Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Задачи селекции и экологической генетики и пути их решения 7
Глава 2. Материал, методы исследования и условия 42
2.1. Исходный материал 42
2.2. Методы исследования 46
2.3. Условия проведения эксперимента 47
Глава 3. Изменчивость хозяйственно-ценных признаков картофеля при экологическом сортоиспытании в условиях Горного Алтая (обсуждение результатов) 55
3.1. Высота стеблей 55
3.2. Количество стеблей 63
3.3. Количество клубней 69
3.4. Средняя масса клубня 77
3.5. Масса клубней с куста (продуктивность) 84
3.6. Устойчивость к фитофторе 93
3.7. Устойчивость к парше 108
3.8. Устойчивость к гнилям 114
Заключение 122
Выводы 126
Предложения 128
Список литературы 129
Приложения
- Задачи селекции и экологической генетики и пути их решения
- Исходный материал
- Методы исследования
- Высота стеблей
Введение к работе
Картофель в Горном Алтае относится к числу важнейших сельскохозяйственных культур. В основном производство картофеля концентрируется в частном секторе и достигает уровня 99,7% от общего производства. Основные посевы сосредоточены в предгорной зоне, которая характеризуется контрастностью климата и резкими колебаниями метеорологических элементов.
Практика развития сельского хозяйства во всех странах мира показала, что рост производства продуктов питания обеспечивается постоянно возрастающими затратами на выведение сортов с высоким потенциалом урожайности, разработку новых технологий возделывания, создание и внедрение новых машин и увеличение объёмов применения удобрений и других химических средств.
Уже стало очевидным, что простым увеличением затрат на единицу площади невозможно совместить решение задач постоянного роста производства сельскохозяйственной продукции и повышение его стабильности. В рамках современных энергонасыщенных технологий возделывания сельскохозяйственных культур решающее значение приобретает внедрение сортов и гибридов, устойчивых к неблагоприятным факторам среды, к вредителям и болезням.
Селекция как наука, опирающаяся на законы эволюции, носит строго зональный характер, так как сорт способен максимально реализовать свой генетический потенциал продуктивности в определённой экологической нише, характеризующейся ограниченными почвенно-климатическими ресурсами [Цильке, 1983].
АКТУАЛЫ ЮСТЬ ТЕМЫ.
Как и все картофелеводческие районы Западной Сибири, предгорья Горного Алтая также испытывает негативное влияние биотических факторов среды. Это вирусные, грибковые и бактериальные болезни, которые иногда на нет, сводят усилия картофелеводов. И здесь особое значение имеет сорт.
Анализ набора сортов, которые возделывают в Республике Алтай, показал, что процесс семеноводства и внедрения перспективных сортов пущен на самотек. Возделываемые сорта либо устаревшие, выродившиеся, либо случайные, мало приспособленные к местным условиям, зачастую с высокой степенью повреждения фитофторозом, паршой, вирусами и др., т.е. вырождающиеся. Отсюда печальные результаты - половина урожая картофеля, иногда и больше, до весны сгнивает, а в экстремальных условиях (повсеместная вспышка фитофтороза и вирусов) республика практически остается без картофеля.
Низкая урожайность картофеля в крестьянских хозяйствах и на приусадебных участках свидетельствуют о необходимости более радикального подхода к решению задач производства высококачественного картофеля. Путь интенсификации через химию особенно порочен в условиях уникального природного региона.
Необходимо, прежде всего, разработать принципиально новые технологии возделывания ценнейшей продовольственной культуры -картофеля. Эти технологии, разработанные на основе теоретического и экспериментального моделирования взаимоотношений генетической конструкции и многочисленных факторов окружающей среды, дадут возможность реализовать генетический потенциал агроценоза. А в агроценозе центральное место принадлежит генетической конструкции — сорту.
