Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Оценка и создание исходного материала для селекции сортов и гибридов перца сладкого, адаптированных к условиям малообъемной технологии

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Оценка и создание исходного материала для селекции сортов и гибридов перца сладкого, адаптированных к условиям малообъемной технологии"

004611393

На правах рукописи

Л

Белавкин Евгений Сергеевич

УДК 635.649:631.524.90

ОЦЕНКА И СОЗДАНИЕ ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ СОРТОВ И ГИБРИДОВ ПЕРЦА СЛАДКОГО, АДАПТИРОВАННЫХ К УСЛОВИЯМ МАЛООБЪЕМНОЙ ТЕХНОЛОГИИ

Специальности: 06.01.05 - селекция и семеноводство

сельскохозяйственных растений 06.01.01 - общее земледелие

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

2 8 ОКТ 2010

МОСКВА-2010

004611398

Работа выполнена в лаборатории селекции и семеноводства пасленовых культур ВНИИ селекции и семеноводства овощных культур в 2007-2009 годах.

Научные руководители:

доктор сельскохозяйственных наук,

академик РАСХН Пивоваров Виктор Федорович

доктор сельскохозяйственных наук,

старший научный сотрудник Пышная Ольга Николаевна

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Гавриш Сергей Федорович

кандидат сельскохозяйственных наук,

старший научный сотрудник Козарь Елена Георгиевна

Ведущая организация - ВНИИ Овощеводства

Защита диссертации состоится // ноября 2010 года в /¿.¿О часов на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 220.019.01 при ВНИИ селекции и семеноводства овощных культур по адресу: 143080, Московская область, Одинцовский район, п/о Лесной городок, ВНИ-ИССОК, сектор защиты диссертаций.

Тел. (495)599-24-42

Факс: (495) 599-22-77 E-mail: vniissok@mail.ru

aspirantura@vniissok.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВНИИССОК

Автореферат разослан «_/__» ¿¡^.PS^JP 2010 года

Ученый секретарь совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 220.019.01 доктор с.-х. наук, ст.н.с. Пышная О. Н.

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Промышленное производство перца в России расположено в основном на юге страны, в средней полосе - в защищенном грунте. Существенным фактором интенсификации овощеводства защищенного грунта является создание и внедрение гибридов, обладающих комплексной устойчивостью к болезням и вредителям, высокими вкусовыми пищевыми и технологическими качествами, адаптированными к неблагоприятным условиям.

В настоящее время 70% тепличных комбинатов европейской части России перешли на малообъемную технологию. Для тепличных хозяйств эта технология является реальной альтернативой грунтовой, которая позволяет повысить эффективность производства овощных культур.

Однако в малообъемной культуре перец выращивают ограниченно. Основными причинами является недостаточно разработанная технология возделывания, отсутствие конкурентоспособных сортов и гибридов отечественной селекции, и российским овощеводам приходится адаптировать к своим условиям голландские наработки.

Поэтому создание отечественных сортов и гетерозисных гибридов, предназначенных для выращивания в условиях малообъемной технологии, обладающих высокой продуктивностью и способностью противостоять стрессовым факторам, позволит решить одну из главных задач - повышение производства перца в нашей стране.

В связи с этим, цель настоящей работы - оценка и создание исходного материала для селекции сортов и гибридов перца сладкого с комплексом хозяйственно полезных признаков для условий малообъемной гидропоники.

Для достижения цели решали следующие задачи:

1. Разработать критерии оценки коллекционного материала по основным хозяйственно ценным признакам, характеризующим его пригодность для выращивания в малообъемной культуре.

2. Выявить разнообразие изучаемых образцов по продуктивности, биохимическому составу и устойчивости к абиотическим факторам среды.

3. Изучить зависимость структуры и динамики поступления урожая от условий выращивания.

4. Усовершенствовать методику оценки селекционного материала для отбора по признакам продуктивности и устойчивости к неблагоприятным факторам окружающей среды.

5. Определить влияние физиологически активных веществ на особенности роста, развития и формирования урожая перца сладкого в условиях малообъемной гидропоники.

6. Выделить источники и создать новый исходный материал с комплексом хозяйственно ценных признаков, отвечающий современным технологиям выращивания.

Научная новизна исследований. Определен комплекс селекционно значимых признаков, обуславливающий продуктивность и товарность различных сортов перца сладкого при возделывании в условиях малообъемной технологии.

Предложен принцип дифференциации образцов перца сладкого на группы по адалтированности к условиям малообъемной технологии на основе анализа структуры нетоварной части урожая; выявлена определяющая роль температурного режима и относительной влажности воздуха на ее проявление.

Разработана методика экспресс - оценки образцов перца сладкого по признаку солеустойчивости. Определены основные критерии оценки и отбора исходного материала по комплексу селекционно важных признаков для условий малообъемной гидропоники.

Изучено влияние физиологически активных веществ на рост, плодообра-зование перца сладкого и показана их роль в формировании стандартной части -урожая в условиях малообъемной гидропоники.

Практическая значимость исследований. Создан исходный материал с комплексом хозяйственно ценных признаков для селекции перца сладкого на пригодность к возделыванию в условиях малообъемной гидропоники.

Выделены перспективные высокопродуктивные гибридные комбинации, отвечающие требованиям современного рынка.

Показана перспективность использования янтарной кислоты и циркона для повышения товарности плодов как важного элемента технологии возделывания в условиях малообъемной гидропоники.

Апробация работы. Материалы диссертации были доложены на международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Нанобиотехнологии в сельском хозяйстве» (РГАУ - МСХА им К.А. Тимирязева 2008), «Научные основы производства качественной овощной продукции» (Харьков, 2009), на отчетных сессиях аспирантов ВНИИССОК в 2007-2009 годах, на заседаниях научно-методического совета ВНИИССОК.

Публикации результатов исследований. По результатам исследований опубликовано 8 печатные работы, в том числе статья в журнале «Доклады РАСХН», который входит в перечень рецензируемых научных журналов и изданий.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на

страницах машинописного текста и состоит из введения, девяти глав, выводов, практических рекомендаций, список используемой литературы включает 197 источников, в том числе 36 на иностранных языках. Работа содержит 27 таблиц, 24 рисунка. В приложении приведено 4 таблиц.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Основные критерии оценки образцов и создание исходного материала перца сладкого с комплексом хозяйственно полезных признаков для выращивания в условиях малообъемной технологии.

2. Перспективные гибридные комбинации перца сладкого со стабильной урожайностью, ранним созреванием и высоким качеством плодов.

3. Влияние физиологических активных веществ на формирование стандартной части урожая перца сладкого в условиях малообъемной гидропоники.

2. УСЛОВИЯ, МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Научные исследования проводили в 2007 - 2009 годах в лаборатории селекции и семеноводства пасленовых культур ВНИИССОК, в тепличном комплексе разработки фирмы «Ришель».

Объект исследований - перец сладкий (Capsicum аппиит L). Материал исследований - линии, сорта, селекционные и коллекционные образцы перца сладкого из генофонда лаборатории селекции и семеноводства пасленовых культур ВНИИССОК.

Стандарт - Fi Раиса селекции Enza Zaden, районированный для выращивания в условиях малообъемной гидропоники РФ. Плотность посадки - 3 растения на 1 м2, формирование растений в 2 стебля.

В течение вегетации проводили фенологические наблюдения в соответствии с «Методикой физиологических исследований в овощеводстве и бахчеводстве» (Велик и др., 1970).

Оценку образцов проводили по биометрическим (число листьев, площадь листа, длина черешка и междоузлия, крупность цветка, размер плодоножки, масса плода, масса корневой системы) и визуально по морфологическим признакам с подробным описанием (UPOV, 1994).

Общую площадь листовой поверхности растений и чистую продуктивность фотосинтеза определяли согласно «Методика опытного дела в овощеводстве и бахчеводстве» (под редакцией В.Ф. Велика, 1992).

При разработке методики лабораторной оценки солеустойчивости образцов перца сладкого использовали модифицированную методику, предложенную для томата (Игнатова, Скородубская, 2009).

Биохимический анализ качества плодов (аскорбиновой кислоты, моноса-хоров, сухого вещества, содержание селена и нитратов) проведен в лаборатории физиологии и биохимии ВНИИССОК и в НИИ питания РАМН по общепринятым методикам. Содержание пигментов хлорофиллов aab проводили спектро-фотометрическим методом (Гавриленко, 1975).

Статистическую обработку полученных результатов осуществляли на

ПК, используя пакет прикладных программ Microsoft Excel 2003, и методами дисперсионного и корреляционного анализов по Б.А. Доспехову (1985).

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Изучение морфологических и хозяйственно ценных признаков коллекционных сортообразцов перца сладкого в условиях малообъемной технологии

В результате оценки коллекционных образцов было отмечено, что все образцы относятся к группе очень ранних, раннеспелых и среднеспелых. Большая часть изучаемых образцов перца (79%), хорошо проявивших себя в условиях малообъемной гидропоники, вошли в группу очень ранних и ранних, имели продолжительность периода от всходов до технической спелости менее 105 суток.

