Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Гладиолус - Gladiolus L.

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, доктора сельскохозяйственных наук, Громов, Андрей Николаевич, Санкт-Петербург

У/; - б /

' . V к/ <J /

На правах рукописи

ГРОМОВ Андрей Николаевич

ГЛАДИОЛУС - GLADIOLUS L. (биология, адаптивность, исходный материал, селекция)

Специальность: 06.01.05 — Селекция и семеноводство

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук в форме научного доклада

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

1998

Работа выполнена в ¡958—1997 гг. во Всероссийском паучко-иссле-довательском институте овощеводства (г. Москва).

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор В. И. Кривченко; член-корр. РАСХН, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Г. В. Еремин, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Г. С. Осипова.

Ведущее предприятие

Главный ботаяич

-ий сад РАН.

Защита диссертации состоится « в « часов на заседании докторско российском научно-исследовательском и; Н. И. Вавилова по адресу: 190000 С екая, 44.

'ОД8 г. п>се-

С научным докладом можно озна сийского научно-исследовательского И1 Н. И. Вавилова.

Автореферат разослан ъЛЗт^^

Ученый секретарь совета Д.020.18.01 доктор сельскохозяйственных наук, г профессор • -

Буренин

,)

С,

и

г// .5'' •■ ■■ / 1 ^ - у

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Гладиолус ЛЗЫю1и8 Ь./— одно из орнаментальных изысканнейших растений, пользующихся большой популярностью. В летне-осенний период это одна из ведущих срезочных культур. Цветение гладиолусов в условиях Центрального Нечерноземья можно наблюдать с середины июня до второй половины сентября, подбирая сорта, отличающиеся по срокам зацветания, используя различные сроки посадки и размеры клубнелуковиц, полиэтиленовые укрытия. Во многих крупных городах России, в странах Запада периодически проводят специализированные выставки гладиолусов для популяризации и пропаганды знаний и опыта выращивания этих замечательных цветов.

Культура поражает огромным разнообразием окрасок, размерами и формой цветка, соцветия; гофрированностыо и складчатостью лепестков^и-их расположением. Разнообразны сорта и по срокам зацветания.

Селекцией гладиолуса за рубежом, как правило,занимаются частные фирмы. Они соблюдают спои интересы и стараются не публиковать основ своих разработок и наблюдении в этом плане. В России селекция гладиолуса ведется в ботанических садач, научно-исследовательских и опытных учреждениях, но не является основным направлением.

Успех селекционеров Германии, Голландии, Великобритании, Франции, Дании и особенно СШЛ и Канады был велик, чего достигнуть селекционерам в СССР на первых этапах работы не всегда удавалось. Сорта из-за рубежа /особенно из Северной Америки/, обладающие повышенными декоративными признаками, одновременно отличались й повышенными требованиями к температуре воздуха и почвы, более чувствительны к их перепадам в дневные и ночные часы, очень страдали от холодных рос, дождей и туманов. Существенным было и наличие в Центральной Нечерноземной зоне и северо-западных регионах России короткого безморозного вегетационного периода, особенно ;итя мощно развитых сортов со средними и среднепоздними сроками зацветания.

Для успешного развития культуры гладиолуса в Нечерноземной зоне ■-..•сии и продвижения ее в новые регионы надо создавать новые отечестве сорта с существенно отличающимися декоративными и хозяйствен-и признаками, обладающие высоким морфобнологическнм потенциа-.. Отсюда возникла необходимость изучения биологии и разработки меи селекционного процесса, позволяющей получать высокодекоратив-тественные сорта с чистотой тона окраски, плотности фактуры и .,

текстуры лепестка, сочетающейся со складчатостью и гофрировкой его, мощным двурядным соцветием, с одновременно раскрывающимися 8-10 цветками. Новые формы должны отличаться н высокой жизнеспособностью, интенсивными процессами морфогенеза, обмена, фотосинтеза, оттока питательных веществ', что позволит им успешно адаптироваться к неблагоприятным континентальным условиям Центральной Нечерноземной зоны, Северо-западных и Северо-восточных регионов России.

