Сокращения
АК - аскорбиновая кислота
ВИР - Всероссийский институт растениеводства имени Н.И. Вавилова
ВНИИС - Всероссийский научно-исследовательский институт садоводства
имени И.В. Мичурина
ГАГУ — Горно-Алтайский государственный университет
ГМС — гидрометеостанция
Госреестр - Государственный реестр селекционных достижений допущенных
к использованию
ГСИ - государственное сортоиспытание
ГСУ - государственный сортооучасток
ГУ СП ОПХ — государственное унитарное сельскохозяйственное предприятие
опытно-производственное хозяйство
НИИСС - Научно-исследовательский институт садоводства Сибири имени
М.А. Лисавенко
НИИСПК - Научно-исследовательский институт селекции плодовых культур
НИУ РФ - научно-исследовательские учреждения Российской Федерации
РАСХН - Российская академия сельскохозяйственных наук
с/к индекс сахаро-кислотный индекс
ЮУ НИИПОК - Южно-Уральский научно-исследовательский институт
плодоовощеводства и картофелеводства
#.
Введение
Актуальность. Задача садоводства - обеспечение населения разнообразными плодами и ягодами, которые являются источниками витаминов, минеральных веществ, антиоксидантов, ферментов, пищевых волокон и других биологически активных веществ. Их дефицит в организме человека вызывает снижение его имунного статуса, преждевременное старение (Гудковский, 1999).
tb. По расчетам Института питания АН СССР норма потребления фруктов
90-120 кгв год на человека. В Западной Сибири производство плодов и ягод составляет от 6,3 до 18,0 кг на одного человека, из них 85-88 % выращивается в личных подсобных хозяйствах населения (Ермолов, 2003; Республика ..., 2003; Семенов, 2003; Сухоцкая, Кумпан, 2003; Усенко, 2003).
В последние годы государство возобновляет субсидии на закладку
многолетних насаждений, расширяется сеть перерабатывающих
предприятий. В целях повышения экономической эффективности
Ж садоводства необходимо иметь устойчивые по плодоношению культуры и
сорта (Хабаров, 2003).
В решении задач по увеличению продуктивности и экономической эффективности плодовых насаждений большая роль отводится селекции, за счет которой можно достичь прироста урожайности на 30-70 %. Роль этого фактора в садоводстве будет возрастать в связи с необходимостью перехода к низкозатратным экологически безопасным технологиям (Жученко, 2001).
Одна из ведущих ягодных культур в России и Сибири - смородина черная. Её ягоды содержат сухие вещества (12,0-23,0 %), сахара (6,0-14,0 %), органические кислоты (1,3-3,0 %), витамины А, Вь В2, В6 Вд, С, К, РР, кумарины, эфирные масла, дубильные вещества, соли железа, магния, цинка, бора, калия. Высокое содержание витамина С (100-400 мг/ЮОг) в благоприятном сочетании с Р-активными веществами (200-1200 мг/100г), солями макро- и микроэлементов обеспечивают устойчивый лечебный
эффект при сердечно-сосудистых заболеваниях и болезнях, связанных с повышенными дозами облучения (Копань, Копань, 1996).
В низкогорье Алтая селекция смородины черной ведется с 1933 года. За это время создано 70 сортов, 26 из них были районированы, 12 находятся в Государственном реестре селекционных достижений, допущенных к использованию (2004). 34 сорта и 12 отборных гибридов успешно использовались в качестве исходных форм в селекции. С их участием получено более 300 сортов в различных селекционных центрах. (Калинина, ¦ 2003; Забелина, 2003 б).
Алтайские сорта обладают высокой потенциальной урожайностью - 20 т/га и более, способностью формировать промышленный, экономически эффективный урожай уже на второй год после посадки (Северин, Байкова, 1992; Забелина, 2003; Забелина, Наквасина, 2003).
В низкогорье Алтая сортимент смородины черной постоянно обновляется сортами местной селекции. В 80-е годы мелкоплодные сорта j. были заменены крупноплодными. Но они оказались малопригодными для
механизированной уборки урожая — их ягоды имеют сырой отрыв и быстро перезревают. Кроме того, они потеряли устойчивость к почковому клещу, имеют слабую восстановительную способность, что ведёт к быстрому старению насаждений. С потеплением климата, участились зимние оттепели, провоцирующие преждевременный выход черной смородины из состояния вынужденного покоя. Потерявшие закалку растения подмерзают при повторных морозах. Поэтому сорта смородины черной свои высокие щ потенциальные возможности реализуют лишь в благоприятные годы.
