Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Селекционно-биологическая оценка форм груши кавказской

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Селекционно-биологическая оценка форм груши кавказской"

На правах рукописи

00501оээ«

Дагужиева Зара Шахмардановна

СЕЛЕКЦИОННО-БИОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ФОРМ ГРУШИ КАВКАЗСКОЙ (Pyrus caucasica Fed.)

Специальность: 06.01.05 - селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений

1 MAP 2012

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Краснодар - 2012

005015596

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Майкопский государственный технологический университет» и Государственном научном учреждении «Майкопская опытная станция Всероссийского научно-исследовательского института растениеводства имени Н.И. Вавилова» Российской академии сельскохозяйственных наук.

Научный руководитель:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Бандурко Ирина Анатольевна

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор, академик Россельхозакадемии Еремин Геннадий Викторович

кандидат биологических наук Дубравина Ирина Викторовна

Ведущая организация:

Государственное научное учреждение «Северо-Кавказский зональный научно-исследовательский институт садоводства и виноградарства» Российской академии сельскохозяйственных наук

Защита состоится «20» марта 2012 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 006.026.01 при Государственном научном учреждении Всероссийский научно-исследовательский институт риса по адресу: 350921, г. Краснодар, пос. Белозерный, 3.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Государственного научного учреждения Всероссийский научно-исследовательский институт риса, с авторефератом - на сайте ВАК РФ www.vak.ed.gov.ru.

Автореферат разослан «13» февраля 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

С.С. Чижикова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Груша кавказская представлена большим количеством форм, произрастающих в различных регионах Кавказа и Закавказья. Этот генофонд отражает внутривидовой полиморфизм груши кавказской, является ценным биоресурсом и может быть использован для селекционной работы, совершенствования ее классификации и производственных целей.

Внутривидовое разнообразие рода Pyrus L. практически остается неизученным даже для такого распространенного вида, как груша кавказская (P. caucasica Fed.). Недостаточно изученными остаются такие важные признаки как морфологические особенности растений и плодов, устойчивость к болезням и морозостойкость. Неисследованными являются особенности роста и развития, урожайность деревьев форм кавказской груши, качественные характеристики плодов, их биохимический состав, семенная продуктивность и некоторые другие признаки, что и послужило основанием для проведения данных исследований.

Цель работы - изучить в условиях предгорной зоны Северо-Западного Кавказа биологические особенности и хозяйственно ценные признаки форм груши кавказской, определить их связь с эколого-географическим происхождением, выделить образцы, представляющие интерес для селекции и производства.

В связи с этим решались следующие задачи:

- определить полиморфизм кавказской груши по срокам прохождения основных фенологических фаз сезонного развития (начало весенней вегетации, начало и конец цветения, съемная спелость плодов);

- оценить адаптивные свойства форм кавказской груши: их устойчивость к грибным болезням, обезвоживанию; морозоустойчивость;

- изучить особенности роста деревьев, оценить их урожайность и семенную продуктивность;

- исследовать потребительские качества и химический состав плодов (сухие вещества, сахара, свободные кислоты, аскорбиновая кислота);

- изучить морфологические признаки вегетативных и генеративных органов;

- выделить формы, ценные для практического и селекционного использования

- выявить связь между биологическими свойствами изучаемых форм, географическим и высотным расположением мест их сбора.

Научная новизна результатов исследований.

Впервые в условиях Северо-Западного Кавказа осуществлено комплексное изучение и сравнительная оценка форм груши кавказской. Исследованы морфологические признаки соцветий и цветков, плодов, листьев; особенности роста, продуктивность деревьев, сроки наступления фенологических фаз, засухоустойчивость по показателям водного режима, морозоустойчивость с использованием искусственного промораживания,

3

резистентность к наиболее вредоносным грибным болезням. Определены качественные характеристики плодов. Выделены перспективные формы для использования в селекции и в качестве семенных подвоев.

Публикации и апробация работы.

По материалам диссертации опубликовано 15 работ, в том числе 4 в изданиях рекомендованных ВАК РФ. Результаты доложены на Всероссийских научно-практических конференциях студентов, аспирантов, докторантов и молодых ученых (Майкоп, 2003-2006 гг.); Всероссийской научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых: Перспектива-2003 (Нальчик, 2003 г.); Международной-научно-практической конференции СКЗНИИСиВ (Краснодар, 2005 г.); Международной научно-методической конференции ВНИИСПК (Орел, 2005 г.); Научно-практической конференции «Инновационные подходы в селекции цветочно-декоративных, субтропических и плодовых культур» ВНИИЦиСК (Сочи, 2005 г.); в научных журналах «Новые технологии» (Майкоп, 2006г.), «Труды Кубанского государственного аграрного университета» (Краснодар, 2008, 2011 гг.), «Вестник Майкопского государственного технологического университета» (Майкоп, 2010 г.), научно-информационном бюллетене ВИРа (Спб, 2003 г.), а также на ежегодных научно-теоретических семинарах кафедры агропочвоведения МГТУ (Майкоп, МГТУ, 2002-2006 гг.), совещании лаборатории плодовых культур Майкопской опытной станции ВИР (Майкоп, 2006).

На защиту выносятся следующие основные положения:

- особенности прохождения фенологических фаз форм груши кавказской в условиях предгорной зоны Северо-Западного Кавказа;

- результаты полевой и лабораторной оценки устойчивости форм груши кавказской к абиотическим и биотическим факторам среды;

- внутривидовой полиморфизм груши кавказской по признакам вегетативных и генеративных органов;

- биометрические характеристики роста и продуктивность форм груши кавказской;

- характеристика лучших сортообразцов, пригодных для селекции новых сортов;

- дегустационная и биохимическая характеристика плодов форм груши кавказской.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 187 страницах в компьютерном исполнении, состоит из введения, 7 глав, выводов, практических рекомендаций, содержит 37 рисунков, 25 таблиц и 8 приложений. Список использованной литературы включает 238 наименований, в том числе 23 иностранных.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Происхождение, распространение, биологические особенности видов груши (обзор литературы). В первой главе на основе анализа

4

научной литературы, рассмотрено происхождение, распространение и классификация груши кавказской, основные морфологические и биологические особенности этого вида. Методы селекции новых сортов.

2. Условия, материал и методы исследования. Исследования были проведены в 2001 - 2007 гг. на Майкопской опытной станции Всероссийского научно-исследовательского института растениеводства им. Н.И. Вавилова (МОС ВИР) расположенной в предгорной зоне Северо-Западного Кавказа (Республика Адыгея). Коллекционные сады МОС ВИР находятся на высоте 490 м над уровнем моря.

Годовое количество осадков составляет от 700 до 1130 мм. Зима мягкая. Средняя температура воздуха в январе от-1,7° до -2,2°С. Наиболее холодный и снежный месяц - январь. Лето жаркое. Весной часто наблюдаются возвратные холода, что приводит к повреждению генеративных почек плодовых культур.

Преобладающие почвы в Майкопском районе светло-серые, горнолесные. Почвообразующие породы - выщелоченные карбонатные глины. Содержание гумуса в горизонте А! - 2%. Почва бедна доступными для растений формами азота и фосфора. Концентрация в почве ионов водорода (рН) в среднем близка к значению 5,0.

Погодные условия за годы исследований были разнообразными. Наиболее благоприятным для роста и плодоношения груши был 2005 год. В 2003 году жара и засуха вызвали угнетение деревьев. Температурный максимум поднимался до + 40,5°С. В 2004 году холодная затяжная весна и прохладное дождливое лето были неблагоприятны для формирования урожая. Зима 2006 года наблюдалась холодной. Абсолютный минимум температуры на высоте 2 см от поверхности почвы составил (-35°С), на уровне кроны деревьев (-29°С), что привело к подмерзанию деревьев и отсутствию урожая. В 2007 году урожай был очень малым из-за повреждения генеративных органов поздневесенними заморозками.

В соответствии с методикой ВИР (1970) каждый вид представлен тремя деревьями. Год посадки коллекционного участка - 1973. Схема посадки - 6 х 8 м. Подвоем являются сеянцы груши кавказской.

Объектами исследования в работе являются 93 формы груши кавказской, собранные экспедициями ВИР в различных регионах Кавказа.

