Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Селекция яблони на скороспелость и пути ее ускорения

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Павлюк, Владимир Ильич, Москва

ф ¿к

л

Российская академия сельскохозяйственных наук

Всероссийский научно-исследовательский институт селекции плодовых культур

На правах рукописи УДК 634.11:631.52

ПАВЛЮК Владимир Ильич

Селекция яблони на скороплодность и пути ее ускорения

06.01.05 - селекция и семеноводство

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель: академик РАСХН, доктор

сельскохозяйственных наук, профессор СЕДОВЕ. Н.

Москва -1999

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

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

Глава 1. Сокращение предплодоносящего (ювенильного) периода плодовых растений в целях ускорения селекционного процесса (обзор литературы).

1.1. Использование в селекции генетического потенциала сортов и видов, передающих потомству короткий предплодо-носящий период......................................................................... 5

1.2. Условия и приемы, способствующие сокращению предплодоносящего периода и ускорению селекционного процесса................................................................................................. 14

Глава 2. Цель, задачи, условия, объекты и методика проведения исследований

2.1. Цель и задачи исследований............................... 31

2.2. Объекты исследования и схемы опытов.!............................. 31

2.3. Методика исследований и элементы учета.............................. 34

2.4. Агроклиматические и метеорологические условия в годы исследований............................................................................. 38

Результаты исследований

Глава 3. Роль различных слаборослых скелетообразователей в ускорении селекционного процесса яблони

3.1. Использование различных слаборослых скелетообразователей для ускорения вступления в плодоношение гибридных сеянцев яблони и контрольных сортов............................. 42

3.2. Влияние привитых гибридных сеянцев различного происхождения и контрольных сортов на прирост диаметра штамба скелетообразователей и его взаимосвязь со скоро-плодностью................................................................................ 63

Глава 4. Изучение характера наследования скороплодности яблони и подбор новых доноров и источников скороплодности

4.1. Наследование скороплодности гибридным потомством в зависимости от происхождения................................................ 67

4.2. Отбор новых доноров и источников скороплодности........... 134

Выводы..........................................................................................................................................................................................................159

Практические рекомендации....................................................................................................................................161

Список литературы..................................................................................................................................................................162

Приложения..........................................................................................................................................................................................185

Введение

Основной плодовой культурой в большинстве районов России является яблоня. Дальнейший прогресс в садоводстве, повышение уровня продуктивности насаждений в значительной степени обусловлены совершенствованием сортимента этой культуры. В период интенсификации садоводства актуальной проблемой становится выведение скороплодных сортов, сочетающих это свойство с другими хозяйственно-полезными признаками.

Перед селекционерами ставится принципиально новая задача по созданию сортов яблони, которые бы вступали в плодоношение на сильнорослом семенном подвое не позднее, чем на 5-6 год и на клоновом подвое не позднее, чем на 3-4 год от посадки.

Несмотря на некоторые успехи в селекции и интродукции новых сортов яблони, обновление сортимента для интенсивного садоводства идет медленно, тогда как производство испытывает острую потребность в скороплодных, высокоадаптированных сортах с высокой и регулярной урожайностью. Многие сорта яблони, широко распространенные в прошлом, не отвечают повышенным требованиям производства. Одной из основных причин медленного обновления сортимента является действовавшая до недавнего времени технология выведения сортов. Так, на создание и внедрение новых сортов в производство еще недавно требовалось 40-50 лет, что не способствовало быстрому обновлению сортового состава промышленных садов. Сложившееся положение дел не может удовлетворять ни научные учреждения, ни производство. Поэтому актуальной задачей селекционеров является совершенствование приемов сокращения селекционного процесса.

