Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Состояние изученности проблемы 10
1.1. Систематическое положение и описание внутривидовых таксонов Brassica capitata (L.) Pers. 10
1.2. Вегетационный период и этапы развития растений 12
1.3. Биологические и физико-механические свойства семян 21
1.4. Лежкоспособность кочанов при зимнем хранении 24
1.5. Биохимические особенности 30
1.6. Биотические факторы, влияющие на рост, развитие и продуктивность 35
1.7. Абиотические факторы, влияющие на рост, развитие и продуктивность капусты 39
1.8. Реакция сортов на изменение внешних условий среды 50
1.9. Адаптивность и стабильность в селекции растений 52
1.10. Современная технология выращивания рассады капусты 59
Глава 2. Условия, материал и методика проведения исследований 63
2.1. Условия проведения исследований 63
2.2. Технология возделывания капусты белокочанной первого и второго года жизни 77
2.3. Материал и методика исследований 89
Результаты исследований 97
Глава 3. Оценка исходного и селекционного материала капусты белокочанной в Западной Сибири 97
3.1. Изменчивость признака вегетационный период 97
3.2. Фенотипическая изменчивость морфологических признаков растений 102
3.3. Оценка сортовой изменчивости по признаку урожайность 113
3.4. Сравнительная характеристика образцов по основным показателям химического состава 120
3.5. Сортовые различия по лежкости кочанов при зимнем хранении 127
3.6. Результаты изучения сортового разнообразия капусты белокочанной по устойчивости к сосудистому бактериозу 139
3.7. Корреляции признаков 150
3.8. Перспективный исходный материал для селекции капусты белокочанной в Западной Сибири 154
Глава 4. Селекционный материал, сорта и гибриды капусты белокочанной, полученные с использованием выделившихся образцов 159
4.1. Перспективный по хозяйственно ценным признакам селекционный материал 159
4.2. Сорта и гибриды, полученные с использованием выделившихся образцов 172
4.3. Модели современных сортов капусты белокочанной для условий Западной Сибири 184
Глава 5. Совершенствование приемов семеноводства капусты белокочанной 189
5.1. Влияние площади питания на выход и фракционный состав маточников 190
5.2. Влияние массы и схемы посадки маточников на урожайность и качество семян 195
5.3. Влияние метеорологических факторов на урожайность и качество семян капусты белокочанной 201
Глава 6. Повышение продуктивности капусты белокочанной за счет применения кассетной технологии выращивания рассады 213
Глава 7. Адаптивность и стабильность сортов капусты белокочанной 234
Глава 8. Экономическая эффективность возделывания новых сортов и усовершенствованных приемов производства товарной продукции и семян капусты белокочанной
8.1. Экономическая эффективность возделывания новых сортов капусты белокочанной 249
8.2. Экономическое обоснование производства семян капусты белокочанной 251
8.3. Экономическое обоснование усовершенствованных приемов семеноводства 253
8.4. Экономическая эффективность кассетной технологии выращивания рассады 256
Выводы 257
Рекомендации для селекции 259
Предложения производству 260
Библиографический список 261
Приложения 307
- Вегетационный период и этапы развития растений
- Технология возделывания капусты белокочанной первого и второго года жизни
- Сравнительная характеристика образцов по основным показателям химического состава
- Сорта и гибриды, полученные с использованием выделившихся образцов
Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время основной является интегрированная, или система адаптивной интенсификации земледелия. Она предусматривает рациональное и эффективное использование энергетических и других материальных ресурсов, обеспечивающих снижение удельных затрат на производство продукции.
Интегрированной системе земледелия соответствует дифференцированная селекционная технология, основная сущность которой состоит в целевом разнообразии подходов, методов, приемов селекции с учетом контрастности и специализации современного сельскохозяйственного производства [102].
В разнообразных почвенно-климатических и хозяйственно-экономических условиях аграрного производства на современном этапе особенно важна роль биологически дифференцированной системы сортов, обеспечивающей стабилизацию урожайности на высоком уровне при рациональных затратах.
Исходя из этого, сформулированы следующие приоритетные направления селекции: - селекция ресурсоэффективных видов (включая продукцию), сортов и гибридов растений с качественно новым уровнем ценных признаков и свойств; — разработка новых интегрированных технологий селекции с использованием генной инженерии и молекулярных маркеров, включая генетический анализ и контроль адаптивной способности, эффективности использования факторов среды и энергоресурсов на формирование урожая.
