Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературных источников 9
1.1 Систематика и история распространения лещины (Corylus 9 avellana L.) 28
1.2 Морфобиологические особенности лещины 15
1.3 История и современное состояние селекционной работы с лещиной за рубежом
1.4 История и современное состояние селекционной работы с культурой в России
1.5 Изучение лещины в Кировской области 34
Глава 2. Условия, материал и методика исследования
2.1 Материал исследований 36
2.2 Агрометеорологические условия проведения исследований 36
2.3 Методы оценки гибридных сеянцев 49
Глава 3. Экспериментальная часть
3.1 Ритм сезонного развития гибридного материала лещины 55
3.2 Изучение некоторых морфологических особенностей гибридных сеянцев лещины
3.3 Зимостойкость гибридного материала лещины 60
3.3.1 Изучение зимостойкости мужских соцветий лещины 62
3.3.2 Оценка общей зимостойкости гибридных сеянцев лещины 64
3.4 Определение засухоустойчивости скороплодных сеянцев лещины
3.5 Продуктивность 68
3.5.1 Изучение влияния количества осадков на продуктивность лещины
3.5.2 Оценка продуктивности гибридных сеянцев лещины 72
3.6 Оценка качества показателей ореха 78
3.6.1 Средний вес одного ореха 78
3.6.2 Содержание ядра в орехе 81
3.6.3 Толщина скорлупы 83
3.6.4 Коэффициент формы ореха 84
3.6.5 Оценка гибридных сеянцев по вкусу 86
3.6.6 Оценка масличности скороплодных сеянцев лещины 87
3.7 Характеристика отборных форм лещины селекции ФГБНУ «НИИСХ Северо-Востока»
Заключение 92
Рекомендации для селекции и производства 94
Список литературы
- История и современное состояние селекционной работы с лещиной за рубежом
- Агрометеорологические условия проведения исследований
- Изучение некоторых морфологических особенностей гибридных сеянцев лещины
- Оценка продуктивности гибридных сеянцев лещины
История и современное состояние селекционной работы с лещиной за рубежом
Лещина (орешник) относится к отряду Букоцветных (Fagales), семейству Березовых (Betulaceae), роду Лещина (Corylus) (Колпиков, 1954; Эйтинген, 1953; Колесников, 1974; Шиманюк, 1974; Кощеев, Кощеев, 1994; Гурьева, 2014). Иногда род выделяют в самостоятельное семейство лещиновые (Corylaceae). Фундуком называют культурные сорта и формы лещины, относящиеся к роду Corylus L. (Помология, 2014). Однако до сих пор нет единого мнения о количестве видов, относящихся к роду Corylus L. Так, В.Г. Рябушкина (2013) указывает, что фундук и лещину можно считать одним видом – C. avellana.
Согласно современным данным род лещина объединяет 22 кустарниковых и древесных вида, произрастающих в умеренной лесной зоне Евразии и Северной Америке (Рябушкина, 2013; Гурьева, 2014; Помология, 2014). Семь из них встречаются на территории России.
Лещина обыкновенная или орешник - Corylus avellana L. (2n = 22, 28). Самый молодой и самый распространенный вид в роде Corylus L. (Косенко, Опалко, 2007). Видовое название «avellana» происходит от города Авеллано в Италии, бывшего при древних римлянах центром возделывания лещины (Витковский, 2003). Ценный почвозащитный кустарник, который широко применяется для полезащитных лесных полос (Бессарабов и др., 1963). Существует множество разновидностей, возникших в культуре и нашедших широкое применение в декоративном садоводстве. А. Колесников (1974) различал следующие формы лещины обыкновенной: по окраске листьев: f. albo-variegata Schneid. – c белоокаймленными листьями; f. aurea Petz et Kirchn. — с желтыми листьями; f. atropurpurea Petz – с крупными темно 10 пурпурными листьями; по форме листьев: f. laciniata Petz et Kirchn. – крапиволистная или рассеченная; f. quercifolia Petz et Kirchn. – дуболистная; по форме кроны: f. pendula Dipp. – плакучая.
