Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Исходный материал и селекция капусты белокочанной в Приморском крае

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Войтенкова, Людмила Ивановна, Москва

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ______ОВОЩЕВОДСТВА_

На правах рукописи

ВОЙТЕНКОВА ЛЮДМИЛА ИВАНОВНА

УДК 631.52:635.34

ИСХОДНЫЙ МАТЕРИАЛ И СЕЛЕКЦИЯ КАПУСТЫ БЕЛОКОЧАННОЙ В ПРИМОРСКОМ КРАЕ

06.01.05 - селекция и семеноводство

ДИССЕРТАЦИЯ

НА СОИСКАНИЕ УЧЕНОЙ СТЕПЕНИ КАНДИДАТА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК

Научный руководитель: кандидат сельскохозяйственных наук

И. И. Тарасенков

МОСКВА 1999

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. Современное состояние вопроса..................10

1.1. Ботаническая характеристика, систематическое положение Brassica oleraceae capitata Lizg........................................10

1.2 Биологические особенности капусты белокочанной...........18

1.3 Специфика почвенно-климатических условий и особенности возделывания капусты белокочанной в Приморском крае.........24

1.4 Селекция капусты белокочанной в условиях Дальнего Востока. .27

1.5 Цель и задачи исследований...............................35

Глава 2. Место, условия, материал и методика проведения

исследований..........................................37

2.1. Почвенные и погодные условия в годы проведения исследований..............................................37

2.2. Исходный материал......................................42

2.3. Методика исследований.................................47

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ Глава 3. Биологические особенности капусты белокочанной различного эколого - географического происхождения в условиях юга Дальнего Востока............................55

3.1. Влияние абиотических факторов на рост и развитие различных сортов и гибридов капусты белокочанной.......................55

3.2. Подбор и создание исходного материала устойчивого к абиотическим факторам: неустойчивый температурный режим и повышенная влажность воздуха и почвы, световой режим во время вегетации капусты белокочанной..............................58

3.3. Исходный материал для селекции на повышенную урожайность и изучение донорских свойств у сортов источников высокой продуктивности..............................................64

3.4. Исходный материал для селекции на устойчивость к растрескиванию.................................................69

3.5. Исходный материал для селекции на устойчивость к слизистому бактериозу...................................................72

3.6. Исходный материал для селекции на лежкость................ 80

Глава 4. Морфологическая характеристика и типизация изучаемых образцов капусты белокочанной в питомниках исходного материала.....................................89

Глава 5. Характеристика межсортовых гибридов различных поколений по биологическим особенностям и хозяйственно ценным признакам..........................................98

5.1. Продолжительность периода вегетации гибридов. ............101

5.2. Урожайность лучших гибридов селекции ПООС............. 102

5.3. Изучение гибридов устойчивых к слизистому бактериозу.......105

Глава 6. Комплексная оценка перспективных образцов белокочанной капусты в селекционном и конкурсном питомниках.............................................109

Глава 7. Хозяйственно - биологическая характеристика новых, внесенных в Государственный Реестр РФ и перспективных сортов капусты белокочанной селекции ПООС............114

Выводы......................................................122

Практические рекомендации............................ .125

Список использованной литературы........................128

Приложения...........................................147

ВВЕДЕНИЕ

Белокочанная капуста (Brassica capitata Lizg.) относится к числу наиболее ценных овощных культур и является основной как в стране, так и в Приморском крае. Широкому распространению этой культуры способствовали ее холодостойкость, урожайность и значительная питательная ценность в сочетании с высокими вкусовыми качествами (Крючков A.B., Прохоров И.А., 1981).

В отечественном сортименте капусты много сортов урожайных, ценных по другим хозяйственно-биологическим, морфологическим свойствам и признакам, а также по химическому составу. Ряд сортов следует признать выдающимися в мировом сортименте (Лизгунова Т. В., 1978).

В овощеводстве Приморского края капустная группа занимает почти 40% всех площадей. Урожайность этой культуры в хозяйствах края низкая и колеблется по годам в пределах 8-15 т/га. Причин столь низкой урожайности несколько, это: своеобразие климата и почвенных условий, слабая обеспеченность сельского хозяйства рабочей силой и невысокий уровень агротехники. Одна из главных причин низкой урожайности - несовершенство сортового районирования, почти полное отсутствие сортов местной селекции. Культура капусты в зоне основывается на завозимых сортах в основном центрально-европейской и голландской групп.

