Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. CLASS Обзор литератур CLASS ы 6
1.1 Потенциал устойчивости исходных форм яблони к низким температурам и наследование этого признака в потомстве 13
1.2. Устойчивость исходных форм кпарше 19
1.3. Генетико-селекционная оценка исходных форм по силе роста, компактности кроны, продуктивности 22
Глава 2. Цель, задачи, объекты, методика и условия проведения исследований 29
2.1. Цель и задачи исследований 29
2.2. Объекты и методика исследований 30
2.3. Условия проведения исследований 32
Глава 3. Селекционно-генетическая оценка устойчивости исходных форм и гибридных сеянцев к низким температурам в различные периоды зимовки : 38
3.1. Устойчивость к низким температурам в осенне-зимний период 38
3.2. Устойчивость к низким температурам в середине зимы (максимальная морозостойкость) 43
3.3. Устойчивость к резким перепадам температуры после оттепелей 50
3.4 Способность восстанавливать морозостойкость при повторной закалке - после оттепели 54
3.5.Устойчивость исходных форм к низким температурам (после суровой зимы 2005/2006 г) 57
3.6. Наследование гибридным потомством устойчивости к низким температурам 60
3.6.1. Оценка устойчивости гибридных сеянцев к низким температурам после искусственного промораживания 60
3.6.2. Оценка устойчивости гибридных сеянцев яблони к низким температурам (после суровой зимы 2005/2006 г.) 70
Глава 4. Устойчивость к парше генотипов яблони различного эколого-географического и генетического происхождения 75
4.1. Устойчивость исходных форм к парше 75
4.2. Закономерности наследования и отбор гибридных сеянцев на моногенную устойчивость к парше 78
Глава 5. Донорские способности исходных форм и гибридных сеянцев по силе роста и компактности 81
5.1. Сила роста исходных форм яблони 81
5.2. Объем кроны (величина кроны) исходных форм яблони 85
5.3. Наследование силы роста, компактности гибридными сеянцами яблони 89
Глава 6. Оценка урожайности сортов и форм яблони различного эколого-географического происхождения 97
6.1. Урожайность сортов и форм яблони различного эколого-географического происхождения 97
6.2. Оценка исходных форм яблони по некоторым показателям качества плодов (масса, одномерность) 104
Глава 7. Характеристика новых сортов, выделенных источников и доноров хозяйственно- ценных признаков 107
Глава 8. Экономическая эффективность новых сортов яблони 111
Выводы 113
Рекомендации для производства и селекции 116
Список использованной литературы 117
- Устойчивость к низким температурам в осенне-зимний период
- Оценка устойчивости гибридных сеянцев яблони к низким температурам (после суровой зимы 2005/2006 г.)
- Объем кроны (величина кроны) исходных форм яблони
- Оценка исходных форм яблони по некоторым показателям качества плодов (масса, одномерность)
Введение к работе
Одно из ведущих мест среди плодовых культур в России, принадлежит яблоне, занимающей более 60% всей площади садов (Седов, Калинина, Смыков, 1995; Кашин, 2000).
Плоды яблони являются ценным продуктом питания и могут использоваться в свежем виде почти круглый год. В них представлен сбалансированный природный комплекс Сахаров не повышающий уровень холестерина в крови. Плоды отличаются высоким содержанием пектина, оказывающего оздоровляющее действие на микрофлору кишечника, служат реальным, доступным источником усвояемого железа (Петровский, 1976). Нормой потребления плодов на душу населения считается 80-120 кг, из которых яблоки должны занимать около 70 кг (Гудковский, 2000; Иванов, Верзилин, Скрипников, 2000; Кашин, 2000; Савельев, 2002) .
К настоящему времени отечественными учеными достигнуты большие успехи в совершенствовании сортимента яблони, на долю которых приходится более 70% всего сортимента, рекомендованного к хозяйственному использованию. Так, в последние годы получены и рекомендованы для производства в Центральных районах России сорта Болотовское, Веньяминовское, Кандиль орловский, Курнаковское, Ренет Карпова, Свежесть, Скала, Строевское, Красуля, Успенское, Чародейка и ряд других ценных высокопродуктивных, зимостойких, иммунных к парше сортов (Седов, Калинина, Смыков, 1995; Грюнер, Седов, 2001а; Савельев, 2002).
