The study presents the results of a comparative assessment of potato hybrids in a competitive trial nursery. The purpose of research is to identify promising potato hybrids with a complex of economically valuable traits, resistant to cancer and golden potato nematode, to create a new variety. Research objectives are to identify genotypes with increased tuber productivity, based on an assessment of the production potential; to find out hybrids with high adaptive capacity; to assess the field resistance of promising samples to the most harmful phytopathogens; to determine the main indicators of consumer qualities of tubers and single out the best varieties. The evaluation of the hybrid material of potatoes was carried out in the experimental field of the Federal State Budgetary Scientific Institution FRC All-Russian Research Institute of Soybeans in the village Sadovoe of the Amur Region. The studies were carried out during 2016–2019 against the background of difficult meteorological conditions, during the growing season of the crop, negatively affecting the growth, development of plants, the formation of tubers, the size and quality of the yield. As a result of research, genetic sources were identified, including hybrid combinations with the origin of Gala x Bora Volleg II, Koskar x Verdi II, Leader x Symphony and Nikita x Camellia, which have an increased tuber productivity at the level of 32–34 tons per hectare, the marketability of tubers is 97–100 %, and an average mass of tubers in the nest from 0.63 to 2.25 kg, with high phytopathogenic resistance, and consumer qualities of tubers. Three hybrids, studied against the background of the complete absence of external signs of viral degenerations, showed complex resistance to a number of harmful fungal diseases. The selected hybrids were characterized by high resistance to cancer and nematodes. The dry matter content in the tubers of the studied combinations was 22–24 %, starch – 17–19 %, ascorbic acid – 14.5–20.4 mg/100g. The singled out genetic sources with increased tuber productivity, high resistance to major diseases and better consumer qualities of tubers are recommended for use in practical potato breeding.
potatoes, selection, hybrids, yield, marketability, resistance, sources.
Введение. Выделение исходного материала картофеля для успешного создания новых сортов, отвечающих современным запросам потребителей, базируется на систематическом углубленном изучении его генетической основы в конкретных почвенно-климатических условиях [1, 2]. Сорт картофеля должен быть сбалансирован по основным признакам, имеющим важное хозяйственное значение в конкретных экологических условиях определенного направления селекции [3]. Климатические условия региона определяют основные требования к сортам картофеля. Это прежде всего способность к формированию высокого товарного урожая в сочетании с хорошими биохимическими и вкусовыми показателями клубней. Кроме того, сорта картофеля должны обладать достаточно высокой полевой устойчивостью к наиболее вредоносным болезням, вредителям культуры и быть способными в целом противостоять негативному воздействию факторов окружающей среды [4].
Сортовая составляющая имеет основополагающее значение в повышении эффективности картофелеводческой отрасли России. Селекция отечественных конкурентоспособных сортов картофеля в современных условиях экспансии иностранного сортимента культуры на российский рынок приобретает особую актуальность.
Создание высокопродуктивных сортов, адаптированных к негативному воздействию абиотических и биотических стрессоров, по-прежнему предполагает изучение, отбор и выделение генетических источников, обладающих лучшими потребительскими качествами, для вовлечения в селекционный процесс по заданным направлениям.
Одним из основных хозяйственно ценных показателей оценки исходного материала картофеля является индивидуальная продуктивность растений, величина которой зависит от многих репродуктивных признаков, в частности от товарности клубней, их количества и массы в гнезде [5]. Сопряженность повышенных количественных значений этих признаков с оптимальной структурой размещения растений на площади обеспечивает формирование максимальной клубневой продуктивности картофельных посадок.
В селекционной работе конкурсное испытание является одним из завершающих этапов получения генотипов картофеля, которое позволяет дать наиболее объективную оценку выделенным гибридным комбинациям по основным хозяйственно ценным признакам и сравнить их по продуктивности с сортами, районированными в регионе.
