Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Хозяйственно-биологические свойства сорто-подвойных комбинаций яблони на краснолистных и зеленолистных клоновых подвоях в питомнике

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Хозяйственно-биологические свойства сорто-подвойных комбинаций яблони на краснолистных и зеленолистных клоновых подвоях в питомнике"

На правах рукописи

Трутнева Людмила Николаевна

ХОЗЯЙСТВЕННО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СОРТО-ПОДВОЙНЫХ КОМБИНАЦИЙ ЯБЛОНИ НА КРАСНОЛИСТНЫХ И ЗЕЛЕНОЛИСТНЫХ КЛОНОВЫХ ПОДВОЯХ В ПИТОМНИКЕ

Специальность 06.01.05 - селекция и семеноводство сельскохозяйственных

растений

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

1 2 ЯНВ 2012

Мичуринск - наукоград РФ 2012

005006945

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Мичуринский государственный аграрный университет».

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук» профессор

Усова Галина Северьяновна

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Сорокопудов Владимир Николаевич

кандидат сельскохозяйственных наук Акимов Михаил Юрьевич

Ведущая организация: Государственное научное учреждение «Всероссийский научно-исследовательский институт генетики и селекции плодовых растений им. И.В. Мичурина» Россельхозакадемии.

Защита диссертации состоится 10 февраля 2012 года в 13 22 на заседании диссертационного совета Д 220.041.01 при Мичуринском государственном аграрном университете по адресу: 393760, Тамбовская обл., г. Мичуринск, ул. Интернациональная, 101.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО МичГАУ, с авторефератом дополнительно на сайтах Высшей аттестационной комиссии Министерства образования и науки Российской Федерации vak.ed.gov.ra и ФГБОУ ВПО МичГАУ vww.mgau.ru.

Автореферат разослан «¿3_» срфя 2011 года.

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

Ученый секретарь ----■------

диссертационного совета Д 220.041.01 ъгру

кандидат сельскохозяйственных наук С^^ Соломатин Н.М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Плодовые культуры являются важнейшей частью качественного питания, обеспечивающего здоровье и долголетие человека. Они являются ценными источниками биологически активных веществ, Сахаров, кислот, растительных жиров, клетчатки и др. Недостаток их приводит к развитию целого ряда заболеваний, преждевременному старению и сокращению продолжительности жизни (Осипов и др., 2005; Архипова, Крылова, 2006).

Из плодовых яблоня является самой распространенной культурой нашей страны. Она занимает по площади первое место среди других плодовых культур. Выращивают ее более чем в 80 странах мира (Осипов и др.,2005).

При выращивании саженцев яблони большое значение имеет подбор подвоев, т.к. от подвоя во многом зависит состояние и урожайность дерева. От него зависят многие хозяйственно-биологические свойства привитого растения, в частности, зимостойкость, сила роста и др. Но подвои, как и сорта-привои, могут изменяться, о чем говорил и И.В. Мичурин (1948).

Большая часть слаборослых клоновых подвоев, используемых в современном садоводстве, являются краснолистными (антоциансодержащими). Антоцианы защищают растения от ультрафиолетовой радиации (Кернер фон Марилаун, 1903; Гуща, Перковская, Дмитриев, Гродзинский, 2002 и др.), способствуют повышению морозостойкости (Леонченко, Ханина, 1985; Усова, 1997; Хатунцева, 2001 и др.), лучшей окореняемости (Bachelard and Stowe, 1962; Усова, 1990), устойчивости к выпреваник» (Романов, Тарова, Усова, 2007), к некоторым болезням и вредителям (Вавилов, 1919; Дарвин, 1951; Тихвинский, 1989 и др.).

В связи с этим, изучение влияния подвоев, и, в частности, антоциансодержащих слаборослых подвоев, на хозяйственно-биологические признаки (морозостойкость, окореняемость, содержание Р-активных веществ и др.) сортов в сорто-подвойных комбинациях имеет и теоретическое, и практическое значение.

Цель и задачи исследований. Цель исследования - выяснение влияния краснолистных и зеленолистных подвоев на хозяйственно-биологические признаки сорта в сорто-подвойных комбинациях и изучение этих подвоев для рекомендации производству и для использования в селекции.

В связи с целью исследований были поставлены следующие задачи:

- изучить фенофазы у сортов в сорто-подвойных комбинаций на краснолистных и зеленолистных клоновых подвоях яблони;

изучить подготовленность сорто-подвойных комбинаций на краснолистных и зеленолистных клоновых подвоях к зимним условиям (конец вегетации растений, заложение верхушечных почек, вызревание древесины побегов);

- определить содержание антоцианов в листьях, побегах и плодах в сорто-подвойных комбинациях и их влияние на хозяйственно-биологические признаки;

- изучить у сорто-подвойных комбинаций, У краснолистных и зеленолистных подвоЕВ:

• морозостойкость;

• жаростойкость и засухоустойчивость;

• устойчивость к выпреванию;

• устойчивость к болезням и вредителям;

• укореняемость краснолистных и зеленолистных подвоев яблони;

• содержание хлорофилла в листьях сортов и подвоев;

• содержание аскорбиновой кислоты в листьях и плодах;

• антиоксидантную активность веществе ^краснолистных и зеленолистных форм яблони;

- изучить наследование антоциановой окраски у краснолистного подвоя парадизки Будаговского (ПБ) и ее зеленолистаого мутанта (ПКЗ) в различных комбинациях скрещиваний;

- определить экономическую эффективность выращивания краснолистных и зеленолистных подвоев.

Новизна исследований.

Впервые изучено влияние аитоцианов (у сортов на краснолистных и зеленолистных подвоях) на морозостойкость, засухоустойчивость, жаростойкость, устойчивость к выпреванию, к некоторым болезням и вредителям, на содержание антоцианов, хлорофилла, аскорбиновой кислоты у сортов в сорто-подвойных комбинациях, Впервые изучены антиоксидантные свойства плодов краснолистных и зеленолистных форм яблони

Практическая значимость. Полученые экспериментальные данные свидетельствуют о большей морозостойкости, засухоустойчивости, жаростойкости, устойчивости к парше, мучнцстой росе, зеленой яблонной тле, боярышниковой кружковой моли,0 ^выпреваниЙ сортов, привитых на краснолистные подвои. Плоды краснолистных подвоев содержат больше аскорбиновой кислоты и обладают более высокой антиоксидантной активностью по сравнению с зеленолистными. Размножение краснолистных подвоев является более рентабельным.

Положения, выносимые на защиту:

Наличие антоцианов в тканях подвоев способствует повышению качества подвоев. Сорта, привитые на краснолистные подвои, по комплексу признаков и свойств обладают преимуществами перед привитыми на зеленолистные подвои.

Апробация работы. Основные результаты исследований диссертационной работы апробированы и получили положительную оценку на научно-практических конференциях: 1) Всероссийской конференции с элементами научной школы для молодежи «Проведение научных исследований в области сельскохозяйственных наук» (Мичуринск, 2009); 2) Международной научно-практической конференции, посвященной 80-летию со дня рождения доктора с.-х. наук, профессора В.Г. Муханина «Садоводству России -инновационный путь развития» (Мичуринск, 2010); 3) Научно-инновационном конкурсе «У.М.Н.И.К.» в рамках IX международной научно-методической

конференции «Интродукция нетрадиционных и редких растений» (Мичуринск, 2010); 4) Международной конференции с элементами научной школы для молодежи «Биологические основы садоводства и овощеводства» (Мичуринск, 2010); 5) XVIII Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов - 2011» (Москва, 2011); 6) Международной научно-практической конференции «Реализация биологического потенциала плодовых и ягодных растений в нестабильных условиях внешней среды» (Москва, 2011); 7) 62-ой Научно-практических конференциях студентов и аспирантов (Мичуринск, 2010); 8) 63-ей Научно-практических конференциях студентов и аспирантов (Мичуринск, 2011); 9) Всероссийском форуме «Роль молодежи в инновационном развитии АПК России» в рамках XIII Российской агропромышленной выставки «Золотая осень - 2011»(Москва, 2011).

Публикация результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 10 печатных работ, из них 3 - в изданиях, рекомендованных ВАК.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 156 страницах машинописного текста, состоит из введения, 4 глав, выводов, рекомендаций производству; содержит 36 таблиц, 39 рисунков и приложения. Список использованной литературы включает 210 источников, в том числе 16 на иностранных языках.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Условия, объекты и методика проведения исследований. Работа выполнялась в 2009-2011 гг. в лабораториях ФГБОУ ВПО «Мичуринского государственного аграрного университета» (МичГАУ), ГНУ «Всероссийского научно-исследовательского института генетики и селекции плодовых растений им. ИЛ.Мичурина» (ВНИИГиСПР), МУ «Дирекции по реализации программы развития г. Мичуринска как Наукограда РФ». Полевые опыты заложены в учхозе-племзаводе "Комсомолец" МичГАУ, расположенном на территории Мичуринского района Тамбовской области.

