БОТАНИЧЕСКИЕ СЕМЕНА ГИБРИДОВ КАРТОФЕЛЯ – БИОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНОВА ФОРМИРОВАНИЯ НОВЫХ ГЕНОТИПОВ МАГАДАНСКОЙ СЕЛЕКЦИИ

Кордабовский В.Ю.

Старший научный сотрудник,

Федеральное государственное бюджетное учреждение «Магаданский научно-исследовательский институт сельского хозяйства»

БОТАНИЧЕСКИЕ СЕМЕНА ГИБРИДОВ КАРТОФЕЛЯ – БИОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНОВА ФОРМИРОВАНИЯ НОВЫХ ГЕНОТИПОВ МАГАДАНСКОЙ СЕЛЕКЦИИ

Аннотация

Использование исходного генетического материала изначально адаптированного к экстремальным условиям произрастания и свободного от заражения вирусной инфекцией, во многом определяет проведение селекционной работы с картофелем в Магаданской области. Выращивание полевой культуры сеянцев из гибридных ботанических семян, значительно повышает эффективность процесса получения и отбора перспективных одноклубневых форм в виде клонов. Проведенные в 2015-2016гг. полевые исследования подтверждают, что такой метод позволяет на раннем этапе селекции выделить лучшие гибридные комбинации для создания новых сортов картофеля.

Ключевые слова: картофель, гибридные семена, сеянцы, селекция, сорт.

Kordabovsky V.Yu.

Senior Researcher,

Federal State Budgetary Institution “Magadan Research Institute of Agriculture”

BOTANICAL SEEDS OF POTATO HYBRIDS AS A BIOLOGICAL BASIS FOR THE FORMATION OF NEW GENOTYPES OF MAGADAN BREEDING

Abstract

The use of the original genetic material, initially adapted to the extreme conditions of growth and not subject to viral infection, largely determines the selection of potatoes in the Magadan Region. Cultivation of field crops of seedlings from hybrid botanical seeds significantly increases the efficiency of the process of obtaining and selecting prospective one-bulb forms as clones. Field studies conducted in 2015-2016 confirm that this method enables the selection of the best hybrid combinations at the early stage of breeding to create new varieties of potatoes.

Keywords: potatoes, hybrid seeds, seedlings, selection, variety.

 

Анализ агроклиматических показателей Магаданской сельскохозяйственной зоны, особенно ее части, прилегающей к берегам Охотского моря, свидетельствует о существовании условий, приближающихся к требованиям картофельного растения. Период с температурой выше 5⁰С составляет 100 дней, сумма активных температур – 1059⁰С. За время клубнеобразования выпадает 88 мм осадков, а среднесуточная температура находится в пределах 11,6-12,3⁰С; относительная влажность воздуха – 74-94 %; продолжительность дня - 15-16 часов [1, С. 50], [2, С. 27]. Необходимо учитывать и высокую пластичность картофеля, его способность под воздействием неблагоприятных факторов окружающей среды, в некоторой степени, изменять свою природу – адаптироваться. Следовательно, определяющим фактором в получении высоких урожаев картофеля в Северо-восточном регионе (Саха Якутия, Камчатский край, Магаданская область и др.), являются не климатические условия, а правильный подбор сортов. Здесь важно внедрять холодостойкие скороспелые сорта и применять индивидуальную сортовую агротехнику [3, С. 57–60], [4, С. 45–51].

Ограниченная теплоосбеченность летнего периода, позволяет возделывать в регионе ранние и среднеранние сорта с короткой фазой вегетации, поэтому, селекционная работа, по выведению новых генотипов картофеля, сосредоточена на получение их раннеспелых форм. Основу для селекционных исследований, проводимых сотрудниками ФГБНУ Магаданский НИИСХ, составляет генетический материал в виде гибридных семян, одноклубневых и перспективных гибридов, созданных на базе ФГБНУ ВНИИКХ им. А.Г. Лорха.

