Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Биологические особенности формирования урожая у сортов черной смородины

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Биологические особенности формирования урожая у сортов черной смородины"

Р.Г6 м

! ~ '' Плодоовощной институт ИИ. М.&.Мичурина

на праьах рукописи

■идехина Татьяна Владимировна

биологические особенности

Формирования урожая и сортов черной смородины

специальность 06.01.05 -селекция я семеноводство

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Мичуринск - 1993

Работа выполнена во всероссийском научно-исследовательском институте садоводства имени М.Иичдрииа.

Научный руководитель:

доктор сельскохозяйственных наук.

профессор Е.й.Куминов.

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных надк 6.М.Лебедев, кандидат сельскохозяйственных надк К.В.Кондрашова.

\Ьеду*ая организация - Всероссийский научно-исследовательский институт селекции плодовых кдльтдр.

Защита диссертации состоится "15" мня 1893 года в 13 часов на заседании специализированного совета Д U0.lb.01 при Плодоовощном институте имени И.8.Мичурина по адресу:

О&3740. г.Мичуринск, ул.Интернациональная,101. Плодоовощной институт имени И.В.Мичурина;.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан 1УУЗ года.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные и скрепленные гербовой печатью, просим направлять ученому секретаре совета.

Ученый секретарь специализированного совета Л 120.18.01,

Доцент Ь.0».Долгов

Общая характеристика работы

Актуальность тем. Экономическая эффективность возделывания черной смородины определяется в первая очередь ее уровайностьв. Использование высокоурожайных сортов при правильной организации производства и оптимальном уровне агротехники обеспечивает получение высоких цронаев при низкой себестоимости продукции.

9рояайность -комплексный признак состоящий из нескольких компонентов, больнинство которых полигенного типа и по-разному отзывается на отбор и факторы внешней среды. В результате целенаправленной селекционной работы в одном сорте монно получить сочетание высоких значений каждого из компонентов продуктивности, что приведет к значительному увеличении уровайности. Для селекционной работы по выведению высокопродуктивных сортов,, разработки агротехнических приемов, способствувяих повноенив уровайности черной смородины, необходимо детально изучить закономерности формирования урожая, установить, от каких морфофизиологических признаков зависят потенциальная и реальная продуктивность сорта. Однако многие вопросы, касавшиеся особенностей формирования ировая у различных сортов черной смородина и в целом по данной культуре изучены недостаточно.что и определило актуальность избранной темы.

Цель и задачи исследований

Цель работы. - изучение биологических особенностей формирования урожая у сортов черной смородины различного генетического происхоидения и выделение на этой основе наиболее перспективных для дальнейшей селекционной работы и внедрения в производство.

Частные задачи экспериментальной работы предусматривали: проведение анализа морфоструктурных компонентов продуктивности у сортов черной смородины различного генетического происхождения; изучение .особенностей фотосинтетической деятельности листового аппарата различных сортов и установление ее связи с формированием урожая; изучение экологической устойчивости сортов черной смородины в период вегетации.: выявление основных показателей обеспечи-

воющих устойчивость плодоношения черной смородины в'.ЦЧЗ: выделение лучккх сортов для использования-в"селекции-и внедрения в производство. .

Научная новизна. Изучены биологические особенности формирования , урокая у оольвого количества сортов и элитных сеянцев черной смородины различного генетического происхождения. Получены данные о производственной и селекционной ценности ряда новых интродуци-рованнкх и местных сортов по «орфоструктурнык компонентам продуктивности. Установлено, что на основных этапах процесс формирования уроаая сопряжен с фотосинтетической деятельность® листового аппарата. Отмечено. что наиболее точным и обьективным критерием физиологического состояния растения, позволяющим сравнивать био-логкческув и хозяйственную продуктивность является средняя за период формирования уровая чистая продуктивность фотосинтеза. Показана возможность вести селекцию на улучшение фотосинтетических показателей продуктивности в новых сортах интенсивного типа. Найдена прякая полоЕительная корреляция между чистой продуктивностью Фотосинтеза и водоудеркивакщей способностью.листьев черной смородины. Заявлена реакция'сортов-на неблагоприятные факторы среды в период вегетации.

Практическая ценность работы. На основе изучения биологических особенностей формирования уровая сорта Зеленая дымка. Диковинка, Сеянец Голубки, Партизанка. Федоровская, Черный кемчуг рекомендованы для производственного испытания по комплексу хозяйственно-ценных признаков.Перспективными для дальнейшей селекции на высокую урожайность являются сорта - источники по комплексу норфофизиологических компонентов продуктивности: Сеянец Голубки. Черный веичуг. Белорусская сладкая. Диковинка и Федоровская. Выделенные сорта с высокими уровнями слагаемых потенциальной продуктивности были включены в селекционную работу по черной смородине в отделе селекции ягодных:культур БНИИС им.И.В.Мичурина и получен гибридный материал. V

Апробация работы. Исследования проводились в соответствии с

тематическим планом научно-исследовательской работы ВНИИС им. И.В.Мичурика. Результаты обсуждались на заседаниях Ученого совета ВНИИС им.И.В.Мичурина. Основные полокения докладывались на Всесоюзной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов "Основные направления научно-технического прогресса в картофелеводстве, плодоводстве и овощеводстве" (п.Саиохваловичи, 1989); на республиканской научно-практической конференции "Проблемы современного садоводства"-С Киев,1989): на четвертой областной конференции молодых ученых "Проблемы интенсификация современного садоводства" (Мичуринск.1990): на Республиканской конференции яолоднк ученых и специалистов (йлма-йга.!990); на II Республиканской конференции молодых ученых и специалистов "Перспективы отечественного садоводства" (Киев, 1991).

Публикации результатов исследований. Основные положения диссертации опубликован« в 3.научных статьях.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа излояе-на на ¿48 страницах мавинописного текста и состоит из введения, 5 глав, выводов и предлозений производству, , содержит 33 таблицы и 18 рисунков, кроме того инеется 1 таблица в приложении. Список использованной литературы включает 421 наименование, в тон числе 127 - иностранных авторов.