Объектами исследования служили краснолистные клоновые подвои яблони парадизка Будаговского, 62-3%, 60-160, 54-118, 67-5(32), 88-3-32А, 3-12-37 кафедры плодоводства Мичуринского государственного аграрного университета, зеленолистные подвои (мутантная форма парадизки Будаговского и слаборослого клонового подвоя 62-396, подвои 71-7-22, 85-119), сорта, привитые на эти подвои: Антоновка обыкновенная, Мелба, Коричное полосатое, Китайка золотая ранняя, Уэлси.

При изучении наследования антоциановой окраски у краснолистной парадизки Будаговского (ПБ) и ее зеленолистного мутанта (ПКЗ) проводили прямые и реципрокные скрещивания этих подвоев с зеленолистными сортами Синап орловский, Пепин шафранный, Лобо, Жигулевское, Китайка золотая ранняя, с краснолистными видами яблони; яблоней Недзвецкого (Malus Niedzwetzkyana Dieck.) и яблоней пурпурной (Malus purpurea Rehd.). У проростков, полученных из семян, изучали локализацию антоцианов в

верхушечной почечке, семядолях, гилокотиле и на поперечном разрезе через гипокотиль (в эпидерме, первичной коре, центральном осевом цилиндре).

Исследования проводили по общепринятым методикам, изложенным в "Программе и методике сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур" (Мичуринск, 1973; Орел, 1999). Зимостойкость изучали по методикам К.В. Станкевич, BJC. Меньшикова, (1972); Е.И. Барской, (1967); П.А. Генкель, Е.З. Окниной, (1964). Морозостойкость побегов изучали методом искусственного промораживания (Тюрина, Гоголева, 1978; Кичина, 1999). Засухоустойчивость изучали по М.Д. Кушниренко, Г.К. Курчатовой, Е.В. Крюковой (1975), Э.А. Гончаровой (1988), жаростойкость определяли по С.И. Лебедеву (1988) и по «Программе и методике сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур» (1999), устойчивость к выпреванию оценивали по методике В.М. Бурдасова (1983), способность к вегетативному размножению изучали по М.Г. Тарасенко (1984) и В.И. Будаговскому (1976). Поражаемость паршой, мучнистой росой я повреждаемость зеленой яблонной тлей и боярышниковой кружковой молью учитывали по методикам М.И. Дементьевой (1985), В.П. Васильева (1989). Содержание антоцианов в листьях и стеблях определяли по методике М.А. Соловьёвой (1982), в плодах - по методике В.П. Сорокопудова и Т.А. Кукушкиной (2003), локализацию антоцианов в листьях, однолетних побегах и плодах - по методике Г.С. Усовой (1997). Изучение антиоксидантной активности проводилось в лаборатории биотехнологии Мичуринска-наукограда РФ по методике А.Я. Яшина и Я.И. Яшина (2004, 2005), содержание хлорофилла в листьях по методике Т.В. Годнева (Вальтер, Пиневич, Варасова, 1957). Содержание аскорбиновой кислоты в листьях и плодах определяли йодометрическим методом (Ермаков, 1952). При определении жизнеспособности пыльцы использовали метод влажной камеры Ван-Тигема, Д.А. Транковского в 15 % и 18 % растворах сахарозы (Татаринцев, 1981; Паушева, 1988). Статистическую обработку результатов исследований проводили методами дисперсионного и корреляционного анализа (Перфильев, 1980; Доспехов, 1985).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

1- Фенологические фазы развития краснолистных и зеленолистных подвоев и сортов, привитых на них

При изучении фенологических фаз развития было установлено, что у краснолистных подвоев и сорто-подвойных комбинаций на них раньше начинается и заканчивается рост. У краснолистной парадизки Будаговского отмечено более раннее цветение по сравнению с зеленолистным мутантом ПКЗ. Листопад раньше начинался и заканчивался у краснолистных форм.

В 2009 году было установлено, что у сорто-подвойной комбинации Мелба/ПКЗ до конца июня отмечен более интенсивный рост, чем у Мелбы на ПБ (МельбаЛТБ - 16,7 см, Мельба/ПКЗ - 17,5 см), с начала июня средний прирост у Мелбы на ПБ составил 11,0 см, у Мелбы на ПКЗ - 10,0 см. До

середины июня у сорто-подвойной комбинации Коричное/ПКЗ рост был более интенсивным (Коричное/ПБ - 10,7 см, Коричное/ПКЗ - 16,5 см), с середины июня большим приростом отличалось Коричное/ПБ (Коричиое/ПБ - 34,1 см, Коричное/ПКЗ - 26,8 см). Рост у краснолистного подвоя парадизка Будаговского (ПБ) был интенсивнее, чемуего мутантного клона ПКЗ.

При изучении динамики прироста в 2010 году в первой половине вегетации отмечено более интенсивное развитие сортов на зеленолистных подвоях. Затем наблюдалось ослабление роста. С 3 декады мая более интенсивный рост отмечен у Коричного на ПБ. У Мелбы на зеленолистном подвое 71-7-22 в первой половине вегетации отмечен более интенсивный рост, чем у того же сорта на краснолистном подвое 60-160. Начиная со второй декады июня более длинный прирост отмечен у Мелбы на краснолистном подвое 60-160.

В 2010 г. более сильный прирост отмечен у краснолистной парадизки Будаговского по сравнению с ПКЗ.

В 2011 году до первой декады июня интенсивнее росли сорта на зеленолистных подвоях, со второй декады июня -нч краснолистны*. Краснолистный подвой парадизка Будаговского и его зеленолистный мутант до первой декады июня не отличались по интенсивности роста, со второй декады более интенсивный рост отмечен у мутантной формы (ПКЗ).

2. Количественное содержание и локализация антоцианов в листьях и побегах сортов и подвоев в сорто-подвойных комбинациях на крвснолистиых и зеленолистных подвоях

В результате исследований выявлено более высокое содержание антоцианов у сортов, привитых на краснолистные подвои. В течение вегетации наблюдается увеличение его количества в листьях, побегах и плодах. В 2009 году в комбинации Коричное полосатое на ПБ сорт Коричное полосатое в июле содержал 3,3 мл/смт антоцианов, в августе - 10,3 мл/смт, в сентябре - 7,5 мл/смт. У сорта Коричное полосатое на ПКЗ содержание было равно в июле 2,5 мл/смт, в августе - 9,8 мл/смт, в сентябре - 5,3 мл/смт. Краснолистные подвои содержат в июле 3,5-5,3 мл/смт, в августе 5,5-7,0 мл/смт, в сентябре 6,5-8,8 мл/смт.

В 2010 году Антоновка обыкновенная на краснолистном подвое ПБ в июле содержала в листьях 7,5 мл/смт антоцианов, в августе - 4,5 мл/смт, в сентябре - 8,5 мл/смт. Антоновка обыкновенная на зеленолистном подвое ПКЗ имела в июле 6,3 мл/смт, в августе - 1,8 мл/смт и в сентябре - 3,3 мл/смт антоцианов в листьях. У сорта Коричное на подвое ПБ в июле было 9,0 мл/смт антоцианов в побегах, в августе - 4,5 мл/смт, в сентябре - 7,5 мл/смт. У того же сорта на подвое ПКЗ количество антоцианов в июле равнялось 8,0 мл/смт, в августе -12,0 мл/смт, в сентябре - 6,8 мл/смт.

В 2011 году по содержанию антоцианов в листьях и побегах яблони отмечена такая же закономерность.

В листьях краснолистной формы черемухи в июле содержалось 70,0 мл/смт антоцианов, в августе — 56,0 мл/смт, в листьях зеленолистной формы -11,3 и 13,3 мл/смт, соответственно. В побегах черемухи в июле и августе

количество пигментов было равным, соответственно, 3,5 и 4,3 мл/смт у краснолистной формы, 2,7 и 2,5 мл/смт-у зеленолистной.

Изучение локализации антоцианов в стеблях, листьях и плодах краснолистных и зеленолистных форм растений проводили в течение 3 лег, в 2009-2011 гг. Краснолистные и зеленолистные формы отличались по локализации антоцианов в тканях листьев и побегов. В листьях зеленолистных подвоев антоцианы присутствуют, в основном, в колленхиме, паренхиме и флоэме черешка листа в отличие от краснолистных подвоев, у которых эти пигменты находятся почти во всех тканях. В стеблях краснолистных растений ПБ, 60-160, 62-396, 54-118 антоцианы содержатся во всех тканях за исключением твердого луба и вторичной ксилемы. Наибольшее количество клеток с антоцианами присутствует в колленхиме. В стеблях зеленолистных подвоев ПКЗ, 71-7-22, 62-396 (зел.) антоцианы присутствуют в перидерме и колленхиме первичной коры. В плодах исследуемых краснолистных форм (парадизка Будаговского, 60-160, 54-118, 67-5(32), 88-3-32, 3-12-37, яблоня пурпурная и яблоня Недзведцкого) антоцианы содержатся в кожице, «мякоти», проводящих пучках и мезокарпии («сердечке»). Зеленолистные формы ПКЗ и 85-11 -9 содержат пигменты только в эпидерме.

3 Подготовка растений к зиме

По заложению верхушечной почки, наличию вторичного роста и по вызреванию древесины можно судить о подготовке растений к зиме. Раньше подготавливаются к зиме краснолистные подвои и сорта на них. Заложение верхушечной почки и вызревание древесины быстрее происходит у краснолистных подвоев и сортов, привитых на них.