В Приморском крае, в условиях сильного переувлажнения почвы и высокой влажности воздуха в период выпадения муссонных дождей, завозимые сорта сильно повреждаются слизистым бактериозом, не устойчивы к вымоканию и растрескиванию. Самые лежкие - Амагер 611 и Вьюга, при зимнем хранении дают потери до 30 -50%. В отдельные (эпифитотийные) годы поражение кочанов капусты слизистым бактериозом достигает 60-70%, в обычные - 20-25%.

В крае районировано 11 сортов и гибридов капусты белокочанной различных групп скороспелости, в том числе 5 сортов позднего и среднепоздне-го периодов созревания. Все районированные сорта, за исключением Хуторка и Кневичанки, завозные. Ежегодно ранние и среднеспелые сорта капусты белокочанной в крае занимают в среднем, по 15%, среднепоздние - 50%, а позднеспелые сорта 20% от всех площадей, отведенных под капусту.

Испытание в Приморском крае свыше 1000 сортов и гибридов отечественной и зарубежной селекции по линии Госсортсети и в научно-исследовательских учреждениях показало, что решить эту проблему путем

непосредственной интродукции лучших сортов очень трудно из-за чрезвы-

>

чайно сильного распространения тяжелых бактериальных и грибных заболе-

г

ваний (слизистый бактериоз, альтернариоз и т. д.) и неустойчивости к специфическим почвенно-климатическим условиям Приморского края.

Поэтому первостепенное значение приобретает работа по селекции местных сортов особенно среднепоздней и позднеспелой групп, наиболее полно отвечающих особенностям климата Приморского края.

В связи с этим, для этой рискованной зоны земледелия России особую актуальность представляют научные исследования, направленные на изучение мировых генетических ресурсов капусты белокочанной, которые могут служить источником для интродукционной и селекционной работы. Наибольшую ценность и перспективность для отечественного овощеводства этого геноцентра обращали внимание известные российские ученые В. Л. Комаров (1949,1953), Н. И. Вавилов (1960,1965), А. И. Ипатьев (1958), Е. Н. Синская (1969) и др.

Научная новизна исследований. Впервые в условиях Приморского края на основе большого разнообразия сортов и гибридов, появившихся за последние 10-15 лет:

• проведено комплексное изучение хозяйственно ценных признаков;

• изучены биологические особенности, характер проявления признаков и их изменчивость;

• проведено сравнительное изучение форм капусты белокочанной различного эколого-географического происхождения;

• выделены формы, обладающие высокой урожайностью;

• выделены сортообразцы с относительной устойчивостью к слизистому

бактериозу и растрескиванию, которые рекомендуются для включения в

(

селекционный процесс;

Практическая значимость работы. Создан генофонд капусты белокочанной по основным хозяйственно ценным признакам. На основании комплексной оценки подобранного и созданного исходного материала выделены перспективные селекционные номера, показаны пути их использования в селекции. Получена информация о характере проявления и изменчивости признаков образцов капусты белокочанной в условиях Приморского края, что является важной предпосылкой для повышения эффективности селекции сортов интенсивного типа для данного региона. Созданы гибридные популяции капусты белокочанной. Выделен перспективный материал, характеризующийся комплексом хозяйственно ценных признаков , представляющий практический интерес для селекции.

Созданы и включены в Государственный реестр РФ по Дальневосточному региону позднеспелый сорта капусты белокочанной Хуторок (1993 г.) и среднепоздний Кневичанка (1996 г.), которые позволяют в условиях муссонного климата Приморского края, ежегодно получать стабильный урожай.

