Научное обоснование создания сырьевых садов на основе генетического потенциала плодовых культур
| Вид материала | Диссертация |
- Удк (631. 527+631. 531): 635. 34 Научное обоснование и разработка системы методов селекции, 1105.12kb.
- Примерная программа наименование дисциплины селекция садовых культур рекомендуется, 147.79kb.
- Мичуринский Государственный Педагогический институт Кафедра зоологии и экологии Студент, 1031.54kb.
- Целевая программа «Развитие научного потенциала высшей школы (2006-2008 годы)» Мероприятие, 311.58kb.
- «Кабардино-Балкарская государственная сельскохозяйственная академия имени В. М. Кокова», 1231.19kb.
- Азвивающихся стран-поставщиков сырьевых товаров в целях укрепления национального контроля, 230.63kb.
- Автореферат диссертации на соискание учёной степени, 828.49kb.
- Комплекс мероприятий по защите сада от вредителей. Литература, 648.1kb.
- Тема урока: «Растения сада» Цель урока, 69.41kb.
- Проблемы экономической оценки минерально-сырьевого потенциала красноярского края, 19.62kb.
На правах рукописи
ЛЕВГЕРОВА НАДЕЖДА СТАНИСЛАВОВНА
НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ СОЗДАНИЯ СЫРЬЕВЫХ САДОВ НА ОСНОВЕ ГЕНЕТИЧЕСКОГО ПОТЕНЦИАЛА
ПЛОДОВЫХ КУЛЬТУР
Специальность: 06.01.07 – плодоводство, виноградарство
Автореферат диссертации
на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук
Орёл – 2009
Диссертация выполнена в ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт селекции плодовых культур
| Научный консультант: | академик РАСХН, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Евгений Николаевич Седов |
| Официальные оппоненты: | доктор сельскохозяйственных наук, профессор Колесникова Аделина Фроловна доктор сельскохозяйственных наук, профессор Верзилин Александр Васильевич доктор сельскохозяйственных наук Каньшина Маина Владимировна |
| Ведущее предприятие: | Всероссийский НИИ садоводства им.И.В.Мичурина |
Защита диссертации состоится 12 ноября 2009 г. в 14-30 часов на заседании диссертационного совета ДМ 220.052.01 при Орловском государственном аграрном университете по адресу: 302019, г. Орел, ул. Генерала Родина, 69
С диссертацией можно ознакомиться в читальном зале библиотеки ОГАУ (г.Орел, Бульвар Победы, 19)
Автореферат разослан «____» ___________ 2009 г. и опубликован на сайте университета ссылка скрыта
Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные и скрепленные гербовой печатью, просим направлять ученому секретарю диссертационного совета.
| Ученый секретарь диссертационного совета | доктор сельскохозяйственных наук, профессор Степанова Л.П. |
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы исследований. На протяжении последних лет в РФ наблюдается устойчивый рост производства плодоовощных консервов. Однако уровень их потребления в России пока еще в 3 раза ниже, чем в Европе и почти в 10 раз ниже, чем в США (по материалам Интернет).
Стабильный рост производства плодовых и ягодных консервов, прогнозируемый и в будущем, выявил важнейшую проблему – обеспеченность предприятий сырьем, сдерживающую развитие российской консервной отрасли.
Особенно остро стоит вопрос обеспеченности сырьем сокового производства. В настоящее время 80% соков, производимых в России, делается из импортного концентрата, в то время как будущее российской соковой промышленности и российского сокового рынка напрямую связаны с развитием национальной сырьевой базы (Остапец, 2003; Кайшев, Черкасова, 2004; Сизенко, 2004).
Современная сырьевая база плодов и ягод должна основываться на специально созданных сырьевых насаждениях, ориентированных на интенсивные технологии возделывания и заложенные специально подобранными консервными сортами с иммунитетом или высокой устойчивостью к основным вредоносным болезням (Богатырев, 1997; Берестень, 1998; Артюх, Причко, 2001; Верзилин, Трунов, 2004; Пучкин, 2007 и др.), что требует активизации работ в направлении технологического изучения сортов и выделения гибридов с высоким уровнем технологических показателей плодов для возделывания в сырьевых насаждениях. Прежде всего, это касается яблони, ведущей промышленной культуры страны.
Поэтому большой интерес представляет обобщение данных по технологической оценке сортов яблони, вишни, смородине черной и красной, проводимой во Всероссийском НИИ селекции плодовых культур в течение более 40 лет. Для садоводства Центральной России, где указанные культуры исторически возделывались и использовались в качестве сырья, подбор и создание сортов с необходимыми технологическими параметрами для производства продукции, соответствующей как отечественным, так и международным стандартам является важной народнохозяйственной задачей.