Поэтому вопрос о налаживании культуры картофеля и ускоренного размножения иммунных сортов, приспособленных к суровым климатическим условиям Горного Алтая, на сегодня самый злободневный. К сожалению, в Республике Алтай до восьмидесятых годов этими вопросами практически никто не занимался. В 1993 году Стрельцова Тамара Александровна (ГАГУ) начала работу по экологическому сортоиспытанию картофеля.
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. Цель настоящего исследования заключается в изучении характера изменчивости количественных признаков картофеля при выращивании в разных экологических условиях. Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:
1. В полевых условиях провести сравнительное изучение 15 сортов отечественной и зарубежной селекции разных групп спелости по 8 количественным признакам в двух экологических пунктах (1994-1996 гг.).
2. Для оценки вклада генотипа, условий вегетации, пунктов экологического испытания и взаимодействия этих факторов в общее фенотипическое варьирование признака провести многофакторный дисперсионный анализ по 8 количественным признакам.
3. Отбор и оценка высокопродуктивных сортов и гибридов. НАУЧНАЯ НОВИЗНА. В результате дисперсионного анализа впервые выявлен относительный вклад генотипической и паратипической изменчивости, а также взаимодействие генотип х среда в общее фенотипическое варьирование 8 количественных признаков картофеля. Показано, что признаки существенно различаются по относительному вкладу генотипа, внешней среды и взаимодействиям этих факторов в общее фенотипическое варьирование. Выявлено, что условия вегетации оказывают сильное влияние на экспрессию количественных признаков.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ РАБОТЫ. Выявленные между признаками различия по относительному вкладу генотипической и средовой изменчивости в общее фенотипическое варьирование признака имеют важное значение для разработки и реализации семеноводческих программ. Показано, что отдельные сорта можно успешно возделывать в условиях Горного Алтая.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Результаты экспериментальных исследований по генотипической и паратипической изменчивости признаков картофеля доложены на научно-практической конференции «240 лет добровольного вхождения алтайского народа в состав Российского государства и современность» в 1996 г. в Горно-Алтайске, XXXV Международной научной студенческой конференции «Студент и научно-технический прогресс» в 1997 г. в Новосибирске, VIII генетико-селекционной школе - конференции в Новосибирске в 2001 г., научно-практической конференции «Проблемы сельского хозяйства Республики Алтай на рубеже 3-го тысячелетия» в Горно-Алтайске в 2002 г.
ПУБЛИКАЦИЯ РАБОТ. Основные результаты и положения опубликованы в 11 статьях.
СТРУКТУРА И ОБЪЁМ РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, глав, заключения, литературного обзора и приложений; содержит 167 страниц машинописного текста, 10 таблиц, 48 рисунков. Библиографический список включает 302 источник.
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ:
1. Сравнительная оценка 15 сортов при испытании в двух пунктах с 1994 по 1996 гг. по 8 количественным признакам.
2. Относительный вклад основных факторов (метеорологические условия лет, условия пунктов испытания, особенности генотипа) в изменчивость количественных признаков картофеля.
Автор выражает огромную благодарность и признательность за оказанную помощь научному руководителю кандидату сельскохозяйственных наук, профессору Т.А. Стрельцовой, а так же коллегам, студентам Горно-Алтайского Государственного Университета. Особую благодарность автор выражает профессору, доктору биологических наук Р.А. Цильке.
Задачи селекции и экологической генетики и пути их решения
Картофель - это универсальная культура. Его значение в народном хозяйстве очень велико. Картофель играет важную роль и как продовольственная, и как техническая, и как кормовая культура. Эта культура удовлетворяющая самые разнообразные потребности. Картофель с каждого гектара приносит больше ценных веществ, чем ряд других культур. Выдающийся российский агрохимик Д.Н. Прянишников [1952] говорил так: „Выращивать картофель - это то же, что получать три колоса там, где раньше рос один." Но живая реальность времен индустриализации, коллективизации, военного времени, послевоенного быта и особенно сейчас, когда в стране возник экономический хаос в условиях «дикого» рынка, ввела иную шкалу -оценок для картофеля [Стрельцова, 2002].
