Актуальные проблемы селекции свеклы столовой
Автор: Буренин В.И., Пискунова Т.М.
Журнал: Овощи России @vegetables
Рубрика: Селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений
Статья в выпуске: 4 (42), 2018 года.
Бесплатный доступ
Популярность и широкое распространение свеклы столовой обусловлено ее высокими диетическими качествами, содержанием биологически активных веществ (бетаина и бетанина), позволяющих отнести ее к функциональным продуктам питания. Для России, характеризующейся большим разнообразием почвенно-климатических условий, нужны сорта с высокой адаптивностью. В статье приведены результаты изучения генетических ресурсов столовой свеклы, включая оценку на холодостойкость и нецветушность, скороспелость, урожайность и качество продукции. Материалом для исследований послужили 56 образцов, поступивших в коллекцию ВИР из 17 стран. Полевое изучение, оценку образцов во время хранения и анализы проводили согласно методическим указаниям ВИР. Оценка на цветушность образцов свеклы различного происхождения показала, что наиболее устойчивыми к цветушности были сорта из Швеции и Финляндии, а также северо-западного региона России. Разброс по уровню цветушности у отечественных сортов столовой свеклы был значительный: от устойчивых до сильно цветушных. Наибольшая склонность к цветушности наблюдалась у отечественных сортов южного происхождения. Вредоносность корнееда особенно ощутима при современной технологии возделывания свеклы, когда посев проводится на заданную густоту стояния растений. Абсолютно устойчивых к корнееду сортов пока нет. Среди изученных образцов выделились Extra Early Egypt (США), Banko (Швеция) и Fire Chief (США), Detroit Supra и Detroit Bolivar (Нидерланды), Холодостойкая 19 (Беларусь), Браво (Россия). Выделены сорта широкого ареала, которые ежегодно обеспечивают стабильный урожай в разных почвенноклиматических условиях: Special Crosby (США) и Forono (Дания), Бордо 237 (Россия). Для северных районов, а также для подзимних и сверхранних весенних посевов пригодны сорта Fiere Chief и Extra Early (США), Banko и Adoptiv (Швеция), Подзимняя А-474 и Полярная плоская (Россия). В результате исследований выделены образцы столовой свеклы, характеризующиеся комплексом биологических и хозяйственно-ценных признаков и рекомендованные как исходный материал для создания новых сортов и гибридов.
Генофонд, селекция, нецветушность, устойчивость к корнееду, исходный материал для селекции
Короткий адрес: https://sciup.org/140223816
IDR: 140223816 | DOI: 10.18619
Текст научной статьи Актуальные проблемы селекции свеклы столовой
Корнеплоды свеклы столовой богаты углеводами, минеральны- ми солями, органическими кислотами и витаминами (С, В1, В2, Р, РР, биотин, пантотеновая и фолиевая кислоты). Биологически активные вещества – бетаин и бетанин – способствуют сни- жению кровяного давления, улучшению жирового обмена, предупрежде- нию атеросклероза и тормозят развитие злокачественных опухолей. Важной особенностью свеклы является способность ее корнеплодов сохранять полезные свойства при длительном хранении. Все это определяет популярность и широкое распространение этой культуры, сравнительно высокий уровень селекционной работы и применяемых технологий возде- лывания.
Вместе с тем, современное производство предъявляет повышенные требования к используемому сортименту, включая адаптивность к разнообразным условиям выращивания (устойчивость к болезням и вредителям, холодостойкость, устойчивость к цветушности, скороспелость и др.). Последнее особенно важно для нашей страны, характеризующейся большим разнообразием почвенно-климатических условий.
Отечественный и зарубежный опыт показывает, что современное производство должно базироваться на комплексных (интегрированных) системах мероприятий, основой которых являются новые коадаптированные сорта и гибриды [1]. В создании их определяющую роль, как известно, играет наличие разнообразного, хорошо изученного исходного материала [2]. Следует учитывать, что свекла столовая – строгий перекрестник с двулетним циклом развития, что значительно усложняет решение целого ряда селекционно-семеноводческих задач на всех этапах формирования урожая [3].