Лещина крупная или ломбардский орех - Corylus maxima Mill. (2n = 22, 28). Родоначальник группы ломбардских сортов: Бадем, Евгения, Ломбардский белый, Ломбардский красный (Симиренко, 1973). В диком виде встречается в Малой Азии и в южных районах Балканского полуострова. Возделывается на Кавказе, в Крыму, Греции, Италии, Франции, Германии и Северной Америке. Кустарник, иногда дерево, 3-10 м высотой. Отличается от лещины обыкновенной более крупными орехами и длинной цельной листовой оберткой. Относительно морозо- и зимостойкий вид. Выделяют разновидность C. maxima Mill. var. purpurea Hass., которая отличается от основного вида более крупными темно-пурпурного цвета листьями, кроваво-красной окраской обертки и розовой оболочкой ядра (Кудашева 1965; Осипов, 1986; Щепотьев и др., 1987; Луговской, 1991; Помология, 2014).
Лещина понтийская - Corylus pontica C. Koch (2n = 28). В диком виде встречается в Западном Закавказье (Абхазия, Аджария) и в Малой Азии (в горах Понтии). Широко возделывается на Кавказе и в Западной Европе. Является родоначальником многих сортов фундука (Черкесский 2, Ата-Баба, Фурфулак). Представляет собой кустарник высотой 4-6 м с раскидистой кроной, крупными листьями и плодами. Орехи не полностью заполняют объем скорлупы и отличаются низким процентом жирности. Вид слабозимостойкий (Кудашева, 1965; Щепотьев и др., 1969; Осипов, 1986; Помология, 2014).
Лещина короткотрубчатая - Corylus brevituba Kom. Кустарник или дерево, до 3 м высотой. В естественном виде произрастает на Дальнем Востоке. По морфологии близка к лещине маньчжурской с более крупными орехами (Осипов, 1986; Рябушкина, 2013; Помология, 2014). Лещина древовидная, или турецкая, или медвежья, или медвежий орех - Corylus colurna L. Произрастает в диком виде в Закавказье, Малой Азии и на Балканах. На территории России известны отдельные популяции на Северном Кавказе (Чиковаш, 1990). Культивируется в Греции, Италии с древнейших времн (Осипов, 1986). Иногда используется как декоративная культура (Казарова, 2008). Вид засухоустойчив и зимостоек (выносит морозы до - 30С). Высокоперспективна в качестве древовидного подвоя для фундука (Franco, 2014).
Лещина разнолистная, или азиатская, или сибирская - Corylus heterophylla Fisch. Ex Bess. В естественных условиях произрастает в России (Восточная Сибирь, Дальний Восток), а также в Восточной Монголии, в Центральном и Северном Китае и Японии, где разводится в качестве плодовой культуры. Многоствольный кустарник, высотой до 2 метров. Относительно засухоустойчива, по зимостойкости превосходит лещину обыкновенную и выдерживает понижения температуры до – 45С; вступает в плодоношение на 3-4 год. По качеству плодов уступает лещине обыкновенной (Щепотьев и др., 1985; Осипов, 1986; Рябушкина, 2013; Помология, 2014).
Лещина маньчжурская или колючая - Corylus mandshurica Maxim. (2n = 22, 28). Произрастает в подлеске смешанных и хвойных лесов Приморского и Хабаровского краев, Амурской области, южной части Охотского побережья России, а также в Китае и Японии. Многоствольный, но маловетвистый кустарник, высотой 3,0-4,5 м. Зимостойка, но более влаголюбива и теневынослива по сравнению с лещиной обыкновенной. Используется как декоративная культура в озеленительных целях (Кудашева, 1965; Помология, 2014). Л.А. Смолянинова (1936) считает этот вид вымирающим.
Агрометеорологические условия проведения исследований
Исследования проводились на селекционных насаждениях лещины обыкновенной (Corylus avellana L.) лаборатории плодово-ягодных культур ФГБНУ «НИИСХ Северо-Востока» (г. Киров) с 2007 по 2014 гг.