На защиту выносятся следующие положения:

® исходный материал для селекции капусты белокочанной в Приморском крае на высокую урожайность, устойчивость к растрескиванию и болезням, лёжкость;

• особенности исследования изменчивости морфологических признаков в сортопопуляциях капусты белокочанной, проявившейся при селекции сортов и гибридов различного эколого-географического происхождения для выделения геноисточников высокой потенциальной продуктивности, устойчивости к слизистому бактериозу и растрескиванию, в условиях Приморского края;

• перспективные образцы ПООС 60, ПООС 57 и ПООС 100 и новые, отсе-лектированные в процессе выполнения исследований, сорта капусты белокочанной Хуторок и Кневичанка;

Апробация работы. Диссертация рассмотрена и рекомендована к защите Ученым Советом Приморской овощной опытной станции и Отделом селекции и семеноводства овощных культур ПООС. Основные положения диссертации были доложены на Всесоюзной научно-теоретической конференции молодых ученых и аспирантов НИИОХ в г. Москве (1989 г.), на краевой научно-производственной конференции в г. Артём (1990 г.), на Союзной научно-технической конференции в г. Барнауле (23-25 июля 1991 г.), на годичном совещании по проблемам овощеводства Дальневосточного отделения Российской академии сельскохозяйственных наук в г. Хабаровске (1995 г.), на научно-теоретической конференции в г. Уссурийске (1997 г.), на научно-практической конференции по проблемам овощеводства в Приморском крае в г. Суражевке (1998 г.), На научно-теоретической конференции, посвященной 100-летию со дня рождения Б. В. Квасникова в г. Москве (1998 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 научных работ в виде статей в сборниках научных трудов и тезисов докладов, 2 авторских свидетельства.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложенана 175 страницах машинописного текста, состоит из введения, 7 глав, выводов и практических рекомендаций. В тексте содержится 23 таблицы, 15 иллюстраций и 14 приложений. Список литературы включает 200 наименования источников, в том числе 20 работ иностранных авторов

За помощь и поддержку выражаю сердечную благодарность директору ВНИИО С.С. Литвинову, моему руководителю И.И. Тарасенкову, коллективу ВНИИ овощеводства, директору С.П. Сидоренко и всему коллективу Приморской овощной опытной станции.

Глава 1. Современное состояние вопроса

1.1. Ботаническая характеристика и систематическое положение

Brassica oleraceae capitata Lizg..

Капуста огородная (Brassica oleracea L.) принадлежит к семейству Капустные (Brassicaceae) и имеет следующие разновидности: кочанную - var. capitata L., савойскую - var. sabanda L., брюссельскую - var. gemmifera D.C., листовую - var. acephala D.C., кольраби - var. gongylodes L. и цветную - var. botrytis L. Кочанная имеет две формы - бело- и краснокочанную. Растения рода Brassica одно дву-, иногда многолетние при одревеснении у основания, или полукустарники, голые или опушенные простыми волосками.

Корни веретеновидные, разветвленные. В первый год стебель достигает высоты 15-50 см и в средней части сильно утолщается (до 3,5-6,0 см), приобретая цилиндрическую, веретенообразную и утолщенно - веретенообразную форму. Растения образуют кочаны и полу кочаны различной формы - от овальных и конусовидных до плоских. Листья лировидные, неясно лировидные и цельные, на черешках длиной 4-30 см или сидячие. Пластинка крупная (25-60 см длины). Долей на черешке от 1 до 5 пар; черешок несет в разной степени развитую кайму. Форма пластинки разнообразная - от широколанцетовидной до почковидной. Пластинка в поперечном разрезе плоская и в разной степени выпуклая. Поверхность ее от гладкой до сильноскладчато -морщинистой. Края пластинки цельные или в разной степени неравногород-чато - и зубчато - надрезанные, гладкие или волнистые. Черешок и главная жилка толстые, достигающие ширины 4-6 см; боковые жилки отчетливо выделяются. Окраска листьев зеленая и фиолетовая разных оттенков; восковой налет от сильного до слабого, нередко отсутствует. Опушение иногда на-

блюдается по краю первого листочка и очень редко на стеблях и листьях взрослых растений.

На второй год жизни растения мощно развиваются, достигая 175 см высоты и более. Главный стебель прямостоячий, возвышается над боковыми ветвями или находится на высоте последних или же, в той или иной степени отмирая, - ниже их. Боковые ветви многочисленные, разветвляются до третьего порядка; они поникающие или непоникающие.