В Магаданской области, наиболее оптимальным на первоначальном этапе селекции картофеля на раннеспелость, показал себя прием выращивания рассадным способом перспективных сеянцев из гибридных семян. Это связано, в первую очередь, с распространением вирусной инфекции. Сорта картофеля и одноклубневые гибриды, завезенные из других районов России, при экологическом испытании, оказываются зараженными различными вирусами, а селектируемые нами клубневые популяции, происходящие из ботанических семян – свободны от них [5, С. 114].

В работах Г.А Мефодьева, при рассадном способе выращивания сеянцев, товарность клубневых репродукций оказалась выше, чем при безрассадном и в среднем за три года составила, в первом случае 76 %, а во втором 69 %. При этом, увеличивались и показатели структуры урожая [6, С. 287–289].

В исследованиях Н.В.Глаз, для решения прикладных задач экспресс-селекции на скороспелость, применяли сверхраннюю уборку пикированной рассады, отбирая одноклубневки сеянцев. При этом шел целенаправленный отбор форм с ранним началом формирования клубней, среди которых был очень высок процент (более 90 %) скороспелых одноклубневых образцов [7, С. 143].

В опытах К. Партоева и др., за 2005-2009 годы, от 40 гибридных комбинаций, выращенных из ботанических семян, выделено 257 перспективных клонов (или 33,5 % от общего количества растений), от которых отобрано 8 популяций с лучшими хозяйственно-полезными признаками [8, С. 718 –723].

Важнейшая задача при выращивании гибридных сеянцев первого года жизни – создать оптимальный режим для их первоначального роста, при котором проявится потенциал наследственных возможностей молодых гибридных организмов. Необходимо дифференцировать развитие сеянцев с учетом почвенно-климатических условий ареола возделывания культуры [9, С. 11–14].

Для проведения селекционных исследований в полевых сезонах 2015-2016гг., использовали семенной материал, полученный из ФГБНУ ВНИИКХ им. А.Г. Лорха, следующих гибридных популяций: 93.14.99×Аусония, Удача×Аусония, Наяда×Русский сувенир, Рокко×Русский сувенир, Батя×Крепыш, Катерина×Инноватор, Голубизна×Латона, Жигулевский ×Крепыш, Накра×88.34/14 и Романо×190-4.

Семена картофеля замачивали на сутки в дистиллированной воде, подсушивали и 12-14 мая высевали в бумажные стаканчики, наполненные почвой следующего состава: торфонавозный компост - 4 части, дерновая земля - 2 части, речной песок-1 часть. Стаканчики выставляли в специально оборудованную теплицу и выдерживали при температуре 20-22⁰С до появления полных всходов. После появления массовых всходов (24-26 мая) соблюдали следующий температурный режим: днем 14-16⁰С, ночью 6-8⁰С.

В течение 4-5 дней, до высадки в открытый грунт, гибриды закаливали: стаканчики с рассадой выносили на улицу при температуре 6-8⁰С и оставляли в полутени на 2-3 часа, с ежедневным продлением времени экспозиции на 1,5-2 часа.

Высадку рассады провели 24-26 июня в специально нарезанные борозды, предварительно локально внеся в них минеральные удобрения из расчета N60P90K90 кг д.в./га; площадь питания одного растения 70×40 см. К этому времени, сеянцы достигли высоты 12-14 см и успели образовать 6-8 настоящих листьев. В период посадки продолжительность дня составляла 19-20 часов, среднесуточная температура воздуха – 8,4-8,7⁰С, почвы – 10,0-11,5⁰С.

В целом, предпосадочная температурная закалка, еще полностью неразвившаяся корневая система и отсутствие клубеньков, в связи с небольшим возрастом рассады, а также сложившиеся погодные факторы, положительно повлияли на приживаемость растений (75-85%) и их дальнейшую адаптацию к месту произрастания.