В настоящее время в нашей стране под садами занято 922 тыс. га, из которых более половины занимают семечковые культуры. Однако средняя урожайность за последние годы плодовых культур не превышает 40 ц/га. По валовому производству плодов (2,2-2,5 млн. тонн в год) и производству плодов на душу населения (15-20кг) Россия значительно уступает европейским странам (Гудковский, 2000а; Косякин, 2000; Потапов, 2000).
Одной из основных причин низкой эффективности отечественного садоводства является преобладание насаждений с низкой продуктивностью и устойчивостью к биотическим и абиотическим факторам (Гудковский, 2000а).
В этой связи большое значение имеют исследования, направленные на дальнейшее совершенствование сортимента.
В решении этой задачи существенную помощь может оказать использование в селекционном процессе достижений генетики. Исследования по изучению закономерностей наследования качественных и количественных признаков, выявлению генетической структуры сортов имеют важное практическое значение.
Успех в селекции в значительной степени определяется исходным материалом и правильным подбором родительских пар для скрещивания (Вавилов, 1935; Мичурин, 1948).
В этой связи исследования по комплексной оценке генофонда, выявлению донорских способностей родительских форм на основе гибридологического анализа и выделения ценных в хозяйственном отношении генотипов имеет актуальное значение.
Для реализации Федеральной программы развития садоводства Российской Федерации до 2020 года предполагается ежегодная закладка садов в размере 98 тыс. га, из них в Центрально-Черноземном районе 11,1 тыс. га.
В связи с этим ставится задача по созданию высокозимостойких, устойчивых к распространенным болезням и вредителям сортов, обладающих хозяйственно-ценными свойствами и доноров ценных значимых признаков (Косякин, 2000; Жученко, 2001; Качалкин, 2001; Савельев, 2001; Седов, 2007).
Устойчивость к низким температурам в осенне-зимний период
В умеренной зоне с резко выраженной годичной цикличностью климата у плодовых растений вьфаботалась способность перестраивать характер жизнедеятельности в соответствии с сезонными погодными условиями. Свойство организмов в состоянии органического и вынужденного покоя сильно ослаблять обмен веществ есть вынужденная и, в то же время, законченная фаза в росте и развитии деревьев яблони (Туманова, 1979).
У различных экотипов семечковых культур вхождение в покой, с последующим развитием высокой выносливости, подготавливается всем ходом весенне-летнего режима и сменой физиологического состояния предопределенного наследственностью.
Несоответствие климатических условий природе ритма сортов яблони сказывается на их зимостойкости, на своевременном и полном завершении перехода из вегетирующего состояния в зимующее (Нестеров, 1962).
Виды и сорта яблони существенно различаются между собой по наследственному потенциалу их устойчивости к ранним морозам (Тюрина, 1993). Как, известно, даже южные сорта, вошедшие в состояние покоя, успешно зимуют в зонах с суровым климатом (Коновалов, 1963,1966).
Кичина утверждает, что биологический запас устойчивости по I компоненту зимостойкости у ряда форм яблони определяется температурой в -30С (Кичина, 1986). Изучение устойчивости исходных форм яблони по I компоненту зимостойкости проводили путем промораживания однолетних ветвей в начале декабря при температуре -30С после стандартной закалки в -5,-10С.
Наибольшей устойчивостью по I компоненту зимостойкости характеризуется форма Якутская 1 и сорта урало-сибирской группы Горноалтайское, Уралец, Сюрприз Алтая, Уральское наливное, Новость Алтая, Алтайское пурпуровое, у которых при -30С не отмечено повреждение коры, древесины и почек. Не отмечено подмерзание коры и древесины при -30С у некоторых сортов народной селекции, таких как Анис алый, Мирон сахарный, Коричное полосатое, Бабушкино (табл. 4).
