Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Исходный материал для селекции картофеля на скороспелость, продуктивность и устойчивость к некоторым почвообитающим патогенам в условиях Карелии

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Исходный материал для селекции картофеля на скороспелость, продуктивность и устойчивость к некоторым почвообитающим патогенам в условиях Карелии"

На правах рукописи

НИКОЛАЕВА

Елена Валентиновна

ИСХОДНЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ КАРТОФЕЛЯ НА СКОРОСПЕЛОСТЬ, ПРОДУКТИВНОСТЬ И УСТОЙЧИВОСТЬ К НЕКОТОРЫМ ПОЧВООБИТАЮЩИМ ПАТОГЕНАМ В УСЛОВИЯХ КАРЕЛИИ

06.01.05 — селекция и семеноводство 06.01.11 — защита растений

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Санкт-Петербург 2004

Работа выполнена в Петрозаводском государственном университете (ПетрГУ) в течение 1997—2003 гг.

Научные руководители:

доктор сельскохозяйственных наук Любовь Павловна Евстратова; доктор биологических наук Людмила Ильинична Костина

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук Людмила Естафьевна Горбатенко; доктор биологических наук Владимир Александрович Колобаев

Ведущая организация: Санкт-Петербургский государственный аграрный университет

Защита диссертации состоится 3 июня 2004 г. в 10 часов на заседании Диссертационного совета Д 006.041.02 при ГНЦ РФ Всероссийском научно-исследовательском институте растениеводства им. Н. И. Вавилова по адресу: 190000, Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, 44

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНЦ РФ Всероссийского научно-исследовательского института растениеводства им. Н. И. Вавилова

Автореферат разослан 30 апреля 2004 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета, доктор биологических наук

М. А. Вишнякова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Проблема самообеспечения Республики Карелия высококачественным картофелем связана с использованием адаптированных к местным условиям сортов. В настоящее время увеличение урожайности культуры ограничено возделыванием преимущественно сортов среднеспелой и среднепоздней групп спелости, а также развитием комплекса болезней, среди которых широко распространены ризоктони-оз, парша обыкновенная и парша серебристая (Евстратова, 2003). В различных регионах России и за рубежом потери урожая от этих болезней составляют от 4,0 до 54,2% (Дорожкин, Вельская, 1979; Cother, Cullis, 1985; Little et al., 1988; Scholte, 1989; Скворцов, 1997; Бакай, Бусько, 1999; Зезюлина, 2001; Иванюк и др., 2003).

Один из путей повышения эффективности выращивания картофеля в Карелии — выведение и дальнейшее использование в производстве скороспелых, продуктивных и устойчивых к болезням сортов. Отбор перспективного исходного материала для селекции основан на предварительном его изучении в местных условиях с учетом особенностей формирования урожая ранних и среднеранних сортов и специфики развития болезней, вызываемых некоторыми почвообитающими патогенами.

Цель и задачи исследований. Цель настоящей работы — провести оценку сортов, гибридных форм картофеля в условиях Карелии и выделить ценный исходный материал для последующей селекции на скороспелость, продуктивность и устойчивость к болезням.

Задачи исследований:

— изучить особенности развития распространенных в республике болезней картофеля — ризоктониоза, парши обыкновенной и парши серебристой;

— исследовать изоляты карельской популяции гриба Rhizoctonia solani Ktihn. по морфолого-культуральным признакам, агрессивности и вредоносности;

— оценить сорта и полученные нами гибридные формы картофеля на скороспелость, продуктивность, устойчивость к комплексу болезней и выделить перспективный исходный материал для селекции;

— провести группировку селекционного материала картофеля по хозяйственно-ценным показателям с использованием методов многомерного статистического анализа в их определенном сочетании и последовательности.

Научная новизна. Впервые в условиях Карелии изучены 55 сортов картофеля по скороспелости, продуктиБнОШИ МАДООЙЯйММЯ \к основ-

( БИБЛИОТЕКА {

ным почвообитающим патогенам. Установлены особенности развития болезней на клубнях картофеля при смешанной инфекции. Исследована внутривидовая изменчивость карельской популяции гриба R. solani. Для отбора сортов и гибридных форм картофеля с комплексом хозяйственно-ценных показателей привлечены методы многомерного статистического анализа.

Практическая ценность работы. Выделен перспективный исходный материал картофеля — сорта Приекульский ранний, Сказка, Шаман, Britta, Latona, Penn 71, Quarta — для селекции на скороспелость, продуктивность и устойчивость к распространенным почвообитающим патогенам в условиях республики. Для практического использования предложены скороспелые, высокоурожайные и слабопоражаемые отдельными болезнями сорта: Елизавета, Приекульский ранний, Сказка, Снегирь, Шаман, Anosta, Britta, Latona, Liseta, Penn 71, Quarta. С целью выделения исходного материала с комплексом хозяйственно-ценных показателей рекомендовано привлекать методы многомерного статистического анализа в определенном сочетании и последовательности.