Объектами изучения явилось 59 сеянцев лещины от свободного опыления наиболее продуктивных форм, полученных из экспедиционных сборов в южные районы Кировской области. Год посадки – 1996. Схема посадки 3х2 м.
Более углубленное изучение отдельных признаков (водоудерживающая способность и оводненность листьев, стабильность плодоношения и масличность орехов и ряд других) и их взаимодействие было проведено на 14 скороплодных сеянцах, вступивших в плодоношение в 2007 году.
Данные по продуктивности 14 скороплодных сеянцев лещины с 2007 по 2011 гг. получены лабораторией плодово-ягодных культур ФГБНУ «НИИСХ Северо-Востока»
Агротехнические мероприятия при постановке опытов были общепринятыми для Северо-Восточной зоны садоводства Европейской части России.
Кировская область находится на северо-востоке европейской части России. Расположена внутри континента, в орографическом отношении является, в основном, западным Предуральем, что существенно отражается на рельефе – большая часть территории области всхолмленная равнина (Агроклиматический справочник, 1960).
Климат области континентальный, с продолжительной холодной зимой и умеренно теплым летом. Продолжительность вегетационного периода составляет 155-170 дней. Хотя область относится к зоне достаточного увлажнения (ГТК = 1,0-1,5), примерно один раз в три-пять лет наблюдаются засухи (Агроклиматические ресурсы, 1974).
Поскольку Ф.Ф. Мухамадьяров (2008) считает, что территория Кировской области типизирует агроэкологические условия Северо-Востока Европейской части России, это позволило считать, что результаты исследований, полученные нами, могут быть использованы на всей территории региона.
Экспериментальный сад ФГБНУ «НИИСХ Северо-Востока», где проводились исследования, находится в центральной зоне области, в южной части города Кирова. Его площадь составляет 20 га, поверхность участка ровная. Почвы дерново-карбонатные, среднесуглинистые, подстилаемые пермскими глинами. Содержание фосфора и калия высокое (Р2О5 – 28мг/100 г; К2О – 20 мг/100 г), рН = 5,6. Погодные условия за период исследования были разнообразными. Для сохранения высокой зимостойкости лещине важно постепенное понижение температуры воздуха в осенний и раннезимний периоды, для того чтобы войти в состояние глубокого покоя. Но, как показал анализ погодных условий, отмечается тенденция удлинения осеннего периода, для которого характерно неоднократное чередование аномально теплой погоды с резкими похолоданиями. Октябрь семи лет изучения (с 2007/2008 по 2013/2014 годы) отличался преобладанием теплой погоды, но с неоднократными понижениями температур днем до +1…-0,5-2 С. Средняя температура за месяц превышала среднюю многолетнюю на 1 (2010 г.) – 4,8С (2008 г.) (табл.1). Погодные условия октября 2006 года отличились неустойчивой, но преимущественно холодной погодой со средней температурой воздуха 1,8С, что близко к средним многолетним данным. Погода ноября в годы исследований отличалась очень теплым началом месяца (с повышением температуры воздуха максимально от 0… +2С (2006 и 2009 годы до +9…+11С (2008, 2010, 2011, 2012, 2013 годы) и в последующем частой сменой волн теплой и холодной погоды (с понижением температуры воздуха от -7С (2008 и 2013 годы) до -19…-30С (2006, 2007, 2010, 2011, 2012 годы).
Погода декабря во все годы исследований также отличалась неоднократной сменой теплой погоды (с температурой воздуха днем от 0 до + 6С) до морозов, с понижением температуры воздуха до -17С (2011 г.) до -37С (2009 г.). Из-за увеличения продолжительности теплых периодов дата перехода через +5С осенью, указывающая на окончание вегетационного периода, во все годы сместилась с 1 октября (многолетние данные) до 12-15 октября (2007, 2011 гг.), до 29 октября, 1 ноября (2010, 2013 гг.). Наиболее близкими к средним многолетним они были в 2014 и 2008 годах (6 и 9 октября) (приложение А). Число дней с оттепелями в ноябре варьировало от 0 (2010 г.) до 18 (2012 г.) - 22 дней (2008 г.) (рисунок 1), в декабре - от 1 (2007 г.) до 9-16 (2006, 2008, 2013 гг.).
