Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Направленное выращивание сеянцев винограда в целях ускорения селекционного процесса

ВАК РФ 06.01.08, Виноградарство

Автореферат диссертации по теме "Направленное выращивание сеянцев винограда в целях ускорения селекционного процесса"

<

' ' На правах; рукописи

2 1 АИР «

ПОТАПЕНКО Анна Юрьевна

Направленное выращивание сеянцев винограда в целях ускорения селекционного процесса

06.01.08 — Виноградарство

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

НОВОЧЕРКАССК 1996

Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте виноградарства и виноделия им. Я. И. Потапенко.

Научный руководитель — кандидат сельскохозяйственных

наук, старший научный сотрудник Машинская Л. П.

Научный консультант — кандидат сельскохозяйственных наук Кострикин И. Л.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор, заслуженный деятель науки России Смирнов К. В.; кандидат сельскохозяйственных наук Гусейнов М. Ш.

Ведущая организация — Северо-Кавказский зональный научно-исследовательский институт садоводства и виноградарства.

Защита диссертации состоится 5 июня 199В г. в часов на заседании диссертационного совета Д 020.78.01 при Всероссийском НИИ виноградарства и виноделия им. Я. И. Потапенко по адресу: 346421, Ростовская обл., г. Новочеркасск, пр. Баклаповский, 166.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ВНИИВнВ им. Я- И. Потапенко.

Автореферат разослав « /¿7 » Щ^Се^оЛ- 1996 г,

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат сельскохозяйственных наук

Петров В. С.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. На создание нового сорта винограда уходит около 15 лет и почти столько же на Государственное испытание и первичное размножение сорта на площади 100 га. Вследствие этого на создание новых сортов затрачиваются значительные средства, а производство продолжает базироваться на старом сортименте.

Исследования многих ученых бывшего СССР- Негруля A.M., Смирнова К.В., Айвазяна П.К., Захаровой Е.И., Потапенко Я.И., Долговой А.Е., Голодриги П.Я.; Болгарии - Стоева К., Занкова И., Славчева Т., Христова X.; Германии - Вейна Р., Вабера М.; Венгрии - Чизмазия И. были направлены на ускорение и совершенствование селекционного процесса.

Методы ускорения направлены на получение наибольшего количества сеянцев и ускорение вступления их в плодоношение.

Во ВНИИВиВ им. Я.И.Потапенко разработан метод ускорения селекционного процесса (А.И.Потапенко, И.А.Кострикин), позволяющий сократить сроки от посева семян до передачи сорта в испытание до 7-10 лет, то есть в два раза. Настоящая работа направлена на его усовершенствование, доработку отдельных его звеньев и этапов.

Цель и задачи исследований. Целью работы являлась разработка системы приемов, которая обеспечила бы получение из гибридных семян максимального количества сеянцев, ускорение вступления их в плодоношение. Это позволит на ранних этапах селекции выделить наиболее перспективные из них, тем самым ускорить селекционный процесс.

В задачи исследований входило:

1.Изучение зависимости всхожести и развития сеянцев от сроков посева семян разных гибридных комбинаций, определение оптимальных сроков посева на стеллажах ускоренного выращивания растений (СУВРах).

2. Использование новых физических методов обработки семян с целью повышения их всхожести, ускорения развития и вступления сеянцев в плодоношение.

3. Исследование воздействия на развитие и вступление сеянцев в плодоношение как отдельных агроприемов, так и их совместного применения.

4.Разработка экспресс-метода для определения морозоустойчивости винограда в лабораторных условиях.

Научная новизна. Проведенные исследования выявили некоторые особенности поведения гибридных семян и сеянцев сложного гибридного происхождения винограда при воздействии на них меняющихся факторов ( обработка физическими методами, посев в разные сроки, применение агротехнических приемов раздельно и комплексно).

Получены регрессионные зависимости многофакторного эксперимента, отражающие влияние комплекса агротехнических приемов на сокращение ювенильного периода у сеянцев. Математические модели, позволяют научно обосновать влияние каждого фактора и их взаимодействие.

Установлены линейные и нелинейные зависимости влияния на всхожесть семян и развитие сеянцев различных факторов (времени, температуры, платности энергии, дозы облучения, напряженности и др.) при обработке лазером, магнитными и электромагнитными полями, гипоксии, термотеста. Выявлены оптимальные значения исследуемых факторов.

Практическая ценность работы состоит в том, что установлены оптимальные сроки посева гибридных семян, позволяющие получить максимальное количество хорошо развитых сеянцев,способных вступать в плодоношение на 2-3 год своего развития.

Обоснована возможность применения термотеста, гипоксии, магнитного и электромагнитного полей, лазерного облучения для стимуляции прорастания гибридных семян и развития сеянцев сложных межвидовых гибридов в условиях Нижнего Придонья.

Установленные закономерности позволяют ускорить процесс выделения перспективных сеянцев и, следовательно, сократить сроки передачи новых сортов в госсортоиспытание.

Предложена система агроприемов направленного выращивания сеянцев в гибридном питомнике, включающая применение удобрений, формирование растений и зеленые операции.

Совместно с Харьковским государственным университетом разработан экспресс-метод, позволяющий определить морозоустойчивость винограда с помощью термотеста в лабораторных условиях.

Предложенные методы выращивания сеянцев позволяют более целенаправленно и с меньшими затратами труда и времени вести селекционную работу в научно-исследовательских институтах и селек-

ционных центрах.

Апробация работы. Основные результаты проведенных исследований докладывались на Всесоюзной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов по разработке и совершенствованию технологий производства, хранения и переработке винограда (Одесса, 1991), на региональных научно-технических конференциях Юга России(Новочеркасск, 1993, 1994, 1995), на региональной научно-практической конференции (Персиановка, 1994), на конференции Всероссийского общества генетиков и селекционеров (Ростов-на-Дону, 1995), на совещании XVI Мичуринских чтений (Мичуринск, 1995), на Ученом совете ВНИИВиВ им.Я.И.Потапенко (1990, 1993, 1996).