В среднем за три года исследований высокой ранней урожайностью, на уровне стандарта, выделились образцы Желтый Букет - 2,5 кг/м2, Спартакус -2,2 кг/м2, Маета - 2,0 кг/м2, S-54-44 - 2,0 кг/м2 (табл. 1). Наивысшая ранняя урожайность у всех образцов была отмечена в благоприятном 2009 году, в котором на уровне стандарта отмечены образцы - Маета, Мемфис, S-54-44, Мир-то.

Лидирующие позиции среди образцов перца сладкого по общей урожайности за все годы исследований занимал сорт Желтый Букет - 10,0 кг/м2. Хорошие результаты получены также по образцам Гедеон, Л-(Желтоплодный х GS), Fiesta и Л-(Изабелла х Нежность), которые в среднем за 3 года исследований были на уровне стандарта или превышали его (табл. 1).

При возделывании перца сладкого в условиях защищенного грунта товарность должна быть выше 85 %. В наших исследованиях отмечено варьирование этого показателя по годам и в зависимости от образцов 54-93 %. Общая нестандартная (нетоварная) часть урожая была представлена уродливыми плодами с израстаниями и пуфиками, плодами с вершинной гнилью, завязями на конец вегетации при ликвидационном сборе.

Таблица 1. Урожайность и выход товарной продукции в условиях

малообъемной гидропоники (2007-2009 годы)

Образец Ранняя урожайность, кг/м2 Общая урожайность, кг/м2

2007 2008 2009 X 2007 2008 2009 X

FiPaaca - st 2,6 2,0 3,0 2,5 9,8 9,8 6,8 8,8

Агаповский 0,4 0,3 0,5 0,4 5,2 5,9 5,3 5,5

Шарм 0,7 0,4 0,9 0,6 6,0 5,0 6,5 5,8

Желтый Букет 2,5 1,6 3,4 2,5 9,5 10,3 10,2 10,0

Мирто 1,9 0,8 2,9 1,9 6,8 7,6 6,7 7,0

Элиза 1,9 0,5 3,4 1,9 6,0 6,6 5,6 6,1

Гедеон 0,7 0,7 0,8 0,7 10,2 9,8 8,8 9,6

Мемфис 0,7 0,3 3,0 1,3 7,3 6,6 6,2 6,7

Маета 2,0 0,8 3,1 2,0 6,3 7,7 7,7 7,1

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

Белоснежка 1,2 1,4 1,0 1,2 8,0 8,4 7,1 7,8

Палапачка 0,8 1,1 1,1 1,0 8,9 7,7 5,5 7,4

Л-(Желтоплодный х GS) 1,6 1,3 1,9 1,6 9,7 8,7 9,4 9,3

S-54-44 2,0 1,3 2,7 2,0 8,7 9,1 7,5 8,4

Мадонна 1,7 0,9 2,5 1,7 8,0 9,1 7,0 8,0

Fiesta 1,7 2,1 2,0 1,9 10,2 9,3 8,5 9,3

Л-(Изабелла х Нежность) 0,9 1,0 1,3 1,1 9,9 10,0 7,8 9,2

НСР05 0,3 0,2 0,5 0,3 0,7 0,7 0,6 0,6

По товарности, характеру формирования нетоварной части урожая и показателю общей адаптивной способности (ОАО) образцы были разделены на 3 группы (табл. 2).

В группу сильновосприимчивых (неадаптированных. ОАС1 < -1,5) вошли образцы Агаповский, Шарм, Индало, так как они имели самый высокий процент нестандартной части (более 30%), среди которой преобладали уродливые плоды (15 - 26%), что в целом и определило их низкую общую урожайность (менее 6 кг/м2).

В самой многочисленной группе слабовосприимчивых (среднеадаптиро-ванных, - .1,5 < ОАО < 0) образцов число плодов с израстаниями и пуфиков в структуре урожая были существенно ниже, менее 9%. Нетоварная часть урожая большинства образцов этой группы в основном представлена плодами, пораженными вершинной гнилью.

Таблица 2. Характеристика коллекционных образцов перца сладкого в условиях малообъемной гидропоники __(2007-2009 годы) __

Образец Морс ологические признаки растений Товарность, % Нетоварная часть урожая, %

габшус/ облистаенность площадь листа, см2 профиль поперечного сечения листа расположение листовой пластинки израстания пуфики вершинная гниль завязь

FiPaHca-st высокий/средняя 171 слабо выгнут горизонт. 82 5 4 7 2

СИЛЬНОВОСПРИИМЧИВЫЕ (НЕАДАПТИРОВАННЫЕ)

Агаповский высокий/слабая 137 выгнут свисакиц. 54 26 5 11 4

Шарм высокий/слабая 166 вогнут свисающ. 63 23 5 7 2

Индало высокий/слабая 153 слабо выгнут приподнят. 82 15 0 3 0

СЛАБОВОСПРИИМЧИВЫЕ (СРЕДНЕАДАПТИРОВАННЫЕ)

Л-(Ичабелла х Нежность) низкий /средняя 189 вогнут свисающ. 92 I 0 п 7 0

Гедеон низкий /средняя 160 слабо выгнут горизонт. 80 6 2 8 4

Чаймс средний/средняя 195 слабо вогнут приподнят. 82 3 3 8 4

Спартакус средний/средняя 228 слабо выгнут горизонт. 75 9 5 3 8

Маета высокий/слабая 244 слабо выгнут горизонт. 80 2 1 14 3

Вигаро низкий /средняя 140 вогнут горизонт. 83 2 3 8 4

Пирата низкий /средняя 150 вогнут приподпят. 82 3 3 6 6

Мемфис низкий /средняя 160 выгнут приподнят. J 80 5 2 8 5

RS 87001 низкий /средняя 204 вогнут горизонт. 88 4 2 3 3

Л-834 средний/средняя 172 вогнут приподнят. 79 5 3 8 5

Элиза низкий /средняя 148 слабо выгнут горизонт. 93 1 0 6 0

Fiesta высокий/слабая 160 слабо вогнут горизонт. 90 1 2 4 3

УСТОЙЧИВЫЕ (АДАПТИРОВАННЫЕ)

Мадонна высокий/средняя 260 слабо выгнут горизонт. 93 0 0 2 5

Белоснежка средний/густая 108 слабо вогнут горизонт. 90 0 0 0 10

Палапачка высокий/средняя 148 слабо вогнут горизонт. 90 0 1 0 9

ЛЧЖелтоплодный х GS) высокий/средняя 220 слабо вогнут горизонт. 93 0 2 0 5

Желтый Букет средний/густая 226 слабо выгнут горизонт. 92 0 1 0 7

Мирто средний/густая 261 слабо выгнут горизонт. 92 0 1 0 7

S-54-44 высокий/средняя 243 плоский горизонт. 92 0 2 0 6

Л-8600 высокий/средняя 254 плоский горизонт. 93 0 0 2 5

НСР0, 6

В группу устойчивых (адаптированных, ОАО > 0) вошли образцы, которые имели высокий процент товарных плодов (более 90%) в течение всего периода вегетации. Нестандартная часть урожая этих образцов в основном обусловлена высоким процентом завязей на период ликвидационного сбора в конце вегетации.

Анализ морфологических особенностей растений в группе устойчивых образцов показал, что все они характеризуются определенным сочетанием признаков, которые могут служить критериями предварительной оценки и отбора форм, приспособленных к условиям малообъемной гидропоники (табл. 2). А именно, в качестве исходного материала при создании адресных сортов для малообъемной гидропоники предпочтительнее использовать сорта и линии, обладающие индетерминантным типом роста, мощным габитусом, горизонтальным расположением листьев в верхней части растения, плоским, слабовыгнутым или слабовогнутым профилем листовой пластинки, крупной листовой поверхностью, густой или средней облиственностью.

Однако, при создании исходного материала для селекции могут представлять интерес не только устойчивая группа, но и отдельные образцы из других групп, характеризующиеся такими же морфологическими параметрами и обладающие высокой товарностью в сочетании с рядом других селекционно ценных признаков. Поэтому изучение корреляций между величиной нестандартной части урожая, поражением плодов вершинной гнилью и различными параметрами микроклимата в разрезе образцов является актуальным. Это также важно для отработки сортовой технологии, которая базируется на знании силы зависимости воздействия того или иного фактора на урожайность и товарность данного сорта.

3.2. Взаимосвязь между физическими факторами и нетоварной частью урожая различных образцов перца сладкого

На примере наиболее типичных образцов из разных групп устойчивости было показано, что они предъявляют разные требования к условиям внешней среды, среди которых определяющими являются температурный режим и

влажность воздуха. Так, формирование нестандартной части урожая (рис. 1) у перца сладкого сорта Агаповский, которая представлена в основном плодами с израстаниями, в большей степени определяется низкой влажностью воздуха, особенно на фоне пониженных температур. Увеличение нестандартной части урожая у сорта Элиза - представителя слабовосприимчивой группы, происходит также в основном на фоне пониженной влажности воздуха, но в основном за счет появления пуфиков.

