Особенности компонентов зимостойкости у новых сортов яблони
На правах рукописи
ДАНИЛОВА
Анна Александровна
ОСОБЕННОСТИ КОМПОНЕНТОВ ЗИМОСТОЙКОСТИ
У НОВЫХ СОРТОВ ЯБЛОНИ
Специальность: 06.01.05 – селекция и семеноводство
сельскохозяйственных растений
автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата сельскохозяйственных наук
Москва – 2011
Работа выполнена в Государственном научном учреждении Всероссийский селекционно-технологический институт садоводства и питомниководства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВСТИСП Россельхозакадемии)
Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор
Кичина Виктор Валерьянович
Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук
Пономаренко Владимир Васильевич
ГНУ ГНЦ РФ Всероссийский научно-исследовательский институт растениеводства
им. Н.И. Вавилова
кандидат сельскохозяйственных наук
Ожерельева Зоя Евгеньевна
ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт селекции плодовых культур Российской академии сельскохозяйственных наук
Ведущая организация: ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт генетики и селекции плодовых растений им. И.В. Мичурина Российской академии сельскохозяйственных наук
Защита диссертации состоится «15» февраля 2011 года в 15 00 на заседании диссертационного совета Д 006.035.01 в Государственном научном учреждении Всероссийский селекционно-технологический институт садоводства и питомниководства Российской академии сельскохозяйственных наук по адресу: 115598, Москва, ул. Загорьевская, 4, конференц-зал, факс 8 (495) 329 31 66
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного научного учреждения Всероссийский селекционно-технологический институт садоводства и питомниководства Россельхозакадемии, с авторефератом – на официальном сайте ГНУ ВСТИСП Россельхозакадемии http://vstisp.org
Автореферат разослан «14» января 2011 г.
Отзывы на автореферат в 2-х экземплярах, заверенные и скрепленные гербовой печатью, просим направлять ученому секретарю диссертационного совета.
Учёный секретарь диссертационного совета
кандидат сельскохозяйственных наук Л.А. Марченко
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность исследований. Одно из ведущих мест среди плодовых культур в России, принадлежит яблоне, занимающей более 70 % всех площадей плодовых культур (www.fao.org).
Основными факторами, лимитирующими проявление высокой и стабильной продуктивности в условиях Центрального региона России является зимостойкость. Поскольку именно мороз в суровые зимы провоцирует гибель деревьев яблони, которая может достигать 30 % и более (Седов Е.Н., 1973; Туманов И.И., 1979; Гоголева Г.А., Дурманов Д.И., 1962 и др.).
Для промышленного возделывания необходимы высокозимостойкие сорта, сочетающие все факторы устойчивости к неблагоприятным условиям зимнего периода (Тюрина М.М., 1981, Кичина В.В., 1986). Однако, каждый конкретный фактор устойчивости имеет свою биологию, которая в свою очередь варьирует в пределах одного вида в разных генотипах.
Сведения о характере устойчивости, сроках и продолжительности устойчивости к морозам в течение всего периода зимы весьма важны как для практического использования в производственных насаждениях, так и для теории селекции в целом.
Цель исследований – изучить компоненты зимостойкости новых сортов яблони и выделить перспективные для селекции и производства в условиях Подмосковья.
Задачи исследований:
- Установить период достижения уровня морозоустойчивости по I компоненту у новых сортов яблони.
- Изучить изменение величины устойчивости по II и IV компонентам зимостойкости у новых сортов яблони в течение зимы и выявить характер уровня зимостойкости при повторной закалке.
- Установить влияние глубины и продолжительности оттепели в начале, середине и в конце зимы на признак устойчивости к морозу -25 °С у новых сортов яблони (III компонент).
- Определить экономическую эффективность возделывания новых зимостойких сортов яблони в условиях Подмосковья.
Научная новизна. Дана комплексная оценка устойчивости 10 новых сортов яблони селекции ГНУ ВСТИСП Россельхозакадемии к повреждающим факторам зимнего периода в условиях Подмосковья. Выявлен потенциал устойчивости по компонентам в течение зимы в лабораторных условиях методом искусственного промораживания: устойчивость по II компоненту зимостойкости (-40 С) с декабря по март; устойчивость к возвратному морозу -34 С, и -37 С (IV компонент) в течение всей зимы; способность сохранять устойчивость к морозу -25 С после оттепелей разной продолжительности и глубины (III компонент).
Разработана шкала устойчивости органов и тканей яблони после искусственного промораживания к основным повреждающим факторам зимнего периода и дана градация в соответствии со степенью повреждения.
Выделены сорта, обладающие высоким уровнем устойчивости к морозу и способные сохранять его в течение зимы, а также восстанавливать этот уровень после оттепелей и возвратного мороза, пригодные для промышленного использования и селекции.
Показана экономическая эффективность выращивания зимостойких сортов яблони в условиях Подмосковья.
Практическая значимость. На основе комплексного изучения выделены высокозимостойкие сорта Васюган и Аркадик, которые могут быть использованы для промышленного испытания в условиях Центрального региона России, а также как источники высокой зимостойкости и продуктивности в селекционных программах.
Основные положения, выносимые на защиту:
- сортовая реакция яблони на низкие отрицательные температуры зимнего периода в Московской области;
- потенциал устойчивости 10 сортов яблони обычного и колонновидного типа по основным компонентам зимостойкости в течение зимнего периода.
Предметом научных исследований является поиск и установление уровня зимостойкости для новых сортов яблони к низким критическим температурам в условиях Подмосковья.
Апробация работы. Материалы исследований доложены на заседаниях отдела селекции, генетики и сортоизучения плодовых и ягодных культур, Ученого совета ГНУ ВСТИСП Россельхозакадемии, Всероссийской научно-практической конференции «Молодые ученые – садоводству России в XXI веке» (Москва, 11-12 октября 2007 г.), Школе молодых учёных «Экологическая генетика сельскохозяйственных культур» (Краснодар, 21-26 сентября 2009 г.) и на Международной научно-практической конференции посвященной 155-летию со дня рождения И.В. Мичурина «Развитие научного наследия И.В. Мичурина по генетике и селекции плодовых культур» (XXII Мичуринские чтения, Мичуринск-наукоград РФ, 26-28 октября 2010 г.).