Изучение некоторых морфологических особенностей гибридных сеянцев лещины
При оценке перспективности возделывания культуры в конкретных климатических условиях весьма важно изучение ритма е сезонного развития (Рябова, 1980). Ранее В.П. Корякиной (1954) было установлено, что начало цветения лещины в условиях г. Кирова отмечается 24-25 апреля, созревание плодов – в середине сентября, окончание вегетации – середина октября. По данным А.П. Шиманюка (1985) цветение лещины начинается через 11-13 дней после перехода среднесуточной температуры воздуха через 0С. В условиях Кировской области эти даты приходятся на вторую-третью декаду апреля (по средним многолетним данным – на 24.04). Однако, в последние десятилетия наметилась тенденция установления по-летнему жаркой погоды во вторую и третью декады апреля, что ускорило наступление фенологических фаз начала вегетации и начала цветения у лещины. Поэтому ранее проведенный анализ сезонной динамики роста и развития лещины требует серьезной корректировки в связи с локальными изменениями климатических факторов.
В результате исследований установлено, что начало цветения гибридных сеянцев сместилось к началу и концу второй декады апреля: с 11-15 апреля (2008, 2010 гг.) до 18-20 апреля (2007, 2012, 2013, 2014 гг.) (таблица 8). Цветение на уровне многолетних данных (27-28 апреля) наблюдали в 2009, 2011 гг. Наиболее растянутым оно было в 2013 году – с 20 по 26 апреля. Обобщая даты начала цветения лещины за 2007-2014 гг. мы отмечаем, что оно наступает примерно 19 апреля, что на 5-6 дней раньше, чем в 50-е годы прошлого столетия. Годовая изменчивость сроков начала цветения составила 8-9 дней.
Начало вегетации отмечали со 2 по 13 мая. Межфазный период от начала цветения до начала вегетации наиболее коротким был в годы с жаркой погодой в апреле (2009, 2012, 2013 гг.) и составил от 10 до 13 дней. При затяжной весне (2007, 2008, 2010, 2011, 2014) он увеличивался до 16-27 дней.
Период от начала цветения до начала созревания длился в среднем 131 день, а в зависимости от погодных условий он варьировал от 124 до 146 дней. Окончание вегетации у сеянцев лещины в годы исследований отмечали в период с 28 сентября по 8 октября. Весь период вегетации лещины в годы наблюдений длился от 155 до 171 дня. Сопоставление периода вегетации лещины и продолжительности вегетационного периода в Кировской области показывает, что период вегетации культуры не превышает длину вегетационного периода (от 173 до 196 дней). Не выявлено достоверных различий в прохождении фенологических фаз между гибридными сеянцами.
По типу цветения весь гибридный материал был разделен на две группы. У большей части гибридных сеянцев (83,1%) отмечен протандрический тип цветения – более ранее цветение мужских соцветий. Более раннее цветение женских цветков (протогиничный тип цветения) наблюдалось у 16,9 % исследуемого материала, а именно у сеянцев 1-5-34, 2-6-11, 2-8-33, 2-9-40, 2-9-47, 3-10-1, 3-11-15, 3-12-18, 3-12-29 и 3-13-32. Данные образцы, ввиду более позднего распускания мужских сережек, в годы с заморозками в период цветения культуры, обеспечивали е высокую опыляемость.