В связи с этим внимание селекционеров направлено на создание сортов, адаптированных к изменившимся климатическим условиям и отвечающих современным требованиям промышленного и любительского садоводства: урожайных, со стабильным плодоношением, с комплексной зимостойкостью, хорошей восстановительной способностью, устойчивых к
основным болезням и вредителям, пригодных для механизированной уборки урожая.
В связи с новыми требованиями созданы перспективные сорта и элитные формы смородины черной нового поколения. Необходимо более глубокое изучение их биологических особенностей. Это позволит усовершенствовать сортимент смородины черной адаптированными сортами различных направлений использования.
. Цель исследований - оценить новые сорта и элитные формы
ш
смородины черной селекции отдела горного садоводства НИИСС имени
М.А. Лисавенко в условиях низкогорья Алтая по комплексу хозяйственно-биологических признаков и выделить лучшие для совершенствования сортимента.
Задачи исследований:
1. Изучить влияние метеорологических условий в годы исследований на рост и развитие смородины черной;
2. Изучить хозяйственно-биологические особенности сортообразцов:
- прохождение фенологических фаз развития;
- зимостойкость и устойчивость к весенним заморозкам;
- устойчивость к основным вредителям и болезням;
- урожайность, самоплодность, скороплодность;
- качество ягод;
3. Оценить сортообразцы на пригодность к механизированной уборке урожая по габитусу куста и физико-механическим качествам ягод;
4. Дать экономическую оценку возделывания новых сортов смородины черной в условиях низкогорья Алтая;
5. Рекомендовать сорта для промышленного и любительского садоводства.
Научная новизна. Впервые в условиях низкогорья Алтая оценены новые сорта и элитные формы смородины черной по комплексу хозяйственно-ценных признаков: урожайности, устойчивости к биотическим и абиотическим факторам, качеству плодов.
Получены данные о физико-механических качествах ягод и пригодности сортообразцов для механизированной уборки урожая.
Определены параметры варьирования самоплодности, массы ягод, количества семян, усилия отрыва и раздавливания ягод в различные по метеорологическим условиям годы.
Практическая ценность. В результате исследований сорта смородины черной Лучия, Садко, Экстрим в 2004 г. приняты на государственное сортоиспытание. Сорт Алтайская Поздняя в 2004 г. включен в Государственный реестр селекционных достижений, допущен к использованию по Западной Сибири. 7 сортов рекомендованы для промышленного, 8 - для любительского садоводства, 12 - для использования в селекции.
Защищаемые положения:
1. Высокая стабильная урожайность сортов Алтайская Поздняя, Лучия, Сокровище, Экстрим, Ядрёная и 8 элитных форм (18-90-1, 2-93-2, 2-93-1, 8-93-1, 5-95-1, 6-95-1, 4-95-3, 4-95-11) в условиях низкогорья Алтая, обусловлена их зимостойкостью, самоплодностью, скороплодностью;
2. Сорт Алтайская Поздняя и элитные формы 2-93-2, 18-90-1 обладают комплексной устойчивостью к основным болезням и почковому клещу в условиях низкогорья Алтая;
3. Сорта Алтайская Поздняя, Геркулес, Журавушка, Ожерелье, Черный Аист и 9 элитных форм (13-86-2, 18-90-1, 7-92-1, 2-93-1, 2-93-2, 4-95-3, 4-95-11, 5-95-1, 6-95-1) наиболее полно отвечают требованиям механизированной уборки урожая.
Апробация работы. Основные результаты исследований доложены на научно-практической конференции «Аграрные проблемы Горного Алтая» (г. Горно-Алтайск, 2001), «Южно-сибирской международной научной конференции студентов и молодых ученых», (г. Абакан, 2002), на заседаниях VII Генетико-селекционной школы (г. Новосибирск, 1999), ученого совета НИИСС имени М.А. Лисавенко (г. Барнаул, 2002, 2005).