Действительно, картофель даёт с гектара столько же белковых веществ, сколько озимая рожь, но в три раза больше углеводов [Лорх, 1948, 1955].
Картофель богат веществами, необходимыми для человеческого организма. Он содержит углеводы в виде крахмала, а углеводы один из источников энергии человека. В картофеле также много белка, идущего на построение клеток, из которых состоят все ткани человеческого тела. Кроме того, в картофеле имеется различные минеральные соли и витамины. Белок картофеля имеет высокую биологическую ценность, т. к. содержит много незаменимых аминокислот.
Картофель относится к семейству пасленовых (Solanaceae), к роду Solatium. В состав этого рода входит около 200 культурных и диких видов картофеля. Полное ботаническое название выращиваемого у нас картофеля Solatium tuberosum. К этому виду относится большинство европейских сортов. В настоящее время известно свыше 170 видов картофеля, произрастающих преимущественно в Северной и Южной Америке. Согласно системе СМ. Букасова [1971], они объединены в 32 серии по наличию некоторых общих признаков и ареалов. Среди них различают культурные и дикие виды. По числу хромосом в клетках все виды картофеля делятся на диплоиды, триплоиды, тетраплоиды, образуют полиплоидные ряды с основным числом хромосом 12. Обычный картофель & tuberosum является тетраплоидом, у него 48 хромосом. А дикие виды картофеля — это диплоиды, у них по 24 хромосомы. Поэтому именно в различии числа хромосом заключается важная отличительная особенность культурных видов картофеля от диких.
Дикие же виды картофеля являются носителями генов, определяющих устойчивость к различным патогенам (фитофторе, раку, нематодам, вирусам, бактериям), вредителям, заморозкам, засухе и т.д., в связи, с чем используются в селекции для передачи ценных свойств культурным сортам.
Картофель - это уникальная многолетняя культура, главной биологической особенностью которой является вегетативное размножение -воспроизведение потомства из отдельных вегетативных органов материнского растения. У картофеля оно основано на способности к регенерации растений из клубней, стеблей, почек, пазушных побегов и отводок. При данном способе размножения смены поколений не происходит, и образуются генетически однородные группы особей. Благодаря вегетативному размножению, у картофеля закрепляются и сохраняются ценные сортовые признаки, но одновременно с этим идет и противоположный процесс - процесс вырождения картофеля.
Вырождение картофеля сопровождается заметным снижением его урожая с постепенным ухудшением его качеств в последующих репродукциях. Оно происходит в результате взаимодействия 3 групп факторов: вирусных болезней, внешних условий, сортовых и индивидуальных особенностей растений. И все же главной причиной вырождения картофеля, согласно современным представлениям [Саченко, 1994], является заражение растений вирусами, которые вызывают нарушения обмена веществ в растениях, снижают фотосинтез, могут подавлять рост и развитие растений и т.д. Но сегодня генетики и вирусологи говорят о двустороннем воздействии вирусов на картофельные растения. Предполагают, что вирусы способны оказывать не только отрицательные воздействия, но также и положительные [Кваша, 1985, Герасимов, Леонтьев, 1985]. Они способны встраиваться в ДНК картофеля и изменять отдельные признаки и свойства, зачастую способствуя появлению новых сортов картофеля.
Острая необходимость генетической защиты урожая выдвинула ряд требований к генетике растений, в частности к тем разделам генетики количественных признаков, которые объясняют механизм и природу адаптивности и гомеостаза у растений. Основные требования, стоящие перед генетикой, - разработка теоретических основ экологически ориентированной селекции. Важный момент в решении этих задач - количественная характеристика реакции генотипов на изменение внешней среды [Петров, 1976; Филипченко, 1934; Лукьяненко, 1982; Драгавцев, 1983].
