На правах рукописи

ГУРКИНА МАРИЯ ВЛАДИСЛАВОВНА

ОЦЕНКА КОЛЛЕКЦИОННЫХ ОБРАЗЦОВ ОВОЩНОЙ ФАСОЛИ И ВЫДЕЛЕНИЕ ИСТОЧНИКОВ ЦЕННЫХ ПРИЗНАКОВ ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ В АРИДНОЙ ЗОНЕ НИЖНЕГО ПОВОЛЖЬЯ

06.01.05 Ц Селекция и семеноводство

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата сельскохозяйственных наук

Астрахань - 2009

Работа выполнена в ГНУ Астраханская опытная станция ГН - Всероссийский научно-исследовательский институт растениеводства им. Н.И. Вавилова РАСХН, ГНУ ВНИИ орошаемого овощеводства и бахчеводства, Астраханском государственном университете.

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Коринец Валентин Васильевич

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор, заслуженный деятель науки

Авдеев Юрий Иванович

доктор сельскохозяйственных наук,

профессор

Осипова Галина Степановна

Ведущая организация: Крымская опытно-селекционная станция

Защита диссертации состоится л 2009 г., в часов на заседании диссертационного совета Д 212.009.09 при Астраханском государственном университете по адресу: 414000, г. Астрахань, пл. Шаумяна 1, Естественный институт АГУ

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Естественного института Астраханского государственного университета по адресу: 414000, г. Астрахань, пл. Шаумяна, 1 и на сайте www.aspu.ru

Автореферат разослан л 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Зимина Ж.А.

Глава I ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Фасоль обыкновенная (Phaseolus vulgaris L.), как овощная культура, приобрела широкую известность на всех континентах земного шара. Молодые бобы с недозрелыми семенами, лопатки, обладают высокими вкусовыми качествами, богаты белками, витаминами А, В, С, сахарами, солями железа и кальция и отличаются высокой питательностью. Ценные пищевые качества в сочетании с возможностью разнообразной кулинарной обработки объясняют постоянно возрастающий интерес к этой культуре. Несмотря на свои достоинства, в России фасоль, как овощное растение, не является традиционной культурой. Имеется целый ряд объективных факторов, которые в значительной степени сдерживают ее распространение. Прежде всего, это отсутствие сортов, адаптированных к конкретным почвенно-климатическим условиям, незначительные объемы производства семян и несовершенство агротехники вследствие недостаточной изученности биологии и морфологии этой культуры. Необходимы сорта, пригодные для возделывания в разных экологических зонах, что будет способствовать расширению ареала. В связи с этим весьма актуальным является комплексное изучение коллекции овощной фасоли и выделение источников хозяйственно-ценных признаков с целью создания сортов, что определило цели и задачи наших исследований.

Цель и задачи исследования. Цель диссертационной работы - комплексная оценка сортообразцов фасоли овощного направления и выделение ценного исходного материала для селекции в условиях аридной зоны Нижнего Поволжья.

Для решения этой цели были поставлены следующие задачи:

1. провести комплексную оценку образцов овощной фасоли по признакам: продолжительность вегетационного периода; продуктивность растений; пригодность к механизированной уборке;

устойчивость к болезням; качество и химический состав бобов;

2. изучить характер фенотипической изменчивости и корреляции основных селекционных признаков;
3. выявить источники по отдельным и комплексу хозяйственно-ценных признаков;
4. определить критерии оценки эффективности сортов овощной фасоли.

Научная новизна исследований. Впервые в орошаемых условиях Нижнего Поволжья проведена оценка коллекционных образцов к абиотическим и биотическим факторам среды. В результате изучения генетического разнообразия выделены ценные генотипы фасоли овощной по ряду селекционных признаков: скороспелости, дружности созревания, высокой продуктивности, стабильности урожая, пригодности к механизированному возделыванию, высоких товарных и технологических качеств, устойчивости к болезням. Выявлены корреляционные зависимости продуктивности овощной фасоли с основными хозяйственно ценными признаками и обозначены связи, знание которых может привести к ускорению селекционного процесса. Предложен метод оценки эффективности сортов овощной фасоли по комплексу основных показателей.

Практическая значимость. Для селекционной работы выделены и рекомендованы источники ценных признаков овощной фасоли, наиболее перспективные и адаптированные к местным условиям с целью создания сортов овощной фасоли, пригодных для возделывания в условиях Астраханской области.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы и

результаты исследований докладывались на научно-практической конференции молодых ученых и аспирантов Опыт, проблемы, перспективы функционирования агропромышленного комплекса 2006 года, Астрахань; на заседаниях методического и ученого советов кафедры Агрономия АГУ и ГНУ ВНИИОБ в 2006-2008 гг.; на отчетных сессиях ВНИИР им. Н.И. Вавилова в 2005-2008 гг. а также изложены в научных статьях.