Сорта на краснолистном подвое начинают и заканчивают вегетацию раньше сортов на зеленолистном подвое. Так, в сорто-подвойной комбинации Антоновка/ПБ начало вегетации отмечено 29 апреля и конец вегетации - 1 октября, начало роста у Антоновки/ПКЗ 1 мая и окончание - 6 октября. Та же закономерность прослеживается у краснолистных и зеленолистных подвоев.

О зимостойкости растений можно судить по степени вызревания древесины побегов. По всем вариантам средняя и нижняя части побегов вызревали одинаково. Только в верхней части наблюдались различия. В основном, наблюдалось лучшее вызревание древесины у сортов, привитых на краснолистные подвои и у самих краснолистных подвоев (табл. 1). Так, у сорта Коричное полосатое на краснолистном подвое парадизка Будаговского (при использовании флороглюциновой реакции) отмечено вызревание побегов на 3,2 балла, а у того же сорта на зеленолистной вариации парадизки Будаговского ПКЗ - на 3,0 балла. При использовании перманганатной реакции у Антоновки обыкновенной на краснолистном подвое ПБ древесина вызревала на 2,3 балла, а на ПКЗ - на 1,7 балла.

У краснолистных подвоев отмечено лучшее вызревание древесины побегов, чем у зеленолистных. У краснолистного подвоя 62-396 вызревание оценивалось на 2,0 балла (при флороглюциновой реакции) и на 2,7 балла (при перманганатной реакции). У зеленолистного мутанта краснолистного подвоя

62-396 степень вызревания древесины, соответственно, 1,3 и 0,8 балла. Аналогичные данные получены в 2011 году.

Таблица 1 - Вызревание древесины в верхней части стебля у краснолистных

и зеленолистных подвоев и привитых на них сортов, 2010-2011 гг

Форма Флороглюциновая реакция (балл) Перманганатная реакция (балл)

2010 2011 2010 2011

Мелба/ПБ 3,7 1,5 3,3 2,0

Мелба/ПКЗ 0,5 1,2 0,5 1,5

Антоновка/ПБ 2,3 3,7 2,3 3,7

Антоновка/ПКЗ 2,0 1,8 1,7 2,7

Коричное/ПБ 3,2 1,8 3,7 2,0

Коричное/ПКЗ 3,0 1,5 3,3 2,0

ПБ 0,5 1,0 1,2 0,8

ПКЗ 0,7 0,7 0,5 0,7

60-160 2,7 0,8 1,3 0,8

71-7-22 2,7 0,7 1,0 0,8

62-39бкр 2,0 0,8 2,7 1,0

62-396зел 1,3 0,5 0,8 0,7

4. Морозостойкость краснолистных и зеленолистных подвоев яблони и сорто-подвойных комбинаций на них

B.C. Кудрявкиным с сотрудниками (1988) выявлена прямая корреляция между накоплением антоцианов в коре побегов в процессе закаливания и морозостойкостью сортов яблони. Краснолистные растения дуба более морозостойки, чем зеленолистные (Есысин, 1960). По данным И.К. Володько (1995) антоцианы способствуют сохранности растений клюквы крупноплодной в период перезимовки.

В течение 2009-2011 гг. большая морозостойкость по всем компонентам отмечена у краснолистных подвоев и сортов, привитых на них, а также у краснолистной и зеленолистной форм черемухи (табл. 2). Выявлено более сильное повреждение тканей сортов на зеленолистных подвоях. У сорта Антоновка обыкновенная, привитого на краснолистном подвое парадизка Будаговского, не выявлено повреждений при промораживании по 2-му компоненту зимостойкости. ' Антоновка обыкновенное на зеленолистной вариации ПКЗ имела повреждения тканей до 1,6 балла. По 3-му компоненту зимостойкости этот же сорт на парадизке Будаговского имел повреждение древесины 0,3 балла и сердцевины 0,8 балла, на подвое ПКЗ - 3,3-5 баллов.

Таблица 2 - Морозостойкость сорто-подвойиых комбинаций, краснолистных и зеленолистных подвоев и черемухи,

зима 2010-2011 гг.

Форма Повреждение тканей, балл

1 компонент 2 компонент 3 компонент 4 компонент

кор а камб ий древеси на сердцев ина кор а камб ий древеси на сердцев ина кор а камб ий древеси на сердцев ина кор а камб ий древеси на сердцев ина

МедбаЛШ 1,4 1,3 0,6 0,3 3,4 3,0 2,0 0,9 4,1 3.6 2.6 1,5 3,0 2,3 ¡,4 0,9

Мелба/ПКЗ 2,2 1,3 0.8 0.7 4,3 3,5 3,2 1,7 4,7 4,3 3,3 2,8 4,0 3,2 2,2 0,8

Мелба/60-160 1,7 1,2 0,5 0,4 3,8 3,3 2,1 .1,1 3,9 3,5 2,1 1,7 1,9 1,4 0,9 1,2

Мелба/71-7-22 2,3 1,9 1,3 1,1 4,3 3,9 2,6 1,6 4,1 3,8 2,9 1,8 4,1 3,5 2,4 0,9

Антоновка/ ПБ 2,5 1,7 0,6 0,6 4,1 3,1 2,3 1,2 4,3 3,6 2,7 1,6 2,1 1,7 1,2 1,3

Антоновка/ ПКЗ 3,0 2,5 1,8 1,4 4,4 3,7 2,7 1,6 4,6 4,4 2,8 1,7 2,8 2,0 1,6 0,8

Антоновка/ 60-160 1,3 1,1 0,9 0,2 4Л 3,6 2,1 1,0 3,1 2,7 2,1 1,0 23 1,8 1,5 0,6

Антоновка/ 71-7-22 2,4 1,9 1,3 0,6 4,4 3,9 2,6 2,0 4,5 3,6 2,3 13 2,6 1,9 1,0 1,2

Коричное/П Б 2,1 1,7 1,1 0,7 2,5 2,2 1,5 1,0 1,9 1,6 13 1,1 2,9 2,2 1,8 0,7

Коричное/П КЗ 2,6 2,3 1,8 1,4 43 4,1 2,3 1,5 4,4 4,0 2,4 1,1 4,1 3,6 2,8 1,0

Китайка/ПБ 3,8 3,1 1,5 2,1 4,4 4,3 3,1 3,2 4,3 4,1 2,8 3,1 4,2 3,3 2,8 1,6

Уэлси/ПБ 3,3 2,3 2,2 1,4 4,4 4,0 2,8 2,2 3,6 2,9 2,3 2,1 3,8 3,2 3,1 2,4

ПБ 2,5 2,0 1,4 1,4 3,9 3,5 2,6 2,3 3,7 3,3 2,2 2,0 3,4 2,8 2,3 1,7

ПКЗ 2,7 23 1,9 2,3 4,6 4,1 2,7 2,0 4,9 4,9 4,2 4,0 4,6 4,3 4,1 3,4

60-160 1,3 1,2 0,7 0,6 зз 2,7 2,4 1,4 4,6 4,5 3,3 2,5 4,3 3,4 2.3 0,9

62-396 2,2 1,7 1,3 2,0 4,6 4,2 3,1 2,9 3,6 2,9 2,2 2,5 4,2 3,5 2,7 3,0

71-7-22 2,8 1,9 1,6 1,7 4,3 3,5 2,8 2,1 5,0 5,0 4,6 4,5 4,5 4,2 3,0 2,8

Черемуха краен. 0,3 0,3 0,2 0,0 1,2 0,8 1,2 0,0 1,7 1,4 1,0 0,0 0,9 0,7 0,8 0,0

Черемуха зелен. 0,7 0,4 0,2 0,0 1,6 1,4 1,3 0,0 2,3 2,2 1,6 0,0 1,2 0,9 1,0 ОД

При промораживании по 4-му компоненту зимостойкости у Антоновки на ПБ повреждалась только сердцевина (0,3 балла), у Антоновки на ПКЗ наблюдались повреждения от 3,3 до 4,5 баллов. Среди подвоев по 2-му компоненту зимостойкости меньше всех повреждались ткани краснолистного подвоя 62-396. Краснолистная парадизка Будаговского и ее зеленолистная вариация ПКЗ имели одинаковое повреждение тканей. По 3-му компоненту зимостойкости наименьшим повреждением характеризовались краснолистный подвой 62-396, по 4-му компоненту - краснолистный подвой 60-160.

При промораживании 2010-2011 года большая устойчивость к низким температурам также отмечена у краснолистных подвоев и привитых на них сортов.

Таким образом, большей морозостойкостью обладают красналистные подвои и сорта на них.

£ Жаростойкость и засухоустойчивость краснолистных и зеленолистных подвоев и сортов в сорто-подвойных комбинациях

При изучении жаростойкости большая устойчивость к повреждающему действию высоких температур отмечена у сортов на краснолистных подвоях (рис. 1). Среди подвоев меньшей устойчивостью обладали зеленолистные формы (рис. 2). В 2009 году сорта Коричное полосатое и Антоновка обыкновенная, привитые на краснолистный подвой парадизку Будаговского, имели большую устойчивость к воздействию высоких температур по сравнению с теми же сортами, привитыми на зеленолистный мутант парадизки Будаговского - ПКЗ. Краснолистная парадизка Будаговского также обладала большей жаростойкостью, чем зеленолистный ПКЗ.