Публикации. По материалам исследований опубликовано 9 статей, которые отражают основные положения диссертации.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, выводов, рекомендаций, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 151 странице маши-нонописного текста, в том числе содержит 28 таблиц и 13 рисунков. Список использованной литературы включает 178 наименований, из них 34 на иностранных языках.

На защиту выносятся основные результаты настоящей работы.

УСЛОВИЯ, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Работа выполнялась в 1989-1994 гг.на стеллажах ускоренного выращивания растений (СУВРах) при искусственном освещении, в пленочных теплицах на солнечном обогреве и в полевых условиях в гибридном питомнике селекцентра Всероссийского НИИ виноградарства и виноделия им. Я.И.Потапенко в опытно-производственном хозяйстве "Ключевое" (г. Новочеркасск Ростовской области), а также в лабораторных условиях кафедры генетики и цитологии Харьковского государственного университета.

Объектом исследования были гибридные семена сложных межвидовых комбинаций, полученные в результате гибридизации в период 1988-1993 годов, а также выращенные из них сеянцы на СУВРах и посаженные на постоянное место.

Нижнее Придонье Ростовской области - северный район про-

- б -

мышленного виноградарства России. Континентальный климат региона обусловливает значительные трудности при возделывании культуры винограда, так как сказываются суровые малоснежные зимы, а летом

- сильная жара и засуха. Метеорологические условия в годы проведения исследований были в целом сравнительно благоприятными для жизнедеятельности винограда, близкими к средним многолетним.

Опытный участок расположен на ровном, пологом склоне, идущем в направлении с запада на восток. Гибридный питомник зало-лен по схеме 3,0 х 0,5 м. Кусты формировали в зависимости от схемы опыта, возделывали без укрытия их на зиму. Инфекционный фон естественный. Защита от болезней и вредителей не велась в соответствии с программой селекционной работы.

Фенологические наблюдения проводились по методике М.А.Лазаревского (1963); показатели силы роста и вызревания побегов, плодоносности изучали по "Методическим указаниям по изучению сортов винограда в производственных условиях" (1982); продуктивность побегов - по методике А.М.Амирджанова и Д.С.Сулейманова (1986); зимостойкость - по "Методическим указаниям по селекции виноградв" (1974); устойчивость к грибным болезням и филлоксере

- по "Новым методам фитопатологических иммунологическаих исследований в виноградарстве" (1985); площадь листовой поверхности -ампелометрическим методом С.А.Мельника и В.И.Щигловской (1957).

Проверка статистических гипотез осуществлялась с помощью I -критерия Стьюдента и Р - критерия Фишера (Г.Ф.Лакин, 1990). Результаты исследований обработаны методами дисперсионного, корреляционного и регрессионного анализов (Б.А.Доспехов, 1985).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Всхожесть семян и развитие гибридных сеянцев винограда в зависимости от сроков посева

Одна из основных причин низкой эффективности селекционной работы многих ученых является низкая всхожесть семян при межсортовом и, особенно, межвидовом скрещивании. Из литературных источников известно, что она зависит от многих причин: от комбинации родительских пар, их генетического свойства и совместимости, от метеорологических условий весенне-летнего периода, когда идет

формирование репродуктивных органов, от свойства семенной оболочки.

Публикации о поведении семян сложных межвидовых комбинаций в разные по метеорологическим условиям годы почти отсутствуют.

Для изучения этого вопроса мы в течение 1989-1992 годов еже- годно высевали около двух тысяч семян четырех гибридных комбинаций.

Чтобы ответить на вопрос, является ли степень прорастания семян и развитие гибидных сеянцев генетическим свойством родительских пар иди зависит от метеорологических условий в период оплодотворения и развития семян, были проведены скрещивания одних и тех же сортов повторно в разные по условиям годы, а также проанализированы разные комбинации в одни и те же годы.

Изучали четыре срока посева (10, 20 февраля, 1 и 10 марта). В 1989 году третий срок посева (1 марта) оказался самым благоприятным для посева семян: всходы были дружными по всем комбинациям (около 501).

В 1990 году наибольшее количество всходов получено из семян, посеянных 20 февраля и 1 марта (70-80% и 70-90% соответс--твенно в комбинациях СВ 20-374 х Восторг и СВ 12-375 х Ланка). Меньше всего семян (29%) взошло в первый срок посева (10 февраля). В срок 10 марта во всех комбинациях наблюдалась всхожесть семян, близкая к 50%.

В 1992 году в первый срок посева (10 февраля) во всех комбинациях скрещивания получено меньшее количество всходов. Высокая всхожесть наблюдалась 20 февраля и 1 марта в комбинациях СВ 12-375 х Фрумоаса албэ и СВ 12-375 х Ланка (91-85%, 74-79% соответственно). Ровные всходы по всем срокам посева отмечены в комбинации СВ 12-375 х Ланка от 72% (10 февраля) до 79% (1 марта).

„ Выявлена следующая закономерность: наибольшее количество всходов имелось в комбинациях, где материнскими формами являлись гибриды Сейв Виллара (СВ 12-374 и СВ 12-375)(рис.1).

С целью установления оптимальных сроков высева семян результаты эксперимента обработали с использованием регрессионного анализа.

Например, для комбинации скрещивания 1-15-3-1 х Русмол регрессионная зависимость имеет вид: у = -2,178 10_1+ 1,267х - 1,778 Ю-1 х2 - 3,188 10_3 х3 .

