АНАЛИЗ ВАРИАЦИИ КОЛИЧЕСТВЕННЫХ ПРИЗНАКОВ ЕЖЕВИКИ (RUBUS L.) В УСЛОВИЯХ МОСКОВСКОГО РЕГИОНА

АНАЛИЗ ВАРИАЦИИ КОЛИЧЕСТВЕННЫХ ПРИЗНАКОВ ЕЖЕВИКИ (RUBUS L.) В УСЛОВИЯХ МОСКОВСКОГО РЕГИОНА

Научная статья

Ладыженская О.В.^1, *, Аниськина Т.С.², Крючкова В.А.³

¹ ORCID: 0000-0002-8086-8891;

² ORCID: 0000-0002-0933-1020;

³ ORCID: 0000-0003-1066-3978;

^{1, 2, 3} Главный Ботанический Сад им. Н.В.Цицина РАН, Москва, Россия;

² Российский государственный аграрный университет — МСХА им. К. А. Тимирязева, Москва, Россия

* Корреспондирующий автор (o.ladyzhenskaya91[at]mail.ru)

Аннотация

Ежевика – культура, которая только набирает свою популярность в России благодаря своим вкусовым качествам и наличию широкого спектра биологически активных веществ в плодах. Поэтому целью исследования стало изучение степени вариации количественных признаков и установление влияния сорта на них. Изучено 15 количественных признаков следующих сортов ежевики: Oauchita, Chester Thornless, Polar, Thornfree, Čačanska Bestrna. Исследования проводили в 2021 году в Московском регионе. В работе выделены признаки как с низким коэффициентом вариации, так и с высокой степенью изменчивости. Дисперсионный анализ показал наличие достоверного влияния сорта на длину плода (доля влияния сорта равна 93%), количество сахаров (98%), среднее количество костянок на плод (92%), ширину центрального листочка (74%), количество плодов на латерале (92%). В работе также перечислены достоверные различия сортов по ряду признаков с указанием их средних значений.

Ключевые слова: ежевика, вариация признаков ежевики, Rubus L. Eubatus Focke.

AN ANALYSIS OF THE VARIATION OF QUANTITATIVE CHARACTERISTICS OF BLACKBERRIES (RUBUS L.) IN MOSCOW OBLAST

Research article

Ladyzhenskaya O.V.^1, *, Aniskina T.S.², Kryuchkova V.A.³

¹ ORCID: 0000-0002-8086-8891;

² ORCID: 0000-0002-0933-1020;

³ ORCID: 0000-0003-1066-3978;

^{1, 2, 3} Tsytsin Main Moscow Botanical Garden of Academy of Sciences, Moscow, Russia;

³ Moscow Timiryazev Agricultural Academy, Moscow, Russia

* Corresponding author (o.ladyzhenskaya91[at]mail.ru)

Abstract

Blackberries are a product that is only gaining popularity in Russia due to their taste qualities and the presence of a wide range of biologically active substances in fruits. Therefore, the aim of the study was to study the degree of variation of quantitative characteristics and to identify the influence of the variety on them. The research, which was conducted in Moscow Oblast in 2021, examines 15 quantitative characteristics of the following blackberry varieties: Oauchita, Chester Thornless, Polar, Thornfree, Čačanska Bestrna.  The paper highlights features with both a low coefficient of variation and a high degree of variability. The analysis of variance showed the presence of a significant influence of the variety on the length of the fruit (the share of the influence of the variety is 93%), the amount of sugars (98%), the average number of stone fruits per fruit (92%), the width of the central leaflet (74%), the number of fruits on the lateral (92%). The article also lists significant differences in varieties for a number of characteristics and indicates their average values.

Keywords: blackberry, variation of blackberry features, Rubus L. Eubatus Focke.

Введение

Ежевика относится к роду Rubus L., подроду Eubatus Focke. Именно Wilhelm Olbers Focke отнес ежевику к подроду Eubatus. Он обнаружил её наибольшее разнообразие в Южной Америке, и, хотя Focke использовал шесть секций для подразделения Eubatae, было принято решение оставить только две из них для европейских и североамериканских видов. Moriferi, ежевика Европы и восточных частей Северной Америки; Ursini – Западно-Американские формы ежевики [1].

Ежевика представляет собой многолетнее растение с длинными шиповатыми побегами, которые, как правило, в первый год наращиваю вегетативную массу, а на второй год дают побеги второго порядка и плодоносят на них [2].

Иностранными коллегами было проведено исследование в 2005 году по мировому производству и выращиванию ежевики [3].