Публикации. По материалам диссертационных исследований опубликовано 6 научных работ, в том числе 3 – в рецензируемых научных журналах.
Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 162 станицах машинописного текста, состоит из введения, пяти глав, выводов, рекомендаций, списка использованной литературы из 242 источников, в том числе 37 – на иностранных языках; содержит 17 таблиц, 24 рисунков, 6 приложений.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении и обзоре литературы обоснована актуальность, сформулированы основные направления исследований, дана общая характеристика работы.
Условия, объекты и методика проведения исследований.
Исследования по диссертации проводились в 2006-2009 гг. на базе отдела селекции, генетики и сортоизучения плодовых и ягодных культур ГНУ ВСТИСП Россельхозакадемии, а также на опытном поле № 01 ГНУ ВСТИСП Россельхозакадемии (пос. Измайлово, Ленинского района Московской области).
В период проведения исследований погодные условия были разнообразными. Зима 2005/06 г. была сравнительно суровая, с минимальной температурой воздуха -34,7 С в январе, сумма отрицательных температур зимнего периода составила -1051,8 °С. Зимние периоды 2006/07 г. и 2007/08 г. были благоприятный для перезимовки, без повреждающих факторов. Суммы отрицательных температур в эти периоды составили -483,5 С и -422,4 °С соответственно.
Проведенный анализ зимних температур с 1953 по 2008 гг. в условиях Московской области (рис. 1) позволил определить наиболее критические моменты и смоделировать их для оценки исследуемых сортов яблони по каждому из компонентов зимостойкости в течение зимы в контролируемых условиях.
Рисунок 1 - Средняя (1), максимальная (с декабря по февраль) (2) и минимальная (3) температуры воздуха за зимний период с 1953 по 2008 гг. в Московской области
Искусственное промораживание проводили (2006/07, 2007/08 и 2008/09 гг.) в разные сроки:
- устойчивость в раннезимний период (I компонент) к -25 С после закаливания при -5 С и -10 С по 3 дня - 12, 20, 30 ноября и 10 декабря к -30 С 21 ноября 1 и 11 декабря;
- максимальная морозоустойчивость (II компонент) в III декаде декабря, II декаде января, февраля и марта после закалки -5 С и -10 С по 3 дня при -34 С, -37 С и -40 С;
- способность сохранять морозоустойчивость во время оттепели (III компонент) в III декаде января, февраля и II декаде марта при различной глубине (+2 С, +5 С и +10 С) и продолжительности (от 2 до 15 дней) оттепели;
- способность восстанавливать морозоустойчивость после повторного закаливания (-5 С и -10 С по 3 дня) после оттепели +5 С в течение 5 дней при -34 С, -37 С и -40 С во II декаде января, февраля и марта.
Объектами исследований являлись 10 новых сортов яблони селекции ГНУ ВСТИСП Россельхозакадемии: Аркадик, Легенда, Марат Бусурин, Маяк Загорья, Подарок Графскому, коллоновидных Васюган, Медок, Останкино, Президент, Триумф. В качестве контроля использовались сорта Антоновка обыкновенная и Останкино. Схема размещения колонновидных сортов яблони 30,5 м, сортов обычного типа - 63 м. Изучаемые сорта привиты на различные подвои (ММ-106, 62-396, семенной подвой). Система содержания почвы в междурядьях – черный пар. Агротехнические мероприятия общепринятые. По каждому сорту в изучении находилось 8 растений, растение – повторность.
Зимостойкость сортов яблони изучали в полевых и контролируемых условиях, согласно разработанной во ВСТИСП методике «Определение устойчивости плодовых и ягодных культур к стрессорам холодного времени года в полевых и контролируемых условиях» (М.М. Тюрина, Г.А. Гоголева, Н.В. Ефимова, Л.К. Голоулина, Н.Г. Морозовой, Й.Й. Эчеди, Ф.А. Волкова, А.П. Арсентьева, Н.А. Матяш, 2002), и методическим указаниям «Ускоренная оценка зимостойкости плодовых и ягодных культур» (Тюриной М.М., Гоголева Г.А., 1978). Материал заготавливали одновременно для всех испытаний в трех кратной повторности, после установления среднесуточной температуры воздуха ниже 0С. Однолетние ветви изучаемых сортов хранили при -3С…-5С в полиэтиленовых пакетах со снегом во избежание их повреждения от пересыхания.
Оценку повреждений проводили по степени побурения тканей на продольных срезах по 6-ти балльной шкале: 0 – повреждений нет, … 5 – ткань погибла полностью, методом отращивания ветвей в сосудах с водой.
На основании полученных данных по степени повреждения почек, коры, древесины мы проводили оценку устойчивости к низким отрицательным температурам в соответствии с рекомендациями В.В. Кичины (1999) с некоторыми модификациями. Для определения устойчивости сортов яблони по компонентам зимостойкости использовалась следующая шкала:
5 – очень высокая – степень повреждения от 0 до 0,5 балла;
4 – высокая – степень повреждения от 0,5 до 1,5 балла;
3 –средняя – степень повреждения от 1,5 до 2,5 (3) балла;
2 –низкая – степень повреждения от 2,5 (3) до 4 баллов;
1 –очень низкая – степень повреждения более 4 баллов.
Учеты продуктивности и фенологии, а также полевая оценка зимостойкости проводилась в соответствии с «Программой и методикой сортоизучения плодовых и ягодных культур» (Орел, 1999).