- а -

ЕИ0.О2 ft 20.02 13- 1.03 Vi-W.Ob 1989г. г—.-m

l-r5-3-fx fycMOj; 1ч$-3-пТоыаискаи;С812-375*7омсйски&-,СВго-174*Восторг

•20.02

Eh f.05

таг.

И- 10.0 i

1'15-5'ПРцсыа/г; свгй-Ъ?^*Восторглп12-Ъ75*Ч1рч^с'аса'СВ1!Ы5^ ланка

албэ

т-ю.аг

m-20.02

ЕЗ- 1Mb

22-10.03

га

яшВй

Рцмэнэ* Рцсыал, EBlz-}?Sx<Ppymaca; Cßl2-i75t Ланка-, Ьирцини,а*Зострг албэ

Рис 1. Всхожесть стянЪ Зависимости am cpoeoê noceSa

Оптимальный срок посева, обеспечивающий наибольшую всхожесть семян для этой комбинации - 3 марта ± 1 день.

В целом для всех исследованных комбинаций по результатам грех лет (1989 ... 1992) по данным математической обработки оптимальные сроки высева семян оказались несколько сдвинутыми и находятся в интервале от 26 февраля по 4 марта, с коэффициентом корреляции от 0,81 до 0,96.

Хотя в нескольких комбинациях наибольшее количество сеянцев получено из семян, высеянных 10 марта, они оказались недостаточно развитыми: прижилось от 59% (1-15-3-1 х Русмол) до 84% (СВ 20-374 х Восторг). Более жизнеспособными были сеянцы, полученные из семян посева 20 февраля и 1 марта: приживаемость до 100% (СВ 20-374 х Восторг; 1-15-3-1 х Томайский, СВ 12-375 х Ланка).

Во всех гибридных комбинациях наибольший прирост побегов наблюдали у сеянцев, полученных из семян посева 20 февраля: 302 см СВ 20-374 х Восторг, 299 см 1-15-3-1 х Томайский и 1 марта 268 см 1-15-З-lx Русмол, 315 см СВ 20-374 х Восторг. У этих же сеянцев лучше вызрели побеги.

Сроки посева семян оказали существенное влияние на вступление сеянцев в плодоношение. Наибольшее количество плодоносящих растений на второй год после посадки сеянцев в 1990 году получено из семян, высеянных в 1989 году 20 февраля и 1 марта: 33% у 1-15-3-1 х Русмол и 39% у 1-15-3-1 х Томайский. На третий год вступило в плодоношение значительное количество сеянцев всех сроков посева, однако, больше всего в варианте опыта с посевом 1 марта: 57% - СВ 20-374 х Восторг и 65% - 1-15-3-1 х Томайский и 10 марта 52% и 84% соответственно.

Сеянцев, высаженных в 1990 году и вступивших в плодоношение на второй год оказалось больше из семян посева 10 февраля: 26 и 19% (соответственно СВ 12-375 х Ланка и СВ 12-375 х Фрумоаса ал-бэ) и 1 марта 14% (СВ 12-374 х Фрумоаса албз). На третий год наибольшее число плодоносящих растений получено из семян посева 10 февраля: 86% (СВ 12-375 х Фрумоаса албэ) и 1 марта 79% (СВ 12-375 х Ланка).

Наибольшее количество вступивших в плодоношение сеянцев посадки 1992 года отмечено в комбинации СВ 12-375 х Фрумоаса албэ по всем срокам посева семян от 28% - 20 февраля до 48% - 1 марта, Румэнэ х Русмол от 10,0% до 26,3%, причем максимальное ко-

личество наблюдалось у сеянцев, полученных из семян, высеянных 1 и 10 марта.

Таким образом, выявлено, что для изученных комбинаций скрещивания во все годы исследования оптимальным сроком посева является период с 26 февраля по 4 марта, в который получено наибольшее количество хорошо развитых сеянцев, способных вступить в плодоношение на второй год.

Действие лазерного облучения на всхожесть сеиян

Во многих странах мира проводились и проводятся многочисленные исследования по применению лазерного облучения и изучение его влияния на генетический аппарат растений различных сельскохозяйственных культур, но данные по использованию лазерного облучения в селекции винограда практически отсутствуют.

В течение трех лет (1990... 1992 гг.) на оборудовании, Таганрогского НЖ связи, лазером ЛГН-105 семена винограда мы облучали в следующей экспозиции: 2 часа, 1,5 часа и 1 час.

Облученные семена всходили быстрее и прорастали в большем количестве, чем контрольные. У сорта Молдова при экспозиции 1,5 часа взошло 53% семян, при 2 часовом облучении 48%, а в контроле

- 40%; у сорта Заладенде - 201 и 23% соответственно, в контроле

- 15%.

У комбинации 1-15-3-1 х Русвен при такой же экспозиции взошло 65% и 70% соответственно, контроль - 42%. У комбинации Осенний черный х Восторг наибольшее количество всходов получено при экспозиции 1 и 2 часа (38% и 34%, контроль - 14%).

На основании математической обработки установлен оптимальный срок экспозиции облучения от 1,5 до 2,3 часа в зависимости от комбинации скрещивания (рис. 2).

Действие магнитных и электромагнитных полей на всхожесть семян и развитие гибридных сеянцев

Ученые Чепель Л.М., Григорьева H.H., Шахбазов В.Г., Тамбиев А.Х. определили, что магнитные и электромагнитные поля оказывают специфическое действие положительного характера на различные биологические системы от стимуляции роста биомассы водорослей до

Уёеличение Ьсхожести (у")

Моят* 1

1

О

а)

0,50

1,0

1,5

г.а

ц -1.00 * г. го- ю'Ч -¡.¿в-

Ь,чае

2,00 1,50

т

2,50 2,00 1.5а

о б.)