Материалы диссертации использованы при подготовке учебно -методического пособия «Статистический анализ устойчивости картофеля к болезням».

Апробация работы. Материалы диссертационной работы доложены и обсуждены на II (X) съезде Русского ботанического общества (Санкт-Петербург, 1998), Всероссийском совещании (Петрозаводск, 1999), конференциях молодых ученых ВИР (Санкт-Петербург, 2000, 2001), научно-практической (Москва, 2001) и международных (Санкт-Петербург, 2001; Пущино, 2001) конференциях.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 научных работ и 1 учебно-методическое пособие.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, практических рекомендаций, списка использованной литературы, включающего 207 наименований (из них 53 иностранных). Работа изложена на 166 страницах машинописного текста, содержит 26 таблиц, 16 рисунков и 15 приложений.

Условия, материал и методика проведения исследований

Работа выполнена в лаборатории и на коллекционном участке кафедры агрономии и почвоведения сельскохозяйственного факультета Петрозаводского государственного университета.

Погодные условия полевых сезонов 1997—2003 гг. различались по метеорологическим показателям. Комплекс неблагоприятных факторов

2000, 2002 и 2003 гг. вызвал снижение продуктивности картофеля. Метеорологические условия 1997 г. способствовали развитию парши обыкновенной, 1998, 2000 гг. — ризоктониоза, 1998, 2001 гг. — парши серебристой. Картофель возделывали при монокультуре в оптимальных эда-фических условиях.

Влияние метеорологических факторов (1990—1998 гг.) на развитие растений и урожайность районированных в Карелии сортов Изора, Пуш-кинец, Детскосельский, Невский определяли, используя данные Инспекции Госкомиссии РФ по испытанию и охране селекционных достижений по Республике Карелия и Мурманской области.

Растительный материал представлен 56 сортами картофеля ранней, среднеранней и среднеспелой групп спелости из мировой коллекции ВИР и коллекции кафедры агрономии и почвоведения Петр ГУ, а также 392 сеянцами, полученными нами при межсортовой гибридизации. Коллекционные сорта выращивали в соответствии с методическими указаниями ВИР (1986), а сеянцы — по методике ВИР (1987).

Фенологические наблюдения, биометрические измерения и учет урожайности проводили у 37 сортов картофеля. Опыты закладывали в четырехкратной повторности по методике НИИКХ (1967). Хозяйственную скороспелость 18 ранних сортов устанавливали согласно методическим указаниям ВИР (1986). В качестве контроля использовали в ранней группе спелости — сорт Пушкинец, среднеранней — Невский (и Sante для нематодоустойчивых сортов), среднеспелой — сорт Нида.

Анализ родословных сортов картофеля проводили в соответствии с научными работами Л. И. Костиной (1990, 1992) и электронными базами данных в сети Internet (European Cultivated Potato Database, 2001; Hutten, Berloo, 2001).

Скрещивания осуществляли на растениях в полевых условиях (Ки-пер, 1972). У сеянцев определяли физиологическую скороспелость (De Jong, Tai, 1977), высоту и продуктивность растений. Хозяйственную скороспелость (на 65-й день после посадки) первого клубневого поколения изучали по методике ВИР (1986) и по отношению массы клубней к надземной массе растений (Царьков, 1988). Кроме того, учитывали продуктивность при основной уборке (на 95-й день).

Инфекционный материал представлен 500 изолятами R. solani, собранными с клубней картофеля из пяти хозяйств южной и юго-западной агроклиматических зон Карелии. Посев, выделение и культивирование гриба осуществляли в соответствии с методиками (Билай, 1973; Чумаков и др., 1974). Отобранные 83 типичных для Карелии представителя /?. solani анализировали по морфолого-культуральным признакам, кото-

рые включали определение скорости роста и сравнение характера мицелия, окраски вегетативных структур гриба, питательной среды по шкале цветов А. С. Бондарцева (1954). Агрессивность изолятов устанавливали путем искусственного заражения семян кормовых бобов сорта Русские черные, а также клубней картофеля сортов Детскосельский и Нида. Для более быстрой дифференциации изолятов Я. solani по агрессивности применяли экспресс-метод на основе использования дисков-высечек из клубней картофеля (Назарова, 1986). Поражаемость органов растений бобов и картофеля оценивали по шкалам НИИКХ (1980) в модификации Л. П. Назаровой (1986). Искусственный инфекционный фон создавали в соответствии с методиками НИИКХ, ВАСХНИЛ (1980, 1995). В условиях искусственного заражения клубней определяли вредоносность гриба на сортах Детскосельский и Нида по показателям длины, числа основных, боковых этиолированных побегов, длины корней и степени развития ризоктониоза на клубнях и побегах, а также выделяли слабопора-жаемый исходный материал. Для этого использовали 10 сортов картофеля различных групп спелости с наименьшей поражаемостью клубней или ростков на естественном инфекционном фоне.