Агаповский (сильновосприимчивый)

Нестандартная часть

Желтый Букет (устойчивый)

Нестандартная часть

Средняя температура воздуха

Температура день/ночь

Температура день/ночь

Элиза (слабовосприимчивый)

Нестандартная часть

Влажность,

%

Температура день/ночь

Б [Раиса (стандарт)

Влажность, %

Нестандартная часть

Средняя температура воздуха

Температура день/ночь

Рис. 1. Корреляционная зависимость между процентом нестандартных плодов (израста-ние, пуфики, уродливые) и факторами внешней среды у сортов перца сладкого разных групп устойчивости.

В появлении нестандартной части урожая у стандарта гибрида Р) Раиса и устойчивого сорта Желтый Букет определяющим является температурный режим выращивания. При этом для сорта Желтый Букет более выражено влияние средней температуры почвы, а для стандарта - перепад между дневными и ночными температурами (рис. I).

Иные закономерности отмечены при поражении плодов вершинной гнилью: у сорта Агаповский этому способствует низкая температура субстрата; у сорта Элиза - высокая влажность воздуха при резких перепадах температуры; у гибрида Б] Раиса - повышение влажности воздуха на фоне высокой среднесуточной температуры (рис. 2).

Агаповский

(сильновосприимчивый) Вершинная гниль

Желтый Букет (устойчивый) Вершинная гниль

Средняя гмпература воздуха

Влажност %

Среда темпера почвы

Температура день/ночь

Средняя температура воздуха

Средня; температ]_ почвы

Влажное %

Температура день/ночь

Элиза (слабовосприимчивый)

Вершинная гниль

Р]Раиса (стандарт)

Вершинная гниль

Влажност

%

Средняя температура воздуха

Влажност

%

Средняя температура воздуха

Средняя температура почвы

Температура день/ночь

Средняя температура почвы

Температура день/ночь

Рис. 2. Корреляционная зависимость между процентом плодов, пораженных вершинной пгалью, и факторами внешней среды у сортов перца сладкого разных групп устойчивости.

У устойчивого сорта Желтый Букет достоверно значимых взаимосвязей между основными физическими факторами и появлением на плодах вершинной гнили не выявлено (рис. 2).

Полученные результаты также позволили выявить существенные различия в норме реакции сортов перца сладкого разных групп восприимчивости на основные параметры внешней среды и определить диапазон оптимальных значений среднесуточной температуры и влажности воздуха, способствующий получению высокого процента товарных плодов в условиях малообъемной гидропоники. Как видно на рисунке 3, наиболее адаптированный сорт Желтый Букет (устойчивая группа) имеет широкую норму реакции как на изменение влажности, так и на температурный фактор, что и объясняет его высокую урожайность и товарность на протяжении всего периода вегетации.

Рис. 3. Влияние средней температуры и влажности воздуха на товарность и структуру нестандартной части урожая сорта Желтый букет (устойчивая группа) в условиях малообъемной гидропоники.

У образцов сильновосприимчивой группы оптимальные условия, обеспечивающие наиболее высокую товарность, находятся в более узких пределах. На примере сорта Агаповский видно, что оптимальными являются - среднесуточная температура в диапазоне 22,5 - 25,5°С и влажность воздуха не менее 65% (рис. 4).

Рис. 4. Влияние средней температуры и влажности воздуха на товарность и структуру нестандартной части урожая сорта Агаповский (сильновосприимчивая группа) в условиях малообъемной гидропоники.

Таким образом, по результатам анализа полученных данных можно сделать заключение, что среднесуточная температура, относительная влажность воздуха и их сочетание являются важными факторами, влияющими на получение стандартной продукции перца сладкого в условиях малообъемной технологии. При селекции сортов и гибридов для этих условий необходимо отбирать исходный материал с широкой нормой реакции на температурный фактор и устойчивые к пониженной влажности воздуха (менее 60%), а такие образцы как сорт Агаповский должны быть исключены из селекционной программы. Выявленные зависимости также могут служить основой для эффективного подбора пар для селекции на гетерозис и разработке сортовой технологии.

3.3. Разработка методики определения солеустойчивости образцов перца сладкого

При создании исходного материала для условий малообъемной гидропоники большое значение также имеет устойчивость образцов к «засолению», поскольку повышенная концентрация солей в субстрате вызывает «физиологическую засуху», снижает общее поступление кальция (Са) в растение и плоды, что способствует появлению вершинной гнили. При этом для ускорения и повышения эффективности селекционного процесса целесообразнее использовать

методы диагностики устойчивости образцов на самых ранних этапах развития в лабораторных условиях.

При разработке методики оценки солеустойчивости перца сладкого за основу была использована модифицированная методика для томата (Игнатова, Скородубская, 2009). Семена образцов перца сладкого с различной устойчивостью к вершинной гнили проращивали на фильтровальной бумаге, смоченной растворами хлорида натрия в различных концентрациях. Учет всхожести и промеры длины корешка проростков проводили на 14 и 21 сутки наблюдения. Оценку солеустойчивости проводили по двум критериям:

1) степень солеустойчивости - хЮ0%, где

Ьв

Ьо - средняя длина корешка в опыте, см Ь„ - средняя длина корешка в контроле, см

2) коэффициент солеустойчивости - К = 1- (а х е) ^ ^

х

а - средняя длина корешка в опыте, см в - число проросших семян в опыте, шт. А - длина корешка в контроле, см В - число проросших семян в контроле, шт.

Оценка скорости роста корешка проростков (табл. 3) выявила, что наиболее информативной является концентрация 0,83% №С1: показатели солеустойчивости у устойчивых образцов Княжич Рь Спартакус составили на 21 сутки Б>40% и К>0,3; у восприимчивого сорта Агаповский 0<20% и К<0,1; в группе средневосприимчивых Р] Раиса, Желтый Букет, Элиза показатели изменялись в промежуточном диапазоне. При этом у сорта Агаповский, в отличие от остальных образцов, на протяжении всего эксперимента сохранялась устойчивая тенденция к снижению всхожести и длины корешка по мере увеличения концентрации ЫаС1. Самые высокие значения Б по длине корешка имеет наиболее устойчивый гибрид Княжич Р].

Таблица 3. Влияние различных концентраций солей КаС1 на рост корешка

проростков перца сладкого при разных сроках учета

Длина корешка Показателя солеустойчивости

мм К

Образец 1 ОО о" V? т ОО о" V? «■г ОО сГ о4-ОО о" ЧО гп ОО о" с4 1Л ОО ОО, о" 0,83,% 0,85,%

14 сутки прорастания

Княжич Р) 1,95 0,65 0,55 0,40 33,3 28,2 20,5 0,19 0,16 0,02

Спартакус 1,12 0,97 0,30 0,00 86,2 26,8 0,00 0,66 0,08 0,00

Раиса Р] 5,02 0,33 0,27 0,52 6,6 5,4 10,4 0,03 0,02 0,07

Желтый Букет 5,21 0,39 0,20 0,51 7,5 3,8 9,8 0,03 0,01 0,08

Элиза 3,85 0,24 0,18 0,20 6,2 4,7 5,2 0,02 0,02 0,01

Агаповский 4,83 0,15 0,27 0,00 3,1 5,6 0,0 0,00 0,01 0,00

НСРм 1,8 0,3 0,1 0,3 22,1 10,3 8,1 0,3 0,1 0,0

21 сутки прорастания

Княжич 2,63 1,99 1,70 0,83 76,6 64,7 31,5 0,59 0,51 0,14

Спартакус 1,72 1,39 0,79 0,41 81,0 45,9 24,0 0,63 0,31 0,05

Раиса Р[ 6,00 1,12 1,24 1,24 18,7 20,7 20,7 0,16 0,09 0,16

Желтый Букет 5,74 1,32 1,23 1,32 23,0 21,4 23,0 0,10 0,08 0,21

Элиза 4,44 1,11 1,26 1,17 25,0 28,4 26,4 0,10 0,13 0,09

Агаповский 5,08 1,03 0,70 0,00 20,3 13,8 0,0 0,04 0,03 0,00

НСРщ 1,8 0,4 0,4 0,6 21,0 12,1 9,4 0,3 0,2 0,1

Таким образом, по мере снижения значения коэффициента солеустойчи-вости (Б) у образцов перца сладкого возрастает риск поражения плодов вершинной гнилью. Дифференцирующей по степени устойчивости образцов к засолению можно считать 0,83% концентрацию №С1 - коэффициент корреляции между Б и степенью поражения вершинной гнилью составил г = - 0,85, в зависимости от концентрации и срока учета.

По данной методике в 2009 году была проведена оценка полученных перспективных гибридов, которая позволила выявить из них 4 наиболее устойчивых к засолению. Испытание их в теплице подтвердило данные лабораторной оценки: процент поражения плодов вершинной гнилью не превышал 2%.

Таким образом, разработанную методику можно использовать для экспресс-оценки коллекционного и селекционного материала на солеустойчивость с целью выделения перспективного исходного материала.