Таким образом, нашими исследованиями доказано существенное отличие сезонной динамики роста и развития лещины в Кировской области по сравнению с ранее проведенными наблюдениями. В настоящее время начало цветения диагностируется в среднем 19 апреля, начало вегетации – в среднем 7 мая, начало созревания – в среднем 28 августа. Установлено, что период вегетации лещины длится от 155 до 171 дня и не превышает длину вегетационного периода всех с/х культур, что говорит о возможности возделывания е в условиях региона. Выявлено преобладание протандрического типа цветения у гибридных сеянцев лещины и практическое отсутствие у них отличий по продолжительности межфазных периодов.
В группу слаборослых растений, с высотой до 3 м, вошли 4 растения (6,8% изучаемого материала). Данные образцы представляют интерес, как для садоводства региона, так и для селекции лещины. К ним относятся гибридные сеянцы 2-6-16, 2-7-27, 3-13-31 и 3-13-45. В группу сеянцев со средней силой роста (3,1-4,0 м) вошло 54,2% изучаемого материала, в том числе селекционные номера 1-5-34, 1-6-48, 3-12-17, 2-9-40, 3-12-27. Высокорослыми (высота куста более 4 м) оказались 23 сеянца или 39% изучаемого материала, в том числе 1-2-21, 1-3-23, 1-3-27 и 3-12-23.
Лещина склонна к чрезмерному загущению. Имеются сведения об образовании более 51 прикорневого побега у ряда сортов: Черкесский 2, Ата-Баба, Панахесский (Помология, 2014). Высокая порослеобразовательная способность культуры затрудняет механизированную уборку урожая (Минин, 2008; Franco, 2014), что оказывает негативное влияние на количество и качество урожая орехов (Самошкин, 1964; Щепотьев и др., 1969; Колесников, 1973).
Изучение побегообразовательной способности сеянцев показало, что все они отличились очень слабым формированием прикорневых побегов (менее 30 шт.) (приложение В). Количество прикорневых стволиков у них в 2014 году варьировало от 3 шт. у сеянца 2-7-27, до 18 шт. у четырех сеянцев: 2-9-38, 2-9-47, 3-12-19 и 3-12-22 (рисунок 6).
Оценка продуктивности гибридных сеянцев лещины
Наряду с урожайностью, важным показателем сортов фундука является биохимический состав орехов, особенно выход масла (Махно и др., 2013). Масличность большинства южных фундуков составляет 60-70%. Исследованиями Р.Ф. Кудашевой (1965), проведенными в условиях Тамбовской области, установлено, что по масличности орехи лещины, выращенные в средней полосе, не уступают южным фундукам. Содержание жира у них варьирует от 33,00 до 76,22 %. Изучение содержания жиров в орехах 14 скороплодных гибридных сеянцев лещины показало, что количество их варьировало по годам от 55,70 до 62,19% (таблица 21). В ранее проведенных исследованиях В.П. Корякиной (1954) указывается, что в условиях Кировской области в орехах лещины содержится в среднем 58,41% жиров.
По масличности орехов выделено две равные группы образцов. Средняя масляничность (от 60,26 до 61,45 %) выявлена у сеянцев – 1-2-21, 1-3-23, 1-6-48, 2-8-34, 3-10-5, 3-12-23 и 3-12-28. Группу слабомасляничных, с содержанием жиров до 60%, представлена 7 номерами: 1-3-27, 1-5-34, 3-12-17, 3-12-19, 3-12-22, 3-12-25, 3-12-27. Таблица 21 – Масличность скороплодных сеянцев лещины и ее варьирование, %
НСР год 1,91 Самым высоким содержанием масла (61,45%) и стабильностью (V = 2,83) этого показателя по годам характеризуется сеянец 1-2-21, у которого количество жиров изменялось от 60,00% в 2013 году до 63,38% в 2014 году.
Среднее варьирование масличности (V = 14,57 %) отмечено у номера 1-5-34: от 48,69% в 2013 году до 65,34% в 2014 году, что говорит о существенной зависимости признака у данного образца от состояния окружающей среды.