В период вегетации реакцию растений 22 сортов на поражение ри-зоктониозом устанавливали по степени развития болезни на клубнях и подземной части стеблей. Их поражаемость в динамике с интервалом 10 дней (с 70-го по 100-й день после посадки) исследовали на 4 сортах среднеранней и среднеспелой групп спелости.

Поражаемость сортов и сеянцев ризоктониозом, паршой обыкновенной и паршой серебристой устанавливали путем иммунологической оценки клубней после их зимнего хранения по вышеуказанным методикам.

На основании оценки поражаемости картофеля рассчитывали степень развития и распространенность болезни (Хохряков и др., 1984).

Математическую обработку экспериментальных данных осуществляли с привлечением элементарной статистики, дисперсионного, регрессионного, корреляционного анализов (Доспехов, 1979).

Ценный исходный материал выделяли, привлекая факторный (метод главных компонент), кластерный (метод Варде, евклидово расстояние) и дискриминантный анализы (Ким и др., 1989; Дюк, 1997), при группировке 47 сортов картофеля по однородности поражения клубней ризокто-ниозом,' паршой обыкновенной и паршой серебристой на природном инфекционном фоне, а также 99 гибридных форм по скороспелости, продуктивности и устойчивости к этим болезням.

Наличие смешанной инфекции на клубнях картофеля обусловило необходимость поиска слабопоражаемого комплексом болезней исходного материала. Алгоритм его выделения включал:

• предварительное распределение клубней сортов по уровням поражения: практически устойчивый (0,0...0,1 балла поражения), слабопора-жаемый (1,0 балла), среднепоражаемый (2,0 балла), сильнопоражаемый (3,0...4,0 балла). При решении данной задачи наибольший интерес представляла группировка сортов на практически устойчивом уровне;

• построение для каждой болезни двумерных таблиц табуляции по столбцам размерностью N х 4 (где N — число сортов, 4 — уровни поражения) с целью перехода от номинальной шкалы измерения на объекте-клубне к интервальной;

• формирование матрицы N х 3 (где'З — болезни), в которой каждый сорт представлен числовым вектором из трех компонент, выражающих процент клубней от их общего числа по всем изученным сортам на практически устойчивом уровне;

• распределение сортов на классы (I — средне- и сильнопоражае-мые по клубням, II...IV — поражаемые в основном на 0,0...0,1 балла одним, двумя и тремя болезнями) исходя из величин отклонений установленных компонент от средних значений переменных по всем сортам;

• проведение кластерного и факторного анализов в II...IV классах. При группировке сортов поражаемость клубней в каждом кластере определяли по центроидам — вычисленным средним значениям переменных (процент клубней с поражением болезнями на 0,0...0,1 балла);

• применение дискриминантного анализа для подтверждения корректности выделенных групп сортов.

Растения первого клубневого поколения пяти гибридных комбинаций оценивали по хозяйственной скороспелости, продуктивности на 65 и 95-й дни после посадки, степени развития на клубнях ризоктониоза, парши обыкновенной и парши серебристой. Выделение гибридных форм с комплексом хозяйственно-ценных показателей осуществляли в следующей последовательности:

• оценка по вышеуказанным параметрам гибридных комбинаций и последующий отбор лучших из них с максимальным количеством скороспелых и продуктивных форм;

• группировка полового потомства лучших комбинаций отдельно в ранней и среднеранней группах спелости по продуктивности на 65 и 95-й дни и поражаемости клубней тремя болезнями с использованием методов многомерного анализа. Предварительно строили матрицу п х 5 (где п — Число ранних или среднеранних форм в комбинации, 5 — изученные показатели), затем проводили группировку гибридных форм и

интерпретировали полученные результаты, предполагая, что максимальные значения центроидов — высокая продуктивность растений или сильное поражение клубней той или иной болезнью, а минимальные — низкая продуктивность или слабая поражаемость.

В работе применяли компьютерные программы Excel, STATISTICA, STATGRAPHICS Plus.

Особенности развития основных почвообитающих патогенов картофеля в условиях Карелии

Метеорологические факторы оказали влияние на поражаемость картофеля болезнями: с повышением суммы среднесуточных температур воздуха и снижением количества осадков в период клубнеобразования уменьшалась степень развития ризоктониоза и увеличивалась — парши обыкновенной и парши серебристой. Зависимость развития последней от метеорологических условий установлена только в конце этого периода.