3.4. Взаимосвязь продуктивности перца сладкого с особенностью строения растения и чистой продуктивностью фотосинтеза (ЧПФ)

Важным внешним фактором, влияющим на продуктивность перца сладкого, является также освещенность, которая определяет содержание хлорофилла в листьях и интенсивность работы фотосинтетического аппарата растения. В динамике накопления фотосинтетических пигментов у данных сортов в зависимости от уровня освещенности (в среднем в мае 6-10 тыс. люкс; июне 26-34 тыс. люкс; октябре 2-3 тыс. люкс) существуют отличия (рис. 5). У сортов Элиза и Агаповский, наблюдается резкое снижение содержания фотосинтетических пигментов на единицу площади листа на фоне высокой освещенности (в июне) относительно периодов с более низким уровнем освещенности (максимальное накопление пигментов отмечено в мае). У сорта Желтый Букет отмечена другая тенденция: повышение концентрации хлорофилла по мере увеличения интенсивности освещения (рис. 5).

Рис. 5. Содержание хлорофилла а и Ъ (мг/см2) в листьях образцов перца сладкого в различные периоды вегетации в зависимости от интенсивности освещения: 1 - Желтый Букет; 2 - Раиса; 3 - Элиза; 4 - Агаповский.

Можно предположить, что у сортов Агаповский и Элиза, относящихся к группе сильновоспримчивых и слабовосприимчивых образцов, повышение освещенности на фоне высоких среднесуточных температур приводит к резкому ингибированию синтеза пигментов (г= -0,61...-0,65, г= -0,58...-0,63, соответственно), тогда как у сорта Желтый Букет, относящегося к группе устойчивых, накопление пигментов в листьях положительно коррелирует со степенью осве-

щенности (г=+0,93...+0,97). У гибрида Б) Раиса (стандарт) такой тесной взаимосвязи между степенью освещенности и концентрацией пигментов (г=-0,05...-0,19) не выявлено, отмечено только некоторое снижение содержания пигментов в листьях к концу вегетации (рис. 5).

Аналогичная закономерность прослеживается и при расчете содержания пигментов на среднюю площадь листа, хотя размер листовой пластинки у образцов существенно различался: минимальный - у сорта Агаповский, максимальный - у сорта Желтый Букет (табл. 4). У сорта Желтый Букет также отмечена максимальная облиственность среди всех образцов и общая площадь листовой поверхности растения за весь период вегетации, поэтому при расчете содержания фотопигментов на общую листовую поверхность этот образец также лидировал. Соответственно и чистая продуктивность фотосинтеза этого образца в среднем за годы исследований была выше, в том числе и по сравнению со стандартом (более 3,0 г/м2).

Чистая продуктивность фотосинтеза слабооблиственного восприимчивого образца Агаповский была в 1,5 раза ниже, чем у стандарта и сорта Желтый Букет, а урожайность - почти в 2 раза ниже. Кроме того, еще одной причиной низкой урожайности сорта Агаповский, может являться слабое развитие корневой системы в данных условиях выращивания по сравнению с остальными образцами (табл.4).

Таблица 4. Зависимость чистой продуктивности фотосинтеза и урожайности образцов перца сладкого от площади листовой поверхности и массы корневой

системы (2008-2009 годы)

Образец Количество листьев, шт./раст. Площадь листа, см2 Площадь листовой поверхности, м2 ЧПФ, сутки г/м .сутки Масса корневой системы, хг/раст. Урожайность кг/м2

р! Раиса - яг 395 171 6,6 2,5 1,1 10,0

Желтый Букет. 441 226 7,1 3,2 1,3 10,1

Элиза 365 148 5,8 2,1 0,9 9,4

Агаповский 319 137 4,1 1,7 0,6 5,3

НСР05 46 31 2,1 1,0 0,5 3,5

Таким образом, на основании проведенных исследований были обозначены основные критерии оценки по морфологическим и физиологическим признакам при селекции перца сладкого для условий малообъемной технологии: скороспелость, габитус, расположение листовой пластинки, общая площадь листовой поверхности (облиственность), чистая продуктивность фотосинтеза, которые определяют общую продуктивность растения. Существенную роль в отборе адаптированных к данной технологии генотипов играет их отзывчивость на изменение и сочетание внешних факторов среды (влажность, температура), определяемая генетически детерминированной нормой реакции растений. Это важно учитывать как при проведении отборов, так и при подборе родительских пар для скрещиваний в селекции на гетерозис.

С использованием выделенного комплекса признаков и критериев отбора был создан перспективный исходный материал, среди которого линии Л-Желтый Букет, Л-Желтоплодный х ОБ, Л-Мирто, Л-8-54-44, Л-8600 полностью удовлетворяют всем выбранным параметрам. Как источники селекционно ценных признаков в селекции для условий малообъемной гидропоники могут быть также использованы линии: Мадонна, Белоснежка, Палапачка, отличающиеся раннеспелостью, формой, окраской плода, товарностью, устойчивостью к низкой влажности и перепадам температур. Отличительной особенностью образцов перца сладкого Белоснежка, Палапачка, является устойчивость к засолению.

3.5. Проявление селекционно ценных признаков у гибридов Б) в условиях малообъемной технологии

В настоящее время для малообъемного культивирования отсутствуют районированные отечественные сорта и гибриды перца сладкого, способные давать высокий стабильный урожай. На базе созданного исходного материала была проведена серия скрещиваний и получены гибридные комбинации, оценка которых показала, что 80% из них относятся к группе раннеспелых.

Лучшими комбинациями по показателю «выход ранней продукции» являются F] (Желтый Букет х Л-(Желтоплодный х GS)), Fi (Индало х Желтый Букет), Fj (Мемфис х Король Артур), Fi (RS 87001 х Гибрид 167), F| (Желтый Букет х Микадор), F) (Асти х (Желтоплодный х GS)), которые достоверно превышают стандарт на 0,2 - 0,6 кг/м2, и Fi (Бианка х Мадонна), Fi (Гедеон х Элиза), Fi (Желтый Букет х Асти), Fi (Палапачка х GS х (W.Br. х Sor.)), Fi (Мадонна х GS х (W.Br. х Sor.)), которые были на уровне стандарта Fi Раиса (табл. 5.).

Таблица 5. Сортоиспытание перспективных гибридных комбинаций в ус_ловиях малообъемной гидропоники (2007 - 2009 годы)_

Гибридная комбинация Fi Ранняя урожайность, кг/м2 Общая урожайность, кг/м2 Товарность плодов, %

2007 2008 2009 X 2007 2008 2009 X X

Раиса - st 2,6 2,0 3,0 2,5 9,8 9,8 6,8 8,8 82

Жел.Букет х Л-(Желтопл. х GS) 1,8 2,9 4,2 3,0 10,8 12,8 11,0 11,5 84

Индало х Желтый Букет 1,3 2,6 4,3 2,7 10,2 11,8 10,1 10,7 85

Бианка х Мадонна 1,8 2,1 3,2 2,4 10,4 10,7 11,6 11,0 94

Мемфис х Король Артур 2,9 2,1 3,5 2,8 10,5 9,0 8,4 9,3 92

Гедеон х Элиза 2,2 1,8 3,2 2,4 10,6 9,3 11,1 10,3 88

RS 87001 х Гибрид 167 2,7 2,5 3,6 2,9 12,6 14,3 11,3 12,7 92

Желтый Букет х Микадор 2,3 2,6 3,2 2,7 12,2 10,4 9,3 10,6 88

Желтый Букет х Асти 2,1 2,5 3,1 2,6 И.5 12,6 11,0 11,7 87

Асти х (Желтоплодный х GS) 3,1 2,4 3,7 3,1 12,1 12,6 11,4 12,0 87

Палапачка х GS х (W.Br. х Sor.) 2,0 1,7 3,7 2,5 12,5 13,1 12,7 12,8 91

Бианка х S-54-44 1.8 2,8 1,5 2,0 14,6 19,6 15,5 16,6 90

Мадонна х GS х (W.Br. х Sor.) 1,9 2,2 3,0 2,4 9,5 11,4 10,7 10,5 85

НСРм 0,3 0,2 0,4 0,2 0,9 1.7 1,3 1,2 3

Следует отметить, что наиболее раннеспелые комбинации получены в основном при скрещивании со скороспелыми линиями Желтый Букет, Белоснежка, Палапачка, (урожайность, товарность, раннеспелость, форма, окраска плода, габитус, устойчивость к засолению), Элиза, Чаймс (товарность, форма, окраска плода).

Но общей урожайности все гибридные комбинации превышали р! Раиса, а товарность отдельных из них была на 8-15% выше стандартного образца. Наиболее продуктивной была комбинация Р| Бианка х 8-54-44, средняя урожайность которой составляла более 16 кг/м2, что почти в 2 раза превышало

стандарт. В настоящее время данный гибрид передан на государственное сортоиспытание под названием Р, Оранжевое наслаждение.

В последнее время все большее внимание уделяется качеству продукции. По основным параметрам плода (форма, окраска плода, толщина стенки перикарпия, текстура поверхности) все гибридные комбинации соответствовали требованиям направления для свежего потребления. При выборе перспективных гибридов, наряду с основными критериями - урожайностью и внешними признаками, важное место занимает и биохимический состав плодов.

