Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Обзор литературы 8
1.1. Современное состояние и перспективные направления развития семеноводства картофеля 8
1.2. Роль отбора в поддержании продуктивности сорта и улучшения качества семенного картофеля 11
1.3. Зависимость продуктивности и качества семенного картофеля от агро-климатических условий зоны выращивания 17
1.4. Использование условий различной вертикальной зональности при выращивании семенного картофеля 23
Содержание работы
Глава 2. Условия, материал и методика проведения исследований 28
2.1 .Метеорологические условия 28
2.2. Агрохимическая характеристика почв 38
2.3. Методика проведения исследований 39
Результаты и обсуждение
Глава 3. Результаты фитосанитарного мониторинга тлей-переносчиков вирусов на картофеле в условиях различной вертикальной зональности .48
Глава 4. Воспроизводство оздоровленного исходного материала для оригинального семеноводства картофеля методом непрерывного улучшающего многократного клонового отбора 51
4.1. Фенологические наблюдения 51
4.2. Биометрические показатели 53
4.3. Результаты визуальной оценки и лабораторного тестирования листовых проб растений 54
4.4. Показатели продуктивности мало- и многоклубневых клонов 57
Глава 5. Продуктивность, количественный выход и качественные показатели супер-суперэлитного картофеля, полученного на основе использования мало- и многоклубневых клонов в условиях различной вертикальной зональности 58
5.1. Фенологические наблюдения 58
5.2. Биометрические показатели 58
5.3. Результаты визуальной оценки и лабораторного тестирования листовых проб растений 62
5.4. Продуктивность и количественный выход супер-суперэлитного картофеля. 64
Глава 6. Результаты производственной проверки 72
Глава 7. Оценка экономической эффективности 73
Выводы 76
Предложения производству 79
Список использованной литературы
- Роль отбора в поддержании продуктивности сорта и улучшения качества семенного картофеля
- Методика проведения исследований
- Результаты визуальной оценки и лабораторного тестирования листовых проб растений
- Результаты визуальной оценки и лабораторного тестирования листовых проб растений
Введение к работе
Актуальность темы. В Республике Ингушетия на протяжении мно
гих лет урожайность картофеля колеблется в пределах 9-11 т/г, что сущест
венно ниже среднего показателя по Российской Федерации Одним из важ
нейших факторов, определяющих низкий уровень урожайности картофеля,
является использование на посадку некачественного семенного материала,
нередко в сильной степени зараженного фитопатогенами Известно, что сни
жение урожая картофеля в результате вирусного заражения может достигать
50% и более (Анисимов, 2004) Такое положение во многом объясняется,
прежде всего, крайне недостаточными объемами собственного производства
в республике гарантированно здорового (свободного от фитопатогенньгх ви
русов) исходного материала, выращиваемого в благоприятных (чистых) фи-
тосанитарных условиях. Г
Высокая эффективность использования предгорных и горных условий для производства высококачественного семенного картофеля подтверждена в ряде работ, выполненных в условиях Юга России: республике Северная Осетия (Щербинин, 2003), Кабардино-Балкарской республике (Долов, 1994), Ставропольском крае (Вершинин, 2001)
В Республике Ингушетия исследования в этом направлении не проводились. В связи с этим необходимость развития собственного производства оригинального семенного картофеля на основе эффективного использования уникальных условий предгорных и горных районов имеет исключительно актуальное значение в решении важнейшей практической задачи увеличения производства картофеля для снабжения населения Республики Ингушетия.