Цель исследований. Выделение перспективных гибридов картофеля с комплексом хозяйственно ценных признаков, устойчивых к раку и золотистой картофельной нематоде, для создания нового сорта.
Объекты и методы исследований. Исследования проводили в 2016–2019 гг. в селекционном севообороте лаборатории селекции картофеля на опытном поле ФГБНУ ФНЦ ВНИИ сои в с. Садовое Тамбовского района Амурской области. Почва опытного участка луговая черноземовидная, тяжелая по гранулометрическому составу. Содержание гумуса составляло 4,5–4,7 %,
N-NH4 – 19–28 мг/кг почвы, N-NO3 – 30–56 мг/кг, P2O5 и K2O – cсоответственно 46–49 и 130–190 мг/кг. рHсол. – 5,2. Объемная масса – 1,04–1,1 г/см3. Пористость – 43–46 %.
Агротехника осуществлялась в соответствии с требованиями «Системы земледелия Амурской области» [6].
Объектом исследований являлись 6 гибридных комбинаций, созданных в ФГБНУ ФНЦ ВНИИ сои, а также 2 образца, предоставленные ФГБНУ «ФИЦ картофеля им. А.Г. Лорха». Исследования проводили в соответствии с методическими разработками по культуре картофеля и методикой полевого опыта [7–10].
Для оценки адаптивного и продуктивного потенциалов сортообразцов картофеля по показателю урожайности использовали методику Л.А. Животкова, З.А. Морозовой, Л.И. Секутаевой [11]. Коэффициент адаптивности (Ка) рассчитывали по среднему процентному отклонению от показателя среднегодовой урожайности за 4 года с различными погодными условиями. Параметры экологической пластичности (коэффициент регрессии – bi) рассчитывали по методике Е.А. Эберхарта и У.А. Рассела в изложении В.А. Зыкина с соавт. [12].
Погодные условия вегетационных периодов отличались по годам исследований колебаниями гидротермических показателей. Величина гидротермического коэффициента (ГТК по Г.Т. Селянинову) в июле и августе 2016 и 2017 гг. составляла соответственно 0,8 и 0,7. Кроме того, в 2017 г. засушливыми также были май и июнь, с величиной ГТК, равной соответственно 1,1 и 1,3. Недостаток влаги в этот период достаточно негативно повлиял на формирование урожая клубней и их качество. Для культуры картофеля ГТК (по Г.Т. Селянинову) величина от 1,5 до 1,7 характеризует благоприятные условия для роста и развития растений. В 2019 г. обильные осадки в период интенсивного прироста ботвы (203 % относительно среднемноголетней нормы) на фоне повышенных температур негативно отразились на клубневой продуктивности картофеля, снизив величину урожая.
Результаты исследований и их обсуждение. Анализ продуктивности наиболее перспективных гибридов, изучаемых в питомнике конкурсного испытания, показал, что их урожайность в среднем за 4 года варьировала от 32 до 34 т с 1 га со средней массой клубней в гнезде от 0,630 до 2,245 кг. При этом товарность сформированных клубней была достаточно высокой – с колебанием ее величины от 94 до 100 %. Выделены четыре гибридные комбинации, обладающие повышенной клубневой продуктивностью растений: с происхождением Гала х Bora Volleg II – 34,2 т/га, Коскар х Верди II – 33,4 т/га, Лидер х Симфония – 32,6 т/га и Никита х Камелия – 31,9 т/га. Увеличение клубневой продуктивности относительно стандарта у этих гибридов в расчете на 1 га посадки составляло соответственно 5,9; 5,1; 4,3 и 3,6 т при НСР05 3,5 т/га (табл.).