Соцветия длинные (до 75 см). Цветки средней величины и крупные (1,82,8 см в диаметре), собраны в кисти или щитки, редко имеют прицветники. Лепестки чаще желтые, с отливом, обратнояйцевидной или округлой формы, суживающиеся к основанию и переходящие в ноготок различной длины. Чашелистики прямые или отклоненные. Тычинок 6, из них 2 наружные короче внутренних. У основания коротких тычинок, с их внутренней стороны, имеется по одной ярко-зеленой, чаще почковидной, медовой железке и перед каждой парой длинных тычинок - по одной большой железке. Завязь сидячая, столбик короткий, рыльце головчатое или почти двулопастное. Рыльце созревает раньше пыльцы и сразу же по раскрывании цветка высовывается наружу. Пыльники вскрываются позже, при этом длинные тычинки совершают поворот вокруг своей оси под углом 80-120 (приспособление, предохраняющее от самоопыления), так что трещина пыльника оказывается в таком положении, что пыльца не может попасть на рыльце того же цветка. Короткие тычинки не поворачиваются, их пыльники лежат ниже рыльца.

Все капусты - перекрестноопыляющиеся растения. Опыление производится в основном насекомыми и, как исключение, ветром; опыление ветром затруднено потому что пыльца капусты очень тяжелая, липкая, сбивающаяся в комки. Пыльца имеет желтый цвет и удлиненно-овальную форму. Цветки распускаются медленно, с заходом солнца они закрываются, а утром снова распускаются. Цветение каждого цветка продолжается около трех дней.

Плод - двухгнездный стручок. Створки стручка с ясно выраженной срединной жилкой и менее ясными переплетающимися боковыми жилочками. Стручки от узко - до широколинейных, поверхность их от гладкой до сильнобугорчатой, длина 6,0-14,5 см (чаще 8-12см). Каждое гнездо стручка содержит по 10-13 семян, прикрепленных к продольной перегородке. Перегородка с толстыми волнистыми стенками, ямчатая от семян. Стручок имеет короткий - до 1/10 длины стручка - утолщенный носик (высший столбик). Носик стручка клювовидный, сплюснуто-клювовидный и конический, вздутый у основания, длина его 0,5-2,3 см (чаще до 1,5 см).

Семена по внешнему виду у всех разновидностей капусты сходны: округлые, шаровидные, редко яйцевидные, расположены в один ряд, коричневатые, почти черные, темно - бурые, желтые с наружной кожурой крупно - или мелкоячеистой или почти гладкой. Корешок зародыша лежит в желобке, образованном сложенными вдоль семядолями. Семядоли на вершине выемчатые.

Первичный ареал капусты кочанной, приуроченный к средиземноморскому центру происхождения культурных растений, в дальнейшем сильно расширился. Капуста кочанная - полиморфный вид. Виды рода географически приурочены к Европе, Азии и Африке (побережье Средиземного моря).

Из отечественных обзоров видов рода Brassica широко известна работа Е. Н. Синской (1969), в которой, в основном рассматриваются масличные и корнеплодные растения и в меньшей мере возделываемые виды капусты. Ею же в книге «Флора СССР» (т. VIII, 1939) дан обзор видов рода Brassica, в том числе культурной и дикорастущей капусты, произрастающих на территории нашей страны [129, 130,131, 132, 133].

Классификацией возделываемых видов Brassica занимался также L.H. Baily, уделивший большое внимание описанию азиатских видов. Довольно полные обзоры видов Brassica дают А. Телмош и особенно О. Е. Scluls де-

лит род на три секции: разновидности, подразновидности и формы [199, 200].

В 1959 г. в кратком виде была опубликована классификация Brassica oleracea R. Mansfeld [195]. Вид Brassica oleracea L. разделен на 4 группы разновидностей.

В 1963 г. классификация R. Mansfeld в частично переработанном виде и сильно расширенном виде была опубликована L. Helm [191]. Достоинство классификации L. Helm - единообразие используемых им таксонов, детальное освещение их синонимики и истории распространения ряда форм в Западной Европе. Однако некоторые разновидности, включенные в ту или иную группу разновидностей, неравноценны но объему. Как и классификации XIX в., она носит сугубо морфологический характер.

Отличительная особенность некоторых ( рассмотренных выше классификаций капусты XX в. в сравнении с классификациями XIX в. -тенденция к расширению понятия объема вида В. oleraceae L. или дробление с выделением из состава самостоятельных видов или новых разновидностей.

Ранее преобладающее большинст