Успехи отечественной и зарубежной селекции говорят о том, что человечество может оптимистически смотреть в будущее. Ещё далеко не исчерпаны возможности селекции в повышении продуктивности и качества картофеля — одного из основных источников белка.
В связи с этим возникает ряд трудностей, которые необходимо учитывать при обеспечении стабильности и дальнейшего подъёма производства картофеля в Горном Алтае. Кроме того, интенсификация земледелия предъявляет высокие требования к создаваемым сортам [Перекальский, 1961;Яхтенфельд, 1961].
Одно из центральных мест в повышении производительности сибирской земли принадлежит сорту как динамической биологической системе, обладающей способностью реализовывать потенциал генотипа при определённых агроклиматических и технологических условиях [Цильке, 1983].
Исходный материал
В качестве исходного материала было использовано 15 сортов отечественной и зарубежной селекции, относящиеся к разным группам спелости. В эксперименте участвовали сорта ранней группы спелости:
«ПРИЕКУЛЬСКИЙ РАННИЙ» - очень ранний, столовый сорт, Пригоден для ранней выгонки и механизированной уборки. На 35-40 день после всходов формирует урожай от 80 до 120 ц/га. Проращивание и ранний срок посадки ускоряют созревание и повышают до 50% урожай. На высоком агрофоне формирует урожай до 245-300 ц/га и выше. Содержание крахмала колеблется в зависимости от почвенных условий от 9,1 до 16,2%, белка — от 1,5 до 2,05%, витамина С - от 19,3 до 23,2 мг%.
Клубни белые, округло-овальные. Кожура гладкая, иногда сетчатая, глазки неглубокие. Мякоть клубня белая, слабо темнеющая при резке. Средняя масса одного клубня 51-132 г. Вкусовые качества - от средних до хороших. Лежкость клубней при хранении хорошая, но при температуре 5-6С они прорастают, особенно если вегетация заканчивалась рано. Устойчив к раку и ржавой пятнистости. Фитофторозом поражается, но благодаря своей скороспелости успевает накопить урожай до массового ее распространения. В засушливые годы подвержен заболеванию паршой.
Выведен на Приекульской селекционной станции Латвийской ССР скрещиванием сортов Кобблер и Юбель. Зарегистрирован практически во всех зонах Сибири и Дальнего Востока. Также в испытании участвовал сорт Приекульский ранний оздоровленный методом апикальной меристемы (с приставкой «био»). «УРАЛЬСКИЙ СУВЕНИР» - раннеспелый; куст высокий, раскидистый; листья крупные, темно-зеленые. Цветение кратковременное, цветки розовые. Средняя масса клубня 100-140 г. Клубни округло-овальные, окраска кожуры розовая, окраска мякоти белая. Глубина глазков мелкая, ростки кремово-фиолетовые. Урожай 650-1000 г 1 с куста. Содержание крахмала 12-18%. Вкусовые качества хорошие. Лежкость при хранении хорошая. К фитофторе, вирусам, парше умеренно восприимчив. Выведен в Уральском НИИСХ.
«КОРИНЕ» - урожайный, очень ранний. Отличные вкусовые качества и высокая лежкость. Содержит много Сахаров, поэтому очень хорош, как ранний сорт, для крекеров и жарки, образует хрустящую корочку. Содержание крахмала до 17%. Куст компактный, листья оригинальной формы, напоминают томатные. Клубни округло-овальные, крупные, кожура гладкая, желтая, мякоть желтая. Устойчив к фитофторе и вирусам, слабо поражается паршой. Выведен в Голландии.
«НОВОСИБИРСКИЙ» - Раннеспелый, урожайный. Вкусовые качества хорошие. Содержание крахмала 14 — 16%. Лежкость удовлетворительная. Не устойчив к фитофторе, восприимчив к вирусным заболеваниям, умеренно поражается паршой, устойчив к раку. Выведен в Сибирском Научно исследовательском институте растениеводства и селекции (СО РАСХН).