Урожайность и товарность гибридов картофеля в конкурсном испытании,
средние значения за 2016–2019 гг.
|
Селекционный номер |
Происхождение |
Масса клубней в гнезде, кг |
Урожайность с 1 га |
Товарность клубней, % |
||
|
т |
относительно st. |
|||||
|
т |
% |
|||||
|
Невский (st.) |
Кандидат х Веселовская |
0,780 |
28,3 |
– |
– |
98 |
|
2кс |
Лидер х Симфония |
1,276 |
32,6 |
4,3 |
15,1 |
97 |
|
2р |
Никита х Камелия |
1,050 |
31,9 |
3,6 |
12,7 |
100 |
|
1р |
Гала х Bora Volleg II |
2,245 |
34,2 |
5,9 |
20,8 |
96 |
|
34кс |
2584–29 х 05112–17 II |
0,925 |
29,8 |
1,5 |
5,3 |
98 |
|
7р |
Коскар х Верди II |
1,835 |
33,4 |
5,1 |
18,0 |
97 |
|
43пр |
Крепыш х 05/12–1 I |
0,846 |
29,6 |
1,3 |
4,5 |
95 |
|
2117 |
2677–67 х Гала |
0,675 |
26,4 |
-1,9 |
-6,8 |
94 |
|
2121 |
93.14–90 х Гала |
0,630 |
24,8 |
-3,5 |
-12,4 |
|
|
НСР05, 3,5 т/га |
||||||
Расчет параметров пластичности (коэффициента регрессии bi) изучаемых гибридов и их анализ позволили выделить образцы с селекционными номерами 1р, 7р, 2 кс, обладающие высокой пластичностью по урожайности с bi = 1,40; 1,30; 1,10. В качестве генетических источников их можно отнести к генотипам интенсивного типа, которые хорошо отзывчивы на улучшение условий произрастания (возделывания). Это подтверждается изучением уровней адаптационной способности коллекционных сортов картофеля. Из всего изученного сортимента нами было установлено 11 сортов с высоким адаптивным потенциалом: Кетский, Очарование, Ривьера, Витесса, Чайка, Примадонна, Огниво, Рябинушка, Родриго, Каратоп и Импала [13].
Сорт Хозяин (bi = 1,20) был определен как сорт интенсивного типа с высокой отзывчивостью на изменение окружающих факторов среды. Камчатский сорт Вулкан оказался достаточно пластичным с коэффициентом регрессии, близким к единице (bi = 0,90). Был также установлен ряд сортов нейтрального типа, коэффициент регрессии варьировал от 0,37 до 0,62, они были отнесены к нейтральному типу со слабой отзывчивостью на изменение факторов среды.
Способность максимального клубневого воспроизводства является основным признаком адаптационной способности генотипа.
Повышенная общая урожайность выделенных и отмеченных выше генотипов сформирована на основе индивидуальной продуктивности растений, включающей среднее количество товарных клубней в гнезде: 1р – 13,4 шт., 7р – 12,2 шт. и 2кс – 11,0 шт.; среднюю массу товарного клубня, варьирующую у них от 116 до 220 г; товарность клубней – в пределах 98–100 %.
Необходимым условием создания современных сортов картофеля является оценка его фитоустойчивости к наиболее вредоносным патогенам. Оценка изучаемых гибридов на пораженность болезнями нами осуществлялась в период максимально развитых растений (бутонизация – цветение). Визуально установлено, что у всех изучаемых образцов отсутствовали внешние признаки вирусных дегенераций. Комплексную полевую устойчивость к вредоносным грибным болезням, таким как фитофтороз (Phytophthora infestanc), альтернариоз (Alternaria solani) и ризоктониоз (Rizoctonia solani), с оценкой 7–9 баллов продемонстрировали гибридные комбинации с селекционными номерами 1р, 2кс, 2р.
Создание устойчивых селекционных форм картофеля – единственно эффективный способ снизить риски поражения такими карантинными объектами, как рак и нематода [14].
Оценка гибридов на рако- и нематодоустойчивость, проведенная в ФГБНУ «ФИЦ картофеля им. А.Г. Лорха», показала, что комбинации Гала х Bora Volleg II (1р), Коскар х Верди II (7р), Лидер х Симфония (2кс) и Никита х Камелия (2р) устойчивы к золотистой картофельной нематоде и раку картофеля.