8
Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 работ, общим объемом 1,25 печатных листа.
Реализация результатов исследований. Саженцы сортов смородины черной Лучия, Садко, Экстрим переданы на ГСУ Сибири и в НИУ РФ. В отделе горного садоводства НИИСС имени М.А. Лисавенко заложены маточники новых сортов.
Объём и содержание диссертации. Работа изложена на 174 страницах машинописного текста, состоит из введения, 8 глав, выводов, рекомендаций, содержит 25 таблиц, 14 рисунков, 12 приложений. Библиографический список включает 179 источников, в том числе 4 зарубежных автора.
Автор выражает благодарность и глубокую признательность научному руководителю кандидату с.-х. наук Л.Н. Забелиной, академику РАСХН, профессору И.П. Калининой, кандидату с.-х. наук Н.И. Назарюк за помощь в выполнении и оформлении работы, сотрудникам отдела горного садоводства, НИИСС имени М.А. Лисавенко и сельскохозяйственного факультета ГАГУ за моральную поддержку.
1. Современное состояние культуры смородины черной
(обзор литературы)
1.1. Формирование сортимента смородины черной в низкогорье
Алтая
История становления сортимента черной смородины неотъемлема от общемирового селекционного процесса (Забелина, 2003 б).
Первоначально черная смородина культивировалась как лекарственное растение. Интерес к этой культуре возрос в середине 19-го века, что было вызвано изготовлением из её плодов вина, варенья, желе и т.д. Первые упоминания о сортах появились в Европе в 19-м столетии.
По данным С.Д. Князева и Т.Д. Огольцовой (2004) в настоящее время в мире насчитывается 1200 сортов черной смородины.
На Алтае работа по селекции и сортоизучению черной смородины начата в 1933 г. под руководством академика ВАСХНИЛ М.А. Лисавенко, с момента организации опорного пункта НИИ плодоводства им. И.В. Мичурина в г. Горно-Алтайске, в 1967 г. её возглавила И.П. Калинина. Работу по смородине в Горно-Алтайске в разные годы вели И. А. Кухарский, Н.И. Кравцева, Н.М. Павлова, З.С. Зотова, Н.В.Ермакова, Л.Н.Забелина (Забелина, 1992, 2003 б).
В 1933-1936 гг. была собрана коллекция имеющихся к тому времени сортов, отобраны образцы дикорастущих форм сибирской смородины. К 1937 г. на Алтайской опытной станции собрали богатейшую коллекцию, включавшую 64 формы диких видов смородины и 68 сортов. (Кравцева и др., 1969). М.А. Лисавенко и А. И. Кухарским было собрано 212 образцов семян и черенков сибирского подвида из различных географических мест. К 1939 г. было выращено 52 тысяч сеянцев от свободного опыления, но ни один сорт не был выделен. Среди форм сибирского подвида отобрали 3 сорта -исходные формы: Алтайский Великан, Бурая № 4, Бурая 13-Ш-5. Еще 3 представителя сибирского подвида черной смородины из других регионов -
10
Таежная Бурая 76, Таежная Спирина 32, Красноярка 0606 - были выделены в результате сортоизучения (Кравцева и др., 1969; Забелина, 2003 б). Интродуцированные европейские сорта сильно подмерзали, и только дальневосточный сорт Приморский Чемпион давал хорошие урожаи. В 1941г. он вошел в первый районированный сортимент плодовых и ягодных культур (Лисавенко, 1943; Кравцева и др., 1969).
М.А. Лисавенко, И.А. Кухарским и Н.И. Кравцевой впервые, наряду с сортами европейского подвида черной смородины, в селекцию вовлекаются отборные формы сибирского подвида и Приморский Чемпион - потомок смородины дикуши (Калинина, 1997).
