Хозяйственно-биологические свойства сорто-подвойных комбинаций яблони на краснолистных и зеленолистных клоновых подвоях в питомнике
| Вид материала | Автореферат диссертации |
- Хозяйственно-биологические особенности ремонтных телок костромской, черно-пестрой пород, 310.82kb.
- Вопросы к коллоквиуму по теме: «Лекарственные растения и сырье, содержащие фенольные, 15.75kb.
- Законченные научные разработки по бюджетным программам за 2006-2008 годы, 695.93kb.
- Ф. И. О. студента, 410.07kb.
- Гоу впо «чгпу им. И. Я. Яковлева» Михайлова, 91.51kb.
- Синтез, физико-химические и биологические свойства in vitro продуктов конденсации тобрамицина, 16.19kb.
- Протокол № об итогах первого этапа открытого двухэтапного тендера по закупке строительно-монтажных, 793kb.
- Правила перевозки зерна Регистра допускают его транспортировку без выполнения каких-либо, 34.55kb.
- Министерство образования Республики Беларусь Городское управление образования Гимназия, 188.25kb.
- Программа совещания будет представлена следующими секциями: Секция, 112.34kb.
На правах рукописи
Трутнева Людмила Николаевна
хозяйственно-биологические свойства сорто-подвойных комбинаций яблони на краснолистных и зеленолистных клоновых подвоях в питомнике
Специальность 06.01.05 – селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата сельскохозяйственных наук
Мичуринск – наукоград РФ
2011
Работа выполнена в ФГБОУ ВПО
«Мичуринский государственный аграрный университет».
Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор
Усова Галина Северьяновна
Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор
Сорокопудов Владимир Николаевич
кандидат сельскохозяйственных наук
Акимов Михаил Юрьевич
Ведущая организация: Государственное научное учреждение «Всероссийский научно-исследовательский институт генетики и селекции плодовых растений им. И.В. Мичурина» Россельхозакадемии.
Защита диссертации состоится 10 февраля 2012 года в 13 30 на заседании диссертационного совета Д 220.041.01 при Мичуринском государственном аграрном университете по адресу: 393760, Тамбовская обл., г. Мичуринск, ул. Интернациональная, 101.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО МичГАУ, с авторефератом дополнительно на сайтах Высшей аттестационной комиссии Министерства образования и науки Российской Федерации vak.ed.gov.ru и ФГБОУ ВПО МичГАУ www.mgau.ru.
Автореферат разослан «_____» января 2012 года.
Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные и скрепленные гербовой печатью, просим направлять ученому секретарю диссертационного совета.
Ученый секретарь
диссертационного совета Д 220.041.01
кандидат сельскохозяйственных наук Соломатин Н.М.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Плодовые культуры являются важнейшей частью качественного питания, обеспечивающего здоровье и долголетие человека. Они являются ценными источниками биологически активных веществ, сахаров, кислот, растительных жиров, клетчатки и др. Недостаток их приводит к развитию целого ряда заболеваний, преждевременному старению и сокращению продолжительности жизни (Осипов и др., 2005; Архипова, Крылова, 2006).
Из плодовых яблоня является самой распространенной культурой нашей страны. Она занимает по площади первое место среди других плодовых культур. Выращивают ее более чем в 80 странах мира (Осипов и др.,2005).
При выращивании саженцев яблони большое значение имеет подбор подвоев, т.к. от подвоя во многом зависит состояние и урожайность дерева. От него зависят многие хозяйственно-биологические свойства привитого растения, в частности, зимостойкость, сила роста и др. Но подвои, как и сорта-привои, могут изменяться, о чем говорил и И.В. Мичурин (1948).
Большая часть слаборослых клоновых подвоев, используемых в современном садоводстве, являются краснолистными (антоциансодержащими). Антоцианы защищают растения от ультрафиолетовой радиации (Кернер фон Марилаун, 1903; Гуща, Перковская, Дмитриев, Гродзинский, 2002 и др.), способствуют повышению морозостойкости (Леонченко, Ханина, 1985; Усова, 1997; Хатунцева, 2001 и др.), лучшей окореняемости (Bachelard and Stowe, 1962; Усова, 1990), устойчивости к выпреванию ((Романов, Тарова, Усова, 2007), к некоторым болезням и вредителям (Вавилов, 1919; Дарвин, 1951; Тихвинский, 1989 и др.).