При оценке существенности показателей средней степени развития болезней (С) с учетом комплекса факторов среды и принадлежности сортов к определенной группе спелости 0-гипотеза об отсутствии различий между годами отвергалась для каждой болезни, а между группами спелости — лишь для ризоктониоза и парши серебристой. Сопоставляя значения С, отмечено более сильное развитие ризоктониоза в условиях 1998 и 2000 гг. (26,6 и 36,1% соответственно), парши обыкновенной — 1997 и 1999 гг. (27,6 и 19,1%), парши серебристой — 1997, 1998 и 2001 гг. (26,0; 32,9 и 40,0%). При этом клубни ранних и среднеранних сортов отличались большей поражаемостью ризоктониозом, а средне-ранних и среднеспелых — паршой серебристой (рис. 1). Развитие парши обыкновенной почти не зависело от группы спелости сортов.

Ризоктониоз Парша обыкновенная Парша серебристая Болезни

Рис. 1. Степень развития (С) болезней на клубнях сортов картофеля различных групп спелости (1997—2002 гг.): □ — ранней; □ — средне-ранней; В—среднеспелой.

При смешанной инфекции на клубнях установлена в основном высокая или средняя отрицательная связь между развитием ризоктониоза и парши обыкновенной, а также ризоктониоза и парши серебристой независимо от условий полевого сезона и сортимента картофеля.

Почвообитающие патогены, обладающие широкой органотропной специализацией, высокой адаптивной способностью, генотипической изменчивостью (Дурынина, Великанов, 1984; Дьяков, 1995), вызывают ежегодное поражение картофеля в условиях Карелии. Это обусловило необходимость исследования внутрипопуляционной структуры возбудителей болезней, которая показана на примере Я. solani. Изучение морфо-лого-культуральных признаков коллекции карельских изолятов гриба (К;..Ь где 1 — группа изолятов, ] — номер изолята в группе) выявило преимущественно коричневую и ореховую окраску питательной среды. С возрастом культуры изменялась степень окрашивания мицелия от белой до темно-дымчатой. Характер мицелия — стелющийся по субстрату и воздушный. Последний установлен у большинства изолятов. Окраска склероциев варьировала от белой до темно-коричневой. Преобладали изоляты с расположением склероциев в центре колоний. По скорости роста мицелия изоляты разделены на три класса: первый (группа изолятов К1) в основном с медленным (12,2... 13,0 мм / сутки), второй (К2, К3, К4, К7, Я10) — средним (13,1...13,9), третий (К5, К6, К8 и К9) — быстрым (14,0... 14,8 мм/сутки) ростом.

При определении агрессивности 10 изолятов Я. solani (по одному из каждой группы изолятов) на бобовых тест-растениях и картофеле получены различные результаты, что свидетельствует о необходимости проверки агрессивности только на том виде растений, который оценивают на поражаемость этим патогеном. Оценка агрессивности изолятов с использованием экспресс-метода на дисках-высечках в сравнении с целыми клубнями картофеля выявила положительную корреляционную связь: среднюю (г = 0,68 при уровне значимости р = 0,02) для сорта Нида и высокую (г = 0,72 при р = 0,01) для сорта Детскосельский. Из 83 изученных изоляты К2-4, К3-5, К4-1, К9-8 сочетали высокую агрессивность со средней или быстрой скоростью роста мицелия.

Вредоносность 10 отобранных изолятов на растениях картофеля проявлялась в уменьшении длины корней, основных и боковых этиолированных побегов. Большинство изолятов стимулировало образование числа основных побегов. Формирование боковых побегов происходило иначе: доминировали варианты с меньшим их числом у сорта Детско-сельский и большим — у сорта Нида.

Оценка поражаемости ризоктониозом 18 ранних сортов картофеля при уборке на 65-й день после посадки показала наличие единичных

симптомов на клубнях и более сильное поражение подземной части стеблей (С — 28,8...62,5%). Среди изученного набора у сортов Liseta и Penn 71 отмечена наименьшая степень развития болезни на стеблях (16,0 и 19,3% соответственно).

Исследование динамики поражаемости ризоктониозом среднеранних и среднеспелых сортов выявило следующую закономерность: независимо от сорта более поздние сроки уборки (на 100-й по сравнению с 70-м днем после посадки) привели к увеличению степени развития болезни на клубняхв 1,4... 1,7, на подземной части стеблей в 1,3... 2,2 раза.

Таким образом, в условиях Карелии специфика развития возбудителей ризоктониоза, парши обыкновенной и парши серебристой на картофеле определяется комплексом факторов среды, генетическими особенностями растения-хозяина и внутривидовой изменчивостью патогенов.

Изучение сортов картофеля по скороспелости, продуктивности и устойчивости к некоторым почвообитающим патогенам в местных условиях

Метеорологические факторы повлияли на продолжительность периодов развития растений районированных сортов картофеля. С повышением среднесуточной температуры воздуха и снижением суммы осадков происходило более быстрое наступление фенологических фаз. Период посадка...всходы оказался наиболее чувствительным к изменениям температуры (коэффициент регрессии r = -0,79...-0,64) и количества осадков (0,48...0,75). Погодные условия в течение периода вегетации отразились и на урожайности картофеля: установлена ее прямая зависимость от суммы температур (r = 0,21...0,50) и обратная — от количества осадков (-0,42...-0,18).