Цель и задачи исследований. Целью настоящих исследований являлось: обоснование создания сырьевых садов в Центральной России на основе формирования высокоадаптивного сортимента плодовых культур
В связи с этим требовалось решить следующие задачи:
- провести технологическую оценку новых генотипов яблони, вишни, черной и красной смородины на пригодность к различным видам консервной переработки, в том числе для производства консервов с диетическими свойствами;
- выявить влияние сортовых особенностей плодов и ягод на сохранность биологически активных веществ в продуктах переработки;
- установить зависимость между отдельными химико-технологическими признаками плодов и продуктами их переработки;
- изучить и выделить иммунные или высокоустойчивые к парше сорта и гибриды яблони с высокой пригодностью для сокового производства, перспективные для возделывания в сырьевых садах;
- разработать сортимент плодовых и ягодных культур для возделывания в сырьевых насаждениях Центральной России.
Научная новизна. Впервые проведена комплексная технологическая оценка сортов, элитных и отборных сеянцев яблони, вишни, черной и красной смородины из генофонда ВНИИСПК, дана характеристика технологических показателей плодов, как сырья для переработки, и установлено их соответствие современным технологическим требованиям. Впервые проведено изучение пригодности к переработке большой коллекции иммунных и высокоустойчивых к парше сортов яблони селекции ВНИИСПК и обоснована целесообразность их использования в сырьевых садах. Доказана перспективность использования стевии в переработке плодов и ягод при производстве низкокалорийных фруктовых консервов. Показано, что сохранность БАВ в продуктах переработки из плодов и ягод зависит как от вида переработки, так и от их сортовых особенностей. Наряду с высоким уровнем АК в плодах, важным является способность сортов сохранять высокий процент нативной АК в продуктах переработки. Впервые достоверно установлено отсутствие постоянной прямой зависимости содержания АК в консервах из вишни и красной смородины от ее содержания в сырье и наличие такой зависимости у черной смородины. Впервые объяснено явление увеличения содержания Р-активных веществ в продуктах переработки из яблок, вишни и черной смородины по сравнению с сырьем, обусловленное количественным и качественным набором катехинов и антоцианов в плодах и их изменениями в процессе переработки и хранения консервов в зависимости от сорта. Установлена степень влияния различных химико-технологических показателей плодов на органолептические качества продуктов переработки. Впервые выявлен характер проявления основных технологических признаков плодов для сокового производства в гибридном потомстве.
Практическая значимость исследований. Выделены сорта яблони, вишни, смородины черной и красной с высокой пригодностью к различным видам консервной переработки, в том числе с уменьшенным содержанием сахара и экстрактом стевии в качестве натурального подсластителя, сочетающие высокие вкусовые качества и повышенное содержание биологически активных веществ, пригодные для возделывания в сырьевых насаждениях Центральной России. Проведена комплексная оценка технологических и биохимических качеств иммунных и высокоустойчивых к парше сортов и гибридов яблони для использования в соковом производстве и возделывания в сырьевых садах. Выделены сорта яблони нового поколения с выходом сока на уровне лучших зарубежных сидровых сортов. Установлен характер проявления некоторых технологических показателей плодов для сокового производства в гибридном потомстве яблони с иммунитетом к парше. Предложены научно-практические рекомендации по использованию различных сортов яблони для сокового производства и возделывания в сырьевых. Разработан проект технологических требований к сортам смородины красной, предназначенным для переработки. Совместно с селекционерами созданы и переданы в ГСИ сорт яблони Соковинка и сорт красной смородины Подарок лета.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены на заседаниях ученого совета ВНИИСПК (1994-2009 гг.); научно-теоретической конференции «Научные основы прогрессивных технологий хранения и переработки сельхозпродукции для создания продуктов питания» (Углич, ВНИИМиС, 1995); XV - XX Мичуринских чтениях (Мичуринск, ВНИИГиСПР им. И.В.Мичурина, 1994, 1996, 1997, 1998, 2000, 2002); международных научно-практических конференциях в Орловском государственном техническом университете (Орел, ОрелГТУ, 1999, 2001, 2002); научно-практической конференции «Достижения аграрной науки в решении экономических проблем Центральной России» (Орел, ОрелГАУ, 1999); международной научно-технической конференции «Химия природных соединений. Проблемы XXI века» (Москва, МГУС, 2003); международной конференции «Проблемы экологизации современного садоводства и пути их решения» (Краснодар, КубГАУ, 2004); международных научных конференциях во ВНИИ селекции плодовых культур (Орел, ВНИИСПК, 2005, 2006, 2008); международных конференциях в Мичуринском государственном аграрном университете (Мичуринск, МичГАУ, 2005, 2007); международных научно-практических конференциях (Краснодар, СКЗНИСиВ, 2005, 2006); межрегиональной конференции «Биоразнообразие – от идеи до реализации» (Мичуринск, МГПИ, 2007); научно-практической конференции «Научно-практические достижения и инновационные пути развития производства продукции садоводства для улучшения структуры питания и здоровья человека» (Мичуринск-наукоград, 2008).