Исследования проводили согласно следующим методическим пособиям:

- Программа и методика изучения сортов коллекций плодовых, ягодных, субтропических, орехоплодных культур и винограда. ВИР, 1970;

- Программа и методика сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур. Орел: ВНИИСПК, 1999.

При изучении фенологических фаз развития отмечали начало весенней вегетации, начало и конец цветения, сроки съемной и потребительской зрелости плодов. Проводили оценку полевой устойчивости видов к парше плодов и листьев, бурой и белой пятнистости листьев в баллах, по шкале от 0 до 4, где 0 - отсутствие поражения, 4 - максимальное поражение.

5

Сравнительную оценку засухоустойчивости изучаемых видов проводили в лаборатории физиологии растений МОСВИР. Изучали показатели водного режима листьев при воздействии искусственного обезвоживания, используя методику М.Д. Кушниренко (1970, 1976).

Оценку морозоустойчивости проводили лабораторным методом в соответствии с методическими указаниями ВСТИСП (2002). Промораживали однолетние ветви в январе при температуре -35°С. Оценку повреждений проводили по степени изменения окраски тканей по шкале от 0 до 5, где 0 -отсутствие повреждений, 5 - максимальное повреждение. Оценивали степень подмерзания коры, камбия, древесины, сердцевины, средний балл подмерзания ветви, подмерзание вегетативных почек. (Работу проводили в соответствии с договором о творческом сотрудничестве на базе ВНИИ генетики и селекции плодовых растений).

При изучении особенностей роста измеряли высоту деревьев, диаметр кроны (среднее из двух измерений в перпендикулярных направлениях), длину окружности штамба на высоте 70 см. Определяли средние значения по трем деревьям каждого вида.

Биохимический анализ плодов проводили в лаборатории биохимии МОС ВИР по общепринятым методикам ВИР (Ермаков, Воскресенская, 1979).

В работе использованы некоторые материалы изучения видовой коллекции груши лаборатории плодовых культур МОС ВИР.

Все экспериментальные данные обработаны методами вариационной статистики (Доспехов, 1985) с использованием стандартных процедур и программного обеспечения EXCEL.

3. Биологическая характеристика генотипов груши кавказской

3.1. Прохождение фаз начала вегетации и цветения груши

Начало вегетации изучаемых форм груши кавказской находится в широком интервале: 28 марта-8 апреля. Последовательность начала вегетации большинства образцов сохраняется в различные годы.

Ранние сроки начала вегетации наблюдаются у 47% форм груши кавказской, средние сроки начала вегетации отмечены у 38%, и лишь у 15% изучаемых образцов отмечены поздние сроки начала вегетации.

Наблюдаются значительные различия в сроках начала вегетации и цветения изучаемых форм груши кавказской в зависимости от их происхождения.

Формы с ранним началом вегетации преобладают среди образцов, собранных в долине р. Чегем (67-4), верхнем течении реки Урух (Ур-69), долинах рек Терек и Сунжа (Тер-69, Сунжа-69), Дагестане, р-н Сергокала (Касп-69, Самур-69) - т.е. Восточном Кавказе.

Формы со средним и поздним началом вегетации преобладают среди образцов, собранных в долинах рек Белая (Б-69), Баксан (67-Б), Малая Лаба (JI-69), верхнем течении р. Уруп (67-У), левом берегу реки Ардон (Ард-69) -т. е. Западном Кавказе.

Сроки начала цветения видов груши за время наблюдений находились в интервале с 4 по 26 апреля. Ранние сроки начала цветения наблюдаются у 42% форм груши кавказской, средние сроки начала цветения отмечены у 53%, и лишь у 5% изучаемых образцов отмечены поздние сроки начала цветения (рис.1).

□ раннее Ш среднее

□ почднее

Рисунок 1 - Распределение форм груши кавказской по срокам начала цветения

Формы с ранним началом вегетации и цветения преобладают среди образцов, собранных в регионах Восточного Кавказа - долине р. Чегем (67Ч), р. Аргун (Арг-69), долинах рек Терек и Сунжа (Тер-69, Сунжа-69), Дагестане, р-н Сергокала (Касп-69, Самур-69).

Формы с поздним началом вегетации и цветения встречаются лишь среди образцов, собранных в долине р. Белая (Б-69) и верхнем течении р. Уруп (67-У) - т. е. Северо-Западном Кавказе.

3.2. Устойчивость форм груши кавказской к неблагоприятным факторам среды

3.2.1. Морозоустойчивость

Остается практически неисследованным такое важное свойство как морозоустойчивость груши кавказской. Этот признак имеет существенное значение, в том числе, для систематики, поскольку главным из отличий, существующих между кавказской и лесной обыкновенной грушей, считают более слабую морозостойкость груши кавказской (Туз, 1983).

В целом для груши изучение морозоустойчивости и зимостойкости остается одним из приоритетных направлений. Это относится, в первую очередь, к сортовым ресурсам.

При изучении морозоустойчивости форм груши кавказской в лабораторных условиях подмерзание однолетних ветвей и почек отмечено в пределах от 0 до 5 баллов.

Анализ полученных результатов показал, что морозоустойчивость изучаемых форм в значительной степени зависит от погодно-климатических условий предшествующего периода. Наиболее сильное подмерзание побегов и почек было отмечено в зиму 2000-2001 года. Повреждение однолетних

7

ветвей составляло 2,6-5,0 баллов, в среднем, 3,7 балла; повреждение почек 1,3-5,0 баллов, в среднем 4,0 балла. По-видимому, это было связано с тем, что деревья не прошли своевременно закалку из-за теплой погоды в декабре 2000 года. Среднемесячная температура декабря составила +1,8°С при средней многолетней +1,3°С.

Декабрь 2001 был холоднее обычного, среднемесячная температура составила -0,2°С при средней многолетней +1,3°С. Эти условия были благоприятны для закалки плодовых деревьев, видимо поэтому повреждение ветвей и почек было гораздо слабее, чем в предыдущую зиму. Повреждение однолетних ветвей составляло 0-3,2 баллов,-в среднем, 1,0 балл; повреждение почек 0-5,0 баллов, в среднем 2,6 балла.

Декабрь 2002 года был холодным, среднемесячная температура составила -0,5°С при средней многолетней +1,3°С. Повреждение однолетних ветвей составляло 0,1-2,7 баллов, в среднем, 1,3 балла; повреждение почек 0,2-4,3 балла, в среднем 1,8 балла.

Обобщая полученные результаты, можно отметить следующее:

Наблюдается различная степень повреждения тканей однолетнего побега: наибольшее повреждение получила древесина, в среднем по изучаемым формам 2,5 балла, затем - камбий и сердцевина (2). Меньшее повреждение имела кора (1,3 балла). Среднее повреждение побегов составило 1,9 балла. Вегетативные почки имели повреждение 2,8 балла.

По результатам трех лет изучения выявлены наиболее морозоустойчивые формы кавказской груши, представленные в таблице 1.

Среди изучаемых имеются формы, по морозоустойчивости приближающиеся к контролю. Так, у формы Шали-69-36 (долина р. Аргун) повреждение побегов в среднем за 3 года составило 0,9 балла; у груши уссурийской - 0,6 балла.

Таблица 1 - Формы груши кавказской, проявившие наибольшую устойчивость при искусственном промораживании однолетних ветвей в середине зимы (температура - 35°С, среднее 2000-2003 гг.)

Форма Место сбора, высота над уровнем моря Степень подмерзания, балл

ветвей почек

1 2 3 4

Б-69-78 долина р. Белая, дорога Даховская-Сахрай, 650м 1,1 1,1

67-Б-189 долина р. Гунделен, окрестности г. Баксан, 820м 1,2 1,8

Р. саисаБюа №5 долина р. Белая, близ п.Хакодзь, 420м 1,3 1,4

67-БЗ-71 долина р. Теберда, окрестности п. Архыз, 1250м 1,4 0,6

1 2 3 4

Ард-69-18 долина р. Ардои, окрестности г. Алагир, 650м 1,6 1,9

Шали-69-36 долина р. Аргун, дорога Шали-Ведено, 300м 0,9 2,4

67-БЗ-66 долина р. Теберда, окрестности п. Архыз, 1410 м 1,0 2,5

Р. саисаБюа №4 долина р. Белая, близ п.Хакодзь, 420м 1,3 2,3

67-Е-141 окрестности г. Ессентуки, 300м 1,4 2,4

Л-69-98 долина р. Лаба, дорога Псебай-Черная Речка, 750м 1,6 2,5

Касп-69-76 дорога Махачкала-Буйнакск, 500м 1,1 2,8

Р. саисаБка № 1 (контроль 1) перевал Шуша-Лачин, 1300 м 2,5 3,6

Р.иБзипегшз (контроль 2) Япония, бот. сад г. Киото 0,6 1,1

У формы 67-БЗ-71 (долина р. Теберда) среднее повреждение почек составило 0,6 балла; у груши уссурийской - 1,1. Высокая степень морозоустойчивости отмечена в образце Б-69-78 (долина р. Белая) — повреждение побегов и почек составило, в среднем, 1,1 балла.

