F Gorini. (1986) в Италии на переработку идет 14% урожая груши. В основном используется сорт Вильяме. Наиболее популярными видами консервирования являются изготовление компотов, кубиков для компотов и соков с мякотью.
В Новой Зеландии компоты высокого качества изготовляют из плодов сортов Вильяме, Бере Каньемон, Депанна дю Комис, Конференция, Бере Боек, Бере Анжу (Fletcher W.A., Monat Н.Н., 1963).
Современный сортимент груши для различных зон плодоводства России должен включать сорта, имеющие, наряду с основными хозяйственно-ценными признаками, высокие технологические свойства. Задача технологического изучения — дать всестороннюю оценку новым и перспективным сортам по использованию их плодов для различных видов переработки.
Исследования такого плана проведены для средней полосы России (Левгерова Н. С,., 1997; Левгерова Н. С, Долматов Е. А., 2003; Левгерова Н. С, Долматов Е. А., Хакулова Г Г, 2003). Выделены сорта и формы груши, перспективные для переработки.
Изучением технологических качеств сортов груши в условиях предгорной зоны Северо-Западного Кавказа занимались А.С. Туз, В.М. Драгожинская (1971); И.А. Бандурко (1986, 1999). Ими отмечено, что наиболее высококачественные компоты получены из плодов западноевропейской группы сортов позднеспелого срока созревания с оптимальным соотношением Сахаров и кислот.
Технологические качества плодов восточно-азиатских сортов груши практически не изучены. Имеется информация об их пригодности для изготовления компотов (Бандурко И,А., 1995). В связи с этим мы провели испытание исследуемых нами образцов на пригодность для переработки.
Исследования проводили в технологической лаборатории КОССВИР. Были изготовлены компоты и соки с мякотью.
В соответствии с существующими технологическими инструкциями плоды берутся, когда они не достигли полной зрелости. Предназначенные для консервов плоды очищают от кожицы и плодоножки, разделяют пополам, вынимают сердцевину и кладут в холодную воду, подкисленную лимонной кислотой; затем бланшируют в течение нескольких минут. Бланшированные плоды выкладывают на решета и погружают в холодную воду. После охлаждения укладывают в стеклянные банки и заливают 35%-ным сиропом. Температура его при заливке должна составлять 80-85С. Укупоривают подготовленные банки с компонентами лакированными жестяными крышками. Закупоренные банки помещаются в автоклав, где стерилизуются в течение 15-20 минут при температуре 104-110 С. Стерилизованные охлажденные банки, высушиваются и выдерживают на складе в течение 2 недель для равномерного распределения сахарного сиропа в плодах.
