Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Методические основы селекции и семеноводства гетерозисных гибридов огурца

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Гороховский, Виталий Федорович, Тирасполь

X / , / ,

? , ' ■> /

к? /

- МИНИСТЕРСТВО АГР АРЙО~ДР ОМЬШШЕННОГО КОМПЛЕКСА ШР

1РВДНЕСГРОВСКИЙ НШНО»ИССЛЕДОВАТЕЖ.®:Ш ИНСТИТУТ

СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

На правах рукописи

ГОРОХОВСКИЙ ВИТАЛИЙ 1ВД0РОВВД

УДК 631.52:635.63:632.4

МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОШ СКШЦИИ И СЕМЕНОВОДСТВА ГЕТЕРОЗИСНЫХ ГЙБРЩОВ ОГУРЦА

06.01.05 - селекция и семеноводство

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание ученой степени каццидата сельскохозяйственных наук

У

Научный руководитель -

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Л.И.ГУСЕВА

Тирасполь - 1999

- 2 ~ СОДЕРЖАНИЕ

стр.

ВВЕДЕНИЕ ................... 4

1. УРОВЕНЬ И СОСТОЯНИЕ СЕЛЕКЦИИ И СЕМЕНОВОДСТВА

ОГУРЦА . ............ .......... 8

1.1. Происхождение, распространение, значение .... 8

1.2. Полиморфизм и биология развития огурца .... 12

1.3. Особенности семеноводства родительских форм гибридов огурца ..... .......... 14

1.4. Влияние внешних факторов и физиологически активных веществ на выраженность пола .... 18

1.5. Основные направления и задачи в селекции и семеноводстве огурца ........ ..... 28

2. УСЛОВИЯ, ИСХОДНЫЙ МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ ......... ........... 32

2.1. Климатические условия............. 32

2.2. Исходный материал и методика исследований ... 36

3. СОЗДАНИЕ РОДИТЕЛЬСКИХ ФОРМ ОГУРЦА, УСТОЙЧИВЫХ К ОСНОВНЫМ БОЛЕЗНЯМ................. 40

3,1. Методы создания материнских форм » ............40

3.2. Подбор гиноцийных форм для селекции и их оценка

по комплексу признаков ..........................43

3.3. Получение новых женских линий ................47

3.4. Создание линий, используемых в качестве отцовских компонентов.....................58

4. ВЛИЯНИЕ ВНЕШНИХ ФАКТОРОВ И ШТОРЕГУЛЯТОРОВ НА ВЫРАЖЕННОСТЬ ПОЛА У ОГУРЦА ............ 69

4.1. Предпосевная обработка семян ......... 69

4.2. Условия выращивания...................72

4.3. Физиологически активные вещества, их взаимо-

- з -

действие между собой и с условиями выращивания . . 77

5. СОЗДАН® ГЁТЁРОЗИСВЫХ ГИБРВДОВ ОГУРЦА И МЕТОДИКА ИХ

СЕМЕНОВОДСТВА.................... 84

5.1. Оценка гибридов по комплексу биологических и хозяйственно ценных признаков ........ ... 84

5.2. Особенности семеноводства исходных форм

гибридов огурца..................102

5.3. Производственное испитание новых гибридов и

сортов огурца ..................110

ВЫВОДЫ ....................... 119

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО СЕЛЕКЦИИ ОГУРЦА И ВНЕДРЕНИЮ СОРТОВ

И ГИБРВДОВ В ПРОИЗВОДСТВО ............. 121

ЛИТЕРАТУРА...................123

ПРИЛОЖЕНИЕ.................... Ш

ВВЕДЕНИЕ

Огурец - одна из ведущих овощных культур, возделываемых в странах СНГ, как в защищенном, так и в открытом грунте. Это связано с тем, что плоды его имеют высокие вкусовые и диетические качества.

В Республике Молдова огурец возделывается в открытом грунте на площади 2,3-2,8 тыс.га, средняя урожайность - 5,5-9,0 т/га, валовые сборы - около 20 тыс.тонн.