Цель исследований. Изучить эффективность воспроизводства оздоровленного исходного семенного материала картофеля методом клонового отбора с применением иммунодиагностики и его последующего размножения в процессе оригинального и элитного семеноводства и выявить наиболее
оптимальные условия поддержания продуктивности сорта с учетом различной вертикальной зональности Задача исследований:
провести фитосашггарный мониторинг и определить численность, видовой состав и интенсивность лета тлей - переносчиков вирусов на картофеле в условиях различной вертикальной зональности;
изучить возможность воспроизводства оздоровленного исходного материала для оригинального семеноводства картофеля методом непрерывного многократного улучшающего клонового отбора в условиях предгорной зоны;
провести оценку продуктивности и качества семенного материала в потомстве отбираемых базовых клонов по количеству клубней,
провести сравнительную оценку продуктивности, количественного выхода и качественных показателей супер-суперэлитного картофеля, полученного при использовании мало- и многоклубневых клонов в условиях различной вертикальной зональности,
изучить влияние отбора многоклубневых базовых клонов на урожай и выход стандартной семенной фракции в последействии в процессе производства элитного картофеля,
дать экономическую оценку эффективности выращивания супер-суперэлитного картофеля на основе непрерывного многократного воспроизводства оздоровленного исходного материала методом клонового отбора в предгорных и горных условиях Республики Ингушетия
Научная новизна. В условиях предгорной зоны Республики Ингушетия показана возможность воспроизводства оздоровленного исходного материала дня вригинаяьноге^еменоввдетва картофеля методом непрерывного многократного улучшающего клонового отбора.
На основе сравнительной оценки, проведенной в условиях различной вертикальной зональности, выявлено существенное повышение продуктивно-
ста, количественного выхода и качественных показателей супер-суперэлитного картофеля, полученного на основе отбора многоклубневых базовых клонов
Установлено положительное влияние отбора многоклубневых клонов на урожай и выход стандартной семенной фракции в последействии при выращивании элитного картофеля
Для оптимизации процесса производства семенного картофеля в условиях Республики Ингушетия предложено первоначальный отбор базовых клонов в качестве исходного материала для оригинального семеноводства проводить в питомнике первого полевого поколения из оздоровленных ми-никдубней на основе тщательной визуальной оценки сортовой типичности и здоровья индивидуально каждого растения в период бутанизации-цветения с дополнительной проверкой каждого го них методом ИФА по листовым пробам При уборке отбираемые базовые клоны группировать по количеству клубней. Многоклубневые базовые клоны использовать для последующего непрерывного многократного улучшающего кленового отбора в процессе оригинального семеноводства
Объект исследований — сорта картофеля, оздоровленный исходный материал, клоны, супер-суперэлитный и элитный картофель
Предмет исследований — продуктивность, количественный выход и качество семенного картофеля
Основные положення, выносимые на зашиту:
обоснование возможности воспроизводства оздоровленного исходного материала для оригинального семеноводства картофеля методом непрерывного многократного улучшающего клопового отбора в условиях предгорной зоны Республики Ингушетия,
оптимизированный процесс производства семенного картофеля на основе отбора и использования многоклубневых базовых клонов, и их комплексной оценки в потомстве в целях поддержания продуктивности сорта;
новые научные данные, полученные в условиях различной вертикальной зональности в отношении продуктивности, количественного выхода
и качественных показателей при выращивании супер-суперэлитного картофеля, на основе отбора и использования многоклубневых базовых клонов,
- обоснование экономической эффективности выращивания супер-суперэлитного картофеля на основе использования многоклубневых клонов в условиях различной вертикальной зональности
Практическая значимость. На основе экспериментальных данных и внедрения проведенных разработок в производство в 2001-2006 гг в предгорной зоне на опытных полях ГНУ Ингушской сельскохозяйственной опытной станции и ОПХ «Нестеровское» Сунженского района Республики Ингушетия на площади 1,5 га, подготовлены рекомендации по выращиванию су-пер-суперэлтного картофеля на основе использования мпогокяубневых клонов, обеспечивающих повышение урожайности и количественного выхода стандартной семенной фракции
Апробация результатов работы. Основные положения работы доложены на научно-практической конференции «Стратегия адаптивного ведения сельского хозяйства в условиях экономического кризиса» (ст Нестеров-ская, 2004, Дударова Л М, Выращивание семенного картофеля в предгорной зоне Республики Ингушетия), на международной конференции «Регуляция продукционного процесса сельскохозяйственных растений (Орел, 2006, Дударова Л М , Влияние отбора in vitro на продуктивность оздоровленного семенного картофеля в условиях предгорной зоны Республики Ингушетия)
Публикации автора. Основные положения диссертации опубликованы в 5 печатных работах, в т ч 1 в рецензируемом журнале
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 106 страницах, состоит из введения, 6 глав, выгпдов, рекомендаций производству, списка использованной литературы и приложений
Роль отбора в поддержании продуктивности сорта и улучшения качества семенного картофеля
На протяжении многих лет в процессе воспроизводства и улучшения исходного семенного материала большое значение имел отбор исходных растений (клонов), который необходимо было проводить с учетом множества факторов.