«АЛМААТИНСКИИ» - Урожайность средняя. Вкусовые качества хорошие. Ранний. Содержание крахмала 15 - 18%. Устойчив к раку, относительно устойчив к парше. Склонен к поражению фитофторой, кольцевой гнилью. При своевременной копке хорошо хранится. Мякоть клубней кремовая. Выведен в Казахстане. Сорта среднеранней группы: «НЕВСКИЙ» - столовый, высокоурожайный, среднеранний. Вкусовые качества - удовлетворительные и хорошие. Содержание крахмала— 11-15%. Лежкость хорошая. Куст средней высоты, компактный, прямостоячий. Листья крупные, светло-зеленые, стебли сильно ветвистые. Цветы белые, цветение обильное, но кратковременное. Клубни крупные, округло-овальные, белые, кожура гладкая, глазки малочисленные, мелкие, розовые. Мякоть белая, клубни развариваются слабо. Ракоустойчив, устойчив к фитофторе и парше. Не переносит обламывания ростков при посадке. Выведен в Северно-Западном НИИСХ (Санкт-Петербург).
«СВИТАНОК КИЕВСКИЙ» - сорт среднеранний, универсальный, высокоурожайный, с отличными вкусовыми свойствами, с хорошим хранением в зимний период. Содержание крахмала очень высокое (до 22,4%). Куст невысокий, компактный, сильно облиственный. Цветки светло-красно-фиолетовые, цветение кратковременное. Клубни округлые с плоским столонным следом, розово-красные. Кожура шершавая, глазки мелкие, многочисленные. Мякоть клубня кремово-желтая, не темнеет при варке и резке. Устойчив к раку, парше, очень слабо поражается фитофторой и вирусами. Повышенная регенерационная способность к повреждению колорадским жуком. Выведен Украинским НИИКХ.
«ЭСКОРТ» - столовый, высокоурожайный, среднеранний. Имеет очень хорошие вкусовые качества. Лежкость в период хранения средняя. Содержание крахмала до 19%. Куст высокий, прямостоячий, хорошо облиственный, листья крупные, сизо-зеленые, цветки белые, цветение обильное, продолжительное. Клубни крупные, округло-овальные, кожура желтая, мякоть желтая, глазки малочисленные, поверхностные. При неблагоприятных температурных условиях изменяет форму клубней (выросты). Устойчив к фитофторе и вирусам, слабо устойчив к парше. Сорт голландской селекции.
«АДРЕТТА» - среднеранний, столовый, урожайный. Самый вкусный, можно есть без масла. Хорошо разваривается, не темнеет. Лежкость клубней средняя. Содержание крахмала - 13,7-18,0 % и выше. Куст высокий, прямостоячий, хорошо облиственный, светло-зеленого оттенка. Цветение обильное, продолжительное, цветки белые, клубни крупные и средние, округлые, правильной формы. Кожура желтая, шелушащаяся, мякоть желтая. Гнездо компактное со средним количеством клубней. Устойчивость к фитофторе и вирусным болезням средняя. Сорт требует легких, хорошо окультуренных почв. Отзывчив на высокий агрофон. Выведен в Германии. «ГИБРИД 86/18» - Сорт универсального назначения, даёт высокие урожаи. Крахмалистость 10,5 - 16,5%. Мякоть клубней кремовая. Товарность клубней достигает 100%. Устойчив к фитофторе, но не устойчив к вирусам и бактериальной гнили. Получен в Сибирском Научно исследовательском институте растениеводства и селекции (СО РАСХН) в результате сомаклональной вариации регенерантов из канадского сорта Крэг.
