Содержание к диссертации
Введение
I. Литературный обзор
1.1. Народно-хозяйственное значение, классификация и краткая характеристика возделываемых сортотипов баклажана 6
1.2. Биологическая и морфологическая характеристика баклажана.. 9
1.3. Агротехнические особенности возделывания культуры баклажана 14
II. Направление и задачи селекции
2.1. Задачи и перспективные направления селекции баклажана 22
2.2. Основные методы и схема селекционного процесса 29
III.Методика и условия проведения исследований
3.1. Природно-климатические, почвенные и метеорологические условия 43
3.2. Методика проведения исследований 50
3.3. Агротехника в опытах 52
IV. Результаты исследований
4.1. Оценка и подбор исходного материала для создания новых сортов баклажана 53
4.2. Селекция и испытание хозяйственно-ценных признаков сортов баклажана 61
4.3. Полиморфизм признака окраски плодов баклажана 82
Выводы 91
Рекомендации 93
Используемая литература 94
Приложения 113
- Народно-хозяйственное значение, классификация и краткая характеристика возделываемых сортотипов баклажана
- Задачи и перспективные направления селекции баклажана
- Природно-климатические, почвенные и метеорологические условия
- Оценка и подбор исходного материала для создания новых сортов баклажана
Введение к работе
В обеспечении населения страны полноценным запасом продовольствия важное место занимают овощи, поскольку они являются источниками витаминов, минеральных солей, органических кислот, легко усвояемых углеводов. Одной из излюбленных овощных культур являются баклажаны.
Плоды баклажана играют важную роль благодаря своеобразному вкусу, хорошей сохранности на растениях и при транспортировке, пригодности к консервированию.
В связи с повышенным интересом населения и производителей к качеству баклажана, важной задачей в селекции этой культуры является создание качественно новых сортов с полезными пищевыми и технологическими качествами, обладающих повышенной устойчивостью к наиболее опасным заболеваниям, абиотическим условиям.
Большинство производимых сортов баклажана имеют ряд недостатков, из которых наиболее значительный - присутствие в плодах горечи, которую придает алкалоид соланин, а также непривлекательный серый или серо-зеленый цвет мякоти. Это заставляет искать пути улучшения качества сортов.
В структуре производства овощей в последние годы увеличилась доля частных, в т.ч. крестьянско-фермерских, дачных и огородных хозяйств. Поэтому актуальным является создание сортов для разных категорий производителей, а также целей переработки.
Повышение интенсивности и результативности селекционного процесса может быть достигнуто изучением закономерностей наследования признаков, что позволит создавать сорта планируемого типа.
Целью научных исследований являлось:
оценка перспективного генофонда баклажан;
выделение и отбор доноров по отдельным и комплексу хозяйственно-ценных признаков;
создание урожайных сортов с высокими потребительскими качествами, не содержащих горечи в плодах;
изучение в генофонде баклажана окраски поверхности и мякоти плодов и наследование этих признаков у гибридов.
Научная новизна. Впервые для условий аридной зоны Нижнего Поволжья при использовании выделенных из селекционного генофонда мутантных доноров «безалкалоидное» и «белоснежности» мякоти плодов созданы сорта баклажан нового поколения, не содержащих горечи в плодах, обладающих высокими диетическими, технологическими качествами и комплексом хозяйственно-ценных признаков: Нижневолжский, Лебединый, Пантера.
В генофонде баклажана изучен полиморфизм окраски поверхности плода баклажан с учетом различий в окраске мякоти. Сформирован банк сортообразцов-доноров, включающий 12 сортотипов, отличающихся по окраске плода и мякоти.
Изучено наследование окраски поверхности и мякоти плодов баклажана у гибридов первого и второго поколения.
Практическая значимость. При участии автора диссертации созданы, включены в Госреестр селекционных достижений и внедрены в производство коллективных, фермерских и крестьянских хозяйств новые сорта баклажан Нижневолжский, Лебединый и Пантера. Использование плодов новых сортов позволит обеспечить потребности населения и консервной промышленности в качественном сырье.
Апробация работы.
Результаты проводимой работы были одобрены методической секцией и ежегодно докладывались на Ученом совете ГНУ Всероссийского НИИ орошаемого овощеводства и бахчеводства в 1991-2006 гг.