Объекты, условия и методика проведения исследований. Работа выполнялась и 1986-1391 гг. вотделе .селекции ягодных культур ВНИИС им.й.В.Мичурина на опытных участках в НЛХО института. Физиологические исследования выполнялись в отделе физиологии и биохимии плодовых и ягодных культур ВНИИС и».й.В.Мичурина.

Объектами изучения основных морфоструктурных компонентов продуктивности служили 62 сорта черной смородины отечественной и зарубежной селекции, производные вести генетических групп:

1.Сорта, полученные с участием скандинавского зкотипа, европейского, сибирского подвидов смородины черной и смородины дикуши СЕскЕСД):

2.Сорта, полученные с участием европейского, сибирского под-

-вйов смородины черной и смородины дикуши (ЕСД): .

- 3.Сорта, полученные с участием европейского подвида смородины черной и смородины дикузи (ЕД):

4.Сорта, полученные с участием европейского и сибирского подвидов смородины черной (ЕС);

5.Сорта, происшедшие от европейского подвида смородины черной

6.Сорта, происиедиие от скандинавского экотипа европейского подвида смородины черной (Еск).

Комплексное изучение иорфофизиологических компонентов продуктивности. экологической пластичности и стабильности плодоношения проводили на 20 сортах и элитных сеянцах черной смородины: 5аги-ра, белорусская сладкая. Великанище, Выставочная, Детскосельская, Добрая. Диковинка, Зеленая дымка, Минай Имырев, Память. Мичурина (к). Селенга, Сеянец Голубки, Созвездие¿Злыбка, Черный жемчуг, элс, 3-35-77. ■ элс 3-36-80, зле 4-44-65, зле 4-45-55. элс 4-45-75.

йетеоррлогические условия вегетационных периодов в годы проведения исследований были довольно разнообразные, но в целом благоприятными для яизнедеятельности черной смородины.

Все биометрические наблюдения, связанные с изучением роста и плодоношения черной смородины, проводились в соответствии с программно-методическими указаниями 8НЙИС им.О.Мичурина по селекции и сортоизучент плодовых, ягодных и орехошгадных культур (1973,1980).

Редукцию элементов продуктивности изучали по схеме, предло-яенной И.С.Исаевой £1976,1979) для яблони.

Изучение показателей фотосинтетической деятельности листового аппарата черной смородины проводили по методике ■ Д.С.Овсянникова' ( 1985).

Площадь листьев в опытах определяли с помощью курвиметра КУ-А, а облиственность побегов кустов - весовым методом (Фульга И.Г. 1975).

Определение водного дефицита и относительной тургоресцент-

ности листьев черной смородины проводили по методике, наложенной в 'Практикуме по Физиологии растений" под редакцией Н.Н.Третьякова (1982). Определение водоудерживашчей способности листьев - методом искусственного завядания (Гончарова 3.А..1979). Фракционный состав воды - методом Окунцовой-Маринчик. изловенным в "Практикуме по физиологии растений" С.С.Баславской. О.М.Трубецкой (1964).

Урожай определяли в килограммах путем покустового взвешивания ягод. Для более полной оценки потенциальных возможностей сортов по урожайности ввели коэффициент плотности урожая. Он определяется способом, предлояенннм Е.П.Куминоввм (1973). путем деления общего веса ягод с куста в килограммах на его объем в кубических метрах. Измерение объема куста (высота х ширина х длина) проводили весной в год учета урожая.

Полученные данные обработаны статистико-математическими методами.

Автор выражает искреннюю благодарность доценту кафедры ботаники Мичуринского Государственного Педагогического Института Скрилниковой Марине Константиновне за методическое руководство по вопросам физиологии растений.

Результаты исследований.

Оценка сортов черней смородины по слагаемым потенциальной продуктивности.

Сортовые особенности цветения черной смородины. Цветение -один из основных этапов формирования урояая у черной смородины. Сроки наступления и продолаительность цветения у сортов изменялись по годам в зависимости от генетически обусловленной ритмики внутренних процессов и конкретных условий вневней среди (погодных условий весеннего периода и температурного режима проведшей зи-ыц). Более раннее цветение отмечено у сортов, имеюиих сложное генетическое происхождение (ЕСД). которые зацветают на 2-3 дня раньше сортов других генетических групп. Неоднородность сортов, входящих в группу ЕСД. позволила выделить сорта, которые на протяжении ряда лет отличались очень ранним началом цветения, на 4-7

б

л,ч^ раньве.основной группы. Это-.йлтайскал ранняя, »¡иоимица Алтая. Сеянец Голуоки, зрояаиная йравцевои. самое позднее начало цветения отмечено у сортов генетической группы, происходящих от европейской разновидности к. тдгии и уаг еигораеит ¿апсг. ини начинают цвести на ¿-4 дня позднее основной массы сортов других генетических групп.

■ Существенных различий между сортами по длительности цветения в зависимости от их генетического происхождения отмечено не оыло. паолвдаемые колеоания по длительности цветения зависели от погодных условий во время цветения. Амплитуда колеоания по срокам цветения в разные годы у некоторых сортов не превышает ¿-4 дней I Яльоос зи, великанище, Диковинка, Загадка.- Ка]"аагпп Мизьа, Ьераап Пиэъа. Ликерная, йинай ¡¡¡мырев, Мичуринская. Партизанка. Пушистая, $ъена II. улыбка.), у других доходит до 8-10 дней (Де.тскосельская, Доорая, невская. СеленгаJ.

Число цветков в соцветии, представляющее сооой потенциал продуктивности пункта плодояощетя, ограничивается генетически ооусловленными свойствами сорта. Основная масса сортов имеет в среднем за годы исследований 7-о цветков в кисти.

величина завязывания ягод зависела от генотипа, сорта и различных модифицирующих .факторов! наиоольиий процент завязавшихся ягод отмечался у групп сортов сД и ¿ОД - 69.2 и 58,ЭХ, : соответ-; ственно.

Установлено, что конечный урожай черной смородины, в значительной степени, зависит от осыпания неоплодотворенных'цветков. Наиоольиая потеря урожая отмечена в 1986.198?,1989 и 1991 годах, когда она составила - 66.3: 47.2; 50.3 и 44,6*. соответственно, наименьшая - в 1990 году, когда она составила - ¿7,67. от потенциально возможного урожая. После образования завязи сбрасывание ^элементов продуктивности продолжалось. Потеря урожая от осыпания завязи была наибольшей в 1990 и 1991 годах и составила - ¿6.7 и ¿9,/Х, соответственно от потенциально возможного урожая.

