Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Исходный материал чеснока озимого (Allium sativum L.) для селекции на комплекс хозяйственно ценных признаков и стабильно низкий уровень накопления экотоксикантов

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Исходный материал чеснока озимого (Allium sativum L.) для селекции на комплекс хозяйственно ценных признаков и стабильно низкий уровень накопления экотоксикантов"

На правах рукописи Середин Тимофей Михайлович

УДК 635.262 : 631.526 : 581.19

ИСХОДНЫЙ МАТЕРИАЛ ЧЕСНОКА ОЗИМОГО (Allium sativum L.) ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ НА КОМПЛЕКС ХОЗЯЙСТВЕННО ЦЕННЫХ ПРИЗНАКОВ И СТАБИЛЬНО НИЗКИЙ УРОВЕНЬ НАКОПЛЕНИЯ ЭКОТОКСИКАНТОВ

Специальности: 06.01.05 - селекция и семеноводство

сельскохозяйственных растений; 06.01.09 - овощеводство

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

з о гтн Z015

Москва-2015

005562649

На правах рукописи

Середин Тимофей Михайлович

УДК 635.262 : 631.526 : 581.19

ИСХОДНЫЙ МАТЕРИАЛ ЧЕСНОКА ОЗИМОГО (Allium sativum L.) ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ НА КОМПЛЕКС ХОЗЯЙСТВЕННО ЦЕННЫХ ПРИЗНАКОВ И СТАБИЛЬНО НИЗКИЙ УРОВЕНЬ НАКОПЛЕНИЯ ЭКОТОКСИКАНТОВ

Специальности: 06.01.05 - селекция и семеноводство

сельскохозяйственных растений; 06.01.09 - овощеводство

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Москва - 2015

Диссертационная работа выполнена в период с 2012 по 2015 годы на базе лабораторий экологических методов селекции, селекции и семеноводства луковых культур ФГБНУ ВНИИ селекции и семеноводства овощных культур

Научные руководители:

доктор сельскохозяйственных наук,

академик РАН Пивоваров Виктор Фёдорович

кандидат сельскохозяйственных наук,

старший научный сотрудник Солдатенко Алексей Васильевич

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук,

профессор, ФГБОУ ВО РГАЗУ Старых Галина Алексеевна

кандидат сельскохозяйственных наук доцент кафедры селекции и семеноводства садовых культур

РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева Миронов Алексей Александрович Ведущая организация: ФГБНУ ВНИИ овощеводства

Защита состоится «19» ноября 2015 года в 10 часов на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 220.019.01 при ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт селекции и семеноводства овощных культур» по адресу: 143080, Московская область, Одинцовский район, п/о Лесной городок, п. ВНИИССОК, ул. Селекционная, д. 14.

Факс (495) 599-22-27 E-mail: vniissok@mail.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБНУ ВНИИССОК и на сайте института www.vr"

aspirantura@vniissok.ru

Автореферат разослан «

2015 года.

Ученый секретарь совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 220.019.01

доктор сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник

Бондарева Людмила Леонидовна

Актуальность. Успех селекционного процесса зависит от качества исходного материала, основой создания которого является поиск форм с максимальным сочетанием хозяйственно ценных признаков. Важными признаками при создании новых высокоурожайных сортов чеснока озимого является зимостойкость и устойчивость к комплексу болезней, поскольку сочетание этих признаков определяет способность сорта наиболее полно реализовать свой продуктивный потенциал в различных условиях выращивания. В последние годы большое внимание уделяется биогенным макро- и микроэлементам, имеющих важное значение для здоровья человека. Чеснок по сравнению с другими растениями рода Allium L. накапливает в своем составе более, чем в два раза калия, железа, магния, фосфора, цинка и марганца (Богатое, 1999; Голубкина и др., 2010). Наряду с поиском ценных форм, накопителей «полезных» микроэлементов, важен отбор растений с низким аккумулированием экотоксикантов - тяжелых металлов (ТМ) и радионуклидов (РДН). Это имеет важное значение для использования чеснока в фармацевтической и пищевой промышленности, а именно в изготовлении чеснока сушёного гранулированного, маринованного и пасты (Борисов и др., 2003). При этом отбор будет более эффективен при оценке образцов не только по содержанию отдельных элементов, но и по стабильности их накопления в различных условиях выращивания, поиск коррелятивных связей между содержанием наиболее важных элементов и другими селекционно-значимыми признаками, а также оценка влияния способов выращивания на получение экологически безопасной продукции.

Цель исследований - выделить исходный материал чеснока озимого для селекции на комплекс хозяйственно ценных признаков и стабильно низкое накопление экотоксикантов, а также изучить влияние способов выращивания на урожайность и способность разных сортообразцов аккумулировать радионуклиды.

Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:

1. Изучить сортовое разнообразие чеснока озимого в коллекционном питомнике по зимостойкости, устойчивости к болезням и продуктивности.

2. Провести сравнительную оценку образцов коллекционного питомника чеснока озимого по количественным признакам и степени их изменчивости.

3. Изучить сортовые особенности чеснока озимого по уровню накопления различных макро- и микроэлементов, тяжёлых металлов, радионуклидов.

4. Провести корреляционный анализ между количественными и качественными признаками и содержанием различных химических элементов; выделить наиболее значимые взаимосвязи для селекции чеснока озимого.

5. Выделить перспективный исходный материал для селекции на комплекс признаков: зимостойкость, устойчивость к болезням, продуктивность и низкий уровень накопления поллютантов.

6. Изучить влияние способов выращивания растений чеснока озимого на проявление хозяйственно ценных признаков и накопление экотоксикантов.

Научная новизна. Выявлены общие закономерности и сортовые особенности чеснока озимого по проявлению признаков: зимостойкость, устойчивость к болезням, продуктивность, накопление макро- и микроэлементов, тяжёлых металлов и радионуклидов. Впервые изучены характер и стабильность накопления радионуклидов различными образцами чеснока озимого и показана эффективность отбора устойчивых форм в зависимости от степени загрязнения зоны выращивания. Выявлены признаки селекционно-значимые для сопряжённого отбора форм с высокой устойчивостью к болезням и зимостойкостью (ширина листа, число листьев, содержание аскорбиновой кислоты и суммы Сахаров в луковицах). Изучен характер корреляционной зависимости между уровнем накопления различных химических элементов, в том числе тяжёлых металлов и радионуклидов. Показано, что выращивание чеснока через однозубковые луковицы способствует повышению урожайности, но негативно влияет на устойчивость к накоплению стронция.

Практическая значимость. Предложены критерии оценки и ранжирования образцов чеснока озимого по степени зимостойкости и устойчивости к комплексу болезней, стабильно низкому накоплению экотоксикантов. Показаны диапазоны варьирования количественных и качественных признаков в зависимости от генотипа и от экологических условий зоны выращивания. Дана оценка сортов чеснока озимого селекции ВНИИССОК по комплексу селекционно-значимых признаков и предложены основные направления сорто-улучшающей селекции. Выделен перспективный исходный материал для селекции на зимостойкость, устойчивость к болезням и стабильно низкий уровень накопления экотоксикантов в луковицах. Выделены сорта Демидов, Дубковский и урожайные коллекционные образцы К-775, К-780 чеснока озимого, которые можно рекомендовать для выращивания на загрязнённых территориях с целью получения экологически безопасной продукции.

Положения, выносимые на защиту:

- сортовые особенности чеснока озимого по проявлению и изменчивости хозяйственно ценных признаков, по уровню и стабильности накопления химических элементов, по степени взаимосвязи между селекционно-значимыми признаками;

- исходный материал чеснока озимого для селекции на зимостойкость, устойчивость к болезням, продуктивность и стабильно низкое накопление эко-токсикантов;

- оценка влияния способов выращивания растений чеснока озимого на проявление хозяйственно ценных признаков и уровень накопления радионуклидов.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены на отчётных сессиях ВНИИ селекции и семеноводства (2012-2014 годы), на заседании научно-технического совета и расширенном межлабораторном заседании в 2015 году. Материалы диссертации были представлены на Международной научной конференции, посвященной 150-летию академика В.Р. Вильямса, 3-5 декабря 2013 года, Москва: РГАУ-МСХА; на Международной научной конференции «Научное и кадровое обеспечение продовольственной безопасности России, 2-4 декабря 2014 года, Москва: РГАУ-МСХА.