Основные положения диссертации доложены и рекомендованы в печать на Международной научно-практической конференции 2000 г., г.Крымск, Международной научно-практической конференции по
пасленовым культурам, Астрахань, 2003, Международной научно-практической конференции «Проблемы научного обеспечения овощеводства юга России», Краснодар, 2004 г., Международной научно-практической конференции «Аграрная наука - сельскому хозяйству», Барнаул, 2006 г, Международной научно-практической конференции «Современное состояние картофелеводства и овощеводства и их научное обеспечение», Кайнар, 2006 г.
Публикации. По материалам кандидатской диссертации опубликовано 17 печатных работ, в т. ч. одна в ведущем рецензируемом журнале, получено 1 авторское свидетельство, на два сорта выданы патенты.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, выводов, рекомендаций и списка литературы. Изложена работа на 127 страницах компьютерного текста, включает 21 таблицу, 9 рисунков и 15 приложений. Список литературы составляет 199 источников, в т.ч. 10 иностранных.
Народно-хозяйственное значение, классификация и краткая характеристика возделываемых сортотипов баклажана
Родина баклажана - тропические районы Восточной Индии, где уже в глубокой древности плоды использовали в качестве компонентов пряных смесей, а в диком виде встречается и сейчас. Здесь баклажаны начали культивировать задолго до нашей эры. Вторичный центр, в котором представлено богатое разнообразие его форм - Китай. В Россию баклажан проник в 17-18 веках разными путями: из Средней Азии - через Астрахань, из Ирана - через Закавказье и из Малой Азии - через Болгарию.
Сейчас эта культура возделывается повсеместно в районах с достаточно теплым и длинным безморозным периодом.
Мировое производство баклажана составляет 5-6 млн.т, из которых половина приходится на долю Юго-Восточной Азии, Китая, Японии, Индии, а четверть - на страны ближнего Востока. В этих странах возделывание баклажан зачастую имеет большее значение, чем томата (Г. Круг, 2000 г.).
В России основными районами возделывания баклажан являются Нижнее Поволжье, Северный Кавказ, Краснодарский и Ставропольские края, Ростовская область. Благодаря своим высоким вкусовым и питательным качествам баклажаны постепенно распространяются в более северные районы страны - центральные области, Приуралье, Западную Сибирь. В отдельные годы в Российской Федерации площади под баклажанами достигают 25 тыс. га (Г.С. Гикало, 1972, В.А. Лудилов, 2000).
Плоды этой культуры вкусны и обладают целебными свойствами. По данным В.В.Арасимовича и Н.Н. Ермакова (1961), В.А. Борисова, С.С.Литвинова, А.В. Романова (2003), в них содержится 7-11% сухих веществ, 3-4% Сахаров, соли фосфора, калия, кальция, железа, аскорбиновая кислота, тиамин (витамин ВО, никотиновая кислота (витамин РР), рутин - витамин, укрепляющий стенки кровеносных сосудов. Плоды баклажан используют для приготовления разнообразных консервных и кулинарных продуктов - икры, сотэ, маринованных, жареных, сушеных и соленых. Они рекомендуются в качестве диетического средства для лечения и профилактики желчекаменной и почечнокаменной болезней, при заболеваниях сердечно-сосудистой системы, при различных отеках, лечении подагры. Особенно полезны баклажаны больным малокровием. При включении в рацион питания ежедневно по 200-400 гр. баклажан, человек не будет нуждаться в получении препаратов железа, меди, цинка (И.С. Абрамова, 1960, В.Л. Кренгович, 1980).
Очень полезно использование блюд из баклажан в качестве гарнира к жирной и мясной пище. Стероидные гликозиды, содержащиеся в семенах баклажана, задерживают старение живых организмов, способствуют устойчивости к болезням, стрессам. На Востоке баклажан называют «овощем долголетия» (B.C. Дьяченко, 1979, СП. Дикий, А.П. Аникеенко, 1978).
В связи с невысокой калорийностью баклажаны особенно полезны людям пожилого возраста и склонным к ожирению. (Г.В. Гуляев, 1987, В.Ф. Велик, 1992, В.Ф. Пивоваров и др., 1997).