По их данным, в мире было посажено и коммерчески возделано 20 035 га ежевики. Дикие формы ежевики также вносят значительный вклад в мировое производство, в 2004 г. был собран урожай с 8000 га дикорастущей ежевики. Культурных сортов было выращено в Европе 7692 га ежевики, 7159 га - в Северной Америке, 1640 га - в Центральной Америке, 1597 га - в Южной Америке, 297 га - в Океании и 100 га - в Африке. Мировое производство выращенной ежевики в 2005 году составило 140 292 кг. Первая половина отведенных площадей под закладку плантаций ежевики была засажена полустелющимися сортами, вторая половина - прямостоячими и стелющимися. Thornfree, Loch Ness и Chester Thornless были наиболее перспективными полустелющимися сортами, которые использовали для промышленного выращивания. Как правило, с целью получения плодов для свежего рынка используют пряморослые и полупряморослые сорта ежевики, стелющиеся сорта выращивают для получения продукции переработки [4].

В последнее время ежевика активно распространяется и в любительском садоводстве в различных регионах нашей страны [5].

Этому способствует приток новых зарубежных селекционных сортов данной культуры, вышедших на отечественный рынок. Они обладают множеством ценных качеств: крупноплодностью плодов, высокими вкусовыми качествами, высокими урожайностью и транспортабельностью, отсутствием шипов, устойчивостью к болезням и вредителям и относительно поздним сроком созревания, что может стать отдельной нишей в цепочке сезонного производства [6].

Для полного самообеспечения России ягодной продукцией, в том числе и ежевикой, необходимо в ближайшие годы заложить около 18,4 тыс. га ягодных насаждений [7]. Однако перед закладкой промышленных плантаций ежевики, необходимо учитывать особенности культуры, например ежевика требует укрытия на зиму, а каждый сорт отличается как по морфологическим, так и по ценно-хозяйственным признакам.

Целью нашего исследования является проведение анализа вариации количественных признаков ежевики в Московской области и установление влияние сорта на морфологические признаки, для дальнейшей рекомендации по использованию сортов как в селекции, так и в производстве. 

Материалы и методика

В качестве объектов для изучения выбраны 5 перспективных сортов ежевики – Oauchita, Chester Thornless, Polar, Thornfree, Čačanska Bestrna.

Растения ежевики выращивали в частном питомнике LOVe Berry, в Московской области (с. Семеновское), в течение трех лет. Схема посадки растений – 1,5 х 1,5 м. В начале вегетации применяли водорастворимое удобрение Акварин 13 (13-41-13+микроэлементы в хелатной форме) – 20 г/10 л, в период активного роста – Акварин 5 (18-18-18+MgO+S) - 20 г/10 л, в период цветения и завязывания плодов – Силиплант (Si-7%, K-1%) + Экофус (1,8:1:2) - 30/50 мл – 10 л), в конце вегетации – Монокалийфосфат (P-52%, К-34%) – 10 г/10 л. Для сортов Oauchita, Polar, Thornfree и Čačanska Bestrna были установлены шпалеры высотой 150 см для удобства формирования побегов, которые прищипывали на высоте 100–130 см от уровня земли. На зиму однолетние побеги, закрепленные на шпалере, укрывали белым спанбондом 60 г/м2. Сорт Chester Thornless на территории питомника произрастает без опоры и дополнительного укрытия. В питомнике установлена дождевальная система полива. Все растения представлены в трехкратной повторности. Лето 2021 г. было очень жарким, дневная температура достигала +33℃, ночная - +21℃. Измерения морфологических признаков проводили по стандартной методике сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур [8].

В работе провели следующие количественные признаки: вес плода (г), длина плода (см), количество сахаров (брикс), среднее количество костянок на плод (шт), длина центрального листочка (мм), ширина центрального листочка (мм), длина черешка (мм), толщина черешка (мм), количество листочков (шт), длина латерала (см), среднее количество побегов замещения на одно растение (шт), средняя высота побегов замещения (см), общая длина побегов замещения (см), потенциальное количество черенков с одного куста (шт), количество плодов на латерале (шт).

Для расчета коэффициента вариации признака применили стандартный расчет вычисления корня из дисперсии [9]. Далее разделили уровни вариации, опираясь на шкалу уровней изменчивости С.А. Мамаева (1975), где очень низкий уровень изменчивости составляет 7-15% вариации, средний – 16-25%, повышенный – 26-35%, высокий – 36-50% и очень высокий – более 50% вариации. Далее, чтобы уточнить влияние сорта на количественные признаки применили однофакторный дисперсионный анализ. Для уточнения достоверности различий по каждому признаку между сортами сравнили попарные разницы групповых средних со значением наименьшей существенной разницы (НСР₀₅) на 5% уровне значимости.