Материал, условия и методы проведения исследований
Материалом для исследований послужили 56 образцов, поступивших в коллекцию ВИР из 17 стран. Изучаемые образцы относятся к 5 сор-тотипам: Египетская, Кросби, Бордо, Цилиндрическая и Зеленолистная, характеризующиеся определенным комплексом морфолого-биологических и хозяйственно ценных признаков [4]. Описание во время вегетации, оценку образцов во время хранения и анализы проводили согласно методическим указаниям ВИР [5]. Место изучения: Пушкинский филиал ВИР (г. Пушкин Ленинградской обл.) и Полярный филиал ВИР (г. Апатиты Мурманской обл.).
Почвенно-климатические условия Пушкинского филиала – типичные для региона. Почвы – дерново-подзоли- стые, супесчаные. Сумма температур за вегетационный период (май-сентябрь) составила 2010-2060°С (средняя – 2043). Сумма осадков варьировала от 275 до 355 мм (средняя – 325). Продолжительность вегетационного периода колебалась в пределах 110120 суток. В этих условиях проведена оценка образцов на устойчивость к корнееду, по уровню спелости, на урожайность и качество корнеплодов, а также на лежкость их при длительном хранении.
Минимальные температуры за период май-сентябрь в Полярном филиале ВИР колебались от +4,4 до -7,8°С. Безморозный период длится всего лишь 55-80 суток, период с температурой выше 10°С – не более 70 суток. В результате сочетания с длинным днем (в июне и июле световой день – 24 часа) создаются благоприятные условия для проявления цветушности на посевах свеклы, а также оценки ее на холодостойкость.
Оценка образцов на устойчивость к болезням (церкоспороз, мучнистая роса) дополнительно была проведена на Майкопской опытной станции ВИР (р. Адыгея, Краснодарский край) и Дальневосточной опытной станции ВИР (Приморский край), где среднесуточная температура составляла 18,5-19,5°С, а максимальная – 21,5-22,5°С. Сумма осадков достигала 255-375 мм, что способствовало распространению инфекций вредоносных болезней.
Результаты исследований
Основными направлениями селекции свеклы столовой в настоящее время являются: 1 – холодостойкость и урожайность; 2 – устойчивость к болезням и вредителям; 3 – скороспелость и качество продукции. Последнее приобретает все большее значение в связи с возрастающими требованиями рынка.
Холодостойкость и стабильность урожайности
Свекла – сравнительно холодостойкое растение, приспособленное для возделывания почти во всех регионах России. Холодостойкость позволяет проводить сверхранние и подзимние посевы, получать раннюю продукцию, а также два урожая за сезон в ряде южных областей. Необходимым условием при этом является устойчивость растений свеклы к цветушности. Эта проблема остро проявляется в северных районах и в Сибири, где весной нередко наблюдается возврат холодов. Цветушные растения, как правило, снижают урожай и ухудшают его качество.
Известно, что основным фактором, вызывающим цветушность, является пониженная температура. На ее проявление могут влиять также длина дня, условия питания, увлажнения и др. При этом установлено различное поведение растений в зависимости от происхождения и экологических условий, в которых формировался сорт [3]. Близкие данные получены и в наших исследованиях. Изучаемые образцы свеклы столовой в зависимости от происхождения распределены нами по следующим основным регионам: Северо-Западная Европа, Центральная и Южная Европа, Северная Америка и Россия. Наибольшее количество устойчивых к цветушности образцов поступило в
Таблица 1. Ареал сортов свеклы столовой в России (Госреестр РФ, 2017)
Table 1. Range of table beet varieties in Russia (State register of the Russian Federation, 2017)
Разброс по уровню цветушности у отечественных сортов свеклы столовой был значительный: от устойчивых до сильно цветушных (до 50%). Это объясняется многообразием условий, в которых создавались сорта – от севера (Мурманская обл.) до юга (Краснодарский край), Сибири и Дальнего Востока. Устойчивыми к цве-тушности в условиях Заполярья оказались отечественные сорта: Полярная плоская (выведен в условиях Заполярья) и Подзимняя (создан путем отбора при подзимних посевах в Подмосковье). Из зарубежных нецве-тушными были: Banko (Швеция), Fire Chief и Sangria (США), Detroit Supra (Нидерланды), Detroit Select (Великобритания). Наибольшая склонность к цветушности, как и ожидалось, наблюдалась у отечественных сортов южного происхождения – Кубанская борщевая 43, Зеленолистная 42, Бирючекутская 313, Донская плоская и Носовская плоская (от 22 до 43%).