В селекционной работе с любой культурой большое значение имеет систематика и классификация данной культуры.
Баклажаны относятся к семейству пасленовых - «Solanacea», роду «Solanum» виду «melongena». По классификации А.И. Филова (1965 г.) этот вид по биологическим и морфобиологическим признакам делится на пять подвидов: - восточноазиатский - subsp orientale Haz. - западноазиатский - subsp occidentale Haz. - южноазиатский - subsp meridianale Fil. - полукультурный - subsp subspontaneum Fil. - дикорастущий - subsp agrestis Fil.
Согласно данным ряда авторов ( Г.В. Боос, М.М. Гиренко, С.Я. Глущенко, А.А. Казакова 1971 г., СИ. Ушакова 1965 г.) в нашей стране распространены только первые два подвида баклажан. На основании имеющихся литературных сведений можно дать следующую характеристику этим подвидам:
Восточноазиатский - представлен сортами ранне и редко-средними сроками созревания. Растения этой группы низкорослые или средние по высоте, раскидистые, редко сомкнутые. Стебли тонкие, окрашенные в зелено-фиолетовый или темно-фиолетовый цвет. Листья мягкие, черешок и нервация темно-фиолетовая, цельнокройные или слабовыемчатые яйцевидной или удлиненно- яйцевидной формы. Окраска листовой пластинки темно-зеленая или густо усеяна темно-фиолетовыми точками и поэтому они приобретают вид фиолетово-окрашенный. Плоды по форме грушевидные, шаровидные, удлиненно-цилиндрические или змеевидные, мелкого или среднего размера, темно-фиолетовой окраски со сравнительно плотной мякотью зеленоватого цвета. Цветки - сине-фиолетового цвета одиночные или собраны в небольшие кисти. Очаги формообразования этого подвида - Китай, Япония, откуда они распространились в другие страны Азии, Европы и Америки. К восточноазиатскому подвиду относятся сортотипы: Деликатес 163, Грушевидный 289, Карликовый ранний 921, Скороспелый 148, Шаровидный, Восточный, Пекинский осенний, Японский карлик.
Задачи и перспективные направления селекции баклажана
Культура баклажана еще недостаточно оценена населением, особенно как мощный источник физиологически-активных веществ, как диетический и питательный продукт, повышающий тонус и здоровье человека.
Перспективные направления селекции баклажана должны быть связаны с увеличением и удешевлением продукции, определяются зоной выращивания и способом использования плодов. Ю.И. Авдеев, B.C. Алексеева (1986 г.), С.Я. Мегердичев (2003 г.), В.М. Кузлякин, Ю.Н. Кузлякин (1976 г.) в своих исследованиях сделали выводы, что задачи и направления селекции баклажана состоят в создании специализированных сортов различного назначения с высокими технологическими и эстетическими качествами плодов, пригодными для приготовления более изысканной и диетический продукции при промышленном консервировании и домашней кулинарии. Многолетние опыты и практика показали, что специализация сортов устраняет и экономит большие затраты труда на отсортировку плодов на консервных заводах, создает лучшие условия при сборе и подборе сортов любому потребителю (Ю.И. Авдеев, 2002, 2003 г.г.).
Работы, выполненные в различных научно-исследовательских учреждениях подтверждают мнение о том, что создаваемые и внедряемые сорта и гибриды баклажана должны быть узкоспециализированные для различных зон и использования (Е.И. Иванова и др., 1988, 2004 гг.).
Так, во ВНИИ селекции и семеноводства овощных культур проводили оценку гибридов баклажана для пленочных теплиц в условиях малообъемной гидропоники и ее влияние на проявление хозяйственно-ценных морфологических признаков. Выявлены требования к выводимым сортам и гибридам - это индетерминантный тип куста, удлиненно-грушевидная или цилиндрическая форма плода, крупноплодность (300-3 гр.), равномерная отдача по срокам урожая, пониженная светотребовательность, оптимальная площадь листовой поверхности (М.И. Мамедов, О.А. Митрофанова, О.Н. Пышная, 2006 г.).