В)

0,50

--

I < ¿олт* к • « Г I I

*" I

1.0

1,5

0,50

1,0

1,5

у = 1,оо*е,22-тЧ -ш-тЧ^ р Ив5& * о, юга о. ю?.

(22,01 > 2,25)

га

I1 ! ^

1 1

1 1

'1

у? 1,00*1,921 -6,68-10'Ч\

* ^ 0,991 ^ О,од'/,

п > 1о5 (23.55 >2,23) ¿ср

г,.о

Ц--1,00* 5,Н-10~Ч -1,01-10 Ч\ №.09>2,25)

а л* -опытные значения

а) Лолдаба; 5) Ьаладенде-, 6) Осенний черный * Восторг ; г) 1-15-3-1 * Русёен.

Рис.2. Зависимость Всхожести семян от продолжительности лазерного облучения,

лечебного влияния на организм человека.

Используя опыт работы кафедры генетики и цитологии Харьковского государственного университета с другими культурами, нами в 1993 и 1994 гг. было исследовано действие на семена винограда магнитных полей мощностью 1,9 кЭ, 3,5 кЭ , 4,5 кЭ, 7,0 кЭ, экспозиция обработки 24 часа и для поля с напряженностью 1,9 кЭ - 48 часов.

Этот прием улучшал прорастание семян с увеличением напряженности до 4.5 кЭ. Взошло 54% у комбинации Слава х VI-13-7-1 при 381 в контроле, 731 у Слава х Росинка при 50% в контроле.

При напряженности 7.0 кЭ наблюдается некоторое уменьшение всхожести семян в комбинации Слава х VI-13-7-1 взошло всего 29%.

Особенно очевидно положительное вовдействие магнитных полей на развитие сеянцев. Площадь листовой поверхности у комбинации Слава х У1-13-7-1 (от 1314,3 до 1621,4 см2 ), у семьи Слава х Росинка (от 1441,8 до 1496,2 см2 ), прирост побегов превосходит контроль более, чем в два раза (табл. 1).

Таблица 1

Всхожесть семян и развитие сеянцев винограда при воздействии магнитных полей равной напряженности, 1994 год

Напряженность(Всхожесть (Средний I Вызревание ¡Площадь

магнитного ! семян, % ¡прирост ! побегов,% ¡листовой

поля, кЭ ! ¡побегов,см! ¡поверхности,

I 1 1 ¡см2

1 1 2 ! 3 1 4 1 5

Слава х УЫЗ-7-1

Контроль 38,0±2,5 139,6±6,3 55,2*2,5 796,8±10,3

4,5 (24 ч) 54,0±5,0 Р=97,86 222,3+8,3 63,5*4,0 1512,8*17,3

3,5 (24 ч) 50,0*5,0 Р=91,46 197,2*7,5 78,7*4,3 1314,3±14,5

7,0 (24 ч) 29,0±5,0 Р=82,30 210,0*8,5 72,4*4,0 1621,4*17,8

1,9 (24 Ч) 47,0±5,0 Р=79,95 199,0*7,8 62,3*3,5 1329,0*16,8

Окончание таблицы 1

1 1 2 ! 3 1 4 I 5

1,9 (48 ч) 41,0+5,0 209,1*7,5 70,0*4,0 1486,3+14,5

Р=33,28

Слава х Росинка

Контроль 50,0+4,0 89,0*6,5 46,1*3,5 786,1*10,8

4,5 (24 ч) 73,0+4,0 190,0+7,5 54,9±4,0 1409,2+16,3

Р=99,94

3,5 (24 ч) 52,0+5,0 212,0+3,2 ■ 73,5±5,2 1496,2+16,4

Р=22,05

7,0 (24 ч) 61,0*5,0 209,0+7,0 65,1+4,3 1384,2*14,5

Р=88,3б

1,9 (24 Ч) 64,0+5,0 174,0+6,3 61,8+4,0 1141,8+12,6

Р=95,бб

1,9 (48 ч) 46,0+5,0 229,0+8,3 65,1+4,3 1229,2+13,6

Р - достоверность разницы между контролем и опытом

Воздействие электромагнитного поля СВЧ-диапазона с плотностью энергии в зоне расположения семян 100-150 Вт/см2 с экспозицией 20, 40, 60 и 80 минут изучали на гибридных семенах тех же комбинаций скрещивания. Все исследуемые действия СВЧ полей не оказывали существенного влияния на всхожесть семян обеих гибридных комбинаций, однако средний прирост побегов и процент их вызревания увеличился значительно. Так, например, у сеянцев комбинации Слава х Росинка средний прирост побегов увеличилась относительно контроля (89 см) более, чем в два раза с 177 см до 202 см, площадь листовой поверхности возросла почти в два раза и составила при экспозиции 20 минут 1348,3 см2 , в то время как контроле - 786 см2 у Слава х Росинка и 1387,8 см2 и 786 см2 соответственно у Слава х VI-13-7-1.

Влияние термообработки, гипоксии на всхожесть семян и развитие гибридных сеянцев

По мнению Кислюк М.М., Буболо Л.С., Шахбазова В.Г.при

действии повышенной температуры на растительный организм происходят изменения ультраструктуры клеток, увеличивается белковый синтез.

В 1992...1994 годах мы проводили подбор разных режимов для температурного воздействия на семена разных генотипов и разного физиологического состояния. В опыте использовали в начале стратифицированные и нестратифицированные семена. Однако в связи с тем, что семена, не прошедшие стратификации, имели низкую всхожесть (2-4%) и увеличение их прорастаемости до 4-10% не значительное, в дальнейших исследованиях были использованы только стратифицированные семена.