Результаты и их обсуждение

Сорта ежевики в условиях Московской области показали следующий результат по изменчивости признаков:

• очень низким уровнем вариабельности была отмечена средняя высота побегов замещения, коэффициент вариации составляет 9,6%;
• средняя степень изменчивости принадлежит весу плода (коэффициент вариации 17,6%), длина плода (22,1%), длина центрального листочка (17%), ширина центрального листочка (21,3 %), толщина черешка (22,3%, количество листочков (22,5%), среднее количество побегов замещения (23%);
• повышенная вариация отмечена у признаков: среднее количество костянок на плод (30%), длина черешка (26,7%), общая длина побегов замещения (31,5%), потенциальное количество черенков с одного куста (31,5%);
• высокая вариация – у длины латерала (42,8%);
• очень высокая изменчивость у количества сахаров (52,6%) и у количества плодов на латерале (76,5%).

Соответственно, для того чтобы прогнозировать или управлять изменчивостью признаков, необходимо знать, под действием каких факторов происходят изменения. Для этого мы применили однофакторный дисперсионный анализ [11].

В исследовании мы установили, что на среднюю высоту побегов замещения, длину черешка, толщину черешка, длину латерала, среднее количество побегов замещения на одно растение, общую длину побегов замещения, потенциальное количество черенков с одного куста сорт не влияет. Поэтому, если возникнет задача в получении, например, большего количества черенков с растения, не следует опираться на сортовые особенности, а необходимо уделить внимание агротехническим приёмам, таким как внесение удобрений, повреждение корневой системы с целью получения большего количества корневых отпрысков (для сортов с доминантным геном бесшипности).

С вероятностью 95% удалось установить влияние сорта на следующий список признаков, хотя с вероятностью 99% об этом мы не можем утверждать - вес плода (доля влияния сорта составляет 61%), длина центрального листочка (56%), количество листочков (48%). Для получения точной информации по влиянию признака рекомендуем повторить исследование на большем объеме выборки.

Достоверно удалось доказать влияние сорта на длину плода (доля влияния сорта равна 93%), количество сахаров (98%), среднее количество костянок на плод (92%), ширину центрального листочка (74%), количество плодов на латерале (92%). Эти результаты согласуются с тем, что известно в литературных источниках, например, ряд ученых также доказали влияние сорта на количество сахаров [12].

Так как сорт достоверно влияет на некоторые признаки, то будет интересным узнать, что почти все сорта достоверно различаются по длине плодов и их попарные разности больше НСР₀₅, кроме пар сортов Oauchita и Polar (попарная разница 0,13 меньше НСР₀₅=0,48) и Chester Thornless с Thornfree. Наибольшая длина плода отмечена у сорта Oauchita (средняя длина 3,2 см) и Polar (3 см), а меньшая – у сорта Chester Thornless (1,9 см). Так как более длинные плоды предпочтительнее для промышленного производства ежевики, то рекомендуется сразу подбирать сорта с большей длиной плода, т.к. доля влияния сорта 93% практически исключает вероятность увеличения данного признака применением, например, других агротехнических приемов. По количеству сахаров есть достоверные различия между сортом Oauchita (среднее содержание сахаров 16,7 брикс) со всеми сортами. Сорт Chester Thornless (8,3 брикс) статистически схож по параметру с Polar (6,8 брикс), в свою очередь Polar схож с Thornfree (4,7 брикс). По среднему количеству костянок разницы нет только у сортов Chester Thornless (38,3 шт) и Thornfree (37,3 шт). А у обладателей наибольшей длины плода, соответственно, костянок оказалось также больше – в среднем 77 костянок у сорта Oauchita и 60,3 у сорта Polar. Ширина центрального листочка различается только у двух пар сортов – это Oauchita (средняя ширина 58,3 мм) и Polar (91,7 мм), а также Polar и Cacanska Bestrna (56,7 мм). По количеству плодов на латерале Cacanska Bestrna (в среднем 38,3 шт) достоверно отличается от Oauchita (7,3 шт), Polar (7 шт), Thornfree (18,3 шт), схож с Chester Thornless (50,3 шт), так как только в последней комбинации попарная разница меньше НСР₀₅=15,70.