Также было необходимо создать суперранние и ранние сорта по сро- . кам зацветания, новые высокодекоративные формы со средними и средне-поздними сроками зацветания, успешно завершающие свой ежегодный цикл развития в более короткий безморозный вегетационный период и успевающие ежегодно формировать полноценные замещающие клубнелуковицы и клубнепочки, продуктивно использующие минеральные и органические удобрения, воду, требующие меньших обработок ядохимикатами.

Цель н задачи исследований. Цель исследований — детально разработать методику и схему селекционного процесса создания садового гладио-

!луса с современными как качественными, так и количественными признаками, с различными сроками зацветания, при значительно увеличенном большом цикле развития отдельного сорта-клона.

Для этого необходимо было решить следующие задачи:

— провести оценку современного коллекционного материала садового | гладиолуса, относящегося к европейскому, северо-американскому, австралийскомуэко.типу, выявить их основные декоративные и биолог ические признаки с целью использования лучших образцов в селекционном процессе; • .

— выявить основные периоды развития садового гладиолуса и разно-[ возрастных растений, взаимосвязанные с фенофазами и органогенезом,

дать оценку динамике углеводного обмена в растениях и его связи с поступлением элементов минерального питания и перемещением продуктов фотосинтеза с целью отбора наиболее жизнеспособных семенных растений I и доноров, продуцирующих гибриды с этими признаками; .

— оценить жизнеспособность сортов-кдонов по морфологически« н

I биометрическим показателям, выращенных из клубнепочек растений, прошедших различное количество малых циклов развития;

— разработать методику подбора исходных родительских форм, выявить уенденции и закономерности наследования ведущих качественных и количественных признаков, рассматривая их как вероятностные величины

в зависимости от топофизиса коробочки на семенном растении и интенсивности протекающих морфофпзиологическнх и биохимических процессов при формировании цветка и его орг анов, определить зоны комфорта и сорта доноры;

— разработать модель Среднерусского экотипа гладиолуса /гладиалу- ( са XXI века/;

— создать современные высокодекоративные сорта гладиолуса, отно- ^ сяшиеся к среднерусскому экотипу, обладающие повышенной жизнеспособностью и адаптивностью; .

— испытать новые сорта среднерусского экотипа и сортов-доноров; |

— создать высокодекоратнвные, жизнеспособные сорта с ускоренным прохождением растениями этапов роста и развития, зацветающие при выращивании из клубнепочек среднего размера /в год посева/ с различными декоративными, морфобиологическими признаками, с различными сроками периода вегетации;

— определить перспективность использования новых признаков рас- . тений— их габитуса, чистоты окраски тональности цветка при совмеще- ' нии нескольких окрасок;

— разработать технологию первичного размножения перспективных сортов;

— усовершенствовать технологию промышленного возделывания гла- I диолуса.

Научная новизна. В результате многолетних исследований установлен характер наследования современным гладиолусом садовым ведущих декоративных и биолого-хозянственных признаков с выделением источников, сортов-доноров и зон комфорта при наследовании отдельных признаков. Из обширной коллекции сортообразцов гладиолуса, полученных из ведущих специализированных центров бывшего СССР и зарубежных фирм, выделены источники для дальнейшего селекционного процесса как по декора- , [ тивным признакам /окраска, ее оригинальность и чистота, плотность тканей лепестка и их гофрировка и складчатость, величина соцветий, количество бутонов и одновременно раскрывающихся цветков, так и по высокой жизнеспособности и адаптивности к неблагоприятным условиям Центрального Нечерноземья, Северо-западных и Северо-Восточных зон России.

Основываясь на данных изучения морфобиологических, физиологических, биохимических особенностей роста и развития растений, выделены исходные формы, позволяющие получать как суперранние с<эрта, так и сор-

та со среднепоздними и поздними срока,ми зацветания, ежегодно нормально завершающие развитие как вегетативной, так и генеративной сфер развития.

, Создана модель современного среднерусского экотипа гладиолуса с I различными декоративными, биолого-хозяйственными признаками.

