Введение к работе
Актуальность работы. Современное понятие рационального и правильного питания подразумевает не только достаточный объем, но и главное – широкий ассортимент овощных культур, что позволяет не только разнообразить, но и продлить период потребления, преодолеть сезонный характер их поступления (Папонов А.Н., 1980, 2009; Кононков П.Ф., 1988; Борисов В.А. и др., 2007; Буренин В.И., 2008; Литвинов С.С., 2008 и др.). В последние годы большое внимание уделяется увеличению производства и расширению ассортимента пряновкусовых культур семейства Сельдерейные, в том числе сельдерея и петрушки. Ценность их обусловлена содержанием эфирных масел, которые улучшают вкус пищи и обладают антибактериальными свойствами. Кроме того, они богаты витаминами и микроэлементами, содержат белки, флавоноиды капилляроукрепляющего, противовоспалительного, мочегонного и желчегонного действия (Ефремов А.П., Шретер А.И., 1996; Борисов В.А., Рабинович А.М., 2008 и др.).
Сельдерей широко распространен в Европе (Италия, Франция, Испания) и Северной Америке. Площади под ним в странах ЕС составляют 16 тыс. га. В США сельдерей корневой занимает до18 тыс. га, потребление его в свежем виде составляет около 4,0 кг в год на человека (Рубацкий В.Е. и др., 2007). Основные посевы петрушки сосредоточены в восточной Европе (Германия, Чехия, Польша). В Чешской Республике петрушка корневая занимает около 1500 га, ежегодно здесь производят до 18 тыс. т продукции и потребление составляет до 2 кг на человека (Pokluda R., 2003).
В Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию в 2011 г., включено 16 сортов корневого и 11 – листового сельдерея, 10 сортов корневой и 29 – листовой петрушки. Эти сорта лишь частично отвечают требованиям производителей по продуктивности, а потребителей - по качеству корнеплода и зелени. В России сельдерей и петрушку выращивают сравнительно в небольших объемах, в основном в личных приусадебных хозяйствах и лишь для местного рынка, несмотря на благоприятные природные условия для реализации их потенциала. В стране не существует достоверной статистики по их площадям, данные по производству и переработке отсутствуют.
Цель и задачи исследований. Цель исследований - научное обоснование селекции и первичного семеноводства корневой и листовой разновидностей сельдерея и петрушки, их практическое применение для создания нового исходного материала, как источника селекционных и хозяйственно ценных признаков.
Для реализации основной цели научных исследований были поставлены и решены следующие задачи:
- изучить мировой опыт селекционно-семеноводческого процесса сельдерея и петрушки;
- провести оценку коллекционного материала сельдерея и петрушки по основным хозяйственно ценным признакам;
- выявить математико-статистические параметры изменчивости основных хозяйственно ценных признаков и наиболее значимых корреляционных связей между ними в условиях Московской области для использования в селекционной практике сельдерея и петрушки;
- разработать модели сортов сельдерея и петрушки, учитывая требования потребителей, производителей и торгующих организаций, на основе анализа литературных данных, изучения изменчивости морфологических и хозяйственно ценных признаков, корреляционных взаимосвязей;
- создать новый исходный материал для получения сортов сельдерея с улучшенными хозяйственно ценными признаками путем внутривидовой гибридизации и обработки семян эффективным химическим мутагеном N-нитрозо-N-метилмочевиной (N-НММ);
- с помощью in vitro технологии установить особенности реакции на температурный режим в период прорастания и начального роста в условиях in vitro и дальнейшего развития – in vivo, которые позволяют повысить эффективность отбора сельдерея корневого на нецветушность в первый год вегетации и на ускорение прохождения яровизации - во второй;
- получить новые сорта сельдерея и петрушки, обладающие высокой продуктивностью и товарностью;
- используя физиологический метод (воздействие низкими положительными температурами на семена и растения в ювенильной фазе), найти для сельдерея листового оптимальное решение, которое обеспечивает максимальную урожайность семян и в дальнейшем потомстве - зелени;
- при первичном семеноводстве выявить оптимальные схему посадки и массу маточника сельдерея листовой и корневой разновидностей и петрушки корневой, обеспечивающие получение семян с высокими посевными и сортовыми качествами в условиях пленочных теплиц;
- дать экономическую оценку выращивания товарной продукции и семян новых сортов сельдерея и петрушки.
Диссертационная работа выполнена в соответствии с тематическими планами НИР отдела семеноводства и семеноведения и ГНУ ВНИИ овощеводства (ВНИИО) РАСХН, Программами Россельхозакадемии по фундаментальным и приоритетным прикладным исследованиям по научному обеспечению развития АПК РФ на 2001-2005 гг. и 2006-2010 гг. (задание 04.14.02), является законченной НИР, содержит решение актуальности вопроса (№ ГР 01200109412, 012000700956).
Научная новизна исследований. Выявлены основные закономерности изменчивости количественных признаков растений сельдерея и петрушки, представляющих основное сортотипическое разнообразие культур, созданное за длительный период их культивирования и селекции, в условиях Московской области.