По результатам научных исследованний, изложенных в диссертации, опубликовано 8 статей, из них 3 в рецензированных журналах ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, выводов, практических рекомендаций. Список использованной литературы включает 155 наименований, в том числе 14 на иностранном языке. Работа изложена на 158 страницах компьютерного текста, содержит 17 таблиц в тексте и 19 в приложениях, 8 рисунков, 9 приложений.

Основные положения, выносимые на защиту:

- оценка коллекционных образцов фасоли овощной и выделение источников ценных признаков;

- изменчивость и сопряженность признаков растений фасоли и связь их с продуктивностью;

- критерии оценки эффективности сорта при селекции овощной фасоли.

Глава II УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Основные исследования проводились непосредственно автором в 2005-2008 гг. на полях Астраханской опытной станции Всероссийского научно-исследовательского института им. Н.И. Вавилова, расположенной в Камызякском районе Астраханской области. В качестве исходного материала для оценки хозяйственно-ценных признаков овощной фасоли был использован коллекционный генофонд, полученный из Всероссийского НИИ растениеводства им. Н.И. Вавилова. Всего в изучении находилось 150 образцов фасоли овощного использования из разных стран мира. После предварительной оценки в 2005 году, для дальнейшего расширенного изучения в 2006-2008 гг. отобрано 43 образца. В качестве стандарта использовали районированный сорт Сакса без волокна 615 (к-1198).

Комплексную оценку образцов проводили в течение трех лет в трехкратной повторности согласно Методическим указаниям по изучению мировой коллекции фасоли (1987) и Методическим указаниям по изучению коллекции зерновых бобовых культур (1975). Для описания признаков использовали Международный классификатор СЭВ культурных видов рода Phaseolus L.. При описании количественных признаков использовали средние абсолютные значения, полученные в результате анализа пробных выборок.

Посев проводился вручную сухими семенами в I декаде мая по схеме 140х8-10 см. Общая площадь делянки составляла 8,4 м2, по 50 шт. семян в каждом варианте, расположение делянок - систематическое.

Почвы опытного участка аллювиально-луговые, средне-суглинистые, средне и слабозасоленные, преимущественно сульфатно-хлоридного типа, среднеобеспеченные азотом и калием.

Предшественник - рис. Первый полив дождеванием нормой 250 м3 /га проводили через 10 дней после появления всходов, последующие - по мере необходимости, но не реже, чем через 15 дней. Всего за вегетационный период проведено 7-8 поливов дождевальным агрегатом ДДА-100М нормой 350-400 м3 /га. По мере отрастания сорняков на участке в течение вегетации проводили 3 междурядные обработки культиватором КРН-4,2 и 5-6 прополок в рядах. В течении вегетации проводили 2 - кратную химическую обработку от сосущих вредителей (тля, трипсы, паутинный клещ) препаратами Би-58, Талстар.

Анализы биохимических показателей бобов проводились лабораторией химических анализов ГНУ ВНИИОБ и в испытательной лаборатории ФГУ Государственного центра агрохимической службы Астраханский по общепринятым методикам. Технологическую оценку сортообразцов фасоли проводили путем консервирования бобов. Вкусовые качества переработанных бобов оценивали органолептическим методом по пятибалльной шкале.

Все экспериментальные данные обработаны по Б.А. Доспехову (1986) с помонщью компьютерной программы Мiсгоsoft Ехсеl 7.0.

Глава III ОЦЕНКА КОЛЛЕКЦИОННЫХ ОБРАЗЦОВ ОВОЩНОЙ ФАСОЛИ ПО ОТДЕЛЬНЫМ ХОЗЯЙСТВЕННО-ЦЕННЫМ ПРИЗНАКАМ

Источником исходного материала были образцы фасоли обыкновенной, полученные из коллекции ВНИИР им. Н.И. Вавилова. Всего было изучено более 150 коллекционных образцов из стран Европы, Америки, Австралии, а также СНГ и России, для более подробного изучения в течение 3-х лет отобрано 43 образца.

3.1 Продолжительность вегетационного периода образцов фасоли

В южных регионах России климатические условия позволяют выращивать фасоль с различным периодом созревания, от ранних до поздних, однако при выборе раннеспелого сорта предоставляется возможность ухода от засухи, а также экономии поливной воды вследствие более быстрого формирования урожая. В наших опытах вегетационный период образцов фасоли варьировал в диапазоне 10-15 дней.