В настоящее время на этот счет существует много противоречивых мнений. По мнению И.М. Яшиной и Н.П. Скляровой (2000) лучшим исходным материалом для отбора семенного материала являются элитные или суперэлитные семена, миниклубни, пробирочные растения.
Наиболее важным и ответственным звеном элитного семеноводства картофеля является первый этап, который представляет собой непрерывное воспроизводство исходного здорового семенного материала путем ежегодного отбора и выращивания растений и клонов на основе полевых и лабораторных методов оценок и браковок с последующим размножением объединенного клонового материала.
Наиболее эффективным является отбор первоначальных кустов в тех клонах, где все растения здоровы, либо процент больных растений не превышал 30%. Кроме того, потомство от полностью здоровых клонов или с небольшим поражением растений в клонах отмечалось более высокой продуктивностью (Акатьев В.Н., 1980).
В своих работах П.И. Альсмик отмечал, что односторонний отбор по какому-либо одному или даже по нескольким признакам, но без учета биологической природы растений в целом, может ослабить их жизнедеятельность, уменьшить устойчивость против болезней и в результате понизить обитую продуктивность (Адамов И.И., 1962).
Ряд зарубежных ученых считают, что основой выращивания семенного картофеля является сортоулучшающий отбор (Miller J. С. jr, Scheming D. С, Miller J. P., Fernandez G. C. J., 1999).
Существуют несколько методов сортоулучшающего отбора: клоновый, клубневой, негативный и др. Клубневой отбор применяется в семеноводстве в основном для удаления примесей и больных клубней в результате визуальной оценки. Существуют разновидности клубневого отбора, основанные на использовании косвенных признаков. К ним относятся: отбор по удельному весу, по окраске клубней, по энергии прорастания клубней, по качеству ростков и некоторые другие (Пузанков О.П., 1966; Писарев Б.А., Трофимец Л.Н., 1976; Писарев Б.А., Трофимец Л.Н., 1982).
Негативный отбор (прочистки) применяют с целью удаления растений с отрицательными признаками, который имеет определенное значение в семеноводстве.
Клоновый отбор является основным при выращивании супер-супрэлитного и элитного картофеля. Его преимущество перед другими отборами доказано многими авторами (Кучумов А., 1962; Данцюк В.П.,1966; Садовникова В.И., 1966). Авторы многих исследований считают, что клоновый отбор высокоэффективен в повышении продуктивности и улучшении качества клубневого материала. Но на этот счет имеются немало противоречивых мнений.
FHs В., Syller, Wacilewicz-Flis I. (2001) в своих работах отмечает, что продуктивность и качество семенного материала зависит от степени зараженности посевов, в которых отбирается исходный материал.
О необходимости проведения клонового отбора в питомнике суперэлитного и элитного картофеля с типичными и одинаковыми по массе клубнями подчеркивал Амбросов А.Л. (1964; 1965).
В первичном семеноводстве, для получения высококачественного материала необходимо методами улучшающих отборов выделять и размножать потомство таких растений, клубни которых отличаются высокими посевными и продуктивными качествами.
Установлено, что наилучший метод отбора - индивидуальный, клоновый отбор с испытанием каждого клона по потомству в течение двух и более лет (Карманов С.Н., Богородицкая Е., 1972).
По сообщению Сидоровой Л. (1965, 1969), по результатам исследований проведенных на Украине выявлено, что только клоновый отбор, даже при визуальном методе его проведения, позволяет наиболее продолжительное время поддерживать качество семенного материала. Автор считает, что путем индивидуального многократного отбора можно выделить высокоурожайные, совершенно здоровые клоны, наиболее типичные для сорта, отличающиеся повышенной крахмалистостью, товарностью клубней, а также устойчивостью к вырождению и поражению болезнями и вредителями. В связи с этим клоновый отбор необходимо применять во всех хозяйствах, где выращивают элитный картофель.
Пономарев В.И. (1987) отмечает о широком применении клонового отбора при производстве высококачественного посадочного материала в Нидерландах, путем которого получают исходный материал. При этом на всех этапах оценки учитывают сортовую чистоту и уровень продуктивности клонов.