Установлена специфика корреляционных взаимосвязей комплекса хозяйственно ценных признаков с биологическими особенностями у сельдерея и петрушки, которая обеспечивает повышение эффективности отбора на продуктивность и технологические качества продукции.
Апробированы методы внутривидовой гибридизации и индуцированного мутагенеза сельдерея, позволяющие создать новые источники хозяйственно ценных признаков, сочетающих рассеченность листа, антоциановую окраску черешка листа, образование корнеплода с высокими технологическими качествами.
Использование in vitro технологии и воздействие пониженными положительными температурами на семена и сеянцы могут быть применены для создания провокационных фонов при селекции сельдерея на устойчивость к стеблеванию в первый год вегетации и ускорения прохождения яровизации – во второй.
Практическая значимость. Разработан принцип классификации сортов на сортотипы для сельдерея и петрушки корневой разновидности на основе морфологического анализа строения корнеплода, определяющего продуктивность и технологические качества.
Семейственный отбор исходного материала с последующей оценкой потомства по комплексу хозяйственно ценных признаков, внутривидовая гибридизация, индуцированный мутагенез, а также анализ морфологического строения корнеплода позволяют создать новые источники хозяйственно ценных признаков.
На основе полученного исходного материала созданы и включены в Госреестр сорта сельдерея листового Самурай, сельдерея корневого – Купидон и Искандер, петрушки корневой – Любаша, которые защищены авторскими свидетельствами и патентами.
Основные положения, выносимые на защиту:
- разработанные теоретические принципы моделирования сорта, оценки, отбора и создания исходного материала и их практическая реализация в селекции и первичном семеноводстве сельдерея и петрушки, обеспечивающие комплексное решение задач по пополнению сортимента и ассортимента овощных культур в товарном овощеводстве и как источники селекционных и хозяйственно ценных признаков;
- селекционный материал и отселектированные в процессе выполнения исследований сорта сельдерея и петрушки с высокими показателями продуктивности, технологических качеств, основных компонентов биохимического состава;
- усовершенствованные технологические приемы первичного семеноводства сортов сельдерея и петрушки, включающие схему посадки и массу маточника, использование пленочных необогреваемых теплиц, обеспечивающие увеличению урожайности семян с высокими посевными и сортовыми качествами.
Личный вклад соискателя. Работа выполнена в 2001-2011 гг. лично, а также совместно с сотрудниками лаборатории селекции и семеноводства зеленных культур отдела семеноводства и семеноведения, лаборатории капустных культур отдела селекции, лаборатории хранения овощей отдела земледелия и агрохимии, отдела биотехнологии ВНИИО, а также с Институтом физиологии растений (ИФР) РАН. Доля личного участия в создании включенных в Госреестр сортов сельдерея листового Самурай – 50 %, сельдерея корневого Купидон – 50 %, сельдерея корневого Искандер – 70 %, петрушки корневой Любаша – 70 %.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на научно-практических конференциях: ВНИИО – III Междун. конф., посвящ. памяти Б.В. Квасникова (2003, 2009), Междун. науч.-практ. конф., посвящ. к 75-летию ВНИИО (2006); ВНИИССОК - Междун. науч.-практ. конф. (2006, 2007, 2008, 2010); ИФР им. К.А. Тимирязева - V съезд Вавиловского общества генетиков и селекционеров (2009); РГАЗУ - Междун. науч.-практ. конф. (2010); РУДН – VIII Междун. симп. (2009); Артем – науч.-практ. конф., посвящ. 20-летию ГНУ ПООС ГНУ ВНИИО РАСХН (2008); Барнаул – Всерос. науч.-практ. конф., посвящ. 75-летию Западносибирской ООС ГНУ ВНИИО РАСХН (2007); Брянск – VIII Междун. конф. Брянской ГСХА (2011); Ижевск - Всерос. науч.-практ. конф., посвящ. 50-летию агрон. ф-та ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА (2005); Орел - Всерос. науч.-практ. конф., посвящ. памяти профессора А.П. Лаханова (2006), Всерос. конф., посвящ. памяти профессора С.И. Ефремова (2010); Пущино - науч.-практ. конф. (2005, 2011); Ростов-на-Дону - науч.-практ. конф. ДонГАУ (2004); Саратов - науч.-практ. конф. (2004, 2011); Суздаль - Всерос. науч.-практ. конф. Владимирского НИИСХ (2011); Минск – IV Междун. науч. конф. (2005); Тирасполь - Междун. науч.-практ. конф. (2005); Южная Корея - корейско-российский симпозиум по использованию и улучшению овощных культур для регионов с прохладным климатом (2004).
Объем и структура диссертационной работы. Диссертация изложена на 320 страницах компьютерного текста, содержит 84 таблицы, 50 рисунков, 29 приложений. Состоит из введения, обзора литературы, методической части, результатов исследований (6 глав), экономической оценки, выводов, рекомендаций для селекции и семеноводства, предложений для внедрения в производство, библиографического списка, включающего 406 наименований, в т.ч. 164 иностранных источника.