Повсеместное нарастание экологической и социальной нагрузки на человека требует полноценного его питания, а овощи выступают как богатейший источник природных антиоксидантов, биологически активных веществ, незаменимых аминокислот и минеральных элементов. Неслучайно мировое производство овощей за последние 14 лет практически удвоилось: с 469 млн. т в 1990 г. до 920 млн. т в 2004 г. [222, 223, 224].
Несмотря на негативные явления в сельском хозяйстве России в 1991-1992 гг., отрасль овощеводства в целом выдержала испытание и в последние годы наращивает производство. Из федеральных округов наибольшее увеличение производства отмечено в Северо-Западном, Приволжском, Уральском и Сибирском [227].
За 2005-2009 гг. в России и в Сибирском федеральном округе (СФО) наблюдается положительная динамика потребления овощных и бахчевых культур. В 2009 г. в России этот показатель составил 103 кг, в СФО — 98 кг, в Алтайском крае - 96 кг, однако это не соответствует медицинской норме, 135 кг/год на человека [315, 318].
Данные FAO свидетельствуют о том, что по объемам производства и потребления на душу населения в развитых странах овощные культуры рода Brassica занимают 3 место после картофеля и томатов, а в развивающихся странах - 2-е, уступая только зерновым [220].
Экономическое значение капусты в XXI веке остается существенным. Мировые посевы капусты сконцентрированы в Европе и Азии. Из всех стран мира наибольшая площадь под культурой находится в России. В ряде европейских стран, например, в Германии, Норвегии, занимает также первое место среди овощных культур.
Капуста - одна из ведущих овощных культур, как по объему производства, так и по потреблению в пищу. В хозяйствах всех категорий в настоящее время она занимает 18,2% посевных площадей и 25,5% валового сбора овощей. За 2000-2008 гг. объем ее производства увеличился на 5,3%. В России капусту выращивают повсеместно за исключением Мурманской области, но основными производителями являются Центральный, Приволжский, Южный и Сибирский федеральные округа. В Сибирском федеральном округе наибольшие площади сосредоточены в Республике Бурятия (35,1%) и Забайкальском крае (34,9%).
К 2020 г. планируется увеличить валовой сбор капусты по сравнению с 2008 г. на 43,7%. Удельный вес культуры в структуре посевных площадей возрастет до 30%.
Урожайность капусты в 2008 г. составила в Российской Федерации 27,6 т/га, в сельскохозяйственных организациях - 34,4 т/га; в Алтайском крае, по данным Алтайского краевого комитета по статистике, в среднем за 2000-2007 гг. - 23,8 т/га.
Наиболее высокую урожайность получают сельскохозяйственные предприятия Ленинградской (64,3 т/га) и Московской (56,5 т/га) областей [318].
Капуста обладает лечебными свойствами, так как имеет ценный биохимический состав, является источником минеральных элементов, аскорбиновой кислоты, значительного количества азотистых и биологически активных веществ [47, 342, 355]. Среди всех видов капусты первое место, по-прежнему, занимает капуста белокочанная.
Большое научное и практическое значение имеют в настоящее время исследования по созданию новых сортов, устойчивых к биотическим и абиотическим факторам, выявлению эффективных приемов формирования высоких качеств семян и разработка усовершенствованной технологии производства [321, 358, 359, 375].
В Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию (2009), внесено 229 сортов и гибридов капусты белокочанной, в том числе по Западно-Сибирскому региону - 53 [101].
Семеноводство играет важную роль в решении проблемы увеличения производства овощей. После решения основных организационных проблем на первый план выйдут вопросы, которые нуждаются в научном обосновании. Они касаются разных направлений развития семеноводства и семеноведения. Потребность в семенах овощных культур к 2020 г. возрастет на 15,4%. Этот рост в основном обусловлен увеличением посевной площади. Наиболее высокие темпы прироста будут по капусте - 88,9%.
Высокие качества семян, особенно сортовые, всегда были и остаются важнейшей задачей семеноводства, выполнение которой - необходимое условие реализации потенциальных возможностей сорта.
По данным немецких ученых, повышение урожайности на 30-50% обусловлено качеством семян. В Российской Федерации по зерновым культурам значение этого показателя достигает 30%.
Большое научное и производственное значение имеют исследования по выявлению эффективных приемов формирования высоких качеств семян и разработка усовершенствованной специально-семеноводческой технологии.