выявлена высокая положительная корреляция меяду завязавшими и

созревшими ягодами от . цветков. Она "ксглесллась в пределах от r-0.P4i0.JCi до г=0.9210.09 по годам. .

Биологические особенности сортов черно* смородин* по ворииро-ванив компонентов продуктивности. Основными компонентами-слагаемыми потенциальной продуктивности черной смородины являвтсягколи-чество соцветий на 1 погонный метр (п.м.) плодоносящей древесины, количество ягод в кисти, средняя масса ягоды.

Величина и одномерность ягод контролируются генотипом сорта. Анализ генетических групп по крупкоплодности позволил выделить сорта, имевшие сломное генетическое происхоадение. (ЕскЕСД: ЕСД). как наиболее крупноплодные. Наибольшей кассой ягоды характеризуются сорта: Любимица йлтая (1.12г), Алтайская ранняя (Г.Обг). Сеянец Голубки (1,04г). Диковинка (О.ЗЗг), Кантата 50 (0,98г), Партизанка (0,95г), Белорусская сладкая (О.ЗЗг). Урокайная Кравцевой (0,31г) в группе ЕСД: Черный жемчуг (1.00), Созвездие (0,98г).Зеленая дн*ка (0.95г) и зле 4-44-65 4 0,92г> в группе ЕскЕСД.

Установлено,что генотипическими различиями между сортами объясняется 682 фенотипической изменчивости массы ягод. Следовательно, в данной группе изученных сортов мошко отобрать ценные исходные формы для селекции на этот признак.

Генетические системы,ответственные за массу ягод.контролируют специфическое для сорта количество ягод в кисти. Изученные сорта характеризуются наличием 3-4 ягод в кисти. Количество созреввих ягод тесно зависит от интенсивности осыпания завязей в процессе роста и развития ягод и определяется биологией сорта, погодными условиями, санитарным состоянием плантации.

Установлена корреляционная зависимость между количеством ягод в кисти и процентом завязаввихся ягод от цветков: г=0,62 и процентом созревших агод от цветков: г-0,7?. Линейное уравнение регрессии, описывавцее зависимость мевду процентом созреввих ягод от цветков (У) и количеством ягод в кисти (X), имеет вид: У=10.13+10.бХ.

Йетекаткчески установлено, что количество ягод б кисти в группе £.в «аибольвей степени, зависит от. биологических особенностей сорта- на 46,62. в группах Еск и ЕскЕСД -.от метеорологических условий года - на 46,0 и 39.52. соответственно. Для сортов других генетических групп наибольшее значение имеет доля совместного влияния биологических особенностей сорта и метеорологических условий года - 57,8% (ЕД): 48.92 (ЕС/!) и 36,62 (ЕС).

Количество ягод в кисти тесно связано с ее длиной. Установлена корреляционная связь меаду количеством ягод в кисти и ее длиной у всех изученных сортов. Наиболее тесная связь отмечена у сортов: Детскосельскаа (г=0,91), Селенга (г=0.91). зле 3-35-7? (г=0,87). Добрая (г=0,85), несколько меньше у сортов - Улыбка (г-0.62),элс 4-44-65 Сг=0.62).Память Мичурина (г=0,б3). зле 4-45-75 (г=0,53).

Длина и многоцветковость кисти определявт потенциальную продуктивность сорта. Изученные сорта черной смородины характеризуются короткими и средними кистями - от 1.8 см (Космическая) до 4,8 см (Ликерная). Довольно стабильно по годам имеют среднюю длину кисти сорта: Алтайская ранняя. Ликерная, Партизанка. Черный аемчуг, Чудесница и зле 4-45-73.

Для большшетва изученных сортов характерно наличие одной кисти на узел. Закладка нескольких кистей на плодоносящий узел характерна для сортов, происшедших от европейского подвида смородины черной и для сортов, происведвих от скандинавского экотипа. Однако, закладка нескольких кистей отмечалась такве у сортов, входящих в другие генетические группы: Багира. Белорусская сладкая, Виноградная, Выставочная, Диковинка. Зеленая дымка. Катерина, Кастичай, Ликерная, Минай 1ыырев. Минская 2, Партизанка, Сакалай. Сеянец Голубки, Селенга, Черный аемчуг, зле 4-45-75.

Количество кистей на плодоносящий узел существенно влияет на показатель- количество кистей на 1 п.м. плодоносящей древесины.

■Наибольшей плотностью размещения кистей характеризуются сорта, происшедшие от скандинавского зкотипа европейского подвида смородины черной, имеющие в среднем за годы исследований 50 кистой на 1 п.м. плодоносящей древесины. Наименьшее количество кистей отмечено у сортов группы ЕскЕСД - 39. Значительных изменений этого показателя по годам у сортов отмечено не было, коэффициент вариации бил довольно низким для большинства сортов.

Установлено, что наибольшее вликние на плотность размещения кистей оказывает совместное действие биологических особенностей сорта и метеорологических условий года, которое колебалось от 53.6% (для группы Е) до .63,9Х ; (для группы ЕскЕСД). Довольно существенно влияние биологических особенностей для сортов трех генетических групп ( Е: ЕскЕСД; ЕС), которое составило - -"5,3; 30,8 и 2?,К, соответственно.

,, Другие показатели структуры плодоношения - средняя масса кисти, коэффициент продуктивности является производными и их величина определяется различный сочетанием основных компонентов: средней массой кгод, количеством ягод в кисти и количеством кистей на 1 п.м. плодоносящей древесины.

. Большинство изученных сортов имеют средкЕв массу кисти в пределах 2-3 граым. независимо от генетического проксхокдекия. Сорта, имевшие массу кисти свыше 3 грамм отмечены только в двух генетических группах - ЕСД и ЕскЕСД. Причем, у сортов Любимица Алтая (З.ЗЗг), Сеянец Голубки (3.39г) - за счет более крупных ягод, у сортов Память Вавилова (4,05г), Федоровская (3,50г). Чудесница (3,21г), Паулннка (3.18г), Ликерная (3,15г) - за счет большего количества ягод в кисти, а у сортов Партизанка (4,01г). Черный земчуг (3.43г), Зеленая дикка (З..28г) --за счет более высокого сочетания обоих компонентов.