К новизне нашей работы можно отнести то, что мы установили влияние фактора на ряд морфологических признаков, ценных для дальнейшей селекции, улучшения технологии выращивания культуры и на размножение. Основная масса работ в мире в последние годы посвящена именно изучению свойств плодов – содержание флавоноидов, биологически активных веществ и антиоксидантная активность [13]. При этом для промышленного садоводства России, на наш взгляд, важно знать и то, что влияет на количество побегов замещения, так как ежевика часто подмерзает даже на юге России, а дополнительные побеги замещения (в совокупности с укрытием на зиму побегов) повысят вероятность получения урожая. 

Выводы

Согласно сортовым особенностям, влияющих на ряд признаков, можно рекомендовать к производству сорт Oauchita для получения крупной плода с большим содержанием сахаров, а также использовать в селекционной работе как донор длинноплодности и сахаристости. Сорта Polar, Chester Thornless, Thornfree, Čačanska Bestrna рекомендуется выращивать с целью получения высокоурожайной культуры для продукции переработки, такой как мармелад, варенье, соусы и джемы, а также использования в селекции, как донор большого количества плодов на латерале.

Финансирование Работа выполнена в рамках госзадания ГБС РАН «Биологическое разнообразие природной и культурной флоры: фундаментальные и прикладные вопросы изучения и сохранения», номер госрегистрации 18-118021490111-5.	Funding The work was carried out within the framework of the state task of the SBS RAS "Biological diversity of natural and cultural flora: fundamental and applied issues of study and conservation", state registration number 18-118021490111-5.
Конфликт интересов Не указан.	Conflict of Interest None declared.

Список литературы / References

1. Focke W.O. Species Ruborum / W.O. Focke // Biblioteka Botanica 72, 1-233;83, 1-274.
2. Drenckhahn D. Panicle shoot, an overlooked stem type of several blackberries (Rubus, Rosaceae) / D. Drenckhahn // Willdenowia. – 2019. – 49 (1). – 43-52.
3. Strik B. C. Worldwide Blackberry Production. American Society for Horticultural Science / Bernadine C. Strik, John R. Clark, Chad E. Finn et al.. 2007, DOI: 10.21273/HORTTECH.17.2.205.
4. Clark, J.R. Changing times foreastern United States blackberries / J.R. Clark, // Hort-Technology 15:491–494. 2005.
5. Ладыженская О.В. Размножение и выращивание крупноплодных сортов ежевики ‘Karaka Black’ и ‘Black Butte’ в различных условиях / О.В. Ладыженская, В.А. Крючкова, Е.Г. Самощенков // АгроЭкоИнфо: Электронный научно-производственный журнал. – 2021. – №2. – [Электронный ресурс]. URL: https://clck.ru/ZFwwm (дата обращения: 12.11.2021)
6. Gruner L. The diversity of blackberry habitus and its significance for cultivars’ growing in the conditions of central Russia / Lidia Gruner, Boris Kornilov // International Scientific and Practical Conference “Fundamental and Applied Research in Biology and Agriculture: Current Issues, Achievements and Innovations” (FARBA 2021), Volume 254, p.8, 2021
7. Чекмарев П.А. Состояние отечественного садоводства и питомниководства: матер. презентации / П.А. Чекмарев. Минсельхоз России. – М., 2018 – 18 с.
8. Седов Е.Н. Программа и методика сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур / Е.Н. Седов, Т.П. Огольцева.Рос. акад. с.-х. наук. Всерос. науч.-исслед. ин-т селекции плодовых культур; - Орел : ВНИИСПК, 1999. - 606 с.
9. Исачкин А.В. Алгоритмы определения достаточных объемов выборки (на примере садовых растений) / А.В. Исачкин, В.А. Крючкова // Журнал: Бюллетень Главного Ботанического сада, номер 4, с. 68-78, 2020
10. Cavender G. Effects of different organic weed management strategies on the physicochemical, sensory, and antioxidant properties of machine-harvested blackberry fruits / G. Cavender, M. Liu, D. Hobbs et al. // Journal of food science. – 2014. - 79 (10). - s2107-s2116
11. Исачкин А.В. Способы унификации переменных для многомерного статистического анализа экспериментальных данных (на примере плодовых растений) / А.В. Исачкин, В.А. Крючкова // АгроЭкоИнфо. – 2016. – №4 (26).
12. Liao X.X. Characterizing the phenolic constituents of U.S. Southeastern blackberry cultivars / X.X. Liao, Greenspan, A. Srivastava et al. // Journal of berry research. – 2020. – 10 (2). – 311-327.
13. Samaniego I. Influence of the maturity stage on the phytochemical composition and the antioxidant activity of four andean blackberry cultivars (Rubus glaucus Benth.) from Ecuador / I. Samaniego, B. Brito, W. Viera et al. // Plants-Basel. – 2020. - 9 (8).- 1027.