Однако большинство изучаемых форм имеет относительно невысокую морозоустойчивость.

Явной зависимости морозоустойчивости изучаемых форм от места произрастания не наблюдается: устойчивые образцы встречаются повсеместно в пределах ареала. Не отмечена и связь морозоустойчивости изучаемых форм от высоты их произрастания над уровнем моря.

3.2.2. Устойчивость к обезвоживанию и жаростойкость

Для получения более объективной оценки засухоустойчивости форм груши кавказской мы провели изучение их водного режима в лабораторных условиях.

Общая оводненность листьев различных форм груши кавказской варьировала в пределах от 35,6 (Арг-69-28) до 59,1% (Касп-69-50). Наиболее высокая оводненность отмечена нами в образцах 67-Чр-230 (55,4%), 67-БЗ-71 (54,9), 67-БЭ-38 (54,8), 67-Чр-258 (54,1), 67-Б-208 (54,0), 67-Б-183 (54,0%), собранных в западных регионах Кавказа: долинах рек Баксан, Чегем и Черек, а также близ Архыза. Низкая общая оводненность листьев отмечена нами в образцах Арг-69-28, Сунжа-69-25, Самур-69-47, собранных в Чечне, Ингушетии и Дагестане, то есть, в центральной и восточной частях Кавказа.

Аналогичная закономерность отмечена нами и при изучении водоудерживающей способности листьев. В процессе завядания листьев

относительно высокой водоудерживающей способностью выделялись формы 67-БЗ-71, 67-БЗ-38, Б-69-82, собранные в верхнем течении рек Белая и Большой Зеленчук, которые за 2 ч обезвоживания при температуре 38°С теряли до 40% воды. За то же время формы, собранные в Азербайджане, Дагестане, Чечне и Ингушетии Г-76-21, Самур-69-47, Касп-69-59, Сунжа-69-25 теряли более 80% воды.

Потери воды листьями через 6 часов завядания коррелируют с общей оводнённостью г=-0,36. Характеристики водного режима форм груши кавказской представлены на рис.2.

40 -30 -

20

- ^ і ^ Д ^ ' ^ -і ^ ^ і

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 И 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 Формы груши кавказской

■ общая оводненность

-потери воды листьями через 6 часов завядания

Рисунок 2 - Характеристики водного режима форм груши кавказской, МОС ВИР, 2005:1 - Р. сашжіса № 2; 2 - Р. саисавіса № 4; 3 - Р. саисаБІса № 5; 4 - Б-69-78; 5 - Л-69-98; 6 - 67-У-2; 7 - 67-Т-79; 8 - 67-БЗ-71; 9 - 67-БЗ-70; 10 - 67-БЗ-66; 11 - 67-БЗ-Э8; 12 - 67-Б-183; 13 - 67-Б-208; 14 - 67-4-230; 15-674-222; 16 - 67-Чр-258; 17 - Ур-69-9; 18 - Тер-69-23; 19 - Тер-69-77; 20 - Арг-69-27; 21 - Шали-69-36; 22 - Касп-69-71; 23 - Касп-69-50; 24 - Самур-69-44; 25 - Р. саисаБІса № 3; 26 - Р. саисавіса № 1 (контроль); 27 - Р. саисавіса Г-85-34

Нами не отмечено конкретной связи между состоянием водного режима изучаемых образцов и высотным расположением мест их сбора.

При определении жаростойкости форм груши кавказской использовали метод Ф. Ф. Мацкова (1976), прогревая листья в водяной бане при температуре 45, 50, 55°С. Повреждение (побурение) пластинки листа в зависимости от температуры определяли в процентах.

Наиболее устойчивыми оказались формы: Шали-69-36 (22,0%); 67-БЗ-38 и Р. саисавіса уаг. БсЬипйікеїшз Тиг (29,0); 67-Б-189 (30%); Р. саисавіса Г-85-34, Ур-69-9 (34%), Р. саисаэка № 6, Ард-69-18, Самур-69-44 и 67-Б-208 (37,038,0%). Сильное повреждение листьев (80,0-100,0%) отмечено нами в образцах Самур-69-47, Арг-69-27, Л-69-98, 67-4-222, 67-БЗ-70, 67-Е-142, 67-БЗ-66.

ю

Визуальная оценка листьев изучаемых форм груши кавказской, проведенная в 2007 году после длительного воздействия высоких температур (до 50,3°С), подтвердила данные о жаростойкости образцов, выделенных нами лабораторным методом.

В результате проведенного исследования, можно сделать некоторые выводы. Установлен значительный полиморфизм груши кавказской по жаростойкости и водному режиму. Наблюдается определенная связь между значениями водного режима листьев форм груши кавказской и географическим расположением мест их сбора (г=0,38). Формы, сочетающие высокую общую оводненность листьев и их водоудерживающую способность (67-БЗ-71, 67-БЭ-38), собраны в западных регионах Кавказа (близ Архыза), а формы, сочетающие низкую оводненность листьев и их водоудерживающую способность (Сунжа-69-25, Арг-69-28, Самур-69-47) -собраны в центральных и восточных регионах Кавказа - Чечне, Ингушетии и Дагестане.

Отмеченная нами закономерность является относительной. Нами не установлено аналогичной связи между жаростойкостью различных форм груши кавказской, географическим расположением мест сбора и их высотой над уровнем моря. Не установлено и связи значений водного режима с жаростойкостью листьев у изучаемых форм груши кавказской. Большинство образцов, выделенных как жаростойкие, не имеют высоких значений водообмена, и наоборот, формы, сочетающие повышенную оводненность и водоудерживающую способность листьев, не обладают жаростойкостью.

Нами выделены всего две формы груши кавказской, сочетающие благоприятный водный режим листьев с высокой их жаростойкостью: 67-БЗ-38 (верхнее течение р. Большой Зеленчук, близ Архыза) и Шали-69-36 (долина р. Аргун, близ Шали). Эти формы можно более уверенно охарактеризовать, как засухоустойчивые. С другой стороны, можно считать незасухоустойчивой форму Самур-69-47 (Дагестан, нижнее течение р. Самур), сочетающую низкие значения водного режима листьев и слабую жаростойкость.

3.2.3. Оценка устойчивости к грибным заболеваниям

В течение 2003-2005 гг. мы определяли на естественном инфекционном фоне полевую устойчивость видов груши к болезням. Развитию грибных заболеваний способствовали погодные условия за годы исследований.

Результаты полевой оценки представлены в таблице 2 и на рис. 3.

Наблюдаются значительные внутривидовые различия кавказской груши по устойчивости к грибным заболеваниям.

Наиболее вредоносным заболеванием для изучаемых образцов оказалась белая пятнистость. Более 50% образцов имели поражение 3-4 балла. Выделено всего 4 формы, обладающие устойчивостью к указанному заболеванию: Р.саисавка №6, Б-69-107, 67-Чр-250, Ур-69-1.

Таблица 2 - Распределение форм груши кавказской по степени поражения грибными болезнями, МОС ВИР, 2002-2005 гг.

Максимальный балл Белая пятнистость Бурая пятнистость Парша

поражения кол-во % кол-во % кол-во %

форм форм форм

0 - - - - 12 13

1 4 4 12 13 39 42

2 35 38 47 51 28 30

3 46 49 29 31 14 15

4 8 9 5 5 - -

Всего 93 100 93 100 93 100

Бурая пятнистость оказалась менее вредоносным заболеванием. Более 50% образцов имели поражение 2 балла. Сильное поражение имели более 30% образцов. Выделено 12 устойчивых форм (поражение 1 балл): Б-69-89, Б-69-91, 67-БЗ-71, 67-Б-190, Ард-69-19, Тер-69-21, Тер-69-21, Арг-69-32, Арг-69-34, Касп-69-60, Касп-69-71.