«ОГОНЕК» - сорт столовый, отличных и хороших вкусовых качеств. Среднеранний, высокоурожайный, содержание крахмала- 16-18%. Лежкость хорошая. Куст хорошо облиственный, раскидистый, стебель зеленый, листья крупные. Цветение обильное, цветки красно-фиолетовые с белыми кончиками. Клубни средние, кожура и мякоть белые, глазки слегка углубленные. Устойчив к парше, вирусам и раку, очень слабо поражается фитофторой. Относительно засухоустойчив, но не выносит переувлажнения. Выведен Белорусским НИИКПО.
Методы исследования
Полевые опыты проводили по методике государственного сортоиспытания [1982] и согласно методическим указаниям по экологическому сортоиспытанию картофеля [ ]. Опыты закладывали в двух пунктах предгорья Горного Алтая — в Бирюле и Усть-Убе Майминского района в 1994-1996 гг.
Площадь делянок 20 м2, повторность 5-кратная. Размещение вариантов рендомизированное в блоках. Агротехника обычная, принятая в соответствующих условиях предгорий Горного Алтая. Масса клубней при посадке варьировала от 70 до 100 г. Срок посадки — последняя декада мая.
Площадь питания растений— 0,245м2 (0,70x0,35), т. е. из расчета 40816 клубней на 1 га. В период вегетации проводили двукратную ручную прополку и окучивание. Пробные копки (всего 3) проводили на пятой
повторности с 20 июля, через 10 суток. Во время цветения измеряли высоту растений и подсчитывали число стеблей у 25 растений каждого варианта в четырех блоках (всего 100 растений). Во время вегетации картофеля отмечали фазы всходов, бутонизации и цветения. Проводили фиточистки и по необходимости — сортовые прополки. Во время цветения брали пробы листьев для проведения иммуноферментного анализа по диагностике зараженности вирусами A, Y, X, L, М, S, F. За две недели до уборки ботву скашивали. Уборку проводили вручную. Сроки ее устанавливали в зависимости от спелости (начало августа - конец сентября). По каждому варианту в блоке убирали по 25 растений. После уборки клубни две недели хранили в теплом помещении, после чего проводили учет урожая: определяли общую массу клубней с одного куста (г), в том числе товарную, количество клубней на куст и среднюю массу клубня. При этом учитывали пораженность болезнями (фитофторой, паршой, гнилью сухой и мокрой, ризоктониозом) путем клубневого анализа. Степень пораженности учитывалась в процентах к общему количеству клубней.
Перед скашиванием ботвы проводили учет количества сохранившихся к уборке растений. Экспериментальные данные подвергались статистической обработке при помощи многофакторного дисперсионного анализа [Снедекор, 1961; Удольская, 1976; Рокицкий, 1994], на персональных компьютерах IBM PC [Фигурнов, 1993].
Алтай - обширная горная страна, расположенная на юго - востоке Западной Сибири между 48 и 53 ели. и 82 и 90 в.д. В естественно -историческом отношении это четко выраженная географическая единица, отличающаяся от прилегающих равнин геологической историей, геоморфологией, климатом и почвенно-растительным покровом.
Мы будем рассматривать территорию, которая по существующему административному делению относится в основном к Республике Алтай и которую принято называть Горный Алтай [Прокаев, 1983].
Горный Алтай - страна с чрезвычайно разнообразным рельефом. Она представляет собой сложную систему хребтов с утолщенными, слегка волнистыми вершинами, глубоких речных долин, широких межгорных котловин [Модина, 1997; Модина, Сухова, 1997].
Земледелие зависит от природных условий в целом, т.е. от рельефа, почвенного покрова и гидролого-метеорологического режима. Климат, являясь ведущим компонентом географической оболочки, отражает главные свойства природной среды, поэтому климатические показатели обобщенно выражают агропроизводственные условия [Ревякин, Фащевский, 1965; Справочник по климату СССР, 1966; Справочник по климату СССР, 1965; Справочник по климату СССР, 1969 ]. .