Математическую обработку полученных данных проводили методом дисперсионного анализа с использованием множественного t-критерия Дункана, поскольку в работе использовалась бальная оценка, то существенность различий оценивалась с преобразованием данных (y=sqr(x+0.5)) (Доспехов Б.А., 1985), используя компьютерное программное обеспечение STAT. Оценку экономической эффективности проводили на основе типовых технологических карт, руководствуясь «Методическими рекомендациями по определению экономической эффективности научных достижений в садоводстве» (Москва, 2005). Расчет экономической эффективности приведен в ценах 2008 г.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
1. Оценка новых сортов яблони по компонентам зимостойкости.
Уровень зимостойкости характеризует способность сорта противостоять комплексу неблагоприятных факторов зимнего периода. Вопросы зимостойкости являются важной составной частью общей проблемы устойчивости культурных растений к неблагоприятным условиям окружающей среды (Гоголева Г.А., 1978; Кичина В.В., 1988; Резвякова С.В., 2004; Савельев Н.И., 2010).
В нашей работе было проведено изучение устойчивости исследуемых сортов яблони по каждому из 4 компонентов на основе моделирования критических температурных факторов Подмосковья за 55 лет в разные сроки зимнего периода. В результате проведенных исследований были выявлены значительные сортовые различия, и особенности сортов по устойчивости к низким отрицательным температурам в различные периоды зимы, а также выделены высокоустойчивые генотипы.
1.1 Устойчивость к отрицательным температурам в раннезимний период. В результате проведенных исследований установлено, что по I компоненту зимостойкости при t=-25 С сорта Аркадик, Васюган и Антоновка обыкновенная (к) имеют максимальную устойчивость к 11 ноября. Сорта Марат Бусурин, Подарок Графскому, Президент, Останкино (к) развивают ее к 20 ноября, остальные к 30 ноября.
Рисунок 2 - Степень повреждения вегетативных почек в раннезимний период: а) при -30С у сорта Президент до 0,5 баллов – 21 ноября; б) при –25С у сорта Останкино (к), Триумф до 1,5 баллов 11 ноября в) при –25С у сорта Аркадик до 0,5 баллов 11 ноября
Также выявлено, что сорта яблони имеют достаточную для условий Нечерноземной зоны России устойчивость к морозам -30 С в раннезимний период к 21 ноября. Степень повреждения отмечена от 0 до 1,0 балла по почкам и коре в зависимости от сорта. Максимальная устойчивость развивается к 1 декабря у сортов Аркадик, Марат Бусурин Подарок Графскому, Васюган и Антоновка обыкновенная (к), у остальных - к 11 декабря.
1.2 Динамика проявления максимальной устойчивости сортов яблони в закаленном состоянии в течение зимы (II компонент зимостойкости).
Значительный ущерб насаждениям яблони наносят сильные морозы в середине зимы. Как показали исследования по II компоненту зимостойкости в III декаде декабря при -40 C у большинства сортов яблони были повреждения вегетативных почек более 2,0 баллов. Сорта Антоновка обыкновенная (к), Подарок Графскому, Васюган характеризовались меньшими повреждениями. Кора у всех сортов яблони оказалась более морозоустойчивой по сравнению с вегетативными почками и древесиной. Степень повреждения отмечена в пределах 1,0 балла, у сорта Триумф она составила 2,0 балла (табл. 1).
По степени повреждения древесины сорта распределены на две группы:
- с повреждениями до 2,0 баллов (Аркадик, Легенда, Марат Бусурин, Маяк Загорья, Подарок Графскому, Васюган, Антоновка обыкновенная (к));
- с повреждениями более 2,0 баллов (Медок, Останкино (к), Президент, Триумф).
В январе морозостойкость органов и тканей существенно возрастала у всех сортов. Степень повреждения вегетативных почек не превышала 1,6 балла и носила обратимый характер. Исключение составили сорта Триумф и Останкино (к) - до 2,5 баллов (рис. 3). Морозостойкость коры и древесины также была высокой.
Рисунок 3 - Повреждения вегетативных почек до 2,5…3,0 баллов и древесины до 2,0 баллов у сортов Останкино (к), Триумф при -40С (II компонент зимостойкости)
В середине февраля устойчивость почек к -40 С снизилась по сравнению с январем. Повреждения более 2,0 баллов отмечены у сортов: Президент, Останкино (к) и Триумф. Устойчивость коры и древесины была на высоком уровне.
В марте морозостойкость вегетативных почек к -40 С была на уровне показателей февраля, то есть с середины февраля до середины марта существенного снижения уровня морозоустойчивости почек в отсутствии оттепели, способствующих потере закалки не происходило. Морозостойкость коры и древесины варьировала несущественно и оставалась высокой.
В результате установлено, что наименьшая степень повреждений вегетативных почек и древесины была в январе, коры - в январе, феврале, что подтверждается статистически при 1 % уровне значимости (табл. 1). Выделен сорт Васюган, который имел наименьшую степень повреждения по органам и тканям на уровне Антоновки обыкновенной (к) с января по март (рис. 4).
Рисунок 4 - Повреждения вегетативных почек от 0,5 до 1,5 баллов при -40С (II компонент зимостойкости) а) сорт Антоновка обыкновенная (к); б) сорт Васюган
По признаку устойчивости к -40 С в закаленном состоянии у новых сортов яблони выявлен ряд особенностей в формировании морозостойкости. Так, некоторые генотипы способны уже в конце декабря выдерживать мороз -40°С без существенных повреждений, однако наибольшая устойчивость формируется к середине января. Несмотря на это, такая устойчивость (к -40 °С в середине зимы) развивалась и сохранялась у сортов не одновременно.
Сорта Васюган и Антоновка обыкновенная (к) с декабря по март имели высокую зимостойкость, сорта Аркадик, Марат Бусурин, Подарок Графскому - с января по март. У сортов Легенда, Маяк Загорья высокая устойчивость проявлялась с января по февраль и только в январе у сортов Президент, Медок.