Взаимосвязь холодостойкости и устойчивости к цветушности была подтверждена при проращивании семян при пониженной (+3°С) температуре в течение 28 дней на увлажненной фильтровальной бумаге [6]. Если по количеству проросших семян изучаемые сорта различались незначительно (от 87 до 92%), то по уровню цветуш-ности в условиях Пушкина наблюдалось сильное варьирование, от 0 до 29%. Следовательно, оценка сорти- мента на устойчивость к цветушности позволяет судить о холодостойкости и ареале возделываемых сортов свеклы столовой, а также о стабильности урожайности.
Сортимент свеклы столовой, включенный в Госреестр РФ [7], предназначенный для товарного производства, условно разделен нами на 4 группы (табл. 1). Из табл. 1 видно, что более половины сортов имеют сравнительно узкий (1-3 области) ареал. Причем различия наблюдались в зависимости от типа (сортотипа). Наибольшее количество сортов, так называемых широкого ареала, относятся к сортотипу Бордо, что, по-видимому, связано с биологическими их особенностями и селекционной направленностью, обеспечивающей устойчивую урожайность в разных почвенно-климатических условиях. Из отечественных сортов – это Бордо 237, Браво и Цилиндра; из зарубежных – гибриды Боро, Бикорес, Пабло и Ред Клауд (Нидерланды).
При сравнительном изучении образцов свеклы столовой из коллекции ВИР выделен ряд сортов, характеризующихся высоким уровнем урожайности одновременно в трех пунктах – Пушкинский филиал ВИР (Ленинградская обл.), Михнево (Московская обл.) и Майкопская станция ВИР (Краснодарский край). Характерно, что выделившиеся образцы также относятся в основном к сор-тотипу Бордо, являются среднеспелыми и достаточно холодостойкими. Это – Good for All (Швеция), New Globe (Нидерланды) и Top Market (Австралия), Marner Rotunda (Германия), New globe (Нидерланды) и Bona (Австрия), что позволяет судить о их потенциальных особенностях (возможностях), включая стабильность урожайности [4].
Устойчивость к корнееду
С холодостойкостью связана устой- чивость растений свеклы к корнееду, распространенному практически во всех регионах. Корнеед – эколого-микробиальная болезнь, вызываемая комплексом микромицетов и особенно сильно развивается при ухудшении условий возделывания свеклы. При этом соотношение и состав возбудителей (около 80 видов различных грибов и бактерий) корнееда могут значительно варьировать в зависимости от района возделывания свеклы. В годы с прохладной весной преобладают грибы из родов Pythium и Phoma, а в теплую и жаркую весну – Aphanomyces [8,9].
Вредоносность корнееда особенно ощутима при современной технологии возделывания свеклы, когда посев проводится на заданную густоту стояния растений. При этом важно иметь сорта, устойчивые к этой болезни. Анализ мировой коллекции показал, что абсолютно устойчивых к корнееду сортов пока нет. Связано это как с разнообразием состава возбудителей, так и большой изменчивостью патогенов в зависимости от экологических условий. Поэтому важен поиск иммунных вариаций устойчивости или толерантности путем всестороннего изучения генетических ресурсов.
В результате изучения 74 образцов свеклы столовой в Пушкинском филиале ВИР установлено, что наибольшее число образцов (около 65%) было со средним проявлением устойчивости к корнееду. Среди изученных образцов выделился Extra Early Egypt (США), характеризующийся также холодостойкостью и стабильной урожайностью (105-110% к стандарту). Близки к нему Banko (Швеция) и Fire Chief (США). Голландские образцы Detroit Supra и Detroit Bolivar характеризовались одновременно высокой товарностью корнеплодов и отличной их лежкостью при хранении. Сравнительно устойчивым к корнееду
Таблица 2. Сравнительная характеристика образцов свеклы столовой, различающихся по уровню спелости Table 2. Comparative characteristics of table beet accessions with different level of ripeness
Скороспелость и товарность продукции
При сравнительном изучении образцов свеклы столовой (сверхранний посев в мае в Пушкине и подзимний посев в Майкопе) выделены 3 группы: 1 – скороспелые (80-90 суток), 2 – среднеспелые (100-110 суток) и 3 – позднеспелые (110 суток и более). При этом выявлены различия по ряду признаков (табл. 2).