Рисунок 3 - Распределение форм груши кавказской по степени поражения грибными болезнями

Изучаемые формы груши кавказской оказались более всего устойчивы к парше. Более 40% форм имели поражение 1 балл. Выделено 12 форм, полностью устойчивых к парше (поражение 0 баллов): Р.саисазюа № 3, Б-69-87, Л-69-104, Л-69-106, 67-Т-92, 67-Т-108, Б-69-107, 67-Чр-250, Ур-69-1, Арг-69-34, Касп-69-73, Самур-69-47.

Нами отмечена комплексная устойчивость к изучаемым грибным заболеваниям у 24% изучаемых форм груши кавказской. Наиболее

12

устойчивыми являются формы 67-Б-190, 67-Чр-250, Ур-69-1, Арг-69-34.

Наибольшее количество образцов с комплексной устойчивостью к грибным болезням отмечено в центральной и западной части Кавказа.

3.3. Рост, плодоношение и качество плодов

Изученные образцы груши проявляют значительную изменчивость по размеру и морфологическим признакам деревьев (табл. 3).

Высота дерева варьирует от 6,4 до 11,7м, диаметр кроны от 5,0 до 9,0м, длина окружности штамба от 56 до 100 см.

Таблица 3 - Варьирование признаков дерева форм груши кавказской (МОС ВИР, 30-летние деревья, подвой - груша кавказская)

Признак Лимиты изменчивости Частота встречаемости, %

Индекс (отношение высоты менее 0,9 8

дерева к диаметру кроны) 0,9-1,1 31

1,2-1,5 45

1,6-2,0 16

Высота дерева, м менее 8 23

8,0-10,0 60

более 10 17

Диаметр кроны, м менее 6 15

6,0-7,0 49

7,1-8,0 26

более 8 10

Длина окружности штамба, см менее 70 9

71-80 35

81-90 41

более 90 15

Нами установлена взаимосвязь между размерами дерева и окружностью штамба: ширина кроны коррелирует с окружностью штамба, г=0,47. Коэффициент детерминации (квадрат коэффициента корреляции 0,472=0,22). Это значит, что эти два признака: ширина и окружность штамба в 22% случаев контролируются генотипом сортов и 78% случаев их размеры детерминированы другими факторами, в т.ч. и экологическими.

Наименее рослыми являются 5 образцов: Ард-69-18, 67-Ку-127, Р.саисаэка №2, Р.саисавка №1, 67-БЗ-37.

Индекс кроны варьирует от 0,8 до 2,0. В большинстве изучаемых образцов значение признака изменяется от 0,9 до 1,5.

Сравнительную оценку форм груши кавказской по продуктивности в условиях Северного Кавказа ранее не проводили, в связи с чем, мы включили этот раздел в наше исследование.

Урожай изучаемых форм груши кавказской за годы исследований был невысоким, от 0 до 28 кг с дерева. Мы связываем это с неблагоприятными погодными условиями в период цветения, а также с тем, что в составе насаждений урожай груши кавказской ниже, чем единично стоящих деревьев.

Наиболее урожайными (20-28 кг/дерево) оказались 6 форм: Р.саисаяка №1, 67-БЗ-37, 67-Б-183, 67-4-230, Ур-69-1, Касп-69-70. 22% изучаемых форм имели урожай 10-19 кг/дерево; 60% - 1-9 кг/дерево. Единичные плоды имели 11% изучаемых форм.

Изучаемые формы различаются не только по урожаю плодов, но и по семенной продуктивности. Семена изучаемых форм груши кавказской разнообразны по форме, цвету и размерам. Их окраска изменяется от светло-коричневой до темно-коричневой, почти черной. Масса 1000 семян варьирует от 14 г (Касп-69-73) до 47 г (67-БЗ-69). В большинстве образцов значения этого признака составляют 20-22 г.

Нами выделены формы с мелкими и наиболее крупными семенами.

Не отмечено связи между значениями этих признаков и географическим происхождением образцов. Следует отметить, что у образцов с мелкими семенами плоды также мелкие, средняя масса их варьирует в пределах 5,311,1г.

Среднее количество семян в плоде изменяется от 4,5 (Л-69-97) до 10,0 шт (67-Чр-258, 67-Чр-255, Рхаисавка №4, Сунжа-69-25).

Не отмечено связи указанного признака с географическим происхождением образцов, так же как и с массой плода и массой семян.

Для выделения маточно-семенных форм представляет интерес такой признак как выход семян, то есть, процентное отношение массы семян в плоде к массе плода. Среди изучаемых нами образцов этот признак изменялся от 0,6 до 3,2 %.

Наибольший выход семян (более 3%) отмечен у форм Сунжа-69-25 и Р.саисаэгса №4. Низкий выход семян (менее 1%) наблюдается у форм Б-69-91, Б-69-92, 67-БЗ-37, Л-69-97, Б-69-78.

Чтобы рекомендовать определенные формы груши в качестве семенных подвоев следует оценить и другие признаки и свойства, прежде всего, семенную продуктивность деревьев.

Учитывая урожай плодов с дерева за годы изучения, мы определили массу и количество семян с 1 дерева и выход семян с 1 га маточных насаждений. Наиболее продуктивные образцы представлены в таблице 4. Это формы, с урожаем плодов от 10 до 28 кг с дерева, выходом семян 1,2-2,6% и массой 1000 семян 18-29 г.

Самая высокая семенная продуктивность за годы исследования отмечена у формы 67-4-230 (7,2 млн. шт. с 1 га). Высокие показатели отмечены также у форм Ур-69-1 и 67-Ку-127 (6,5 и 6,4 млн.), которые могут быть использованы для маточно-семенных насаждений при выращивании подвоев груши в питомнике.

Таблица 4 - Формы груши кавказской с наиболее высокой семенной продуктивностью

Образец Масса 1000 семян, г Выход семян, % Урожай плодов, кг/дерево Масса семян, кг/дерево Кол-во семян с дерева, тыс. шт. Кол-во семян с 1 га, млн. шт

67-4-230 29 2,6 28 0,73 25,2 7,2

Ур-69-1 25 2,6 22 0,57 22,8 6,5

67-Ку-127 20 2,5 18 0,45 22,5 6,4

Касп-69-70 23 1,8 24 0,43 18,6 5,3

Р.саисаБюа №6 26 2,3 17 0,39 15,0 4,3

Б-69-88 18 2,3 10 0,23 12,8 3,7

Б-69-86 27 1,7 18 0,31 11,4 3,3

67-Б-183 21 1,2 20 0,24 11,4 3,3

Р. саисаэюа №1 (контроль) 26 1,0 20 0,20 7,7 2,2

НСР0.05 2,3 0,3 1,9 0,11 1,7 1,4

Начало созревания плодов груши кавказской за изучаемый период проходило в сроки 28 июля - 20 октября. Разнообразие сроков созревания плодов груши кавказской представлено в таблице 5.

Таблица 5 - Изменчивость образцов груши кавказской по срокам созревания плодов, МОС ВИР, 2003-2007 гг.

Начало созревания плодов Количество образцов %

Конец июля 1 1

1-15 августа 12 13

16-31 августа 10 11

1-15 сентября 47 50

16-30 сентября 13 14

15-20 октября 10 11

Выделено 12 форм с более ранними сроками созревания плодов (в июле и первой половине августа): 67-БЗ-40, Л-69-101, Л-69-104, 67-Чр-255, 67-Ку-128, 67-1408, 67-Т-102, 67-Т-80, 67-БЗ-73, 67-БЗ-68, 67-БЗ-66, 67-БЗ-38; 10 -с наиболее поздним созреванием плодов (вторая половина октября): Б-69-88, Б-69-107, 67-Ку-127, 67-Е-142, 67-Б-208, 67-Чр-249, Ур-69-9, Тер-69-21, Арг-69-28, Самур-69-44.

Не отмечено явных различий в сроках созревания плодов изучаемых форм груши кавказской в зависимости от их происхождения. Среди образцов, собранных в различных географических пунктах присутствуют как раносозревающие, так и поздносозревающие формы, преобладающее место

занимают формы с созреванием плодов в сентябре. Следует отметить, что формы с ранним созреванием плодов собраны преимущественно на большой высоте над уровнем моря в верховьях рек Теберда и Большой Зеленчук. Поздносозревающие формы встречаются повсеместно в пределах ареала и на разной высоте над уровнем моря.