Погодные условия вегетационных периодов 2015 и 2016 годов по температурному режиму благоприятствовали росту и развитию культуры картофеля. Наблюдалось значительное превышение (на 0,9; 1,5; 1,9; 2,0 и 1,6⁰С в 2015 году) и (на 2,3; 2,7; 0,8; 1,9 и 0,6⁰С в 2016 году) среднемесячной температуры воздуха в мае, июне, июле, августе и сентябре по сравнению с многолетней. В 2015 году осадков за вегетацию выпало, по сравнению со среднемноголетними показателями, на 46,1 мм меньше. Но это существенно не отразилось на развитии картофеля. Выпавшие во 2-й декаде июня 55,8 мм влаги, что на 41,8мм больше многолетних, при повышенной среднесуточной температуре воздуха (8,4⁰С вместо 6,8⁰С) способствовали интенсивному развитию сеянцев. В 2016 году количество осадков за вегетацию превысило среднемноголетний уровень на 107,4 мм.

В 2015 и 2016гг. процесс клубнеобразования совпал по времени (1-я декада августа) с благоприятными климатическими факторами - повышенными среднесуточными температурами воздуха и достатком почвенной влаги, что позволило сеянцам сформировать полноценный урожай клубней.

В период вегетации проводили фитопатологические прочистки больных и ослабленных растений, особенно с отклонениями от морфологических признаков. Оценивали гибридные комбинации по устойчивости к фитофторозу и другим болезням, а также по интенсивности роста и развития.

Визуально, к началу уборки, полевая культура сеянцев, по мощности наземной массы не уступала гибридам из других селекционных питомников и, самое главное, сформировала в гнездах полноценные клубни, что позволило отобрать большое количество перспективных клонов.

Картофель убирали при зеленой ботве (29-31 августа), не дожидаясь ее угнетения ранними заморозками. Выкапывали и исследовали по отдельности каждый куст, отбирая по одному вызревшему и выровненному клубню, кроме тех гнезд, которые имели уродливые клубни с глубокими (более 5 мм) глазками и столонным следом, трещинами, расколами и симптомами болезней. Отбраковывали клоны с явными признаками вырождения, сильным поражением фитофторой, паршой и ризоктониозом.

При уборке молодых гибридных растений с зеленой ботвой, формирование клубней не завершается, а прерывается на раннем этапе развития при высокой интенсивности фотосинтеза и ускоренном темпе оттока пластических веществ, вырабатываемых вегетирующей фитомассой. По мнению И.М.Кипера [10, С. 60], это положительно влияет на закрепление признака раннеспелости, которую определяют на втором году жизни, при селекции первого клубневого потомства.

Одним из важнейших критериев эффективности выращивания сеянцев – частота отбора одноклубневок и перспективных клонов. Ее определяют по отношению количества отобранных образцов к общему количеству высаженных в поле растений. В наших исследованиях частота отбора одноклубневок, в зависимости от гибридной популяции, составила 39-50 %, а частота отбора клонов – 2-5 %.

Основной хозяйственно-полезный признак, который необходимо отобрать и закрепить на вновь создаваемых генотипах картофеля – высокая и стабильная урожайность. В среднем за 2015-2016гг., по результатам исследований, весовая масса клубней у селектируемых гибридных популяций варьировала в следующих пределах, г/куст: 93.14.99×Аусония – 326 - 460 (155 - 219 ц/га), Удача×Аусония - 417 - 610 (198 - 290 ц/га), Наяда×Русский сувенир - 285 -435 (136 – 207 ц/га), Рокко×Русский сувенир - 440 - 650 (209 – 309 ц/га), Батя×Крепыш - 310 - 425 (147 – 202 ц/га), Катерина×Инноватор – 270 - 430 (128 – 205 ц/га), Голубизна×Латона - 320 - 570 (152 – 271 ц/га), Жигулевский×Крепыш – 260 - 460 (124 - 219 ц/га), Накра×88.34/14 – 430 - 570 (205 - 271 ц/га), Романо×190 - 380- 590 (181 - 280 ц/га). Если рассматривать, что высадку рассады осуществили в третьей декаде июня, а уборку произвели в конце августа, то практически за 65 дней, с учетом приживаемости растений, сеянцы накопили неплохой урожай - от 124 до 309 ц/га.