В связи с этим, изучение влияния подвоев, и в частности, антоциансодержащих слаборослых подвоев, на хозяйственно-биологические признаки (морозостойкость, окореняемость, содержание Р-активных веществ и др.) сортов в сорто-подвойных комбинациях имеет и теоретическое, и практическое значение.
Цель и задачи исследований. Цель исследования – выяснение влияния краснолистных и зеленолистных подвоев на хозяйственно-биологические признаки сорта в сорто-подвойных комбинациях и изучение этих подвоев для рекомендации производству и для использования в селекции.
В связи с целью исследований были поставлены следующие задачи:
- изучить фенофазы у сортов в сорто-подвойных комбинаций на краснолистных и зеленолистных клоновых подвоях яблони;
- изучить подготовленность сорто-подвойных комбинаций на краснолистных и зеленолистных клоновых подвоях к зимним условиям (конец вегетации растений, заложение верхушечных почек, вызревание древесины побегов);
- определить содержание антоцианов в листьях, побегах и плодах в сорто-подвойных комбинациях и их влияние на хозяйственно-биологические признаки;
- изучить у сорто-подвойных комбинаций и краснолистных и зеленолистных подвоях:
- морозостойкость;
- жаростойкость и засухоустойчивость;
- устойчивость к выпреванию;
- устойчивость к болезням и вредителям;
- укореняемость краснолистных и зеленолистных подвоев яблони;
- содержание хлорофилла в листьях сортов и подвоев;
- содержание аскорбиновой кислоты в листьях и плодах;
- антиоксидантную активность веществ краснолистных и зеленолистных форм яблони;
- изучить наследование антоциановой окраски у краснолистного подвоя парадизки Будаговского (ПБ) и ее зеленолистного мутанта (ПКЗ) в различных комбинациях скрещиваний;
- определить экономическую эффективность выращивания краснолистных и зеленолистных подвоев.
Новизна исследований.
Впервые изучено влияние антоцианов (у сортов на краснолистных и зеленолистных подвоях) на морозостойкость, засухоустойчивость, жаростойкость, устойчивость к выпреванию, к некоторым болезням и вредителям, на содержание антоцианов, хлорофилла, аскорбиновой кислоты у сортов в сорто-подвойных комбинациях. Впервые изучены антиоксидантные свойства плодов краснолистных и зеленолистных форм яблони.
Практическая значимость. Полученые экспериментальные данные свидетельствуют о большей морозостойкости, засухоустойчивости, жаростойкости, устойчивости к парше, мучнистой росе, зеленой яблонной тле, боярышниковой кружковой моли, выпреванию сортов, привитых на краснолистные подвои. Плоды краснолистных подвоев содержат больше аскорбиновой кислоты и обладают более высокой антиоксидантной активностью по сравнению с зеленолистными. Размножение краснолистных подвоев является более рентабельным.
Положения, выносимые на защиту:
Наличие антоцианов в тканях подвоев способствует повышению качества подвоев. Сорта, привитые на краснолистные подвои, по комплексу признаков и свойств обладают преимуществами перед привитыми на зеленолистные подвои.
Апробация работы. Основные результаты исследований диссертационной работы апробированы и получили положительную оценку на научно-практических конференциях: 1) Всероссийской конференции с элементами научной школы для молодежи «Проведение научных исследований в области сельскохозяйственных наук» (Мичуринск, 2009); 2) Международной научно-практической конференции, посвященной 80-летию со дня рождения доктора с.-х. наук, профессора В.Г. Муханина «Садоводству России – инновационный путь развития» (Мичуринск, 2010); 3) Научно-инновационном конкурсе «У.М.Н.И.К.» в рамках IX международной научно-методической конференции «Интродукция нетрадиционных и редких растений» (Мичуринск, 2010); 4) Международной конференции с элементами научной школы для молодежи «Биологические основы садоводства и овощеводства» (Мичуринск, 2010); 5) XVIII Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов – 2011» (Москва, 2011); 6) Международной научно-практической конференции «Реализация биологического потенциала плодовых и ягодных растений в нестабильных условиях внешней среды» (Москва, 2011); 7) 62-ой Научно-практических конференциях студентов и аспирантов (Мичуринск, 2010); 8) 63-ей Научно-практических конференциях студентов и аспирантов (Мичуринск, 2011); 9) Всероссийском форуме «Роль молодежи в инновационном развитии АПК России» в рамках XIII Российской агропромышленной выставки «Золотая осень – 2011» (Москва, 2011).