Определение физиологической скороспелости у 37 сортов картофеля по данным фенологических наблюдений и биометрических измерений выявило неодинаковые темпы развития и роста растений. Так, у сорта Детскосельский более быстрое развитие растений в первой половине вегетации сопровождалось ускоренным образованием числа и интенсивным ростом стеблей. Особенность сорта Anneli — интенсивный рост растений и быстрое их развитие от посадки до бутонизации. Некоторые сорта выделились ранним формированием побегов и меньшей продолжительностью отдельных периодов: посадка...всходы и бутонизация... цветение (сорт Изора), посадка...всходы и всходы...бутонизация (сорт Удача), всходы...бутонизация и бутонизация...цветение (сорта Репп 71, Isna). Ускоренным прохождением одного из периодов отличались сорта Жаворонок, Сказка, Britta, Carla, Christa, Jessica, Juno, Ostara. Наряду с этим сорта Белорусский ранний, Желтый ранний, Приекульский ранний,

Скороплодный, Снегирь, Adretta, Anosta, Franzi, Liseta, Quarta, Wilja характеризовались быстрыми темпами стабилизации числа или роста стеблей. Сорта Шаман и Adretta выделились по последним двум показателям. Вышеприведенный анализ физиологической скороспелости свидетельствует о перспективности использования сортов Детскосельский, Изора, Удача, Anneli, Isna, Penn 71 в качестве исходного материала для селекции картофеля на скороспелость в условиях Карелии.

По результатам изучения хозяйственной скороспелости выделены сорта Изора, Приекульский ранний, Снегирь, Удача, Carla, Latona и Liseta, среди которых максимальной товарностью обладали сорта Снегирь, Удача, Latona и Liseta (табл. 1).

Таблица 1

Урожай ранних сортов картофеля, 2000—2003 гг.

Название сорта Пробная копка Основная уборка

т/га % от К* товарность, % % от общего урожая т/га % от К товарность, %

2000—2002 гг.

Пушкинец (К) 17,8 — 57,1 59,4 30,1 — 92,5

Приекульский ранний 24,6 137,8 56,3 68,7 35,8 119,1 90,9

Latona 24,0 134,2 73,9 68,0 35,2 117,2 91,3

Пригожий 2 15,7 88,1 69,4 49,4 31,8 105,9 90,7

Liseta 19,8 110,8 76,4 65,2 30,3 100,9 93,7

Carla 21,2 118,9 59,7 80,7 26,3 87,4 88,0

Изора 18,5 103,6 45,7 76,1 24,3 80,8 71,0

2001—2003 гг.

Пушкинец (К) 18,2 — 69,7 62,2 29,3 — 86,0

Снегирь 20т1 110,5 74,2 58,6 34,3 117,3 86,8

Penn 71 13,2 72,5 38,3 43,5 30,4 103,7 81,6

Удача 19,6 107,6 71,0 72,7 26,9 92,0 78,0

Примечание: * К — контооль.

Анализ генеалогии сортов, выделенных по физиологической и (или) хозяйственной скороспелости, показал, что в родословных сортов Детскосельский, Изора, Приекульский ранний, Anneli, Carla, Liseta, Penn 71 присутствует ранний сорт Early Rose.

При основной уборке (на 92...99-й день после посадки) наибольшая урожайность получена у ранних сортов Пригожий 2, Приекульский ранний, Снегирь, Latona, Liseta, Penn 71 (табл. 1) и среднеранних — Елизавета, Сказка, Шаман, Anosta, Britta, Franzi, Quarta (табл. 2).

Таблица 2

Урожай среднеранних сортов картофеля, 2000—2003 гг.

Название сорта Урожайность, т / га %отК Товарность, %

1-й год 2-й год 3-й год средняя

2000—2002 гг.

Невский (К) 25,9 38,0 19,1 27,6 — 80,4

Сказка 43,4* 37,2 30,9 37,2 134,5 75,3

Шаман 34,6 39,5 26,2 33,4 121,0 75,8

Елизавета 28,9 38,1 28,2 31,7 114,9 88,1

Quarta 16,8 43,5 28,4 29,6 107,2 89,0

2001—2003 гг.

Sante (К) 33,0 29,2 32,0 313,9 — 90,9

Britta 49,3* 30,5 33,6 377,8 120,4 91,2

Anosta 44,3 28,0 24,9* 324,2 103,3 87,7

Franzi 42,0 31,0 25,2* 327,2 104,2 81,5

f факт 6,52 2,30 3,69 3,46 1,83 3,27

HCPos 11,0 14,5 11,2 9,8 6^6

Примечание: * ... отклонения достоверны от контроля (К) при уровне значимости 5% (Ртеор = 1,98...2,26); в числителе ... значения для сортов, изученных в 2000—2002 гг., в знаменателе ... в 2001—2003 гг.