Созданы новые расы гладиолуса: Елки-Палки, Парковые, Глаза Анюты, с проявлением нового признака — запаха.

Разработаны методы промышленного размножения перспективных . | сортов; созданы сорта для механизированного возделывания при условии получения высококачественной товарной срезки и клубнелуковиц в год посева клубнелочек, . . •

На защиту выносятся следующие положения:

— методы создания современных сортов гладиолуса, адаптивных к условиям Нечерноземной зоны России;

— теоретическое обоснование целенаправленного подбора исходного материала для создания высокодекоративных форм на основе сочетания лучших качественных и количественных признаков Европейского, Североамериканского и Австралийского экотипов;

— роль материнского растения и топофизиса семенной коробочки в . наследовании качественных.и количественных признаков.

Практическая ценность. Научно-методические разработки дедедьзодф-ны при выведении более 90 сортов, широко расгфостра.нещ^х ¡в ^здизд.мх экологических зонах России, других странах СНГ.

В итоге в Государственное испытание передано 18 сортов селекции НИИ овощного хозяйства, два из которых /Улыбка Гагарина, Янис Куйва — синоним Подарок Селекционеру/ районированы в различных экологических зонах России.

Разработана и теоретически обоснована методика селекционного про-I цесса с выделением зон комфорта и сортов-доноров, заключающаяся в це-[ ненаправленном подборе исходного материала с высокой гетерозисностью, отличающаяся повышенным.протеканием морфологических, физиологических,и биохимических.процессов, передающая гибридному потомству ком-ллекс.положительных декоративных и хозяйственных признаков. Использование методики позволило получить более 50 современных промышленных высокодекоративных сортов, успешно культивирующихся в Централь? ном Нечерноземье и в районах северных границ возделывания гладиолуса в | России. 16 из них получили Золотые медали в Западной Европе/Германия, .

1989 г., Лондон, 1990 г./. Получены перспективные формы, отвечающие по своим'критериям сортам гладиолуса XXI века. Выделено 75 гибридов и сортов, перспективных для использования в качестве доноров.

Созданы три новые расы гладиолуса: Елки-Палки, Парковые гладиолусы, Глаза Анюты. Выделено более 25 перспективных гибридов, прошед-| щих станционное изучение и испытание. В ближайшие дгм года они будут подготовлены для передачи в Государственное испытание.

Апробации работы. Основные результаты работы доложены на всесоюзных и зональных конференциях/Москва, 1968, 1971, 1975, 1982, 1986; Вильнюс, 1982; Рига, 1983, 1984/, на международном симпозиуме в Голландии /1971 г./, симпозиумах в Британском королевском обществе и Британском обществе гладиолусоводов/1990 г./.

Публикация результатов. По тематике исследований опубликовано 120 работ: монография "Гладиолусы", в сборниках научных трудов, журналахj материалах международных и региональных симпозиумов и других изданиях. Общий объем их более 60 печатных листов,

, Условия, материал, методы и результаты исследований

Работа по селекции и селекционно-методическим вопросам с гладиолусами была начата нами в 1953 г. на кафедре селекции и семеноводства плодовых, овощных и декоративных культур Московской сельскохозяйственной академии им. К.А.Тимирязева, возглавляемой профессором Н.М.Тимофеевым, на станции декоративного садоводства Академии. С 1958 г. исследования были продолжены в НИИ овощного хозяйства /ныне ВНИИО/ сначала на его опытной базе "Перловская" /1958 - 1976 гг./, а с 1977 по 1993 гг. в совхозе-комбинате "Московский", В качестве исходного материала использовали собранный нами коллекционный фонд в количестве 658 сорго-образцов, поступивших из ведущих исследовательских цен гров нашей страны /ВИР, ГБС, Ботанический сад МГУ, Ботанический сад АН БССР, павильон "Цветоводство и озеленение" на ВДИХ и др./. Подавляющее количество культиваров н гибридов отечественной селекции относилось к Европейскому экотипу. Оценку декоративных и хозяйственных признаков проводили по методике Государственного сортоиспытания.