Список литературы на английском языке / References in English

1. Focke W.O. Species Ruborum / W.O. Focke // Biblioteka Botanica 72, 1-233;83, 1-274.
2. Drenckhahn D. Panicle shoot, an overlooked stem type of several blackberries (Rubus, Rosaceae) / D. Drenckhahn // Willdenowia. – 2019. – 49 (1). – 43-52.
3. Strik B. C. Worldwide Blackberry Production. American Society for Horticultural Science / Bernadine C. Strik, John R. Clark, Chad E. Finn et al.. 2007, DOI: 10.21273/HORTTECH.17.2.205.
4. Clark, J.R. Changing times foreastern United States blackberries / J.R. Clark, // Hort-Technology 15:491–494. 2005.
5. Ladyzhenskaya O.V. Razmnozhenie i vyrashhivanie krupnoplodnyh sortov ezheviki ‘Karaka Black’ i ‘Black Butte’ v razlichnyh uslovijah [Reproduction and cultivation of large-fruited blackberry varieties 'Karaka Black' and 'Black Butte' in various conditions] / O.V. Ladyzhenskaya, V.A. Kryuchkova, E.G. Samoshchenkov // AgroEcoInfo: Electronic scientific and production journal. – 2021. – №2. – [Electronic resource]. URL: https://clck.ru/ZFwwm (accessed: 12.11.2021) [in Russian]
6. Gruner L. The diversity of blackberry habitus and its significance for cultivars’ growing in the conditions of central Russia / Lidia Gruner, Boris Kornilov // International Scientific and Practical Conference “Fundamental and Applied Research in Biology and Agriculture: Current Issues, Achievements and Innovations” (FARBA 2021), Volume 254, p.8, 2021
7. Chekmarev P.A. Sostojanie otechestvennogo sadovodstva i pitomnikovodstva: mater. prezentacii [The state of domestic horticulture and nursery breeding: mater. presentations] / P.A. Chekmarev. Ministry of Agriculture of Russia. - M., 2018 - 18 p. [in Russian]
8. Sedov E.N. Programma i metodika sortoizuchenija plodovyh, jagodnyh i orehoplodnyh kul'tur [Program and methodology of variety study of fruit, berry and nut crops] / E.N. Sedov, T.P. Ogoltsova.Russian Academy of Agricultural Sciences. Vseros. nauch.-research. in-t selection of fruit crops; - Orel : VNIISPK, 1999. - 606 p. [in Russian]
9. Isachkin A.V. Algoritmy opredelenija dostatochnyh ob'emov vyborok (na primere sadovyh rastenij) [Algorithms for Determining Sufficient Sample Volumes (Based on Garden Plants)] / A.V. Isachkin, V.A. Krjuchkova // Bjulleten' Glavnogo botanicheskogo sada [Bulletin of the Main Botanical Garden]. – 2020. – №4. – 68-78. [in Russian]
10. Cavender G. Effects of different organic weed management strategies on the physicochemical, sensory, and antioxidant properties of machine-harvested blackberry fruits / G. Cavender, M. Liu, D. Hobbs et al. // Journal of food science. – 2014. - 79 (10). - s2107-s2116
11. Isachkin A.V. Sposoby unifikacii peremennyh dlja mnogomernogo statisticheskogo analiza jeksperimental'nyh dannyh (na primere plodovyh rastenij) [Methods of unification of variables for multidimensional statistical analysis of experimental data (on the example of fruit plants)] / A.V. Isachkin, V.A. Kryuchkova // AgroEcoInfo. – 2016. – №4 (26).
12. Liao X.X. Characterizing the phenolic constituents of U.S. Southeastern blackberry cultivars / X.X. Liao, Greenspan, A. Srivastava et al. // Journal of berry research. – 2020. – 10 (2). – 311-327.
13. Samaniego I. Influence of the maturity stage on the phytochemical composition and the antioxidant activity of four andean blackberry cultivars (Rubus glaucus Benth.) from Ecuador / I. Samaniego, B. Brito, W. Viera et al. // Plants-Basel. – 2020. - 9 (8).- 1027.