Однако, в последние годы площади под культурой огурца и его валовые сборы сокращаются. Главная причина - массовое поражение болезнями, в первую очередь, ложной мучнистой росой (пероноспоро-зом), развитие которой носит ежегодный эшфитотийный характер. Этому способствуют погодные условия, благоприятные для возбудителя болезни. Оптимальными для развития гриба Pseudoperonospora cuben-sis (Rostov) и распространение болезни являются температура воздуха 18-20°С и влажность 80-100%.

Расширение границ поражаемости огурца пероноспорозом, его вредоносное воздействие приводит к потере урожая огурца до 3050%. Применение новых фунгицидов в борьбе с этим заболеванием дает определенный эффект, мо при ©том возрастает пестицидная нагрузка на зеленец.

Создание и внедрение в производство высокоустойчивых к болезням сортов и гибридов - наиболее экономичный и экономически безопасный метод защиты огурца от болезней. Возделывание таких еорто-образцов обеспечивает существенное снижение потерь урожая и улучшение качества продукции, уменьшает загрязненность окружающей среды.

Районированный сортимент огурца в Молдове до настоящего времени был представлен преимущественно сортами и гибридами s большинство из которых восприимчиво к болезням, поэтому они не полно-

стью удовлетворяют запросы производства, особенно в связи с недостаточным обеспечением хозяйств средствами защиты растений. Ограниченное количество устойчивых к болезням сортообразцов приводит к высокой однородности посевов и способствует быстрому и интенсивному развитию болезней.

Темпы создания сортов и гибридов огурца, устойчивых к основным болезням,пока недостаточно высокие. Длительность процесса объясняется тем, что довольно трудно сосредоточить в одном сорте или гибриде необходимый комплекс хозяйственно ценных признаков: дружность плодоношения, высокий выход товарных плодов, устойчивость к болезням, хорошие вкусовые и засолочные свойства. Для создания таких сортообразцов необходимо использование современных методов селекции, соответствующий исходный материал, включающий создание комплексных геноносителей.

В создавшихся условиях важным этапом в селекции огурца является создание гибридов на основе новых, специально отселектированных, частично двудомных сортов. Создание таких #орм позволит быстрее решить проблему повышения продуктивности, скороспелости, дружности плодоношения огурца.

Потенциальная урожайность гибридов огурца очень высока, однако она не всегда реализуется из-за сильного поражения их болезнями. Степень поражения болезнями гибридов зависит, главным образом, от устойчивости к ним родительских форм. Поэтому основное внимание селекционера дожно быть направлено,в первую очередь,на их создание.

Одним из средств повышения гибридности и семенной продуктивности гибридов огурца является регуляция пола материнских форм с помощь® физиологически активных веществ. Работы последних лет показали перспективность использования химических регуляторов пола. Однако, мало исследована эффективность взаимодействия этих

соединений и их влияния на сексуализацию растений огурца. Все это ограничивает их применение на практике. Поэтому задача дальнейшего изучения уже известных биологически активных соединений» а также поиск новых высокоэффективных регуляторов роста» развития и сексуализации растений огурца остается по-прежнему актуальным.

Особенности сексуализации у огурца изучаются, главным образом, на интактных растениях, что не всегда удобно из-за высокой их чувствительности к изменению факторов внешней среды и наличия сложных корреляционных связей между клетками, тканями и органами целых растений.

Используя метод культуры тканей ( in vitro ), стало возможным получение растений-регенерантов с измененными признаками, среди которых можно отобрать продуктивные, устойчивые к болезням формы со стопроцентным числом женских растений и при этом сохранить положительные черты исходного сорта. Однако, этот вопрос еще мало изучен на культуре огурца.

Таким образом, с учетом состояния исследований нами была разработана программа изучения основных хозяйственно ценных признаков исходного материала, его использования в селекционной работе с огурцом.