Публикация результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 10 печатных работ, из них 3 – в изданиях, рекомендованных ВАК.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 156 страницах машинописного текста, состоит из введения, 4 глав, выводов, рекомендаций производству; содержит 36 таблиц, 39 рисунков и приложения. Список использованной литературы включает 210 источников, в том числе 16 на иностранных языках.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Условия, объекты и методика проведения исследований. Работа выполнялась в 2009-2011 гг. в лабораториях ФГБОУ ВПО «Мичуринского государственного аграрного университета» (МичГАУ), ГНУ «Всероссийского научно-исследовательского института генетики и селекции плодовых растений им. И.В.Мичурина» (ВНИИГиСПР), МУ «Дирекции по реализации программы развития г. Мичуринска как Наукограда РФ». Полевые опыты заложены в учхозе-племзаводе "Комсомолец" МичГАУ, расположенном на территории Мичуринского района Тамбовской области.
Объектами исследования служили краснолистные клоновые подвои яблони парадизка Будаговского, 62-396, 60-160, 54-118, 67-5(32), 88-3-32А, 3-12-37 кафедры плодоводства Мичуринского государственного аграрного университета, зеленолистные подвои (мутантная форма парадизки Будаговского и слаборослого клонового подвоя 62-396, подвои 71-7-22, 85-11-9), сорта, привитые на эти подвои: Антоновка обыкновенная, Мелба, Коричное полосатое, Китайка золотая ранняя, Уэлси.
При изучении наследования антоциановой окраски у краснолистной парадизки Будаговского (ПБ) и ее зеленолистного мутанта (ПКЗ) проводили прямые и реципрокные скрещивания этих подвоев с зеленолистными сортами Синап орловский, Пепин шафранный, Лобо, Жигулевское, Китайка золотая ранняя, с краснолистными видами яблони: яблоней Недзвецкого (Malus Niedzwetzkyana Dieck.) и яблоней пурпурной (Malus purpurea Rehd.). У проростков, полученные из семян, изучали локализацию антоцианов в верхушечной почечке, семядолях, гипокотиле и на поперечном разрезе через гипокотиль (в эпидерме, первичной коре, центральном осевом цилиндре).
Исследования проводили по общепринятым методикам, изложенным в "Программе и методике сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур" (Мичуринск, 1973; Орел, 1999). Зимостойкость изучали по методикам К.В. Станкевич, В.К. Меньшикова, (1972); Е.И. Барской, (1967); П.А. Генкель, Е.З. Окниной, (1964). Морозостойкость побегов изучали методом искусственного промораживания (Тюрина, Гоголева, 1978; Кичина, 1999). Засухоустойчивость изучали по М.Д. Кушниренко, Г.К. Курчатовой, Е.В. Крюковой (1975), Э.А. Гончаровой (1988), жаростойкость определяли по С.И. Лебедеву (1988) и по «Программе и методике сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур» (1999), устойчивость к выпреванию оценивали по методике В.М. Бурдасова (1983), способность к вегетативному размножению изучали по М.Г. Тарасенко (1984) и В.И. Будаговскому (1976). Поражаемость паршой, мучнистой росой и повреждаемость зеленой яблонной тлей и боярышниковой кружковой молью учитывали по методикам М.И. Дементьевой (1985), В.П. Васильева (1989). Содержание антоцианов в листьях и стеблях определяли по методике М.А. Соловьёвой (1982), в плодах – по методике В.П. Сорокопудова и Т.А. Кукушкиной (2003), локализацию антоцианов в листьях, однолетних побегах и плодах – по методике Г.С. Усовой (1997). Изучение антиоксидантной активности проводилось в лаборатории биотехнологии Мичуринска-наукограда РФ по методике А.Я. Яшина и Я.И. Яшина (2004, 2005), содержание хлорофилла в листьях по методике Т.В. Годнева (Вальтер, Пиневич, Варасова, 1957). Содержание аскорбиновой кислоты в листьях и плодах определяли йодометрическим методом (Ермаков, 1952). При определении жизнеспособности пыльцы использовали метод влажной камеры Ван-Тигема, Д.А. Транковского в 15 % и 18 % растворах сахарозы (Татаринцев, 1981; Паушева, 1988). Статистическую обработку результатов исследований проводили методами дисперсионного и корреляционного анализа (Перфильев, 1980; Доспехов, 1985).
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Фенологические фазы развития краснолистных и зеленолистных подвоев и сортов, привитых на них
При изучении фенологических фаз развития было установлено, что у краснолистных подвоев и сорто-подвойных комбинаций на них раньше начинается и заканчивается рост. У краснолистной парадизки Будаговского отмечено более раннее цветение по сравнению с зеленолистным мутантом ПКЗ. Листопад раньше начинался и заканчивался у краснолистных форм.