В результате оценки образцы фасоли разделены в соответствии с климатическими условиями на четыре группы спелости (по созреванию семян): 1) раннеспелые - вегетационный период до 70 дней - 7 образцов;

2) среднеранние - вегетационный период 70-75 дней - 14образцов; 3) среднеспелые - вегетационный период 76-79 дней - 15 образцов; 4) позднеспелые - вегетационный период 80-83 дня - 7 образцов.

Период до технической спелости бобов фасоли у раннеспелых образцов составил 47-49 дней, у среднеранних - 50-53 дня, у среднеспелых - 54-57 дней, у позднеспелых - 58-66 дней. Продолжительность межфазных периодов имеет значение для общей адаптивности сорта и при подборе пар для гибридизации, так как у сортов с одинаковым вегетационным периодом межфазные периоды могут быть различные. Межфазный период всходы-цветение у раннеспелых образцов составил в среднем 26-28 дней, у среднеранних - 29-32 дня, у среднеспелых - 33-36, у позднеспелых - 34-39 дней; период цветение - техническая спелость у раннеспелых и среднеранних - 16-21 день, у средне- и позднеспелых - 20-24 дня; период цветение-созревание семян - у раннеспелых и среднеранних - 38-42 дня, у средне- и позднеспелых - 42-46 дней.

Нами установлено, что продолжительность вегетационного периода овощной фасоли в большей степени зависит от периода всходы-техническая спелость (r=0,94) и всходы-цветение (r=0,69). Также выявлена достоверная корреляционная связь периода цветение-техническая спелость и цветение-созревание семян (r=0,83).

В результате изучения продолжительности вегетационного периода выделены 9 раннеспелых образцов, cозревающих раньше стандарта на 2-7 дней: Ольга, Зиронька, Ребус, Laura, Bona, Dorina, Code 128, Ema, PI 164093.

В целях создания сортов, создающих конвейер по переработке бобов фасоли выделены источники, различные по длине вегетационного и межфазных периодов, сочетающих высокую продуктивность и качество бобов: раннеспелые - Вопа, Ema; среднеранние - Ксеня, Laura, Sonesta, Code 128, Temos, WL - 14; среднеспелые - Oregon Trail, Norbonne, Fanaknos, Utopia, Blue-Lake 206, Asgrow 283; позднеспелые - Nomad, Nanna, Niagara 777. Также в коллекции отмечены 6 образцов фасоли овощной с коротким периодом отдачи урожая, которые рекомендуются в качестве источников для создания сортов одноразовой машинной уборки: Dоrina, Ребус, Broth-Bone, PI 164093, Ema.

3.2 Компоненты продуктивности образцов фасоли

Для повышения эффективности селекции на урожайность необходимо выявить взаимосвязь продуктивности с различными ее элементами и определить главные из них, по которым можно проводить отбор на продуктивность в конкретной почвенно-климатической зоне. В наших исследованиях для оценки продуктивности образцов фасоли овощной были изучены следующие показатели: 1) количество технически спелых бобов за 2 сбора; 2) масса бобов за период уборки; 3) средняя масса одного боба; 4) число семян в бобе; 5) выход товарных бобов; 6) масса семян с растения; 7) масса 1000 семян.

По признаку количество технически спелых бобов на растении среднее значение по всей коллекции составило 31, 3 и варьировало в диапазоне от 12,7 до 60 (коэффициент вариации СV = 28,4%). По данному признаку все изученные образцы могут быть объединены в пять групп: 1 группа - число бобов меньше 20 (2 образца); 2 группа - число бобов от 20 до 30 (17 образцов); 3 группа - число бобов от 30 до 35 (13 образцов); 4 группа - число бобов от 35 до 40 (7 образцов); 5 группа - число бобов больше 40 (4 образца). Для дальнейшей селекционной работы в коллекции выделены источники высокого числа бобов на растении в различных группах спелости: Вопа (раннеспелый); Tеmоs (среднеранний); Asgrow 283 (среднеспелый); Niagara 777 (позднеспелый), а также высокопродуктивные образцы, стабильные по этому признаку: Нина 318, Fanaknos.

Признак масса бобов за период уборки - сильно изменчивый (СV = 35,0%), варьировал от 51 г до 340 г и в среднем по коллекции составил 152 г бобов с растения. В результате исследований изученные образцы предлагается разделить на четыре группы продуктивности: низкая (меньше 100 г) - 5 образцов; средняя (100-150 г) - 15 образцов; высокая (150-200 г) - 16 образцов;

очень высокая (больше 200 г) - 7 образцов. Для дальнейшего использования в селекционной работе выделены источники высокой продуктивности растения, образцы: Fanaknos, Asgrow 283, Utopia, Niagara 777, Вопа, Ксеня, Tеmоs; стабильной продуктивности бобов, наиболее адаптированных к местным условиям, образцы: Oregon Trail, WL- 14, Нина 318, Code-128.