Величина коэффициента.продуктивности - показатель довольно не стабильный. В 1990 году коэффициент продуктивности оказался у большинства фортов выше по сравнению с другими годами, что. объясняется большей плотностью кистей и большим количеством ягод

в кисти. Низкий коэффициент продуктивности в 1986 году зависел от невысокой плотности кистей, а в 1989 и 1991 гг - небольшой средней массы ягоды. Снижение массы ягоды в эти годы произошло в связи с неблагоприятными условиями погоды в период роста и развития ягод.

Наиболыий коэффициент продуктивности отмечен у сортов Выставочная (149.5г). Диковинка (138|2г). Зеленая дымка (123.9 г). Созвездие (123.2г). зле 4-45-75 ( 120.6г). причем у сорта Выставочная, зле 4-45-75 - за счет больней плотности кистей и большего количества ягод в кисти, у сортов Диковинка и Созвездие - за счет больвей плотности кистей и больней массы.ягоды, у сорта Зеленая дымка - за счет большего количества ягод в кисти, и болъией их средней массы. Наименьший коэффициент продуктивности отмечен у сортов Память Мичурина (48.4г), зле 3-36-80 (59,9г). Добрая (66.2г). Великанище (77.Зг).

Фотосинтетическая продуктивность сортов черной смородины и ее связь с формированием урожая

Особенности ©атосинтьтической деятельности листового аппарата у сортов черной смородины. В основе потенциальной продуктивности растений черной смородины лекит фотосинтетическая деятельность листового аппарата, основными показателями которой являются : степень его развития, чистая продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) и время активной работы. Все эти показатели зависят от генотипа сорта и многих модифицирувцих факторов:.уровня минерального питания, размера кустов, схемы посадки растений, условий погоды и т.д.

' ЧПФ у одного и того же сорта существенно изменялась по годам. Значительные колебания данного показателя в среднем за годы исследований отмечались у сортов: Память Мичурина (32.1%), Селенга (30,6%), Улыбка (30,1%). Добрая (28.2'Л, Великанище (25.2%) и Диковинка (23,4%). Достаточно стабильным этот показатель был у Зеленой дымкк (9.5%) и Белорусской сладкой (9.6%), Установлено, что величина ЧПФ в зти годы на 45,7% . зависела от биологических

особенностей сорта, на 6.42 ~ от условий годэ и на 47.92 - от совместного действия указанных факторов. 8 результате индивидуальной ответной реакции фотосинтетическсго аппарата сортов на условия года, различия между сортами по величине ЧПФ были непостоянными. 8 среднем за б лег исследований была выявлена группа сортов, превосходящих контрольный сорт Память Мичурина по величине ЧПФ - Сеянец Голубки.. Белорусская сладкая^ Диковинка, Злыбка, Созвездие, Багира.Детскосельская, элс 4-45-75, Выставочная, элс 3-35-77, Черный генчуг. Зеленая дымка. Селенга. Наивысшую чистую продуктивность, фотосинтеза имели сорта - Сеянец Голубки (11,14 г/кв.й сутки). Белорусская сладкая (9,08 г/кв.м сутки), которые правосходили сорт Память Мичурина на .62,6 и 32,62, соответственно. Наиненьвей ЧПФ характеризовались сорта: Добрая (5.73 г/кв.н сутки), элс 3-35-80 (б,Об г/кз.м суткн). Великанище (6,10 г/кв.к сутки), которые уступали контрольному сорту по величине этого показателя на 15,6: 11,5 и 10,92, соответственно.

Для выявления связи иеяду фотосинтатической продуктивностью листьев и урогзйностьш сорта определялись и другие показатели потенциальной продуктивности: фотосинтетический потенциал продуктивности иФП) и потенциальная хозяйственная продуктивность листьев С9ПЛ пот.).

Болызииство анализируемых сортов интенсивнее формирует хозяйственную продуктивность, чен контрольный сорт - Память Мичурина. Но, в целом, фотоскнтетический потенциал черной смородины в агроценозе довольно высокий, что, пречде всего, объясняется низкий процентов завязаввихся ягод-и. следовательно, относительно небольвия использованием продуктов фотосинтеза на формирование чроаая. Очесидно листовая поверхность черной смородины могла бы обеспечить формирование значительно большего количества ягод, по-этоау одним из направлений селекции на висакуа урожайность следует считать увеличение количества завязавшихся ягод и их средней массы.

Наивисада удельную хозяйственную потенциальную продуктивность

12; ...--..

фс1ьеъ:Шём сорта - Сеянец Голубки (3,70 кг/ кв.« листьев). Белорусская сладкая (2.86 кг/кв.м листьев),Черный жемчуг (2,82 кг/кв.м листьев), которые характеризовались и повышенной фотосинтетической активностью листьев.

Наряду с фотосиктетической продуктивностью листового аппарата вааную роль в формировании.урояая играет степень его развития. Особенно большое влияние на рост агод оказывают листья плодовых образований, так как именно они в первую очередь обеспечивают растущие ягоды питательными веществами. Основными плодозыми образованиями у изучаемых сортов черной смородины являются плодовые побеги. 9 большинства сортов площадь листьев.плодовых побегов, в среднем за годы изучения, была достаточно высокой и колебалась от 125,6 кв.см у сорта Великанище до 413,2 кв.см у зле 3-36-80. Отмечено, что при естественном распределении ассимилятов на процессы метаболизма и роста, при характерном уровне ЧПФ ягоды на плодоносящих образованиях Формируются за счет собственной площади листьев. -

Наименьше площадь листьев, необходимая для формирования 1ц. урожая, характерна для сортов: Сеянец Голубки (28,75 кв.м листьев). Белорусская сладкая (36,1? кв.м), Черный аеычуг (36,53 кв.м). Созвездие (37,79 кв.м), Багирз (38.63 кв.м). Диковинка (39,43 кв.м) и Зеленая дымка (39,98 кв.м).