В 2010 году большей устойчивостью к повреждающему действию высоких температур отличались также сорта на краснолистных подвоях. У Коричного полосатого на краснолистной парадизке Будаговского при температуре 18-20 °С повреждение тканей листа было равно 0,5 балла, при 40 °С - 2,0 балла, при 50 "С - 2,0 балла, при 60 °С - 2,5 балла. Повреждение листьев этого же сорта, привитого на зеленолистный ПКЗ, составило 1,0; 2,0; 2,5 и 4,0 балла, соответственно.

Следует отметить большую жаростойкость краснолистных подвоев по сравнению с зеленолистными.

Такая же зависимость отмечена и в 2011 году.

Существенную роль в жизнедеятельности растений играет засухоустойчивость, Особенно в зоне неустойчивого увлажнения, к которой относится и Тамбовская область.

Кушниренко М.Д., Курчатовой Г.П. и Крюковой Е.В. (1975) установлено, что засухоустойчивым растениям свойственны более высокая оводненность тканей,; относительная тургоресцентность и низкий водный дефицит.

За 2009-2011 гг. красналистные подвои оказались более засухоустойчивыми по сравнению с зеленолистными. Сорта-привои Антоновка обыкновенная и Коричное полосатое в сорто-подвойных комбинациях по

данным 2009 и 2011 гг. оказались более засухоустойчивыми на краснолистных подвоях.

з 1

18-20 "С 40 "С 50 °С 60 °С

) а "Антоновке/ПБ —Д - Антоновка/ПКЗ Коричное/ПБ . - Коричное/ПКЗ

Рис. 1. Жаростойкость сорто-подвойных комбинаций, 2009-2011 гг. (в среднем за 3 года)

Рис. 2. Жаростойкость краснолистных (ПБ, 60-160) и зеленолистных (ПКЗ, 71-7-22) подвоев, 2009-2011 гг. (в среднем за 3 года)

В 2010 году у сортов различий по засухоустойчивости на краснолистном и зеленолистном подвое фактически не было.

В 2009 году сорта на краснолистных подвоях и подвои, содержащие антоцианы, имели более высокий уровень оводненности и относительной тургоресцентности по сравнению с сортами на зеленолистных подвоях. Сорто-подвойная комбинация Коричное/ПБ имела оводненность 63,0 % и

относительный тургор 64,2 %, а у сорто-подвойной комбинации Коричное/ПКЗ - оводненность 57,3 % и относительный тургор 55,8 %. У краснолистных подвоев оводненность составила 57,5-63,3 %, относительная тургоресцентность 45,5-72,3 %, у зеленолистных - 53,8-63,2 % и 23,6-56,2 %, соответственно. Более высокий дефицит воды в листьях был отмечен у зеленолистных подвоев, а также у привитых на них сортов. У Антоновки/ПКЗ водный дефицит составлял 39,8 %, а у Антоновки/ПБ - 28,0 %. У краснолистных подвоев 28,076,1 %, у зеленолистных 43,9-76,4 %.

Среди сорто-подвойных комбинаций в 2010 году в ряде случаев показатели засухоустойчивости были выше у сортов на краснолистных подвоях (Мелба/60-160, Антоновка/ПБ), а в ряде случаев - у сортов на зеленолистных подвоях (Мелба/ПКЗ, Коричное/ПКЗ, Антоновка/71-7-22). Так, сорт Мелба на краснолистном подвое 60-160 в июле характеризовался оводненностью 58,2 % и относительной тургоресцентностью 56,8 %, в августе - 53,1 % и 45,4 %, в сентябре - 57,3 % и 45,6 %, соответствннно. Тот же сорт на зеленолистном подвое 71-7-22 имел в июле оводненность тканей листа, равную 54,2 % и относительный тургор, равный 57,9 %, в августе - 56,9 % и 45,4 %, в сентябре -55,9 и 22,4 %, соответственно. У сорта Антоновка обыкновенная на краснолистном подвое парадизка Будаговского дефицит влаги в листьях в июле был равен 29,7 %, в августе - 18,6 % и в сентябре - 29,8 %, а у того же сорта на зеленолистной вариации парадизки Будаговского ПКЗ водный дефицит в июле равнялся 36,6 %, в авусте - 36,7 % и в сентябре - 24,4 %.

При изучении засухоустойчивости в 2010 году выявлена более высокая оводненность тканей листа у краснолистных подвоев 60-160 и 62-396. У растений краснолистной парадизки Будаговского содержание воды в листьях было несколько меньшим по сравнению с зеленолистной вариацией ПКЗ (в августе оводненность листьев ПБ составила 51,7 %, в сентябре - 53,9 %, а листьев ПКЗ - 52,7 % и 55,8 %, соответственно). Более высоким дефицитом влаги в течение вегетации характеризовались зеленолистные подвои. (Так, у краснолистного подвоя 60-160 водный дефицит в июле составил 25,3 %, в августе - 37,1 %, в сентябре - 20,4 %, а у зеленолистного подвоя 71-7-22 - 33,3 %, 44,8 % и 30,5 %, соответственно.) По уровню относительной тургоресцентности более высокие показатели наблюдались у краснолистных подвоев, что соответствует повышенной степени засухоустойчивости этих растений.

В 2011 году отмечена та(же закономерность, что и в 2009 году.

В результате проведенных исследований большая жаростойкость и засухоустойчивость установлена у краснолистных подвоев и сортов на них.

6. Устойчивость к выпреванмю

При исследовании устойчивости к выпреванию краснолистных и зеленолистных подвоев и сорто-подвойных комбинаций на них обнаружены более сильные повреждения у зеленолистных подвоев и сортов, привитых на них (табл. 3). Коричное полосатое, привитое на краснолистный подвой парадизка Будаговского, в 2010 году имело 8,3 % поврежденных почек, в 2011 —

10,0 %. Тот же сорт, привитый на зеленолистный мутант парадизки Будаговского,в 2010 году повреждался на 9,1 %, в 2011 - на 12,5 %.

Таблица 3 -Устойчивость к выпреванию краснолистных и зеленолистных _подвоев и сорто-подвойных комбинаций, 2010-2011 гг_

Объекты Поврежденные почки, %

2010 г 2011 г в среднем за 2 года

Антоновка/ПБ 8,3 22,2 15,3

Антоновка/ПКЗ 10,0 22,2 16,1

НСР05 -

Мелба/ПБ - 20,0 20,0

МелбаЛЖЗ - 23,0 23,0

НСРМ 0,9

Коричное/ПБ 8,3 10,0 6,1

Коричное/ПКЗ 9,1 12,5 10,8

HCPos 2,2

ПБ 9,1 11,1 10,1

ПКЗ 16,4 14,3 15,4

НСР05 2,1

60-160 (кр) 16,7 11,1 13,9

62-396 (кр) 15,4 11,1 13,3

71-7-22 (зел) 20,0 22,2 21,1

HCPos 4,8

Среди подвоев отмечена та же закономерность.

Таким образом, краснолистные подвои и сорто-подвойные комбинации обладают большей устойчивостью к выпреванию, чем зеленолистные.

7. Устойчивость к некоторым болезням и вредителям

Многие исследователи указывают на большую устойчивость антоциансодержащих растений к некоторым болезням и вредителям (Вавилов, 1919; Дарвин, 1951; Тихвинский, 1989; Anjani, Pallavi, Sudhakara Babu, 2007; Оразов, Никитина, 2009). У растений мягкой пшеницы наблюдается прямая зависимость между количеством продуцируемых антоцианов и устойчивостью к твердой головне (Богданова, Сарбаева, Махмудова, 2002). Большую устойчивость антоциансодержащих форм к болезням и вредителям, видимо, можно объяснить фенольной природой антоцианов (Blank, 1947).

По устойчивости к парше, мучнистой росе, зеленой яблонной тле и боярышниковой кружковой моли преимущество имели краснолистные подвои и сорто-подвойные комбинации на них (рис. 3).

В 2009 году фактически не было обнаружено повреждений у сортов и подвоев тлей. Поражение паршой равнялось 80 - 100 %. При этом интенсивнее поражались сорта на зеленолистных подвоях. Так, у сорта Коричное полосатое

на подвое парадизка Будаговского интенсивность развития болезни составила 27 % в отличие от того же сорта на ПКЗ, у которого этот показатель был равен 40 %. Распространенность мучнистой росы на листьях Антоновки объкновенной на ПБ 33 % и интенсивность развития болезни 7 %, а на ПКЗ - 45 % и 11 %, соответственно. У краснолистиых и зеленолистных подвоев отмечена такая же закономерность. .

Рис. 3. Поражение паршой краснолистных и зеленолистных подвоев и сортов, привитых на них, 2009-2011 гг. (в среднем за 3 года)

В 2010 году более сильное поражение паршой наблюдалось у сортов на зеленолистных подвоях и у зеленолистных подвоев. Так, у сорта Мелба на подвое парадизка Будаговского при одинаковой распространенности болезни (100 %) интенсивность развития составила 33 %, на зеленолистной вариации ПКЗ - 67 %. У Антоновки обыкновенной на подвое ПБ интенсивность развития парши была равна 20 %, на ПКЗ - 34 %.