Биохимическое исследование плодов изучаемых форм груши кавказской показало, что содержание основных компонентов варьирует в широких пределах (табл. 6).

Таблица 6 - Внутривидовая изменчивость компонентов биохимического состава в плодах груши кавказской (МОС ВИР, 2003-2007 гг.)

Компоненты биохимического состава Среднее значение признака Разнообразие

лимиты изменчивости формы с наименьшим значением признака формы с наибольшим значением признака

Сухое вещество, % 27,6 19,72-37,68 67-БЗ-38 Сунжа-69-25

Сумма Сахаров, % 13,1 7,2-19,45 Л-69-97 67-ЧР-249

Моносахара 9,9 6,36-13,27 Б-69-92 Шали-69-36

Сахароза 3,2 0-10,08 13 образцов 67-ЧР-249

Титруемая кислота, % 1,29 0,34-2,31 67-У-4 67-БЗ-69

Аскорбиновая кислота, мг/% 6,99 1,29-21,6 Касп-69-71 Арг-69-32 67-Е-142

Содержание сухих веществ изменяется от 19,72 до 37,68% и в среднем составляет 27,6%; Сахаров - от 7,2 до 19,45%, в среднем - 13,1%; органических кислот - от 0,34 до 2,21%, в среднем - 1,29%; аскорбиновой кислоты - от 1,29 до 21,6 мг/100 г, в среднем составляет 6,99 мг/100г.

Наиболее высокое содержание Сахаров (более 17%) отмечено в плодах образцов 67-53-39, Шали-69-36, 67-Т-192, 67-Чр-258, Арг-69-34, Касп-69-60, Р. саисаБюа №3, 67-Чр-249; аскорбиновой кислоты (более 17 мг/100г) - в образцах 67-Е-142, Тер-69-77, Б-69-111.

Наблюдаются некоторые закономерности в содержании указанных компонентов в зависимости от сроков созревания плодов.

Наименьшее содержание сухих веществ в плодах отмечено в раннеспелых образцах, наибольшее - в позднеспелых.

Наибольшее количество Сахаров накапливается в плодах образцов осеннего срока созревания, меньше всего - в плодах раннеспелых образцов.

В плодах изучаемых образцов раннего срока созревания практически не содержится сахарозы. Наибольшее ее количество содержат плоды осеннего срока созревания.

Наименьшее количество органических кислот содержится в плодах образцов, созревающих в первой половине сентября.

Оценивая вкус плодов изучаемых форм кавказской груши, мы пришли к выводу о том, что этот признак связан не только с содержанием Сахаров и кислот, но и с другими характеристиками. Среди изучаемых образцов лишь 30 имеют вполне съедобные плоды. В их числе выделенные нами по оптимальному биохимсоставу плодов формы 67-Чр-249 и 67-Чр-258. Однако лучшими по вкусу плодов являются образцы Б-69-78 и Б-69-90. Сахаро-кислотный коэффициент плодов изучаемых образцов находится в пределах 6,8-26,3; наблюдается слабая зависимость вкуса плодов от этого признака (г=0,23). Нами также не отмечено четкой и существенной связи между дегустационной оценкой плодов, их величиной и сроками созревания.

Наибольшее число образцов со съедобными плодами отмечено нами для долины р. Белая (Б-69-78, Б-69-81, Б-69-82, Б-69-85, Б-69-86, Б-69-87, Б-69-88, Б-69-89, Б-69-90, Б-69-91, Б-69-92), Большой Зеленчук (67-БЗ-71, 67-БЗ-73, 67-БЗ-9, 67-БЗ-11, 67-БЗ-ЗО), Черек (67-Чр-249, 67-Чр-250, 67-Чр-255, 67-Чр-258). Плоды, листья, соцветия и цветки изучаемых форм груши кавказской обладают значительным полиморфизмом признаков. В таблице 7 представлена изменчивость форм груши кавказской по признакам плода.

Таблица 7 - Изменчивость форм груши кавказской по признакам плода

Количественные признаки Качественные признаки

признак лимит изменчивости среднее значение, X V, % признак соотношение %

Высота 1,7-3,4 2,3 17,6 Форма плода:

плода, см округлая, коническая 35

Диаметр плода, см 1,5-3,8 2,8 18,4 широкоокруглая Основная окраска: 65

Длина 1,1-4,0 2,1 29,6 желтая 54,5

плодоножки, желто-зеленая, 39,1

см зеленая Покровная окраска: 6,4

Масса плода, 7,3 - 24,8 12,7 44,0 отсутствует 95,7

г присутствует 4,3

Количество 3,0 - 92,0 28,2 48,0 Оржавленность:

плодов с отсутствует 95,7

опадающей присутствует 4,3

чашечкой, %

Наблюдаются определенные закономерности в строении генеративных и вегетативных органов в зависимости от места сбора образцов. У форм груши кавказской из восточных регионов Кавказа по сравнению с центральными и

западными наблюдается наименьшая масса плода и длина плодоножки. Увеличивается диаметр цветка и длина цветоножки. Форма листа становится более удлиненной, ромбовидной, листовая пластинка - более толстая, кожистая, с ровной поверхностью.

ВЫВОДЫ

1. В условиях предгорной зоны Северо-Западного Кавказа вегетация изучаемых форм груши кавказской наступает 28 марта - 8 апреля. Начало цветения в среднем за годы изучения отмечено с 4 по 26 апреля. Преобладают формы с ранними и средними сроками -начала вегетации и цветения: 67-БЗ-40, Л-69-101, Л-69-104, 67-Чр-255, 67-Ку-128, 67-Т-108, 67-Т-102, 67-Т-80, 67-БЗ-7Э, 67-БЗ-68, 67-БЗ-66, 67-БЗ-Э8.

2. По результатам полевых наблюдений и лабораторных исследований наиболее высокую морозоустойчивость в середине зимы проявили 11 форм груши кавказской: Б-69-78, 67-Б-189, Р. саисаэка №5, 67-БЗ-71, Ард-69-18, Шали-69-36, 67-БЗ-66, Р. саисаэка №4, 67-Е-141, Л-69-98, Касп-69-76 по морозоустойчивости приближающиеся к контролю - груше уссурийской.

Большинство изучаемых форм имеет относительно невысокую степень морозоустойчивости.

3. По результатам анализа водного режима наиболее устойчивыми к засухе следует считать формы: 67-БЗ-71, 67-БЗ-Э8, Б-69-82; наиболее жаростойкими - 67-53-38,67-Б-189, Р. саисаэюа Г-85-34, Ур-69-9, Р. саисавка №6, Ард-69-18, Самур-69-44 и 67-Б-208.

Выделены две формы груши кавказской, сочетающие благоприятный водный режим листьев с высокой их жаростойкостью: 67-БЗ-38 и Шали-69-36.

4. Наблюдаются значительные внутривидовые различия кавказской груши по степени устойчивости к грибным заболеваниям.

Комплексная устойчивость к изучаемым грибным заболеваниям отмечена у 24% изучаемых форм груши кавказской. Наиболее устойчивыми являются формы 67-Б-190, 67-Чр-250, Ур-69-1, Арг-69-34.

5. Деревья различных форм груши кавказской обладают значительной изменчивостью признаков. Высота дерева варьирует от 6,4 до 11,7 м, диаметр кроны от 5,0 до 9,0 м, длина окружности штамба от 56 до 100 см.

Наименее рослыми являются 5 образцов: Ард-69-18, 67-Ку-127, Р.саисаБюа №2, Рхаисавка №1, 67-БЭ-37.

6. Наиболее урожайными (20-28 кг/дерево) оказались 6 форм: Рхаисаэка №1, 67-БЭ-37, 67-Б-183, 67-4-230, Ур-69-1, Касп-69-70. 22% изучаемых форм имели урожай 10-19 кг/дерево; 60% - 1-9 кг/дерево. Единичные плоды имели 11% изучаемых форм.