Установлена возможность вести селекции на улучшение фотосинтетической активности и других признаков продуктивности черной смородины.Отмечено,что лучиие гибридные сорта черной смородина по фотосинтетическим показателям продуктивности находятся на уровне . лучшей исходной формы или превышают величину своих родителей. Экологические аспекты азучеяшз адаптивного потенциала

сортов черной смородина Интенсивность фотосинтеза, скорость ростовых процессов и накопление уроаая существенно зависят от водного баланса растения.Для нормальной жизнедеятельности клетки и ткани растений

должны быть достаточно насинены водой. В наших исследованиях были установлены суцественныо сортовые различия по водному дефициту и относительной тургоресцентности листьев. Отмечено увеличение недостатка воды в листьях растений в период начала созревания ягод, когда водный дефицит бил на 12 выае, чем в период роста ягод и на 10,52 выае, чем а период полного их созревания.Недостаток воды в л;:стьях черной смородины отрицательно сказывается на продуктивности растений. Остановлен коэффициент корреляции меаду водным дефицитом и урояаем ягод с 1 куб.м куста:г=-0,53. Математически определена наибольшая зависимость водного дефицита з период роста ягод от условий года (52,2). в период начала и полного созревания ягод от совместного действия биологических особенностей сорта и условий года - 61,7 и 58,02. соответственно. Подобная зависимость объясняется структурными изменениями происходящими в тканях по мере старения листа.

Одним из факторов, определяющих стойкость растений к обезвоживании является водоудерзиваадая способность листьев (ВСЛ). В разрезе экологических условий и факторов года выделились сорта с высокой амплитудой изменчивости ВСЛ и с более стабильный этим свойством. Высокой ВСЛ характеризовались: сорт Нинэй Вмырев и зле 4-45-55. Установлено, что ВСЛ.в период роста ягод в наибольшей степени зависит от биологических особенностей сорта (41,7%), в период начала созревания ягод - от совместного влияния биологических особенностей сорта я условий года "(47',42). а в период полного созревания ягод - от условий года (62,32).

Определено, что ВСЛ з париод временного переувлажнения бнла ниже, чем в период частичной влагоемкостн ( на 26,32 - через 2 часа. 25.02 - 4 часа и на 20,32- через б часов завздания). Незначительно понизал ВСЛ з. период временного переувлажнения сор г Выставочная - на 5,12,

Зеханизнн, обеспечазаящие устойчивость культурных растений к водному' .стрессу по-разному влияй* на продуктмзность фотосинтеза.-' Установлена корреляционная связь меяду ВС и ЧИФ листьев черной

! 4 . • ' ■ ■■■■' ■

смородина, которая изменялась от г-0,906 до г=0.937.

БСЛ черной смородины зависит от наличия в листьях фракций воды различной подвижности. Фракционный состав воды определяется Физиологическим состоянием растений, изменением'метеорологических факторов и условий водообеспеченности растений. Причем, содержание свободной и связанной.-воды в . тканях, листьев подвергается большим колебаниям, чем содержание, общей воды.. Значительные колебания содержания свободной воды отмечались у сортов: Черный жемчуг си= 76.8%).Сеянец Голубки 01=62,27.1,Диковинка (1Ь58,ЗУ.) и Великанище (11=57,9%). Установлено, что сорта раннего срока созревания в тканях листьев содержат больше свободной воды в средней на 18,3%. чем сорта среднего срока созревания и на 23,1%,чем позднего срока созревания, фракционный состав воды зависит от биологических особенностей сорта на 15%, условий года -на 65% и совместного действия указанных факторов - на 20%.

Отмечено, что с усилением напряженности метеорологических факторов часть свободной воды переходит в связанное состояние. Чем устойчивее сорт, тем сильнее у него виражена способность связывать воду. В условиях прохладного, влагного лета 1987 года наибольшим количеством связанной воды характеризовались: элс 4-44-65 (59,9%), зле 4-45-55 (52.8%), сорта- Память Мичурина (56,3%).Селенга (55,3%) и Выставочная (50.5%).: В теплой, влаанои 1983 году - Черный жемчуг (60,9%),. Багира С61.8%).' Белорусская сладкая (60,6%), Память Мичурина (58,5%), зле 4-44-65 (57,9%), Сеянец Голубки (56.2%) и.зле 4-45-7.5 (54,2%). Наибольшее количество связанной воды в листьях отмечено жарким, засушливым детая 1331 года. когда оно в средней,на .86,7% превышало содержание связанной воды в 1987 году и на 66,3% - в 1988 году.

Установлена корреляционная связь свободной зоды ( Фракция воды, отнимаемая силой з 153 атм.) с суммой осадков (г=0,81) и .с сушоп полоаительных температур (г=-0,76) ( от сирого веса листьев), а такзе связанной водк с суммой осадков (гг-0,72) и с суммой полоаителькых температур с г -0.5 3). Зависимость содержания свобод-

мой води <У1) от суммы положительных температур (XI) и сунмы осадков (Х2 ) выравается уравнением регрессии:

У1 = 80.40-0.04(Х1)+0.95(Х2). А зависимость содеряания связанной воды (У2) уравнением:

У2=1.62+0.05С X1 )-0,85(Х2). Установлена отрицательная корреляционная связь меаду содерганием общей воды (УЗ) и содерганием сухих веществ (ХЗ) в листьях (г=-0,63). Формула уравнения регрессии имеет вид:

¥3=388.31-5.72X3. Отмечено, что изменения процесса водообмена протекают неодинаково у растений полученных в условиях различной влагообеспеченности. Сорта, выведенные в условиях недостатка влаги, характеризуются более высокими водоцдерэшвакщими силами и значительными величинами сосущей силы клеточного сока по сравнению с растениями оптимального Фона вланности. При действии водоотнинаищих растворов различной концентрации (44,2: 56.6 и 32,9 атм.) в типичных для нэией зоны условиях установлено, что листья сортов черной смородины, выведенных в условиях г.Мичуринска, прочнее удерживали воду, чем листья сортов белорусской Хна 5,6; 27.8: 18,52). ленинградской (на 11.9: 48,8: 25,22) и сибирской селекции (на 36,7: 54,8; 23,82. соответственно). .