Таким образом, скороплодные гибридные сеянцы лещины
характеризуются преимущественно средним содержанием жиров в орехе. По хорошему содержанию масла и его стабильности выделен сеянец 1-2-21. 3.7 Характеристика отборных форм лещины селекции ФГБНУ «НИИСХ Северо-Востока»
На основании проведенных исследований по комплексу хозяйственно-ценных признаков отобрано 6 форм, перспективных для дальнейшей селекции и любительского садоводства. Далее приводится их краткая характеристика (таблица 22).
Примечание: С.з. – средняя зимостойкость; В.з. – высокая зимостойкость; Д.ц. – длинная цилиндрическая, К.ц. – короткая цилиндрическая; Кр. – круглая 1-2-21. Растение сильнорослое, высотой до 5 м. Форма зимостойкая, среднезасухоустойчивая, урожайная (средняя продуктивность - 1,6 кг/растение, максимальная – 3,0 кг/растение), отличающаяся стабильностью плодоношения по годам. Орехи крупные (средняя масса 1 ореха – 1,9 г), короткой цилиндрической формы, собраны в плюски от 3 до 7 штук. Толстоскорлупые (толщина скорлупы в среднем - 1,67 мм). Вкус орехов хороший, ядро средне покрыто шелухой, содержание ядра в орехе – 29,72%, жиров – 61,45%.
Растение сильнорослое, высотой до 5 м. Форма зимостойкая, среднезасухоустойчивая, высокоурожайная (средняя продуктивность - 2,3 кг/растение, максимальная – 3,8 кг/растение), отличающаяся стабильностью плодоношения по годам. Орехи крупные (средняя масса 1 ореха – 1,6 г), короткой цилиндрической формы, собраны в плюски от 3 до 10 шт. Толстоскорлупые (толщина скорлупы 1,63 мм). Вкус орехов хороший, ядро средне покрыто шелухой, содержание ядра в орехе – 33,43%; жиров – 55,55%.
Растение сильнорослое, высотой до 4 м. Форма среднезимостойкая, высокоурожайная (средняя продуктивность - 3,56 кг/растение, максимальная – 5,1 кг/растение). Орехи мелкие (средний вес 1 ореха - 1,33 г), длинной цилиндрической формы, собраны в плюски от 4 до 10 шт. Толстоскорлупые (средняя толщина скорлупы – 1,34 мм). Вкус орехов хороший, ядро средне покрыто шелухой. Форма отличается средним содержанием ядра в орехе – 43,64%.
Растение сильнорослое, высотой до 4 м. Форма среднезимостойкая, засухоустойчивая, высокоурожайная (средняя продуктивность - 1,8 кг/растение, максимальная – 4,6 кг/растение). Орехи короткой цилиндрической формы, средний вес – 1,3 г, собраны в плюски от 4 до 10 шт. Толстоскорлупые (средняя толщина скорлупы – 1,43 мм). Вкус орехов хороший, ядро средне покрыто шелухой, выход ядра – 34,82%; жиров - 57,42%. 3-12-27. Растение сильнорослое, высотой до 4 м. Форма среднезимостойкая, среднезасухоустойчивая, среднеурожайная (средняя продуктивность - 1,3 кг/растение, максимальная – 2,9 кг/растение). Орехи крупные (средняя масса 1 ореха – 1,7 г), круглой формы, собраны в плюски от 3 до 9 шт. Толстоскорлупые (толщина скорлупы – 1,67 мм). Вкус орехов хороший, ядро слабо покрыто шелухой, содержание ядра в орехе – 32,62%; жиров – 58,89%. 3-12-28. Растение сильнорослое, высотой до 4 м. Форма среднезимостойкая, засухоустойчивая, урожайная (средняя продуктивность за период изучения - 1,6 кг/растение, максимальная – 3,7 кг/растение). Орехи крупные (средняя масса 1 ореха – 1,6 г), округлой формы, собраны в плюски от 4 до 10 шт. Толстоскорлупые (средняя толщина скорлупы – 1,43 мм). Вкус орехов хороший, ядро средне покрыто шелухой, выход ядра – 34,87%. Форма отличается средним уровнем масличности (содержание масла – 60,39%).