Публикация результатов исследований. По результатам исследований опубликовано 15 статей, в том числе 3 - в изданиях, входящих в перечень рекомендованных ВАК РФ.

Личный вклад соискателя в получении научных результатов. Личное участие автора в проведении исследований, обработке и анализе полученных данных, подготовке отчётов и публикаций к печати составляет 80%.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 131 страницах, включает 23 таблицы, 17 рисунков, 18 приложений. Состоит из введения, 3 глав, заключения и рекомендаций. Список использованной литературы включает 151 источник, в том числе 31 иностранных источников.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследования проведены в 2012-2015 годы в ФБГНУ ВНИИССОК, в открытом грунте на опытном участке лаборатории селекции и семеноводства луковых культур (Одинцовский район Московской области), в пос. Белая Берёзка Брянской области, в республике Беларусь (Гродненская область, г. Вол-ковыск).

Объект исследования - чеснок озимый (Allium sativum L.).

В качестве материала для исследований использованы 1 0 сортов и 20 коллекционных образцов чеснока озимого из различных регионов России.

Методы исследований. Коллекционное изучение проводили в соответствии с ОСТ 46 71- 78, этан I. Лабораторно-полевые опыты - по общепринятой методике (Доспехов, 1985), «Методических указаний по экологическому испытанию овощных культур в открытом грунте» (1987), «Методических указаний по селекции луковых культур» (1997), «Методических указаний по определению содержания wSr и l37Cs (1985). Изучение коллекции (опыт1), экологические испытания (опыт 2) и изучение влияния способов выращивания (опыт 3) на урожайность и накопление радионуклидов проводили по двух факторной схеме. Фактор А - образец (сорт), фактор Б: в опыте 1 - годы исследования; в опыте 2 - зоны с разным уровнем загрязнения; в опыт 3 - посадочный материал: зубки и однозубковые луковицы (норма высадки соответственно 40 и 30 штук/м2). Площадь учетной делянки в опыте 5 м2, повтор-ность - 4-х кратная. Размещение делянок рендомизированное.

В период вегетации проводили оценку биометрических признаков растений. Измерения листового аппарата (число листьев на растении, длину, ширину листа) проводили в динамике и рассчитывали общую площадь ассимиляционной поверхности растения с учетом коэффициента поправки 0,67 (Mann, 1952). При уборке определяли массу луковицы (среднюю, товарную и посадочную), число и массу зубков. Учёт урожайности проводили по методике Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (1985) методом полного поделяночного учёта, потенциальную урожайность (Уп) рассчитывали по формуле Уп =N*M/1000 кг/м2, где N - число посадочных зубков (шт./м2), М - средняя масса луковицы (г).

Определение биохимических показателей проводили на базе аналитического центра ВНИИССОК методами: содержания сухого вещества (Б.П.Плешков, 1985), аскорбиновой кислоты (Сапожникова и др.,1966), суммы Сахаров - по методу Бертрана. Содержание 137Cs и 9üSr в луковицах определяли в лаборатории Испытательного центра пищевой продукции, продовольственного сырья, кормов, почв, фунтов, агрохимикатов и воды ГЦАС «Московский», с помощью гамма - радиометрического метода определения (ГОСТ 10179-96). Исследования по определению микроэлементов в луковицах чеснока озимого проводили в ООО «МИКРОНУТРИЕНТЫ». Методы анализа: масс- спектрометрия с индуктивно связанной плазмой (МС-ИСП),

атомно- эмиссионная спектрометрия с индуктивно связанной плазмой (АЭС-ИСП). Аппаратура: Квадрупольный масс-спектрометр Nexion 300 D (Perken Elmer, США); атомно- эмиссионный спектрометр Optima 2000 DV (Peiken Elmer, США). Значения ПДК токсичных элементов в овощах приведены согласно Санитарным правилам и нормам СанПнН 2.3.2.560-96 «Гигиенические требования к качеству и безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов». Математическая обработка данных проведена методами статистического анализа по Б.А. Доспехову (1985), A.B. Кильчевскому и Л.В. Хо-тылевой (1985).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Оценка и выделение исходного материала чеснока озимого для

селекции на зимостойкость, устойчивость к болезням и урожайность

Зимостойкость - важный показатель, характеризующий способность сорта переносить неблагоприятные условия зимнего периода. По сочетанию климатических факторов зимних периодов годы исследований в целом были не очень благоприятны для перезимовки зубков чеснока озимого, что дало возможность объективно оценить образцы по данному признаку. На основе анализа полученных результатов, для ранжирования образцов по степени зимостойкости был использован следующий принцип группировки:

I группа - зимостойкие (отрастание > 90%);

II группа - от носительно зимостойкие (отрастание от 80 до 90%);

III группа - не зимостойкие (отрастание < 80%).

Распределение образцов по группам зимостойкости в 2012 и 2014 годах было схожим и доля образцов с высокой зимостойкостью составила около 30% от числа изученных. В менее благоприятных условиях перезимовки 2013 года процент таких образцов был в два раза ниже (рис. 1).

2012под 20141ОД 2013гэд по среднему псказагепо

□ I группа ■ II группа □ III группа

Рис. 1. Распределение образцов чеснока озимого по группам зимостойкости

Однако чёткой зависимости между климатическими факторами зимнего

периода и долей перезимовавших растений в группе изученных образцов не

7

было выявлено. Например, у образцов К-762 и К-784 процент гибели луковиц при перезимовке в 2013 году был самым низким (13% и 21% соответственно), тогда как в более благоприятных условиях зим 2012 и 2014 годов у них перезимовало только 67% и 56% растений соответственно. Коллекционные образцы К-759 (III группа), К-778 (II группа), а также сорт Поднебесный (II группа) сорта Демидов и Заокский (III группы), наоборот, достаточно стабильно проявили уровень зимостойкости во все годы исследований.

В связи с этим наиболее достоверной оценкой зимостойкости образца следует считать средний показатель этого признака за несколько лет. К первой группе были отнесены сорт Одинцовский Юбилейный и три коллекционных образца К-775, К-797 и К-780, у которых доля перезимовавших зубков составляла стабильно выше 90%, что свидетельствует об их ценности как исходного материала для селекции на зимостойкость. Сорт Одинцовский Юбилейный может быть рекомендован как стандарт при селекции чеснока озимого на данный признак.

Устойчивость к болезням. Для селекции на устойчивость к конкретному возбудителю, как правило, проводят искусственное заражение в лабораторных условиях или создают искусственные инфекционные участки. В связи с тем, что в нашей работе исследования проводили на естественном инфекционном фоне, то оценку устойчивости образцов проводили ко всему комплексу болезней, учитывая число пораженных вегетирующих растений в 1-Й декадах июня и число больных луковиц во время уборки и перед высадкой зубков и однозубковых луковиц.

Отмечено, что выпадение обильных осадков в период активного роста листового аппарата способствовало увеличению числа пораженных вегетирующих растений (рис. 2), особенно на фоне пониженных температур (июнь

'О.

2012 2013 2014

Рис.2. Доля пораженных весетирующих растений (А) и луковиц (Б) чеснока озимого в зависимости от сочетания климатических факторов среды в разные периоды вегетации (июнь, июль), 2012-2014 годы.

2014 года). И, наоборот, сочетание обильных осадков и повышенной температуры в последний месяц вегетации приводит к резкому увеличению числа пораженных луковиц к моменту уборки (июль 2013 года). Поэтому, по всей совокупности образцов в 2014 году средний процент пораженных растений почти в три раза был выше относительно наиболее благоприятног о 2012 года, а в 2013 году отмечен самый высокий процент больных луковиц.