Температурная обработка 45° повысила всхожесть семян комбинации Слава х YI-13-7-1, однако по другим показателям отличий от контроля нет. Термообработка 40° и 43° не влияла на всхожесть семян, но увеличила прирост побегов, который составил у Слава х YI-13-7-1 - 153,2 см и 171,3 см; у Слава х Росинка - 196,9 см и 205,0 см, соответственно в контроле -129,6 см и 39,0 см. При такой обработке увеличилась и площадь листовой поверхности.

В течение двух лет (1993, 1994 гг.) была применена гипоксия. Кислородное голодание или понижение содержания кислорода в тканях создавали путем замачивания семян в кипяченой и остуженной до комнатной температуры воде в сосудах с притертой пробкой (экспозиция 24 и 72 часа).

Стимулирование всхожести проявилось при 72 часовой экспозиции у обеих комбинаций скрещивания (63% и 68%), в контроле 38% и 50% соответственно. По другим показателям у комбинации Слава х YI-13-7-1 значимых изменений относительно контроля не обнаружено при экспозициях 24 и 72 часа. У комбинации Слава х Росинка наблюдается стимуляция по приросту побегов и значительное увеличение площади листовой поверхности (1517,3 см2 , 1314,3 см2 ), в контроле - 786,1 см2 (табл. 2).

Исследованные физические факторы в той или иной степени благоприятно влияют на развитие сеянцев, выращенных из обработанных семян, способствуя увеличению роста, площади листовой поверхности, ускорению вызревания побегов винограда. При этом обнаружены некоторые различия в реакции генетически различающихся форм винограда на использованные физические воздействия.

Таблица 2

Показатели всхожести семян и развитие гибридных сеянцев при воздействии электромагнитных полей, 1994 год

Экспозиция 1 Всхожесть 1 Средний ! Вызревание 1 Площадь СВЧ-диапа- I семян, % ! прирост ! побегов, ! листовой зона, мин ! ! побегов,см1 % 1 поверхности,см2

Контроль СВЧ 20

40

60

38,0*2,5 29,0+5,0 Р=82,3 35,0*5,0 Р=34,01 47,0+5,0 Р=79,95

Слава х У1-13-7-1 139,6±6,3 55,2+2,5 222,1*10,7 63,5+6,2

205,2*9,8 60,9*6,0

198,0*7,5 58,6+3,2

Слава х Росинка 89,0*6,5 46,1+3,5 202,0*15,5 77,2*4,5

177,0*13,5 62,1*4,5 189,0*7,3 65,5*4,4

796,8+10,3 1387,8+16,5

1212,3*15,7

1314,4+14,5

Контроль 50,0*4,0 20 17,0*5,0 Р=52,23 40 48,0+5,0 Р=22,05 60 42,0+5,0 Р=74,57

Р - достоверность разницы между опытом и контролем

786,8*10,8 1348,3+16,5

1218,7+13,4

1318,3*14,4

Агротехнические приемы и сокращение ншенильного периода у сеянцев винограда

Для более быстрого достижения состояния готовности виноградных сеянцев к вступлению в плодоношение, то есть сокращения ювенильного периода, необходимо вырастить как можно более сильные по росту растения.В системе мер, направленных на развитие сеянцев, важная роль отводится агротехническим приемам.

В своей работе мы проследили влияние применения как отдельных агроприемов на развитие и вступление сеянцев в плодоношение,

так и комплекса приемов интенсивной технологии.

Повышение уровня питания является одним из важнейших факторов для улучшения роста, развития и урожайности сельскохозяйственных культур. Поэтому в систему мер, направленных на решение поставленной задачи, был включен опыт по внесению раствора Чес-нокова и комплексного удобрения "Кристаллин" - один, два и три раза в СУВРах и на постоянном месте, контроль - без удобрений.

Полученные данные учетов показали довольно четко выраженную разницу по всем показателям между опытными сенцами и контролем. У сеянцев комбинации 1-15-3-1 х Мускат летний процент вызревания побегов, выращенных с применением удобрений, составлял от 58 до 62%, контроль - 41%, листовая поверхность от 1987,7 см2 до

О О

2481,9 см*" и 732,9 см"' соответственно.

На следующий год это сказалось на вступлении сеянцев в плодоношение. Установлено, что плодоносивших сеянцев во всех трех исследуемых комбинациях с трехкратной подкормкой было больше: от 9,5% - СВ 12-375 х Кодрянка до 27,3% Казачка 1 х Восторг.

Известно, что в комплексе агротехнических мероприятий, проводимых на виноградниках в целях управления ростом и плодоношением, важнейшими являются операции с зелеными частями куста. Роль этих операций в гибридном питомнике изучена не достаточно. Наши исследования показали, что от этих операций во многом зависит сила роста сеянцев и время вступления их в плодоношение.

Растения трех комбинаций были разделены на три группы по 25 штук в каждой.

У первой группы сеянцев была прищипнута верхушка основного побёга на 10 см и оставлено по два наиболее сильных пасынка. На сеянцах второй группы проводили трехкратную обломку пасынков, в результате чего основной побег хорошо сформировался и вызрел. В контроле обломку и прищипывание не проводили. Во всех комбинациях скрещивания трехкратная обломка оказалась наиболее эффективной по степени своего влияния. Вступило в плодоношение до 36,4% сеянцев, в других вариантах наибольшее количество вступивших в плодоношение составило до 26,9%. Эта закономерность сохранилась и на третий год развития сеянцев.

На сеянцах комбинации Казачка 1 х Восторг мы проследили влияние разных видов подвязки на развитие сеянцев. Растения подвязывали вертикально к 1, 2 и 3 проволоке и наклонно под углом

примерно 45° . Наблюдения показали, что подвязка побегов наклонно уступает другим видам подвязки по всем показателям. Сеянцы в этом варианте имеют наименьшие средний однолетний прирост(184 см) и другие показатели. Наибольшее развитие имели сеянцы при подвязке ко второй проволоке (прирост - 237 см). Об этом свидетельствует и вступление сеянцев в плодоношение: на второй год плодоносящих растений было- 39,1%, на третий - 50%, при наклонной подвязке - 4,6 и 27,8% соответственно.