В результате установлено, что сорта Васюган, Аркадик, Марат Бусурин, Подарок Графскому и Антоновка обыкновенная (к) сочетают в одном генотипе две особенности по II компоненту зимостойкости: раннее установление высокого уровня устойчивости к температуре -40 С и длительное её сохранение.
Таблица 1 – Результаты искусственного промораживания новых сортов яблони по II компоненту зимостойкости в закаленном состоянии при -40 С (в среднем за 2006/07 г. и 2008/09 г)
| сорт | степень повреждения, в баллах | |||||||||||
| вегетативные почки | кора | древесина | ||||||||||
| срок промораживания | срок промораживания | срок промораживания | ||||||||||
| III декада декабря | II декада января | II декада февраля | II декада марта | III декада декабря | II декада января | II декада февраля | II декада марта | III декада декабря | II декада января | II декада февраля | II декада марта | |
| Аркадик | 1.6 g-j | 1.0 a-d | 0.7 ab | 1.5 e-j | 0.8 b-i | 1.0 d-n | 0.8 b-k | 1.1 f-n | 1.7 j-o | 1.2 c-j | 1.1 b-h | 1.1 b-i |
| Легенда | 2.3 klm | 1.4 c-i | 1.6 g-j | 1.7 hij | 0.8 b-i | 1.0 c-m | 0.9 b-l | 1.6 n-r | 1.6 i-n | 1.2 b-i | 0.9 a-d | 0.7 ab |
| Марат Бусурин | 2.4 klm | 1.0 b-f | 1.3 c-i | 1.3 c-i | 1.4 m-r | 0.8 b-j | 0.9 b-m | 1.3 j-p | 1.8 k-p | 1.2 c-i | 1.4 e-l | 1.2 c-i |
| Маяк Загорья | 2.6 lm | 1.5 f-j | 1.6 g-j | 1.8 ijk | 1.8 pqr | 1.1 g-n | 0.8 b-i | 0.6 b-g | 1.8 k-p | 1.2 c-i | 1.1 b-g | 0.9 a-d |
| Подарок Графскому | 1.8 ijk | 1.0 b-f | 1.5 f-j | 1.5 e-i | 1.1 f-n | 0.8 b-i | 1.3 i-p | 1.0 c-m | 1.1 b-g | 0.9 a-e | 1.2 c-j | 0.8 abc |
| Васюган | 1.6 g-j | 0.6 a | 1.2 c-h | 1.4 d-i | 0.5 b | 0.5 bcd | 0.6 b-f | 0.5 bc | 1.2 b-i | 0.6 a | 1.0 a-e | 1.0 a-e |
| Медок | 2.6 lm | 1.6 g-j | 2.8 m | 2.7 m | 1.9 qr | 1.1 g-n | 1.1 g-o | 1.7 o-r | 2.4 pqr | 1.2 b-i | 1.6 i-n | 1.9 l-q |
| Останкино (к) | 2.4 klm | 2.5 lm | 2.5 lm | 2.3 klm | 1.0 c-m | 1.0 e-n | 1.4 k-q | 1.3 h-o | 2.5 qr | 1.0 a-f | 2.0 m-r | 1.6 h-n |
| Президент | 2.4 lm | 1.6 g-j | 2.3 klm | 2.2 klm | 1.1 g-o | 0.9 c-m | 0.7 b-h | 1.4 l-q | 2.1 n-r | 1.3 d-k | 1.9 m-q | 1.4 e-l |
| Триумф | 2.4 lm | 2.4 lm | 2.4 klm | 2.0 jkl | 2.0 r | 1.1 e-n | 1.2 h-o | 1.0 c-m | 2.6 r | 2.6 r | 2.3 o-r | 1.8 l-p |
| Антоновка обыкновенная (к) | 1.1 b-h | 0.9 abc | 1.0 b-e | 1.1 b-g | 0.0 a | 0.6 b-e | 0.7 b-h | 0.8 b-i | 1.5 f-m | 1.6 g-m | 1.0 a-f | 1.0 a-e |
 срок | 2.1 c | 1.4 a | 1.7 b | 1.8 b | 1.1 bc | 0.9 a | 0.9 ab | 1.1 c | 1.8 c | 1.2 a | 1.4 b | 1.2 a |
Примечание - разными буквами обозначены различия при 1% уровне значимости.
1.3 Способность сохранять морозоустойчивость после оттепели при повторном закаливании с января по март (IV компонент).
В общем комплексе признака зимостойкости большое значение имеет способность восстанавливать утраченную во время оттепели морозостойкость при последующем снижении температуры. Эта способность у новых сортов яблони была изучена при -34 С, -37 С и -40 С в январе, феврале и марте.
В результате общей оценки устойчивости органов и тканей ветвей яблони к возвратному морозу -34 С установлено, что наибольшей устойчивостью и стабильностью ее проявления обладал сорт Васюган (повреждения органов и тканей были до 0,5 баллов). Сорта Аркадик, Легенда, Маяк Загорья, Марат Бусурин, Подарок Графскому, Президент имели показатели на уровне Антоновки обыкновенной (к) (повреждения органов и тканей до 1,0 баллов), сорта Медок, Триумф на уровне – Останкино (к) (повреждения почек более 1,5 баллов, тканей до 1,0 балла).
Таблица 2 - Устойчивость новых сортов яблони к возвратному морозу -34 С (IV компонент зимостойкости) с января по март, в баллах
| сорт | II декада января | II декада февраля | II декада марта |
| Аркадик | 5 | 4 | 5 |
| Легенда | 4 | 4 | 4 |
| Марат Бусурин | 5 | 4 | 4 |
| Маяк Загорья | 4 | 4 | 4 |
| Подарок Графскому | 4 | 4 | 4 |
| Васюган | 5 | 5 | 5 |
| Президент | 4 | 4 | 4 |
| Останкино (к) | 3 | 3 | 3 |
| Медок | 4 | 3 | 4 |
| Триумф | 3 | 3 | 3 |
| Антоновка обыкновенная (к) | 5 | 4 | 4 |
При оценке устойчивости к -37 С сорта Триумф, Медок, Антоновка обыкновенная (к), а также Президент и Останкино (к) (февраль, март) обладали средней морозоустойчивостью (повреждения органов и тканей до 2,0 баллов), остальные сорта имели высокую морозоустойчивость в течение зимы (повреждения органов и тканей до 1-1,5 баллов).