По группам общей устойчивости образцы ранжировали на основании суммарного показателя распространенности комплекса болезней за весь период вегетации и предпосадочного хранения маточных луковиц (табл.1): > практически устойчивые (У) - все вегетируюшне растения и луковицы в

образце без визуальных признаков поражения (0%);

> относительно устойчивые (ОУ) - суммарный процент поражения <10%;

> средне восприимчивые (СВ) - суммарный процент поражения 11-20%;

> восприимчивые (В) - суммарный процент поражения >20%.

Таблица 1 - Оценка устойчивости .коллекционных образцов и сортов

чеснока озимого к поражению болезнями, 2012-2014 годы

Образец, сорт Общее поражение образца, % Группа устойчивости

2012 год 2013 год 2014 год среднее

К-759 0,0 22,1 13,3 11,8 СВ

К-762 47,6 67,0 35,7 50,1 В

К-766 0,0 23,0 11,8 11,6 СВ

К-767 10,7 22,5 9,4 14,2 СВ

К-775 2.2 20.9 21,0 14,7 СВ

К-778 0,0 21,2 11,7 10,9 СВ

К-779 2,8 31,8 16,0 16,9 СВ

К-780 0.0 19.6 6,4 8,7 ОУ

К-782 28,6 24,5 22,1 25,1 В

К-783 10,5 58,0 20,0 29,5 в

К-784 0,0 18,2 1.9 6,7 ОУ

К-788 0,0 30,5 18,2 16,2 СВ

К-795 0,0 16,0 22,2 12,7 СВ

К-796 0,0 16.7 12,3 9,7 ОУ

К-797 4,5 12,6 20,4 12,5 СВ

К-803 1,0 22.8 24,9 16,2 СВ

Демидов - 7,7 9,6 8,7 ОУ

Заокский - 19,5 18,1 18,8 СВ

Одинцовский Юбилейный - 64,0 26,1 45,0 в

Поднебесный - 31,0 39,3 35,2 в

Сармат - 34,0 22,2 28,1 в

Среднее по году 6,7 27,8 18,2 19,2

СУЯ> % 95,0 57,8 49,5 62.7

Распределение образцов по группам устойчивости в разные годы иссле-

дований соответственно отличалось. В благоприятных условиях выращива-

ния 2012 года большая часть из изученных коллекционных образцов вошла в группу практически устойчивых (47%). Однако по итоговой оценке за три года такие образцы не выделились, и только четыре относительно устойчивых образца (19% от числа изученных) представляют интерес в качестве исходного материала для селекции чеснока озимого на устойчивость к болезням.

Это коллекционные образцы К-780, К-784, К-796 и сорт Демидов, у которых суммарный процент поражения во все годы не превышал 20% (табл. 1). Причем сорт Демидов можно рекомендовать в качестве стандарта устойчивости к комплексу болезней, наиболее распространенных в условиях Подмосковья, а образец К-762 - стандарта восприимчивости, степень поражения которого в разные годы варьировало от 35% до 67%.

Изменчивость количественных признаков. В селекционных исследованиях важное значение имеет информация о характере проявления и изменчивости морфологических и других признаков, характеризующих генотипы по сочетанию селектируемых признаков. В условиях 2012-2014 годов наибольшая генетическая составляющая изменчивости (Су8) сортовых отличий отмечена по показателям «длина стрелки» - Суе=12,4-13,5% и «ширина листа» - Су8=16,1-17,7%, а по признаку «число листьев» была невысокой -Су8= 5,2-7,6%. Причем, в отличие от коллекционных образцов, все изучаемые сорта в среднем имели меньшую высоту растения и были достаточно близки между собой по большинству признаков.

Фенотипическая составляющая (СУс) общей изменчивости в зависимости от года по ряду признаков внутри отдельных образцов существенно отличалась, и только по признакам «число листьев» и «ширина листа», у всех сортов и коллекционных образцов она была низкой (СУс <10%). По признаку «длина листа» у 25% образцов коэффициент феногипической вариации превысил 10%, у остальных имел низкую степень изменчивости. Признак «высота растения» у 75% образцов был мало вариабелен, а у 15% - высоко изменчив.

Полученные результаты позволили выделить образцы с контрастным проявлением каждого морфологического признака, среди них выделяются образцы К-775 и К-780, которые имеют наибольшие параметры по многим из них. Однако по общей площади ассимиляционной поверхности (рис.3) выделяется только образец К-775 (>700 см2), тогда как образец К-780 за счёт меньшей длины листа занимает лишь промежуточное положение среди других коллекционных образцов (433 см2). Наименьшую среднюю площадь лис-

товой поверхности имеют образцы К-767, К-782 и К-803 (<300 см2). Отмечена высокая генотипическая изменчивость этого признака между образцами чеснока озимого (С\'е>25%).

По динамике нарастания ассимиляционной поверхности коллекционные образцы разделились на три группы (рис.3). В первой группе в третьей декаде июня площадь ассимиляционной поверхности начинала уменьшаться за счёт пожелтения и усыхания нижних листьев, что, по-видимому, свидетельствует об их,скороспелости. Во второй группе образцов снижение этого параметра отмечали в конце первой декады июля, тогда как у остальных коллекционных образцов, как и у большинства изученных сортов, в этот период рост листового аппарата продолжался.

□ 20.06.2013

766 762 753 731 788

782 803 796 767 795 780 коллекционные образцы

779 797 778 775

Рис.3. Динамика изменения общей ассимиляционной поверхности листьев у разных rovnn коллекционных обпазиов чеснока озимого. 2013 гол Фенотипическая изменчивость по признаку «средняя масса луковицы» (табл. 3) у всех образцов была высокой (CVc=22-38%), по признаку «масса товарной луковицы» варьировала от 4 до 40%, а по признаку «масса посадочной луковицы» у девяти образцов была низкой (CVi:=5-9%), у шести образцов - средней (Сус=10-19%), у остальных - высокой (Cv,..=20-36%). Необходимо отметить, что коллекционные образцы в отличие от сортов имели большую массу посадочной луковицы во все годы исследований. При этом, в 2012 году наиболее высокая масса луковицы была отмечена у образцов К-762 и К-780 (65,2 г и 58,4 г соответственно), в 2013 - у образцов К-775, К-779, К-780, К-782 и К-797 (более 50 г), а в 2014 году - растения чеснока озимого К-775, К-780 и К-782 (более 60 г).

Генетическая составляющая межсортовой изменчивости по признакам «масса луковицы» была средней CVg=l 6,2-20,5% (табл.2). При этом, товарность луковиц у образцов чеснока озимого варьировала в годы исследований от 65 до 96% (табл.2).

Таблица 2 - Изменчивость признака «масса луковицы» сортов и коллекционных образцов чеснока озимого, 2012-2014 годы___

Сорт, образец Масса луковицы

Средняя в пределах фракций

«това рные» «посадочные»

г C\fc,% г Cvc.% г Cvo.'/c

К-759 30,8 31 33,1 27 43,6 19

К-762 31,8 32 36,0 40 44,1 36

К-766 35.6 36 37,5 20 44,1 12

К-767 31,2 31 34,0 24 41,4 16

К-775 36,2 36 44,3 32 56.2 8

К-778 29.8 30 30,8 19 40,7 8

К-779 37,6 38 40,2 28 52,9 5

К-780 38,3 38 39,6 23 57,2 7

К-782 31,7 32 32.1 35 60,6 9

К-783 34,1 34 36,1 22 40,8 19

К-784 28,5 29 30,0 8 38,9 12

К-788 33,9 34 39,6 15 43,0 7

К-795 32,0 32 34,6 23 43,0 20

К-796 31,0 31 32.0 29 41,3 28

К-797 28,7 29 29.5 26 45.0 26

К-803 26,4 26 27,7 6 36,2 5

Демидов 32.6 33 33,2 16 39,4 29

Заокский 21,9 22 22,3 4 24.3 8

Одинцовский Юбилейный 23,9 24 24,8 3 27.7 7

Поднебесный 25,2 25 27,3 4 40.6 32

Сармат 31,9 32 32,3 8 35,1 10

НСР,„ 2,0 2,4 4,0

Су» 19,5 16,2 20,5

Высокая степень варьирования товарности и массы луковицы изучен-

ных образцов в зависимости от агроэкологических условий обуславливает отмеченные различия изменчивости признака «урожайность». По признаку «общая урожайность» образцов низкая изменчивость отмечена у copia Одинцовский Юбилейный (Cv~8%), средняя у сортов Заокский и Сармат (CVc=17% и 11% соответственно) и высокая у 90% изученных образцов (CVl.-22-65%). По признаку «потенциальная урожайность» низкая изменчивость по годам отмечена только у одного коллекционного образца и чегырёх сортов. Генотипиче-ская изменчивость по «потенциальной урожайности» составила 14%, а по «общей и товарной урожайности» - около 30%.