Основные положения, выносимые на защиту:
- комплексная технологическая оценка плодов сортов плодовых и ягодных культур, направленная на совершенствование консервного сортимента в условиях Центрального региона России;
- влияние сортовых особенностей плодов и ягод на сохранность биологически активных веществ в продуктах переработки;
- зависимость между некоторыми химико-технологическими показателями плодов и продуктами их переработки;
- технологическая оценка иммунного к парше гибридного фонда яблони на пригодность для сокового производства и возделывания в сырьевых садах;
- разработка адаптивного сортимента плодовых и ягодных культур для возделывания в сырьевых насаждениях Центрального федерального округа.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 62 научные работы, в том числе 9 в рецензируемых изданиях, и раздел в монографии «Биохимическая и технологическая характеристика плодов генофонда яблони».
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на ... страницах машинописного текста. Состоит из введения, ... глав и выводов, содержит ... таблиц, ... рисунков. Список литературы включает ... источников, из них ... на иностранных языках.
Личный вклад автора. Автор непосредственно осуществил большую часть исследований. Часть данных получена во время совместной работы с сотрудниками селекцентра ВНИИСПК.
Автор выражает глубокую признательность академику РАСХН, д. с.-х. н., Е.Н.Седову за большую помощь и содействие в выполнении настоящей работы, благодарит сотрудников селекцентра ВНИИСПК, лаборатории биохимической и технологической оценки новых сортов за оказание помощи в проведении исследований.
Условия, объекты и методика исследований
Работа выполнена во Всероссийском НИИ селекции плодовых культур в период в 1994 - 2008 гг. в соответствии с планом НИР РАСХН по теме: «На основе имеющихся геноресурсов, новых методов и выявленных закономерностей наследования хозяйственно-ценных признаков создать сорта семечковых/косточковых/ягодных культур с заданными свойствами, обеспечивающими высокие показатели продуктивности, экологической адаптивности и ресурсосбережения», номер регистрации во ВНТИЦ 0120.0850729/ 0120.0850732/ 0120.0850727.
Объекты исследования – 105 сортов яблони, 65 сортов и 37 элитных и отборных сеянцев вишни, 63 сорта и 18 отборных сеянцев черной смородины, 36 сортов и 30 отборных сеянцев красной смородины, а также 3286 иммунных и высокоустойчивых к парше сеянцев яблони из 28 гибридных семей, полученных от ступенчатых скрещиваний на пригодность к соковому производству. Однако по характеру вкуса для дальнейшего изучения было оставлено 289 сеянцев, из плодов которых готовили опытные образцы сока (таблица 1).
1. Результаты отбора гибридных сеянцев для последующего изучения технологических показателей сока
| Комбинация скрещивания | Количество гибридов | Отобрано для первичного изучения, шт. | Отобрано для последующего изучения, шт. |
| Антоновка об. х 23-16-64 (814–св. оп.) | 5 | 2 | - |
| 21-45-63 [13-76-55 (Анис пурп. х Несравненное) х 13-62-73 (Антоновка об. х Ренет Фрома золотой){ | 56 | 9 | 1 |
| 21-45-45 (13-76-55 х 13-62-73) х 18-57-30 (JR 0523-1924) | 5 | 2 | - |
| 17-34 (Антоновка об. х Коричное нов.) х 18-49-3 (Коричное пол. х PR12T67) | 94 | 5 | 2 |
| 25-14-140 (Фантазия – св. оп.) х 18-49-17 (Коричное пол. х PR12T67) | 86 | 17 | 6 |
| Бельфлер алт. х 18-53-28 (Скрыжапель х OR18T13) | 4 | 1 | 1 |
| 13-83-88 (Антоновка нов. х Несравненное) х Свежесть | 14 | 1 | 1 |
| 7-1-112 (с. Голден Граймз) х 18-49-109 (Коричное пол. х 1924) | 15 | 1 | - |
| Свежесть х Бельфлер алтайский | 45 | 2 | 1 |
| 16-40-111 (R-12740-7A – св. оп.) х 7-1-112 (с. Голден Граймз) | 313 | 36 | 7 |