Однако, в условиях экстремально-стрессовой ситуации лета 1931 года поведение изучаемых сортов черной смородины было нестандартным. При использовании водоотниманщего раствора с сосущей силой 44,2 атм., в условиях жаркого, засушливого лета 1991 года отдельные сорта белорусской и ленинградской селекции характеризовались бользим количеством связанной воды, чем местные сорта. Изучаемые сорта имеют слонное генетическое происхоадение, их геном обладает большой емкостьв и не вся возможная информация выдается со структурных генов в процессе развития в привычных условиях. Изменения условий существования приводят'в выдаче новой информации.ранее скрытой в геноме.и вазываат определенные полезные приспособления.

Хозяйственная продуктивность сортов черной скородинм.

Сравнительное изучение урожайности сортов черной смородины показало, что в целом за годы исследований хорошо плодоносили: элс 4-44-65. зле 4-45-75. сорта - Черный жемчуг. Созвездие (группа ЕскЕСД). Партизанка. Сеянец Голубки, Память Вагилова. Паулин-ка, Чудесница. Белорусская сладкая (группа ЕСД). Кастичай (группа ЕД), Загадка. Лесковица (группа ЕС), Мичуринская (группа Е). Brodtorp. Kajaanln Masta, Sunderbyn. Ojebyn (группа Еск), Слабое плодоношение отмечалось у сортов Глебовская (группа ЕСД) и Climax (группа Е).

Установлено, что наименыаее влияние условий года на показатель yposañ с куста (кг), характерно для сортов, имешцих слокяое генетическое происхождение ЕСД (8,52) и ЕскЕСД (17.5'Л, наиболь-аее - 54,Tú, для сортов, полученных с участием европейского подвида скоровииы черной и смородины дикуш. Влияние же условий года на урожайность сортов других. генетических групп, было примерно одинаковым и составило 33,92-для группы Е,-38,02 - для группы Еск и 45,52 -.для группы ЕС. Б значительной степени урогайность черной ейородины определяется совместным влиянием биологических особенностей сорта и условий года, которое составляет 43,5^, с колебаниями от 24,2% в группе ЕД до 63,62 в группе Е.

Выявлена корреляционная зависимость меру урокаем с куста и средней массой ягоды (г-0,54), а также облиственностыо куста кв.м (г-0,61). ,

Группировка изучаемых, сортов черной смородины по плотности уровая показала, что большая их часть соответстует ступени "средняя плотность уроная" (0,6-1,5 кг/куб.м). Анализ. генетических групп показал, что наивысший коэффициент плотности урокаа характерен в теплие, влашше годы дла групп Еск к ЕСД, в йрохладные, влаЕные - для группы ЕД. а'в жаркие, засушливые - для ЕскЕСД. 9становл:ена корреляционная зависимость меки урокаем с 1 пиб.м куста и самоплодкостьв: г-0.56 (естественное самоопыление).

При отборе уроЕайкых форм черной смородины важным показателем является фактическая удельная продуктивность листьев (5ПП факт).

которая характеризует нагрузку урокзем на единицу листовой поверхности. Она положительно коррелирует с величиной других показателей хозяйственной продуктивности: коэффициентом плотности .дрожал (г=0,49). количеством ягод в кисти (г=0,бб). В среднем за годы изучения наибольная нагрузка урокаем на I кв.н листьев (свыше 0.5 кг) отмечалась у сортов Детскосельская и Диковинка. В целом группа изученных сортов черной смородины характеризуется недостаточной нагрузкой урожая в расчете на 1 кв.» листьев. Об этом свидетельствует невысокий коэффициент реализации ассимилятов на урожай (К хоз), который в среднем за годы изучения составил 11,12, с колебаниями по сортам от 4,12 (Зеленая дымка) до 24.32 (Детскосельская). Установлена корреляционная связь между К хоз. и количеством созревших ягод от завязавшихся (г=0.505. а также с облиственностью куста кв.м (г=-0.75). Мультипликативное уравнение регрессии, описывающее зависимость меаду И хоз. (7) облиственностью куста кв.м (XI) имеет вид:

У = 2,92 х XI."0,61 Распределение ассимилятов в растении черной смородины зависит от генотипических особенностей, фазы онтогенеза и условий среды. При нормальной ходе морфогенеза в растении существует сбалансированная система производства и потребления ассимилятов,обеспечивающая потребности центров роста при уровне фотосинтеза, который нияе потенциальных возможностей фотосинтетического аппарата. Следовательно. необходима селекция на оптимальное сочетание мощности развития и активности фотосинтетического аппарата с емкостью атт-рагируизих органов.

Выв оды

1. На основе изучения морфофизиологических компонентов продуктивности сортов и элитных сеянцев черной смородины различного генетического происхождения установлено, что на современном этапе эволюции культурных растений рода ШеБ Фенотип, как правило, отражает генотип. Анализ генетических групп показал, что сорта, по-

лученные на 3-4-геномной основе чЕг.кЕСД... Е€Д). наиболее конкд-рентнсспосоони к ь бользинстве случаев пригодны для замены в районирование« сортименте сортов, полученных с-участием- ливь европейского и сибирского подвидов смородины черной.

2. Ритм роста и развития растений черной смородины в целом соответствует климатическим условия« Центрального Черноземья. Одной из основных фенофаз в процессе формирования урожая является цветение, интенсивность которого зависит-от биологических особенностей сорта.возраста. V. общего состояния растений, погодккх уело- • вий предыдущего вегетационного периода и прогедвей зимы.'.

3. Величина урожая в значительной степени зависит от завязы-ваевости ягод,; которая обусловлена биологическими особенностями сорта, обким состоянием растений, степенью развития листового аппарата и метеорологическими условиями вегетационного периода. На-ииенывий коэффициент варьирования завязавшихся ягод от цветков отмечен в группе сортов, полученных с участием европейского, си-~ йирского подвидов смородины черной и смородины дикувн (1Ы8.Ш. наибольший б группе сортов, происшедших от скандинавского экотипа европейского подвида смородины черной iU= 26,5%).

На фоне обильного цветения наиоольвее завязывание ягод характерно для сортов: Багира (ЕскЕСД); Космическая, Ликерная,. Любимица Алтая, Память Вавилова, Партизанка, Федоровская, Чудесница (ЕСД); Кастичай. Лена. Сакалай, <ЕД) и Magnus (Е).