В горных условиях единство типа климата тесно связано с единством типа рельефа, однородностью почвенного и растительною покрова. Это единство всего комплекса природных условий. [Ковалев, 1973; Сляднев, 1958; Сухова, Русанов, 1987]. В наших исследованиях впервые проведено экологическое сортоиспытание коллекции картофеля в естественных условиях двух пунктов Горного Алтая. Характеристика основных почвенно-климатических показателей в пунктах испытания представлена в табл.1. Пункты различались по водному, температурному режиму и по почвенному покрову. Содержание тяжёлых металлов в почвах сельскохозяйственных угодий не превышают допустимые концентрации, из этого следует, что почвы данной местности экологически чистые [Никулинский, Бушуев, 2001]. Данные по количеству осадков и среднемесячной температуре, представленные втаблице 1, свидетельствуют о значительных различиях между пунктами. Экологическое испытание сортов различной спелости проводилось нами в Республике Алтай с 1994 по 1996 г в двух пунктах предгорий Алтая.
Высота стеблей
Высота растений — наследственный признак [Hruska, Pflug, 1976] , зависит от сорта картофеля и средовых факторов (влажность почвы и воздуха, освещенность, длина светового дня, вертикальная зональность и др.). Оптимальной высотой растений, при которой урожайность клубней наибольшая, считается: для ранних сортов 40-60 см, среднеспелых 60-70, для позднеспелых 70-90 см. У некоторых сортов длина стеблей в кусте различна, у других почти одинакова. Урожайность свободно растущих кустов с большей площадью питания выше. Сорта с компактным, прямостоячим кустом следует сажать гуще, чем сорта с раскидистым. Для синтеза органического вещества растение усваивает углекислый газ или углекислоту, главным образом, из воздуха при помощи листьев. Максимум прироста происходит при оптимальных режимах освещения и температуры. Картофель - светолюбивое растение. При затенении ботва сильно вытягивается, листья слабо усваивают углекислоту и мало образуют органического вещества. Потому плотность растений на единице площади имеет решающее значение в борьбе за урожай. Рекомендуется в среднем, выращивать от 40 до 70 тыс. растений на гектар, что составляет 200-270 тыс. стеблей или 40-50 тыс. кв. м листовой поверхности на гектаре.
Наилучшее накопление урожая происходит при умеренных температурах в пределах 14-21 С тепла. Поэтому растения в это время усваивают углекислую кислоту, главным образом, утром и вечером. Рост ботвы при этом замедляется, при 35 С полностью прекращается. При температуре 42С на дыхание растений тратится больше продуктов ассимиляции, чем их накапливается.
Для развития ботвы картофеля и его генеративных органов наиболее благоприятны длинные дни, а для образования клубней, наоборот, короткие. Наибольший прирост ботвы происходит до массового цветения картофеля. В большую часть периода цветение - увядание ботвы среднесуточная температура воздуха колеблется от 16 до 23 С, а максимальная - до 37С. Благоприятная температура для цветения картофеля - 18-24 С. Сумма температур выше 10С, необходимая для полного развития растений за период вегетации для ранних и среднеранних сортов 1000-1400С, а для поздних - 1400-1600 С.
Для роста ботвы нужна определенная влажность почвы и воздуха. Как недостаток, так и избыток влаги тормозят рост ботвы. Лучшая влажность почвы для картофеля - 60-80% от полной ее влагоемкости, Водопотребление картофеля в течение вегетации возрастает по мере роста ботвы и клубней до 40-50 М /га в сутки и снижается к концу вегетации. Молодые растения меньше потребляют воды и сравнительно легко переносят почвенную засуху. Период максимальной потребности в воде у картофеля совпадает с периодом цветение - клубнеобразование. Для ранних сортов этот период приходится на июнь-июль, для среднепоздних - июль-август. За вегетацию при урожае 250-300 ц/га картофель использует 3000-3500 м3/га воды.
На плодородных землях картофель потребляет воды больше, чем на малоудобренных. В то же время на хорошо удобренных участках он расходует ее более экономно, то есть на единицу созданного органического вещества тратиться меньше воды.