Получение новых генетических форм, в виде гибридных клонов картофеля, путем выращивания из ботанических семян, наиболее полно соответствует местным почвенно-климатическим условиям севера Дальнего Востока. Такой прием позволяет в полевых испытаниях вывести изначально экологически пластичный, устойчивый к биотическим и абиотическим факторам среды посадочный материал перспективных гибридов, которые будут высажены в питомнике клонов второго года жизни.

Результаты исследований дают основания провести сравнительный анализ комбинаций и выделить лучшие для использования в дальнейшем селекционном процессе.

Список литературы / References

1. Иосифович Н.Л. Земледелие Магаданской области / Н.Л. Иосифович, М.И. Татарченков // Магадан: кн. изд-во, 1968.- С. 50.
2. Хлыновская Н.И. Агроклиматические основы сельскохозяйственного производства Севера / Н.И. Хлыновская // Л.: Гидрометеоиздат, 1982.- С.27.
3. Охлопкова П.П. Исследования по картофелю в условиях Якутии / П.П. Охлопкова, Ф.В. Николаева, Т.В. Слепцова, С.П. Ефремова // Сб. научн.тр. Россельхозакадемия. Дальневост. регион. научн. центр. Камч. НИИСХ.- Владивосток: Дальнаука.- 2010.- С. 57- 60.
4. Власенко Г.П. Перспективные сорта картофеля в экологическом испытании на территории Камчатки / Г.П. Власенко // Сб. научн.тр. / Россельхозакадемия. Дальневост. регион. научн. центр. Камч. НИИСХ.- Владивосток: Дальнаука.- 2010.- С. 45- 51.
5. Кордабовский В.Ю. К вопросу семеноводства картофеля в Магаданской области / В.Ю. Кордабовский // Международный научно - исследовательский журнал. - 2015. - Часть 2. - № 4 (35). - С. 114.
6. Мефодьев Г.А. Влияние способов выращивания сеянцев на урожайность клубневых репродукций картофеля / Г.А. Мефодьев // Межд. журнал прикладных и фундаментальных исследований.- 2015.- Часть 2.- № 6. - С. 287- 289.
7. Глаз Н.В. Научно-методические основы создания высокого сортового потенциала картофеля в условиях Российского Приамурья: дис. … канд. с/х наук: 06.01.05/ Глаз Николай Владимирович.- Благовещенск, 2000.- 143 с.: 61 01-6/365-Х.
8. Партоев К. Использование ботанических гибридных семян в селекции картофеля (SOLANIM TUBEROSUM L) / К. Партоев, С. Наимов, К. Меликов, А. Джумахмадов // Доклады Академии наук Республики Таджикистан. Душанбе, 2010. - Т. 53. -№ 9. – С. 718 - 723.
9. Методические указания по технологии селекционного процесса картофеля / Е.А. Симаков, Н.П. Склярова, И.М.Яшина. М.: ООО Редакция журнала «Достижения науки и техники АПК».- 2006.- C. 11-14.
10. Кипер И.М. Селекция и семеноводство раннего картофеля / И.М. Кипер // М.: Россельхозиздат, 1972. - С. 60.