Первые массовые скрещивания были проведены в 1937-1938 гг. и в дальнейшем проводились ежегодно, за исключением 1942 г., когда смородина сильно подмерзла. Из большого разнообразия лишь немногие комбинации скрещивания дали положительные результаты. Лучшими исходными формами оказались представители сибирского подвида - Алтайский Великан, Бурая №4, Красноярка 0606, сорта европейского подвида Боскопский Великан, Голиаф, Сандерс, Минусинская 3-111-4 и межвидовой гибрид Приморский Чемпион. Использование в гибридизации смородины американской, с. гудзонской, с. золотистой, с. малоцветковой, с. моховки, с, пахучей, с. прицветниковой, с. клейкой оказалось мало перспективным или недостаточно изученным. Из 15 тысяч гибридных сеянцев 1937-1941 гг. скрещивания было отобрано 30 лучших, которые получили сортовые названия (Кравцева и др., 1969; Забелина, 2003 б). В 1948 и 1949 гг. первые сорта черной смородины алтайской селекции были переданы на государственное сортоиспытание (Калинина, 1997). В 1957г. на Алтае был районирован сорт Голубка (в дальнейшем он был районирован еще в 57 краях и областях), а в 1959 г. - еще 12 сортов. (Кравцева и др., 1969; Забелина, 2003). Урожайные, зимостойкие, крупноплодные и самоплодные алтайские сорта - Алтайская Десертная, Бия, Выставочная, Зоя, Катунь, Кокса, Нарядная, Нина, Осенняя Алтайская, Отличница, Стахановка Алтая,
11
Черная Лисавенко - составляли основу отечественного сортимента смородины в 60-70-е годы (Калинина, 1997), а некоторые из них (Алтайская Десертная, Бия, Голубка, Зоя, Кокса) оставались в сортименте до 1984 г. (Забелина, 2003).
С 1948 г. проводятся межсортовые скрещивания на трехгеномной основе. При подборе пар учитывается их генетическое происхождение и хозяйственная ценность. Методом сложных ступенчатых скрещиваний, , путём объединения генотипов европейского и сибирского подвидов
смородины черной и смородины дикуши выведены сорта Аргут, Пушистая, Память Лисавенко, Краса Алтая. Результативным оказалось привлечение в селекцию сорта Зоя (Приморский Чемпион х Бурая № 4) и гибрида 25-50-1 (Алтайская Десертная х Каракол) (Забелина, 1992, 2003 б).
В 1984 г. Сеянец Голубки заменил мелкоплодную Голубку, а в 1985г сортимент по черной смородине в низкогорье Алтая был полностью обновлен крупноплодными сортами Алтайская Ранняя, Диковинка, Памяти ,й* Шукшина, Память Лисавенко, Пушистая.
В 1989 г в районированный сортимент введен сорт Любимица Алтая, в 1993 г. Плотнокистная.
Одним из самых экологически пластичных сортов второго этапа селекции является Сеянец Голубки, районированный до сих пор в 9 из 12 регионов России (Забелина, 1992; Калинина, 1997; Государственный реестр..., 2004)
С появлением на смородине мучнистой росы в конце 70-х годов в ^ селекцию привлекаются относительно устойчивые к этой болезни сорта
Бредторп, Сеянец Голубки, Софья, Пушистая, Краса Алтая, Клуссоновская, Кантата и др.
В 1997 г. включен в Госреестр РФ скороплодный, крупноплодный сорт Сокровище, а в 2000 г. сорта Ожерелье и Ядреная, в 2004- Алтайская Поздняя. К 2004 г. в низкогорной зоне. Алтая районировано 9 сортов: Алтайская Поздняя, Диковинка, Ожерелье, Памяти Шукшина, Память
12
Лисавенко, Плотнокистная, Сеянец Голубки, Сокровище, Ядреная. Широкий сортимент предлагаемых сортов обеспечивает потребление и переработку свежих ягод в течение 40-50 дней. Появились сорта пригодные для механизированной уборки урожая, устойчивые к почковому клещу. На государственном сортоиспытании находятся сорта Геркулес, Журавушка, Черный Аист, Лучия, Садко, Экстрим.
За 70 лет в низкогорье Алтая создано 70 сортов черной смородины, 26 из них были районированы, 12 находятся в Государственном реестре селекционных достижений, допущенных к использованию (2004). 34 сорта и 12 отборных гибридов успешно использовались в качестве исходных форм в селекции. С их участием получено более 300 сортов селекционерами России, Украины, Белоруссии, Литвы, Латвии, Эстонии. (Калинина, 2003; Забелина, 2003 б).