В исследованиях Т.Л. Лоскутовой (2006 г., Всероссийский НИИ растениеводства им. Н.И. Вавилова) по изучению коллекционных образцов баклажан на адаптиность, наряду с высокой урожайностью, крупноплодностью, устойчивостью к пониженным температурам отмечена также высокая технологичность, включая качественные показатели: отсутствие горечи, консистенция мякоти, окраска кожицы и мякоти, отсутствие пустот.
Е.Г. Сирота (2006 г., Западно-Сибирская овощная опытная станция ВНИИ овощеводства) в результате работы по созданию сортов баклажан для условий Западной Сибири основными направлениями считает раннеспелость, крупноплодность, устойчивость к пониженным температурам, высокие технологические качества.
Согласно отраслевым стандартам на типовые технологические процессы (2003 г.) меняются требования к форме плодов баклажан в зависимости от вида изготовляемой продукции.
При использовании баклажан для приготовления продукта в виде сотэ, резанных плодов, жареных кружочками предпочтительно использовать сорта с плодами цилиндрической и удлиненно-цилиндрической формы, 15-25 см. длинной и 3,5-5 см. диаметром.
Для приготовления икры, маринованных, соленых баклажан лучше сорта с округлой, грушевидной или удлиненно-грушевидной формой. Плоды грушевидной формы небольших размеров используют для приготовления фаршированных баклажан (Е.И. Иванова, 1991).
Как известно, у многих существующих сортов баклажана универсального типа (Алмаз, Универсал 6 и др.) значимым недостатком является присутствие горечи в плодах, вызванной алкалоидом соланин. Эти сорта сохраняют длительное время до семенной фазы зрелости типичную для сорта темно-фиолетовую окраску, привлекая потребителей. При сборе в массу товарного урожая всегда попадают плоды в фазе биологического созревания, малоотличимые по внешним признакам от плодов в технической спелости.
Количество соланина возрастает по мере созревания семян (Д.Д. Брежнев, 1971 г., В.П. Плешков, 1980 г.). Употребление таких плодов в пищу может вызвать недомогание и даже отравление. Вымачивание плодов в солевом растворе, применяемое на консервных заводах и в домашней кулинарии, требует затрат средств, времени и труда и не всегда эффективно. Поэтому очень важной задачей по созданию сортов баклажана является устранение образования и накопления в плодах ядовитого алкалоида, что делает его диетическим продуктом (Ю.И. Авдеев, 1996,1999,2004 гг.).
Природно-климатические, почвенные и метеорологические условия
Государственное научне учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт орошаемого овощеводства и бахчеводства находится в Камызякском районе Астраханской области. Астраханская область расположена на юго-востоке Европейской части России и простирается узкой полосой с северо-запада на юго-восток вдоль нижнего течения реки Волги и ее рукава Ахтубы более чем 400 км. Площадь Астраханской области 44,1 тыс. км .
По климатическим условиям в Европейской части России область является самой засушливой частью с чертами резкой континентальности. В отдельные годы наблюдаются очень высокие температуры летом (до +40С) и очень низкие зимой (до -40С). Безморозный период начинается с середины апреля и заканчивается во второй декаде октября. Продолжительность безморозного периода составляет 180 - 200 дней. Сумма среднесуточных температур за весь период с температурой выше 10С.составляет 3400 - 3700.
Неблагоприятным фактором, который ограничивает возможность сельскохозяйственного производства являются заморозки. Изменения дат последних весенних и первых осенних заморозков изменяет длительность безморозного периода. В воздухе последние заморозки, на большей части области заканчиваются, обычно во второй декаде апреля, а на почве -конец апреля - первая декада мая. Осенью ранние заморозки в воздухе начинаются в первой половине октября, а на почве - в течение сентября. (Агроклиматический справочник. 1963, 1974)
Во второй половине марта наступает весна и характеризуется интенсивным нарастанием тепла. Среднесуточная температура воздуха в начале апреля переходит через 5С. В апреле бывает от 3 до 7 дней с суховеями. Во время весенних суховеев скорость ветра достигает 12 м/сек и с наступлением лета количество суховейных дней значительно возрастает.
Ежемесячно их насчитывается от 11 до 25. Средняя скорость ветра уменьшается и в июле достигает наименьших значений 3,5-4 м/сек.