Установлено, что скороспелые образцы меньше поражались корнеедом, были менее склонны к цветуш-ности (табл.2). По урожайности корнеплодов они незначительно уступали стандарту. Товарность корнеплодов разных сортов также варьировала незначительно, от 90 до 96%.
В обеспечении высокого выхода товарных корнеплодов велика роль сорта, особенно, в способности его противостоять неблагоприятным факторам – повышенной и пониженной температуре, засолению почвы, переувлажнению и т.д. В первую очередь, это относится к сортам широкого ареала, которые ежегодно обеспечивают стабильный урожай в разных почвенно-климатических условиях. Товарность корнеплодов связана также с их формой, в особенности, во время уборки свеклы столовой. Сорта с округлыми корнеплодами имеют более высокий выход товарных корнеплодов, чем с плоскими. Для них характерны хорошие транспортабельность и лежкость при длительном хра- нении. Нередко они высокоурожайные и отличаются повышенным содержанием полезных химических веществ. Корнеплоды такого типа удобны при переработке на консервных заводах, а также при высадке маточников в семеноводческих целях.
К таким сортам относятся: Special Crosby (США) и Forono (Дания), Ломарина (к-2944, Бразилия), Detroit Supra (Нидерланды), Detroit Select (Великобритания), из отечественных – Бордо 237, Жуковчанка, Карина и Любава. Для северных районов, а также для подзимних и сверхранних весенних посевов пригодны сорта Fire Chief и Extra Early (США), Banko и Adoptiv (Швеция); из отечественных – Подзимняя А-474 и Полярная плоская.
Известно, что раздельноплодные (односемянные) сорта свеклы, как правило, уступают многоплодным (многосе-мянным) по урожайности. Они характеризуются позднеспелостью и склонностью к цветушности [3]). Одна из причин – узкая их генетическая основа, а также значительное варьирование целого ряда признаков, включая раз-дельноплодность. Выход был найден селекционерами в создании раздельноплодных гетерозисных гибридов, материнским компонентом которых являются раздельноплодные формы (линии), отцовским – многоплодные сортопопу-ляции. В этом плане актуальным является изучение раздельноплодного сортимента и выделение стабильных генетических источников для селекционного использования.
При изучении коллекции выделены ряд зарубежных раздельноплодных образцов – Svenska Mono (к-3151, Швеция), Monoking Explorer (Нидерланды), Mona (Финляндия) и Monogram (Великобритания); из отече- ственных – Односемянная и Русская односемянная. По урожайности они на 5-10% уступали многоплодному стандарту. Вместе с тем, Mona и Monogram характеризовались сравнительной холодостойкостью и устойчивостью к корнееду, а также довольно высокой товарностью корнеплодов. Наряду с раздельноплодными, представляют интерес одно-двусемянные сорта и формы: отечественный сорт Валента (устойчивый к корнееду), Forono из Дании (устойчивость к цветушности) и Adoptiv из Швеции (скороспелость).
Заключение
В формировании стабильных урожаев свеклы столовой важную роль играет сочетание в сорте биологических (холодостойкость, скороспелость, устойчивость к корнееду и др.) и хозяйственно ценных признаков (урожайность, качество продукции). Установлена зависимость между холодостойкостью и устойчивостью к цве-тушности, между скороспелостью и холодостойкостью. С холодостойкостью связана и устойчивость к вредоносному заболеванию свеклы – корнееду, распространенному практически во всех регионах ее возделывания. Вместе с тем, не выявлено иммунных форм к этому заболеванию. Заслуживают внимания образцы сравнительно устойчивые или толерантные к болезни.
