Исходный материал и селекция смородины черной на устойчивость к почковому клещу тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 06.01.05, кандидат сельскохозяйственных наук Ламонов, Владимир Владимирович

• Ламонов, Владимир Владимирович
• кандидат сельскохозяйственных наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат сельскохозяйственных наук Ламонов, Владимир Владимирович

Введение

Глава 1. Современное состояние культуры смородины черной и вредоносность почкового клеща на ее плантациях

1.1. Значение смородины черной как ягодной культуры

1.2. Биология почкового клеща (Eriophyes ribis Nal.)

1.3. Особенности поражения смородины черной вирусом реверсии (Currant reversion virus)

1.4. Методы борьбы с почковым клещом

Глава 2. Условия, объекты и методика исследований

2.1. Место и условия проведения исследований

2.2. Объекты исследований

2.3. Методика проведения исследований

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Глава 3. Оценка генофонда смородины черной по устойчивости к биотическим факторам и продуктивности

3.1. Оценка сортового фонда смородины черной по устойчивости к почковому клещу

3.2. Комплексная оценка перспективных для селекции сортов смородины черной на устойчивость к почковому клещу, основным блезням и вредителям

3.3. Сравнительная характеристика полевого и лабораторного методов оценки устойчивости смородины черной к почковому клещу

3.4. Оценка продуктивности сортообразцов смородины черной по морфоструктурным компонентам

3.5. Оценка гибридного фонда смородины черной по устойчивости к почковому клещу

3.6. Оценка перспективных сеянцев смородины черной по устойчивости к почковому клещу.

Глава 4. Влияние химического состава органов смородины черной на устойчивость к почковому клещу

4.1. Влияние накопления азота в почках смородины черной на устойчивость растений к почковому клещу

4.2. Влияние содержания аскорбиновой кислоты в органах смородины черной на степень восприимчивости к почковому клещу

Глава 5. Вредоносность почкового клеща в связи с метеорологическими условиями и физиологическим состоянием растений смородины черной

5.1. Влияние внешних факторов окружающей среды на миграцию почкового клеща

5.2. Взаимосвязь состояния анобиоза почкового клеща с физиологическим состоянием растения-хозяина

Глава 6. Экономическая эффективность возделывания сортов смородины черной с разной устойчивостью к почковому клещу

Выводы

Рекомендации по практическому использованию результатов

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исходный материал и селекция смородины черной на устойчивость к почковому клещу»

С наступлением ХХ1-го века человечество вступило в новое тысячелетие, в эпоху глобальных перемен, затрагивающих все сферы жизнедеятельности современного общества. Неуклонный рост численности народонаселения земного шара, которая к началу нового века достигла 6 млрд., а к 2010 году уже 6,82 млрд. человек, привел к острой продовольственной проблеме, решение которой стало вопросом дальнейшего существования человечества. Растениеводство издавна было основным источником пищи человека, и вместе с тем служило базисом для животноводства. Со времен неолита, когда первобытный «садовод» только делал первые робкие шаги в сложной науке земледелия, человечество сделало колоссальный скачок вперед. Сейчас невозможно себе представить производство сельскохозяйственной продукции без сложного комплекса современных машин, заменивших тяжелый ручной труд, без совершенных технологий хранения и переработки, позволяющих донести до потребителя весь комплекс БАВ, так необходимых все больше урбанизирующемуся населению страны (Володина, 1981; Бурмистров, 1985).

Еще в средние века люди отметили важнейшую роль плодов и ягод в -обеспечении нормального функционирования человеческого организма. Те незаменимые вещества, которые поступают в него с этими ценнейшими дарами природы, оказывают уникальное оздоровительное и профилактическое действие. Это и послужило толчком к культивации диких видов ягодных растений сначала в монастырских садах, а затем и на крестьянских землях. Особого расцвета ягодоводство достигло в период СССР, когда под плодоносящими плантациями было занято 142,6 тыс. га (Колесников, 1973). Тогда же и произошел коренной перелом в земледелии, связанный с применением новых технологий, выходом множества научных трудов, применением «универсальных» удобрений и ядохимикатов, нанесших роковой удар по экологии, от которого природа не может оправиться до сих пор. Пострадала не только значительно истощившаяся почва, но и связанный с ней растительный и животный мир. Не рациональное применение пестицидов, прежде всего ДДТ, привело к появлению новых более агрессивных физиологических рас вредителей и болезней, многократно увеличивших свою негативную активность. Параллельно были подорваны и сами защитные механизмы культурных растений, оказавшихся беззащитными перед активизировавшимися.патогенами.

Для смородины черной (Ribes nigrum) бичом конца XX - начала XXI веков стал смородинный почковый клещ {Eriophyes ribis Nal.) (Князев, 1995). Местами сильнейшее повреждение плантаций, особенно восприимчивых сортов, на которых вредитель заселяет до 80 % почек, порой служит поводом для прекращения возделывания смородины черной в данном регионе (Бурый, 1971; Колдомова, 1979). Ситуация усугубляется еще и тем, что почковый клещ является основным переносчиком вируса реверсии (<currant reversion virus), вскоре после появления первых симптомов приводящего к необратимому бесплодию растений (Брызгалов, 1970).