Особенно это относится к проблемам сортообновления: организации, методики и производства семян суперэлиты и элиты. Данный этап семеноводства определяет сохранение генетически обусловленных признаков и свойств сортов.
Сортовые технологии должны быть адаптированы к условиям конкретных зон семеноводства.
Для многих овощных культур общим является недостаточная изученность взаимодействия между растениями и внешней средой в течение всего жизненного цикла, биологии растений на разных этапах онтогенеза, особенно в период генеративного развития, с целью его регулирования.
Причем такие исследования по биологии семенного растения весьма актуальны для научного обоснования технологических систем как гибридного, так и сортового семеноводства.
Семеноводство овощных культур тесно соприкасается с проблемами растениеводства, связанными с опасностью нарушения экологического равновесия и загрязнением окружающей среды. Это значит, что интенсификация семеноводства должна идти по пути, связанному с различным использованием экологических факторов - солнечной инсоляции, плодородия почв, влаги, тепла и др., и, как следствие — минимализацией химико-технологических средств [302].
Цель исследований. Обоснование теоретических и практических основ селекции, семеноводства и агротехнологии капусты белокочанной в условиях Западной Сибири.
Задачи исследований
1. Создать и оценить в условиях Западной Сибири по важнейшим морфологическим, биологическим, ценным хозяйственным признакам исходный и селекционный материал капусты белокочанной.
2. Выявить изменчивость и корреляцию морфологических и хозяйственно ценных признаков сортообразцов разного эколого- географического происхождения.
3. Определить комбинационную способность родительских форм капусты белокочанной по основным хозяйственно ценным признакам.
Разработать модели сортов, пригодных для выращивания в условиях Западной Сибири.
Создать новые сорта капусты белокочанной, обладающие высокой продуктивностью и стабильностью.
Усовершенствовать приемы агротехники при выращивании рассады и производстве семян капусты белокочанной.
7. Определить адаптивность и стабильность генотипов капусты белокочанной в условиях Западной Сибири.
Оценить среды испытания и выявить фоны для селекционной работы на различных ее этапах.
Определить экономическую эффективность производства товарной продукции и семян капусты белокочанной с использованием усовершенствованных приемов агротехники и созданных новых сортов.
Защищаемые положения
Генетические источники капусты белокочанной с высокими показателями продуктивности, лежкости, устойчивости к болезням, основных компонентов биохимического состава.
Селекционный материал и созданные в процессе выполнения исследований сорта капусты белокочанной.
Приемы производства рассады и семян капусты белокочанной, обеспечивающие повышение экономической эффективности.
Научная новизна. Разработаны теоретические основы селекции сортов капусты белокочанной, адаптированных к условиям Западной Сибири: - созданы источники хозяйственно ценных признаков: на высокую продуктивность; на повышенное содержание основных компонентов биохимического состава; на устойчивость к сосудистому бактериозу; по комплексу признаков; - установлены значимые корреляции между товарной урожайностью и средней массой товарного кочана (г=0,95); товарностью урожая и содержанием сухого вещества (г=0,92), витамина С (г=0,86); лежкостью и плотностью кочанов (г=0,80-0,82); морфологическими признаками растений и кочана (г=0,74); - определена адаптивность и стабильность капусты белокочанной в условиях Западной Сибири; - оценены среды испытания и выявлены фоны для селекционной работы на различных ее этапах; - разработаны модели сортов капусты белокочанной для условий Западной Сибири.
Созданы 3 новых сорта и гибрид капусты белокочанной, которые защищены авторскими свидетельствами, патентами и включены в Государственный реестр РФ селекционных достижений, допущенных к использованию. Сорт Черкаш передан на ГСИ.
Усовершенствованы приемы производства высококачественной рассады и семян капусты белокочанной.
Практическая значимость работы. Применение созданных новых сортов и усовершенствованных приемов производства рассады и семян позволяет получить прибыль до 194,4 тыс. руб./га.
На основе полученного исходного материала созданы сорта капусты белокочанной: Точка, Финал, Флорин, Черкаш, Талисман Fb
Результаты научной работы используются в преподавании дисциплин «Селекция и семеноводство овощных культур» и «Овощеводство» студентам
Алтайского государственного аграрного университета. Практикум по овощеводству допущен Учебно-методическим объединением вузов Российской Федерации по агрономическому образованию в качестве учебного пособия для студентов, обучающихся по направлению 110200 «Агрономия».