Исходя из полученных данных, по всем параметрам признака «масса луковицы» за три года исследований выделяются коллекционные образцы К-775, К-779 и К-780; по потенциальной урожайности - коллекционные образцы К-775, К-779 и К-780 (в среднем 1,5 кг/м2), а по товарной - К-766, К-775 и К-780 (в среднем 0,9-1,0кг/м2).

12

Биохимический состав луковиц. Изучение биохимического состава чеснока озимого позволило выявить сортовые различия и сходство образцов по основным его компонентам. Содержание сухого вещества в зависимости от года и образца изменялось в диапазоне от 35,4% до 45,6%, однако это был самый стабильный признак. Коэффициенты варьирования не превышали 10%. По Другим показателям изменчивость была выше: содержание АК варьировало от 12,32 до 21,12 мг%, а содержание суммы Сахаров от 14,69 до 25,7%. По сумме Сахаров у большинства коллекционных образцов была отмечена низкая фенотипическая изменчивость (Cv„<lü%) и только у четырёх -средняя (C\t=¡ 1-19%), по содержанию АК у четырёх образцов - средняя (С№=13.0-17,5%), а у двух образцов - высокая (CVc 22,5-27,5%). Генотипическая изменчивость по содержанию в образцах АК была высокая (CVs=21,3-25,3%), тогда как rio сумме Сахаров менялась в разные годы от низкой в 2014 году до средней в 2013 году (Cvtí=17%).

Наиболее высокое содержание аскорбиновой кислоты в разные годы исследований было отмечено у коллекционных образцов К-780 и К-795 (25,726,1 мг%); наибольшее содержание суммы Сахаров (> 23%) - у образцов К-780, К-775 и сорта Одинцовский Юбилейный; по содержанию сухого вещества - коллекционные образцы К-759, К-762, К-797 и сорт Одинцовский Юбилейный, которые даже в неблагоприятных условиях 2013 года накапливали более 43% сухого вещества.

Оценка и выделение исходного материала чеснока озимого для селекции на высокое содержание ценных макро- и микроэлементов

со стабильно низким накоплением экотоксикантов На основании проведенных нами исследований по 23 элементам установлено, что химические элементы в луковицах чеснока озимого накапливаются в различных концентрация, и в среднем по уровню накопления их можно разместить в следующей последовательности в порядке убывания: K>Mg>Ca>P>Na>Fe>Si>Zn>Mn>B>Cu>AI>Ni>Cd>Pb>I>As>Cr>Co>Sn>V>Li>Hg. Изученные сорта чеснока озимого, обладая различной способностью накапливать в луковицах те или иные химические элементы, по характеру распределения элементов в ряду накопления различаются не существенно. Для удобства дальнейшего анализа полученных данных химические элементы по количеству накопления, по пищевой ценности и по токсичности были разбиты на отдельные подгруппы; стандарт - сорт Заокский.

Макроэлементы. Изучение минерального состава по шести важнейшим макроэлементам показало, что по накоплению натрия, в отличие от других элементов, достоверных отличий между образцами чеснока озимого не отмечено (табл.3).

Таблица 3 - Содержание макроэлементов в чесноке озимом, 2013- 2014 годы

Сортообразец мг/кг, сырой массы

Са Р « Na Mg Fe

Богатырь 195,26+52,1 150,35+17,2 465,5+12,2 19,56±3,45 271,48±35,2 12,7+4,1

Заокский St 216,88+28.3 131,5±15.5 475,6±47,3 21,37±3,72 242,05+32,3 10.8+3,1

Репликант 219.S2±27,1 146,2+15,8 461,4±50,6 19,78+2,4 280,54+34,1 14,1 ±2,7

Поднебесный 200,8±32,1 140,9±17.9 422,05±27,5 20,24+2,1 268,85+42.3 12,2±3,7

Одинц.Юбил. 228,3+31,3 144,9+16,2 418,95+37,1 2!,17±1,7 251,64+39,7 15,2±3,2

Демидов 194,65+36,2 153,91+15.2 445,S5±26,1 20,22±2,4 263,98±38,4 12,9+4,1

Сармат 207,75+29,2 158,75+15,6 436,2+26,3 21,54±2,1 264,19+44,1 12,9+3,2

К-778 176,05±34,1 !59,25±12,6 467,85+24,7 20.82±3,9 248,6+37,1 17,9+2,1

К-780 ¡51,17+18,4 156,05+17,4 461,05±31.2 20,16+1,4 ¡ 241,98+37.2 17,2±3,1

По содержанию Са отмечен более широкий диапазон варьирования но образцам, в пределах от 151,2 мг/кг (К-780) до 228,3 мг/кг у сорта Одинцовский Юбилейный. Среднее содержание Р в луковицах у всех изученных образцов было выше, чем у стандарта сорта Заокский; лидерами по его накоплению являются сорт Сармат и образец К-778, которые превосходят стандартна 16%, а также сорта Богатырь и Демидов и образец К-780 с низким накоплением Са.

Относительно калия сорт Заокский является самым активным накопителем. на его уровне были copra Репликант, Богатырь, образцы К-778 и К-780. Наиболее низкое содержание этого элемента отмечено в луковицах сортов Одинцовский Юбилейный и Поднебесный (ниже стандарта на 11,8% и 11,3% соответственно). В группу активных накопителей Mg можно отнести copia Богатырь, Поднебесный, Демидов и Сармат, а лидером является сорт Репликант, в луковицах которого содержание Mg превосходит стандарт на 14%. По накоплению Fe существенно превышают стандарт образцы К-778 и К-780 (в среднем на 40%).

Микроэлементы. Содержание основных микроэлементов в луковицах изучаемых образцов чеснока озимого при выращивании в условиях Подмосковья находилось в пределах ПДК (табл. 4), тем не менее, по накоплению отдельных микроэлементов различия между образцами были существенны.

Таблица 4 Сортообра-зец Содержание микроэлементов в чесноке озимом, 2013- 2014 годы Содержание микроэлемента мг/кг, сырой массы

Хп Мп А1 3,5±0,2 1,6±0,6 Б! са РЬ Си

Богатырь 6,7+ 1,3 11,1±1,2 0,023+0,011 0,006±0.0006 1,17+0,37

'Заокскнй 81 4,7+0,9 3.1+0,1 2,0±0,3 12,1±1.2 0,017±0,009 0,0П±0.0005 1,43+0.21

Рспликант Поднебесный 5,7±0,9 3,6±0,2 3.1±0,3 10,7+1,7 0,027±0,009 0,008±0,005 1,11+0,11 1,3±0,28

6,0+0,8 3,3+0,3 2.4+0,8 11,7+1,5 0,021 ±0,007 0,012±0,0004

Один. Юбнл. 6,0+0,8 3,4+0,4 3,7±0,4 12,5±2,3 0,013±0,0007 0,008±0,005 1,18±0.3 1,14±0,3 1,4+0,3