Сравнительная оценка перспективных гибридных комбинаций по содержанию биологически активных веществ в плодах перца в технической и биологической спелости свидетельствует о значительном варьировании данных показателей, которые у большинства из них были на уровне или превышали стандартный гибрид Б) Раиса. Биохимический состав наиболее перспективных 5 гибридных комбинаций представлены в таблице 6, у которых отмечено повышенное содержание Сахаров, витамина С в плодах на стадии биологической спелости более чем в 1,5-2 раза относительно стандарта.

Таблица 6. Биохимические показатели плодов перца сладкого в фазе

биологической спелости (2007 - 2009 годы)

Образец Витамин С, мг/% Саха ра, % Сухое вещество

2007 2008 2009 X 2007 2008 2009 X 2007 2008 2009 X

Р| Раиса - 51. 124,2 133,4 142,6 133,4 5,5 6,1 5,3 5,6 8,1 8,2 8,8 8,4

Бианка х 8-54-44 149,1 151,2 150,6 150,3 6,1 6,3 7,0 6,5 8,9 8,5 9,0 8,8

Р]Король Артур х Мадонна 161,9 161,9 176,9 166,9 6,9 5,2 7,6 6,6 9,4 8,3 8,9 8,9

Р[Биапка х Мадонна 174,4 142,6 142,6 153,2 6,2 7,1 5,1 6,1 8,0 8,4 9,2 8,5

Б^аета х Палапачка 192,1 152,3 125,0 156,5 7,9 7,7 6,8 7,5 10,4 9,5 9,7 9,9

р1Желтый Бук х (Желтоплодный х 173,5 157,0 164,1 164,9 7,4 6,9 7,6 7,3 9,6 8,9 9,2 9,2

НСРщ 19,1 9,4 15,1 10,2 1,1 1,2 1,4 0,8 1,1 0,6 0,3 0,6

Оценка гибридных комбинаций показала, что такие комбинации, как Р,(Король Артур х Мадонна), Р^Бианка х Мадонна), Б,(Маета х Палапачка),

имеют более высокое содержание витамина С (на 39,4 мг/%) и Сахаров (на 1%) и в технической спелости плодов (стандарт р! Раиса, витамина С 107,8 мг/%, Сахаров 3,6%, соответственно).

По накоплению биохимических веществ в период от технической до биологической фазы спелости также выявлены индивидуальные отличия, которые дают возможность проведения селекции на повышенное содержание биохимических показателей в плодах.

Важно также отметить, что плоды перца сладкого при выращивании в условиях малообъемной гидропоники в фазу биологической спелости по биохимическому составу имеют более высокое качество, чем выращенные в тот же период в условиях пленочных теплиц: содержание витамина С и общих каро-тиноидов в плодах отдельных образцов было выше более чем в 2 раза, селена -на 20-30% (рис. 6). В фазу технической спелости эта тенденция прослеживается не у всех изученных образцов (сорта, линии, гибриды), у многих из них по биохимическим показателям отмечается более высокое качество плодов в условиях пленочной теплицы.

Ш Малообъемная тдропоника О Пленочнаятепшца 25,0

20,0 15,0 10,0 5,0 0,0

ЕЭ Малообъемная падролоника О Пленочная теплица 250,0-1

200,0 150,0 100,0 50,0 0,0

Каратиноиды мг/100 г

Витамин С, мг/100 г

Рис. б. Биохимический состав плодов перца сладкого в различных сооружениях защищенного грунта.

Таким образом, в плодах перца в фазе биологической спелости, выращенных в условиях малообъемной гидропоники, накапливается больше биологически активных веществ по сравнению с плодами из пленочных теплиц. Это явление мы связываем с условиями выращивания - контролируемым питанием

растений и покрытием теплицы поликарбонатом, который пропускает нужный для аккумуляции БАВ спектр солнечной энергии. Это является еще одним важным аргументом перспективности малообъемной технологии и актуальности создания отечественных сортов и гибридов, отвечающих требованиям современного рынка, отработке элементов данной технологий с учетом сортовых особенностей растений.

3.6. Влияние регуляторов роста на урожайность перца сладкого при возделывание в условиях малообъемной технологии

Завязывание плодов и формирование товарного урожая зависит от активности физиологических процессов. Исследование регуляции роста и развития растений с помощью фитогормонов является одной из центральных проблем современной физиологии растений. В зависимости от физиологического состояния растения, концентрации и состояния гормонов, последние могут стимулировать или тормозить тот или иной физиологический процесс, ускорять или замедлять его. Физиологический эффект действия регуляторов роста зависит от природы препарата, его концентрации, фазы роста и развития растений, экологических факторов. В нашей работе были использованы препараты: Цветень, Завязь, Циркон, янтарная кислота, эффективность которых изучали на примере проблемных образцов Агаповский и Шарм (обработка в период бутонизации и массового цветения).

Как показали исследования, применение регуляторов роста в малообъемной технологии возделывания перца оказало существенное влияние на рост и развитие растений. Наибольший прирост высоты растений по отношению к растениям контрольного варианта (2,3 м) был отмечен при обработке янтарной кислотой (2,6 м) и цирконом (2,5 м.).

С увеличением высоты и габитуса растений возрастала биомасса надземных органов, от которой зависит продуктивность растений. Влияние обработок на генеративное развитие растений проявилось в более раннем образовании у опытных растений цветков и завязывании товарных плодов.

Увеличение урожайности отмечено в варианте, где растения были обработаны янтарной кислотой (на 1,6 кг/м2), немного ниже были результаты при обработке препаратами Циркон (на 1,2 кг/м2) и Завязь (на 1,1 кг/м2). Кроме того, при обработке янтарной кислотой и цирконом, у сильновосприимчивых образцов перца сладкого Агаповский и Шарм наблюдалось снижение количества плодов с израстаниями - в 2-3 раза относительно контроля (рис. 7), что способствовало росту товарности на 10-17% в зависимости от года и обработки физиологическими активными веществами.

0.450 0.400 0,350 0.300 0,250 0.200 0,150 0,100 0,050 0,000

□ израстания, кг/м2

Г

Контроль Янтарная Цфкон Завязь Цветень кислота

0,450 0,400 0,350 0,300 0,250 0,200 0,150 0,100 0,050 0,000

□ взрастания, кг/м2

_

Контрой Янтарная Циркон Завязь Цветень кисгота

Шар»

Рис. 7. Влияние физиологически активных веществ на выход нестандартных плодов перца сладкого образцов Агаповский и Шарм (2008-2009 годы).

Таким образом, обработка растений перца янтарной кислотой и цирконом в период бутонизации и массового цветения способствует повышению продуктивности и товарности урожая. Данный прием может быть использован как элемент технологии возделывания для увеличения товарности плодов ряда образцов в условиях малообъемной технологии.

ВЫВОДЫ

1. Выделены основные селекционные признаки (габитус растения, масса корневой системы, расположение, размер и число листьев, устойчивость к вершинной гнили, засолению, пониженной температуре и низкой влажности воздуха), обусловливающие продуктивность и товарность перца сладкого при возделывании в условиях малообъемной технологии.

2. Распределение образцов по структуре нетоварной части урожая позволило дифференцировать сорта, линии и гибриды на 3 группы по адаптивности к условиям малообъемной технологии: сильновослриимчивая, слабовосприимчивая и устойчивая.

3. При селекции сортов и гибридов перца сладкого для условий малообъемной гидропоники необходимо использовать следующие критерии морфологической оценки для отбора исходного материала: мощный габитус, горизонтальное расположение листьев в верхней части растения, плоский, слабовыгнутый или слабовогнутый профиль листовой пластинки.

4. Среднесуточная температура, разница температур (день/ночь) и относительная влажность воздуха являются определяющими физическими факторами, влияющими на получение стандартной продукции перца сладкого в условиях малообъемной технологии. Высокую продуктивность и товарность растений, их адаптивность к данным условиям выращивания обеспечивает широкая норма реакции на температурный фактор и устойчивость к пониженной влажности воздуха (менее 60%).

5. Разработана методика лабораторной экспресс-опенки образцов перца сладкого на устойчивость к засолению и показано, что наиболее информативной является 0,83% концентрация №С1, при которой предложенные коэффициенты солеустойчивости (Б,К) коррелируют со степенью пораженности плодов вершинной гнилью в теплице (г=-0,80...-0,85 при разных сроках учета).

6. Линии Л-Желтый Букет, Л-Желтоплодный х ОБ, Л-Мирто, Л-Б-54-44, Л-8600 удовлетворяют всем выделенным критериям, обусловливающим высо-

кую адаптивность к условиям малообъемной технологии и являются перспективным исходным материалом для селекции.

7. Обработка растений перца сладкого физиологически активными веществами является важным элементом технологии возделывания в малообъемной гидропонике, обработка 0,1% растворами янтарной кислоты и циркона в период бутонизации и массового цветения способствует повышению урожайности сортов Агаповский (на 1,6 - 0,6 кг/м2), Шарм (на 1,0 - 0,4 кг/м2) и товарности плодов (на 12 - 20%).

8. При возделывания перца сладкого в условиях малообъемной гидропоники в стадии биологической спелости улучшается качество плодов по сравнению с выращиванием в пленочной теплице: содержание витамина С и общих каротиноидов увеличивается по отдельным образцам более чем в 2 раза, селена -на 20-30%.