Самая высокая семенная продуктивность за годы исследования отмечена у формы 67-4-230 (7,2 млн. шт. с 1 га). Высокие значения (более 4 млн. шт. с 1 га), отмечены также у форм Ур-69-1 и 67-Ку-127, Касп-69-70, Р.саисавка №6, .которые могут быть использованы для маточно-семенных насаждений при выращивании подвоев груши в питомнике.

18

7. Начало созревания плодов груши кавказской за изучаемый период проходило в сроки 28 июля - 20 октября. Выделено 14% форм с более ранними сроками созревания плодов (в июле и первой половине августа); 11% - с наиболее поздним созреванием плодов (вторая половина октября). Преобладающее место занимают формы с созреванием плодов в сентябре.

8. Содержание сухих веществ в плодах изучаемых образцов изменяется от 19,72 до 37,68% и в среднем составляет 27,6%; Сахаров - от 7,2 до 19,45%, в среднем - 13,1%; органических кислот - от 0,34 до 2,21%, в среднем -1,29%; аскорбиновой кислоты - от 1,29 до 21,6 мг/100 г, в среднем составляет 6,99 мг/100г.

9. Среди изучаемых образцов лишь 30 имеют вполне съедобные плоды. Лучшими по вкусу плодов являются образцы Б-69-78 и Б-69-90. Сахаро-кислотный коэффициент плодов изучаемых образцов находится в пределах 6,8-26,3; не наблюдается четкой зависимости вкуса плодов от значений этого признака. Нами также отмечена слабая связь между дегустационной оценкой плодов, их величиной и сроками созревания.

10. В зависимости от географической локализации мест сбора образцов наблюдаются определенные закономерности биологических особенностей форм груши кавказской. У большинства образцов из западных и центральных регионов Северного Кавказа по сравнению с формами из восточных регионов отмечено более позднее начало вегетации и цветения, повышенная устойчивость к грибным болезням, морозоустойчивость, оводненность и водоудерживающая способность листьев, большее разнообразие морфологических особенностей плода.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ И СЕЛЕКЦИИ

1. Формы 67-4-230, Ур-69-1, 67-Ку-127, Касп-69-70, Р.саисаэ^а №6, с наиболее высокой семенной продуктивностью рекомендуем для получения семенных подвоев в питомниководстве.

2. В селекционной работе использовать следующие образцы - источники ценных признаков:

- комплексной устойчивости к абиотическим факторам: засухоустойчивости и жаростойкости, высокой морозоустойчивости - 67-БЗ-38, 67-БЗ-71, Шали-69-36;

- комплексной устойчивости к грибным болезням - 67-Б-190, 67-Чр-250, Ур-69-1, Арг-69-34;

- высокого содержания в плодах Сахаров (более 17 %) - 67-БЗ-39, Шали-69-36, 67-Т-192, 67-Чр-258, Арг-69-34, Касп-69-60, груша кавказская №3, 67-Чр-249; аскорбиновой кислоты (более 17 мг/100г) - 67-Е-142, Тер-69-77, Б-69-111;

- хорошего вкуса плодов - Б-69-78 и Б-69-90;

- слаборослости - Ард-69-18, 67-Ку-127, Р. саисазюа № 1, Р. саисаз^са № 2, 67-БЗ-37.

СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи, опубликованные в рекомендованных ВАК РФ изданиях:

1. Дагужиева, З.Ш. Состояние водного режима форм груши кавказской и их устойчивость к обезвоживанию и высоким температурам / З.Ш. Дагужиева, И.А. Бандурко, Л.Г. Семенова // Труды КубГАУ. - №2(11). -Краснодар, 2008. - С. 144-147.

2. Дагужиева, З.Ш. Оценка генофонда груши по биохимическому составу плодов / И.А. Бандурко [и др.] // Новые технологии. - № 6. - Майкоп, 2008.-С. 9-12.

3. Дагужиева, З.Ш. Урожайность и семенная продуктивность форм кавказской груши / З.Ш. Дагужиева // Вестник Майкопского государственного технологического университета - Майкоп, 2010. - Вып. 4. -С. 11-15.

4. Дагужиева, З.Ш. Полиморфизм груши кавказской по признакам плода / З.Ш. Дагужиева, И.А. Бандурко // Труды КубГАУ. - № 1(28). - Краснодар, 2011.-С. 65-69.

Материалы в сборниках научно-практических, международных конференций

5. Дагужиева, З.Ш. Разнообразие форм кавказской груши в видовой коллекции Майкопской опытной станции ВИР / И.А. Бандурко, З.Ш. Дагужиева // Материалы V науч.-практ. конф. - Майкоп: МГТИ, 2001. - С. 10-11.

6. Дагужиева, З.Ш. Полиморфизм плодов груши кавказской /И.А. Бандурко, З.Ш. Дагужиева // Материалы VI науч.-практ. конф. МГТИ. -Майкоп: МГТИ, 2001. - С. 133-134.

7. Дагужиева, 3. Ш. Разнообразие форм груши кавказской (P. caucasica Fed.) долины реки Белой / 3. Ш. Дагужиева // «Наука - XXI веку»: материалы II Междунар. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов, докторантов и молодых ученых. - Майкоп: МГТИ, 2002. - С. 38-39.

8. Дагужиева, З.Ш. Изменчивость форм груши по признакам плода и листа (Северный Кавказ) / З.Ш. Дагужиева // Бюллетень ВИР. - СПб.: ГНУ ВИР, 2003. - Вып. 242. - С. 108-109.

9. Дагужиева, З.Ш. Использование свойств слаборослости у груши для создания интенсивных садов / И.А. Бандурко [и др.] // Оптимизация породно-сортового состава и систем возделывания: тем. сб. науч. тр. - Краснодар, СКЗНИИСиВ, 2003. - С. 120-129.

10. Дагужиева, З.Ш. К вопросу о полиморфизме кавказской груши / З.Ш. Дагужиева // Перспектива-2003: Материалы Всеросс. науч. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых - Нальчик: Каб.-Балк. ун-т., 2003. - Т. IV. - С. 19-21.

11. Дагужиева, З.Ш. Сила роста и габитус дерева у форм груши кавказской / З.Ш. Дагужиева, И.А. Бандурко // Материалы VIII Недели науки

20

МГТИ: III Междунар. науч.-практ. конф. «Актуальные проблемы экологии в условиях современного мира» - Майкоп: МГТИ, 2003. - С. 42-44.

12. Дагужиева, З.Ш. Использование генофонда видов груши в селекции / И.А. Бандурко, Е.М. Апухтина, З.Ш. Дагужиева // Материалы науч.-практ. конф. «Инновационные подходы в селекции цветочно-декоративных, субтропических и плодовых культур»: сб. ст. / ВНИИЦиСК. - Сочи, 2005. -С. 122-126.

13. Дагужиева, З.Ш. Морозоустойчивость форм груши кавказской / Н.И.Савельев [и др.] // Энтузиасты аграрной науки: тр. КубГАУ. - Вып. 4. -Краснодар, 2005. - С. 450-454.

14. Дагужиева, З.Ш. Классификация груши кавказской / З.Ш. Дагужиева, И.А. Бандурко // Устойчивое развитие АПК в современных условиях Юга России: сб. докл. Всеросс. Юбилейной науч.-практ. конф. - Майкоп: Изд-во Магарин О.Г, 2011. - С. 61-67.

15. Дагужиева, З.Ш. Морфолого-биологическая характеристика груши кавказской / З.Ш. Дагужиева, И.А. Бандурко // Устойчивое развитие АПК в современных условиях Юга России: сб. докл. Всеросс. Юбилейной науч.-практ. конф. - Майкоп: изд-во Магарин О.Г., 2011. - С. 68-73.

Дагужиева Зара Шахмардановна

СЕЛЕКЦИОННО-БИОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ФОРМ ГРУШИ КАВКАЗСКОЙ (Pyrus caucasica Fed.)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Подписано в печать 10.02.2012. Формат бумаги 60x84 1/16. Бумага офсетная. Печать цифровая. Усл. печ. л. 1,0. Заказ 09. Тираж 100 экз. Отпечатано с готового оригинал-макета на участке оперативной полиграфии ИП Магарин О.Г. 385011, г. Майкоп, ул. 12 Марта, 146. Тел. 8-906-438-28-07. E-mail: olemag@rambler.ru

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Дагужиева, Зара Шахмардановна, Краснодар

61 12-6/294

МАЙКОПСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

ДАГУЖИЕВА Зара Шахмардановна

СЕЛЕКЦИОННО-БИОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ФОРМ ГРУШИ КАВКАЗСКОЙ (Руте саисавка Гес1.)