Позднее вступление в плодоношение у яблони определяется длительным предплодоносящим (ювенильным) периодом, свойственным для этой культуры, а также традициионными технологиями ее возделывания. Поэтому решение задачи по ускорению селекционного процесса на данном этапе невозможно без поиска путей сокращения предплодоносящего периода и совершенствования технологии. До недавнего времени среди основных приемов при решении этой задачи было использование карликовых подвоев или их вставок, однако и у этих методов есть свои недостатки, которые в основном связаны с пересадкой привитых растений в селекционный сад, что замедляет их рост и развитие и, как правило задерживает начало плодоношения гибридных сеянцев. Устранить указанные недостатки можно при прививке гибридных сеянцев в крону заблаговременно посаженных в селекционный сад деревьев-скелетообразователей на семенных подвоях. В связи с этим представляло определенный интерес изучение различных слаборослых клоновых подвоев, а также компактных форм селекции ВНИИСПК в качестве деревьев-скелетообразователей с целью сокращения предплодоносящего периода сеянцев яблони. Другим, не менее важным приемом по сокращению предслодоносящего периода сеянцев яблони,' является использование в селекции генетического потенциала сортов, передающих потомству короткий предплодоносящий период. Выявление таких сортов и отдельных комбинаций скрещивания, дающих наиболее скороплодное потомство, а также отбор в последующем наиболее скороплодных гибридов для использования в селекционном процессе в качестве источников этого признака, является первостепенной задачей в данном направлении. Оба указанных пути ставят перед собой одну цель, но подходят к ее решению с разных сторон. И все же кардинально решить вопрос о сокращении предплодоносящего периода сеянцев яблони (с целью ускорения селекционного процесса) можно лишь тогда, когда оба пути будут взаимно дополнять друг друга. Этой цели и посвящены наши исследования 19941998 гг.

Глава 1. Сокращение предплодоносящего (ювенильного) периода плодовых растений в целях ускорения селекционного процесса (обзор литературы)

1.1. Использование в селекции генетического потенциала сортов и видов, передающих потомтву короткий предплодоносящий период

Весь жизненный цикл сеянцев яблони, как и других многолетних растений, состоит из нескольких этапов: эмбрионального, ювенильного, возмужания, взрослого состояния и старения. Ювенильный период - начальный этап самостоятельной жизни растения, во время которого закладываются и формируются вегетативные органы, он начинается с момента прорастания семени и длится до появления способности к образованию репродуктивных органов. В ювенильном периоде сеянцы яблони, как и других древесных культур, отличаются от взрослых растений морфологическими и биохимическими особенностями. Они характеризуются мелкими, сильно зазубренными листьями, небольшой длиной черешка и листовой пластинки, слабым опушением листьев и побегов, повышенной способностью к окоренению (O'Rourlce, 1952; Schaffalitzky de Muckadell, 1954; Robbins, 1957,1961; Sax, 1962; Doorenbos, 1965; Седов, 1968, 1973; Robinson and Wareing, 1969; Седов, Жданов, Седова и др., 1989; Gemma, 1996). В процессе завершения ювенильного периода постепенно исчезают признаки ювенильности и появляются индивидуальные для каждого сеянца так называемые "культурные" признаки.

Переход растений к цветению - комплексный процесс, включающий в себя целый ряд последовательных звеньев, которые осуществляются на разных этапах онтогенеза. В начале ювенильного периода растения не переходят к образованию репродуктивных органов даже в оптимальных для этого внешних условиях, но впоследствии они постепенно приобретают способность к репродукции. Длительность ювенильного периода опреде-

ляет одну из стратегий жизни растения. Ее крайними случаями будут древесные растения, длительность ювенильного периода которых составляет годы и даже десятилетия, и растения-эфемеры, ювенильный период которых измеряется днями. По данным многих исследований, гибридные сеянцы яблони обычно начинают плодоносить на 8-13 год от посева, а иногда и позже (Исаев, 1956, 1966; Сюбарова, 1956, 1957; Черненко, 1957; Campbell, 1961; Wareing, 1961; Жаворонков, 1964; Knight, 1966; Седов, 1968, 1973, 1984, 1989; Way, 1971; Жмурко, 1979; Schmidt, 1986). Исходя из этого, можно заключить, что яблоне свойственен довольно длительный ювенильный период, который является своебразным препятствием для селекционеров, поскольку существенно замедляет смену поколений. Поэтому поиск путей сокращения ювенильного периода представляет значительный интерес как для теории, так и для практической селекции.