Краснолистные подвои также оказались более устойчивыми к парше. У парадизки Будаговского распространенность болезни равнялась 70 % при интенсивности развития - 33 %. У зеленолистного мутанта парадизки Будаговского - ПКЗ распространенность болезни составила 87 %, интенсивность развития — 44 %.

Краснолистные подвои обладали большей устойчивостью к вредителю, чем зеленолистные. У краснолистного подвоя ПБ не отмечено повреждений, у зеленолистного мутантного клона ПКЗ распространенность была равна 13 %, интенсивность развития - 7 %. У краснолистного подвоя 60-160 распространенность вредителя 11 %, интенсивность развития - 6 %, у зеленолистного подвоя 71-7-22 -, соответственно, 88 % и 29 %.

В 2011 году отмечена такая же закономерность.

В 2011 году сорта на зеленолистных подвоях и зеленолистные подвои повреждались сильнее боярышниковой кружковой молью. У всех подвоев и

сорто-подвойных комбинаций отмечена одинаковая распространенность вредителя, равная 100 %. Интенсивность развития была выше на зеленолистных подвоях Исключением является Антоновка обыкновенная, у которой интенсивность составила 56 % на краснолистной парадизке Будаговского и 50 % на ее зеленолистном мутанте ПКЗ.

В результате проведенных исследований по поражению растений паршой, мучнистой росой и повреждению зеленой яблонной тлей и боярышниковой кружковой молью была выявлена большая устойчивость сортов, привитых на краснолистные подвои.

8. Укореняемость подвойных форм

Исследователи отмечают зависимость между укореняемостью и наличием антоцианов в растении (Bachelard and Stowe, 1962; Усова, 1990, 1997; Паршикова, 2002; Романов, 2008).

При изучении способности краснолистных и зеленолистных форм яблони и черемухи к размножению неодревесневшими черенками было выявлено, что краснолистные растения укореняются лучше (табл. 4).

Средний процент укоренения (за 3 года исследования) у парадизки Будаговского составил 24,7 %, у зеленолистного ПКЗ - 10,4 %, у краснолистных подвоев 60-160 и 62-396, соответственно, 32,1 и 70,1 %, у зеленолистного подвоя 71-7-22 - 21,0 %. Укореняемость краснолистной и зеленолистной форм черемухи в среднем за 3 года, соответственно, равна 78,7 и 48,4 %.

Таким образом, укореняемость черенков краснолистного подвоя парадизка Будаговского была выше по сравнению с зеленолистным ПКЗ.

Таблица 4 -Укореняемость краснолистных и зеленолистных подвоев яблони.

..,2009-2011 гг.

Форма % укоренения

2009 г 2010 г 2011 г в среднем за 3 года

ПБ 28,4 18,7 27,0 24,7

ПКЗ 9,7 9,5 12,0 10,4

НСРо5 8,71

60-160 43,5 20,7 - 32,1

62-396 79,2 49,0 82,0 70,1

71-7-22 32,7 9,2 - 21,0

НСР05 23,73

9. Содержание хлорофилла в листьях сортов и подвоев

Исследователями не отмечено связи между наличием антоцианов в листьях и содержанием хлорофилла (Blank, 1947,1958; Лебедев, 1961; Арешидзе, 1964; Масленников, 2003; Романов, 2008): отмечено или большее, или равное и меньшее содержание хлорофилла у краснолистных форм.

В 2009 году в листьях краснолистной парадизки Будаговского хлорофилла было 205,1-305,0 мг%, у ПКЗ - 159,8-266,0 мг%. В августе и сентябре в листьях Антоновки обыкновенной, привитой на парадизку Будаговского, хлорофилла содержал«аденьше, чем у привитой на ПКЗ.

В 2010 году у сортов на краснолистной ПБ и у ПБ хлорофилла в листьях было меньше.

В 2011 году в июле хлорофилла содержалось больше у ПБ и сортах, привитых на ней, в сентябре у ПКЗ и сортах на нем хлорофилла содержалось больше. В течение вегетации содержание хлорофилла снижается.

В листьях краснолистной формы черемухи количество хлорофилла в июле было равно 333,7 мг%, в сентябре - 259,5 мг%. У зеленолистной формы черемухи в июле было 287,0 мг%, в сентябре - 268,2 мг%.

'<> Содержание аскорбиновой кислоты в листьях и плодах сортов и

подвоев

Г.Н. Чупахиной и П.В. Масленниковым (2004) обнаружена

положительная корреляционная зависимость между содержанием аскорбиновой кислоты и антоцианов.

В плодах краснолистного подвоя парадизка Будаговского в 2010-2011 гг. отмечено более высокое содержание аскорбиновой кислоты по сравнению с зеленолистным мутантом ПКЗ (табл. 5). Плоды краснолистной формы черемухи содержали 28,2 мг% аскорбиновой кислоты, зеленолистной формы -23,8 мг%. Осенью количество аскорбиновой кислоты увеличивается.

Таблица 5 -Содержание антоцианов и аскорбиновой кислоты в плодах

краснолистных (ПБ) и зеленолистных (ПКЗ) подвоев. 2010-2011 гг.

Объекты Содержание, мг%

Антоцианы Аскорбиновая кислота

июль сентябрь июль ] сентябрь

2010

ПБ 2,9 9,2 15,0 39,6

ПКЗ 2,3 5,8 11,4 35,2

НСР05 - 2,3 1,65 -

2011

ПБ 6,9 11,5 21,2 38,7

ПКЗ 4,0 4,6 12,4 29,9

НСР05 0,78 0,86 3,50 -

У парадизки Будаговского и ее зеленолистного мутанта найдена прямая корреляция между содержанием антоцианов и аскорбиновой кислоты (г = +0,90) в плодах.

В 2010 году в течение всей вегетации листья Антоновки обыкновенной и Мелбы на краснолистном подвое парадизка Будаговского содержали аскорбиновой кислоты меньше, чем на зеленолистной ПКЗ. Эти же сорта на

краснолистном подвое 60-160 накапливали в листьях больше аскорбиновой кислоты, чем на зеленолистном подвое 71-7-22.

В июле и сентябре 2011 года отмечено более высокое содержание аскорбиновой кислоты в листьях сортов, привитых на зеленолистный мутант парадизки Будаговского ПКЗ и зеленолистный подвой 71-7-22.

В листьях краснолистной формы черемухи количество аскорбиновой кислоты было равным 286,0 мг% в июле и 255,2 мг% в сентябре, Зеленолистная форма черемухи содержала в июле 224,4 мг%, в сентябре - 272,8 мг% аскорбиновой кислоты.

Таким образом, в плодах краснолистной парадизки Будаговского и ее зеленолистного мутанта обнаружена прямая корреляция между содержанием антоцианов и аскорбиновой кислоты. В листьях краснолистных и зеленолистных подвоев и сортов, привитых на них, не выявлено прямой связи между наличием аскорбиновой кислоты и наличием антоцианов.

•м. Антиоксидантная активность плодов краснолистных и зеленолистных

форм яблони

Антиоксидантную активность плодов определяли в лаборатории биотехнологии Мичуринска-наукограда РФ.

Более высокая антиоксидантная активность установлена в плодах краснолистных форм по сравнению с зеленолистными (у краснолистной парадизки Будаговского - 170,8 мг%, а у ее зеленолистного мутанта ПКЗ -119,2 мг%) (табл. 6). У краснолистного подвоя 3-12-37 антиоксидантная активность равнялась 155,8 мг%, у зеленолистного подвоя 85-11-9-98,1 мг%.

Таблица 6 - Антиоксидантная активность плодов краснолистных и _зеленолистных форм яблони, 2011 год _

Объекты Антиоксидантная активность, мг% (по дегидрокверцетину)

ПБ 170,8

ПКЗ 119,2

НСРп< 18,28

3-12-37 (кр.) 155,8

85-11-9 (зел.) 98,1

НСРп, 28,23

и. Изучение наследования антоциановой окраски у краснолистного подвоя Парадизка Будаговского и его зеленолистного мутанта ПКЗ

С целью изучения наследования антоциановой окраски краснолистного подвоя парадизка Будаговского (ПБ) и его зеленолистного мутанта ПКЗ в 20092011 гг. были проведены прямые и реципрокные скрещивания этих форм с зеленолистными сортами Синап орловский, Пепин шафранный, Китайка золотая ранняя, Лобо, Жигулевское, а также с краснолистными видами яблоней Недзвецкого и яблоней пурпурной.

Также было изучено прорастание пыльцы краснолистной парадизки Будаговского, ее зеленолистного мутанта ПКЗ, зеленолистного сорта Синап орловский и краснолистного гада яблони - яблони Недзвецкого на искусственной питательной среде в 18 % сахарозы.

Лучшее прорастание пыльцы было отмечено у краснолистного подвоя парадизка Будаговского и краснолистной яблони Недзвецкого.

При проведении гибридизации в 2009 году опылено 1100 цветков. В 2010 году опылен 781 цветок, получено 94 плода и 471 семя, в т.ч. 53 щуплых семени. В 2011 году опылен 2851 цветок. Получено 111 плодов, 430 семян, в т.ч. 77 щуплых.