Картофель довольно хорошо использует влагу, находящуюся в воздухе в виде тумана, усваивая ее через волоски листьев. Избыток влаги особенно сильно сказывается на молодых растениях, хотя он губителен и в последующие периоды роста; особенно опасно продолжительное переувлажнение и затопление почвы. Прекращается рост ботвы, клубненакопление, происходит отмирание корней, наступает пожелтение и побурение листьев, подгнивание стеблей. Избыток влаги вытесняет из почвы воздух, в том числе и кислород.
В.В. Бурлака [1970] сообщает, что для получения высоких урожаев картофеля в условиях короткого сибирского лета клубни следует высаживать в ранние сроки, как только "поспеет почва". В этом случае картофель меньше страдает от весенней засухи, на длинном дне быстрее формирует приземистые мощные растения,
Развитие любого хозяйственно ценного признака у культурных растений происходит под влиянием генотипа и условий внешней среды. Но развитие одних признаков более, а других менее жестко контролируется генами, и поэтому полная реализация генотипа по большинству количественных признаков в сильной степени зависит от благоприятного влияния внешних условий среды [Гуляев, 1984; Яшина, Першутина, Кирсанова, 1973.].
Одним из основных морфологических признаков является мощность ботвы куста. Вопрос о взаимосвязи между мощностью надземной части и продуктивностью рассматривался в литературе неоднократно, а полученные результаты неоднозначны [Альсмик, 1979; Логинов,1980.]. Высокая положительная связь между этими признаками отмечена в работах [Тимошенко, 1981; Кокшаров, 1989; Альсмик, Амбросов, Вечер, 1979.]. Имеются данные о том, что у раннеспелых и среднеспелых сортов наблюдается средняя и высокая корреляционная связь между массой ботвы и массой клубней, а у позднеспелых эта зависимость значительно слабее [Альсмик, 1979; Логинов, 1980].
Рост стеблей имеет выраженную зависимость от условий внешней среды. Недостаток солнечного света, повышенные дозы удобрений, особенно азотных, приводят к вытягиванию стеблей, увеличению размеров листьев, преждевременному полеганию растений. Дефицит почв, влаги и недостаток питательных веществ тормозят ростовые процессы, листья прекращают рост при потере тургора. Температура воздуха в значительной мере определяет длину и массу стебля: при 10-14 С и до 25-27С высота стебля увеличивается. При более высокой температуре наблюдается снижение высоты. Максимальная скорость роста наблюдается в вечернее (в 20-21 ч) и ночное (в 5-6 ч) время, минимальная — в дневное (в 11-13 ч) и ночное (в 1-2 ч). В ночное время скорость роста в 1-1,5 раза выше, чем в дневное. За сутки стебель может увеличиться на 4-7 см. Линейные показатели роста стеблей в период от всходов до цветения, имеют положительную корреляцию с накоплением органической массы. Положительная взаимосвязь существует между скоростью роста и конечной продуктивностью сортов и гибридов. Эти показатели используются для контроля за ходом формирования урожая и прогнозирования продуктивности растений
При анализе хозяйственно ценных признаков у большого количества генотипов многие исследователи в разных экологических условиях на различном материале отмечают широкий размах варьирования этих показателей [Майшук, 1968; Дорожкин, 1984; Дорожкин, Кадычегов, Калашник, 1985; Дорожкин, Калашник, 1984; Шамакова, 1983; Кирсанова , 1979]. Очевидно, условия выращивания (экологические, климатические, агротехнические и др.), использование различных генотипов (сортов) и популяций вносят свой вклад в величину корреляционных связей между основными хозяйственно полезными признаками у картофеля, что приводит к расхождению мнений исследователей по данному вопросу. Следовательно, в каждой экологической точке необходимо изучить возможности реализации генотипа и адаптивные способности сортов.