Известно также, что продолжительность ювенильного периода обусловлена генетически и наследуется полигенно. Многие исследователи отмечают непосредственное влияние исходных форм на скороплодность сеянцев (Schmidt, 1947; Pirovano, 1948; Remy, 1951; O'Rourke, 1952; Окро-шидзе, 1953; Schaffalitzky de Muckadell, 1954; Исаев, 1956, 1966; Кедрин, 1956; Черненко, 1957; Таранова, 1959, 1968; Шепельский, 1959, 1962; Кузнецов, Леплинская, 1960; Nienstaedt, 1961; Higazy, 1962; Schander, 1962; Visser, 1964, 1965, 1971, 1976; Doorenbos, 1965; Кацейко, 1965, 1975; Knight, 1966; Кузнецов, 1966, 1966а; Visser and Schaap, 1967; Шелудько, 1967, 1982; Седов, Пустовалова, 1968; Седов, 1968, 1973; Way, 1971; Zimmerman, 1972; Калинина, 1974; Сергеев, 1975; Visser, Verhaegh, de Vries, 1976; Сергеев, Костецкая, 1977; Ахвледиани, Баиадзе, 1978; Калинина, Корниенко, 1981; Седов, Серова, 1981, 1984; Степанов, 1983; Шидаков, 1985, 1991; Schmidt, 1986; Кандаурова, 1987; Кичина, 1988, 1988а; Васильева, 1989; Наумова, 1989; Седов, Жданов, Седова и др., 1989; Яковлев, Янковская, 1989; Казаков, Кичина, 1991; Haffner, Enjalric, Lardet, Carrón, 1991; Sestras, Ardelean, Ghidra, 1992; Ardelean, Sestras, Ghidza, 1992; Евдокименко, Лопатик, 1994;

Gelvonauskis, 1996; Павлюк, 1998). В свою очередь установлена прямая связь между скороплодностью сеянцев яблони и скороплодием их вегетативного потомства (Visser, 1965; Brown, 1975; Калинина, Корниенко, 1981; Кичина, 1988). Из этого следует, что получение гибридных сеянцев, рано вступающих в плодоношение, играет первостепенную роль и в создании сортов, рано начинающих давать хозяйственные урожаи.

В процессе селекционной практики было определено, что от более скороплодных родителей, как правило, легче получить скороплодное потомство, хотя и в семьях, полученных от родителей, поздно вступающих в плодоношение, выщепляется часть скороплодных сеянцев (Visser and Schaap, 1967; Кацейко, 1975; Евдокименко, Лопатик, 1994). В последние годы сортоведами накоплены ценные сведения по скороплодности многих сортов яблони в различных природно-климатических зонах страны. Выделена группа сортов, характеризующаяся высокой скороплодностью. Эти сорта представляют интерес для селекции как источники скороплодности, хотя они и не всегда изучены по потомству (Ефимова, 1969, 1995; Седов, 1973; Лобанов, Иванова, 1976; Новоселова, 1977; Таранова, 1977; Филиппов, 1977, 1977а, 1983; Жмурко, 1979; Дзецин, 1980; Кошелева, 1981; Седов, Красова, 1981; Универ, 1981; Малыченко, Баландина, 1982, 1983; Кандау-рова, 1983; Кичина, 1983, 1988; Кочетков, 1983; Красова, 1983, 1996; Нестеров, 1983, 1992; Рылов, 1983; Скривеле, 1983; Павлюк, Седов, Серова, 1998). Еще больший интерес представляют сорта яблони - доноры скороплодности, т.е. изученные по семенному потомству. Так, по данным Е. Н. Седова, 3. М. Серовой (1984), очень раннее для условий средней полосы России плодоношение отмечено у сеянцев яблони посева 1972 года в семьях от прямого и обратного скрещивания Аниса пурпурового с Несравненным. На 5-м году роста в этих семьях плодоносило соответственно 32,3 и 30,4 % сеянцев. Скороплодием отличались также семьи Помон-китайка х Уральское наливное, Пепин шафранный х 5-17-150 (Уэлси х Антоновка обыкновенная). В этих семьях на 5-м году жизни плодоносило 19,3 и 4,6 % сеянцев

соответственно. Эти данные свидетельствуют о том, что, привлекая в гибридизацию скороплодные сорта и гибриды, можно получать очень скороплодное потомство.

По данным Н. В. Ефимовой (1984) в условиях г. Москвы высокой скороплодностью характеризовалось гибридное потомство сорта Брусничное, при этом отдельные сеянцы этого сорта плодоносили уже на 5-й год от посева семян.

