Influence of improving selections on potato productivity in original seed nurseries in Karelia conditions

Толық мәтін

Эффективность производства картофеля во многом основывается на использовании высококачественного посадочного материала. При его воспроизводстве происходит постепенное снижение хозяйственно-биологических характеристик из-за накопления в посадках сортовой примеси, поражения растений возбудителями болезней и повреждения вредителями. При мутирующем действии пестицидов, в случае нарушения регламента их применения, накапливаются нетипичные для сорта формы, которые могут изменить норму реакции генотипа во взаимодействии со средой, что в конечном итоге ухудшает продуктивность и качество урожая. [1] Поэтому необходимо регулярно проводить сортообновления. Считается, что методическая основа выращивания высококачественного семенного картофеля – сортоулучшающие отборы, проводимые по одному или совокупности признаков. [6, 15]

До использования методов биотехнологии в оригинальном семеноводстве картофеля широко применяли клоновый отбор для решения задач повышения продуктивности и улучшения качества клубневого материала. [6] Этот отбор предполагает испытание каждого отобранного растения по потомству в течение двух и более лет с учетом сортовой чистоты, поражаемости болезнями и урожая. [11, 13] Многократным отбором можно выделить высокоурожайные, свободные от инфекций растения, отличающиеся повышенной крахмалистостью и товарностью клубней. [12] В исследованиях ряда авторов это обеспечило прибавку урожая в полевых питомниках на 3…12 т/га. [8, 10] В лесостепи Новосибирского Приобья выращивание семенного материала по пятилетней схеме на основе метода апикальной меристемы в сочетании с клоновым отбором способствовало увеличению урожайности культуры в 1,3 раза, по сравнению с технологией без отбора. [2] На юго-западе Уганды средняя прибавка урожая при отборе визуально здоровых растений в период их роста составила 12%. [16]

При получении исходного материала картофеля (базовые клоны) используют сочетание методов биотехнологии и многократных улучшающих полевых отборов, которые обеспечивают стабильность сорта и его долговечность. [10] Такие отборы при выделении типичных для сорта, свободных от инфекций растений представляют интерес и в процессе оригинального семеноводства.

Клубневой отбор предполагает визуальную оценку с положительными или отрицательными признаками. Разновидности данного отбора основаны на косвенных показателях (удельный вес клубней, окраска, энергия прорастания, качество ростков и другие). В семеноводческой работе применяют негативный отбор – удаление нетипичных для сорта и пораженных различными болезнями и (или) поврежденных растений. В Белоруссии совместное использование клубневого и негативного отборов обеспечило прибавку урожая 2,9…7,0 т/га в зависимости от сорта. [15]

При выращивании картофеля на семена комплексное применение сортоулучшающих отборов повышает их эффективность, способствует сохранению посевных, сортовых качеств клубней, увеличению продуктивности.

Цель работы – оценить результативность проведения улучшающих отборов в первом полевом поколении картофеля при вариабельности метеорологических факторов в течение вегетации растений.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Исследования проводили на базе лаборатории агротехнологий «Вилга» отдела комплексных научных исследований ФИЦ «Карельский научный центр Российской академии наук» в 2020–2022 годах.

Вегетационный период 2020 года характеризовался недостаточной тепло- и влагообеспеченностью, что отрицательно повлияло на формирование вегетативной массы растений и вызвало недобор урожая. Особенность 2021 года – повышенная среднемесячная температура во время первой половины вегетации растений, а также избыточное количество осадков (исключение – июль). Такие резкие колебания метеорологических факторов в сезоне обусловили снижение продуктивности культуры. Летние месяцы 2022 года отличались переувлажнением и повышенной среднемесячной температурой, особенно в августе, что благоприятно отразилось на формировании клубней.

Почва – дерново-подзолистая легкосуглинистая, хорошо окультуренная. Содержание гумуса по показателю углерода в органическом веществе почвы – среднее, подвижных форм фосфора и калия – очень высокое, реакция почвенного раствора – слабокислая.

Объект изучения – сорта картофеля ранней группы спелости Латона, Импала, Ред Скарлетт. Для посадки использовали миниклубни, отобранные в предыдущем году на основе визуальной оценки и с привлечением отдельных методов многомерного анализа лучших меристемных растений по показателям количества и размера, который регламентируется ГОСТом 33996-2016. [3, 5] После зимнего хранения миниклубни высаживали отдельно по вегетативным потомствам. В полевых условиях картофель проверяли на соответствие технологическому регламенту. [14] Брали свободный от инфекций посадочный материал, негативный отбор в поле не проводили.

Урожай каждого растения убирали вручную, сортировали по фракциям с учетом наибольшего поперечного диаметра (мелкая – до 28 мм, средняя – 29…60, крупная – более 61 мм), количества и массы клубней.

Корректность отбора наиболее продуктивных вегетативных потомств на основе визуальной оценки проверяли с привлечением кластерного и пошагового дискриминантного анализов, реализованных в пакете программы StatGraphics Centurion XV. [7] В качестве объектов использовали вегетативные потомства изученных сортов картофеля, а переменных – показатели продуктивности по фракциям.