Методика проведения исследований
Опыт 1. Продуктивность и качество семенного материала в потомстве отобранных базовых клонов по количеству клубней в условиях предгорной зоны. Варианты: 1. Клоны малоклубневые - до 10 клубней в клоне (контроль) 2. Клоны многоклубневые - 10 и более клубней в клоне
Опыт 2. Продуктивность, количественный выход и качество супер-суперэлиты при использовании мало- и многоклубневых клонов в условиях различной вертикальной зональности. Варианты: 1. Плоскостная зона супер-суперэлита на основе малоклубневых клонов супер-суперэлита на основе многоклубневых клонов 2. Предгорная зона супер-суперэлита на основе малоклубневых клонов супер-суперэлита на основе многоклубневых клонов 3. Горная зона супер-суперэлита на основе малоклубневых клонов супер-суперэлита на основе многоклубневых клонов
Опыт 3. Влияние отбора многоклубневых клонов на урожай и выход стандартной семенной фракции в последействии при выращивании элитного картофеля (производственная проверка) Варианты: элита на основе малоклубневых клонов элита на основе многоклубневых клонов Повторность опытов 3-4-хкратная, делянки 4-х рядковые, схема посадки 70 х 30 см, площадь учетной делянки 21 м2.
Агротехника в опытных участках применялась общепринятая для условий Северного Кавказа, с учетом особенностей зоны проведения исследований и научных разработок, выполненных в Северо-Кавказском регионе (Бербеков Н.Л., Чуносова В.Н., 1997, Щербинин А.Н., 2002, 2003, 2004, Долов М.С., 1994, Вершинин Б.М., 2001, Харченко В.М., 2004).
Для опытов использовали районированные наиболее широко распространенные в республике сорта Волжанин и Невский.
Сорт Волжанин. Выведен на Ульяновской опытной станции ВНИИКХ. В Госреестре с 1950 г. Среднеранний. Столового назначения. Растение прямостоячее, средней высоты, окраска цветов белая. Клубни овальной формы, светло-бежевые. Глазки неокрашенные, средней глубины. Мякоть белая.
Урожайность 30-35 т/га. Товарность 90-95%. Масса товарного" клубня 100-116 г. Крахмалистость 13-16%. Вкусовые качества и лежкость клубней хорошие.
Неустойчив к раку. Слабо поражается мозаичными вирусами, сильно -паршой, в отдельные годы - сухой гнилью. В средней степени поражается фитофторозом, слабо альтернариозом. Жаро- и засухоустойчив. Ценность сорта: стабильная урожайность, жаро- и засухоустойчив. Сорт Невский. Выведен Северо-Западным НИИСХ. В Госреестре с 1982 г. Среднеранний. Столового назначения. Растение раскидистое, средней высоты, окраска цветов белая. Клубни овальной формы, светло-бежевые. Глазки розовые, мелкие. Мякоть белая.
Урожайность 38-50 т/га. Товарность 90-95%). Масса товарного клубня 90-130 г. Крахмалистость 10-12%. Вкус удовлетворительный и хороший. Лежкость хорошая.
Относительно устойчив к фитофторозу и вирусным болезням. Не устойчив к парше. Устойчив к ризоктониозу, альтернариозу и черной ножке. Чувствителен к обламыванию ростков, склонен к израстанию при посадке в непрогретую почву и при неравномерных осадках. Экологически пластичен. Отличается быстрым отрастанием листьев после поедания колорадским жуком.
Ценность сорта: высокая урожайность и товарность, широкая экологическая пластичность.
Исходный материал (оздоровленные миниклубни) получен в условиях защищенного грунта на экспериментальной базе «Белокаменское» Кабардино-Балкарского НИИСХ.
Первоначальный отбор базовых клонов в качестве исходного материала для оригинального семеноводства провели в питомнике первого полевого поколения из миниклубней на основе тщательной визуальной оценки сортовой типичности и здоровья индивидуально каждого растения в период бутанизации - цветения с дополнительной проверкой каждого из них методом ИФА по листовым пробам.