Демидов 5,6+0,7 3,3±0.2 1,5+0,2 9,5±1,2 7,8+1,4 0,023±0,009 0,006±0,0004

Сармат 778 5,8±0,6 6,2+0,5 2,8+0,2 1,7+0,2 0,025+0,003 0,022±0,007

3,2+0,3 1,8+0.3 11,4+1,4 0,022±0,004 0,028±0,004 1,19+0,15

780 ПДК 8,1±1,3 3,4 ±0,2 2.б±0,1 9,6+1,2 0,020+0,008 0,011 ±0,006 1,52+0,02 10,0

10,0 15.0 0,03 0,5

Среднее содержание 2п в луковицах большинства образцов (кроме сорта Демидов) было достоверно выше, чем у стандарта (на 21-72%), причем в засушливых условиях содержание 7.п в луковицах может увеличиваться в 1,32,3 раза в зависимости от сорта. Лидером по накоплению Zn является образец К-780. Активными аккумуляторами А1 (>3 мг/кг сырой массы) являются сорта Рспликант и Одинцовский Юбилейный, у которых в более влажном 2013 году содержание А1 было в пять раз больше по сравнению с условиями засушливого года. Уровень содержания 81 в луковицах чеснока озимого в среднем колеблется от 7,8 до 12,5 мг/кг сырой массы. Снижению накопления этого элемента способствует засушливые условия года (в 1,3-3,2 раза в зависимости от сорта), за счёт снижения его подвижности в почве. Значительно накапливает 81 луковицы сорта Одинцовский Юбилейный. В группу с низким накоплением 81 можно отнесли сорт Демидов, образец К-780, а также сорт Сармат, у которого отмечено минимальное накопление Мп. Лидером по содержанию Мп является сорт Репликант, который превосходит стандарт на 15%. Остальные образцы по уровню накопления этого элемента были на уровне стандарта. При этом, по годам исследований существенных различий в накоплении Мп у большинства образцов не выявлено.

Тяжёлые металлы. Особое положение среди изученных микроэлементов занимают поллютанты, а именно ТМ. В отношении РЬ сорта чеснока озимого в основном проявляют себя как экслюдеры, накапливая его в 13 и более раз меньше, чем ПДК. Содержание С<Л у большинства образцов находилось на уровнях близких к ПДК, что, по-видимому, связано с более высокой подв.чж-

ностью Сё (табл. 4). Характер распределения образцов по группам устойчивости к накоплению этих токсичных элементов отличается (рис.4). Так, по содержанию Си 66% образцов были отнесены в равных долях к группам со средним и высоким уровнем накопления (III и IV), по содержанию Сс1 - наиболее многочисленна была III группа (67%), а по содержанию РЬ наибольшее число образцов (56%) вошло во II группу устойчивости, с относительно низким уровнем. Доля образцов I группы с низким накоплением по каждому элементу составила всего 10-12%.

Медь Кадмий Свинец

11% 10% 10% 12%

«I all Hi а IV в I ИИ ; ill is IV

l'uc.4. Распределение образцов чеснока озимого но группам накопления ТМ в луковицах. 2013-2014 годы

В группу активных накопителей Cd можно отнести сорта Сармат, Демидов и Богатырь, а также Репликант, который в то же время накапливает достаточно низкое количество РЬ. Образец К-778, который содержит в своём составе на 61 % больше РЬ в сравнении со стандартом, также является накопителем Си. Образец К-780 содержит много Си, но по остальным ТМ накопление у него низкое. Выявленные нами сортовые особенности вида Allium sativum L. могут быть учтены при выборе ассортимента для улучшения минерального состава овощного рациона питания человека.

Экологическая стабильность уровня накопления химических элементов в продукции чеснока озимого и всего рода Allium L. изучена недостаточно и таких сведений в литературе мало. В зависимости от сортообразца большинство элементов попадают в группу со значительной стабильностью (Sgi>20%), что говорит о дефиците этого свойства для изученных нами сор-тообразцов по этим элементам. Высокая стабильность по Cd не является дефицитным свойством среди сортообращов - шесть из 9 образцов обладают им. Источниками стабильно низкого накопления РЬ могут служить образцы Богатырь, Репликант и коллекционный образец К-780.

Наиболее ценным исходным материалом для селекции на стабильно низкий уровень аккумулирования ТМ являются образцы 1 группы устойчиво-

16

ста, не только отдельно по каждому элементу, но и по суммарному их содержанию. В данном случае изучаемые образцы можно разделить на две группы: с относительно не высоким содержанием - около 1,2 мг/кг и повышенным содержанием - 1,4 -1,6 мг/кг сырой массы луковицы. К таким образцам можно отнести: Одинцовский Юбилейный, Богатырь, Демидов и коллекционный образец К-780.

Радионуклиды, По чесноку озимому, исследования по аккумулированию радиоактивных элементов практически не проводились. В условиях Московской области накопление РДН невысокое (табл.5), в зависимости от года и образца варьировало 1Ч7Сз от 3,3 до 10,3 Бк/кг и 908г - от 6,4 до 18,7 Бк/кг.

Таблица 5 - Уровень содержания ШС& и "^г (Бк/кг сырой массы) в луковицах _______образцов чеснока озимого, 2012-2014 годы_ _

Сортообразец тС8 "Кг Группа по уровню накопления

Бк/кг С Ус, % Бк/кг Сус, % 1,7С8

Заокский 5,5 30,2 12,6 18,2 I III

Поднебесный 6,2 39,2 10,5 28.9 11 И

Демидов 5,9 43,2 9,8 29,7 1 1

Сармат 6,2 42,3 11,8 30,2 и ш

Одинц.Юбилейный 8,6 34,0 14,2 27,9 IV IV

К-759 8,0 49,2 1.3,5 37,4 IV IV

К-762 7,7 34,4 11,5 23,0 IV 11

К-766 6,5 37,3 11.0 18.5 II II

К-767 6,3 40.1 12,2 21,3 II 111

К-775 6,4 13.5 11,5 19,8 И II

К-778 5,6 37,8 10,3 27,6 1 и

К-779 5,1 32,7 14,5 32,6 I IV

К-780 5,6 26,9 9,4 19,0 1 1

К-783 7,2 38,2 10,0 26.3 III И

К-784 6,9 27,9 9,7 18,3 111 !

К-788 7,0 30,4 10.8 1,4 III 11

К-795 5,6 23,6 10,5 18.8 I I!

К-796 7,6 42,7 12,7 27.9 III III

1С-797 6,7 41,8 9,5 33,7 II 1

К-803 6,6 46,7 12,0 41,2 к III 1

Суо, % 19 18

МС Р 05 6,5 2,7

ПДК 130 50

В общую изменчивость признака «накопление РДН» у большинства об-

разцов существенный вклад вносит экологическая составляющая, которая в зависимости от образца изменяется в пределах Ое=13-49% для '""Ся и Ое=1-41% для Л18г. Вклад генетической составляющей в межсортовую изменчивость был невысокий и составил С\> 14-21 % для '"Се и С\>11 -21 % для 908г.

Важным отличием в накоплении радионуклидов чесноком озимым является и то, что по содержанию распределение образцов по группам накопления приближается к нормальному, тогда как, по 137 Се распределение ас-симетрично, со сдвигом в сторону образцов с низким накоплением этого элемента (рис. 5).

Рис. 5. Распределение образцоз чеснока озимого по группам накопления радионуклидов в луковицах, 20! 2-2014 годы

Особый интерес в качестве исходного материала для селекции на стабильно низкий уровень накопления представляют шесть образцов I группы, а также образец К-775 из II группы характеризующийся высокой стабильностью проявления признака. По накоплению ч08г - образцы 1 группы К-780 и К-784 и образцы II группы К-788, К-766 и К-795 (табл. 5).

Известно, что способность накапливать высокий или низкий уровень содержания определённого химического элемента не означает такой же его способности по отношению и к другому химическому элементу. Относительно низкий уровень суммарного содержания обоих элементов отмечен только у образцов К-780, К-775, К-795.