Апробация работы. Результаты исследований доложены и обсуждены на Международных научно-практических конференциях (Харьков, 1999; Алматы; 2006, Москва, 2005, 2006, 2008, 2010; Барнаул, 2005, 2010; Саратов, 2010), Всесоюзных и Всероссийских научно-практических конференциях (Москва, 1986, 2000; Барнаул, 1992, 2002; Екатеринбург, 2010); региональных научно-практических конференциях (Барнаул, 1984-2008 гг.; Артем, 1998, 2008; Новосибирск, 2009), заседаниях Ученого совета Западно-Сибирской овощной опытной станции (1984-2002, 2011).
Публикации. По теме диссертации опубликована 71 работа: рекомендации, статьи в сборниках научных трудов, материалах научно-практических конференций, две монографии и 12 статей в научных журналах, рекомендованных ВАК РФ, 4 авторских свидетельства, 1 патент.
Личный вклад соискателя. Работа является обобщением результатов исследований, выполненных автором в 1984-2009 гг. лично и совместно с сотрудниками Западно-Сибирской овощной опытной станции, которые являются соавторами сортов и публикаций. Выведены 5 сортов, включены в Госреестр 3 сорта и 1 гибрид капусты белокочанной. Сорт Черкаш передан на ГСИ.
Автор выражает благодарность кандидатам с.-х. наук А.А. Тулуповой, Г.Ф. Монахосу, Н.С. Сухоруковой, Е.В. Кашновой, Л.И. Войтенковой, Е.Г. Гаджимустапаевой за совместную работу; академику РАСХН С.С. Литвинову, докторам с.-х. наук В.А. Лудилову, В.И. Леунову, В.И. Усенко, Е.И. Пантелеевой, СМ. Сироте, СВ. Жарковой, кандидатам с.-х. н. В.Г. Высочину, Н.А. Колпакову, М.И. Ивановой, Т. А. Кузнецовой, В.Г. Колодкину, к. э. н. А.С Кудашкину, а также коллективам кафедры плодоовощеводства, технологии хранения и переработки продукции растениеводства Алтайского ГАУ, Всероссийского НИИ овощеводства, отдела овощных и бахчевых культур ВИР им. Н.И. Вавилова и Западно-Сибирской овощной опытной станции за помощь и поддержку.
Вегетационный период и этапы развития растений
Жизненный цикл капусты белокочанной и краснокочанной состоит из семи этапов, которые она проходит в течение двух лет. Исследования процесса онтогенеза у культурных растений, проведенные Ф.М.Куперман [200-202] установлено 12 этапов. Этапы жизненного цикла растений капусты соответствуют этапам органогенеза следующим образом: первый - I этапу, второй, третий и четвертый - II этапу, пятый — III-VIII этапам, шестой - IX и седьмой - Х-ХП этапам [173]. В первый год жизни за вегетационный период капуста проходит следующие этапы жизненного цикла: 1)прорастание семени и появление всходов, 2)начальный рост розетки и корней, 3)накопление листовой массы и дальнейшее развитие корневой системы, 4)образование используемых органов. Прорастание семян и появление всходов. Семена капусты быстро прорастают. Для набухания требуется около 50 % воды от их массы. При благоприятных условиях всходы появляются на 3-4 день [449]. По данным В.И. Алексашина, С.С. Егорова, Н.Н.Хороших [14], оптимальная температура для прорастания семян 24-28С. Дальнейшее повышение температуры ведет к снижению всхожести. При 2С массовые всходы появляются через 47 дней, при 6С- через 21, при 10С- через 10, при 14С- через 8, при 18-20С- через 6 и при 24-30С - через 4 дня. Растения в фазе семядолей и начала образования листьев наиболее чувствительны к низким температурам [35, 36, 37]. Таким образом, на первом этапе жизненного цикла, совпадающего с I этапом органогенеза, удлиняется зародышевый корешок, вырастает гипокотиль, вынося семядоли на поверхность почвы, которые сбрасывают семенную кожуру, выпрямляются, увеличиваются в размерах и выполняют ассимилирующую функцию [123].
Начальный рост розетки и корней. На 7-12 день после появления всходов образуются настоящие листья и боковые корни второго порядка. Главный корень в этот период достигает 20-24 см длины. Колебания в темпах образования листьев зависят от видовых и сортовых особенностей, качества семян, а также от эколого-географических условий [12, 209, 211].