По данным оценки поражаемости клубней ризоктониозом, паршой обыкновенной и паршой серебристой на природном инфекционном фоне 47 сортов картофеля при математической группировке на практически устойчивом уровне (0,0...0,1 балла) разделены на четыре класса (табл. 3). Шесть сортов I класса имели меньше всего слабопоражаемых клубней. Во II и III классах выделено по три группы сортов. Сорта первой группы (6 сортов) II класса обладали слабым развитием на клубнях ри-зоктониоза, второй (5 сортов) — парши обыкновенной, третьей (1 сорт) — парши серебристой. Сорта первой группы (9 сортов) III класса меньше поражались паршой серебристой и паршой обыкновенной, второй (4 сорта) — паршой серебристой и ризоктониозом, третьей (6 сортов) — ризоктониозом и паршой обыкновенной. Десять сортов IV класса, распределенные на две группы, отличались слабым развитием всех трех болезней. В целом, из общего числа изученных 19 сортов сочетали слабую поражаемость клубней паршой серебристой и паршой обыкновенной.

Таблица 3

Группировка сортов по поражаемости клубней болезнями, 1997—2002 гг.

Группа Поражаемость болезнями

Класс № п / п число сортов Название сорта ризокто-ниоз парша обыкновенная парша серебристая

I 1 6 Изора, Желтый ранний, Пригожий 2, Assia, Franzi, Isna от средней до сильной средняя от средней до сильной

1 б Невский, Нида, Луговской, Снегирь, Adretta, Liseta слабая средняя от средней до сильной

II 2 5 Белорусский ранний, Елизавета, Anneli, Anosta, Dorisa от средней до сильной слабая от средней до сильной

3 1 Jessica от средней до сильной средняя слабая

1 9 Детскосельский, Жаворонок, Пушкинец, Сказка, Скороплодный, Удача, Latona, Quarta, Wilja от средней до сильной слабая слабая

III 2 4 Приекульский ранний, Carla, Orlik, Prosna слабая средняя слабая

3 б Вильня, Петербургский, Шаман, Fauna, Granola, Ibis слабая слабая от средней до сильной

IV 1 8 Britta, Christa, Concorde, Jasmin, Juno, Lisa, Ostara, Sante слабая слабая слабая

2 2 Darga, Penn 71 слабая слабая слабая

Искусственное заражение наиболее агрессивными карельскими изо-лятами R solani 10 сортов картофеля выявило неодинаковую реакцию растений. В сравнении с сильнопоражаемым по клубням сортом Jessica и слабопоражаемым — сортом Шаман наименьшими значениями степени развития ризоктониоза на клубнях, основных и боковых этиолированных побегах выделился сорт Приекульский ранний, клубнях и боковых побегах — сорт Детскосельский, основных и боковых побегах — сорт Carla. Сорта Пригожий 2, Dorisa, Jessica отличались меньшим поражением только боковых побегов.

Таким образом, в условиях Карелии скороспелые сорта Приекульский ранний, Сказка, Шаман, Bntta, Latona, Penn 71, Quarta обладают высокой продуктивностью и слабой поражаемостью комплексом болезней, вызываемых некоторыми почвообитающими патогенами.

Выделение перспективных гибридных форм картофеля с привлечением методов многомерного статистического анализа

Для отбора перспективных гибридных форм использовали данные хозяйственной скороспелости, продуктивности и поражаемости клубней болезнями первого клубневого поколения.

Среди пяти полученных нами гибридных комбинаций наибольшее количество ранних и среднеранних форм выявлено в половом потомстве от скрещивания Anosta x Петербургский (84,3%), Чародей х Утенок (81,9%) и Сказка х Granola (70,4%). Эта оценка в основном совпадала с результатами анализа скороспелости, определяемой по отношению массы клубней к надземной массе растений. Максимальной продуктивностью при пробной уборке урожая отличалось гибридное потомство Anosta х Петербургский, Чародей х Утенок и Сказка х Granola (508,3... 643,7 г / растение), а при основной — Чародей х Утенок и Сказка х Granola (855,8... 1190,3 г / растение)

Клубни гибридных форм Anosta x Петербургский имели наименьшую степень развития ризоктониоза (С... 18,4%), парши обыкновенной (0,2%) и парши серебристой (15,0%), а Свитанок киевский х Пригожий 2 — ризоктониоза (14,2%) и парши обыкновенной (0,6%). Другие изученные комбинации выделились слабой поражаемостью клубней только одной болезнью: Чародей х Утенок — паршой обыкновенной (0,1%); Шаман х Granola — паршой серебристой (3,1%).

