Введение к работе
Актуальность темы. Экологические условия Республики Алтай имеют отчетливо выраженный экстремальный характер и предъявляют достаточно жесткие требования к биологическим особенностям возделываемых здесь культур. Картофель в Горном Алтае одна из наиболее важных продовольственных культур. Но на сегодняшний день в регионе отсутствует централизованная система картофелеводства, а основное производство концентрируется в частном секторе и достигает уровня 99 %. В то же время в личных подсобных хозяйствах в последние годы отмечено понижение урожайности и качества картофеля. Расширение ассортимента и повышение качества картофеля тесно связано с интродукцией, созданием и внедрением в производственный процесс новых высокопродуктивных сортов. Для успешного решения столь многогранной проблемы очень актуальна разработка вопросов управления экологической и генотипической изменчивостью картофеля. Существует реальная необходимость в интродукции и создании сортов с высоким уровнем адаптивности к контрастным климатическим условиям предгорных и горных территорий. При этом огромное значение имеет комплексное изучение изменчивости количественных признаков под воздействием многочисленных экологических факторов в различных по вертикальной зональности районах Республики Алтай. Это даст возможность глубже понять сущность и взаимосвязь ключевых элементов продукционного процесса картофеля в условиях предгорья, среднегорья и высокогорья в Республике Алтай (Стрельцова, 2007).
На этой основе открываются возможности для осуществления подбора ценных генотипов с целью возделывания в производственных условиях и включения их в селекционные программы по созданию новых сортов для конкретных зон этого уникального почвенно-климатического региона.
Цель и задачи исследований. Цель настоящего исследования заключается в изучении характера изменчивости элементов продуктивности картофеля и выявлении роли генотипических и средовых факторов в изменчивости основных количественных признаков. Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:
1. В полевых условиях провести сравнительное трехлетнее изучение по комплексу признаков у 15 сортов картофеля отечественной селекции, в 3-х, разных по высотной поясности, пунктах испытания.
2. Провести оценку компонентов изменчивости по пяти хозяйственно ценным количественным признакам с помощью многофакторного дисперсионного анализа для определения вклада генотипической (сорт), экологической изменчивости (вертикальная зональность), условий вегетации (годы) и взаимодействия этих факторов в общее фенотипическое варьирование каждого признака.
3. Осуществить оценку и выделить перспективные сорта, адаптированные к разным районам Республики Алтай, имеющим значительные различия по экологическим и почвенно-климатическим показателям.
Научная новизна. В результате испытания разнообразных по происхождению сортов картофеля в разных по вертикальной зональности пунктах и оценки полученных данных с помощью многофакторного дисперсионного анализа впервые выявлено сильное влияние экологических факторов на экспрессию элементов продуктивности картофеля в разных по вертикальной зональности условиях Горного Алтая. В результате многолетних экспериментов показано, что исследованные признаки у сортов картофеля разных групп спелости в экстремальных условиях горных территорий существенно различаются по относительному вкладу экологической и генотипической изменчивости, метеорологических условий, а также взаимодействия этих трёх факторов в общее фенотипическое варьирование основных элементов продуктивности картофеля.
Положения, выносимые на защиту:
1. Изменчивость основных количественных признаков картофеля обусловлена экологическими факторами пунктов испытания и зависит от их расположения по вертикальной зональности Горного Алтая.
2. Относительный вклад экологической, генотипической изменчивости, метеорологических условий и взаимодействия этих трёх факторов в общее варьирование важнейших признаков картофеля изменяется в зависимости от высотной поясности пунктов испытания.
3. Возможность выявления адаптивных сортов картофеля при интродукции в суровые условия горных территорий Республики Алтай и подбор перспективных генотипов для возделывания в разных по вертикальной зональности районах.
Практическая значимость. Выявлена относительная роль отдельных факторов внешней среды в экспрессии и изменчивости количественных признаков картофеля.
Полученные результаты по относительному вкладу генотипической и средовой изменчивости в общее фенотипическое варьирование могут быть использованы при разработке и реализации селекционных и семеноводческих программ на территории Республики Алтай.
Для различных по почвенно-климатическим показателям районов Республики Алтай (предгорье, среднегорье, высокогорье) рекомендованы к внедрению в производство перспективные сорта картофеля, адаптированные к условиям этих горных территорий.
Апробация работы. Результаты исследований докладывались на Х Международной генетико-селекционной школе «Реализация идей Н.И.Вавилова на современном этапе развития генетики, селекции и семеноводства с/х культур» (Новосибирск, 2007 г.), на II Международной научно-практической конференции «Современные проблемы геоэкологии горных территорий» (Горно-Алтайск, 2008 г.), на Международной научной студенческой конференции «Студент и научно-технический прогресс» (Новосибирск, 2008 г.), отраслевой конференции «Алтайская - Нива Агротех, 2004» (Барнаул, 2004 г.), ХL научно-практической конференции студентов, аспирантов и преподавателей, посвященной 60-летию победы в Великой Отечественной войне (Горно-Алтайск, 2005 г.), ХLI научно-практической конференции студентов, аспирантов и преподавателей посвященной 250-летию вхождения алтайского народа в состав Российского государства, (Горно-Алтайск, 2006 г.), ученых и научно-методических советах ГАГУ (2004-2007 гг.).
Публикации работ. По результатам исследования опубликовано 9 статей, в том числе одна в журнале, рекомендованном ВАК РФ.
Структура и объём работы. Диссертация изложена на 131 страницах компьютерного текста, состоит из введения, 3 глав, выводов, рекомендаций производству, списка использованной литературы из 217 источников, в том числе 23 на иностранных языках, приложений, содержит 29 таблиц, 13 рисунков.
Автор выражает глубокую признательность научному руководителю доктору биологических наук, профессору Стрельцовой Тамаре Александровне за ценные советы, критические замечания и предложения, личное участие при проведении очень объемных работ в труднодоступных горных районах, а также аспирантам и студентам - дипломникам, оказавшим помощь в проведении очень трудоемких экспедиционных, полевых и лабораторных экспериментов.