Скороспелым формам и сортам присущи более быстрые темпы нарастания листьев по сравнению с позднеспелыми [1, 2, 3, 57].
Корневая система капусты при рассадном способе возделывания в течение первых двух недель концентрируется в верхнем 50-60-сантиметровом почвенном слое, а при посеве в грунт образует равномерную корневую систему, проникающую на глубину более 100 см [375, 377, 379]. Рост корневой системы в начальный период обгоняет рост листьев [467].
При недостаточной влажности почвы растения развивают более толстые корни, они обладают меньшей всасывающей способностью, и при этом на их развитие затрачивается.больше энергии и пластических веществ [287, 53].
По мнению А.Д. Метляковой [262, 263], при выращивании рассады капусты высокая влажность почвы так же, как и одновременное действие теплой почвы и воздуха, действует как фактор, способствующий полеганию и последующему искривлению стебля. Действие этих факторов не только вызывает изменения в морфологическом строении растений, а именно приводит к вытягиванию осевых органов растения, а также определяет формирование рыхлого стебля со слаборазвитой механической тканью и ксилемой, которая выполняет и опорную функцию.
Повышенная влажность почвы приводит к снижению соотношения площади центрального цилиндра ко всей площади поперечного сечения стебля, уменьшение же площади центрального цилиндра определяет пониженную механическую прочность стебля [203].
Как считают В.Ф. Лубнин, А.С. Щербатюк, Л.С.Янькова, Л.В.Русакова [232-234], оптимальная интенсивность фотосинтеза рассады капусты достигается при общей облученности 350-400 ВТ/м и температуре воздуха 22-27С. Влажность почвы 40-80% ППВ и ее температура 10-24С не оказывают существенного влияния на усвоение СОг [370-374].
Накопление листовой массы. Замедленный рост растений после пересадки сменяется максимальным нарастанием листьев розетки и корней. Более интенсивный рост безгоршечной рассады начинается на 20-40-й день после посадки [215]. Это зависит от условий произрастания и в некоторой мере от сортовых особенностей [405].
У кочанных форм капусты максимальное количество листьев розетки образуется на 50-70-й день после посадки [170]. Максимального диаметра растения достигают через 20-40 дней после образования максимального количества листьев. Наибольшая масса листьев обычно наблюдается на 50-60-й день после посадки. От начала интенсивного роста, т.е. спустя 20-40 дней после посадки, масса зеленых листьев растения к периоду максимального их развития увеличивается в 3-10 раз и более [205]. Рост и развитие листьев находится в прямой зависимости от условий внешней среды [322]. Так, например, среднесуточная температура воздуха 21-24С благоприятствует росту [283-284]. Максимальная площадь листьев на капусте соответствует формированию максимального прироста массы кочана (1-15 августа), затем прирост площади приостанавливается [43]. По данным Н.Ф. Коняева [176-181], ассимиляционная поверхность листьев у сорта Номер первый грибовский 147 в зависимости от возраста высаженной рассады (посадка в первых числах мая) 10 июля колебалась от 10631 до 11785 кв.см. Поверхность корневой системы у растений, сформировавших кочан, в 50-100 раз превышает поверхность листьев [417].
Л.Г.Авакимова, Н.А.Королькова [2] считают, что максимальные относительная и абсолютная скорости роста площади листьев и накопление сухой массы кочанами наблюдаются соответственно в июне и июле, июле и августе, независимо от погодных условий вегетационного периода. В благоприятных погодных условиях, когда формирование ассимиляционного аппарата и кочана происходит быстрее, при загущении с 20,4 до 40,8 тыс. растений/га возрастает абсолютная скорость роста площади листьев и сухой массы кочана, уменьшается относительная скорость их роста, и повышается урожайность.
Технология возделывания капусты белокочанной первого и второго года жизни
Среднегодовое количество осадков составляет 425-500 мм, из них на май, июнь, июль, август приходится 205 мм. Безморозный период 115-125 дней, последние заморозки на почве отмечаются в среднем 22-25 мая, однако имеются существенные отклонения в отдельные годы (от 1 декады мая до 2 декады июня).
Первые осенние заморозки наблюдаются 14-16 сентября (3 декада августа - самые ранние, 1 декада октября - самые поздние).