Территория Астраханской области, благодаря своему географическому положению, получает большое количество солнечного тепла и света. Количество суммарной радиации достигает 118 ккал/см2, а продолжительность солнечного сияния составляет 2200-2400 часа за год. Облачность летом резко уменьшается.
Лето в Астраханской области жаркое и сухое. Средняя месячная температура воздуха в июле 24-25. Максимальные температуры воздуха в июле могут достигать 38-42. За теплый период (апрель - октябрь) количество осадков колеблется от 100 до 140 мм. Максимум осадков приходится на май - июнь. Наименьшая относительная влажность воздуха 40-50% отмечается в июле (Агроклиматические ресурсы..., 1976)
Зима умеренная мягкая, ежегодно в течении нее наблюдается до 49 дней оттепели, во время которых снег сходит полностью. Среднемесячная температура января - 5-7 градусов.
По данным Астраханской ГМС за период проведения исследований с 1996 по 1999 гг. и с 2004 по 2006 гг. наблюдались отклонения метеорологических показателей от многолетних средних. (Таблица 3.1.1; Таблица 3.1.2; Таблица 3.1.3; Таблица 3.1.4; Приложение 1, Приложение 2, Приложение 3, Приложение 4).
Апрель 1996 года характеризовался температурой близкой к средней многолетней. Май был теплым, особенно со второй декады. Осадков в весенние месяцы было мало: в апреле осадки выпали во второй декаде, а в мае - в третье. В летние месяцы нарастание тепла наблюдалось с третьей декады июня и жаркая погода - средняя температура составляла 26,7С и держалась весь июль и первую декаду августа. Обильные осадки наблюдались в первой декаде июня - 34,4 мм, третьей декаде июля - 17, мм и, особенно в первой декаде августа - 45,1 мм, что на 35,3 мм больше среднемноголетней. Сентябрь 1996 года был теплым и с небольшим количеством осадков.
Нарастание положительных температур апреля и мая 1997 года проходило плавно. Средняя температура апреля была выше средней многолетней на 7,7С. Самой теплой была третья декада мая.
Лето 1997 года было прохладным. Средняя температура самого жаркого месяца июля была 25,8С. Осадков за месяц выпало 58,3 мм. Всего за три летних месяца сумма осадков составила 91,1 мм. Первая декада сентября сопровождалась заморозками. Среднедекадная температура составила 15,4С. Вторая декада сентября была теплее. Средняя температура второй и третьей декады была на уровне средней многолетней и составила 18,3 и 15,4С, соответственно.
Нарастание тепла в первой и второй декадах апреля 1998 года шло быстро. В третьей декаде апреля отмечалось снижение средней температуры до 12,2С что на 1,3С ниже средней многолетней. Май был прохладным, за 2 весенних месяца выпало 66 мм осадков, что на 34 мм больше среднемноголетней нормы. Первый летний месяц 1998 года был сухим и жарким. Средняя температура воздуха в июне составляла 27,0С максимальная — 38,0С. Осадков выпало всего 0,6 мм. В июле самые жаркие дни наблюдались в третьей декаде. Средняя температура была на уровне 30,1 С. В августе средняя темература воздуха составила 24,9С. За три летних месяца выпало осадков всего 29,2 мм. Сентябрь 1998 года был теплым, осадков выпало на 7,8 мм меньше нормы.
Оценка и подбор исходного материала для создания новых сортов баклажана
Основным источником исходного материала были образцы, полученные из коллекции ВИР им. Н.И. Вавилова. Было изучено 163 коллекционных образца, 93 из них иностранного происхождения.
Цель изучения — испытание коллекций, выявление исходного материала с комплексом хозяйственно-ценных признаков, а так же сортов, видов и мутантов — носителей отдельных биологически или хозяйственно-ценных признаков, либо их сочетаний, подбор родительских форм. Образцы, которые по своим свойствам соответствовали задаче селекции, использовали в гибридизации.
При оценке сортов и линий наиболее ценными хозяйственными признаками у баклажана, как и у других овощных культур, являются урожайность, качество урожая, скороспелость, устойчивость к болезням, форма, вкусовые, технологические и кулинарные качества плодов (Т.И. Солтановская, 1958, А.В. Алпатьев, 1985, Ю.А. Авдеев, 2003).