Предварительно намечали к отбору растения, отвечающие следующим основным требованиям: - типичность и хорошая выраженность основных сортоотличительных признаков растения, стебля, листа, соцветия; - абсолютное здоровье растений по внешнему виду - доли листа равномерно окрашены, без признаков крапчатости, гладкие или с типичной для сортов волнистостью; - нормальное развитие растений с характерным для сорта количеством стеблей (все стебли в кусте по толщине и высоте равномерны).
Чтобы предохранить предназначенные к отбору растения от летающей генерации зеленой персиковой тли, основного переносчика вирусной инфекции, ботву уничтожали в наиболее оптимальные для конкретных условий вертикальной зональности ранние сроки. При уборке проводили окончательную оценку растений по урожайности. При этом учитывали следующие критерии оценки и отбора: - типичность формы клубней для данного сорта, отсутствие признаков веретеновидности; - отсутствие симптомов болезней в соответствии с допусками, установленными действующими государственными стандартами на оздоровленный исходный материал;
Результаты визуальной оценки и лабораторного тестирования листовых проб растений
Количественный выход стандартной семенной фракции многоклубневых клонов супер-суперэлитного картофеля сорта Волжанин был выше в сравнение с малоклубневыми клонами в плоскостной зоне на 74,3 тыс. шт/га, в предгорной зоне на 76,6 тыс. шт./га, в горной зоне на 4 тыс. шт./га. По сорту Невский эти показатели составили соответственно на 83,3тыс. шт/га, на 85,5 тыс.шт/га и на 65,2 тыс. шт/га.
На основе результатов производственной проверки изучаемых вариантов в последействии при выращивании элитного картофеля в ОПХ «Нестеровское» Сунженского района на площади 1,5 га была подтверждена эффективность использования многоклубневых клонов в процессе оригинального семеноводства и производства элитного картофеля (таблица 6.1., приложения 3-9, акт производственной проверки).
Из данных таблицы видно, что семенной материал многоклубневых клонов эффективно обеспечивает поддержание в полевых поколениях продуктивности сорта и соответственно более высокий количественный выход семенных клубней с единицы площади. В 2004 году у сорта Волжанин превышение урожайности элиты в варианте с использованием многоклубневых клонов составило 7,8 т/га, а выход семенных клубней стандартной фракции был выше на 121,5 тыс. шт/га; в 2005 году - на 8,0 т/га и 117,0 тыс. шт/га; в 2006 году - на 7,1 т/га и 104,0 тыс. шт/га.
Результаты оценки экономической эффективности выращивания супер-суперэлитного картофеля на основе использования многоклубневых клонов в условиях различной вертикальной зональности представлены в таблице 7.1.
Средняя реализационная цена 1 центнера клубней картофеля у изучаемых сортов была одинаковая и составила 500 рублей.
Анализ полученных данных показывает, что условно чистый доход (УЧД) растет пропорционально с увеличением выручки и снижается с увеличением себестоимости продукции.
Уровень рентабельности является конечным итогом оценки экономической эффективности выращивания супер-суперэлитного картофеля на основе отбора многоклубневых клонов.
Наиболее высокие показатели по уровню рентабельности и УЧД отмечены на многоклубневых клонах супер-суперэлитного картофеля в предгорной и горной зонах.
Таким образом полученные данные показали, что выращивание супер-суперэлитного картофеля на основе отбора и использования многоклубневых клонов в условиях предгорной и горной зоны обеспечивает повышение рентабельности по сорту Волжанин на 50,2 % и на 53,5%; по сорту Невский на 46, 2 % и на 51,2% соответственно. При этом превышение условно чистого дохода по сорту Волжанин составило соответственно 21,3 тыс. руб./га и 20,4 тыс. руб./га; по сорту Невский - 18,4 тыс. руб./га и 18,9 тыс. руб./га.
Экономические показатели, полученные в результате проведенных исследований, свидетельствуют, что отбор многоклубневых клонов экономически высокоэффективнее в предгорной зоне.
Результаты визуальной оценки и лабораторного тестирования листовых проб растений
1. В условиях Республики Ингушетия на основе проведенных исследований (1998-2000 гг.) и производственной проверки (2001-2006 гг.) показана эффективность воспроизводства оздоровленного исходного материала картофеля методом непрерывного, многократного улучшающего клонового отбора с применением иммунодиагностики и его размножения в последующих полевых поколениях в процессе оригинального и элитного семеноводства в благоприятных фитосанитарных условиях предгорной зоны.