Практические рекомендации

1. При селекции сортов и гибридов перца сладкого для условий малообъемной технологии необходимо отбирать исходный материал с широкой нормой реакции на температурный фактор, устойчивый к пониженной влажности воздуха (менее 60%), сочетающий следующие основные морфологические признаки: мощный габитус, высокую облиственность, горизонтальное расположение листьев в верхней части растения, плоский, слабовыгнутый или слабовогнутый профиль листовой пластинки.

2. В качестве исходного материала для селекции в условиях малообъемной технологии рекомендуется использовать линии Л-Желтый Букет, Л-Желтоплодный х вБ, Л-Мирто, Л-8-54-44, Л-8600 - как источники высокой продуктивности и товарности.

3. Высокопродуктивные с высоким содержанием витамина С и Сахаров в плодах гибридные комбинации Р,(Бианка х 8-54-44), Б^Бианка х Мадонна), Р](Маета х Палапачка), Б)(Желтый Букет х (Желтоплодный х вв)), Р^Пирати х Спартакус), Р)(Король Артур х Мадонна), Р](Гибрид 167 х Мадонна) можно ре-

комендовать как перспективные для возделывания в условиях малообъемной технологии.

4. Для увеличения товарности и урожайности образцов перца сладкого при выращивании в условиях малообъемной гидропоники рекомендуется обработка растений 0,1% растворами янтарной кислоты и циркона в период бутонизации и массового цветения.

Список опубликованных работ по теме диссертации

1. Белавкин Е.С. Влияние различных условий выращивания на содержания биологически активных веществ в плодах перца сладкого / В.Ф. Пивоваров, М.И. Мамедов, О.Н. Пышная, H.A. Голубкина, Е.А. Джое, Е.С. Белавкин // Доклады РАСХН. - М., 2009. - № 6. - С. 23-25.

2. Белавкин Е.С. Влияние различных условий выращивания на содержание оранжево-желтых пигментов и других биологически активных веществ в плодах перца сладкого / В.Ф. Пивоваров, М.И. Мамедов, О.Н. Пышная, H.A. Голубкина, Е.С. Белавкин, Е.А. Джое / Сб. научных тр. «Современные требования к селекции сортов и гибридов пасленовых культур на качество». - Москва, 2009.-вып.-42.-С. 12-14.

3. Белавкин Е.С. Перец сладкий: сорта и гибриды в теплицах и открытом грунте / М.И. Мамедов, О.Н. Пышная, Е.С. Белавкин Н Вестник овощевода. -М., 2009.-№2.-С. 8-12.

4. Белавкин Е.С. Антиоксидантная активность сортов перца сладкого в зависимости от условий выращивания / М.И. Мамедов, О.Н. Пышная, H.A. Голубкина, Е.А. Джое, Е.С. Белавкин / Сб. трудов Международной науч. - практ. конф. молодых ученых и специалистов «Научные основы производства качественной овощной продукции». - Харьков, 2009. - С. 7-8.

5. Белавкин Е.С. Исходный материал перца сладкого для селекции гете-розисных гибридов Fi для малообъемной гидропоники / Е.С. Белавкин, О.Н. Пышная, М.И. Мамедов / Сб. научных тр. «Селекция и семеноводство овощных культур». - ВНИИССОК. - М., 2009. - вып. 43. - С 154-160.

6. Белавкин Е.С. Исходный материал для селекции перца сладкого, предназначенного для выращивания в малообъемной культуре / О.Н. Пышная, Е.С. Белавкин / Доклады Международной науч. - практ. конф. «Нанобиотехнологии в сельском хозяйстве». - М., 2008. - С. 54-55.

7. Белавкин Е.С. Антиоксидантная активность сортов перца сладкого в зависимости от условий выращивания / О.Н. Пышная, Н.А. Голубкина, Е.А. Джое, Е.С. Белавкин / М1жвщомчий тематичний науковий зб1рник. ¡нститут овоч1БНИцтва I баштанницва. - Харьков, 2009. - вып. 55. - С. 412-422.

8. Белавкин Е.С. Content of Biologically Active Substances in Sweet Pepper Fruits under Various Growing Conditions / V.F. Pivovarov, O.N. Pyshnaja, N.A. Go-lubkina, E.A. Dzhos, E.S. Belavkin / J. Russian Agricultural Sciences. - 2009. - № 6. -pp. 387-389.

Подписано в печать: 28.09.2010

Заказ № 4196 Тираж -111 экз. Печать трафаретная. Типография «И-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 115230, Москва, Варшавское ш., 36 (499) 788-78-56 www.autoreferat.ru

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Белавкин, Евгений Сергеевич

ВВЕДЕНИЕ.,.,.:.;.:.:.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Происхождение рода Capsicum и селекция перца в России.

1.2. Морфологические и биологические особенности растений перца сладкого.

1.3. Особенности выращивания перца^сладкогош защищенном грунте.

1.4. Выращивание растений перца сладкого в условиях; малообъемной технологии;с капельным орошением.

1.5. Применениерегуляторов роста в технологии возделывания; сельскохозяйственных культур.------------------------------.:.'.

1.6i Исходный материал и основные направления селекции перца.

2. УСЛОВИЯ, МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1;. Условия проведения исследований:.:.

2.2. Материал и методика исследований.3 8f

3; РЕЗУЛБТАТЬТИССЛЕДОВ АНИЙ;. . л.:.,:. 1.-.'.

3.1. Изучение морфологических щ хозяйственно ценных признаков коллекционных сортообразцов* перца сладкого в условиях малообъемной, технологии

3.2. Продолжительность межфазных периодов коллекционных образцов перца сладкого;.

3.3. Элементы и структура урожая коллекционных образцов и характеристика групп устойчивости перца сладкого в условиях малообъемной технологии.

4. ВЛИЯНИЕ ВНЕШНИХ ФАКТОРОВ НА СЕЛЕКЦИОННЫЕ И ХОЗЯЙСТВЕННО ЦЕННЫЕ ПРИЗНАКИ ОБРАЗЦОВ ПЕРЦА СЛАДКОГО РАЗЛИЧНЫХ ГРУПП УСТОЙЧИВОСТИ В УСЛОВИЯХ МАЛООБЪЕМНОЙ

ТЕХНОЛОГИИ.

4.1. Влияние внешних факторов на продолжительность межфазных периодов развития растений.

4.2. Изучение влияния внешних факторов на структуру урожая перца сладкого разных групп устойчивости.

4.3. Взаимосвязь между физическими факторами и нетоварной частью урожая различных образцов перца сладкого.

5. Взаимосвязь продуктивности перца сладкого с особенностью строения растения и чистой продуктивностью фотосинтеза (ЧПФ).

6. Методика определения солеустойчивости образцов перца сладкого.

7. Влияние регуляторов роста на урожайность перца сладкого в малообъемной технологии возделывания.

8. Проявление хозяйственно ценных признаков у гибридов Fi в условиях малообъемной технологии.

9. Сравнительная оценка качества плодов при различных технологиях выращивания.

ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Оценка и создание исходного материала для селекции сортов и гибридов перца сладкого, адаптированных к условиям малообъемной технологии"

В современном тепличном овощеводстве одной из стратегических задач аграрной политики правительства России на период до 2010 года является формирование эффективного конкурентоспособного агропромышленного производства, обеспечивающего продовольственную безопасность страны и ее интеграцию в мировое сельскохозяйственное производство и в рынки продовольствия. Чтобы отечественная продукция могла достойно конкурировать на рынке и удовлетворять разнообразные вкусы потребителей, она должна отличатся высоким качеством и приемлемой ценой (Улько 2005).

Существенным фактором интенсификации овощеводства защищенного грунта является создание и внедрение гибридов обладающих комплексной устойчивостью к болезням и вредителям, высокими вкусовыми пищевыми и технологическими качествами, адаптированными к неблагоприятным условиям, в частности, приспособленностью к возделыванию в условиях пониженных температур (Тараканов 1997).

Овощи самый простой и доступный источник витаминов. Из всех витаминов необходимых человеческому организму 13 есть в овощах, а по содержанию минеральных солей, ферментов, БАВ, фитонцидов они не имеют себе равных, играют огромную роль не только для поддержания жизненных сил человека, но и как действенные лечебные свойства, признанные народной и научной медициной.

К числу наиболее ценных в этом отношении культур относится перец сладкий. Его плоды содержат витамины, микроэлементы и другие биологически активные соединения, кроме того, он отличаются высокими вкусовыми качествами.

Использование перца в свежем виде из защищенного грунта приобретает исключительное значение в весенний и раннелетний периоды, когда особенно остро ощущается недостаток богатых витаминами овощей.

По пищевым и целебным свойствам - это наиболее ценная овощная культура. Основное достоинство перца сладкого - высокое содержание в нем каротина и аскорбиновой кислоты, что характеризует его как поливитаминный концентрат.

Плоды перца являются «рекордсменом» среди овощей по содержанию витамина С и Р-активных веществ (70-380 мг%) провитамина А (до 2 мг%), и витаминов группы В (Милованова, 1961; Лапин и др., 2008).