4. Основным показателем, характеризующим сорт. является средняя касса ягоды. Величина данного показателя зависит от биологических особенностей сорта, погодных условий в период роста и развития ягод и возраста растений. Установлено, что тенотипи-ческиаи различиями между сортами обьясняется 68% фенотйпической изменчивости массы ягод. Лучшими исходными сортами в селекции на крупноплодкость являются: Алтайская ранняя. Белорусская слад-кая,Диковинка,Зеленая дамка,Кантата 50. Любимица Алтая,Партизанка,Сеянец Голубки,Созвездие,Урожайная Кравцевой. элс 4-44-65.

5. Специфическое для каждого сорта количество ягод в кисти

■ ' 19

контролируется генотипом. Определенное влияние на этот показатель оказывают такае погодные условия в период вегетации, санитарное состояние плантации, возраст растения, условия агротехники возделывания и интенсивность осыпания завязей. Установлена корреляционная зависимость меяду количеством ягод в кисти и процентом завязавшихся ягод от количества цветков (+0,62) и меяду количеством ягод в кисти и процентом созревших ягод от количества цветков (+0,77). Лучшими сортами в селекции на многоплодность кисти является Кент, Память Вавилова, Федоровская.

6. Сортовые особенности, возраст растения и длина побегов оказывают влияние на плотность размещения кистей на 1п.м. плодоносящей" древесины. Установлен отрицательный коэффициент корреляции (-0,45) меяду длиной годичного прироста и количеством кистей на 1п.м. плодоносящей древесины с колебаниями от -0,37 (для группы сортов; происиедиих от европейского подвида смородины черной) до -0.65 (для группы сортов, полученных с участием европейского : подвида смородины черной и смородины дикузи).

Сортами.характеризувяимися наибольшим количеством кистей на 1п.м. плодоносядей древесины.являатся - Белорусская сладкая. Загадка. 5ш1йегЬуп, Кантата 50, Кастичай, Ка)аап1п Кент, Мичуринская, . Невская. 01еЬуп, Паулинка, Улыбка. Федоровская, зле 3-35-7?. ;

7. Сырьевые и энергетические ресурсы уроаая создаатся в процессе фотосинтеза. Величина чистой продуктивности фотосинтеза определяется генотипом сорта (45,72), условиями года (6,42) и их взаимодействием ( 47,32). Высокая ЧПФ характерна для сортов: 5а-гира. Белорусская сладкая, Диковинка, Сеянец Голубки, Созвездие, Улыбка.

3. Высокий фотосинтетический потенциал в насаядениях черной смородины свидетельствует о больаих нереализованных возмоаностях данной культуры, в связи с этим одним из направлений селекции на высокув уроаайность следует считать - увеличение количества завя-завиихся ягод и их средней массы. Наиненьзее количество кв м су-

ток для фориирования одного килограмма ягод требуется сортам: Белорусская сладкая. Диковинка. Сеянец Голубки. Созвездие. Черный, жемчуг.

9. Основными плодовыми образованиями у изучаемых сортов черной смородины являются плодовые побеги, облиственность которых обусловлена биологическими особенностями сорта, условиями года и физиологическим состоянием растений. В работе по дальнейшему повышению урожайности черной смородины вамное значение приобретает отбор и выведение форм с наиболее высокой фотосинтетической продуктивностью., способных при хорошей, но не чрезмерной облиствен-ности образовывать максимальную массу хозяйственно-ценных органов в расчете на единицу площади листьев.

10. В результате установленной взаимосвязи и взаимообусловленности морфофцзиологических признаков продуктивности выявлена возможность вести селекции на их сочетание и улучшение в новых сортах интенсивного типа.

11. В условиях недостаточного влагообеспечения происходит ослабление интенсивности процессов водообмена растений сортов черной смородины, Уменьшается степень оводненности и турго-ресцентности листьев, увеличивается водоудерживавщая способность листьев. Растения характеризуются высоким водным дефицитом.

При временном переувлажнении у изученных сортов черной смородины усиливается интенсивность процессов водообмена. При эт(}м не изменяется или незначительно повышается общее содержание воды в листьях, увеличивается их относительный тургор, снижается водо-удеряиваваая способность.

12. Неодинаковый характер изменения водного обмена у изученных сортов черной смородины, а также адаптация к засухе или переувлажнении зависит-от сортовых особенностей.

Так. зле 4-45-55 является наиболее пластичным. Я этого сеянца проявляется устойчивость как к умеренной засухе, так и временному переувлажнению. Сорта Пинай Вмырев, Великанище, зле 3-36-80 активно приспосабливаются к условиям засухи. В отличие от сортов

* т

Детскосельская, Улыбка. Селенга, а первых в этих условиях сохраняется более стабильный водный обмен. Менее подвераено изменению обоее содёрвание воды в листьях за счет высокой водоудеряиваюцей способности и слабой интенсивности транспирации.

Сорта - Детскосельская. Нлыбка и Селенга, в условиях временного переувлаанения,' характеризуются относительно стабильным тур-горой и низкой водоудеряивавчей способностью.

13. Механизмы, обеспечивающие устойчивость растений черной саородины к водному стрессу по-разному влияют на продуктивность фотосинтеза, и как следствие, на величину и качество урожая. Остановлено, что сорта,имеющие высокую водоудеряиващую способность листьев.имеит. и высокую чистую продуктивность фотосинтеза (г=0,9).

14. Способность сохранять высокий уровень оводненности тканей растения зависит от фракционного состава воды. Выявленный на опытах факт Фракционного выделения воды свидетельствует о наличии в листьях черной, смородины фракций различной подвианости, величина которых зависит от биологических особенностей сорта, физиологического состояния растений, изменения метеорологических факторов и условий водообеспеченности растений.

Остановлена корреляционная связь свободной воды с суммой осадков(г=0,81) и,с суммой положительных температур(г=-0,76), а такие связанной вода с суммой осадков(г=-0,72) и-с суммой положительных температур (г=0,69).

15. Хозяйственно-полезная продуктивность сорта зависит как от фотосинтеткческой продуктивности листьев, так и .от коэффициента реализации ассимилятов на уроаай. Наибольшим коэффициентом реализации ассимилятов на урожай характеризовались сорта: Выставочная. Детскосельская, Диковинка, Сеянец Голубки, Черный жемчуг, элс 4-45-55.'