Урожайность - более сложный признак, так как она зависит от ряда факторов, в том числе длины вегетационного периода, устойчивости к болезням и вредителям, обеспеченности водой, светом, теплом.
Важным элементом этого сложного признака является продуктивность растения. Браковка по урожайности в ранних поколениях F3-F4 не рекомендуется, так как из-за отсутствия повторностеи или малого количества селекционного материала невозможно достоверно оценить потомство, так как оно сохраняет значительную гетерозиготность.
В увеличении урожайности баклажана ключевую роль, наряду с орошением, минеральным питанием, агротехническими приемами, играет селекция новых сортов и гибридов, которая является наиболее эффективным средством повышения величины и качества урожая и снижения энергозатрат на единицу продукции.
Определяли урожайность методом взвешивания технически зрелых плодов с учитываемой делянки. Кроме того, определяли раннюю и товарную урожайность плодов к общей. Качество урожая определяли как в количественном выражении так и в процентном.
Скороспелость - признак, на который оказывают влияние условия выращивания и является результатом сочетания в сорте коротких фаз развития растений: посев - всходы; всходы - образование соцветий, образование цветков, созревание плодов и т.д.
Использование более скороспелых селекционных форм и сортов баклажана позволяет удлинить период потребления населением плодов и создать конвейер сортов для выращивания. Ритмичное и более длительное поступление продукции баклажан на перерабатывающие предприятия имеет большое значение как для улучшения использования основных производственных средств на консервных заводах, так и позволяет хозяйствам равномерно распределить технику и рабочую силу, снизить напряженность при организации уборки. Кроме того, что немаловажно, закупочные цены на раннюю продукцию значительно выше, что экономически выгодно для производителей.
Скороспелость определяют по длине вегетационного периода в днях от массовых всходов до технического созревания плодов. Согласно руководству по апробации овощных культур и кормовых корнеплодов (В.А. Бакулина и др. 1982) все сорта баклажана делятся на очень ранние -менее 100 дней, ранние- 101-115, среднеранние- 115-130, поздние- 131-150 и очень поздние - более 150 дней. Однако в зависимости от условий выращивания начало плодоношения в отдельные годы сдвигается на 20 дней (Р.В. Алексеев, 1976).
Создание скороспелых сортообразцов - одно из направлений селекции баклажана.
При создании новых сортов важной стороной является придание им способности противостоять стрессовым воздействиям биотических и абиотических факторов среды, в которой они выращиваются (М.И. Мамедов и др., 2004).
Одна из сторон, оказывающих сильное влияние на урожайность растений, является заболевание - вирусом табачной мозаики, фузариозным увяданием. Потери вследствие поражения болезнями составляют от 20 до 50%. Использование устойчивых сортов - лучший способ защиты растений от болезней (В.Ф. Пивоваров и др., 1997, О.Н. Пышная [и др.], 2004).
Многолетний опыт показал, что затраты связаны с селекцией на устойчивость к наиболее вредоносным и распространенным заболеваниям окупаются за счет повышения урожая и экономии средств на борьбу с патогенами.
У баклажана пока неизвестны сорта, устойчивые к фузариозному увяданию. Обнаружены только толерантные линии, т.е. относительно устойчивые к заболеванию (А.П. Харькова, 1975, 1994, Э.Х. Суханбердина [и др.], 1986).
Наиболее эффективным методом проверки устойчивости к фузариозному увяданию является заражение сеянцев перед пикировкой (Ю.И. Авдеев, Б.М. Щербинин, 1982). Для этого корни с подрезанными концами на 3-4 часа погружают в суспензию спор в концентрации 600-800 шт в поле зрения микроскопа (увел. 200), затем сеянцы пикируют в грунт. Браковку начинают через 12-14 дней и заканчивают через 3 недели. Данный способ создает возможность равномерной степени поражения растений.
Пораженные растения замедляют рост, желтеют и гибнут, из оставшихся выбраковывают восприимчивые к патогену по изменению цвета сосудов на срезе черешков нижних листьев и стебля.