В результате исследований выделены образцы свеклы столовой, характеризующиеся комплексом биологических и хозяйственно ценных признаков, рекомендованных для селекционного использования с целью создания новых сортов и гибридов, наиболее полно удовлетворяющих требования производства и рынка.
-
• Литература
-
1. Жученко А.А. Проблемы адаптации в селекции, семеноводстве и сортоиспытании с.-х. культур. // «Генетические основы селекции». – М., 1995. – С.3-19.
-
2. Вавилов Н.И. Селекция как наука. – М.-Л., 1934. – 16 с.
-
3. Красочкин В.Т. Свекла // Культурная флора СССР. – Л., 1971. – Т.19. – С.7-266.
-
4. Буренин В.И. Генетические ресурсы рода Beta L.(свекла). – СПб., 2007. – 274 с.
-
5. Методические указания по изучению и поддержанию мировой коллекции корнеплодов. – Л., ВИР, 1981. – 88 с.
-
6. Буренин В.И., Лудилов В.А., Соколова Д.В. Комплексное исследование генофонда столовой свеклы //Картофель и овощи. – №2. – 2016. – С.39-40.
-
7. Госреестр селекционных достижений, допущенных к использованию. – М., 2017. – Т.1. – 483 с.
-
8. Campbell L.G. Breeding to resistant of Sugar Beet. – Crop. Sci., 1988. – №28. – Р.33-36.
-
9. Нурмухаммедов А.К. Устойчивость к корнееду и кагатной гнили образцов столовой свеклы и их селекционная ценность. – Автореф. дис. ….канд. с.-х. наук– СПб., 1995. – 20 с.
-
-
• References
-
1. Zhuchenko A.A. Problems of adaptation in breeding, seed production and variety testing of agricultural crops //Genetic basis of breeding. M., 1995. – P.3-19.
-
2. Vavilov N.I. Breeding as a science. Moscow – Leningrad, 1934. 16 p.
-
3. Krasochkin V.T. Beet // Flora of cultivated plants. L., 1971. Vol.19. P.7-266.
-
4. Burenin, V.I. Genetic resources of the genus Beta L.(beet). SPb., 2007. 274 p.
-
5. Guidelines for the study and maintenance of the world collection of root crops. L., VIR, 1981. 88 p.
-
6. Burenin, V.I., Ludilov V.A., Sokolova D.V. Complex study of the gene pool of table beet //Potatoes and vegetables." No.2. 2016. P.39-40.
-
7. The state register of breeding achievements admitted for use. M., 2017. Vol.1. 483 p.
-
8. Campbell L.G. Breeding to resistant of Sugar Beet. Crop. Sci., 1988. №28. Р.33-36.
-
9. Nurmuhammedov A. K. Resistance to the black root and clamp rot of table beet accessions and their breeding value. - Author. dis. … kand. agri. sci. SPb., 1995. 20 p.
-
Список литературы Актуальные проблемы селекции свеклы столовой
- Жученко А.А. Проблемы адаптации в селекции, семеноводстве и сортоиспытании с.-х. культур.//«Генетические основы селекции». -М., 1995. -С. 3-19.
- Вавилов Н.И. Селекция как наука. -М.-Л., 1934. -16 С.
- Красочкин В.Т. Свекла//Культурная флора СССР. -Л., 1971. -Т.19. -С. 7-266.
- Буренин В.И. Генетические ресурсы рода Beta L.(свекла). -СПб., 2007. -274 С.
- Методические указания по изучению и поддержанию мировой коллекции корнеплодов. -Л., ВИР, 1981. -88 С.
- Буренин В.И., Лудилов В.А., Соколова Д.В. Комплексное исследование генофонда столовой свеклы//Картофель и овощи. -№ 2. -2016. -С. 39-40.
- Госреестр селекционных достижений, допущенных к использованию. -М., 2017. -Т.1. -483 С.
- Campbell L.G. Breeding to resistant of Sugar Beet. -Crop. Sci., 1988. -№ 28. -Р. 33-36.
- Нурмухаммедов А.К. Устойчивость к корнееду и кагатной гнили образцов столовой свеклы и их селекционная ценность. -Автореф. дис.. канд. с.-х. наук-СПб., 1995. -20 С.