Таблица 3 - Устойчивость новых сортов яблони к возвратному морозу -37 С (IV компонент зимостойкости) с января по март, в баллах
| сорт | II декада января | II декада февраля | II декада марта |
| Аркадик | 4 | 4 | 4 |
| Легенда | 4 | 4 | 4 |
| Марат Бусурин | 5 | 4 | 4 |
| Маяк Загорья | 4 | 4 | 4 |
| Подарок Графскому | 4 | 4 | 4 |
| Васюган | 4 | 4 | 4 |
| Президент | 4 | 3 | 3 |
| Останкино (к) | 4 | 3 | 3 |
| Медок | 3 | 3 | 4 |
| Триумф | 3 | 3 | 3 |
| Антоновка обыкновенная (к) | 3 | 3 | 3 |
Анализ повреждений после искусственного промораживания (IV компонент) при разных режимах показал, что в наибольшей степени повреждается древесина (февраль, март) и вегетативные почки (февраль).
По результатам промораживания выделены зимостойкие сорта: Аркадик, Легенда, Марат Бусурин, Маяк Загорья, Подарок Графскому и Васюган (с повреждения до 1,5 балла) со стабильным проявлением устойчивости к возвратным морозам -34 С и -37 С с января по март.
1.3.1 Характеристика новых сортов яблони по устойчивости
к максимальному морозу в середине зимы (II компонент) и возвратному после оттепелей (IV компонент).
При наступлении оттепели морозостойкость яблони уже в первые несколько часов значительно снижается и, как правило, при повторном закаливании (IV компонент зимостойкости) не достигает прежнего уровня (II компонент зимостойкости). Сравнительная характеристика результатов промораживания при -37 С в закаленном состоянии (II компонент зимостойкости) и после повторного закаливания (IV компонент зимостойкости), показала что высокая устойчивость на уровне 4,0 баллов выявлена у сортов Подарок Графскому, Аркадик, Марат Бусурин (с января по март), Легенда, Маяк Загорья (с января по февраль) и Президент (в январе) (табл. 4). Остальные сорта обладали высокой устойчивостью в закаленном состоянии (II компонент) и снижали ее после возвратного мороза в период оттепели (IV компонент).
Таблица 4 - Оценка устойчивости сортов яблони при основном (II компонент) и повторном закаливании (IV компонент) к -37 С в баллах
| сорт | II декада января | II декада февраля | II декада марта | |||
| II к | IV к | II к | IV к | II к | IV к | |
| Аркадик | 4 | 4 | 5 | 4 | 4 | 4 |
| Легенда | 4 | 4 | 4 | 4 | 3 | 4 |
| Марат Бусурин | 4 | 5 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| Маяк Загорья | 4 | 4 | 4 | 4 | 3 | 4 |
| Подарок Графскому | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| Васюган | 5 | 4 | 5 | 4 | 4 | 4 |
| Медок | 4 | 3 | 4 | 3 | 3 | 3 |
| Останкино (к) | 4 | 3 | 4 | 3 | 3 | 3 |
| Президент | 4 | 4 | 4 | 3 | 3 | 4 |
| Триумф | 4 | 3 | 4 | 3 | 3 | 3 |
| Антоновка обыкновенная (к) | 4 | 3 | 4 | 3 | 4 | 3 |
Анализ результатов после основного и повторного закаливания, показал, что сорта Останкино (к), Триумф обладали средней устойчивостью с января по март (на уровне 3 баллов), сорта: Медок, Президент, Легенда и Маяк Загорья имели средний уровень устойчивости в феврале, марте (табл. 5).
Таблица 5 - Оценка устойчивости сортов яблони при основном (II компонент) и повторном закаливании (IV компонент) при -40 С, в баллах
| сорт | II декада января | II декада февраля | II декада марта | |||
| II к | IV к | II к | IV к | II к | IV к | |
| Аркадик | 4 | 3 | 4 | 4 | 4 | 3 |
| Легенда | 4 | 3 | 4 | 3 | 3 | 3 |
| Марат Бусурин | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| Маяк Загорья | 4 | 3 | 4 | 3 | 3 | 3 |
| Подарок Графскому | 4 | 3 | 4 | 3 | 4 | 3 |
| Васюган | 5 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| Медок | 4 | 2 | 3 | 3 | 3 | 3 |
| Останкино (к) | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
| Президент | 4 | 3 | 3 | 3 | 3 | 4 |
| Триумф | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
| Антоновка обыкновенная (к) | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 3 |
Высокой морозоустойчивостью после повторного закаливания при -40 С имели сорта Васюган, Марат Бусурин с января по март и Антоновка обыкновенная (к) в январе - феврале. Установлено, что данные сорта способны восстанавливать устойчивость после повторного закаливания (после оттепели) до уровня устойчивости в закаленном состоянии.
1.4 Влияние глубины и продолжительности оттепели в начале, середине и в конце зимы на признак устойчивости новых сортов яблони к морозу -25 С.
В условиях Подмосковья в зимний период отмечаются оттепели наиболее опасные в период вынужденного покоя в феврале, марте. Анализ температуры воздуха в феврале за 55 лет показал, что основная часть оттепелей наблюдалась в диапазоне температур от +0 °С до +5 °С и выше продолжительностью до 4 и более дней, при последующем снижении температуры воздуха до -25 °С и ниже. Подобные условия были отмечены в 37% случаев, из которых 6 зим были с оттепелями выше +5 С (в 1963, 1966, 1976, 1979, 2006 гг.).