Отказ по известным причинам от сильно действующих, а потому и особенно опасных для экологии, ядохимикатов привел к массовому распространению почкового клеща. В свою очередь новых достаточно эффективных препаратов внедрено не было. Существенный вклад в увеличение вредоносности клеща привнесло и изменение климата в сторону потепления, которое наблюдается в последние десятилетия (Борисов, 1967). Возобновление активного применения пестицидов по существу означало бы возвращение к старым, давно изжившим себя технологиям (Гар, 1963).

Поэтому первейшей задачей современных аграриев является разработка и скорейшее внедрение новых безопасных для окружающей среды и самого человека, как ее неотъемлемой части, технологий выращивания ягодных культур (Вавилов, 1987, 1989; Огольцова, 1992). Высокий адаптивный потенциал смородины черной, скрытый в геноплазме ее подвидов, распространенных в умеренных и северных широтах Евразии и Северной Америки (Лучник, 1970; Нечаев, 1976; Иноземцев, 1978; Кравцева; 1980, Голенева, 1985, 1987; Елсакова, 1988, 1994; Князев, 1992, 1993, 1996; Со-рокопудов, 1995, 1996; Тихонова, 2000), вполне позволяет вести ее культуру без применения пестицидов (Абдеева, 1991). Так, сибирский подвид (Ribes nigrum ssp. sibiricum Wolf.) несет идентифицированный ген устойчивости к почковому клещу Р, делающий его весьма перспективным в селекционном отношении, что и послужило созданию на базе этого подвида множества сортов (Забелина, 1980; Волузнев, 1989). Способность подвидов смородины черной достаточно легко скрещиваться между собой, и даже другими видами, например крыжовником (Grossiilaria reclinata) - носителем гена устойчивости Се, создает основательную базу для селекционной работы (Сергеева, 1959, 1972; Бочкарникова, 1964; Волузнев, 1972; Меле-хина, 1972; Тюников, 1972; Санкин, 1980; Баянова; 1984; Пильтяева, 1989; Огольцова, 1993; Бжецева, 2002; Brennan, 1999). На' современном этапе уже получен ряд перспективных сортов смородины черной, сочетающих высокую продуктивность с толерантностью к почковому клещу (Бохонова, 1988; Жидехина, 2001). Однако во многих случаях устойчивость в скором времени преодолевается вредителем, что чаще происходит при интродукции сортов в новые эколого-географические условия. Поэтому сейчас наиболее важно для каждого конкретного региона подбирать образцы, способные не только послужить основой местного сортимента, но и стать базой для дальнейшей селекционной работы по получению высокоадаптивных, продуктивных и устойчивых к основным болезням и вредителям сортов (Логинычева, 1995).

Выведение устойчивых к почковому клещу (Eriophyes ribis Nal.) и иммунных к вирусу реверсии (currant reversion virus) сортов на сегодняшний день стало единственным способом получения стабильных высоких урожаев смородины черной (Огольцова, 1992). Большинство современных сортов, обладающих комплексом полезных хозяйственных признаков, не проявляют толерантности к почковому клещу, либо устойчивость оказывается недостаточной. Интродукция сортов в новые эколого-географические условия не всегда обеспечивает сохранение уровня устойчивости их к вредителю (Лисавенко, 1967). Появление новых более агрессивных физиологических рас вредителя вызывает не только повреждение ранее считавшихся устойчивыми сортов, но и других видов рода ШЬеБ. Поэтому для сохранения значимости смородины черной, как ягодной культуры, в России необходимо вести дальнейшую селекционную работу по выведению новых высокоустойчивых к почковому клещу и другим вредителям и болезням сортов, сочетающих свой адаптивный потенциал с высоким уровнем продуктивности.

Новизна исследований:

Впервые в условиях Центрального Черноземья проведена комплексная оценка новейшего генофонда смородины черной по устойчивости к почковому клещу и реверсии, на основании которой выделены группы сортов с различной устойчивостью и скоростью накопления повреждений.

Изучены биохимические и морфологические закономерности устойчивости смородины черной к почковому клещу. Установлена тесная связь между содержанием белковой формы азота в почках и устойчивостью к вредителю.

Выявлено влияние агроклиматических условий на характер повреждения и расселения почкового клеща, и установлена взаимосвязь анабиоза вредителя с состоянием растения-хозяина.

Выделены источники устойчивости к почковому клещу и реверсии, комплексу признаков (высокая продуктивность, устойчивость к основным вредителям и болезням) для использования в дальнейшей селекционной работе.

Цель и задачи исследований

Дать комплексную оценку генофонда смородины черной по устойчивости к почковому клещу и реверсии в условиях Тамбовской области и выделить наиболее перспективные для производства и селекции сортообразцы.

В рамках исследований были поставлены следующие задачи:

1. Провести оценку генофонда смородины черной по устойчивости к почковому клещу и реверсии в условиях Тамбовской области и отобрать лучшие образцы для дальнейшего использования в селекционном процессе.

2. Проанализировать наследование устойчивости к почковому клещу в гибридном потомстве смородины черной.