Перед селекционерами стоит задача совершенствовать сортимент и предложить производству и садоводам-любителям высокоадаптивные, со стабильной урожайностью, устойчивые к вредителям и болезням сорта десертного вкуса и хорошего биохимического состава.
1.2. Зимостойкость смородины черной
В России во многих зонах садоводства для плодовых и ягодных культур наиболее вредоносны зимние повреждения, резко снижающие продуктивность и долговечность садов, 98 % из них приходится на повреждения от мороза (Кичина, 1999). Особенно сильно это проявляется в условиях Сибири и Дальнего Востока.
Устойчивость к повреждающим факторам, связанным с действием мороза, составляет основу зимостойкости.
В настоящее время различают четыре типа повреждения отрицательными температурами плодовых растений в период зимы: воздействие критическим морозом в конце осени — начале зимы;
13
максимальными морозами в середине зимы; суточными перепадами температур во время оттепели; возвратными морозами после оттепели.
На современном научном уровне зимостойкость — это суммарный показатель, а его составляющие сочетаются в разных генотипах и наследуются как независимые признаки (Кичина, 1984, 1999; Лобанов, Курочка, 1980).
Основным фактором, определяющим реакцию растения на низкую температуру, является его генетическая структура (Пробстинг, 1983). В то же время, многие ученые отмечают влияние на зимостойкость условий предшествующих одного, или даже нескольких вегетационных периодов, а именно: обеспеченность влагой, питательными элементами (Соловьева, 1967, 1989), температурный режим (Метлицкий, 1957; Лобанов, 1982; Лобанов, Щербинин, 1987) интенсивность освещения (Васильев, 1956) перегрузка урожаем (Чендлер, 1960), возраст, повреждения вредителями и болезнями (Метлицкий, 1957; Воронова, 1963; Забелина, 1987).
Для адаптации растений к определенным климатическим условиям важно, чтобы эндогенные ритмы были согласованы с ритмами сезонных изменений факторов внешней среды, подготавливая к ним растения заранее (Тюрина, 2000).
Черная смородина обладает высокой приспособленностью к экстремальным условиям внешней среды. Она успешно выращивается на северной границе земледелия - в Якутске, Игарке, в степных районах Бурятии и Тувинской АССР (Куминов, 1983).
По данным И.И. Туманова и др. (1959) черная смородина сорта Лия Плодородная в жидком азоте выдерживала -253°С, в опытах Н.Н. Хвалина после месячного ступенчатого закаливания ветки черной смородины выдерживали -195° С без повреждения. В опытах Э.М. Лобанова, Н.И. Кравцевой (1981) ткани коры, камбия, ксилемы побегов черной смородины после закалки в середине зимы имели очень высокую
14
морозостойкость - -68°С и ниже, генеративные органы -55-58°С. По их же данным длительное промораживание при -35° С усиливало повреждения.
Причиной недостаточной морозоустойчивости в природных условиях являются сравнительно резкие колебания температуры. О.А. Красавцев (1960) в результате исследований пришел к выводу, что гибель растения происходит в том случае, если скорость снижения температуры превышает скорость закаливания.
По данным Е.П. Куминова (1983) в условиях Красноярского края местные сорта выносят минимальную температуру до -52° С. М.А. Черткова, Л.П. Готовцева, Н.С. Сергеева (2003) сообщают , что сорта Якутская (сибирский подвид с.черной х с. дикуша) и Хара Кыталык (с. малоцветковая) в условиях Якутии не подмерзают при -60°С.
В Сибири на Алтае и Дальнем Востоке проблема зимостойкости черной смородины возникла при первых же попытках введения её в культуру. Испытание европейских сортов выявило их низкую зимостойкость, а дикорастущая смородина при переносе в культуру, часто угнеталась, подмерзала из-за несоответствия экологических условий выращивания. К числу наиболее зимостойких были отнесены некоторые формы европейского и сибирского подвидов (Павлова, 1955), с. дикуши, с. малоцветковой и с. моховки (Н.М Бочкарникова, 1973, Куминов, 1983; Вавилов, Заварухина, 1989).
Согласно данным Г.В. Васильченко (1971), важнейшим экологическим фактором, определяющим зимостойкость видов смородины азиатской части России, а, следовательно, и их распространение, является снежный покров. Это же отмечали Н.М. Павлова (1955), Л.Н. Забелина (1976, 1980). Для смородины ценным материалом в селекции на морозостойкость являются формы смородины из южных (Васильченко, 1971) и северных (Павлова, 1955) малоснежных районов.