Комплексное изучение исходного материала картофеля в соответствии с заданными направлениями селекции обязательно предполагает оценку показателей качества по результатам биохимического анализа клубней. Качество, наряду с генетической обусловленностью (сортовыми особенностями), в определенной степени зависит от многих сопутствующих внешних факторов: типа почвы, метеоусловий, инсоляции, технологии возделывания. Улучшение биохимического состава клубней в селекции картофеля в связи с особенностями биологии культуры имеет большое значение, и ему уделяется значительное внимание [15, 16].
Обозначенные выше патогеноустойчивые гибриды характеризовались повышенным по отношению к стандарту содержанием в клубнях сухого вещества (1р – 24 %, 7р – 22,9 %, 2кс – 22,5 %, 2р – 21,7 %) и высокой их крахмалистостью (1р – 18,9 %, 2р – 17,4 %, 7р – 17,2 % и 2кс – 16,9 % (рис.). Содержание крахмала в клубнях стандарта Невский составляло 13,2 %.
|
Витамин С, мг/100 г |
Содержание сухого вещества, крахмала и витамина С в клубнях гибридов,
в среднем за 2016–2019 гг.
Существенное влияние на пищевые достоинства клубней оказывает содержание в них витамина С, которое может колебаться от 10 до 25 мг/100 г [17]. В клубнях выделенных селекционных образцов установлено повышенное содержание аскорбиновой кислоты, которое составляло у гибридов 1р – 20,4 мг/100 г, остальных номеров – в пределах 14,5–18,6 мг/100 г.
Отмеченные генотипы отличались хорошими столовыми и органолептическими качествами клубней [18]. В целом у изучаемых гибридов, устойчивость к потемнению мякоти оценена как относительно высокая, за исключением гибрида 2121 с оценкой качества 7 баллов. Все гибриды по развариваемости получили высокую 7–8-балльную оценку. Отменным вкусом (9 баллов) обладали клубни гибридов с селекционными номерами 1р и 7р. Очень хорошим вкусом – 43пр, 2р.
Выводы. В результате конкурсного испытания гибридов картофеля среднеранней группы спелости, оцененных по хозяйственно ценным признакам, выделены генетические источники повышенной клубневой продуктивности, устойчивости к основным болезням, обладающие высокими потребительскими качествами клубней.
Выделенные гибриды, имеющие селекционные номера 1р, 2р, 7р и 2 кс, являясь генотипами интенсивного типа, за счет высокой адаптационной способности обеспечивали формирование урожая клубней с 1 га на уровне 32–34 т при средней массе клубней в гнезде 1,050–2,245 кг. Для них характерна высокая товарность клубней, достигающая величины 97–100 %, повышенная патогеноустойчивость, лучшие биохимические показатели качества клубней с содержанием сухого вещества в пределах 22–24 %, крахмала 17–19 %, с уровнем витамина С в них 14,5–20,4 мг/100г. Отмеченные селекционные образцы имеют хорошие вкусовые качества клубней и могут быть рекомендованы в качестве исходных форм при селекции картофеля в условиях Приамурья.
1. Simakov E.A., Yashina I.M., Sklyarova N.P. Selekciya kartofelya v Rossii: istoriya, obschie tendencii i dostizheniya // Dostizheniya nauki i tehniki APK. 2007. № 7. S. 6–12.
2. Dorozhkin B.N., Dergacheva N.V., Anoshki-na L.S., Saphonova A.D., Krasnikov S.N. Ecological (zonal) models of table potato varieties and gene resources for their breeding realization in Western Siberia. In: Potato production and innovative technologies. Ed. by A.J. Haverkort and B.V. Anisimov. Wageningen Academic Publishers. The Netheriands. 2007. P. 364–374.
3. Lapshinov N.A., Kulikova V.I., Gantimurova A.N. Ocenka sortov i gibridov kartofelya po hozyaystvenno cennym priznakam v Kemerovskom NIISH – filiale SFNCA RAN // Dostizheniya nauki i tehniki APK. 2016. T. 30, № 10. S. 38–40.