Для выделения гибридных форм с комплексом хозяйственно-ценных показателей наибольший интерес представляют комбинации Сказка х Granola и Чародей х Утенок. На примере первой приведена группировка ранних гибридных форм по продуктивности при пробной, основной уборке урожая и поражаемости клубней болезнями. С использованием

факторного анализа выделено два фактора. Высокие и положительные нагрузки на переменные первого фактора F1 [0,70 СР + 0,80 Сп с] свидетельствуют о наличии положительной связи между поражаемостью клубней ризоктониозом (СР) и паршой серебристой (Сп с)- Вторая линейная комбинация F2 [-0,85 Пр65 - 0,66 Пр.95] указывает на существование прямой связи между показателями продуктивности при пробной (Пр.б5) и основной (Пр.95) уборке картофеля. По результатам факторного и кластерного анализов гибридные формы распределены на четыре группы (рис. 2). Корректность их выделения подтверждена дискрими-нантным анализом. Для селекционного использования перспективны представители второй группы, обладающие максимальной продуктивностью на 65 и 95-й дни после посадки, слабой поражаемостью клубней ризоктониозом, паршой серебристой и отсутствием симптомов парши обыкновенной.

Подобная группировка проведена для среднеранних гибридных форм этой комбинации, а также для ранних и среднеранних форм комбинации Чародей х Утенок. В целом, при скрещивании сортов Сказка х Granola выделено 26,7% скороспелых гибридных форм с повышенной продуктивностью и слабой поражаемостью клубней ризоктониозом, паршой обыкновенной и паршой серебристой, а сортов Чародей х Утенок — 42,0% скороспелых форм с высокой продуктивностью и слабым развитием на картофеле парши обыкновенной.

Таким образом, группировка полового потомства с применением методов многомерного анализа показала возможность отбора форм с комплексом хозяйственно-ценных показателей.

Выводы

1. Установлено, что в условиях Карелии с повышением суммы температур воздуха и снижением количества осадков в период клубнеобра-зования уменьшается степень развития ризоктониоза и увеличивается — парши обыкновенной и парши серебристой на клубнях картофеля.

2. Сорта картофеля ранней, среднеранней групп спелости сильнее поражаются ризоктониозом, а среднеранней и среднеспелой — паршой серебристой. Поражение паршой обыкновенной почти не зависит от скороспелости сорта.

3. Выявлена в основном высокая или средняя обратная связь между развитием ризоктониоза и парши обыкновенной, а также ризоктониоза и парши серебристой при смешанной инфекции на клубнях независимо от условий полевого сезона и сортимента картофеля.

4. Определено, что клубни картофеля поражаются ризоктониозом в меньшей степени, чем подземная часть стеблей. Более поздние сроки уборки урожая обусловливают увеличение поражаемости клубней в 1,4... 1,7 раза, а подземной части стеблей в 1,3...2,2 раза.

5. Для селекции картофеля в местных условиях выделен исходный материал на скороспелость — сорта Детскосельский, Изора, Приекуль-ский ранний, Снегирь, Удача, Anneh, Carla, Isna, Latona, Liseta, Penn 71 и на продуктивность — сорта Елизавета, Пригожий 2, Приекульский ранний, Сказка, Снегирь, Шаман, Anosta, Bntta, Franzi, Latona, Liseta, Penn 71,Quarta.

6. В условиях Карелии на естественном инфекционном фоне слабым поражением клубней одновременно паршой обыкновенной и паршой серебристой характеризуются сорта Детскосельский, Жаворонок, Пуш-кинец, Сказка, Скороплодный, Удача, Latona, Quarta, Wilja; ризоктонио-зом и паршой серебристой — Приекульский ранний, Carla, Orhk, Prosna;

ризоктониозом и паршой обыкновенной — Вильня, Петербургский, Шаман, Fauna, Granola, Ibis; ризоктониозом, паршой обыкновенной и паршой серебристой — сорта Britta, Christa, Concorde, Darga, Jasmin, Juno, Lisa, Ostara, Penn 71, Sante.

7. Изучение морфолого-культуральных признаков и агрессивности карельских изолятов R. solani показало наличие высокой внутривидовой изменчивости патогена.

8. При искусственном заражении картофеля с использованием карельских изолятов гриба R. solani наименьшее развитие ризоктониоза выявлено на клубнях сорта Шаман и боковых этиолированных побегах сортов Пригожий 2, Carla, Dorisa, Jessica. Слабой поражаемостью этих органов растений отличаются сорта Детскосельский и Приекульский ранний.