Специальность 06.01.05 - селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Бандурко И.А.

Краснодар - 2012

Оглавление

Введение....................................................................................................................................................3

1. Селекционно-биологическая характеристика груши кавказской (обзор литературы)........................................................................................................................6

1.1. Происхождение и распространение груши кавказской..............................6

1.2. Морфолого-биологическая характеристика груши кавказской..........10

1.3. Классификация груши кавказской....................................................................................17

2. Условия, объекты и методы исследования................................................................25

2.1. Почвенно-климатические условия......................................................................................25

2.2. Объекты и методы исследования........................................................................................34

3. Прохождение фенологических фаз груши кавказской....................................41

4. Устойчивость груши кавказской к факторам среды........................................52

4.1. Морозоустойчивость груши кавказской......................................................................52

4.2. Состояние водного режима форм груши кавказской и их устойчивость к обезвоживанию и высоким температурам........................59

4.3. Устойчивость форм груши кавказской к грибным болезням..................67

5. Рост, плодоношение и качество плодов груши кавказской......................77

5.1. Особенности роста и габитус дерева................................................................................77

5.2. Продуктивность..................................................................................................................................84

5.3. Качество плодов................................................................................................................................92

6. Полиморфизм морфологических признаков генеративных и вегетативных органов груши кавказской..................................................................96

7. Описание форм груши кавказской, ценных для селекции........................115

Выводы..........................................................................................................................................................129

Рекомендации производству и селекции..................................................................131

Список литературы..........................................................................................................................132

Приложение..............................................................................................................................................156

ВВЕДЕНИЕ

Груша кавказская представлена большим количеством форм, произрастающих в различных регионах Кавказа и Закавказья. Этот генофонд является ценным исходным материалом для селекции, а также может быть использован и в других целях.

Внутривидовое разнообразие рода Ругиэ Ь. практически остается неизученным даже для такого распространенного вида, как груша кавказская. Недостаточно изученными остаются такие важные свойства как морфологические особенности растений и плодов, устойчивость к болезням и морозостойкость. Неисследованными являются особенности роста и развития, урожайность деревьев форм кавказской груши, качественные характеристики плодов, их биохимический состав, семенная продуктивность и некоторые другие признаки, что и послужило основанием для проведения данных исследований.

Цель и задачи исследований. Цель работы - изучить в условиях предгорной зоны Северо-Западного Кавказа биологические особенности и хозяйственно ценные признаки форм груши кавказской, определить их связь с эколого-географическим происхождением, выделить образцы, представляющие интерес для селекции и производства.

В связи с этим решались следующие задачи:

- определить полиморфизм кавказской груши по срокам прохождения основных фенологических фаз сезонного развития (начало весенней вегетации, начало и конец цветения, съемная спелость плодов);

- оценить адаптивные свойства форм кавказской груши: устойчивость к грибным болезням, обезвоживанию; морозоустойчивость;

- изучить особенности роста деревьев, оценить их урожайность и семенную продуктивность;

- исследовать потребительские качества и химический состав плодов (сухие вещества, сахара, свободные кислоты, аскорбиновая кислота);

- изучить морфологические признаки вегетативных и генеративных органов;

- выделить формы, ценные для практического и селекционного использования

Научная новизна результатов исследований.

Впервые в условиях Северо-Западного Кавказа осуществлено комплексное изучение и сравнительная оценка форм груши кавказской. Исследованы особенности роста, продуктивность с учетом мощности деревьев, прохождение фенологических фаз и их зависимость от температурного фактора, засухоустойчивость по показателям водного режима, морозоустойчивость с использованием искусственного промораживания и в естественных условиях, резистентность к наиболее вредоносным грибным болезням. Определены качественные характеристики плодов, семенная продуктивность. Оценены возможности использования различных форм для получения семенных подвоев.

Практическая ценность работы.

Выделены формы, обладающие комплексом хозяйственно-ценных признаков, перспективные для использования в селекции и хозяйственной деятельности.

Материалы данной работы нашли практическое применение при выполнении лабораторных работ и учебной полевой практики по плодоводству, а также выпускных квалификационных работ студентов специальности 311200 «Технология производства и переработки сельскохозяйственной продукции» и 310200 «Агрономия» Майкопского государственного технологического университета.

Публикации и апробация работы.

По материалам диссертации опубликовано 15 работ, в том числе 4 в изданиях рекомендованных ВАК РФ. Результаты доложены на Всероссийских научно-практических конференциях студентов, аспирантов, докторантов и молодых ученых (Майкоп, 2003-2006 гг.); Всероссийской научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых: Перспектива-2003 (Нальчик, 2003 г.); Международной научно-практической конференции СКЗНИИСиВ (Краснодар, 2005 г.); Международной научно-методической конференции ВНИИСПК (Орел, 2005 г.); Научно-практической конференции «Инновационные подходы в селекции цветочно-декоративных, субтропических и плодовых культур» ВНИИЦиСК (Сочи, 2005 г.); в научных журналах «Новые технологии» (Майкоп, 2006г.), «Труды Кубанского государственного аграрного университета» (Краснодар, 2008, 2011 гг.), «Вестник Майкопского государственного технологического университета» (Майкоп, 2010 г.), научно-информационном бюллетене ВИРа (Спб, 2003 г.), а также на ежегодных научно-теоретических семинарах кафедры агропочвоведения МГТУ (Майкоп, МГТУ, 2002-2006 гг.), совещании лаборатории плодовых культур Майкопской опытной станции ВИР (Майкоп, 2006).

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 187 страницах текста в компьютерном исполнении, состоит из введения, 7 глав, выводов, практических рекомендаций, содержит 37 рисунков, 25 таблиц и 8 приложений. Список использованной литературы включает 238 наименований, в том числе 23 иностранных.

1. Селекционно-биологическая характеристика груши кавказской (обзор литературы)

1.1. Происхождение, распространение, классификация груши кавказской

Род Pyrus L. довольно обширный. Описано 63 вида (Воронов, 1924-1925; Рубцов, 1941; Федоров, 1954, 1958; Васильченко, 1957; Жуковский, 1971), произрастающие на евроазиатском материке и на северо-западе Африки от 30 до 50°с. ш.

По Н.И. Вавилову (1926) первичный центр происхождения рода Pyrus L. -Восточная Азия, где и сейчас произрастают многие дикорастущие виды груши, обладающие большим резервом доминантных генов.

В целом, для восточных видов первичного центра происхождения рода Pyrus L. характерны следующие общие признаки: листья крупные, неопушенные, с осторозазубренными краями; цветки с 2-4 (5) стилодиями; плоды с оржавленной кожицей, плотной мякотью, 2-4 (5) семенными камерами и опадающими чашелистиками; период биологического покоя короткий; устойчивость к болезням высокая (Туз, 1972а, 1983).

Во вторичных центрах видообразования груши - в Средней Азии и Средиземноморье произрастают западные виды груши. У западных видов вторичного генцентра листья небольшие, более или менее опушенные, со слабозазубренными или цельными краями; цветки с 5-ю стилодиями; плоды с неоржавленной или частично оржавленной кожицей, 5-ю семенными камерами, размягчающейся при созревании мякотью и приросшими чашелистиками; период биологического покоя довольно длительный; устойчивость к болезням слабая (Жуковский, 1971; Туз, 1972а, 1983).

По A. Rehder (1949), Ан. А. Федорову (1954), A.C. Тузу (1983) в Средиземноморье произрастают виды: P. pyraster Burgsd (европейская лесная), P. caucasica Fed. (кавказская), P. syriaca Boiss. (сирийская), P. salicifolia Pall.

(иволистная), P. elaeagnifolia Pall, (лохолистная), P. nivalis Jacq. (снежная), P. amygdaliformis Vill. (миндалевидная).

Наиболее распространенный вид - P. pyraster (P. communis auct. non L.), его ареал занимает большую часть Европы, заходит в Малую Азию и Северную Африку.

Вид P. caucasica Fed. выделен A.A. Федоровым в 1941 году в Южном Закавказье - район Дилижана (Гроссгейм, 1952). Ареал этого вида распространяется на весь Кавказ, заходит в Малую Азию и северный Иран.