3. Выявить взаимосвязь степени повреждения почковым клещом с морфо-анатомическими особенностями растений и химическим составом почек.

4. Определить влияние периодов развития смородины черной на характер и степень повреждения почковым клещом.

5. Изучить характер влияния агроклиматических факторов на степень вредоносности и распространение почкового клеща.

Заключение диссертации по теме «Селекция и семеноводство», Ламонов, Владимир Владимирович

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Глава 3. Оценка генофонда смородины черной по устойчивости к биотическим факторам и продуктивности.

Большинство современных сортов, обладающих комплексом полезных хозяйственных признаков, не проявляют толерантности к почковому клещу, либо устойчивость оказывается недостаточной (Коноплева, 1980; Кондрашова, 1999). Появление новых более агрессивных рас паразита вызывает поражение ранее считавшихся устойчивыми сортов (Жидехина, 2009). На сегодняшний день существует ряд сортов (как зарубежной, так и отечественной селекции) обладающих высокой полевой устойчивостью и выявлены доноры устойчивости (с генами Се и Р) к почковому клещу и реверсии (Копань, 1996; Anderson, 1971; Knight et al, 1974). Наиболее важным и основополагающим моментом всей селекционной работы является подбор родительских пар, обладающих комплексом необходимых признаков. Среди коллекционных образцов, собранных во ВНИИС им. Мичурина 7 имеют сложное происхождение, в котором принимали участие смородина сибирского подвида и крыжовник, т.е. могут нести в своем генотипе гены устойчивости Се и Р.

3.1. Оценка сортового фонда смородины черной по устойчивости к почковому клещу

Сортовой фонд смородины черной, собранный в отделе ягодных культур ГНУ ВНИИС им. И.В. Мичурина Россельхозакадемии, представлен 238 сорто-образцами (на 1.07.2008). Из них 61 % отечественной селекции, обладающие наибольшим адаптивным потенциалом (Володина, 1972; Зотова, 1983; Глебова, 1987; Звягина, 1988; Сорокопудов, 1993, 1996; Косолапова, 1996, 2000; Воронина, 1997; Жидехина, 1998; Князев, 2002). Сорта, интродуцированнные из стран ближнего и дальнего зарубежья (Англия, Беларусь, Германия, Литва, Нидерланды, Норвегия, Польша, Украина, Финляндия, Чехословакия, Швеция, Эстония) (33 % коллекции) также представляют большой интерес, как носители ценных признаков (Володина, 1972, 1985, 1990; Мелехина, 1988; Мачтакова, 1996). Сорт был и остается основой5 растениеводства в общем и ягодоводства в частности, поэтому наиболее важно; дать наиболее полную оценку имеющегося сортимента (Логинычева, 1974; Шевкунова, 1980; Седов, 1993).

Основная масса сортов имеет сложное происхождение, объединяя, гено-типы.разных видов рода Ribes. 25' % сортов получено с использованием: смородин европейского и сибирского подвидов, и' смородины дикуши. Еще128 % в происхождении кроме этих: видов- имеют скандинавский подвид. Все они- интег ресны с точки зрения- селекции на устойчивость к почковому клещу, так как сибирский; подвид смородины черной'несет в своем генотипе ген: устойчивости к вредителю Р: Кроме того еще 5 % сортов, произошедших от европейского и сибирского; подвидов, также могут нести: этот ген; Ген Р может содержаться в генотипах еще 6;% сортов;со сложным происхождением, при получении которых также использовались смородины уссурийская и малоцветковая.

Особый интерес для селекции , на- высокую» устойчивость к почковому клешу имеют сорта, в происхождении .которых, кроме: смородины черной? сибирского подвида (носитель , гена Р), принимал участие г крыжовник, несущий ген устойчивости; к клещу. Се (Мелехина, 1974): Таких сортов; в коллекции13 %. Таким образом в.сортоизучении находилось 67 % сортов, несущих ген7', из которых 3 % обладали полигенной устойчивостью; ■ ■"',. V'

Анализ данных, собранных за последнее десятилетие: сотрудниками; отдела ягодных культур ПТУ ВНИИС им. И;В. Мичурина Россельхозакадемии (Жи-дёхиной Т.В: - зав. отделом; канд. с.-х. наук, Родюковой O.G. - научным сотрудником, канд. с.-х. наук, Балакиревой ITH. - агрономом 1 категории, Козыревой H.H., Зацепиной Г.А- агрономами 2 категории) на коллекционном фонде смородины черной показал, что сорта без признаков повреждения почковым клещом составляют только 25,4 %, незначительное повреждение имеют 15,Г % сортов; 21,8 % характеризуются средней степенью повреждения и 7,5 % повреждены на 4-5 баллов. Остальные 30,6 % сортов, недавно пополнивших генетическую коллекцию, не могут быть отнесены к какой-либо группе устойчивости ввиду недостаточно продолжительного срока наблюдения (рис. 6). Среди учетных сортов распределение по степени повреждения было следующим: 33,3 % невосприимчивых сортов, 22,2 % сортов с незначительными повреждениями, 33,9 и 10,6 % средне- и сильно-поражаемых сортов соответственно (табл. 6).