Для расширения генетической основы полученных нами гибридов привлекали сорта зарубежной селекции/Североамериканский, Австралийский экотипы/, значительно отличающиеся по комплексу наследуемых признаков от отечественных сортов и Европейского экотипа, Сорта американской, канадской и австралийской селекции были получены нами непосред-

ственно.от селекционеров. Биологические особенности роста и развития, ритмы развития, морфология, физиологические и биохимические процессы изучали на сортах Европейского, Североамериканского экотипов.

Комбинационную способность исходных форм и закономерностей наследования ведущих качественных и количественных признаков изучали в 190 комбинациях.. В скрещивания привлекали 72 сорта Европейского эко-типа и 85 сортообразцов североамериканской и собственной, селекции /элитные формы и сорта/. '

При проведении опыления материнские растений изолировали. Кастрировали цветки в соцветии в ранние утренние часы в фазе полураспустившихся бутонов.. Пыльцу для опыления заготавливали с нижних и средних цветков /4 ■ 8/. Регулярно проводили пополнение свежей пыльцой. На растениях опыляли с первого по !4-й цветок. Опыление проводили с 9 часов 30 минут до 11 часов 30 минут на второй день после полного распускания цветка. На следующий день проводили повторное опыление. В жаркую погоду цветки опылили в более ранние часы /в 8 часов/ и повторно наноси^ ли пыльцу после 18 часов. При вызревании семян их собирали отдельно с кождого порядка семенной коробочки. Весной после предварительного замачивания в воде температурой +35...+40"С и добавления микроэлементов семена высевали в хорошо подготовленные гряды, укрываемые утепляющим материалом.

Обычно при рецилрокных скрещиваниях из семян каждого порядка коробочек /с 1-й по !0-ю/ выращивали по 180 - 120 клубнелуковиц, а с 11-й по 14-й получали 90 - 60 клубнелуковиц. Учет наследования основных признаков гибридным потомством проводили по второму году цветения /третий'1 год после посева семян/. '

Учитывали признаки: окраска цветка и чистота ее тона, окраска и форма пятна, форма и размер цветка, величина соцветия и количество бутонов в нем, количество одновременно раскрывающихся цветков в соцветия, плотность тканей лепестка и прочность крсгшейия цветка. Оценку и характеристику окраски гибридов проводили путем сличения этих показателей с атласом окрасок, изданным Английским Королевским Обществом /Я.И.И./, что позволило пополнить багаж терминологии тонов и оттенков и правильно давать им оценку.

Лабораторные н биохимические исследования проводила в'лабораториях Института овощного хозийспва: агрохимии, физиолог ии, массовых анализов, Исследования выполнены лично автором при консультативной

поддержке сотрудников: Института биологии развития, биофака МГУ, ИФРн, ВИУА, ботанического сада МГУ н Главного ботанического сада Академии наук.

История селекции и генезиса современного гладиолуса садового, создание основных экотипов: европейского, североамериканского и австралийского

Гладиолус относится к обширному семейству iridaceae L. Род включает до 103 видов. Видовое разнообразие базируется в странах Восточного по- , лушария: на юге и в центральной части Африки, в странах Евразии. Эпи- I центром видового разнообразия по праву является Капский Маквис • /область провинции Натнль в Южной Африки/, где произрастает более половины видов рода. .

Почти все южноафриканские виды диплоидны /2п=30/. В Центральной Африке имеются как диплоидные, так и тетра-, гекса- и октаплоидные виды. Произрастание значительного количества диплоидных видов в Южной 1 Африке при их существенном морфологическом разнообразии позволяет считать этот район эпицентром видового разнообразия гладиолуса.

Африканские виды нрсут большее /по сравнению с Евразиатскими/ разнообразие по числу качественных и количественных положительных признаков рода Gladiolus L.: разнообразные и яркие окраски, различные формы цветка, лепестков и соцветия, количество бутонов в соцветии и их расположение, размер цветка, аромат.

Евразиатский ареал насчитывает до 15 видов. Преимущественно они гекса- и октаплоидные. Существуют и виды с аномальным числом хромосом, равным 135. Виды этого ареала отличаются меньшим разнообразием �