Исходя из требований, предъявляемых к новым сортам и гибридам огурца, была поставлена цель - изучить изменчивость основных признаков под влиянием экологических факторов и физиологически активных веществ, получить комплексные геноносители, создать сорта и гибриды огурца с комплексом хозяйственно ценных признаков, в том числе устойчивых к основным наиболее вредоносным заболеваниям, усовершенствовать методы гибридного семеноводства.

На защиту выносятся следующие основные положения:

- закономерности изменчивости, основных хозяйственно ценных

признаков у огурца под влиянием экологических факторов и физиологически активных веществ;

- особенности создания комплексных геноноснтелей огурца, сочетающих в себе дружность плодоношения, устойчивость к наиболее вредоносным заболеваниям, хорошие вкусовые и засолочные качества зеленцов, высокую степень выраженности женского пола у материнских форм;

- результаты исследований по созданию более совершенных по сравнению с ранее выведенными сортов, родительских форм и гибридов огурца, в большей степени отвечающих требованиям производства;

- усовершенствование методов семеноводства родительских форм и гибридов огурца.

I. УРОВЕНЬ И СОСТОЯНИЕ СЕЛЕКЦИИ И СЕМЕНОВОДСТВА ОГУРЦА 1.1. Происхождение, распространение ш значение

Огурец считается одной из самых древних культур. Он широко распространен во всем мире. Огурец чем меньше, зеленее, тем лучше и вкуснее, В античные времена греки его называли "огурос", что означает "неспелый", "недозревший". Отсюда и пошло название -огурец. Родиной огурца является юго-восточная часть Азиатского континента - Индия, Китай и др. (Ткаченко, 1967; Жуковский, 1971; Патрон, 1985; Пивоваров, 1994; Филмпчук, 1994; Ильина, 1998).

Интересно, что на еанскритском языке название "огурец" созвучно с именем индийского князя, в потомстве которого, за легендой, насчитывалось 60 тысяч детей. Возможно, название на санскритском языке и связано с большим количеством семян в плоде (Филип-чук, 1994).

Дикий огурец у себя на родине - тропическая лиана, растет в лесах, длинные ветви - плети забираются высоко на деревья, а плоды свисают вниз. Почти шесть тысяч лет люди знают и любят эту культуру» о чем свидетельствуют находки в развалинах хазарского города Саркепа, где обнаружены семена огурца (Ильина, 1998).

С юго-восточной Азии через Иран, Афганистан и Малую Азию огурец попутешествовал до Европы и Египта. В Греции и Риме огурец выращивался на участках круглогодично.

Римский император Тиберий требовал, чтобы ему к обеду всегда подавали свежие огурцы. А полторы тысячи лет назад не было теплиц: ящики с огуречной рассадой размещали на колесах, колеса поворачивались за солнцем (Ильина, 1998).

Славяне, наверное, первые в Европе начали выращивать его после завоза из Византии. До России, а со временем и на территорию Украины и Молдовы, огурец попал в ХУ столетии, а в ХУ1 столетии

он уже был настолько распространен, что упоминается в "Домострое"» При Петре 1 существовал специальный участок, где огурец выращивали вместе с арбузами и дынями. Уже в ХУП столетии в "Прохладном ветрограде" огурец отмечается как лекарственное растение. Отвар с огурцов советовали пить вместо воды, так как "он утолял любую жажду" (Шилипчук, 1994).

В настоящее время огурец выращивается почти во всех странах мира, при любых климатических условиях: на севере - преимущественно в теплицах, в средних регионах - в теплицах, парниках и на участках, а на юге - в открытом грунте. Эта культура занимает третье место среди овощных культур после томата и капусты.

По данным М.Александровой в соавт. (1997), ареал огурца в мире с каждым годом расширяется. Сейчас в 100-105 странах мира огурец производится на зеленец и корнишоны. Согласно §А0 (по данным на 1994 г.) в мире ежегодно производилось около 19,0 млн.тонн огурца. Наибольшее количество производится в Азии, около 13,5 млн. тонн, или 70% мирового производства, затем в Европе. Наименьшее количество огурца производится в ; 1 Африке (табл.1.1.1).