По сведениям A.A. Гроссгейма (1952), И.Н. Елагина (1951), И.Т. Васильченко (1957), A.C. Туза (1983) груша кавказская распространена по всему Кавказу (рис.1).

За 40 42 44 46 48 50

42 44 48 48 50

Рисунок 1 - Распространение груши кавказской по территории Кавказа (По: А.А. Гроссгейм, 1952)

Ранее считалось, что ареал Р. ругаБ1ег распространяется и на Северный Кавказ и Закавказье. Однако между кавказской и лесной обыкновенной грушей

существуют отличия, главным из которых считают цельнокрайность листовой пластинки и более слабую морозостойкость груши кавказской (Туз, 1983). Как указывает И.Н. Елагин (1951)... «это, казалось бы, незначительное морфологическое отличие является, по-видимому, лишь внешним выражением глубоких биологических различий этих двух видов». В подтверждение этого положения И. Н. Елагин приводит данные Бейлина (1950), по сведениям которого груша кавказская сильно поражается омелой, в отличие от груши лесной, что указывает на физиологические особенности этих видов.

Во многих регионах Северо-Западного Кавказа груша кавказская является господствующей плодовой породой. По сведениям И.Н. Елагина (1951) в Краснодарском крае из 146 тыс. га дикорастущих плодовых 49,7 тыс. га были заняты грушей. Наиболее значительные массивы находятся в предгорной части междуречий Белая - Пшеха и Белая - Псекупс, особенно в Апшеронском и Тульском (ныне Майкопском) районах (рис.2).

Рисунок 2 - Схематическая карта распространения грушевых лесов в предгорной части северо-западного Кавказа (По: И.Н. Елагин, 1951)

В Апшеронском районе кавказская груша составляла 72,3% от площади дикорастущих плодовых. К востоку от р. Лабы доля распространения груши в составе плодовых массивов уменьшается до 50%. В центральном Кавказе численность кавказской груши вновь увеличивается.

По данным A.C. Туза (1972) много грушевых деревьев произрастает в западной части Кавказа, особенно в долине р. Белая и по ее притокам: Курджипс (что в переводе с черкесского означает «грушевая вода»), Дах и Шунтук, где имеется много грушевых зарослей. Часто деревья огромных размеров можно видеть в долине р. Лабы, особенно в окрестностях селения Никитово. В центральной части Северного Кавказа, в долинах рек Уруп, Б. Зеленчук, Чегем, Черек, Ардон, Аргун, Шали - много грушевых деревьев. Восточнее р. Сунжи она встречается гораздо реже. В этих районах груша обладает большим разнообразием, вплоть до образцов, выходящих за пределы диагноза вида.

В Республике Адыгея по данным Ю.И. Сухоруких, Ю.М. Ларионова (2006) груша кавказская произрастает на площади 33,7 тыс. га, в том числе с преобладанием - 7,7 тыс. га. В настоящее время основные массивы груши находятся в возрасте 70-100 лет, молодняк составляет 1-5%, что может привести к постепенному сокращению площадей, занятых кавказской грушей в этом регионе.

Верхней границей распространения более или менее значительных массивов груши является высота 1500-1600 м над у. м. (Елагин, 1951; Васильченко, 1957). По данным A.C. Туза (1972) в хорошо увлажненных районах ущелья р. Джемагат груша кавказская в массовом количестве встречается на высоте 1720 м над у. м.

На Западном Кавказе (в Абхазии) по сведениям A.B. Васильева (1938) груша кавказская заходит вверх до 1950 м небольшими группами или одиночными деревьями. Довольно крупные массивы груши имеются в урочище

Псху, долине р. Бзыбь, в урочище Аибга в Сванетии, Пескарском ущелии, долине р. Келасури, окрестностях г. Гали, урочищах Азанта, Сули и Гергемыш.

1.2. Морфолого-биологическая характеристика груши кавказской

Описание вида груша кавказская приведено у многих авторов (Елагин, 1951; Гроссгейм, 1952; Федоров, 1954; Васильченко, 1957; Жуковский, 1972; Туз, 1983).

P. caucasica Fed. - Груша кавказская. Впервые описан в 1952 году. Произрастает повсеместно на Северном Кавказе и Закавказье в достаточно увлажненных районах. Поднимается на высоту до 2000 м над у. м. Образует лесные массивы вместе с буком, яблоней и другими породами. По морфологическим признакам этот вид близок к груше европейской лесной.

Дерево сильнорослое, с пирамидальной или широкопирамидальной кроной. Кора на штамбе и скелетных ветвях трещиноватая, иногда отслаивается широкими полосами. Ветви в молодом возрасте с большим количеством колючек. Однолетние побеги коричнево-зеленые или коричневые. Почки небольшие, с темными чешуйками. Листья мелкие (до 5 см длины, до 4 см ширины), с длинным черешком, цельнокрайние, округлой, яйцевидной или овальной формы, неопушенные у молодых растений и со слабым опушением по краю - у взрослых. Цветки средней величины, белые. Плоды различной величины (1,5-3,0 см в диаметре) и формы (преобладает округлая, хотя встречается и грушевидная), желтые или зеленовато-желтые, иногда с румянцем, неоржавленные (иногда оржавленные), с остающимися (иногда частично опадающими) чашелистиками, 5-ю семенными камерами и плодоножкой различной длины. Мякоть кисло-сладкая, терпкая, иногда горькая, с большим количеством каменистых клеток, при созревании темнеет и становится съедобной.

Выделена разновидность Var. schuntukensis Tuz, с частичным опаданием чашелистиков на плодах.

Рисунок 3 - Различные формы Р. саиса8юа уаг. зсЬипШкег^з Тиг.

Для груши кавказской более подробно изучены вопросы распространения, экологии и практического использования, и в меньшей степени - разнообразие морфологических признаков и биологических свойств.

Кавказская груша приспособлена к почвенно-климатическим условиям Северного Кавказа. По сводке И.Н. Елагина (1951) деревья ее обладают мощной стержневой корневой системой, отдельные корни в зависимости от типа почвы достигают глубины 0,6-3,5 м, а в исключительных случаях - 7,07 м.

По наблюдениям различных авторов (Елагин, 1951; Кушниренко, 1964 и др.) груша относится к относительно засухоустойчивым породам. Многие виды рода Pyrus L. произрастают в зонах недостаточного увлажнения и являются ксерофильными: P. syriaca Boiss., P. korshinskyi Litv., P. regelii Rehd., P. salicifolia Pall., P. elaeagnifolia Pall. (Рубцов, 1941; Федоров, 1954; Жуковский, 1971; Туз, 1983).

Кавказская груша произрастает в регионах достаточного увлажнения и по типу является мезофильным растением. Ее способность переносить жару и засуху не изучена. Н.В. Ковалев (1967) называет грушу кавказскую довольно засухоустойчивой, хотя и в меньшей степени, чем другой вид восточной части Северного Кавказа - груша иволистная. По сведениям В.А. Татулова (1963) груша кавказская выносит высокие температуры - до +36°С, в связи с чем он относит ее к достаточно жаровыносливой породе.

Имеются единичные сведения об устойчивости кавказской груши к низким температурам. И.В. Мичурин (1948) отмечал: «юго-западные лесные груши, растущие в лесах бывш. Курской, Воронежской, Харьковской, Киевской губерний и вообще на всей Украине и Северном Кавказе по выносливости корней к нашим зимним морозам нельзя поставить на первый план, на каком, например, стоит у нас ... дикая уссурийская груша и ее разновидности. На второй план по выносливости к засухе и зимним морозам мы должны отнести большинство диких груш с высот горного Кавказа». Данные Г.В. Трусевича (1957) показывают неравноценность форм кавказской груши, произрастающей

в нижней части предгорий и на Прикубанской равнине. «Холодную зиму 1953/1954 года однолетки различных сортов груши, привитые на горных формах лесной груши, перенесли значительно хуже, чем привитые на формах из равнинных районов, близких к Краснодару».

По сведениям И.Н. Елагина (1951) после сильного заморозка в конце мая 1948 года (минус 3°С) погибли листья на деревьях всех лесных пород, кроме груши и яблони.

Н.В. Ковалев (1962) называет грушу кавказскую наиболее зимостойким видом из всего видового состава груш Кавказа. Такого же мнения пр