Список литературы на английском языке / References in English

1. Iosifovish N. L. Zemledelie Magadanskoy oblasti [Agriculture in Magadan region] / N. L. Iosifovish, M. I. Tatarshenkov // Magadan: kniwnoe izdatel'stvo [Magadan: Book publishing house], 1968. - P. 50. [in Russian]
2. Khlynovskay N. I. Agroklimaticheskie osnovy sel'skohozyastvennogo proizvodstva Severa [Agroclimatic basis of agricultural production of the North] / N. I. Khlynovskay // L.: Gidrometeoizdat, 1982. – P. 27. [in Russian]
3. Ohlopkova P.P. Issledovaniya po kartofely y ysloviyah Yakytii [Research on potatoes in Yakutia] / P.P. Ohlopkova, F.V. Nikolaeva, T.V. Sleptcova, S.P.Efremova // Sb. naychn. tr. Rossel'hozakademiya. Dal'nevost. region. naychn. tsentr. Kamch. NIISH. [Collection of scientific works. The Russian Academy of Agricultural Sciences. Far Eastern Regional Scientific Center. Kamch. NIISH.] - Vladivostok: Dal'nayka [Vladivostok: Long-distance]. - 2010. - P. 57- 60. [in Russian]
4. Vlasenko G.P. Perspektivnye sorta kartofelya v ekologicheskom ispytanii na territorii Kamchatki [Perspective potato varieties in the ecological test in the territory of Kamchatka] / G.P. Vlasenko // Sb. naychn. tr. Rossel'hozakademiya. Dal'nevost. region. naychn. tsentr. Kamch. NIISH [Collection of scientific works. The Russian Academy of Agricultural Sciences. Far Eastern Regional Scientific Center. Kamch. NIISH.]. - Vladivostok: Dal'nayka [Vladivostok: Long-distance]. - 2010. - P. 45- 51. [in Russian]
5. Kordabovskiy V.U. K voprosy semenovodstva kartofelya v Magadanskoy oblasti [On the issue of potato seed production in Magadan region] / V.U. Kordabovskiy // Mesdynarodniy naychno - issledovatel'skiy wyrnal [International research journal]. - 2015. - Part 2. - № 4 (35). - P. 114. [in Russian]
6. Mefod'ev G.A. Vliyanie sposobov vyrashchivaniya seyantsev na yrozhaynost' klubnevyh reproduktsiy kartofelya [Influece of methods of growing seedlings on the productivity of tuber reproductions of potatoes] / G.A. Mefod'ev // Mezhd. Zhurnal prikladnyh ш fundamrntal'nyh issledovaniy [International Journal of Applied and Fundamental Research]. - 2015. - Part 2. - № 6. - P. 287-289. [in Russian]
7. Glaz N.V. Naychno-metodicheskie osnovy sozdaniya vysokogo sortovogo potentsiala kartofelya v ysloviyah Rossiyskogo Priamyr'ya [Scientific and methodological foundations for the creation of a high potato capacity in the conditions of the Russian Amur Region]: dis. … PhD in Agriculture: 06.01.05/ Glaz Nikolay Vladimirovich. - Blagoveshchensk, 2000. - 143 p.: 61 01-6/365-Х [in Russian]
8. Partoev K. Dzhymahmadov. Ispol'zovanie botanicheskih gibridnyh semyan v selectii kartofelya (SOLANIM TUBEROSIM L) [The use botanical hybrid seeds in potato breeding (SOLANIM TUBEROSIM L)] / K. Partoev, S. Naimov, K. Melikov, А.Dzhymahmadov // Doklady Akademii nayk respubliki Tadzhikistan [Reports of the Academy of Sciences of the Republic of Tajikistan]. - Dushanbe, 2000. - Т.53. - № 9. - P. 718-723. [in Russian]
9. Metodicheskie ykazaniya po technologii selektsionnogo protcessa kartofelya [Methodical instruction on technology of potato breeding process of potato] / E.A. Simakov, N.P. Sklyarova, I.M. Yashina // M.: OOO Redaktciya zhyrnala «Dostizheniya nayki i tekhniki APK» [Editorial Board of the Journal of the Achievement of Science and Technology of the AIC]. - 2006. – P. 11-14. [in Russian]
10. Kiper I.M. Selektciya i semenovodstvo rannego kartofelya [Selection and seed production of early the potatoes] / I.M. Kiper // M.: Rossel'hozizdat, 1972. - P. 60. [in Russian]