Меньшим уровнем устойчивости по I компоненту зимостойкости обладают сорта народной селекции Антоновка обыкновенная, Терентьевка, у которых при температуре -30С наблюдалось повреждения коры на 0,3 балла, древесины - на 0,5 балла, а подмерзание почек не превышало 1 балла. Из изученных сортов отечественной селекции относительно высоким уровнем устойчивости по I компоненту зимостойкости обладают Анис новый, Бессемянка мичуринская, Июльское Черненко, у которых при -30С не отмечено подмерзание коры, древесины и почек. Аналогичной устойчивостью характеризуются сорта Скала, Успенское, Чародейка, отборные сеянцы 18-2, 18-3, 18-5, 18-6, 18-7, 18-9 (КВ-5 х Якутская 1), 15-21, 15-29, 15-49 (Анис пурпуровый х Коричное полосатое), 3-19, 3-20 (Красуля х Мекинтош «Важак»), 32-25, 32-26, 32-28, 32-29 (Якутская 1 х КВ-25). Меньшей морозостойкостью древесины и почек с повреждениями от 0,3 до 1 балла отличаются сорта Тамбовское, Жигулевское, Бельфлер-китайка, Ренет Черненко, Богатырь.
В группу с высокой устойчивостью по I компоненту зимостойкости также вошел донор с моногенной устойчивости к парше Красуля, все ткани и почки в начале декабря выдержали понижение температуры до -30С. Относительно высокой устойчивостью тканей и почек в осенне-зимний период характеризовались сорта зарубежной селекции Галлов, NHOS 16/63, Лобо, Уэлси, которые по уровню I компонента зимостойкости не уступали Антоновке обыкновенной. Сравнительно низкой устойчивостью в осенне-зимний период с подмерзанием тканей от 2,1 до 3,5 балла при -30С отличаются сорта (Корнелл Мекинтош, Ртищевская красавица, Кортланд, Графенштейнское, Фукунишки, Штеттинское красное, Гевин, Уэнспур, Цунов, Холидей, Ренет ландсбергский, Корей, Боскопская красавица, Старк), а так же сорта - доноры моногенной устойчивости к парше (Прима, Макфри).
Таким образом, выделены сорта Скала, Успенское, Красуля, Чародейка, Благовест, формы 18-2, 18-3, 18-5, 18-7, 18-9 (КВ-5 х Якутская 1); 32-25, 32-29 (Якутская 1 х КВ-25); 15-21, 15-29, 15-49 (Анис пурпуровый х Коричное полосатое); с высокой устойчивостью тканей и почек в осенне-зимний период, представляющие интерес в качестве селекционного материала для создания высокоустойчивых сортов по I компоненту зимостойкости.
Периодически повторяющие суровые зимы с сильными морозами в середине зимовки наносят значительный ущерб насаждениям яблони. В связи с этим, одним из главных критериев, определяющих пригодность сорта для современного производства в конкретных климатических условиях, является способность противостоять воздействию низких отрицательных температур.
Вовлечение в скрещивание лучших источников и доноров и использование в селекционной практике выявленных закономерностях наследования комплекса признаков, обуславливающих устойчивость плодовых культур к повреждающим факторам зимнего период, позволит значительно ускорить процесс создания новых высокозимостойких сортов. Наименьшей устойчивостью по П компоненту зимостойкости (максимальная морозостойкость) обладает древесина. Степень повреждения древесины тесно коррелирует с общей степенью повреждения дерева (Соловьева, 1967; Тюрина, 1975, Беневоленская, Тюрина, 1981).
При изучении различных исходных форм яблони выявлены существенные различия по устойчивости к низким отрицательным температурам в середине зимовки. Так моделирование второго компонента зимостойкости в лабораторных условиях выявило большую поврежденность древесины по сравнению с корой, камбием и почками, что делает устойчивость этой ткани лимитирующим фактором, определяющим уровень максимальной морозостойкости того или иного сорта, а, следовательно, и распространение в садах средней полосы России. Полученные результаты свидетельствуют о значительных различиях по устойчивости древесины у изученных форм яблони (табл.5).
Оценка устойчивости гибридных сеянцев яблони к низким температурам (после суровой зимы 2005/2006 г.)