На сеянцах комбинации Казачка 1 х Всоторг изучали влияние на развитие и вступление сеянцев в плодоношение совместного применения агротехнических приемов в сравнении с действием каждого приема в отдельности.

Комплекс агротехнических приемов включал в себя внесение удобрений - 3 раза, трехкратную обломку пасынков и подвязку ко второй проволоке. Одновременно вели проверку на сеянцах каждого приема в отдельности. Из таблицы 3 ясно видно, что действие комплекса агротехических приемов по всем показателям превосходит влияние на растения каждого приема в отдельности.

В этом опыте использовали метод планирования эксперимента, который позволил рассмотреть связь между большим числом факторов, оценить влияние каждого, отсеять второстепенные, что невозможно сделать при однофакторном эксперименте.

Так, для комбинации Казачка 1 х Восторг при исследовании сеянцев на вступление в плодоношение (у,%) на третий год развития получена линейная зависимость от трех факторов (Ха - внесение удобрений (Х1£ СО ; 13); Хг - подвязка побегов к проволоке ( Хф I 0; 1]); Хз - операции с зелеными частями куста (Х3Е [0; П. у = 43,2 + 36,0 XI + 6,80 Х2 + 6,90 Хз, г = 0,94 ± 0,05 Наибольшее влияние из трех факторов на вступление сеянцев в плодоношение для комбинации Казачка 1 х Восторг оказывает внесение удобрений и подкормок (рис. 2).

Влияние способов формирования сеянцев на закладку генеративных органов

Закладка генеративных органов у сеянцев происходит как правило с 13-15 узла. Используя метод направленного формирования

Таблица 3.

Развитие и вступление в плодоношение сеянцев комбинации Казачка 1 х Восторг при совместном применении агроприемов

•^Виды (Совместное¡Внесение 1 Подвязка ¡Трехкратная

^\Операций ¡применение¡удобрений ¡побегов ¡обломка

Показа-^~~\" ¡агроприе- ¡три раза !ко второй¡пасынков

тели по годам\. ¡мов I ¡проволоке!

1989 год

Средний прирост 260 259 237 228

побегов,см 1=2,0 1=7,7 1=10,7

Вызревание побегов, 62 59 62 58

% 1=2,6 1=9,3 1=3,4

Площадь листовой 2374,0 2120,1 1944,3 1913,9

поверхности,см2 1=9,3 1=15,7 1=16,8

■ 1990 год

Распускание почек, 71,3 67,2 71,5 65,3

% 1=3,3 1=0,7 1=5,2

Вступление в плодо- 42,2 27,3 39,1 18,2

ношение Д 1=12,9 1=2,7 1=20,8

Вызревание побегов, 67,7 65,4 71,5 55,1

• % 1=4,7 1=4,7 1=10,5

1991 год

Распускание почек, 82,1 78,4 75,9 68,3

% 1=3,2 1=5,4 1=12,0

Вступление в плодо- 83,0 79,2 50,0 50,1

шение, % 1=3,3 1=28,6 1=28,5

Вызревание побегов, 52,1 48,2 46,5 50,0

X 1=3,3 1=4,9 1=1,8

Ь - критерий Стьюдента

Х1 -(¡несение удобрений-, Хг -под&яжа пооегой к пробил оке-.

£з -операции с ъеленьши частями. Рис. 3. Графическая интерпретация регрессионной Зависимости Ц = Щ +36,0X, +6,80хг * 6,90х} вступления 8 плодоношение ({/,%) комбинации скрещивания Казачка 1 * Восторг

растений мы добились закладки генеративных образований с 1 по 6 узел. В опыте использовали три способы формирования растений:

- удаление точки роста при длине побега 30-40 см с последующим формированием двуплечего кордона из пасынков I порядка на уровне первой проволоки;

- удаление точки роста на высоте 120-130 см с последующим формированием двух плечей кордона за счет пасынков I порядка;

- поочередная подвязка растений к первой и второй проволоке с формированием одностороннего кордона из основного побега.

- контроль - подвязка сеянцев ко второй проволоке с формированием одноплечего кордона.

Исследования показали, что по всем комбинациям у 10-40% сеянцев получены плодоносные побеги на 1-6 узлах, причем в пяти комбинациях из шести закладка плодоносных почек в опыте проходила у основания побегов ниже, чем в контроле. Очевидно также, что сеянцы разных комбинаций скрещивания по разному реагируют на этот агротехнический прием. Но при этом сохраняется закономерность, состоящая в том, что, как правило, основная зона закладки плодоносных почек находится после десятого междоузлия. Сеянцы комбинации Грушевский белый х Алан-3 в контроле имели более высокий процент закладки плодоносных почек с первого по шестой узел в отличии от других комбинаций. На второй год развития вступило в плодоношение значительное количество сеянцев. Причем в комбинациях технического направления заплодоносило от 59% до 95% сеянцев. Сеянцы комбинации столового направления СВ 20-375 х Восторг сохранили ту же закономерность, только при меньшем количестве плодоносящих растений: в опыте - 47%, в контроле - 43%.

Из результатов трех лет видно, что единой формы куста, которая бы однозначно подходила всем гибридным комбинациям нет. Очевидно, это связано не только с развитием растений, но и с их генотипом. Поэтому при формировании сеянцев необходимо подходить к этой проблеме неоднозначно, учитывая генотипы родительских форм, их биологические особенности (табл.4).