В 2009 году было установлено, что у сорто-подвойной комбинации Мелба/ПКЗ до конца июня отмечен более интенсивный рост, чем у Мелбы на ПБ (Мельба/ПБ – 16,7 см, Мельба/ПКЗ – 17,5 см), с начала июня средний прирост у Мелбы на ПБ составил 11,0 см, у Мелбы на ПКЗ – 10,0 см. До середины июня у сорто-подвойной комбинации Коричное/ПКЗ рост был более интенсивным (Коричное/ПБ – 10,7 см, Коричное/ПКЗ – 16,5 см), с середины июня большим приростом отличалось Коричное/ПБ (Коричное/ПБ – 34,1 см, Коричное/ПКЗ – 26,8 см). Рост у краснолистного подвоя парадизка Будаговского (ПБ) был интенсивнее, чем его мутантного клона ПКЗ.
При изучении динамики прироста в 2010 году в первой половине вегетации отмечено более интенсивное развитие сортов на зеленолистных подвоях. Затем наблюдалось ослабление роста. С 3 декады мая более интенсивный рост отмечен у Коричного на ПБ. У Мелбы на зеленолистном подвое 71-7-22 в первой половине вегетации отмечен более интенсивный рост, чем у того же сорта на краснолистном подвое 60-160. Начиная со второй декады июня более длинный прирост отмечен у Мелбы на краснолистном подвое 60-160.
В 2010 г. более сильный прирост отмечен у краснолистной парадизки Будаговского по сравнению с ПКЗ.
В 2011 году до первой декады июня интенсивнее росли сорта на зеленолистных подвоях, со второй декады июня – краснолистные. Краснолистный подвой парадизка Будаговского и его зеленолистный мутант до первой декады июня не отличались по интенсивности роста, со второй декады более интенсивный рост отмечен у мутантной формы (ПКЗ).
Количественное содержание и локализация антоцианов в листьях и побегах сортов и подвоев в сорто-подвойных комбинациях на краснолистных и зеленолистных подвоях
В результате исследований выявлено более высокое содержание антоцианов у сортов, привитых на краснолистные подвои. В течение вегетации наблюдается увеличение его количества в листьях, побегах и плодах. В 2009 году в комбинации Коричное полосатое на ПБ сорт Коричное полосатое в июле содержал 3,3 мл/см∙г антоцианов, в августе – 10,3 мл/см∙г, в сентябре – 7,5 мл/см∙г. У сорта Коричное полосатое на ПКЗ содержание было равно в июле 2,5 мл/см∙г, в августе – 9,8 мл/см∙г, в сентябре – 5,3 мл/см∙г. Краснолистные подвои содержат в июле 3,5-5,3 мл/см∙г, в августе 5,5-7,0 мл/см∙г, в сентябре 6,5-8,8 мл/см∙г.
В 2010 году Антоновка обыкновенная на краснолистном подвое ПБ в июле содержала в листьях 7,5 мл/см∙г антоцианов, в августе – 4,5 мл/см∙г, в сентябре – 8,5 мл/см∙г. Антоновка обыкновенная на зеленолистном подвое ПКЗ имела в июле 6,3 мл/см∙г, в августе – 1,8 мл/см∙г и в сентябре – 3,3 мл/см∙г антоцианов в листьях. У сорта Коричное на подвое ПБ в июле было 9,0 мл/см∙г антоцианов в побегах, в августе – 4,5 мл/см∙г, в сентябре – 7,5 мл/см∙г. У того же сорта на подвое ПКЗ количество антоцианов в июле равнялось 8,0 мл/см∙г, в августе – 12,0 мл/см∙г, в сентябре – 6,8 мл/см∙г.
В 2011 году по содержанию антоцианов в листьях и побегах яблони отмечена такая же закономерность.
В листьях краснолистной формы черемухи в июле содержалось 70,0 мл/см∙г антоцианов, в августе – 56,0 мл/см∙г, в листьях зеленолистной формы – 11,3 и 13,3 мл/см∙г, соответственно. В побегах черемухи в июле и августе количество пигментов было равным, соответственно, 3,5 и 4,3 мл/см∙г у краснолистной формы, 2,7 и 2,5 мл/см∙г у зеленолистной.