Гибридизация остается одним из основных методов выведения новых зимостойких сортов яблони. Успех в селекции с использованием гибридизации в значительной степени определяется правильным подбором исходных форм, базирующихся на знании генетических закономерностей формирования важнейших хозяйственно-ценных признаков (Вавилов, 1935; Мичурин, 1948).
В настоящее время достигнуты большие результаты в изучении физиолого-биохимических основ зимостойкости, тем не менее, изучение генетических закономерностей наследования зимостойкости у яблони остается актуальным.
В связи с этим было проведено изучение гибридных сеянцев яблони селекции Н.И. Савельева, полученных на основе топкросс-скрещиваний. Степень подмерзания растений отмечалась в естественных условиях с градацией шкалы повреждений (0-5 баллов).
Необходимо отметить, что наибольшие повреждения сеянцам яблони причинили январские морозы зимы 2005/2006 года, достигавшие -37,8С в воздухе и -42,0С на поверхности снега (по личным наблюдениям).
Из всех изученных комбинаций скрещивания не удалось выделить зимостойких сеянцев без следов подмерзания (табл. 14).
Значительное количество 53,4-87,4% сеянцев имели повреждения (4-5 баллов). Наибольшее их количество 87,4% наблюдалось в гибридных семьях Бессемянка мичуринская х Лауфам, Уэнспур х Лауфам, Уэнспур х Лобо.
Меньшее количество сеянцев с аналогичной степенью подмерзания выявлено в гибридных семьях Лауфам х Лобо (53,4%), Бессемянка мичуринская х Антоновка обыкновенная (56,5%), Бессемянка мичуринская х Уэнспур (59,8%).
В потомствах гибридных семей Антоновка обыкновенная х Лауфам, Антоновка обыкновенная х Уэнспур, Бессемянка мичуринская х Лауфам, Бессемянка мичуринская х Уэнспур, Бессемянка мичуринская х Лобо, Лауфам х Антоновка обыкновенная, Лауфам х Бессемянка мичуринская, Лауфам х Уэнспур, Уэнспур х Антоновка обыкновенная, Уэнспур х Бессемянка мичуринская, Уэнспур х Лауфам, Уэнспур х Лобо, не отмечено сеянцев имеющих незначительные повреждения до 1 балла.
Более зимостойкое потомство выявлено в гибридных семьях Бессемянка мичуринская х Антоновка обыкновенная, Антоновка обыкновенная х Бессемянка мичуринская, Антоновка обыкновенная х Лобо, где процент сеянцев со степенью подмерзания до 1 балла колебался от 0,3% до 8,7%.
Выход сеянцев с высоким уровнем устойчивости к низким температурам не всегда определяется морозостойкостью родительских форм. Поэтому, при подборе родительских пар необходимо учитывать их генетические особенности, характер взаимодействия генов, комбинационную способность, определяющих морозостойкость (табл. 15).
Изучение гибридных растений, полученных от реципрокных скрещиваний сортов Антоновка обыкновенная, Бессемянка мичуринская, Лауфам, Уэнспур, по общей степени подмерзания выявило, что наиболее высокими эффектами ОКС характеризуется сорт народной селекции Антоновка обыкновенная (+0,321) и по этому показателю он превосходит сорт И. В. Мичурина Бессемянка мичуринская (+0,296). Низкие отрицательные значения эффектов ОКС отмечены у сортов Лауфам (-0,251) и Уэнспур (-0,345).
Установлено, что в большинстве случаев наибольшее количество устойчивых сеянцев к низким температурам выделяется в потомствах сортов с высокими эффектами общей комбинационной способности (ОКС). Однако в формирование зимостойкости у изученных гибридных семей наряду с аддитивным влиянием внесли неаддитивные генные эффекты. В связи с этим необходимо обратить внимание на отдельные комбинации скрещивания с высокими показателями специфической комбинационной способности (СКС), среди которых воможен отбор устойчивых к морозам генотипов.
Наибольшие положительные эффекты СКС отмечены в комбинациях скрещивания: Бессемянка мичуринская х Антоновка обыкновенная (+0,339), Антоновка обыкновенная х Бессемянка мичуринская (+0,237), Уэнспур х Антоновка обыкновенная (+0,097), Бессемянка мичуринская х Уэнспур (+0,078), в которых выделено наибольшее количество сеянцев с общими повреждениями до 2 баллов.