Понижения температуры воздуха в марте ниже -20 С при максимальной оттепели от +0 С до +8 C продолжительностью до 5 дней (в отдельные годы до 10 дней) отмечено в 41 % случаев (22 зимы). В отдельные годы отмечена минимальная температура воздуха ниже -25 °С (в 1956, 1960, 1964 гг.), а максимальная от +2 °С до +5 °С, вероятность встречаемости таких условий составила 9 %.
а) вегетативные почки б) кора
в) древесина
Рисунок 5 – Влияние глубины и продолжительности оттепели на степень повреждения почек (а), коры (б), древесины (в) у яблони к морозу -25С (III компонент зимостойкости)
В результате искусственного промораживания при температуре -25 С после оттепели разной глубины и продолжительности отмечено, что наибольшую степень повреждения органы и ткани ветвей яблони имели при глубокой продолжительной оттепели (+10 С 15 дней), наименьшую - при неглубоких непродолжительных (+2 С, +5 С в течение 2 дней) (рис.5 а).
Степень повреждения коры и древесины была до 1,0 балла в течение всей зимы, что является несущественным. Морозоустойчивость снижалась в среднем на 0,2 балла в зависимости от условий оттепелей (глубины и продолжительности) (рис. 5 б, в).
Основным, дифференцирующим фактором в устойчивости по III компоненту являлись вегетативные почки. На рисунке 3 показано, что при неглубоких оттепелях (+2 С, +5 С) одинаковая степень повреждения наблюдалась у сортов Аркадик (до 0,5 баллов), Останкино (к) (до 2,0 баллов), Президент, Маяк Загорья (до 1,0 балла). При этом сортовая специфика проявления в устойчивостей наблюдалась у сортов Марат Бусурин, Медок, Триумф (при оттепели +2 С отмечена наибольшая степень повреждения, чем при +5 С). При глубокой оттепели (+10 С) наблюдалось существенное возрастание повреждений на 1,5 балла и более у сортов Президент, Триумф, Васюган, Легенда, Аркадик, Подарок Графскому (рис. 6).
Рисунок 6 - Повреждения вегетативных почек новых сортов яблони при -25 С в зависимости от глубины оттепели (III компонент зимостойкости)
При рассмотрении признака «устойчивость к -25 С после оттепелей» с января по март у изучаемых сортов яблони отмечены следующие различия. Так, при оттепели +2 С разной продолжительности у сорта Останкино (к) в январе проявлялась меньшая устойчивость, чем в феврале, марте; у сорта Президент, Медок, Триумф в феврале наблюдалась наибольшая устойчивость, по сравнению с январем, мартом, это же отмечено у сорта Маяк Загорья при продолжительности оттепели 2 и 7 дней.
При оттепели +5 С разной продолжительности отмечено, что сорта Подарок Графскому, Марат Бусурин, Аркадик с января по март обладали высокой устойчивостью (повреждения до 1…1,5 баллов). Сорт Останкино (к) в январе имел низкую устойчивость в течение 2 и 7 дневной оттепели (повреждения более 3 балов), при 2 дневной в феврале, марте - высокую. Во время 2 - 7 дневной оттепели сорта Президент, Медок, Васюган с января по март сохраняли высокую устойчивость, а после 15 дневной - происходило снижение (повреждения до 2,0-3,0 баллов), подобное снижение происходило и у сортов Легенда и Маяк Загорья в течение 7...15 дневной оттепели в феврале и марте.
Рассмотрены также нетипичные, но возможные факторы зимней оттепели до +10 С (в феврале 1979 г., в марте 1993 г.). Высокая устойчивость почек к -25 С после 2 и 7 дневной оттепели отмечена у сортов Аркадик, Подарок Графскому, Антоновка обыкновенная (к) в январе, феврале и после 2 дневной в марте.
Таблица 6 – Устойчивость вегетативных почек яблони к -25 С после оттепели +10 С разной продолжительности (III компонент зимостойкости)
| сорт | глубина оттепели +10С | ||||||||
| 2 дня | 7 дней | 15 дней | |||||||
| III декада января | III декада февраля | II декада марта | III декада января | III декада февраля | II декада марта | III декада января | III декада февраля | II декада марта | |
| Аркадик | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 3 | 4 | 3 | 1 |
| Легенда | 3 | 4 | 3 | 4 | 3 | 2 | 3 | 2 | 1 |
| Марат Бусурин | 4 | 4 | 3 | 4 | 3 | 4 | 4 | 3 | 2 |
| Маяк Загорья | 4 | 3 | 3 | 4 | 3 | 3 | 3 | 3 | 2 |
| Подарок Графскому | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 3 | 3 | 3 | 2 |
| Васюган | 4 | 3 | 3 | 4 | 3 | 4 | 3 | 2 | 2 |
| Медок | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 2 | 3 | 2 |
| Останкино (к) | 3 | 2 | 2 | 3 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| Президент | 3 | 3 | 2 | 4 | 2 | 2 | 2 | 2 | 1 |
| Триумф | 2 | 2 | 2 | 3 | 3 | 2 | 2 | 2 | 1 |
| Антоновка обыкновенная (к) | 5 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 3 | 2 |
Другим нетипичным явлением оттепелей в зимнее время в условиях Подмосковья является ее продолжительность до 15 дней (в феврале 1997 г., в январе 2007 г.). В результате исследований на данный признак отмечено, что при неглубоких (+2 С и +5 С) продолжительных оттепелях с января по март снижение устойчивости у сортов наблюдалось в зависимости от генотипа. При глубокой (+10 С) продолжительной (от 7 до 15 дней) оттепели в марте у всех сортов наблюдались необратимые повреждения (более 3,0 баллов), а в феврале у сортов Останкино (к), Президент, Триумф, Васюган, Легенда.