Таблица 1,1,1

Производство огурца в мире (по Александровой в соавт., 1997 г.)

___«...___«»^«^.«.„•.¿.».„»»»^.„^__^^

:Площадь, тыс. :Среднее произ-.*Производство, Регионы : _г§____• Л..*--—

:~1979- 1~1994Г1~1979-~1994""": 1979- :~1994

: 1981 ' " 1981 * '1981 •

В мире 1093 1215 12726 15956 13098 19261

Африка 23 23 14908 16766 336 392

Северная Америка 90 105 13867 13374 1238 1398

Южная Америка 4 4 16134 15461 45 54

Азия 660 802 12531 16788 8270 13465

Европа 124 90 19941 27166 2467 2453

В производстве огурца в мире прослеживается тенденция на увеличение площадей. За почти 15-летний период площади под огурцом увеличились до 11%* Наибольшими темпами увеличиваются площади в Азии - 21,5$. В Африке и Южной Америке размеры площадей держатся на одном уровне, в Европе - значительно уменьшаются (табл.1.1.2).

Таблица 1.1.2

Тенденция в изменении площадей под огурцом,тыс.га (по Александровой в соавт., 1997 г.)

Регионы ¡1979-•-1981 ¡1990 « ¡1991 : « в 1992 ¡1993 • :1994 i • 4 ; %

В мире 1993 1085 1096 1175 1183 1215 III, I

Африка 23 22 23 24 23 23 100,0

Северная Аме- 90 82 77 96 102 105 116,7

рика

Южная Америка 4 4 4 4 4 4 100,0

Азия 660 688 692 757 771 802 121,5

Европа 124 118 119 97 88 90 72,6

Наибольшие размеры площадей под огурцом находятся в Китае, Иране, Индонезии, Ираке, CIA, Турции, Узбекистане, Украине, России, Польше. Китай является страной-гигантом на планете не только по численности населения, но и по размерам площадей под огурцами в открытом грунте.

Так, в Китае огурцы занимают площадь около 400-700 тис. гектаров, что составляет около трети от всех размеров площадей в мире. На втором месте по размеру площадей - Иран, около 100 тыс. гектаров.В сравнении в Европе наибольшие размеры площадей под огурцом приходятся на Украину, Россию и Польшу.

Высокий рост площадей под огурцом в открытом грунте за данный период отмечен в Иране, Индонезии, Ираке и Турции (табл.1.1.3).

Таблица 1Л.З

Страны с наибольшими размерами площадей под огурцом (тыс. га)(по Александровой в соавт., 1997 г.)

Страны 11979-1981 : • « 1992 ; 1993 « :1994 < •

В мире "1175 ' шГ - Х2Х5~ X «Е <1* ^ «Е

Китай 395 458 463 468 118,5

Иран 57 62 72 96 168,4

США 68 61 67 70 102,9

Индонезия 40 58 60 60 150,0

Украина 54 61 55 54 100,0

Ирак 28 43 41 40 142,9

Турция 32 39 38 40 125,0

Россия 37 39 40 40 108,1

Польша 33 32 33 34 103,0

Узбекистан 31 37 34 35 X12 ф ^

В открытом грунте в среднем производится около 15-16 т огурца с гектара. Разнообразие в технологии производства огурца в откры-

том грунте не позволяет реально отметить, какая страна в мире получает наибольший урожай. Почти все страны с наибольшим объемом производства огурца в открытом грунте, за исключением Польши и Узбекистана, увеличивают его производство высокими темпами (табл. 1.1.4).

Таблица 1.1.4

Страны е наибольшим объемом производства огурца в открытом грунте (тыс.т)(по Александровой в соавт., 1997 г.)