Объем кроны (величина кроны) исходных форм яблони
Для оценки компактности кроны исходных форм было проведено их изучение по признаку величины кроны. Для расчета объема кроны, в соответствии с рекомендациями Я.С. Нестерова (1986), использовалась формула V = 0,523D2 h, где V - объем кроны в м3; D - средний диаметр кроны в м; h - высота кроны от основания скелетных ветвей до вершины дерева в м. В результате установлено значительное разнообразие исходных форм по данному признаку (табл. 19).
Как следует из представленных данных в таблице 19, наименьшим объемом кроны (менее 5м) обладали колоннообразные формы Н.И. Савельева 10-4, 10-7, 10-16, 10-28 (Бессемянка мичуринская х Мекинтош «Важак»), 8-2, 8-9, 8-11, 8-12, 8-34 (Антоновка обыкновенная х Мекинтош «Важак»), 63-88(34) (Красуля х КВ-5), 79-88(3) (Мекинтош «Важак» х св.оп.), 11-7 (Мекинтош «Важак» х Бессемянка мичуринская), а также 12-70-146 (производная «Важака»), 19-93-lc, 23-41 (Антоновка обыкновенная х КВМ) и Zulhirahard 1692. Следует отметить, большинство из перечисленных форм сочетали компактность кроны с ограниченным ростом дерева в высоту.
Небольшой кроной с объемом от 5,1 до 10 м характеризовались сорта: Декабренок, Синап Ртищева, Летнее алое, Варгуль, Феникс Алтая, Жемчужное, Мажорное и т. д., элитные формы с колоннообразным габитусом 10-23 а, 10-18, 10-32 (Бессемянка мичуринская х Мекинтош «Важак»). Также небольшой кроной от 5,1 до 10м3 обладал сорт зарубежной селекции Patterson характеризующийся сдержанным ростом.
Более объемную крону от 10,1 до 20м имели сорта Элвис, Орлик, Краснознаменное, Сахарный аркад, Аленушка, Уральское наливное, Редфри, Флорина, Дискавери, Зимнее зеленое, Анис Волненский, Ренет полосатый, Аркад зимний, элиты 15-21,15-29 (Анис пурпуровый х Коричное полосатое), COOP —10, 8-31 (Антоновка обыкновенная х Мекинтош «Важак»), NHOS 16/63. Наибольший интерес в селекции на компактность представляют сорта Дискавери, Орлик, Краснознаменное, Аленушка, Редфри, Флорина, доноры моногенной устойчивости к парше KHOS 16/63, Скала, Красуля, обладающие ограниченным ростом. Сорта Уральское наливное, Зимнее зеленое являются среднерослыми. Сорт Анис волненский этой группы с объемом кроны 10,1-20 м3 обладал мощным ростом с высотой дерева более 4,5 м.
В группу исходных форм с большим объемом кроны (более 20 м3) вошли следующие сорта и элитные формы: слаборослые и карликовые — Марсианское, Папироянтарное, Золотая тайга; среднерослые — Мичуринская красавица, Дружное, Яхонтовое, Краса Свердловска, Алтайское багровое, 27-51 (Богатырь х элита 24-6), Ветеран, Синап Орловский, Сюрприз Алтая, Слава победителям, Лидер, Державное; сильнорослые - Пепин четвертый, Розовое превосходное, Комсомолец, Зимнее Будаговского, СШ-24, 16-80а.
Таким образом, согласно полученным данным, формы 10-4, 10-7, 10-16, 10-28 из гибридной комбинации Бессемянка мичуринская х Мекинтош «Важак», 8-2, 8-9, 8-11, 8-12, 8-34 (Антоновка обыкновенная х Мекинтош «Важак»), 63-88(34) (Красуля х КВ-5), 79-88(3) (Мекинтош «Важак» х св.оп.), 11-7 (Мекинтош «Важак» х Бессемянка мичуринская) и т.д. могут рассматриваться как наиболее перспективные в селекции на компактность.