15. При сравнительном изучении сортов по хозяйственно-полезной продуктивности наиболее объективную их оценку мояно дать при использовании показателя урожая в расчете на 1 куб.м объема

•22' :.■".- .. ; ;; '.: V. -..";■ , ; .;>/. ';,■ ул./.

■■■к^ЕТа."; 'По атому 'показатели наиболее продуктивными 'является сорта Яшбимииа йлтая. Сеянец Голубки. Черный ненчуг, элс 4-45-55. .-.' : !?. Среди изученных сортов черной смородины высокими уровнями, засухоустойчивости к продуктивности характеризовались сорта слоеного генетического происхондения (ЕскЕСД.сСД). Богатая генетическая основа сортов данных групп обеспечивает нормальное функционирование растений в изменявшихся условиях внешней среды путем сохранения устойчивых значений одних элементов продуктивности и больией пластичностьи других.

Рекомендации селекции и производству.

1. По комплексу хозяйственно-ценных признаков перспективными для производственного испытания следует считать сорта Зеленая дымка. Диковинка. Сеянец Голубки, Партизанка, Федоровская, Черный аемчуг.

2. В селекционную работу по .повышению урожайности следует вире привлекать сорта, являющиеся ценными источниками по комплексу морфофизиологических компонентов продуктивности: Сеянец Голубки (крупноплодность. ЧПФ,*$П. УПЛпот.. урояай с ! п.н. плодоносящей древесины, самоплодность. Кхоз.), Черный жемчуг (крупноплодность, многодетность, аФП.ЗПЛ пот., самоплодность, К хоз.), белорусская сладкая (крупноплодность, количество кистей на 1 п.к. плодоносящей древесины, ЧПФ. аФД^'ЗПЛ пот., самоплодность). Диковинка ( крупноплодность, ЧИФ, аФП, урояай с1>,*.;'плодоносящей древесины, самоплодность, К хоз.),Федоровская (ыногоплодность кисти, количество кистей на 3 п.м. плодоносящей древесины; самоплодность, урозай с 1 п.». плодоносящей древесины, коэффициент плотности уроаая).

3. Сорта- источники ценных для селекции признаков: -крупноплодность - Алтайская ранняя. Белорусская сладкая,

>ЯккоБИнка. Зеленая дымка. Кантата 50, Любимица Алтая, Партизанка, Сеянец Голубки, Созвездие. Зроаайная Кравцевой. элс 4-44-65;

- количество ягод в кисти -. Кент, Память 'Вавилова.Фёдоровская;

- многодетность - Brodtorp. Выставочная. Голиаф. Sunaerbyn. Кастичай. Kai aanin Husta. Ojeb^ii, Черный яемчуг;

- количество кистей на I п.м. плодоносящей древесины - Белорусская сладкая. Загадка, Sunrierbyn. Кантата 50. Кастичой. Kajaanín Husta, Кент, Мичуринская, .Невская. Ojebyn, Паулинка, Члцбка, Федоровская, зле 3-35-77;

- чистая продуктивность фотосинтеза листьев - Багира, Белорусская сладкая. Диковинка. Сеянец Голубки. Созвездие, Улыбка:

- фотосинтетический потенциал продуктивности - Белорусская сладкая. Диковинка, Сеянец Голубки. Созвездие. Черный жемчуг;

- потенциальная хозяйственная продуктивность листьев - Белорусская.сладкая. Сеянец Голубки, Черный жемчуг;

- засухоустойчивость в период вегетации - Багира, Белорусская сладкая, Детскосельская, Зеленая дымка. Минай Лмырев. Черный жемчуг; элс 4-44-65, элс 4-45-55, зле 4-45-75.

4. Основный направлением селекции черной смородины на высокую урожайность должно быть создание форм/ имеющих рациональную структуру куста, хорошув облиственность плодовых образований, высокую . фотосинтетическую продуктивность листьев, оптимальную сбалансированность морфогенетических процессов.

Опубликованные работы по теме диссертации

Г.Еидехина Т.В. Фотосинтетическая продуктивность листьев у сортов черной смородины // Селекция и сортоизучение черной смородины. -Мичуринск, 1988.-С.96-98.

2.йидехина Т.В. Фенотипические различия сортов черной смородины по морфоструктурным компонентам продуктивности // Проблемы интенсификации садоводства: Тез.докл. к III обл.конф.СЗ-4 марта 1989).- Мичуринск.1989.-С.39-41. .

3.йидехина Т.В. Фотосинтетическая деятельность и селекция черной смородины на высокую урожайность //Проблемы современного садоводства: Крлез.докл.респ.конф.С 19-22 дек. 1989).- Киев. 1989.-

с.юз. - •

4.Видехина Т.В. Морфоэкологические особенности сортов черной

24. г • V . ' . ■

смородины, культивируемой в ЦЧЗ // Кр.тез.докл. к IV обл; конщ.

"Проблемы интенсификации современного садоводства".- Мичуринск. 1990.-С.45-4?. ,/

5.Еидехина Т.В.Редукция потенциальных элементов продуктивности у сортов черной смородины // Кр. тез. докл. к IV обл. конф."Проблемы интенсификации современного садоводства". Мичу-ринск,1990.-С.4?-48.

6.Еидехина Т.В. Изучение взаимосвязи водного ренина и показателей продуктивности у сортов черной смородины 7/ Тез. докл.конф. молодых ученых и специалистов, посвященной 60-летив образования . Казахского СХИ (20-23 ивня).- Алма-Ата, 1990.- С. 73-80.

7.8идехина Т.В.Фотосинтетическая и хозяйственная продуктивность черной смородины в связи с селекцией на высокую урожайность // Состояние и перспективы развития ягодоводства в СССР.-Мичуринск, 1990.-С.52-55.

б.Еидехина Т.В.Основные факторы, характеризующие величину урожая черной смородины // Тез. докл.2 Республиканской конф. молодых ученых и специалистов,-Киев, 1991.-С.58-59.

9.Видехина Т.В.Физиологические основы селекции интенсивных сортов черной смородины // Сортоизучение и селекция плодовых и ягодных культур.-Мичуринск,1992.-С.54-60