2. На основе фитосанитарного мониторинга, проведенного в условиях различной вертикальной зональности (плоскостная зона с высотной отметкой 250-300 м над уровнем моря, предгорная - 580-600 м и горная -1000-1100 м), изучен видовой состав, численность и динамика лета тлей, мигрирующих на картофеле. Показано, что в условиях предгорной зоны активность насекомых-переносчиков существенно ниже чем в условиях плоскостной зоны и пик лета тлей приходится в основном на поздний период вегетации (конец цветения), когда растения имеют уже наиболее высокую «возрастную устойчивость», что способствует существенному ослаблению фона инфицирующей нагрузки.
3. Установлено положительное влияние отбора многоклубневых базовых клонов на поддержание здоровья растений в последующих полевых поколениях. Так, по результатам визуальной оценки проявление внешних симптомов вирусных болезней в варианте многоклубневых клонов было незначительным и составило по сорту Невский 0,9% и по сорту Волжанин 0,7%, что в 2 раза ниже в сравнение с вариантом малоклубневых клонов. При оценке многоклубневых клонов в последующих полевых поколениях (2000 г.) на сорте Волжанин симптомов проявления тяжелых форм вирусных болезней не обнаружено.
4. Результаты иммуноферментного анализа растений по листовым пробам в период вегетации (1998-1999 гг.) показали, что зараженность вирусами УВК и ВСЛК в скрытой форме на многоклубневых клонах была в пределах 0,1 - 0,2%. В последующем полевом поколении (2000 г.), зараженных растений этими вирусами в варианте многоклубневых клонов не обнаружено.
5. По результатам визуальной оценки за годы исследований при выращивании супер-суперэлитного картофеля выявлены определенные различия в зависимости от вертикальной зональности.
В плоскостной зоне на сорте Волжанин число растений с симптомами вирусных болезней в 1999 г. было в пределах 1,2-1,6%, в 2000 г. - 0,7-1,2%. В предгорной зоне эти показатели соответственно по годам были в пределах 0,6-1,2% и 0,4-1,0%.
6. По результатам лабораторного тестирования листовых проб растений супер-суперэлиты методом ИФА общий уровень зараженности вирусами в плоскостной зоне был в пределах 0,8-1,0 %, в том числе вирусами УВК+ВСЛК 0,1-0,2%. В предгорной и горной зонах на супер-суперэлите растений с положительной реакцией на вирусы УВК и ВСЛК не обнаружено. На сорте Невский получены близкие результаты.
7. Наиболее высокие показатели урожайности и количественного выхода клубней стандартной семеїшой фракции получены при выращивании супер-суперэлитного картофеля на основе многоклубневых клонов.
В предгорной зоне на сорте Волжанин в варианте многоклубневых клонов превышение урожайности супер-суперэлиты составило 4,2 т/га или 22,1 % в сравнении с вариантом малоклубневых клонов. В горной зоне эти показатели соответственно составили 4,0 т/га (18,6 %). На сорте Невский превышение урожайности было соответственно в предгорной зоне на 3,8 т/га (19,1%) и в горной зоне- 3,6 т/га (16,5 %).
Наиболее высокий выход семенных клубней супер-суперэлиты стандартной фракции с единицы площади также получен на вариантах с многоклубневыми клонами.
8. По результатам производственной проверки изучаемых вариантов в последействии при выращивании элитного картофеля в ОПХ «Нестеровское» Сунженского района на площади 1,5 га была подтверждена эффективность использования многоклубневых клонов в процессе оригинального семеноводства. Показано, что семенной материал многоклубневых клонов достаточно эффективно обеспечивает поддержание в полевых поколениях продуктивности сорта и соответственно более высокий количественный выход семенных клубней с единицы площади. В 2004 году у сорта Волжанин превышение урожайности элиты в варианте с использованием многоклубневых клонов составило 7,8 т/га, а выход семенных клубней стандартной фракции был выше на 121,5 тыс. шт/га; в 2005 году - на 8,0 т/га и 117,0 тыс. шт/га; в 2006 году - на 7,1 т/га и 104,0 тыс. шт/га.