9. Установлено, что с использованием методов многомерного статистического анализа возможно выделение гибридных форм с комплексом хозяйственно-ценных показателей: в комбинации Сказка х Granola выявлено 26,7% скороспелых форм с повышенной продуктивностью и слабой поражаемостью клубней ризоктониозом, паршой обыкновенной и паршой серебристой; в комбинации Чародей х Утенок — 42,0% скороспелых форм с высокой продуктивностью и слабой поражаемостью паршой обыкновенной.

Практические рекомендации

1. Для селекции картофеля в условиях Карелии целесообразно использовать скороспелые сорта Приекульский ранний, Сказка, Шаман, Britta, Latona, Penn 71, Quarta, обладающие высокой продуктивностью и слабой поражаемостью комплексом болезней, вызываемых отдельными почвообитающими патогенами.

2. В хозяйствах республики рекомендуется выращивать скороспелые, высокоурожайные и слабопоражаемые некоторыми болезнями сорта картофеля: Снегирь, Liseta (ризоктониозом), Елизавета, Anosta (паршой обыкновенной), Приекульский ранний (ризоктониозом и паршой серебристой), Сказка, Latona, Quarta (паршой обыкновенной и паршой серебристой), Шаман (ризоктониозом и паршой обыкновенной), Britta, Penn 71 (ризоктониозом, паршой обыкновенной и паршой серебристой).

3. Для выделения перспективного селекционного материала с комплексом хозяйственно-ценных показателей предлагается использовать методы многомерного статистического анализа в определенном сочетании и последовательности.

Список работ, опубликованных по материалам диссертации

1. Евстратова Л. П., Николаева Е. В. Изучение штаммов гриба Rhizoctonia solani II Проблемы ботаники на рубеже XX-XXI веков: Тез. докл., представленных II (X) съезду Русского ботанического общества, Санкт-Петербург, 26—29 мая 1998 г. СПб., 1998. Т. 2. С. 55—56.

2. Евстратова Л. П., Николаева Е. В. Выращивание устойчивых к Rhizoctonia solani сортов картофеля // Биологические основы изучения, освоения и охраны животного и растительного мира, почвенного покрова Восточной Фенноскандии: Тез. докл. Всеросс. совещания, Петрозаводск, 6—10 сентября 1999 г. Петрозаводск, 1999. С. 21.

3. Николаева Е. В. Влияние метеоусловий на урожай скороспелых сортов картофеля в Карелии // Бюл. ВИР. СПб., 2001. Вып. 240. С. 47—49.

4. Евстратова Л. П., Николаева Е. В., Харин В. Н., Смирнов А. Г. Оценка устойчивости картофеля к заболеваниям // Вестник РАСХН. 2001. №4. С. 59—61.

5. Евстратова Л. П., Николаева Е. В., Харин В. Н. Анализ устойчивости картофеля к болезням в Карелии // Биологические ресурсы и устойчивое развитие: Материалы Междунар. науч. конф., Пущино, 29 ок-тября—2 ноября 2001 г. Пущино: НИА—Природа, 2001. С. 72.

6. Николаева Е. В. Устойчивость к болезням скороспелых сортов картофеля в Карелии // Бюл. ВИР. СПб., 2001. Вып. 241. С. 93—96.

7. Евстратова Л. П., Киру С. Д., Харин В. Н., Николаева Е. В. Устойчивость культурных видов картофеля к болезням // Генетические ресурсы культурных растений. Проблемы мобилизации, инвентаризации, сохранения и изучения генофонда важнейших сельскохозяйственных культур для решения приоритетных задач селекции: Тез. докл. Междунар. науч.-практ. конф. Санкт-Петербург, 13—16 ноября 2001 г. СПб., 2001. С. 277—279.

8. Николаева Е. В. Изучение урожайности и устойчивости к болезням скороспелых сортов картофеля в Карелии // Интеграция научных разработок в аграрном секторе рыночной экономики: Сб. науч. тр. / ГНУ Карельская государственная сельскохозяйственная опытная станция РАСХН. Новая Вилга, 2002. С. 126—131.

9. Евстратова Л. П., Харин В. Н., Николаева Е. В. Статистический анализ устойчивости картофеля к болезням // Учебно-методическое пособие. Петрозаводск, 2002. 82 с.

10. Николаева Е. В., Евстратова Л. П. Изучение Rhizoctonia solani ^hn. в Карелии // Вестник РАСХН. 2003. № 3. С. 31—33.

11. Евстратова Л. П., Николаева Е. В. Вредоносность ризоктониоза на картофеле // Вестник РАСХН. 2003. № 6. С. 47—49.

12. Николаева Е. В. Новвге нематодоустойчиввю сорта картофеля // Защита и карантин растений. 2003. № 11. С. 34.

Подписано в печать 26.04.04. Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Уч.-изд. л. 1,1. Усл. кр.-отт. 6. Тираж 100 экз. Изд. № 84. Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Петрозаводский государственный университет» Типография Издательства ПетрГУ 185640, Петрозаводск, пр. Ленина, 33

|-9в Ю