Влияние улучшающих отборов на начальных этапах оригинального семеноводства оценивали по продуктивности супер-суперэлиты. Ежегодно по классификации потомств (с привлечением вышеуказанных методов многомерного анализа) их распределяли на группы (I – максимальная, II – средняя, III – минимальная). Контроль – потомства без отбора. Наличие достоверных отклонений устанавливали по результатам дисперсионного анализа. [4] Исследования проводили в соответствии с методиками. [4, 9]

Агротехника выращивания картофеля общепринятая для Северо-Запада России. Уход за посадками: прополка от сорных растений, рыхление междурядий, двухкратное окучивание, некорневая подкормка раствором мочевины и микроудобрений, двухкратная обработка посадок против фитофтороза (препараты Манкоцеб и Танос). Надземную растительную массу удаляли механическим способом.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Результаты классификации вегетативных потомств приведены на примере сорта Импала (см. рисунок). Кластерный анализ, поддержанный на 100% пошаговым дискриминантным, выявил три группы потомств. Первая (39,3%) отличалась максимальной продуктивностью из-за количества и массы клубней крупной фракции. Вторая (35,7%) – промежуточными показателями урожая с наибольшими значениями количества и массы клубней средней фракции. Потомства третьей группы (25%) оказались наименее продуктивными. Основные дискриминаторы (переменные, достоверно разделяющие потомства на группы) – количество клубней крупной фракции, масса клубней средней и мелкой фракций.

 

Группировка потомств сорта Импала по массе и количеству клубней первого полевого поколения, 2021 год.

 

Несмотря на различия продуктивности картофеля в выделенных группах у сортов не выявлено существенных отклонений от контрольных количества и массы клубней на одно растение в поколении супер-суперэлита (см. таблицу). Установлена тенденция увеличения урожая с преобладанием крупной фракции во второй группе потомств (со средней продуктивностью) у сортов Импала и Ред Скарлетт. Для наиболее продуктивных потомств сорта Латона свойственно повышение общего урожая из-за массы клубней крупной фракции, среднепродуктивных – количества клубней мелкой и средней фракций.

 

Продуктивность растений супер-суперэлиты, средние данные 2021–2022 годов

Вариант (потомство)	Распределение урожая клубней одного растения по фракциям						Общий урожай клубней одного растения
	количество, шт.			масса, г			количество, шт.	масса, г
	мелкие	средние	крупные	мелкие	средние	крупные
Импала
Без отбора (контроль)	3,7	1,1	2,3	66	68	378	7,1	512
I группа	2,5	2,5	0,9	60	150	102	5,9	312
II группа	4,5	2,4	2,3	66	132	322	9,2	520
III группа	2,4	1,3	2,5	38	74	286	6,2	398
Латона
Без отбора (контроль)	1,9	2,0	1,7	34	120	238	5,6	392
I группа	1,6	1,4	2,4	56	104	362	5,4	522
II группа	3,2	3,8	1,2	72	242	140	8,2	454
III группа	2,1	1,9	1,6	30	112	214	5,6	356
Ред Скарлетт
Без отбора (контроль)	3,0	2,5	1,5	80	160	172	7,0	412
I группа	2,0	1,5	2,0	52	86	258	5,5	396
II группа	1,4	2,0	3,3	32	128	562	6,7	722
III группа	1,2	2,3	1,1	34	136	162	4,6	332

 

Таким образом, улучшающие полевые отборы типичных для сорта, без признаков болезней растений в первом полевом поколении способствуют последующему увеличению урожая картофеля в питомнике супер-суперэлита. В вариантах с использованием отборов существенных отклонений показателей количества и массы клубней относительно контроля не выявлено. Рост продуктивности ранних сортов Импала и Латона происходит из-за числа (на 29,6 и 46,4% соответственно) и массы (1,6 и 15,8%) клубней средней (семенная) фракции, сорта Ред Скарлетт – массы крупных клубней (на 75,2%).

Работа выполнена в рамках Государственного задания научной темы FMEN-2022-0013 Рег. No НИОКР 122031000202-1 / The work was carried out within the framework of the State assignment of the scientific topic FMEN-2022-0013 R&D Reg. No. 122031000202-1.

Авторлар туралы

L. Evstratova

Karelian Scientific Center of the Russian Academy of Sciences

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: levstratova@yandex.ru

Grand PhD in Agricultural Sciences, Professor

Ресей, Novaya Vilga village, Republic of Karelia

L. Kuznetsova

Karelian Scientific Center of the Russian Academy of Sciences

Email: levstratova@yandex.ru

PhD in Agricultural Sciences

Ресей, Novaya Vilga village, Republic of Karelia

E. Nikolaeva

Karelian Scientific Center of the Russian Academy of Sciences

Email: levstratova@yandex.ru

PhD in Agricultural Sciences

Ресей, Novaya Vilga village, Republic of Karelia

Әдебиет тізімі

Қосымша файлдар