Вегетационный период длится 130-136 дней. Сумма активных температур выше +10С равна 1900-2200С. Зима умеренно суровая, продолжительность 150-170 дней. Средняя высота снежного покрова 40-50 см, запасы снеговой влаги 120-136 мм. Средняя температура в январе -16,7С с абсолютным минимумом - 50-5 2С. Снежный покров устанавливается обычно во 2-3 декаде ноября, сход его наблюдается в конце марта - 1 декаде апреля.
Весна характеризуется неустойчивой погодой, в начале апреля бывает до +15С, но часты резкие возвратные похолодания и заморозки на почве. Переход среднесуточных температур через 0С 28 марта-5 апреля, через 5С 18-23 апреля, через 10С 1-2 декаде мая. Срок первого осеннего заморозка— 10 сентября.
Лето тёплое со средней продолжительностью, засухи бывают редко. Во второй половине лета наблюдаются частые грозовые ливни. Средняя температура в июле 18,8С. Осень непродолжительная, тёплая, со значительным количеством прохладных ясных дней. Коренной поворот к зиме наступает во 2-3 декаде октября. Характеризуется резким похолоданием и выпадением снега. ГТК=1,04 [8].
Погодные условия вегетационного периода 2004 г. и 2005 г. были близки по среднесуточной температуре воздуха, но различались по количеству осадков, так и (табл. 2.1.5).
В условиях Алтайского края применяются два способа возделывания капусты белокочанной: рассадный и безрассадный. Вся научно-исследовательская работа по разделу селекции диссертации выполнялась с использованием материала, выращенного через рассаду, а в опытах по семеноводству использовался безрассадный способ.
Рассадный способ. Для оздоровления и предотвращения развития сосудистого бактериоза и фомоза семена перед посевом обеззараживали гидротермически при температуре воды 48-50С и экспозиции 20 минут, после чего охлаждали и высушивали до сыпучести. Затем опудривали ТМТД в дозе 8 г/кг. Посев в пленочные теплицы проводили 21-25 апреля вручную, под маркер, с расстоянием 6x6 см. В целях борьбы с сорняками на вторые сутки после посева опрыскивали почву рамродом в дозе 0,4-0,6 г/м д.в. В фазе 1-2 настоящих листьев прореживали, после чего растения подсыпали смесью земли и перегноя (1:1) или земли и торфа в таком же соотношении. Температуру грунта поддерживали на уровне 14-15С, воздуха днем- 14-18, ночью - 6-8. Поливали один раз в 2 дня. В случае необходимости проводили подкормки. К моменту посадки рассада имела 5-6 настоящих листьев. Посадку проводили 1-5 июня рассадо-посадочной машиной СКН-6, агрегатируемой с трактором МТЗ-52, по схеме 70x50 см, т.е. 30 тыс. растений/га. Коллекционные и селекционные образцы размещали в овощном селекционном севообороте по предшественнику тыквенные культуры. Ежегодно осенью вносили навоз из расчета 40 т/га и весной под перепашку зяби - минеральные удобрения N60P9oK.9o (кг/га д.в.).
За время вегетации растений проводили следующие агротехнические мероприятия: 4 междурядных обработки культиватором КРН-4,2; 4-5-кратные поливы с помощью ДДА-100 при норме 400 м . В целях борьбы с вредителями дважды выпускали совочную трихограмму против капустной совки, обрабатывали 0,5-1% энтобактерином или дендробациллином против капустной белянки. При появлении капустной тли добавляли к биопрепаратам 0,1% фосфамид или 0,1% актеллик.
Уборку проводили в конце III декады сентября-начале октября вручную, а в опытах по оценке пригодности к механизированной уборке -комбайном УКМ-3.
Потребность в семенах овощных и бахчевых культур в России составляет 12-13 тыс. т. Сегодня в нашу страну семена завозятся из 140 стран мира 160 фирмами. В посевах моркови, свеклы столовой, капусты доля иностранных семян составляет 50% [226].
Овощеводов постоянно волнуют проблемы и возможности местного семеноводства. На вопрос, какие семена лучше: местные или завозные, -однозначно ответить очень трудно. Выращивание семян в месте создания сорта - гарантия получения более приспособленных и иммунных растений, сохранения сортовых качеств. Есть культуры, для которых предпочтительней местное семеноводство сортов сибирской селекции и некоторых инорайонных, районированных в Сибири. К ним относится, по мнению Е.Г. Гринберг, капуста белокочанная [104].