Экологическое сортоиспытание шести образцов чеснока озимого в трёх пунктах: Москва, Гродно, Брянск позволило выявить общие тенденции и сортовые особенности изучаемой культуры по уровню накопления РДН (рис.6). У большинства образцов содержание 11'С,ч в луковицах увеличивалось по мере повышения уровня загрязнения зоны этим элементом. Диапазон варьирования его содержания между образцами в Московской области составил 6,410,3 Бк/кг, в Брянской области 8,9-11,8 Бк/кг, в Гродненской области 6,9-13,9Бк/кг.

В отличие от 1 "Ся , накопление в луковицах чеснока озимого имело более выраженную сортовую специфику. У двух образцов К-780 и К-797 бы-

¡8

ла выявлена схожая со 905г тенденция, с максимальным накоплением в условиях Гродненской области, тогда как у образца К-775 она имела противоположный характер. У образцов К-779 и К-796 минимальное накопление было зафиксировано в условиях Брянской области, а у образца К-795 в этой зоне накопление было максимальным. Диапазон варьирования содержания Ч|)8г между образцами в Московской области составил 11,5-19,8 Бк/кг, в Брянской

Рис. 6. Содержание 1ЭТСв и Бг в луковицах образцов чеснока озимого в различных экологических зонах возделывания, 2014 год

области 12,5-22,3 Бк/кг, в Гродненской области 12,5-21,2.

С точки зрения экологической стабильности генотипа по накоплению 13'Сз выделяются образцы К-796 и К-797 с повышенным его содержанием, по низкому накоплению Ч0Яг - это образцы К-775 и К-796. У остальных образцов экологическая изменчивость была более 20%. Сравнительная оценка распределения образцов по рангу накопления РДН в разных экологических зонах выявила, что по накоплению ч(18г расположение образцов в ранговых рядах Московской и Брянской области было близким (г=0,72). По ШС5 аналогичная тенденция прослеживается только для Брянской и Гродненской областей (г=0,51). Тем не менее, выбраковку образцов с наиболее высоким уровнем накопления '"Се (негативный отбор), можно проводить на фоне с низким уровнем загрязнения. При этом в условиях Московской области наиболее информативными будут засушливые годы с низким значением ГТК. Отбор образцов, устойчивых к накоплению ч05г, будет эффективнее на провокационных фонах загрязнения этим элементом. В данном случае, условия Гродненской области наиболее информативны, так как зависимость между накоплением "'^г и '17Сб в данной экологической зоне наиболее высокая (г=0,86).

Специфика распределения вариационных рядов по уровню накопления '"Се и ,(,8г показывает необходимость различного методического подхода на начальных этапах селекционной работы по каждому из исследуемых элемен-

19

тов. Вероятность выделения ценных форм с низким уровнем накопления 37Сб в случайной выборке генотипов достаточно высокая, тогда как встречаемость форм с низким накоплением у1'8г незначительна. По этому элементу для отбора на селектируемый признак необходим расширенный мониторинг, привлечение в изучение большего объёма материала или ведение клональной селекции для создания новых ценных форм.

По нашим данным в качестве исходного материала особое внимание заслуживает образец К-775, у которого отмечен наиболее низкий уровень накопления радионуклидов не только в Гродненской области, но и в среднем по всем зонам. По низкому уровню накопления "Се для дальнейшей селекции интерес также представляют образцы К-780, К-779 и К-795 (для разных зон), а по накоплению 908г- образец К-779 (для загрязнённых зон).

Корреляционный анализ взаимосвязей между селекционно-ценными признаками чеснока озимого

Выявление значимых для селекции корреляционных взаимосвязей между различными признаками дает возможность использовать для отбора ценных форм косвенных параметров, что повышает эффективность работы и ускоряет процесс создания исходного материала. В ходе анализа было выявлено, что стабильно высокая положительная корреляция отмечалась между следующими морфологическими признаками: «ширина листа» и «площадь ассимиляционной поверхности» (т=0,88), «масса луковицы» и «фактическая урожайность» (г=0,76); средние положительные связи между признаком «масса луковицы» с числом листьев на растении (г=0,64) и шириной листа (г=0,51) и отрицательную взаимосвязь с длиной стрелки (г= -0,45). Тесная взаимосвязь признаков «ширина листа» и «массой луковицы» с «содержанием суммы Сахаров» (г=0,91 и г=0,76 соответственно) свидетельствует о возможности предварительного отбора растений чеснока озимого на высокое содержание Сахаров и массу луковицы по признаку «ширина листа», причем более крупные луковицы будут иметь растения с большим числом листьев и меньшей высотой стрелки.

Отмечена достоверно высокая положительная связь между зимостойкостью и накоплением Сахаров в луковицах чеснока озимого (г=0,75...0,92), что согласуется с более ранними исследованиями (Комиссаров и др., 1973). Были определены пороговые значения содержания Сахаров, которые могут служить

дополнительными критериями отбора при селекции чеснока озимого на зи-

20

мосгойкость (наименее зимостойкие - образцы (клоны) с содержанием Сахаров ниже 21%, зимостойкие - более 23%). В промежуточном диапазоне концентраций Сахаров распределение образцов по зимостойкости может существенно варьировать и, как показал анализ, в определенной степени зависит от уровня накопления в луковицах АК (коэффициент корреляции между зимостойкостью и содержанием АК в разные годы составил г=0,56...0,59). На рисунке 7, видно, что высокое содержание АК способствует большей зимостойкости образцов как в группе с относительно высоким (более 22 мг%), так в группе с низким содержанием Сахаров. Самыми зимостойкими были образцы из первой группы с высоким содержанием обоих биохимических показателей.

35 о АК, мг%

Д Сумма сахар

зо

25 Л

20

ПР = 0.92 (

15

60 65 70 75 Зиме

Рис. 7 . Зависимость степени зимостонкости чеснока озимого от содержания АК в посадочных луковицах образцов с высоким (А) и низким (Б) содержанием суммы Сахаров (среднее за 2012-1014 годы).

Данная закономерность была использована при отборе клонов в образце К-780 с высоким содержание АК (в среднем 26 мг%), который в 2012 году по зимостойкости был отнесён к третьей группе (<80%). Содержание Сахаров оценивали с помощью рефрактометра. В результате было отобрано 25 клонов с содержанием Сахаров более 23%, зимостойкость которых в 2013 году составила 91%, а в 2014 году -100% от числа высаженных зубков.

Однако анализ корреляционных связей между устойчивостью к болезням и биохимическими показателями показал, что отбор на высокое содержание Сахаров может приводить к увеличению числа больных луковиц (г=0,62). Образцы с низким содержанием Сахаров (2 группа) более устойчивы к поражению. В группе образцов чеснока озимого с высоким содержанием Сахаров устойчивость к поражению способствует и высокое содержание АК (рис.8). Полученные данные свидетельствуют о том, что при создании зимостойких и устойчивых к болезням сортов чеснока озимого для селекционных

08 >,22% (1 группа)

90 95 100

'СТОЙКОСТЬ, %

35 □ АК, мг%

30 О Сумма сахаров < 22%(2 группа)

25 Б Ьт

20 О 1 < 1 1

15 1 1

6< 65 70 75 30 85 90 95 100

Зимостойкость, %

О АК, мг%(1 группа) Д Сумма Сахаров > 22% (1 группа) 8 АК, мг% (2 группа) О Сумма Сахаров < 22%{2 группа)

о

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55

Пораженность болезнями, %

Рис. 8 . Зависимость степени

целей важно вести отбор образцов (клонов) не только с высоким содержанием Сахаров, но и аскорбиновой кислоты.

В результате комплексной оценки был отобран исходный материал с данным сочетанием признаков (образцы К-775 и К-780). Отмечено также, что у образцов с высоким накоплением калия более низкий процент перезимовки луковиц (г= -0,57), а при большем накоплении Zn и Fe - зимостойкость увеличивается (г=0,8; п=0,57). То есть, для повышения зимостойкости чеснока озимого можно рекомендовать внекорневые подкормки цинком и железом.