Таблица 7 – Устойчивость вегетативных почек яблони к -25 С после 15 дневной оттепели разной глубины (III компонент зимостойкости)
| сорт | продолжительность оттепели 15 дней | |||||
| оттепели +2 С | оттепели +5 С | |||||
| III декада января | III декада февраля | II декада марта | III декада января | III декада февраля | II декада марта | |
| Аркадик | 5 | 4 | 3 | 5 | 5 | 4 |
| Легенда | 4 | 4 | 3 | 4 | 4 | 3 |
| Марат Бусурин | 5 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| Маяк Загорья | 4 | 3 | 2 | 4 | 3 | 3 |
| Подарок Графскому | 4 | 4 | 3 | 4 | 4 | 4 |
| Васюган | 4 | 4 | 4 | 4 | 3 | 3 |
| Медок | 3 | 4 | 3 | 3 | 3 | 4 |
| Останкино (к) | 2 | 4 | 3 | 3 | 3 | 3 |
| Президент | 3 | 4 | 3 | 3 | 3 | 3 |
| Триумф | 3 | 4 | 2 | 3 | 3 | 3 |
| Антоновка обыкновенная (к) | 5 | 4 | 4 | 4 | 4 | 3 |
Стоит отметить и тот факт, что после воздействия оттепели одной глубины, но разной продолжительности устойчивость сортов опускалась примерно до одного уровня в течение зимы. Сорта Аркадик, Легенда, Марат Бусурин, Маяк Загорья и Антоновка обыкновенная (к) имели высокий уровень устойчивости по III компоненту зимостойкости в течение зимы при различной глубине и продолжительности оттепели.
2. Оценка зимостойкости новых сортов яблони в полевых условиях.
За период исследований (2006 - 2009 гг.) неблагоприятными условиями для перезимовки отличалась зима 2005/06 г. с понижение температуры до -34,7 С в январе, что за последнее десятилетие наблюдалось впервые в условиях Подмосковья. В связи с этим оценка устойчивости сортов в полевых условиях имела большое значение для эколого-биологической характеристики.
Понижение температуры воздуха до -34,7 °С в зиму 2005/06 г. повлияло на развитие в начале вегетации сортов Медок и Триумф, но не сказалось на их последующей продуктивности. Сорта Аркадик, Васюган, Легенда, Марат Бусурин, Останкино (к), Подарок Графскому и Президент не имели видимых повреждений.
Таблица 8 – Повреждения сортов яблони после морозов в зиму 2005/06 г. и по результатам искусственного промораживания при -34 С
| сорт | степень повреждения, в баллах (почки:кора:древесина) | |||
| в полевых условиях после морозов в 2006 г. | промораживание II декада января при -34 С в среднем за 2 года | |||
| III декада января -34,7 °С | I декада февраля -32 °С | |||
| однолетние ветви | многолетние ветви * | |||
| Аркадик | 0:0:0 | 0:0:0 | 0:0:0,5 | 0,8:0,4:0,5 |
| Васюган | 0:0:0 | 0:0:0 | 0:0:0 | 0,6:0,4:0,6 |
| Легенда | 0:0:0 | 0:0:0,5 | 0:0:0 | 1:0,8:0,7 |
| Марат Бусурин | 0,5:0:0 | 0:0:0 | - | 1,4:0,9:0,7 |
| Медок | 1:1,5:0 | 0:0:2,5 | 1:1,5:0 | 1,4:1,4:0,9 |
| Останкино (к) | 0:0:0,5 | 0:0:0 | 0:0:0,5 | 1,5:1:0,6 |
| Подарок Графскому | 0:0:0 | 0:0:0,5 | 0:0:0 | 1,3:0,4:0,4 |
| Президент | 0:0:0 | 0:0:0 | 0:0:0 | 1,4:0,4:0,5 |
| Триумф | 0:0:0 | 0:0:1,5 | 0:0:0 | 1,5:0,9:0,9 |
| Антоновка обыкновенная (к) | 0:0:0 | 0:0:0 | - | 0,8:0,5:0,6 |
Примечание: * - 2 и 3 летние ветви дерева
При сравнительной оценке сортов в полевых и контролируемых условиях отмечено, что сорта имели более значительные повреждения при искусственном промораживании при -34С в январе, чем в полевых условиях.
3. Экономическая эффективность возделывания новых зимостойких сортов яблони в условиях Подмосковья. Определение экономической эффективности является важной задачей при изучении сортов, поскольку позволяет в денежной форме определить перспективы их выращивания и рекомендовать лучшие для производства. Устойчивые сорта способны полноценно осуществлять свои жизненные функции в неблагоприятных условиях внешней среды и давать высокие урожаи.
За годы изучения наибольшая продуктивность отмечена у сорта Аркадик 45,2 кг/дерева, наименьшая – у сортов Марат Бусурин и Антоновка обыкновенная (к) (34,1…38,5 кг/дерева соответственно). Среди колонновидных сорт Президент (6,3 кг/дерева) характеризовался наибольшей продуктивностью, сорта Триумф (3,7 кг/дерева) и Медок (2,4 кг/дерева) наименьшей.
Расчет экономической эффективности проводили, исходя из сложившихся цен 2008 г. (табл.7).
Таблица 9 – Экономическая эффективность возделывания сортов яблони селекции ГНУ ВСТИСП Россельхозакадемии (в среднем за 2006-2008 гг.)
| показатели | обычные сорта схема посадки 63 м | колонновидные сорта схема посадки 30,5 м | ||||
| Аркадик | Подарок Графскому | Антоновка обык. (к) | Васюган | Президент | Останкино (к) | |
| Урожайность, т/га | 25,2 | 24,6 | 21,4 | 30,0 | 40,7 | 34,7 |
| Стоимость продукции, за 1т., тыс.руб. | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 |
| Стоимость валовой продукции, тыс.руб. | 504,848 | 491,504 | 428,120 | 599,940 | 813,252 | 693,264 |
| Производственные (прямые) затраты, тыс.руб. | 228,883 | 226,791 | 214,769 | 270,768 | 308,099 | 287,156 |
| Себестоимость 1т. плодов, тыс.руб. | 9,067 | 9,228 | 10,033 | 9,027 | 7,577 | 8,284 |
| Чистая прибыль, тыс.руб. | 275,965 | 264,713 | 213,351 | 329,172 | 505,153 | 406,108 |
| Рентабельность, % | 120,6 | 116,7 | 99,3 | 121,6 | 164,0 | 141,4 |
Как свидетельствуют полученные данные использование зимостойких сортов Аркадик, Подарок Графскому обеспечит получение урожайности в условиях Московской области не менее 20 т/га с уровнем рентабельности производства - 116,7 – 120,6 %.