Семеноводство белокочанной капусты возможно почти на всей территории нашей страны, за исключением северных районов. Однако товарное семеноводство сосредоточено в Краснодарском крае и Дагестане.
Сравнительная характеристика образцов по основным показателям химического состава
Товарность урожая в большей степени зависит от устойчивости сортов к растрескиванию кочанов. Это свойство особенно важно при механизированной уборке урожая, а также при закладке капусты на зимнее хранение. Оно в значительной мере связано с группой спелости того или иного образца, с эколого-географическими и погодными условиями его произрастания.
Наибольшее количество треснувших кочанов в общем урожае имелось у среднеспелых сортов. Особенно склонными к растрескиванию в условиях наших исследований оказались сорта сортотипа Завилецкая из группы сортотипов Сибири, 9,8% и сортотипа Фудзи из группы сортотипов Западной Европы, 5,6%. Из числа среднеспелых сортов более устойчивым к растрескиванию кочанов оказался Custodian. Среднепоздние и позднеспелые сортообразцы были более устойчивы, чем среднеспелые. У большинства среднепоздних сортов растрескивание кочанов обычно начиналось в фазу массовой технической спелости, и количество треснувших кочанов составляло 0-17,8%. По сортотипу Белорусская оно составило в среднем 4,2%.
У позднеспелых сортов также наблюдалось растрескивание кочанов, но меньше. Однако, образцы Marcer Sepco, Green Diadem, Pozna Amager, Слава Энкгойзена, Толстолистная сахарная сортотипа Амагер имели в отдельные годы от 25,9 до 57,9% треснувших кочанов. На склонность к растрескиванию кочанов в Московской области у Staup 17 и Hinna Amager указывала Е.И.Малахова [252], что в условиях Сибири не наблюдалось. В пределах сортотипа Лангендейкская зимняя только у двух образцов наблюдалось растрескивание кочанов.
Таким образом, по результатам наших исследований, наибольшая склонность к растрескиванию кочанов свойственна сортам сортотипа Завил ецкая (9,8%) и Фудзи (5,6%). Самыми устойчивыми были 31 образец сортотипа Амагер и 28 - сортотипа Лангендейкская зимняя, не имевшие треснувших кочанов за все годы изучения. В целом из всех сортотипов выделился сортотип Лангендейкская зимняя (0,2%), сортообразцы которого имели лишь единичные треснувшие кочаны либо не имели их.
Качество капусты зависит от сортовых различий по пищевым и вкусовым достоинствам, товарности, плотности кочана, устойчивости к растрескиванию. Одним из основных показателей качества капусты является ее биохимический состав.
Обширными исследованиями ряда авторов установлено наличие больших различий в биохимическом составе капусты в зависимости от видовых и сортовых особенностей. Г.А.Луковникова, В.М.Степанова, Г.С.Американцева [244] занимались установлением коэффициентов корреляции между биохимическим составом сортов разных групп спелости белокочанной капусты с метеоусловиями (суммой температур и осадков за весь период вегетации сортов и за месяц, предшествующий уборке урожая) и с ГТК, характеризующим увлажнение территории. Авторами показано, что накопление количества сухого вещества сортами разных групп спелости связано различно с суммой температур за-весь период вегетации. Так у среднеспелых сортов г=-0,130, поздних г=-0,155, то есть практически отсутствует. У сортов позднеспелой группы количество сухого вещества коррелирует с суммой осадков, выпавших за месяц до начала уборки урожая (г=0,564), но подобная связь отсутствует у сортов среднеспелой группы (г=0,018). Отмечена связь содержания сухого вещества у позднеспелых и скороспелых групп сортов (г=-9,465, г=-0,483) с ГТК (за месяц до уборки) и отсутствие такой связи у среднеспелых групп сортов (г=0,139). Эти данные говорят о большой взаимозависимости химического состава и скороспелости сортов капусты.
Нами изучался химический состав 97 сортообразцов капусты белокочанной трех групп сортотипов, из 18 стран мира. Биохимический состав кочанов значительно варьировал по годам под влиянием погодных условий. Самое высокое содержание сухого вещества, Сахаров и витамина С у большинства сортообразцов наблюдалось в 1985 году, вегетационный период которого по сумме положительных температур и количеству осадков был близок к среднемноголетним, а по августу - самым теплым: t=17,45 С, что на целый градус выше среднемноголетней, и умеренно влажным (таблица 3.4.2.). С увеличением суммы положительных температур улучшения химического состава не происходило, что подтверждается данными 1984 и 1986 годов в таблице 3.4.2. Анализируя их, мы видим, что эти годы значительно отличались количеством выпавших за вегетационный период осадков.