Плоды перца богаты также каротином, тиамином, никотиновой и фо-лиевой кислотами, белками и минеральными солями. Кроме того, плоды сладкого овощного перца очень вкусны, годны для употребления в свежем виде. Хорошие вкусовые и диетические качества плодов обеспечивают устойчивый постоянный спрос на них в течение всего года (Ильенко, 1969; Гикало, 1974).

Спрос на перец и продукты переработки ежегодно возрастает, однако в производственных теплицах его возделывают ограниченно, так как урожайность перца значительно ниже таких культур, как томат и огурец, что объясняется биологическими особенностями культуры (Андреев, Сенькина, 2005).

Основополагающими факторами увеличения урожайности перца сладкого является внедрение в производство новых, более урожайных сортов и гибридов с хорошими качествами плодов, устойчивых к болезням и вредителям, требующих минимальных затрат на выращивание и способных формировать товарную продукцию в условиях защищенного грунта, а также разработка перспективных элементов технологии производства перца.

Научно обоснованная норма потребления сладкого перца человеком составляет 20 — 30 кг/год. Однако вРоссии потребляют 2 — 3 кг/год, в США — 14—16 кг/год в Болгарии 18-20 кг/год. Валовое производство сладкого перца в настоящее время не обеспечивает потребности населения и перерабатывающую промышленность (Холодецкий, 2009).

Мировое товарное производство перца, составляет более 27 млн. тонн. При этом посевные площади за последние 15 лет увеличились более чем на 100 тыс. га, а средняя урожайность выросла с 9,9 т/га в 1989-1991 году до 15,4 т/га в 2007 году (по данным ФАО, 2007).

Самым крупным мировым производителем перца является Китай, где производится более половины мирового валового сбора (более 14 млн. т.) при урожайности около 25 т/га, Мексика и Турция — около 2 млн. тонн (ФАО, 2007).

В Нидерландах, Бельгии, Израиле производство перца сосредоточено в защищенном грунте и достигло значительного уровня. В Голландии площадь под ним в 2007 году достигла 1200 га, что составляет 50% всех тепличных площадей, а средняя урожайность по стране 270 т/га (ФАО, 2007).

Широкое распространение перца и большой удельный вес в структуре валового сбора овощей во многих странах мира объясняется способностью, расти и плодоносить в различных климатических зонах, высокой урожайностью, многоцелевым использованием плодов, высокой биологической ценностью и вкусовыми качествами. Быстрое увеличение валового производства перцев за последнее десятилетие тесно связано со значительным повышел нием урожайности этих культур в открытом и защищенном грунте за счет использования новых сортов и гибридов, устойчивых к биотическим и абиотическим факторам среды и разработки прогрессивных технологий выращивания (Белик, Советкина, 1991).

По России статистические данные отсутствуют. В СССР в 1989 году посевные площади под перцем составляли 8 тыс. га. Валовой сбор достигал 149 тыс. тонн, средняя урожайность — 18 т/га (ФАО, 1989).

Промышленное производство перца в России расположено в основном на юге страны, в средней полосе - в защищенном грунте. В настоящее время 70% тепличных комбинатов европейской части России перешли на малообъемкую технологию. Для тепличных хозяйств эта технология является реальной альтернативой? грунтовой; которая позволяет повысить эффективность овощных культур (Князева, 2001-):

Однако в малообъемной культуре перец выращивают ограниченно. Основными причинами является недостаточно разработанная технология возделывания, отсутствие конкурентоспособных сортов и гибридов отечественной селекции и российским овощеводам приходится адаптировать к своим условиям голландские наработки.

Поэтому' создание исходного материала для селекции новых сортов и гетерозисных гибридов Е1 предназначенных для выращивания: в условиях малообъемной : технологии, обладающих высокой ¿ продуктивностью и способностью противостоять стрессовому действию биотических и абиотических факторов, является актуальной; проблемой, которая' позволит решить одну из главных задач - повышение производства перца в нашей стране.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

Целью работы является оценка и создание исходного материала для селекции сортов и гибридов перца сладкого с комплексом хозяйственно полезных признаков для условий; малообъемной гидропоники.

Для реализации данной цели были поставлены следующие задачи:

1. Разработать критерии оценки; коллекционного материала по основным, хозяйственно ценным : признакам, характеризующим» его пригодность для выращивания;в малообъемной культуре.

2. Выявить разнообразие изучаемых образцов по продуктивности, биохимическому составу и устойчивости к абиотическим факторам среды.

3; Изучить зависимость структуры и динамики поступления урожая от условий выращивания.

4. Усовершенствовать методику оценки селекционного материала для отбора по признакам продуктивности и устойчивости к неблагоприятным факторам окружающей среды.

5. Определить влияние физиологически активных веществ на особенности роста, развития и формирования урожая перца сладкого в условиях малообъемной гидропоники.

6. Выделить источники и создать новый исходный материал с комплексом хозяйственно ценных признаков, отвечающий современным технологиям выращивания.

Научная новизна работы. Определен комплекс селекционно значимых признаков (габитус растения, масса корневой системы, расположение, размер и число листьев, устойчивость к вершинной гнили, засолению, пониженной температуре и низкой влажности воздуха), обуславливающий продуктивность и товарность перца сладкого при возделывании в условиях малообъемной технологии.

Предложен принцип дифференциации образцов перца сладкого на группы по адаптированности к условиям малообъемной технологии на основе анализа структуры нетоварной части урожая; выявлена определяющая роль температурного режима и относительной влажности воздуха на ее проявление.

Разработана методика экспресс - оценки образцов перца сладкого по признаку солеустойчивости. Определены основные критерии оценки и отбора исходного материала по комплексу селекционно важных признаков для условий малообъемной гидропоники.

Изучено влияние физиологически активных веществ на рост, плодооб-разование перца сладкого и показана их роль в формировании стандартной части урожая в условиях малообъемной гидропоники.

Практическая значимость. Создан исходный материал с комплексом хозяйственно ценных признаков для селекции перца сладкого на пригодность к возделыванию в условиях малообъемной гидропоники.

Выделены перспективные высокопродуктивные гибридные комбинации, отвечающие требованиям современного рынка.

Показана перспективность использования янтарной кислоты и циркона для повышения товарности плодов как важного элемента технологии возделывания в условиях малообъемной гидропоники.

Заключение Диссертация по теме "Селекция и семеноводство", Белавкин, Евгений Сергеевич

ВЫВОДЫ

1. Выделены основные селекционные признаки« (габитус: растения» масса корневой' системы, расположение; размер и число листьев, устойчивость к вершинной; гнили, засолению, пониженной температуре и низкой влажности воздуха), обусловливающие продуктивность и товарность перца сладкого при возделывании в условиях малообьемной технологии.

2. Распределение образцов* по структуре нетоварной части урожая позволило дифференцировать сорта, линии и гибриды, на. 3 группы по адаптивности к условиям малообъемной технологии: сильновосприимчивая, слабовосприимчивая й устойчивая.

3. При селекции сортов и гибридов перца сладкого для условий малообъемной гидропоники необходимо использовать следующие критерии морфологической оценки для отбора исходного материала: мощный габитус, горизонтальное расположение листьев в верхней части растения, плоский, слабовыгнутый или слабовогнутый профиль листовой пластинки.

4. Среднесуточная температура, разница температур (день/ночь) и относительная влажность воздуха являются определяющими физическими факторами, влияющими на получение стандартной продукции перца сладкого в условиях малообъемной технологии. Высокую продуктивность и товарность растений, их адаптивность к данным условиям выращивания обеспечивает широкая норма реакции на температурный фактор и устойчивость к пониженной влажности воздуха (менее 60%).

5. Разработана методика лабораторной экспресс-оценки образцов перца сладкого на устойчивость к засолению и показано, что наиболее информативной является 0,83% концентрация №С1, при которой предложенные коэффициенты солеустойчивости (О, К) коррелируют со степенью пораженности плодов вершинной гнилью в теплице (г=-0,80.-0,85 при разных сроках учета).

6. Линии Л-Желтый Букет, Л-Желтоплодный х Л-Мирто, Л-8-54-44, Л-8600 удовлетворяют всем выделенным критериям, обусловливающим высокую адаптивность к условиям малообъемной технологии и являются перспективным исходным материалом для селекции.

7. Обработка растений перца сладкого физиологически активными веществами является важным элементом технологии возделывания в малообъемной гидропонике, обработка 0,1% растворами янтарной кислоты и циркона в период бутонизации и массового цветения способствует повышению урожайности сортов Агаповский (на 1,6-0,6 кг/м2), Шарм (на 1,0-0,4 кг/м2) и товарности плодов (на 12-20%).

8. При возделывания перца сладкого в условиях малообъемной гидропоники в стадии биологической спелости улучшается качество плодов по сравнению с выращиванием в пленочной теплице: содержание витамина С и общих каротиноидов увеличивается по отдельным образцам более чем в 2 раза, селена — на 20-30%.