По основным макро- и микроэлементам достоверно высокие положительные „сражения болезнями от содержания взаимосвязи были выявлены между сред- АК в посадочных луковицах у образцов

чеснока озимого с высоким (1 группа) и ним накоплением в луковицах чеснока ози- низким (2 .руппа) содержанием суммы

мого Са и следующих элементов: Mg, Al и Сахаров (2012-1014 годы). В; а также в парах: Mg-B и А1-Мп, а средняя

зависимость (0.50< | г | <0.70) - в десяти парах элементов: К-Р, Al-K, Al-Mg, Al-Fe, Al-B, Mn-Mg, Mn-Fe, Mn-B, Cr-Ni (положительная) и в паре Ca-Zn (отрицательная).

В отношении ТМ, корреляционный анализ не выявил значимых стабильных взаимосвязей между накоплением РЬ и другими элементами, тогда как накопление Cd отрицательно коррелирует с накоплением меди (п= -0,71) и кремния (г= -0,66). По накоплению радионуклидов выявлено большее количество значимых коррялиционных связей с другими элементами: 137Cs - высокие с накоплением Al, Са, В и Mg (г=0,72-0,85); средние с Mn, Р, К и Fe (r=0,54-0,61); 9üSr - высокие с содержанием Са и Al (г=0,74 и 0,76); средние с В и Mg (i-0,65 и 0,57). Между накоплением самих РДН коэффициенты корреляции по годам составили от 0,42 до 0,68.

С нашей точки зрения, для отбора перспективных образцов при селекции чеснока озимого на низкое накопление РДН наибольший интерес представляет положительная связь с содержанием в луковицах Са; на низкое накопление Cd - отрицательную взаимосвязь с накоплением Си.

Влияние способа выращивания (через зубки и однозубковые луковицы) на комплекс хозяйственно ценных признаков сортов чеснока озимого

Уровень накопления РДН в продуктовых органах определяется многими факторами, в том числе технологией возделывания культуры. В связи с этим нами была дана сравнительная оценка двух методов выращивания чеснока озимого: с использованием в качестве посадочного материала зубков и однозубковых луковиц. Материалом для исследования явились сорта Юбилейный Грибовский и Дубковский.

Установлено, что при использовании выращивания из однозубок по обоим сортам увеличилась масса полученных луковиц: у сорта Юбилейный Грибовский с 20 г до 26 г, у сорта Дубковский с 19 г до 22 г. Отчасти это может быть связано с тем, что растения выращенные из однозубок ранних этапах роста имели более развитый ассимиляционный аппарат за счет увеличения числа и длины листьев, высоты растения, высоты и диаметра ложного стебля. При выращивании чеснока озимого через однозубковые луковицы установлено, что масса зубка, масса луковицы и урожайность больше по сравнению с выращиванием чеснока озимого через зубки (табл. 6).

Способ размножения не оказал существенного влияния на зимостойкость по сорту Дубковский (84-86%), по сорту Юбилейный Грибовский более высокая зимостойкость (94%) получена при выращивании чеснока озимого через зубки; аналогичная закономерность отмечена и по накоплению "'Се (табл. 7). По аккумулированию ^г выявлена другая тенденция: при выращивании через однозубковые луковицы его содержание в 1,2 раза было выше у обоих сортов, поэтому уровень суммарного содержания 137Сз + 905г в луковицах выше при использовании для посадки однозубок.

Таблица 6 - Хозяйственно ценные признаки чеснока озимого в зависимости от способов размножения и уровня накопления радионуклидов, 2012-2014 шды

Способ Поражение Содержание, Бк/кг Урожай- Масса Масса

размножения косгь, % болезнями, % ,37С5 ность, кг/м2 луковицы, г зубка, г

сорт Юбилейный Грибовский

Зубки 94 3,7 7,8 10,1 0,78 19,6 3,27

Однозуб.луков. 89 5,3 6,4 12,3 1,25 28,9 4,82

сорт Дубковский

Зубки 86 6,1 6,5 9,3 0,74 18,7 1,87

Однозуб.луков. 84 5,4 6,8 10,7 0,83 20,9 2,09

НСР„5 3 0.7 0.6 1,2 0,17 3,4 0,97

То есть, размножение однозубковыми луковицами способствует увеличению продуктивности сортов Дубковский и Юбилейный Грибовский, однако приводит к снижению их зимостойкости и большему накоплению в луковицах 903г. Поэтому выращивание чеснока озимого через однозубки для получения высоких урожаев следует рекомендовать в основном для зон с низким уровнем загрязнения радионуклидами.

Таким образом, в результате проведенной работы были отработаны подходы к оценке и ранжированию образцов чеснока озимого по зимостойкости и устойчивости к болезням, стабильно низкому накоплению экотоксикантов. На основании этого дана оценка сортов чеснока озимого селекции ВНИИССОК, что позволило определить основные направления сортоулучшающей селекции. На примере коллекционных образцов К-780 и К-775 показана возможность объединения в одном генотипе большого числа хозяйственно ценных признаков. Образец К-780 чеснока озимого готовится к передаче в ФГБУ "Государственная комиссия Российской Федерации по испытанию и охране селекционных достижений" РФ, а образец К-775 уже включен как сорт Стрелец в список селекционных достижений, разрешенных к использования на территории РФ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Наиболее ценным исходным материалом для селекции на зимостойкость являются образцы со стабильным проявлением этого признака в разных условиях перезимовки, с высоким уровнем содержанием суммы Сахаров и аскорбиновой кислоты в посадочных луковицах - это образцы К-775 и К-797, зимостойкость которых была стабильна выше 90%.

2. Образцы чеснока озимого с низким содержанием Сахаров в луковицах более устойчивы к поражению болезнями, а устойчивость образцов с высоким содержанием Сахаров обеспечивается высоким содержанием АК, в связи с чем, при создании зимостойких и устойчивых к болезням сортов чеснока озимого для селекционных целей следует вести отбор не только на высокое содержание Сахаров, но и аскорбиновой кислоты.

3. В качестве исходного материала для селекции чеснока озимого на устойчивость к комплексу болезней наибольший интерес представляют образцы, у которых суммарный процент поражения растений на разных стадиях развития не превышает 10%, а в годы энифитотий - 20%. Выделены три относительно устойчивых образца К-780, К-784, К-796, а также сорт Демидов, который можно рекомендовать в качестве стандарта устойчивости.

4. У всех образцов чеснока озимого низкая фенотипическая изменчивость отмечена по следующим признакам «число листьев», «ширина листа» и у 40% образцов «масса посадочной луковицы», а высокая по признаку «средняя масса луковицы». Генетическая составляющая межсортовой изменчивости по признакам «ширина листа» и «масса луковицы» была средней, а по признаку «площадь ассимиляционной поверхности» - высокая (Cvg>25%), что свидетельствует о возможности отбора ценных образцов поданным признакам.

5. Наибольшая потенциальная и товарная урожайность отмечена у трёх коллекционных образцов с высокой массой луковицы К-775, К-779 и К-780, которые могут быть использованы как исходный материал при селекции на высокую продуктивность.

6. В элементном ряду по уровню накопления в луковицах чеснока озимого химические элементы располагаются в следующим образом: K>Mg>Ca>P>Na>Fe>Si>Zn>Mn>B>Cu>Al>Ni>Cd>Pb>I>As>Cr>Co>Sn>V>Li>Hg, причём последовательность элементов от калия до марганца стабильно у всех образцов. По макроэлементам активным накопителем кальция является сорт Одинцовский Юбилейный, фосфора - образец 778, калия - Заокский, магния -Репликант, по накоплению натрия достоверных отличий между образцами не выявлено; а по основным микроэлементам: железа - 778, 780 и Одинцовского Юбилейного, по цинку - 780,по марганцу - Репликант, по алюминию - Одинцовский Юбилейный, по кремнию - Заокский и Одинцовский Юбилейный.

7. Доля образцов с низким накоплением ТМ по каждому элементу (Си, Cd и РЬ) не превышала 12%, среди которых наиболее ценным исходным материалом для селекции на стабильно низкий уровень накопления ТМ являются сорта Одинцовский Юбилейный, Богатырь, Демидов и коллекционный образец К-778.