При изучении распределения антоцианов в тканях проростков и частях гипокотиля в 2009-2011гг. было выявлено 12 групп проростков.

Обнаружено разнообразие в локализации антоцианов по группам от полного отсутствия пиментов до наличия их во всех органах и тканях проростка.

Если считать, что антоцианы у яблони наследуются по типу моногибридного скрещивания (Кичина, 1966), количество генотипов краснолистных сеянцев должно быть равно 2'(АА, Аа). При скрещивании краснолистных и зеленолистных форм яблони (Синап ОрловскийхПБ, Синап ОрловскийхПКЗ, Синап Орловскийхяблоня Недзвецкого, ГОхСинал Орловский, ПКЗхСинал Орловский и др.) получено 12 групп проростков, различающихся по локализации антоцианов. Наличие 12 групп проростков, различающихся по наличию и локализации антоцианов, говорит об отсутствии монс/ённого наследования антоциановой окраски у яблони.

Ч. Экономическая эффективность выращивания краснолистных и зеленолистных подвоев

Проводилась оценка экономической эффективности производства посадочного материала краснолистных и зеленолистных подвоев при выращивании их неодревесневшими черенками (табл. 7).

Ранее (Паршикова, 2002; Романов, 2008) отмечена лучшая укореняемость у краснолистных форм яблони, спиреи, барбариса. В наших опытах укореняемость черенков у краснолистной парадизки Будаговского в среднем за 2009-2011 гг. составила 24,7 %, у зеленолистного ПКЗ - 10,4 %. Наиболее эффективным является производство краснолистных подвоев. Поскольку укореняемость их выше и, соответственно, больше выход укоренившихся черенков с единицы площади (99 штук с 1 м2), то и затраты на выращивание 1 тысячи штук растений меньше. Эти затраты составили у краснолистной парадизки Будаговского 5171,9 рублей, у зеленолистного ПКЗ - 9390,9 рублей. Уровень рентабельности производства посадочного материала при размножении неодревесневшими черенками у краснолистной парадизки Будаговского составил 139,4 %, у зеленолистного мутанта ПКЗ - 31,8 %.

Таблица 7 -Экономическая эффективность производства краснолистных и зеленолистных подвоев _

Показатели Краснолистная парадизка Будаговского Зеленолистный мутант парадизки Будаговского

Выход укоренившихся черенков с 1 м2, шт. 99 42

Затраты на выращивание 1 тыс. шт. растений, руб. 5171,9 9390,9

Цена одного подвоя, руб. 13 13

Стоимость 1 тыс. шт. растений, руб. 13000 13000

Затраты на реализацию 1 ■гас. шт., руб. 258,6 469,5

Всего затрат на 1 тыс. шт., руб. 5430,5 9860,4

Прибыль в расчете на 1 тыс. шт. растений, руб. 7569,5 3139,6

Уровень рентабельности, % 139,4 31,8

Таким образом, размножение краснолистных подвоев неодревесневшими черенками является более рентабельным.

Выводы

1. Краснолистные подвои (парадизка Будаговского, 60-160, 62-396) и сорта, привитые на них, раньше начинают и заканчивают рост, у них быстрее происходит вызревание древесины, вследствие чего они обладают большей морозостойкостью.

2. Краснолистные подвои (парадизка Будаговского, 60-160, 62-396) и сорта, привитые на них, более жаростойки и засухоустойчивы по сравнению с зеленолистными.

3. У краснолистных подвоев (парадизка Будаговского, 60-160, 62-396) и у сортов» привитых на краснолистные подвои, отмечена большая устойчивость к выпреванию.

4. Сорто-подвойные комбинации на краснолистных подвоях меньше поражаются паршой и мучнистой росой, и* повреждаются зеленой яблонной тлей и боярышниковой кружковой молью.

5. При размножении неодревесневшими черенками лучше укореняются краснолистные формы яблони и черемухи.

6. Сорта на краснолистных подвоях содержат больше антоцианов в листьях и стеблях.

7. Плоды краснолистных форм яблони содержат больше веществ, обладающих антиоксидантными свойствами (у парадизки Будаговского 170,8, у краснолистного подвоя 3-12-37 - 155,8 мг%), по сравнению с зеленолистными (119,2 у зеленолистной вариации ПКЗ и 98,1 мг% у зеленолистного подвоя 8511-9).

8. По содержанию хлорофилла в листьях не выявлено четкой закономерности между краснолистными и зеленолистными формами яблони.

9. В плодах краснолистного подвоя парадизка Будаговского содержится больше аскорбиновой кислоты по сравнению с ее зеленолистным мутантом (в среднем, у парадизки Будаговского в плодах 28,6 мг% аскорбиновой

кислоты, в плодах ПКЗ - 22,2 мг%). Найдена прямая корреляция между содержанием антоцианов и аскорбиновой кислоты (г = +0,90) в плодах.

10. Отмечено лучшее прорастание пыльцы у краснолистного подвоя парадизка Будаговского и яблони Недзвецкого по.

11. Производство краснолистного подвоя парадизка Будаговского неодревесневшими черенками более экономически выгодно по сравнению с ее зеленолистным мутантом. Уровень рентабельности выращивания парадизки Будаговского составил 139,4 %, ПКЗ - 31,8 %.

Рекомендации производству

1. У краснолистных подвоев следует выбраковывать появляющиеся зеленолистные побеги.

2. Более раннее одревеснение побегов краснолистных форм яблони по сравнению с зеленолисгными следует учитывать при заготовке черенков для укоренения.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Трутнева Л.Н. Жаростойкость сортов, краснолистных и зеленолистных подвоев в сорто-подвойных комбинациях яблони / Л.Н. Трутнева // Доклады РАСХН.-2011.-№5.-С. 18-19.

2. Трутнева, Л.Н. Содержание антоцианов, хлорофилла и аскорбиновой кислоты в сортах и подвоях сорто-подвойных комбинаций яблони / Л.Н. Трутнева // Вестник МичГАУ. - Мичуринск-Наукоград РФ, 2011. - № 1. - Ч. 1. -С. 72-75.

3. Трутнева, Л.Н. Морозостойкость, устойчивость к вредителям и болезням краснолистных и зеленолистных видов некоторых древесных культур / Г.С. Усова, М.В. Романов, Л.Н. Трутнева // Плодоводство и ягодоводство России: сб. науч. работ. - 2011. - Т. 28. - Ч. 2. - С. 285-293.

4. Трутнева, Л.Н. Засухоустойчивость и жаростойкость сорто-подвойных комбинаций на краснолистных и зеленолистных слаборослых клоновых подвоях яблони / Л.Н. Трутнева, М.В. Романов // Проведение научных исследований в области сельскохозяйственных наук: Материалы всероссийской конференции с элементами научной школы для молодежи. - Мичуринск: Изд-во МичГАУ, 2009. - с.54-57.

5. Трутнева, Л.Н. Содержание антоцианов и хлорофилла в сортах и подвоях различных сорто-подвойных комбинаций яблони / Г.С. Усова, Л.Н. Трутнева, МБ. Романов // Садоводству России - инновационный путь развития: Материалы международной научно-практической конференции, посвященной 80-летию со дня рождения доктора с.-х. наук, профессора В.Г. Муханина. - Мичуринск: Изд-во Мичуринского госагроуниверситета, 2010. -С. 36-40.

6. Трутнева, Л.Н. Содержание пигментов в сортах и подвоях различных сорто-подвойных комбинаций яблони / Л.Н. Трутнева // Материалы 62-ой науч.-практич. конф. студентов и аспирантов (II раздел): сб. науч. тр. -Мичуринск: Изд-во МичГАУ, 2010. - С. 7-11.

7. Трутнева, Л.Н. Антоцианы как критерий отбора ценных генотипов в селекции растений / Л.Н. Трутнева, Г.С. Усова // Интродукция нетрадиционных и редких растений: Материалы IX междунар. науч.-метод. конф. 21-25 июня 2010г. Мичуринск, 2010. - Т.2. - С. 337-342.

8. Трутнева, JI.H. Устойчивость сорто-подвойных комбинаций яблони на слаборослом краснолистном подвое парадизка Будаговского и ее зеленолистном мутанте к некоторым болезням и вредителям / Г.С. Усова, Л.Н. Трутнева, А.И. Миляев // Биологические основы садоводства и овощеводства: Материалы междунар. конф. с элементами науч. школы для молодежи. -Мичуринск: Изд-во МичГАУ, 2010. - С. 336-338.

9. Трутнева, Л.Н. Оценка краснолистных и зеленолистных клоновых подвоев яблони и сорто-подвойных комбинаций по ряду хозяйственно-биологических показателей / Л.Н. Трутнева // Ломоносов - 2011: XVIII Международная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых; секция «Биология»; 11-15 апреля 2011г.; Москва, МГУ имени M.B. Ломоносова, биологический факультет: Тезисы докладов. - М.: МАКС Пресс, 2011. - С. 234235.

10. Трутнева, Л.Н. Локализация антоцианов в проростках, вегетативных органах и плодах яблони / ЛЛ. Трутнева // Материалы 63-й научно-практической конференции студентов и аспирантов (II раздел): сб. науч. тр. -Мичуринск: Изд-во Мичуринского госагроуниверситета, 2011. - С. 67-71.