Изучение локализации антоцианов в стеблях, листьях и плодах краснолистных и зеленолистных форм растений проводили в течение 3 лет в 2009-2011 гг. Краснолистные и зеленолистные формы отличались по локализации антоцианов в тканях листьев и побегов. В листьях зеленолистных подвоев антоцианы присутствуют, в основном, в колленхиме, паренхиме и флоэме черешка листа в отличие от краснолистных подвоев, у которых эти пигменты находятся почти во всех тканях. В стеблях краснолистных растений ПБ, 60-160, 62-396, 54-118 антоцианы содержатся во всех тканях за исключением твердого луба и вторичной ксилемы. Наибольшее количество клеток с антоцианами присутствует в колленхиме. В стеблях зеленолистных подвоев ПКЗ, 71-7-22, 62-396 (зел.) антоцианы присутствуют в перидерме и колленхиме первичной коры. В плодах исследуемых краснолистных форм (парадизка Будаговского, 60-160, 54-118, 67-5(32), 88-3-32, 3-12-37, яблоня пурпурная и яблоня Недзведцкого) антоцианы содержатся в кожице, «мякоти», проводящих пучках и мезокарпии («сердечке»). Зеленолистные формы ПКЗ и 85-11-9 содержат пигменты только в эпидерме.
Подготовка растений к зиме
По заложению верхушечной почки, наличию вторичного роста и по вызреванию древесины можно судить о подготовке растений к зиме. Раньше подготавливаются к зиме краснолистные подвои и сорта на них. Заложение верхушечной почки и вызревание древесины быстрее происходит у краснолистных подвоев и сортов, привитых на них.
Сорта на краснолистном подвое начинают и заканчивают вегетацию раньше сортов на зеленолистном подвое. Так, в сорто-подвойной комбинации Антоновка/ПБ начало вегетации отмечено 29 апреля и конец вегетации – 1 октября, начало роста у Антоновки/ПКЗ 1 мая и окончание – 6 октября. Та же закономерность прослеживается у краснолистных и зеленолистных подвоев.
О зимостойкости растений можно судить по степени вызревания древесины побегов. По всем вариантам средняя и нижняя части побегов вызревали одинаково. Только в верхней части наблюдались различия. В основном, наблюдалось лучшее вызревание древесины у сортов, привитых на краснолистные подвои и у самих краснолистных подвоев (табл. 1). Так, у сорта Коричное полосатое на краснолистном подвое парадизка Будаговского (при использовании флороглюциновой реакции) отмечено вызревание побегов на 3,2 балла, а у того же сорта на зеленолистной вариации парадизки Будаговского ПКЗ – на 3,0 балла. При использовании перманганатной реакции у Антоновки обыкновенной на краснолистном подвое ПБ древесина вызревала на 2,3 балла, а на ПКЗ – на 1,7 балла.
У краснолистных подвоев отмечено лучшее вызревание древесины побегов, чем у зеленолистных. У краснолистного подвоя 62-396 вызревание оценивалось на 2,0 балла (при флороглюциновой реакции) и на 2,7 балла (при перманганатной реакции). У зеленолистного мутанта краснолистного подвоя 62-396 степень вызревания древесины, соответственно, 1,3 и 0,8 балла. Аналогичные данные получены в 2011 году.
Таблица 1 – Вызревание древесины в верхней части стебля у краснолистных и зеленолистных подвоев и привитых на них сортов, 2010-2011 гг
| Форма | Флороглюциновая реакция (балл) | Перманганатная реакция (балл) | ||
| 2010 | 2011 | 2010 | 2011 | |
| Мелба/ПБ | 3,7 | 1,5 | 3,3 | 2,0 |
| Мелба/ПКЗ | 0,5 | 1,2 | 0,5 | 1,5 |
| Антоновка/ПБ | 2,3 | 3,7 | 2,3 | 3,7 |
| Антоновка/ПКЗ | 2,0 | 1,8 | 1,7 | 2,7 |
| Коричное/ПБ | 3,2 | 1,8 | 3,7 | 2,0 |
| Коричное/ПКЗ | 3,0 | 1,5 | 3,3 | 2,0 |
| ПБ | 0,5 | 1,0 | 1,2 | 0,8 |
| ПКЗ | 0,7 | 0,7 | 0,5 | 0,7 |
| 60-160 | 2,7 | 0,8 | 1,3 | 0,8 |
| 71-7-22 | 2,7 | 0,7 | 1,0 | 0,8 |
| 62-396кр | 2,0 | 0,8 | 2,7 | 1,0 |
| 62-396зел | 1,3 | 0,5 | 0,8 | 0,7 |