В лесостепной зоне Алтая, по данным И. П. Калининой, Т. Ф. Корниенко, Н. В. Ермаковой (1983), самое скороплодное потомство при одном и том же отцовском компоненте получено при использовании в качестве материнских форм сортов ранеток: Лалетино, Ранетка пурпуровая, Нежное забайкальское, Ранетка Ермолаева и полукультурок: Алтайское сладкое, Урожайное, Алтайская скороспелка, Горноалтайское, Пепинка алтайская. В потомстве, полученном от скрещивания между собой сортов-полукультурок, от 40 - до 67 % сеянцев вступают в плодоношение на 5-7 год после посева. В семьях, полученных от скрещивания скороплодных полукультурок с лучшими по данному признаку крупноплодными сортами, производными яблони домашней, скороплодных сеянцев насчитывается от 15 до 42 %. По скороплодности и урожайности потомства в процессе изучения выделены следующие семьи: Северянка х Пудовщина, Лалетино х (Бельфлер китайка + Мелба), Алтайский голубок х Белый налив, Горноалтайское х Алтайское десертное и др. Авторы пришли к выводу: чем ближе гибридное потомство по генотипу к яблоне сибирской и сливолистной, тем больше скороплодных и урожайных сеянцев в селекционной семье.

По данным И. Н. Максимовой, Р. А. Канашиной (1983) основная масса гибридных сеянцев яблони на юге Украины начинает плодоносить на 9-10 год жизни. Наибольший интерес представляют сеянцы, вступающие в плодоношение на 5-7 год. На основании многолетних исследований установлено, что потомство не всегда наследует срок вступления в плодоношение родительских форм. Но все же наибольшее количество ско-

роплодных форм отобрано в селекционных семьях с участием сравнительно скороплодных сортов (Джонатан, Рубиновое, Голден Делишес, Бойкен). В семьях с участием этих сортов на 6 год заплодоносило от 55 - до 92 % сеянцев. В гибридных комбинациях Бойкен х Голден Делишес, Бойкен х Рубиновое, где оба родителя скороплодны, на 5-й год с плодами было 65 % сеянцев. Столь раннее плодоношение гибридных сеянцев по всей видимости можно объяснить тем, что в гибридизацию привлекались очень скороплодные сорта, а, кроме того, условия юга Украины наиболее полно способствуют проявлению такого свойства, как скороплодность.

В Азербайджане по ряду комбинаций выделяются скороплодные сеянцы, которые плодоносят на 5-м году жизни от посева семян. Скороплодные сеянцы были выделены среди комбинаций от повторного скрещивания новых сортов Яшил алма с сортами Мекинтош, Вагнера Призовое, Шафаг, а также в комбинациях Уэлси х Графенштейнское красное, Шафран-китайка х Папировка и др. От позднеплодных родителей не было получено ни одного скороплодного сеянца с плодоношением на 5-6 год (Максимова, Гидаятлы, 1983).

В северо-западном районе Нечерноземной зоны России на 5-7 год начали плодоносить сеянцы из гибридных семей Боровинка х Антоновка обыкновенная, Боровинка х Сахарное литовское, Борсдорфское луковичное х Антоновка обыкновенная. Основная масса гибридных сеянцев начи- ! нает плодоносить на 8-10 год после посева (Жмурко, Кочурова, 1983).

По данным Крымской опытной станции, в селекции на высокую скороплодность, как лучшие исходные формы отмечены такие сорта как Голден Делишес, Вагнера призовое, Вайнсеп, особенно в гибридных комбинациях Голден Делишес х Вагнера призовое, Голден Делишес х Кидс Оранж Ред, Вайнсеп х Фрайберг и др. (Усов, 1983). В данном случае автор не сообщает, какое количество гибридных сеянцев и на какой год вступило в плодоношение, но, судя по сортам, привлеченным в гибридизацию, можно

предположить, что гибридные сеянцы будут обладать значительной ско-роплодностью.

В условиях северо-восточной лесостепи Украины в селекции скороплодных форм наибольшего внимания заслуживают сорта Зимнее лимонное, Мекинтош, Джонатан, Слава Героям, Бойкен и др. Основной сорт, используемый в селекции как донор скороплодности, ежегодного плодоношения, слаборослости и высокой продуктивности - это сорт местной селекции - Зимнее лимонное. Как показали опыты, плодоношение гибридных сеянцев на 5-й год является самым ранним. Поэтому все гибридные сеянцы, начавшие плодоносить в 5-6 летнем возрасте, автор считает скороплодными. Часть гибридных сеянцев многих комбинаций с участием Зимнего лимонного и некоторых спуровых сортов, вступила в плодоношение на 6 год. Подавляющее же большинство сеянцев других исходных форм запло-

доносило на 7-8 год. Кроме этого, автором было отмечено, что в тех ком-#

бинациях, где участвовали спуровые сорта, заметного ускорения по вступлению сеянцев в плодоношение получено не было (Берендей, 1983).

Т