Автор выражает благодарность за оказанную помощь при проведении исследований сортудникам лаборатории биотехнологии Мичуринска-наукограда РФ, сотрудникам ГНУ ВНИИГиСПР имени И.В. Мичурина, заведующей отделом декоративного садоводства ГНУ ВНИИС им. И.В. Мичурина, сотрудникам проблемной лаборатории кафедры плодоводства ФГБОУ ВПО МичГАУ, лаборатории биохимии. Отдельную благодарность автор выражает своему научному руководителю доктору с.-х. наук, профессору Усовой Г.С., канд. с.-х. наук Романову М.В.

Отпечатано в издательско-полиграфическом центре

ФГБОУ ВПО МичГАУ Подписано в печать 28.12.11 г. Формат 60x84 '/16, Бумага офсетная № I. Усл.печ.л. 1,1 Тираж 120 экз. Ризограф Заказ

Издательско-полиграфический центр Мичуринского государственного аграрного университета 393760, Тамбовская обл., г. Мичуринск, ул. Интернациональная, 101, тел. +7 (47545) 5-55-12 E-mail: wdem@mgau.ru

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Трутнева, Людмила Николаевна, Мичуринск-наукоград

61 12-6/254

На правах рукописи

Трутнева Людмила Николаевна

ХОЗЯЙСТВЕННО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СОРТО-ПОДВОЙНЫХ КОМБИНАЦИЙ ЯБЛОНИ НА КРАСНОЛИСТНЫХ И ЗЕЛЕНОЛИСТНЫХ КЛОПОВЫХ

ПОДВОЯХ В ПИТОМНИКЕ

Специальность 06.01.05 - селекция и семеноводство сельскохозяйственных

растений

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Усова Галина Северьяновна

Мичуринск - наукоград РФ 2012

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.................................................................................4

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА.............................................................7

1.1. Состояние и перспективы развития садоводства...............................7

1.2. Биологические особенности слаборослых деревьев...........................11

1.3. Взаимодействие привоя и подвоя.................................................16

1.4. Совместимость привоя и подвоя...................................................19

1.5. Природа антоциановых пигментов, их распространение в растениях.....20

1.6. Факторы, влияющие на образование антоцианов в растениях..............23

1.7. Значение антоцианов для растений и человека.................................25

1.8. Наследование антоциановых пигментов в растениях.........................29

2. ЦЕЛЬ, ЗАДАЧИ, УСЛОВИЯ, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ........................................................................30

2.1. Цель и задачи исследований...................................................... .30

2.2. Условия проведения исследований...............................................31

2.3. Объекты исследований..............................................................34

2.4. Методика исследований.............................................................45

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.................................................48

3.1. Фенологические фазы развития краснолистных и зеленолистных подвоев и сортов, привитых на них...............................................................48

3.2. Содержание и локализация антоцианов в листьях, побегах и плодах сортов и подвоев в сорто-подвойных комбинациях яблони.....................56

3.3. Морозостойкость сорто-подвойных комбинаций яблони, краснолистных и зеленолистных подвоев.................................................................70

3.4. Жаростойкость и засухоустойчивость краснолистных и зеленолистных подвоев и сортов в сорто-подвойных комбинациях на них........................79

3.5. Устойчивость к выпреванию........................................................87

3.6. Устойчивость сортов и подвоев к некоторым болезням и вредителям...89

3.7. Укореняемость подвойных форм..................................................96

3.8. Содержание хлорофилла в листьях сортов и подвоев сорто-подвойных комбинаций...................................................................................98

3.9. Содержание аскорбиновой кислоты в листьях и плодах....................101

3.10. Антиоксидантная активность плодов краснолистных и зеленолистных форм яблони................................................................................106

3.11. Изучение наследования антоциановой окраски у краснолистного подвоя

Парадизка Будаговского и его зеленолистного мутанта ПКЗ...................107

4. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВЫРАЩИВАНИЯ

КРАСНОЛИСТНЫХ И ЗЕЛЕНОЛИСТНЫХ ПОДВОЕВ ЯБЛОНИ..........112

ВЫВОДЫ..................................................................................114

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ..............................................115

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.................................116

ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Плоды являются важнейшей частью качественного, рационального питания, обеспечивающего здоровье и долголетие человека. Они являются ценными источниками витаминов, биологически активных и минеральных веществ, Сахаров, кислот, растительных жиров, клетчатки и др. Недостаток их приводит к развитию целого ряда заболеваний, преждевременному старению и сокращению продолжительности жизни. Поэтому ежедневное употребление в питании плодов и ягод должно быть нормой (Осипов и др., 2005; Архипова, Крылова, 2006).

Под плодовыми культурами занято более 80 млн. га земли. В настоящее время в России на долю сельхозпредприятий приходится 28,5 % насаждений плодовых и ягодных культур, а в личных подсобных хозяйствах - 71,2 %. Незначительную часть 0,3 % занимают сады и ягодники в крестьянских (фермерских) хозяйствах. Более 60 % всей площади плодовых насаждений России занято яблоней как наиболее распространенной плодовой культурой. В России производится 1,8 млн. т яблок при средней урожайности 4,2 т/га. В мире средняя урожайность яблони составляет 10,2 т/га. (Осипов и др., 2005).

Средняя урожайность плодовых культур в нашей стране в 10 раз ниже реальных возможностей. Это вызвано рядом причин: ошибки при размещении насаждений, наличие сортов с низкой продуктивностью и устойчивостью к абиотическим и биотическим факторам, ухудшением окружающей среды. Одним из важнейших факторов повышения урожайности плодовых растений и удовлетворения потребностей населения является создание высокоадаптивных, урожайных сортов с плодами хорошего качества.

Большое значение при выращивании саженцев яблони имеет подбор подвоев, т.к. от подвоя во многом зависит состояние и урожайность дерева. От него зависят многие хозяйственно-биологические свойства привитого растения, в частности, зимостойкость, сила роста и др. Но подвои, как и

сорта-привои, могут изменяться, о чем говорил и И.В. Мичурин (1948). В связи с этим, изучение влияния подвоев, и, в частности, антоциансодержащих слаборослых подвоев, на хозяйственно-биологические признаки и свойства (морозостойкость, окореняемость, содержание Р-активных веществ и др.) сортов в сорто-подвойных комбинациях имеет и теоретическое, и практическое значение.

Яблоня является самой распространенной плодовой культурой нашей страны. Она занимает по площади первое место среди других плодовых культур. Ее выращивают более чем в 80 странах мира. Производство яблок составляет 63,5 млн.т. Лидером по производству яблок является Китай, который производит около 20 млн. т. в год (Осипов, Осипова, Наумов, Севастьянова, 2005).

Яблоня является весьма ценной породой благодаря своим биологическим и хозяйственным качествам. Она богата сортами, растущими во всех зонах плодоводства страны, яблоки транспортабельны, у многих сортов хорошо хранятся до нового урожая, они богаты питательными веществами, приятны на вкус и пригодны для переработки (Колесников, 1973).

Плоды яблони - ценный диетический продукт питания человека. Их не даром называют плодами здоровья. В яблоках содержатся сахара, кислоты, различные витамины, Р-активнЫе вещества (катехины, флавонолы, лейкоантоцианы, антоцианы и др.).

Плоды яблони обладают ценными лечебными и профилактическими свойствами (Седов, Макаркина, Серова, Соколова, 2008). Дубильные вещества и эфирные масла - хорошие антибиотики против бактерий, вызывающих колиты, дизентерию, брюшной тиф и другие желудочно-кишечние заболевания. Антимикробное действие оказывают почти все сорта яблони, особенно мелкоплодные, типа ранеток и полукультурок (Исаева, 2005).

Антоциансодержащие растения (барбарис обыкновенный, барбарис тунберга, спирея калинолистная, черемуха обыкновенная и др.), в том числе и различные формы и виды яблони (яблоня Недзвецкого, яблоня пурпурная), очень декоративны. Поэтому их используют для озеленения парков, скверов, приусадебных участков. Французский садовод Л. Тиллье считал, что яблоня Недзвецкого с декоративной точки зрения не имеет себе равных в садоводстве Европы (Исаева, 2005).

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

В России основные площади яблоневых садов занимают деревья на сильнорослых подвоях, поскольку они могут расти и давать урожай в самых разных условиях. Однако, как показывает опыт мирового садоводства, наиболее эффективным типом сада являются насаждения деревьев на слаборослых клоновых подвоях.

Одним из важных направлений развития современного садоводства является изучение и внедрение в производство слаборослых деревьев для садов интенсивного типа.

1.1. Состояние и перспективы развития садоводства

В Центрально-Черноземном регионе яблоня занимает до 87% общей площади насаждений.

В 1994 году площадь под семечковыми в товарных хозяйствах составила 294 тыс. га - 58% от площадей 1981 года. Валовой сбор плодов за этот период сократился с 1093 тыс. т до 565 тыс.т. В 1991-1994годах в расчете на душу населения было произведено 17,8 кг плодов и ягод, что в 3,5 раза меньше рекомендуемого (Кашин, 1995).