4. Rafal'skiy, S.V., Rafal'skaya O.M., Mel'nikova T.V. Biohimicheskie pokazateli klubney kartofelya v Priamur'e // Kartofel' i ovoschi. 2018. № 6. S. 27–28.
5. Bol'sheshapova N.I., Burlov S.P. Ocenka perspektivnyh gibridov kartofelya dlya usloviy Irkutskoy oblasti // Kartofel' i ovoschi. 2019. № 12. S. 36–38.
6. Sistema zemledeliya Amurskoy oblasti: proizvod.-prakt. sprav. / pod obsch. red. P.V. Tihonchuka. Blagoveschensk: Izd-vo Dal'nevostochnogo GAU, 2016. 570 s.
7. Metodika issledovaniy po kul'ture kartofelya / redkol.: N.A. Andryushina [i dr.]; otv. red. N.S. Bacanov; Otd-nie rastenievodstva i selekcii VASHNIL, Nauch.-issled. in-t kartofel'nogo hoz-va. M., 1967. 263 s.
8. Makarov P.P., Sklyarova I.M., Yashina I.M. Metodicheskie ukazaniya po tehnologii selekcionnogo processa kartofelya. M.: VASHNIL, 2001. 35 s.
9. Bukasov S.M. Metodicheskie ukazaniya po opredeleniyu stolovyh kachestv kartofelya. M.: Izd-vo VIR, 1975. 56 s.
10. Dospehov B.A. Metodika polevogo opyta. M.: Agropromizdat, 1985. 351 s.
11. Zhivotkov L.A., Morozova Z.A., Sekutaeva L.M. Metodika vyyavleniya potencial'noy produktivnosti i adaptivnosti sortov i selekcionnyh form ozimoy pshenicy po pokazatelyu urozhaynost' // Selekciya i semenovodstvo. 1994. № 2. S. 3–7.
12. Zykin V.A., Meshkov V.V., Sapega V.A. Parametry ekologicheskoy plastichnosti sel'skohozyaystvennyh rasteniy, ih raschet i analiz: metod. rekomendacii. Novosibirsk, 1984. 24 s.
13. Rafal'skiy S.V., Rafal'skaya O.M., Mel'nikova T.V. Ocenka ekologicheskoy plastichnosti i stabil'nosti perspektivnyh sortov kartofelya v usloviyah Priamur'ya // Tr. Kubanskogo GAU. 2018. № 3 (72). S. 312–315.
14. Kostina L.I., Fomina V.E., Kosareva O.S. Selekcionnye sorta kartofelya – istochnik skorospelosti, produktivnosti i ustoychivosti k patogenam // Voprosy kartofelevodstva: nauch. tr. M.: Izd-vo VNIIKH; Rossel'hozakademiya, 2006. S. 223–228.
15. Rafal'skiy S.V., Rafal'skaya O.M., Mel'nikova T.V. Biohimicheskie pokazateli klubney kartofelya v Priamur'e // Kartofel' i ovoschi. 2018. № 6. S. 2–28.
16. Serderov V.K., Hanbabaeva T.G., Serderova D.V. Sorta kartofelya dlya pererabotki // Kartofel' i ovoschi. 2020. № 1. S. 24–26.
17. Sergeeva Z.F., Sincova Z.F., Lyskova I.V. Ocenka sortov kartofelya po urozhaynosti i biohimicheskim pokazatelyam v usloviyah Kirovskoy oblasti // Agrarnaya nauka Evro-Severo-Vostoka. 2018. T. 64, № 3. S. 34–38.
18. Bolieva Z.A., Basnev S.S., Kozaeva D.P. Ocenka potemneniya myakoti klubney kartofelya gibridov // Izvestiya Gorskogo universiteta. 2016. T. 53, № 2. S. 27–31.