Сорта и гибриды, полученные с использованием выделившихся образцов
Селекция любого вида растений включает две фазы: создание резерва генотипической изменчивости и отбор между генотипами. Рассмотрим узловые моменты селекционного процесса в связи с задачами адаптивной селекции. На первом этапе селекции для целенаправленного поиска исходного материала необходимо создание модели сорта, учитывающей реализацию его генетического потенциала в условиях среды того региона, для которого предназначен сорт. Представление об идиотипе было сформулировано как модель растения с сочетанием определенных желаемых признаков. Следует отметить, что такой подход не является принципиально новым, поскольку селекционер всегда в той или иной степени представляет "идеальный образ" будущего растения.
При установлении идиотипа сорта важно знать потребности товарного рынка, определить пределы условий окружающей среды, для которых выводятся сорта; установить лимитирующие факторы, ограничивающие реализацию генетического потенциала сорта, а также благоприятные и в особенности регулируемые факторы среды. После создания модели сорта необходимо подобрать материал, который при определенной схеме скрещиваний обеспечит нужную генетическую изменчивость в селектируемой популяции, выбрать соответствующий метод отбора, установить генетический состав будущего сорта, а также места и способы проведения испытания для отбора и уровень агротехники при оценке полученных форм. Таким образом, идиотип сорта определяет и способ его получения, и будущие условия культивирования.
Понятие об идиотипе является одним из способов обеспечения экологической целенаправленности как принципа адаптивной селекции, поскольку модель включает не только определенный набор признаков, но и условия реализации генетического потенциала, вариабельность признаков, учет физиолого-биохимической основы получения высокого и стабильного урожая в регионе.
Следует отметить, что в большинстве случаев модели сортов представляют собой перечень хозяйственно ценных признаков и их допустимую изменчивость. Однако способы достижения оптимальных параметров модели сорта не указываются. Практически любой сорт перекрестников и самоопылителей является популяцией, включающей разнородные по генотипу особи. Компоненты сорта могут различаться также по уровню гетерозиготности. Оптимальный уровень гетерогенности и гетерозиготности сорта определяется селекционером интуитивно на заключительных этапах отбора при достижении материалом достаточной константности. Теоретические основы создания оптимальной генетической структуры сорта в зависимости от способа размножения (самоопылитель, перекрестник, вегетативно размножаемая культура), предполагаемого ареала возделывания (сорта широкого или узкого ареала), изменчивости факторов среды в регионе, потребностей рынка разработаны недостаточно.
Сорт должен сочетать в себе высокую потенциальную продуктивность, устойчивость к стрессам, болезням и т.д. Модель сорта — это оптимизационная, гипотетическая совокупность растений с генетически детерминированным соотношением морфологических, биохимических, технологических и других показателей, эффективно реагирующая увеличением продуктивности на улучшение условий выращивания. Модель сорта определяется не только способом его получения, но и будущими условиями культивирования. Поэтому она должна включать в себя определенный набор хозяйственно ценных признаков, учитывая их изменчивость и физиолого-биохимические предпосылки получения стабильного и высокого урожая, а также признаки, влияющие на качество кочанов и их биологическую ценность.
Сорта капусты белокочанной, включенные в Государственный реестр по Западно-Сибирскому региону, разнообразны по своим морфологическим и хозяйственно ценным признакам. Далеко не все созданные в России или за рубежом сорта могут возделываться здесь.
Климатические условия региона предъявляют свои требования к сортам. Для скороспелых сортов — это, в первую очередь, продолжительность вегетационного периода, для поздних — лежкость.
Нами в результате проведения многолетних исследований были разработаны 3 модели сортов капусты белокочанной: раннеспелого, среднеспелого и позднеспелого (табл. 4.3.1). При разработке моделей мы учитывали все факторы: генотип, среду, в которой будет выращиваться сорт и его возможности, выраженные в фенотипе.
В настоящее время приоритетным направлением в селекционной работе с капустой белокочанной является создание сортов и гибридов, характеризующихся высокой стабильной урожайностью и товарностью урожая, высокими показателями биохимического состава и лежкостью в период зимнего хранения, устойчивостью к наиболее вредоносным в Западной Сибири заболеваниям.