| 3-3-72 х 23-12-81 (814 – св. оп.) | 55 | 1 | - |
| Либерти х Гринсливз | 1 | 1 | |
| 814-св. опыление* совм | 913 | 78 | 32 |
| Уэлси х OR38Т17*совм | 372 | 78 | 35 |
| 814 х Мекинтош тетраплоидный | 112 | 22 | 12 |
| SROS23 х Антоновка плоская | 113 | 1 | - |
| Антоновка краснобочка х SRO523*совм | 64 | 11 | 9 |
| Антоновка об. х SRO523* | 201 | 1 | 1 |
| Антоновка об. х OR48Т*совм | 348 | 2 | 1 |
| 814 х OR18Т13* | 61 | 1 | - |
| Мелба х Уважаемая | 147 | 2 | 2 |
| Анис алый х Бакстер | 169 | 7 | 7 |
| Антоновка об. х Мекинтош | 6 | 5 | 4 |
| Антоновка об. х Лобо | 67 | 2 | 2 |
| Кореянка х Антоновка об. | - | - | 1 |
| Уэлси х Антоновка об.*совм | 2 | 1 | 1 |
| Золотое Грайма*совм | - | - | 2 |
| Антоновка новая х Славянка* | - | - | 1 |
| Всего | 3268 | 289 | 129 |
В качестве контроля использованы сорта: Антоновка обыкновенная - при изучении пригодности плодов яблони для компота, джема, сока; Коричное полосатое – при изучении пригодности плодов яблони для варенья; Любская - при изучении пригодности плодов вишни для компота, варенья, сока; Минай Шмырев - при изучении пригодности плодов черной смородины для компота, джема, сока; Голландская красная – при изучении пригодности плодов красной смородины для желе и сока.
Исследования проводились совместно с отделами селекции семечковых, косточковых и ягодных культур в лаборатории биохимической и технологической оценки новых сортов ВНИИСПК.
Селекционные исследования и изучение технологических свойств осуществлялись в соответствии с Программой и методикой селекции плодовых, ягодных и орехоплодных культур (Мичуринск, 1980; Орел, 1995), Программой и методикой сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур (Мичуринск, 1973; Орел, 1999), Комплексной программой по селекции семечковых культур в России на 2001-2020 гг. (Орел, 2001), Методическими указаниями по химико-технологическому сортоиспытанию овощных, плодовых и ягодных культур для консервной промышленности (1993), ГОСТ Р 52184-2003, ГОСТ 7009-88, ГОСТ Р 52817-2007, ГОСТ 7061-88, ГОСТ 816-91, ОСТ 18-54-71.
Для анализа технологических качеств сортов, изучавшихся в 1967-1993 гг., использованы данные, полученные сотрудниками лаборатории биохимической, технологической оценки новых сортов и хранения кандидатом сельскохозяйственных наук З.Ф.Осиповой и доктором сельскохозяйственных наук З.А.Седовой.
Изучение пригодности сортов и иммунных к парше гибридов яблони для сокового производства в 2002-2006 гг. осуществляли совместно с научным сотрудником Е. С. Салиной.
Полученные в ходе исследований данные обрабатывали методами вариационной статистики с помощью программ Microsoft Excel, Matlab.
Результаты исследований
3. Технологическая оценка новых перспективных сортов, отборных и элитных сеянцев яблони, вишни, черной и красной смородины.
Оценка химико-технологических показателей плодов изучавшихся сортов яблони, вишни, смородины черной и красной показала, что среди них практически отсутствуют сорта, полностью соответствующие современным технологическим требованиям (таблица 2).
2. Требования к основным технологическим показателям плодов для консервирования (по: Мегердичев, 2003)
| Показатель | яблоня | вишня | Ч.смород | К. смород* |
| Размер плода | не менее 100 г, плоды однородные по размеру | не менее 18 мм | не менее 0,8 мм | - |
| Содержание, %: РСВ | не менее 14 | не менее 18% | не менее 16 | 10,9 |
| сахаров | не менее 11 | не менее 10% | 8-10 | 7,1 |
| кислот | 0,7-1,0 | 1,2-2,0% | 2,5-3,0 | 2,3 |
| СКИ | 15-25, для сушки – 11-15 | - | 3,0-4,0 | 3,3 |
| Витамина С, мг/100 г | не менее 20- | не менее 15 мг/100 г - | не менее 200 | 49,6 |
| Полифенольных соединений, мг/100 г | не менее 150 | не менее 800 мг/100 г | - | 484,4 |