Изучение перспективных гибридов картофеля питомников предварительного и основного испытаний в условиях Республики Коми
Конкурентное производство возделывания картофеля базируется на основных принципах и законах, к которым в первую очередь относят используемые сорта с комплексом ценных товарных признаков. Это высокая урожайность и качество продукции.
Рассматривая статистические данные доли зарубежных сертифицированных семян на рынке возделывания картофеля, его переработки и производства картофелепродуктов, можно констатировать отставание современной отечественной селекции от мировых показателей. Процентное отношение сортов иностранной селекции к отечественной составляет 86,7 к 13,3, что не соответствует обеспечению технологического суверенитета в рамках Доктрины продовольственной безопасности Российской Федерации.
Непрерывность селекционной работы и ее совершенствование связаны с разнообразием природно-климатических зон и районов, а также их нестабильностью в границах огромной по площади страны, что накладывает особый подход при создании конкурентных сортов сельскохозяйственных культур. Рост спроса на качественные продукты питания в России и потребность сельхозпроизводителей в отечественных семенах и посадочном материале подчеркивают важность разработки новых сортов сельскохозяйственных культур. При этом ключевыми факторами являются их высокие товарные качества и перспективная урожайность. Проще говоря, нужны новые сорта, которые были бы не только урожайными, но и давали бы продукцию, соответствующую современным требованиям качества (товарной фракционности клубней, резистентности к различным патогенам), чтобы полностью обеспечить возникающий спрос как населения, так и сельхозтоваропроизводителей.
Для выполнения поставленных задач и выведения сортов картофеля, отличающихся от конкурентов по урожайности, высокой иммунной способности к заболеваниям легкими и тяжелыми формами вирусов, бактериями, грибами и различными вредителями, при этом обладая пластичностью и адаптивностью к почвенно-климатическим условиям регионов России, в том числе и Республики Коми и особенно арктических зон страны, научно-исследовательскими институтами проводятся исследования сортообразцов и гибридов на разных стадиях испытаний в сравнении с районированными и рекомендованными для данной зоны сортами, проводятся этапы селекционного процесса — начиная с питомника одноклубневок и заканчивая государственным сортоиспытанием с подачей документов на новый оригинальный сорт.
Рассматривая северные регионы и Арктическую зону России в качестве площадки для развития отрасли картофелеводства, следует отметить ряд ее преимуществ, таких как низкий инфекционный фон, позволяющий минимизировать распространение вирусных заболеваний данной культуры. В сравнении с южными регионами менее представлены разнообразие вредителей — переносчиков болезней картофеля, достаточная влагообеспеченность и многие другие факторы.
Учитывая тот факт, что на рынке возделывания, переработки и производства картофелепродуктов доля семенного материала отечественной селекции составляет только 10%, и принимая во внимание поставленную в том числе и перед учеными-селекционерами задачу по достижению этого показателя до 50% к 2030-му году, вопрос по получению новых, перспективных сортов, способных удовлетворить потребности сельхозтоваропроизводителей не только в Республике Коми, но и в других регионах Арктической зоны, является актуальным и значимым.
Цель исследований — создание новых сортов картофеля путем отбора перспективных селекционных линий и гибридов, адаптивных к изменяющимся почвенно-климатическим условиям северных регионов страны, с отличными показателями по толерантности к различным болезням, высокой урожайностью и достаточно качественными показателями клубней.
Задача исследований — провести всестороннюю оценку по фенологическим и биометрическим параметрам, учету ранней и общей урожайности, химическому составу клубней в условиях Севера.
Материалы и методы исследования
Полевой опыт проводили в 2021–2023 гг. на экспериментальных участках, находящихся в системе шестипольного культурного севооборота, Федерального исследовательского центра «Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук» — структурного подразделения Института агробиотехнологий им. А.В. Журавского по соответствующим методикам.
Схема посадки соответствовала междурядьям 70 см с шагом 30 см, на каждой делянке ручным способом в предварительно сформированные гребни высаживались по 60 клубней на площади 12,6 м2. Для повышения точности и получения математической достоверности полученных результатов питомники закладывались в четырехкратной повторности, общая площадь опыта составила 756 м2. Предшественник — однолетние травы (вика, овес). Агротехника возделывания картофеля общепринятая для Республики Коми, без химических обработок против болезней.