Из изученных нами формировок наибольшее влияние на закладку генеративных органов у сеянцев первого года развития оказала поочередная подвязка растений на высоте 40 и 120 см с формированием одноплечего кордона из основного побега, это можно объяснить лучшей освещенностью листовой поверхности и рациональным располо-

жением побегов в пространстве. Таблица 4

Воздействие формирования и подвязки побегов на закладку генеративных образований у однолетних сеянцев

Комбинация 1Вариант 1 Вступило! Плодоносные побеги на узлах, %

скрещивания!опыта !в плодо- 1_

! !ношение,%!1-3I4-617-9I10-12!13-15116 и более

Грушеский белый х Алан-3

Грушевский белых х Алан-4

СВ 12-375 х Восторг

Цветочный х Алан-2

Дружба х Алан-2

Дружба х

Грушевский

белый

Подвязка к 1 проволоке с формир.дву- 80 плеч.кордона Контроль 79 Подвязка к

1 проволоке

с формир.дву- 59 плеч.кордона Контроль 59 Подвязка ко

2 проволоке

с формир.дву- 47 плеч.кордона Контроль 48 Подвязка ко 2 проволоке с формир.дву- 84 плеч.кордона Контроль 71 Поочередная подвязка 71 с формир.одноплеч. кордона Контроль 85 Поочередная подвязка с формир.одно-95 плеч.кордона Контроль 85

19 6 6 44 15 13 33 7 - 33 13 13

18

12 12 35 24

12 - 24 24 18 24

14 14 -- - 16

29 57 16 68

5 5 5 5 48 33

- - 10 15 30 45 15 8 - 48 23 8

- - 9 18 36 36

30 10 - 10 20 30

18 9 9 36 27

Экспресс-метод для определения морозоустойчивости винограда в лабораторных условиях

Для объективного определения показателя морозоустойчивости нужно, чтобы растения постепенно закалялись небольшими морозами в ноябре-декабре, а затем до конца февраля стояла морозная, снежная зима без резких колебаний температуры. К сожалению, в естественных условиях выполнение всех этих факторов невозможно, поэтому многие ученые проводят подобную оценку в искусственных условиях, используя для этих целей холодильные установки, позволяющие автоматически моделировать морозы любой силы.

Для прогнозирования морозоустойчивости независимо от погодных условий ВНШВиВ им.Я.И.Потапенко совместно с кафедрой генетики и цитологии ХГУ выполнил ряд экспериментов по применению термотеста, основанного на устойчивости к высокой сублетальной температуре растительных организмов, отражающих неспецифическую устойчивость. В наших исследованиях впервые использованы короткие тепловые удары на черенки винограда в качестве теста на морозоустойчивость .

В течение 1991...1994 годов нами велись опыты по подбору тестируемой температуры для двенадцати индикаторных сортов с известной морозостойкостью. Температуры 55°, 56° и 58° С не выявили четких различий между сортами, 70° оказалась губительной для почек винограда. Исследования показали, что температура 60° является оптимальной для решения поставленной задачи. Устойчивость к температуре 60° С у черенков одного сорта в разные годы неодинакова.

Так, Агат донской обладал высокой устойчивостью в 1992 и 1994 годах, процент живых почек составил 42 и 60 у основных и от 17 до 48 у замещающих; но в 1993 году при такой же обработке черенков основных живых почек было 13%, у Саперави северного в

1992 году живыми были 60% основных и 70% замещающих почек, а в

1993 году 16% основных и 9% замещающих почек. Аналогичные вариации по годам наблюдались и у других сортов. Объяснить такой результат можно метеорологическими условиями в период вегетации растений и недостатком тепла в летний период 1992 года, что привело к слабому вызреванию побегов и неподготовленности их к зиме. Несмотря на различное состояние побегов и, как следствие это-

го, различные результаты после термотеста в разные годы, в целом же закономерность расположения по устойчивости к высокой температуре и по морозоустойчивости сохраняется. Наиболее устойчивыми оказались сорта Амурский, Саперави северный, Шасла северная и Агат донской. Эти же сорта наиболее устойчивы к низким температурам. Неустойчивыми были сорта европейского происхождения Шасла белая и Зоревой (от 0 до 9% живых почек). Они же более чувствительны к морозам и болезням. Остальные сорта, использованные в опыте, занимают промежуточное положение как по термоустойчивос-ги, так и по морозоустойчивости.

Методика термотестирования черенков винограда характеризует как-генотипические (сортовые) различия, так и фенотипические (различия по годам) и может служить одним из экспресс-методов определения морозоустойчивости винограда в лабораторных условиях.

ВЫВОДЫ

1. Разработан набор эффективных приемов сокращения сроков селекционного процесса, включающий способы повышения всхожести семян, ускоренного выращивания сеянцев винограда и зкспресс-ме-тод оценки их морозоустойчивости.

. 2. Технологический процесс, обеспечивающий повышение всхожести семян основан на выборе оптимальных сроков посева и использовании ряда физических факторов: постоянное магнитное поле, СВЧ-облучение, термотест, гипоксия, лазерное облучение.

3. Выявлена тесная зависимость всхожести семян и развития сеянцев от сроков посева гибридных семян в контролируемых условиях. Зависимость всхожести семян от сроков посева выражается уравнениями линейной и нелинейной регрессии. Для условий Нижнего Придонья определены оптимальные сроки посева семян с 26 февраля по 4 марта, дающие до 40% сеянцев, вступающих в плодоношение на второй год.

4. Выявлено стимулирующее влияние лазерного облучения стратифицированных семян винограда на их всхожесть и прорастание. Установлены оптимальные режимы магнитного облучения от 1,5 до 2,3 часа при использовании промышленной установки ЛГН-105.

5. Установлено существенное влияние на всхожесть семен маг-

нитных и электромагнитных полей различной мощности при разной длительности экспозиции обработки и плотности энергии в зоне расположения семян. Наиболее выраженный эффект стимуляции всхожести семян, а также увеличения у сеянцев среднего прироста побегов, степени их вызревания и площади листовой поверхности наблюдали при действии ПМП (4,5 кЭ).