8. Чеснок озимый не является активным аккумулятором радионуклидов даже в загрязнённых зонах, диапазон содержания их варьирует в пределах ниже Г1ДК: по цезию 3,3-13,9 Бк/кг, по стронцию 6,4-22,3 Бк/кг. По содержанию 90Sr распределение образцов по группам накопления близко к нормальному, тогда как, по n7Cs кривая распределения сдвинута в сторону образцов с низким накоплением. В качестве исходного материала для селекции на стабильно низкое суммарное накопление радионуклидов по оценке в различных экологических условиях выделены образцы: К-775, К-779, К-780 и К-795, которые можно рекомендовать для включения в ассортимент сортов при возделывании чеснока озимого в зонах техногенного зафязнения.

9. Для селекции на низкое накопление токсикантов наибольший интерес представляют: положительная взаимосвязь между накоплением радионуклидов

25

и содержанием кальция; отрицательная - между накоплением кадмия и меди; при селекции на зимостойкость - положительную связь между содержанием цинка и процентом перезимовавших растений.

10. Реакция сортов чеснока озимого на способы размножения имеет схожую тенденцию по признакам «масса луковицы», «урожайность» и «накопление 90Sr», тогда как по признакам «зимостойкость» и «накопление 137Cs» более сортоспецифична. Размножение однозубковыми луковицами способствует увеличению продуктивности сортов Дубковский и Юбилейный Грибовский, однако приводит к снижению их зимостойкости и большему накоплению в луковицах "Sr.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

1. При оценке чеснока озимого по степени зимостойкости образцы следует ранжировать по группам: I группа - зимостойкие процент отрастания >90%, II группа - относительно зимостойкие (от 80 до 90%); III группа - не зимостойкие (% отрастания меньше 80%)

2. Г1о группам устойчивости к комплексу болезней образцы следует ранжировать на основании суммарного показателя процента пораженных растений за весь период вегетации и предпосадочного хранения маточных луковиц: I группа практически устойчивые (0%); II группа - относительно устойчивые <10%; III группа - средневосприимчивые (от 11 % до 20%), IV группа - восприимчивые >20%.

3. В качестве исходного материала для селекции на комплекс хозяйственно ценных признаков можно использовать образцы К-775 и К-780; на зимостойкость - К-797; на устойчивость к болезням - К-784 и К-796, на устойчивость к накоплению ТМ - образец К-778, на низкое накопление радионуклидов в разных зонах загрязнения — образец К-795.

4. Сорта чеснока озимого Демидов, Дубковский и образцы К-775, К-780, К-795 можно рекомендовать для возделывания на территориях с повышенным уровнем загрязнения радионуклидами.

5. Способ выращивания чеснока озимого через однозубки для получения высоких урожаев можно рекомендовать для зон с низким уровнем загрязнения радионуклидами.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Середин Т.М. Оценка перспективных образцов чеснока озимого по уровню накопления тяжёлых металлов на фоне естественного загрязнения/ В.Ф. Пивоваров, Т.М. Середин, JI.B. Кривенков, Л.И. Герасимова//Овощи России. - М. - 2014.-№3. - С.4-7.

2. Середин Т.М. Сортовое разнообразие чеснока озимого по уровню накопления радио-

26

нуклидов в условиях Нечерноземья/ Т.М. Середин, А.В. Солдатенко, Е.Г. Добруцкая, А.Ф. Агафонов, Л.И. Герасимова/Юноши России. - М. - 2014.-№4. - С.48-52.

3. Середин Т.М. Элементный состав сортов чеснока озимого (Allium sativum L.) селекции ВНИИССОК/ Т.М. Середин, А.Ф. Агафонов, Л.И. Герасимова, Л.В. Кривенков//Овощи России. - М. - 2015.-№3-4. - С.81-86.

Научные статьи, опубликованные в иных изданных

4. Середин Т.М. Оценка исходного материала чеснока озимого (Allium sativum L.) для селекции на стабильно низкий уровень накопления радионуклидов/ Т.М. Середин, Л.И. Герасимова, А.В. Солдатенко// Новые и нетрадиционные растения и перспектива их использования// Пущино. - 2013, Том 2. - С.118-120.

5. Середин Т.М. Изменчивость чеснока озимого по морфологическим признакам в связи с уровнем накопления радионуклидов/ Т.М. Середин, Л.И. Герасимова, А.В. Солдатенко// Доклады ТСХА, Выпуск 286.-М. - 2014. - С.762-765.

6. Середин Т.М. Межсортовые различия чеснока озимого (Allium sativum L.) по содержанию минеральных веществ/ Т.М. Середин, А.Ф. Агафонов, Л.В. Кривенков// Интродукция, сохранение и использование биологического разнообразия культурных растений. Материалы XI международной научно-методической конференции. - Махачкала. - 20I4.-C.159-161.

7. Середин Т.М. Особенности выращивания чеснока озимого с использованием посадочного материала зубки и однозубковые луковицы в Московской области/ Л.И. Герасимова, Г.М. Середин// Селекция и семеноводство овощных культур, сб.науч.тр.-Вып.45. - М. -2014.-С.212-217.

8. Середин Т.М. Межсортовые особенности накопления микроэлементов чесноком озимым в Московской области/ 'Г.М. Середин, А.Ф. Агафонов, Л.И. Герасимова// Доклады TCXA, Выпуск 287.-М. - 2015,- С.657-662.

9. Середин Г.М. Аккумулирование микроэлементов чесноком озимым в условиях Нечерноземья/Т.М. Середин, Л.В. Кривенков, А.Ф. Агафонов, Л.И. Герасимова// 19-я Международная пущинская школа-конференция молодых ученых. Биология наука XXI века, сборник тезисов. - Пущино. - 2015. С. 141.

10. Середин Т.М. Оценка и выделение исходного материала чеснока озимого по уровню накопления микроэлементов/ Т.М. Середин, Л.И. Герасимова, А.Ф. Агафонов, Л.В. Кривенков// IX Международная биогеохимичекая школа «Биогеохимия техногенеза и современные проблемы геохимичеюой экологии. - Барнаул. - 2015. С. 112-117.

П. Середин Т.М. Сортовые особенности накопления кадмия (Cd) чесноком озимым в условиях Московской области/ Т.М. Середин, А.Ф. Агафонов, Л.И. Герасимова, Л.В. Кривенков// Материалы XI Международного симпозиума «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования». - Пущино. - 2015.- С.359-361.

12. Середин 'Г.М. Макроэлементный состав чеснока озимого сортов селекции ВНИИССОК/ Т.М. Середин, А.Ф. Агафонов, Л.И. Герасимова// Материалы XI Международного симпозиума «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования». -Пущино. - 2015,- С.362-366.

13. Середин Т.М. Межсортовые различия накопления германия в продукции чеснока озимого/ Т.М. Середин, Л.И. Герасимова// Материалы XI Международного симпозиума «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования». - Пущино. - 2015,-С.356-359.

14. Середин Т.М. Способы размножения чеснока озимого с использованием посадочного материала зубки и однозубковые луковицы сортов селекции ВНИИССОК/ Т.М. Середин, Л.И. Г'ерасимова//Селекция и семеноводство овощных культур, сб.науч.тр. - Вып.46. - М.

- С.500-505.

15. Середин Т.М. Оценка коллекционного материала чеснока озимого для селекции на стабильно низкий уровень накопления свинца/ Т.М. Середин, Л.В. Кривенков, А.Ф. Агафонов, Л.И. Герасимова// Селекция и семеноводство овощных культур, сб.науч.тр. - Вып.46.

- М. - С.495-500.

Печать ООО «Полиграф Плюс», ИНН 5032201492 143000, Московская область, Одинцовский район, г. Одинцово, ул. Траиспоргная, д. 2 Тел.: (498) 595-51-51, тел./факс: (498) 595-54-54, e-mail: poIigrafok@yandex.ru 2015 г. Заказ № 686. Тираж 100 экз.