Схема опыта включала в себя изучение 12 комбинаций (семей) гибридов четырех селекционных линий картофеля: Бриз х Крепыш — один гибрид, Ред Скарлетт х Крепыш — два гибрида, Оксания х Гала — пять гибридов, Беллароза х Гала — четыре гибрида. Гибридизация родительских форм выполнена в Федеральном исследовательском центре картофеля им. А.Г. Лорха (п. г. т. Коренево, Московская обл.).
Стандартами выбраны районированные сорта, представленные в Государственном реестре по первому региону допуска: Крепыш (ранний), Рябинушка (среднеранний), Аврора (среднеспелый). Следует отметить, что данные группы спелости выбраны в качестве контроля по результатам первых этапов испытания изучаемых сортообразцов в питомниках первого и второго клубневых поколений (до 2021 г.).
Определение агрохимических свойств почвы и биохимических характеристик клубней проводили в соответствии с методами, используемыми при обследовании земельных участков и выполнении физиолого-биохимического анализа картофеля. Почва экспериментальных полей по зональному типу соответствует дерново-подзолистой, а по классификации механического состава — среднесуглинистой с агрохимическими показателями в среднем за три года: органическое вещество — 7,2%, гумус — 3,5%, кислотность почвы (рНсол.) — 6,0 ед., азот (Nобщ.) — 95,0 мг/кг почвы, подвижные фосфор (Р2О5) и калий (К2О) — 795,5 мг/кг и 201,4 мг/кг почвы соответственно.
Испытание селекционных гибридов и сортов, учет фенологических, биометрических показателей растений, урожайности, динамики ее накопления, определение фракционности, товарности клубней, их качественных параметров, устойчивость к болезням проведены согласно методическим указаниям.
Для характеристики погодных условий проведения исследований в течение вегетационного периода роста и развития картофеля рассчитан ГТК, представленный в таблице 1.
Для статистической оценки и анализа полевых опытов использовали надстройку AgCSTAT для Excel (США), адаптированную под дисперсионный анализ.
Результаты и обсуждение
Закладку гибридов на экспериментальных участках проводили одновременно с сортами-стандартами ежегодно в первых числах июня. Наступление фазы «начало — полные всходы» у большинства изучаемых номеров, учитываемое взошедшими растениями, отмечено в среднем за годы наблюдения к 21-му и до 43-го дня от посадки, лишь у двух гибридов картофеля данный период составил менее трех недель — 2853-100 и 2984-50 (20–21 день), что характеризуется по темпу как хорошее.
В дальнейшем только гибриды 2971-37 и 2984-60 имели бутонизацию растений более 80%, что соответствует наступлению полной рассматриваемой фазы, а у номера 2984-50 лишь половина высаженных растений образовала почки, и по скорости развития гибрид был на уровне сортов-стандартов Рябинушка и Аврора. Особенно сильные различия между вариантами отмечены в прохождении дальнейших фазовых этапов. К 65-му дню от посадки, что в среднем за годы наблюдений соответствовало концу июля, восемь номеров имели либо 80%, либо полное цветение: 2893-21 (Ред Скарлетт х Крепыш), почти все образцы линий Беллароза х Гала — 2984-23, 2984-50, 2984-60, Оксания х Гала — 2971-3, 2971-36, 2971-37, 2971-78. У четырех образцов отмечены начало и середина цветения, что составляло от 10 до 30% от количества высаженных растений на опытных делянках: 2853-100 (Бриз х Крепыш), 2893-20 (Ред Скарлетт х Крепыш), 2971-39 (Оксания х Гала), 2984-17 (Беллароза х Гала). Сорта-стандарты находились в фазе «середина — полное цветение» — 50% Рябинушка, по 100% Крепыш и Аврора.
Одной из задач, проводимой в рамках селекционного исследования, являлось обязательное определение примерных групп спелости изучаемых гибридов картофеля. Для этого на основании методик, представленных в соответствующем разделе выше, 12 образцов проходили сравнение по фазам развития растений с эталонными сортами, районированными в Республике Коми по первой зоне возделывания. Результат классификации представлен в таблице 2, в которой по срокам созревания среднеранние определены в количестве шести образцов, среднеспелые — двух, среднепоздние — четырех. Однако определение данного параметра — это лишь один из множества критериев, используемых в селекционной работе.
Для окончательного выбора перспективных гибридов были проанализированы и другие важные показатели. В частности, оценивались товарные и качественные характеристики клубней, а также устойчивость растений к распространенным в регионе болезням. Предпочтение было отдано среднеранним и среднеспелым гибридам. Выбор был обусловлен стремлением получить новые сорта картофеля, оптимально адаптированные к условиям Республики Коми с учетом особенностей ее климата и почв.