Оценка исходных форм яблони по некоторым показателям качества плодов (масса, одномерность)
В результате проведенных исследований по комплексу ценных признаков (зимостойкость, иммунитет к парше, высокое качество плодов, продуктивность), переданы в ГСИ новые сорта яблони летнего (Красуля) и зимнего (Чародейка), (Благовест) сроков созревания.
КРАСУЛЯ (сеянец Присциллы). Авторы сорта: Ищенко Л.А., Савельев Н.И., Земисов А.С., Юшков А.Н.
Сорт характеризуется моногенной устойчивостью к парше (ген Vf) и высокой зимостойкостью (рис.1).
Повреждение древесины после промораживания в середине зимовки при 40С не превышало 0,8 балла, почек - 0,3 балла. Кора и камбий не имели подмерзаний.
Обладает высокой ежегодной урожайностью, скороплодностью. Вступает в плодоношение на 3-4 год после посадки.
Дерево сдержанного роста, высота не более 3,5 м, ширина кроны 3,7 м. Плоды (рис.1) летнего срока созревания, средних размеров, массой 120-140 г, правильной округлой формы с нежной гладкой кожицей. Основная окраска в состоянии потребительской зрелости зеленовато-желтая, покровная — в виде размытого красного румянца на значительной части плода. Мякоть средней плотности, нежная, сочная, мелкозернистая, десертного кисло-сладкого вкуса. Дегустационная оценка плодов 4,6 балла, внешнего вида - 4,6 балла.
Плоды содержат 13,6 мг% растворимых сухих веществ, 11,5% Сахаров, 266 мг% Р-активных веществ, 11,5 мг% витамина С.
БЛАГОВЕСТ (Прима х Бессемянка мичуринская). Авторы сорта: Савельев Н.И., Юшков А.Н., Земисов А.С., Савельева Н.Н.
Сорт характеризуется моногенной устойчивостью к парше (ген Vf) и высокой зимостойкостью. После искусственного промораживания в середине зимовки при -40С кора, камбий и почки не имели подмерзаний, а у древесины отмечены незначительные повреждения.
Дерево сильнорослое, высотой 4,3 м, с кроной средней густоты, шириной 2,5 м с преимущественным плодоношением на плодовых прутиках и кольчатках. Характеризуется высокой урожайностью.
Плоды среднего размера массой 130-160 г, окрашенные, зимнего срока созревания. Мякоть сочная, нежная, мелкозернистая, хорошего вкуса-4,4 балла. В плодах содержатся 12,8 мг% витамина С, 13,6 мг% сухих веществ, 10,4% Сахаров, и 252 мг% Р-активных веществ (рис. 2). Моногенная устойчивость к парше свысоким уровнем морозостойкости (-42С) 34-96(15)из семьи NHOS 16/63 х 15-49 Карликовость 18-2 (КВ-5 х Якутская 1), 15-29, 13-22 Колонновидность (ген Со) К-ПА, 18-2 (КВ-5 х Якутская 1), 70-144, 13-22 (Ренет Черненко х Важак) Ill Глава 8. Экономическая эффективность новых сортов яблони Использование в производстве новых высокорентабельных сортов и форм ведет к повышению экономической эффективности садоводства (табл.27). При расчетах экономической эффективности новых сортов использовались данные экспериментального хозяйства Всероссийского НИИ генетики и селекции плодовых растений им. И.В.Мичурина. Наибольшими показатели экономической эффективности обладают сорта: летний-Красуля (чистый доход с 1 га - 65,3 тыс. руб., уровень рентабельности 148,4%), осенние-Осеннее полосатое (чистый доход с 1 га - 119,6 тыс. руб., уровень 112 рентабельности 188,1%), Жигулевское (чистый доход 91,8 тыс. руб., уровень рентабельности 159,7%), зимние Богатырь (чистый доход 158,6 тыс. руб., уровень рентабельности 200,8%), Благовест (чистый доход с 1 га — 137,7 тыс. руб., уровень рентабельности составил 242,0%). Высокие экономические показатели складываются не только из высокой урожайности, и товарного качества плодов но и за счет исключения затрат на многократные обработки фунгицидами в связи с иммунитетом к парше у сортов Красуля и Благовест.