Практические рекомендации

1. При селекции сортов и гибридов перца сладкого для условий малообъемной технологии необходимо отбирать исходный материал с широкой нормой реакции на температурный фактор, устойчивый к пониженной влажности воздуха (менее 60%), сочетающий следующие основные морфологические признаки: мощный габитус, высокую облиственность, горизонтальное расположение листьев в верхней части растения, плоский, слабовыгнутый или слабовогнутый профиль листовой пластинки.

2. В качестве исходного материала для селекции в условиях малообъемной технологии рекомендуется использовать линии Л-Желтый Букет, Л-Желтоплодный х вЭ, Л-Мирто, Л-8-54-44, Л-8600 - как источники высокой продуктивности и товарности.

3. Высокопродуктивные с высоким,содержанием витамина С и Сахаров в плодах гибридные комбинации Б) (Бианка х 8-54-44), (Бианка х Мадонна), Б] (Маета х Палапачка), Б! (Желтый Букет х (Желтоплодный х С8)), Б) (Пирати х Спартакус), (Король Артур х Мадонна), Б1 (Гибрид 167 х Мадонна) можно рекомендовать как перспективные для возделывания в условиях малообъемной технологии.

4. Для увеличения товарности и урожайности образцов перца сладкого при выращивании в условиях малообъемной гидропоники рекомендуется обработка растений 0,1% растворами янтарной кислоты и циркона в период бутонизации и массового цветения.

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Белавкин, Евгений Сергеевич, Москва

1. Авакян А.Г.,. Асланян Г.Г. Гидропонический метод выращивания овощных культур и тепличных помидоров. Ереван.: Сообщения ИАПГ АН АрМССР, 1976. - № 15. - 51 с.

2. Алпатьев A.B. Перцы и баклажаны. М.: - 1952. - 77 с

3. Алпатьев A.B. Перцы и баклажаны. М.: - 1959. - 79 с.

4. Алпатьев А. В:, Хренова В! В., Бендерская А. В. Развитие признаков у гибридов сладкого перца Capsicum annum L. в зависимости от возрастного состояния пестика и пыльцевых зерен при опылении цветков // Доклады ВАСХНИЛ, 1967. № 9. - С.7-13.

5. Андреев Ю.М:, Сенькина Л.Н. Влияние способов формирования растений перцаьсладкого на.урожайность. // Материалы II Международной конференции «Состояние и проблемы научного, обеспечения, овощеводства защищенного грунта». М.: - 2005., - С.23-26.

6. Андреевский A.A. Местные перцы Донбасса / А.А Андреевский // Картофель и овощи. 1965. - №56, - 26 с.

7. Анникеснко B.C. Химический состав плодов сладкого/ перца биологической спелости. «Бюллетень Всесоюзного ордена Ленина и ордена дружбы народов научно — исследовательского института растениеводства им. Н.В. Вавилова». Л.: 1981. - вып. 111. -С.23-28.

8. Амеев Э.А., Дюкарев Ю.А., Латенко Б.В. Выращивание овощей в теплицах без почвы. 1965. — С. 15-20.

9. Арамов М.Х. Эколого-генетические основы селекции томата на устойчивость к патогенам и адаптивную способность. Автореферат дисс. докт. с.-х. наук. С-Петербург, 1994. 48 с.

10. Артюгина З.Д. Влияние условий выращивания на изменчивость признаков у сладкого перца Труды по прикладной ботанике генетике и селекции т.32 вып. 3 - 1965. - 68 с.

11. Бабахаян М.А., Дадаянова М.Д. Рост, развитие и продуктивность растений в условиях гидропоники // Агрохимия. М.: - 1990. - №4 - С.75-83.

12. Балашова H.H., Лахматова И.Т., Лупашку П.А. Трансгенные растения: проблемы и перспективы. Вкн.: «Основные направления и перспективы селекции и семеноводства овощных, бахчевых культур и картофеля». Тр. Межд. Научно практ. конф. Термед. 2001. — С.23-34.

13. Баскаков Ю.А. Новый антистрессовый препарат цитокининового типа действия. // Агрохимия. М.: 1988. - №4. - С.103-105.

14. Белик В.Ф., Андреева P.A., Грушанин А.Н. Регуляторы роста / В.Ф. Бе-лик, P.A. Андреева, А.Н. Грушанин. // Плодоовощное хозяйство. 1985. - №10. - С.27-29.

15. Белик В.Ф., Андреева P.A., Кособоков Г.И. Методика физиологических исследований в овощеводстве и бахчеводстве. М.: - 1970. - 210 с.

16. Белик В.Ф. Методика опытного дела в овощеводстве и бахчеводства / -М.: Агропромиздат, 1992. — 319 с.

17. Белик В.Ф., Советкина В.Е. Овощные культуры и технология их возделывания. М.: Агропромиздат, 1991. - 480 с.

18. Белогубова E.H., Васильев A.M., Гиль Л.С., Пашковский А.И., Современное овощеводство закрытого и открытого грунта. Рута. 2007. - 530 с.

19. Белоусова Н.К. Биологические особенности и некоторые приемы выращивания перца сладкого и баклажана в юго-западной части Пермской области // Тр. Пермского с.-х. института, 1966. 35 с.

20. Белоусова K.K. Биологические основы выращивания перца и баклажана в пригородной зоне г. Перми. Автореф. дисс. канд. с.-х. наук. Пермь, 1969.-28 с.

21. Богданова Н.С., Осипова Г.С. Овощные культуры под пленкой. — JL: Аг-ропромиздат, 1985. 128 с.

22. Боремов Ю.М. Промышленная гидропоника / Ю.М. Боремов // Картофель и овощи. 1981. - №4. - С.21-22.

23. Борисов A.B., Крылов О.Н., Борискина Е.Б. Сладкий, мясистый и сочный перец / A.B. Борисов, О.Н. Крылов, Е.Б. Борискина // Картофель и овощи. 1995. - №1С.13-15.

24. Боос П.В., Власова Э.А. Использование генофонда ВИР в селекции овощных культур на устойчивость к основным болезням // Селекция на устойчивость к основным заболеваниям овощных культур. Сб. научн. трудов. ВНИИССОК. М.: - 1984. - С.20-30.

25. Бриллиант В.А. Фотосинтез как процесс жизнедеятельности растений // Изд-во Академии наук СССР, 1969. С.20-35.

26. Бровко Г.А. Основные резервы увеличения производства овощей в зимних теплицах Дальнего Востока. Владивосток, 2003. 181 с.

27. Будыкина Н.П., Дерусов Л.П. Биологические особенности и технология выращивания сладкого перца в зимних теплицах. — Петразоводск, 1986.-20 с.

28. Бычихин А. Состояние огородничества на полях г. Одессы // Записки общества сельского хозяйства Южной России, 1984. №9. — С.10-12.

29. Вавилов Н.И. Избранные труды. М.: — Л.: Россельхоиздат., 1981. - 47 с.

30. Вакуленко B.B. Регуляторы роста / B.B. Вакуленко // Защита и карантин растений. 2004. - №1. - С.24-26.

31. Вакуленко В.В., Шаповал O.A. Регуляторы роста / В.В. Вакуленко, O.A. Шаповал // Защита и карантин растений. 2000. -№11.- С.41-42.

32. Варга И. Культура перца в Центрально Черноземной полосе РСФСР // Тр. Плодоовощеводческого института им. Н.В. Мичурина. Мичуринск, 1957. - 10 с.

33. Ващенко С.Ф. Овощеводство защищенного грунта. М.: 1984. — С.86-90.

34. Ващенко С.Ф. Основные проблемы овощеводства защищенного грунта. -М.: 1983. - С.24-30.

35. Ващенко С.Ф. Исследования по выращиванию овощей гидропонным методом. М.: - 1966. - 78 с.

36. Воронина М.В., Штрейс Р.И., Селиванова O.K. Перец сладкий в-защищенном грунте. Л.: Агропромиздат. - 1989. - 56 с.

37. Гавриленко В.Ф., Ладыгина М.Е., Хандыбина A.M. Большой практикум по физиологии растений. Фотосинтез. Дыхание. — М.: 1975.' 392 с.

38. Газенбуш В.Л. Перец стручковый. Руководство по апробации с. - х. культур, 1948. Изд. 3-е. - С. 155-160.

39. Газенбуш В.Л*. Перцы Культурная флора СССР: т. 20. / В.Л. Газенбуш. ,- Mi Л.: - 1956. - С.394-484.

40. Газенбуш В.Л. Перец Культурная флора СССР: т. 20. / В.Л. Газенбуш.- М. Л.: - 1958. - С.394-487.

41. Гамбург К.З., Кулаева О.Н: Регуляторы роста растений. — М.: Колос, 1979. 243 с.

42. Гикало Г.С. Культура перца и баклажана в Краснодарском крае. Краснодар, 1972. - 636 с.

43. Гикало Г.С. Перец Capsicum аппиит 7сшга-Биологические особенности, видовое и сортовое разнообразие и его селекционное скрещивание: Автореф. дисс. докт. с.-х. наук. — Л.: - 1974. - 55 с.

44. Гикало Г.С., Гиш P.A. Перец. Краснодар, КГАУ.: - 1997. - 135 с.47.