Возделывание зимостойких колонновидных сортов Васюган, Президент, Останкино (к) при схеме посадки 30,5 м. обеспечит получение стабильного урожая более 30 т/га и рентабельность производства от 121,6 (Васюган) до 164,0 % (Президент) (табл.7).
Проведенные исследования показали, что сорта, имеющие высокие адаптационные показатели по четырем компонентам зимостойкости, в конечном счете, являются более продуктивными и надежными, что позволяет повысить экономическую эффективность выращивания яблони в Подмосковье.
ВЫВОДЫ
- В результате исследований установлены особенности компонентов зимостойкости у новых сортов яблони, на основе моделирования зимних повреждающих факторов. Сорта Аркадик, Васюган, Подарок Графскому, обладают стабильно высокой зимостойкостью и пригодны для промышленного возделывания в условиях Подмосковья.
- Выявлено, что особенностью изученных сортов яблони является способность выдерживать температуру -25 С (I компонент зимостойкости) ко II декаде ноября и -30 С к I декаде декабря.
- Максимальной устойчивости к температуре -40 С (II компонент зимостойкости) изученные сорта яблони достигают ко II декаде января и сохраняют ее в зависимости от генотипа: Васюган, Антоновка обыкновенная (к), Аркадик, Подарок Графскому, Марат Бусурин в течение всей зимы; Легенда, Маяк Загорья - до середины февраля; Президент, Медок - в январе, а Останкино (к), Медок в течение зимы имеют среднюю устойчивость.
- Установлено, что изученные сорта обладают высокой устойчивостью к возвратным морозам -34 С…-37 С после оттепели (+5 С в течение 5 дней), а особенностью сортов Васюган, Марат Бусурин, является способность сохранять устойчивость к возвратному морозу -40 С с января по март.
- Выявлено, что на устойчивость сортов яблони по III компоненту зимостойкости оказывает влияние глубина и продолжительность оттепели.
Особенностью сортов Васюган, Марат Бусурин и Антоновка обыкновенная (к) является способность сохранять устойчивость к морозу -25 С в период непродолжительных неглубоких оттепелей в марте.
- Производство плодов яблони новых зимостойких сортов Аркадик, Легенда, Подарок Графскому, Васюган, Останкино (к) и Президент экономически выгодно. При урожайности этих сортов от 24,6 до 40,7 т/га уровень рентабельности составляет 116,7-164 %.
РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ И ПРОИЗВОДСТВА
1. В селекции яблони на признак устойчивости к повреждающим фактором зимнего периода рекомендуются сорта - источники ценных признаков:
- на устойчивость по I компоненту зимостойкости (раннее установление устойчивости к морозам в начале ноября (-25 С и -30 С)) – Аркадик, Легенда, Подарок Графскому и Васюган;
- на устойчивость по II компоненту (совмещение высокого уровня морозоустойчивости к -40 С в закаленном состоянии в течение зимы) - Аркадик, Васюган;
- на устойчивость по IV компоненту (способность сохранять в зимний период устойчивость к возвратным морозам -34 С и -37 C) - Аркадик, Легенда, Подарок Графскому, Марат Бусурин, Маяк Загорья и Васюган;
2. Для практической селекции на создание зимостойких колонновыдных форм для условий Подмосковья - сорт Васюган.
3. Для расширения ареала использования новых высокозимостойких сортов с высокими товарно-потребительскими качествами плодов в более северные регионы России рекомендуются сорта: Аркадик, Подарок Графскому и Васюган.
СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:
- Данилова, А.А. Устойчивость яблони к морозу -25 °С во время оттепели
/ А.А. Данилова // Плодоводство и ягодоводство России: Сб. науч. работ по материалам всероссийской научно-практической конференции «Молодые ученые – садоводству Росси в XXI веке» 11-12 октября 2007г., т. XIX. – М., 2008. – С. 46-53; - Данилова, А.А. Устойчивость яблони к возвратным морозам в середине и конце зимы / А.А. Данилова, О.Г. Казаков // Создание адаптивных, интенсивных яблоневых садов на слаборослых вставочных подвоях: материалы международной научно-практической конференции 21-24 июля 2009 г. - Орел, 2009. – С. 52-56;
- Данилова, А.А. Динамика морозоустойчивости яблони в раннезимний период в условиях Подмосковья / Данилова А.А., Кичина В.В. // Садоводство и виноградарства № 4, 2009. – С. 10-14;
- Данилова, А.А. Проявления устойчивости новых сортов яблони к раннезимним морозам в условиях Подмосковья // А.А. Данилова // Совершенствование сортимента и технологий возделывания плодовых и ягодных культур: материалы международной научно-практической конференции 27-30 июля 2010 г. - Орел, 2010. – С. 68-70;
- Данилова, А.А. Максимальная морозостойкость яблони в течение зимы в условиях Подмосковья / А.А. Данилова // Садоводство и виноградарства № 12, 2010. – С. 28-34;
- Данилова, А.А. Устойчивость новых сортов яблони к возвратным морозам в течение зимы в условиях Подмосковья / А.А. Данилова // Развития научного наследия И.В. Мичурина по генетике и селекции плодовых культур: Материалы международной научно-практической конференции посвященной 155-летию со дня рождения И.В. Мичурина (XXII Мичуринских чтений, 26-28 октября 2010 г.) - Мичуринск: изд-во ГНУ ВНИИГиСПР им. И.В. Мичурина, 2010. – С. 118-123.