Медицинская норма потребления плодов и ягод составляет 120 кг в год. На практике же этот показатель в нашей стране равен 30 кг фруктов в регионах и 60 кг в Москве, что в 2-3 раза ниже, чем в западных странах. При этом ежегодное употребление яблок на душу населения должно составлять 35-40 кг (Осипов, Осипова, Наумов, Севастьянова, 2005).

В последние десятилетия в садоводстве России наблюдается устойчивая тенденция к снижению площадей под многолетними насаждениями (Гудковский, Скрипников, 1998, Иванов и др., 2000, Трунов, 2009). В целом по стране за последние 20 лет площадь садов уменьшилась с 789 до 704 тыс. га (на 11 %), в ЦЧР с 139 до 118 тыс.га (на 15 %). Значительная часть садов

находится в заброшенном состоянии или возделывается с низким уровнем агротехники (Трунов, 2009).

Увеличение производства плодов может быть достигнуто за счет дальнейшей интенсификации садоводства на основе научно-обоснованного подбора привойно-подвойных комбинаций, прогрессивных технологий возделывания, рационального использования земель и создания на этой основе садов интенсивного типа в зонах промышленного садоводства.

Основными направлениями интенсификации садоводства в настоящее время являются: перевод отрасли на новые высокоинтенсивные типы садов на слаборослых подвоях, научно-обоснованная агротехника, интегрированная защита садов от болезней и вредителей, механизация производственных процессов, переход на новые технологии хранения плодов и переработки продукции на основе современных технологий, совершенствование организации и оплаты труда (Греков, 1999).

В связи с непростой экологической и экономической ситуацией интенсификация садоводства России особенно актуальна (Сидоров, 2007). Площадь слаборослых садов в России в настоящее время составляет лишь 10-15% от общей площади плодовых насаждений. В средней зоне садоводства (ЦЧР, Нечерноземная зона и др.) таких садов еще меньше, за исключением Тамбовской области, где они составляют около 23% (Потапов, Ульянищев, 1999).

Интенсивное садоводство обеспечивает высокий выход продукции с единицы площади насаждений, быстрый возврат капиталовложений, активную сортосмену, определяющую благоприятную экологическую и, в частности, фитопатогенную обстановку территории и рост качества плодовой продукции (Трусевич, 1974; Романов, Шестопаль, 1977; Ульянищев, 1976; Романов, 1978; Паненко, Глянько, 1979; Коровин, 1980; Пшеничный, 1982; Клочко, 1999; Сенин, 1979, 1986; Перстнева, 1984; Муханин, 1988; Резванцева, 1989; Муханин, Муханин, Григорьева, 2001 и др.)

Сады на слаборослых подвоях начинают плодоносить на 3-4 год после посадки (Будаговский, 1970; Степанов, 1981; Савин, 1984; Савин,

Первов, Бородина, 1987; Потапов и др., 1991; Чутпулатов, 1976; Минаков, Соколов, 1998; Ceausescu, Isac, Petre, 1982; Zimmerman, Griesbach, 2001).

Известно, что 90% успеха в садоводстве определяется правильным подбором сортов. Л.П. Симиренко (1962) писал, что богатство промышленного сада кроется не в большом разнообразии сортов, а в строгом ассортименте немногих, но ценных, притом хорошо удаюшихся в данных условиях почвы и климата А в связи с изменением последнего и с усилением развития патогенов особую роль в интенсификации садоводства приобретает как повышение уровня адаптивности сортимента, так и его регулярное и целенаправленное обновление (Жученко, 1996; Савельев, 2003; Седов, 2003).

Этим объясняется ключевая роль селекции и сортоизучения плодовых в развитии современного интенсивного садоводства в России. Практической целью селекции и сортоизучения является создание высококачественных, продуктивных сортов для конкретных условий возделывания.

Большое значение в интенсификации садоводства приобретают исследования в области питомниководства (Коровин, 1975; Грязев, 1994; Муханин, 1998; Basak, 1987; Wilson S.J., Jarassamrit N.. 1994). Ведущую роль в формировании благоприятного микроклимата в условиях промышленного сада играют системы удобрения, содержания почвы и формирования кроны деревьев.

Получение зимостойких слаборослых подвоев яблони профессором В.И. Будаговским и сотрудниками Мичуринского государственного

аграрного университета позволило значительно расширить зону выращивания интенсивных садов.

В настоящее время 90% потребляемых в России фруктов выращено в Польше и Китае. Площадь садов в Китае - 2,5 млн. гектаров.

Средняя урожайность яблок в Голландии и Югославии составляет 40-42 т/га, во Франции и Италии - 35-39 т/га, в США и Китае - 20-25 т/га, в то время как в России в среднем 3-5 т/га. Динамика урожайности яблони в России очень нестабильна. Амплитуда ее колебаний может достигать 3-5 раз,

причем каждый третий год либо без урожая, либо с очень низким урожаем (Гудковский, Каширская, Цуканова, 2005; Трунов, 2009).

В тоже время в передовых хозяйствах России ежегодно собирают урожаи на уровне экономически развитых стран: агрофирма «Сад-Гигант» Краснодарского края - 25-30 т/га; ЗАО «Агрофирма 15 лет Октября», ОАО «Агроном» Липецкой области - 20-25 т/га; ОАО «Дубовое» Тамбовской области - 15-20 т/га (Трунов, 2009).

В Тамбовской области была сформирована система садоводческих предприятий, где в настоящее время функционирует около 20 садоводческих хозяйств. На их долю приходится свыше 41% площадей садов и ягодников, сконцентрированных в хозяйствах всех категорий. Такие предприятия созданы в 9 районах области, за 2002-2005 годы площадь многолетних насаждений каждого из них, в среднем, составила 440 га (Шаляпина, Соломахин, 2008).

Во ВНИИС совместно с зональными и республиканскими научно-исследовательскими институтами и опытными станциями по садоводству был обобщен накопленный опыт в стране и разработаны в разрезе агроклиматических зон оптимальные схемы размещения плодовых деревьев в садах (Григорьева, Муханин, 1999; Муханин, Муханин, Григорьева, 2001), что позволило рекомендовать во всех зонах садоводства плотное размещение деревьев в насаждениях всех плодовых пород. Многолетние данные, полученные в ОАО «Дубовое» Тамбовской области, показывают повышение урожайности таких садов на 33%, снижение затрат на 20%, увеличение прибыли на 45% (Минаков, Соколов, 1998). Площадь садов на слаборосльгх подвоях за 1992-1995 года в данном хозяйстве увеличилась на 17%.

В настоящее время выращиванием плодов на Тамбовщине занимаются следующие садоводческие хозяйства: СХПК «Кочетовский», ФГУП учхоз-племзавод Комсомолец МГАУ, СХПК «Зеленый гай», ОАО «Дубовое», ООО «Снежеток», ООО «Сабуровское», 000 «Красивское», ОАО «Ягодное», ООО «Елена», ОАО «Агрофирма Заря», ОАО «Плодопитомник», ОАО «Никольская Нива»,

СПК «Базевский». И они, все вместе, произвели в 2008 году 21843 тонны яблок (Шаляпина, Соломахин, 2008).

1.2. Биологические особенности слаборослых деревьев

Современное садоводство РФ должно базироваться на интенсивных садах, которые обязаны сочетать в себе слаборослость, скороплодность, высокую урожайность и хорошее качество плодов (Григорьева, Каплин, 2011; Ершова, 2011).

Современный сад интенсивного типа - это сообщество относительно малоразмерных скороплодных деревьев, размещенных уплотненно. Сорта плодовых растений могут в разной степени соответствовать этому типу сада по своим биологическим и хозяйственным свойствам. Высокоценные в прошлом сильнорослые сорта из-за позднего вступления в пору плодоношения, в большинстве случаев непригодны для интенсивных садов. Пригодность сортов для интенсивного садоводства оценивается по комплексу признаков (Трусевич, 1978). Все эти признаки имеют решающее значение при внедрении новых сортов в производство (Потапов, Ульянищев, Крысанов, 1991).

Для интенсивных насаждений большое значение имеют особенности роста и развития сорта. Наибольший интерес представляют сорта с хорошей пробудимостью почек и умеренной способностью к образованию скелетных ветвей.

Для успешного развития интенсивного садоводства необходимо изучать слаборослые клоновые подвои и сорто-подвойные комбинации, отвечающие требованиям современного рынка (Ершова, 2011). В средней зоне садоводства слаборослыми считаются сорта: Уэлси, Спартак, Ватутин, Боровинка обыкновенная, Кутузовец, Обильное, Декабренок, Сеянец Кинга и другие. В сочетании с сильнорослыми подвоями они образуют

полукарликовые деревья, которые рано вступают в пору плодоношения (Потапов и др., 1991; Ульянищев, 1995).

По данным ВНИИСПК (Седов, Красова, 2000), производство плодов в интенсивных садах, заложенных саженцами на карликовых вставках, экономически более выгодно по Сравнению с садами на сильнорослых подвоях. Сады на слаборослых подвоях могут вступать в плодоношение на второй год (Григорьева, Муханин, 2007).

Многие слаборослые, особенно карликовые, растения отличаются очень высокой продуктивностью (Гладышев, 1970; Смирнов, 1974). У них большая часть веществ, накопленных в процессе жизни, идет на образование репродуктивных органов, а меньшая - на рост стеблей