6. Острая гипоксия увеличивает жизненную устойчивость семян к ионизирующим излучениям, тепловым воздействиям и повышает их всхожесть.

7.Термообработка 40° и 43° С не влияет на всхожесть семян, но улучшает развитие сеянцев, увеличивает прирост побегов и площадь листовой поверхности. Термотест 45° оказывает стимулирующее воздействие как на всхожесть семян, так и на развитие гибридных сеянцев. .

8.Технология ускоренного выращивания сеянцев включала такие общеизвестные агротехнические мероприятия как внесение удобрений, зеленые операции и формировки. Новизна подхода заключается в использовании факторного анализа для оценки влияния агротехники на селекционный процесс.

9. Удобрения вызывали максимум плодоношения при трехкратном внесении за вегетационный период раствора Чеснокова на СУВРах и комплексного удобрения "Кристадлин" на постоянном месте.

10. Из зеленых операций дает наибольший эффект трехкратная обломка пасынков в течение вегетационного периода.

11. Способы формирования сеянцев в первый год их жизни существенно влияют на закладку генеративных органов. Наибольшее количество растений, вступивших в плодоношение на второй год, было получено при формировании двуплечего кордона из пасынков первого порядка, с высотой штамба 120 см и одноплечего кордона с поочередной подвязкой основного побега на высоте 40 и 120 см.

12. Установлено, что комплекс агротехнических приемов превосходит по всем показателям влияние на растения каждого приема в отдельности. Получены уравнения множественной регрессии, показывающие, что выбранный комплекс приемов приводит к сокращению ювенильного периода у сеянцев. Предложенные математические модели для разных гибридных комбинаций скрещивания позволяют оценить влияние каждого фактора и их взаимодействие.

13. Экспресс-метод оценки морозоустойчивости винограда с по-

мощью термотеста, разработанный совместно с учеными ХГУ, отличается простотой, оперативностью и низкой себестоимостью, что позволяет рекомендовать его для практического использования.

14. Исследования по применению физических факторов на семена и термотестирование черенков винограда необходимо продолжить.

На основании проведенных исследований считаем целесообразным рекомендовать:

1. Для получения максимального количества всходов гибридных семян винограда и более раннего вступления сеянцев в плодоношение проводить посев семян с 20 февраля до 5 марта. Использовать для предпосевной обработки семян физические способы воздействия: лазерное облучение с экспозицией 1,5-2,5 часа, магнитное поле напряженностью 3,5-4,5 кЭ с экспозицией 24 часа, электромагнитные поля СВЧ-диапазона с экспозицией 20-60 минут, термообработку 40-45° С при экспозиции 20 минут и гипоксию 72 часа.

2. При выращиваний сеянцев в гибридном питомнике целесообразно использовать совместное применение агроприемов, включающих трехкратное внесение удобрений, трехкратную обломку пасынков, формирование двуплечего кордона с высотой штамба 120 см и одноплечего кордона с поочередной подвязкой основного побега на высоте 40 и 120 см.

3.С целью определения морозоустойчивости гибридных сеянцев в лабораторных условиях использовать экспресс-метод, заключающийся в термотестировании черенков при температуре 60° С с экспозицией 20 минут.

4. Использовать в практической селекции при создании высококачественных столовых сортов раннего срока созревания выделенный нами сеянец V-4-5-2 (СВ 20-374 х Восторг), имеющий женский тип цветка, обладающий гармоничным вкусом, плотной консистенцией мякоти, повышенной устойчивостью к милдью, серой гнили и морозу.

Предложенные технологические приемы будут способствовать оценке гибридных сеянцев на ранней стадии развития, выделению наиболее перспективных из них, тем самым позволят ускорить селекционный процесс.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО МАТЕРИАЛАМ ДИССЕРТАЦИЙ

1. Потапенко А.Ю. Зависимость развития гибридных сеянцев винограда от сроков посева семян и их всхожести.//Виноград и вино России, N4. 1093,- С.27-30.

2. Потапенко А.Ю. Оптимизация развития гибридных сеянцев винограда.// Информац.листок. Ростов-на-Дону. 1993.-4 с.

3. Волосухин В.А., Потапенко А.Ю. Пакет прикладных программ по статистической обработке экспериментальных исследований в области виноградарства.//Тезисы конференции "Проблемы мелиорации и экономики Юга России". Новочеркасск. 1993.- С.8-9.

4. Волосухин В.А., Потапенко А.Ю. К эмпирической зависимости всхожести семян винограда.// Тезисы конференции "Проблемы мелиорации и экономики Юга России". Новочеркасск. 1993.-С. 210-211.

5. Потапенко А.Ю. О постановке полевого опыта при направленном выращивании гибридных сеянцев винограда.// Сб.научных статей "Актуальные вопросы водного хозяйства и мелиорации". Новочеркасск. 1994. -С. 116-118.

,6. Потапенко А.Ю., Григорьева H.H. Эффективный способ определения морозоустойчивости винограда.// Виноград и вино России. N3, 1995, -С. 26-28.

7. Потапенко А.Ю. Предпосевные способы обработки гибридных семян винограда.// Тезисы конференции "Биотехнология и производство экологически чистой продукции сельского хозяйства". Пер-сиановка.- 1994.-С.75.

8. Потапенко А.Ю. Регрессионные зависимости всхожести семян винограда при различной длительности облучения.// Тезисы региональной научно-практической конференции.Новочеркасск.-1995.-

С.41-42.

9. Потапенко А.Ю. Оценка влияния комплекса агротехнических приемов на развитие гибридных сеянцев.//Тезисы региональной научно-практической конференции. Новочеркасск.-1995.- С.43-44.