Большинство современных сортов создано с участием двух видов: смородины черной (европейский, сибирский и скандинавский подвиды) и
15
смородины дикуши. По данным А.С. Равкина (1987), высокой морозостойкостью ветвей обладают сибирский и скандинавский подвиды смородины черной и смородина дикуша. Им свойственно быстрое закаливание осенью, но в период зимних оттепелей повреждаются генеративные зачатки, особенно ус. дикуши. Европейский подвид характеризуется слабой реакцией на зимние оттепели и поздним цветением, но в условиях Сибири у него подмерзают ветви.
Многие авторы отмечают снижение зимостойкости новых сортов черной смородины, относя это на увеличение доли европейского подвида в генотипе гибридов смородины черной (Калинина, 2003; Куминов, 1983; Вавилов, Заварухина 1989).
Изучение зимостойкости сортов, гибридов и дикорастущих форм в НИИСС имени М.А. Лисавенко Э.М. Лобановым (1982) совместно с П.С. Курочкой (1980), Н.И. Кравцевой (1981), А.А. Щербининым (1987, 1989), А.А. Михайловым (1989), показало, что: с. дикуша быстро развивает '± морозоустойчивость осенью и высокую устойчивость в период
максимальной закалки, почки быстро реагируют на оттепели, но быстро восстанавливают морозоустойчивость при последующей закалке; европейский подвид развивает способность к закаливанию осенью на 20-25 дней позднее сибирского подвида и смородины дикуши, закаливание идёт медленно, морозоустойчивость в середине зимы невысокая, но почки медленно реагируют на оттепели и устойчивы к подмерзанию после них.
Многие формы сибирского подвида имеют оптимальное сочетание основных
к
W для Западной Сибири компонентов зимостойкости - быстрое закаливание
осенью, высокая морозоустойчивость в середине зимы, стабильная устойчивость в период оттепели.
В Западной Сибири преобладают оттепели непродолжительные и неглубокие, но с резким понижением температур при возврате холодов. В таких условиях растения должны обладать невысокой чувствительностью к оттепелям и способностью быстро восстанавливать устойчивость при резком
16
похолодании. Сибирские формы смородины имеют низкие температурные пороги роста, поэтому продолжительные оттепели могут спровоцировать их почки к распусканию и последующие похолодания приведут к их повреждению (Лобанов, Кравцева, 1981).
Появление признака морозоустойчивости зависит от комплекса условий летне-осеннего и предзимнего периодов. Сильнее всего они влияют на развитие максимальной зимостойкости, особенно температура воздуха в июле-августе. На устойчивость черной смородины к оттепелям влияет снижение температуры воздуха в первой декаде ноября (2-я стадия закалки) (Лобанов, Щербинин, 1987). По 1, 3 и 4 компонентам зимостойкости выявлено преобладающее влияние генотипа растения (Лобанов, Щербинин, Михайлов, 1989).
Лимитирующим фактором для сибирских сортов является не столько подмерзание вегетативных частей, сколько гибель генеративных органов, обусловленная резким снижением температур. У черной смородины главными компонентами зимостойкости в Западной Сибири являются: скорость закаливания цветковых почек осенью, величина их максимальной морозоустойчивости зимой, реакция почек на оттепели в конце зимы (Лобанов, 1982), они же являются основными для низкогорья Алтая (Забелина, 2003).
В условиях Горно-Алтайска по данным Л.Н. Забелиной (1997), черная смородина подмерзает в 50 % лет, теряя от 30 до 100 % урожая. В отдельные годы комплекс неблагоприятных климатических условий вызывает несколько типов подмерзания, отчего урожай резко снижается (Забелина, 1987). Наиболее характерными зимними повреждениями в условиях низкогорья Алтая являются подмерзание генеративной сферы цветковых почек (26 % лет), повреждение цветков, бутонов и завязей весенними заморозками (34 % лет), подмерзание ветвей, развилок ветвей, оснований почек (Забелина, Наквасина, 2003). Кроме того, наблюдаются - зимнее
17 |