Учет, проведенный на 65-й день от времени посадки и включающий определение параметров ранней урожайности и некоторые биометрические измерения растений картофеля, представлен в таблице 2 и на рисунке 1. Гибрид картофеля 2971-36, имея три основных стебля на одном растении, уступил по данному показателю не только стандартам (4,0–6,0 шт.), но и другим образцам, у которых параметр варьировался от 4 до 7 шт. (НСР05 — 1,0 шт.). Высота надземной части растения картофеля трех гибридов (2984-60, 2971-39, 2984-23) на 1,0–6,0 см превысила эталонный сорт Рябинушка со значением 70,0 см, остальные номера и стандарты находились по данному показателю в пределах от 56,0 до 68,0 см (НСР05 — 6,5 см). Количество основных стеблей, равное 7,0 шт., и их высота в 62,0 см позволили получить максимальную среднюю массу ботвы у образца 2971-37 — 27,6 т/га при значении Sm = 0,79, сопоставимую с результатами сорта Крепыш — 27,4 т/га и 0,68. Остальные номера превосходили или были на уровне стандартов Рябинушка и Аврора, урожайность надземной части растений которых была в пределах от 13,6 до 23,7 т/га.
Три гибрида сформировали 20,0–27,0 шт. клубней под кустом (2971-36, 2971-78, 2984-50), что хотя, с одной стороны, конечно, и повысило раннюю урожайность, варьировавшуюся от 16,7 до 19,9 т/га, но с другой — сильно затянуло по времени период формирования клубней товарной фракции в связи с невыровненностью их в гнезде по размеру, характеризуя тем самым не только сортовую характеристику изучаемых образцов, но и особенности вегетации картофеля, являющегося короткодневной культурой, в условиях северных регионов, в том числе и Республики Коми, обладающей особыми климатическими условиями, в том числе и длинным световым днем.
Таким образом, из всех изучаемых гибридов следует выделить 2971-37, который при девяти клубнях со средней массой в 50,0 г каждый сформировал раннюю урожайность 21,2 т/га, превысив остальные образцы на 1,3–16,9 т/га и стандарты на 2,5–12,6 т/га (НСР05 — 3,1 т/га). Учитывая статистическую урожайность среднеранних сортов картофеля по Республике Коми в 18,0–20,0 т/га, можно сделать вывод о перспективности гибрида для дальнейшего получения сорта, способного уже к 65-му дню сформировать массу клубней, превосходящих средние показатели по региону.
Учет общей урожайности, проведенный на 85-й день от посадки, позволил окончательно выделить перспективные образцы картофеля за счет увеличения количества клубней в кусте и их средней массы. Следует отметить гибриды 2853-100 (13,0 шт., 51,0 г) и 2984-60 (11,0 шт., 65,0 г), набравшие урожайность до 31,6–34,3 т/га (НСР05 — 5,2 т/га), что соответствовало показателям сорта Крепыш (37,0 т/га), но превысило остальные стандарты: сорт Аврора — на 4,0 т/га, сорт Рябинушка — на 18,7 т/га. Данные гибриды можно характеризовать как образцы с высоким фотосинтетическим потенциалом, способные в последние две недели до уборки за счет активного роста клубней и формирования мощного листового аппарата набирать урожайность до 1,2–1,4 т/га в сутки, тогда как у контрольных сортов показатель составил 0,5–1,3 т/га в сутки.
Проведя анализ полученных результатов, следует особенно выделить и образец 2984-23 с товарностью клубней до 99% и их средней массой 63,0 г, но низким значением количества в кусте — 6,0 шт., что не позволило получить высокую урожайность, тем самым уступив стандартам на 9,7–19,1 т/га. Учитывая это и тот факт, что урожайность образцов должна в том числе превышать средние показатели по Республике Коми (20,0 т/га), данный гибрид не может однозначно рекомендоваться для дальнейшей селекционной работы и получения нового сорта продовольственного картофеля для сельскохозяйственной промышленности республики.
Контрольные сорта значительно опережали большинство номеров по товарности, средней массе одного клубня, их количеству в кусте и, как следствие, общей урожайности.