Страны Г1979-1981 • Г1992 • : 1993 * Г 1994 • : % ф

В мире 13988 18268 18726 19261 138,5

Китай 4678 7650 7852 8015 171,3

Иран 693 1057 1185 1510 217,9

Турция 503 1050 1050 1100 218,7

США 834 922 961 984 118,0

Украина - 387 636 516 133,3

Голландия 372 507 500 514 138,2

Польша 415 395 377 366 88,2

Продолжение таблицы 1.1.4

~ Страны ~ " 7: 1979- Г1992 ~~Г 1993 Т ~1994 Г % ~~ _____________________^_______________•______

Узбекистан - 370 330 350 94,6

Испания 277 323 336 330 119,3

Ирак 210 375 350 340 161,9

За какие же заслуги человек уделяет столько внимания этой культуре? А все заключается в биологических особенностях огурца, его чудесных диетических качествах и лечебных свойствах плодов.

Огурец является необходимым продуктом в питании человека. Он содержит 3-6$ сухих веществ, 1,5-2,0% Сахаров, 1% белка, 0,75% клетчатки, 94-97% воды, но это не обычная вода, а клеточный сок, в котором растворены минеральные соли, углеводы, азотистые вещества, органические кислоты, эфирные масла, микроэлементы, пектони-зирующие ферменты, которые способствуют усвоению белков, а также витамины В| (тиамин), (рибофлавин), В^ (пиродоксин), РР (никотиновая кислота), С (аскорбиновая кислота). "Самое ценное их составляющее - это жидкость, дистиллированная самой природой" -так пишет об огурцах Поль Брег (цит. по Ильиной, 1998). По содержанию витамина огурец превосходит редис; витамина В£ - свеклу. Кроме того, огурец содержит йод в легкоусвояемой форме, так необходимый для нормальной деятельности щитовидной железы. Его больше, чем в любой другой овощной культуре, включая картофель. Суточная норма витаминов А и С для взрослого человека содержится примерно в 250 г огурцов (Ткаченко в соавт., 1963; Мещеров, Боос, 1967; Гусева, 1976; Юрина, 1976; Стрельникова в соавт., 1984; Кискин, 1988; Ерохин, Стрельцов, 1989; Пивоваров, 1994; Филипчук, 1994).

Клетчатка огурца играет важную роль в регулировании деятельности кишечника и благоприятствует выведению излишнего количества

холестерина, что важно при предупреждении и лечении атеросклероза, болезней печени и почек. Огуречный сок используют при заболеваниях суставов, подагре, водянке, отеках сердечного происхождения. Он способствует выделению из организма мочевой кислоты, им лечат зубы и десны, нагноившиеся раны и язвы, так как он обладает антимикробным действием, то есть повышает иммунитет организма. Настой из кожуры огурцов - целебное средство для угрей, веснушек, пигментных пятен (Пивоваров, Лебедева, 1995, 1996).

1.2. Полиморфизм и биология развития огурца

Огурец ( Сисшаз S3.ti.vus ь. ) относится к семейству тыквенных ( СисшЛхГЬасеае ) и представляет собой однолетнее травянистое растение со стелющимся, лиановидным, пятигранным стеблем (до 2 м и более в длину). Листья огурца крупные, пятилопастные, сердцевидные, покрыты волосками. В пазухах листьев, начиная с третьего листа, образуются усики, с помощью которых растения цепляются за опоры. Корневая система относительно слабая, располагается в верхнем слое (15-20 см). Цветки крупные, раздельнополые, расположены в пазухах листьев по одному или группами. Встречаются и гермафродитные цветки.

Мужские цветки располагаются на растении одиночно или по 5-7 шт. собраны в щитовидное соцветие в пазухах листьев (их называют "пустоцветы"). В период массового цветения одновременно раскрывается до 5 цветков. Мужские цветки несут тычинки с пыльцой, две из них сросшиеся попарно и одна свободная.

Женские цветки одиночные (реже пучками по 2-4 шт.) имеют трехлопастное рыльце пестика, удлиненную т