Фитопатологическая оценка гибридов, проведенная в полевых условиях за годы исследований, позволила сделать выводы о высокой устойчивости образцов к грибным и вирусным болезням как по ботве, так и по клубням: фитофтороз (Phytophthora infestans (Mont.) de Bary) — до 8–9 баллов (единичные пятна на отдельных листьях и отсутствие пораженных клубней), ризоктониоз (Rhizoctonia solani Kühn) — до 9 баллов (склероции на клубнях отсутствуют, ботва не поражена), парша обыкновенная (Streptomyces scabies (Thaxter) Waksman et Henrici) — до 9 баллов (отсутствие клубневых язв), альтернариоз (Alternaria solani Sorauer.) — до 8 баллов (единичные пятна на листьях). Вирусные болезни, в том числе и тяжелые формы, не отмечены. Устойчивость к патогенам контрольных сортов в среднем была ниже гибридов: фитофтороз и альтернариоз по ботве — до 7 баллов (относительно высокая, поражено до 25% поверхности листьев), по клубням — до 8 баллов (поражены единичные клубни), парша обыкновенная — до 7 баллов (единичные язвы клубней). Ризоктониоз и вирусные болезни, так же как и у гибридов, не выявлены.
Анализ клубней картофеля селекционных питомников на содержание сухого вещества, крахмала витамина С и нитратов представлен в таблице 3.
По содержанию сухого вещества следует выделить гибриды 2984-50 и 2893-21 (20,2–20,5%), опередившие другие варианты и сорт Крепыш на 0,5–3,9 п. п. соответственно (НСР05 — 1,7%), но уступившие сортам среднеранней и среднеспелой групп на 1,3–4,5 п. п.
Следует отметить высокое крахмалосодержание среднеспелого сорта Аврора (15,7%) в сравнении с изучаемыми образцами, которые по данному показателю уступили стандарту на 2,7–7,3 п. п. и были на уровне двух остальных контрольных сортов (НСР05 — 1,0%). Это можно объяснить влиянием, оказываемым как самим сортом (его особенностью), так и погодными условиями вегетационных периодов годов исследования, особенно в фазу активного накопления крахмала (70–80 дней от посадки) — относительно сухая и солнечная погода. У номеров 2893-21 и 2984-50 отмечено максимально содержание крахмала клубней, которое составило 12,5–13,0%, превысив остальные образцы (8,4–11,9%) на 0,6–4,6 п. п.
высокую витаминную активность гибрида 2893-20 — 27,8 мг%, что на 2,4–10,3 мг% выше значения сортообразцов и на 3,1–6,6 мг% — сортов-стандартов (НСР05 — 1,9 мг%), что связано с биосинтезом витамина С в клубнях в период сухой и ясной погоды, особенно в фазу окончания цветения растений, согласующимся с исследованиями других авторов.
Предельно допустимая концентрация нитратов в клубнях соответствовала нормам, утвержденным в Российской Федерации, и за изучаемый период не превышала значение в 250,0 мг/кг сырых клубней — 19,0–93,0 мг/кг.
Выводы
В результате выполнения селекционной научно-исследовательской работы из представленных 12 образцов гибридов картофеля на основании проведенного химического анализа на качество клубней и ряда основных товарно-потребительских признаков перспективных сортов, адаптированных к почвенно-климатическим условиям Республики Коми, отобраны три номера двух селекционных линий — 2971-3 (Оксания х Гала) и 2984-50, 2984-60 (Беллароза х Гала) с урожайностью 28,1–34,5 т/га, не уступающей и даже превосходящей некоторые значения выбранных районированных стандартов (15,6–37,0 т/га) на 6,9–18,9 т/га.
Сортообразцы характеризуются оптимальной спелостью для возделывания в рассматриваемых агроусловиях — среднеранние и среднеспелые, способны сформировать к концу вегетационного периода порядка 11,0–16,0 шт. клубней со средней их массой в 37,0–65,0 г, при этом имеют относительно высокие химические показатели по сухому веществу (17,5–20,2%) и крахмалу (8,8–13,0%), что считается оптимальным как по количеству, так и по качественному составу клубней для условий северных регионов страны. В дальнейшем номера будут отправлены в питомник размножения гибридов картофеля с целью проведения предварительных и государственных селекционных испытаний.
Об авторах
Алексей Геннадьевич Тулинов, кандидат сельскохозяйственных наук, научный сотрудник
toolalgen@mail.ru https://orcid.org/0000-0002-7184-6113
Институт агробиотехнологий им. А.В. Журавского Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук, ул. Ручейная, 27, Сыктывкар, Республика Коми, 167023, Россия
УДК 631.527:635.21
DOI: 10.32634/0869-8155-2025-395-06-126-132
Просмотров: 155
