Разработка модели сорта картофеля для агроэкологических условий Самарской области

Агроклиматические условия Самарской области характеризуются повышенной стрессовой нагрузкой на растения картофеля в период вегетации. Основными факторами, лимитирующими урожайность культуры при этом являются повышенный температурный режим, воздушная, почвенная засуха, повышенный инфекционный фон. Это приводит к широкому распространению вирусных, грибковых и фитоплазменных заболеваний: закручивания листьев, морщинистой и полосчатой мозаики, альтернариоза, столбура, а, следовательно, к снижению урожайности картофеля.

Большинство современных сортов картофеля, включённых в реестр по Средневолжскому региону, недостаточно приспособлены к указанным условиям. Поэтому приобретают актуальность вопросы создания новых сортов, которые высоко адаптированы к местным агроэкологическим условиям и сочетают высокую продуктивность, высокую полевую устойчивость к различным фитопатогенам, высокую интенсивность нарастания массы клубней и их высокие потребительские качества.

Сорт можно рассматривать как систему взаимосвязанных признаков, которые контролируются генотипом и взаимодействуют с условиями окружающей среды [1]. При этом успешное

Бакунов Алексей Львович, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник лаборатории биотехнологии сельскохозяйственных растений.

Рубцов Сергей Леонидович, научный сотрудник лаборатории биотехнологии сельскохозяйственных растений.

использование сорта возможно только при его высокой устойчивости к местному комплексу неблагоприятных факторов [2]. По мнению И. М. Яшиной [3] модель сорта картофеля должна включать около 50 различных признаков. Направления селекционной работы по их оптимальному сочетанию определяются запросами производителей, потребителей и особенностями почвенно-климатических условий регионов возделывания [4]. Сортов с высокими показателями по всем требуемым параметрам не существует. Следовательно, модель сорта должна основываться на принципе его постепенного улучшения, а сорт должен иметь зональное значение и для каждой зоны должна быть своя зональная модель [5].

Для каждого региона возможно определить приоритетные параметры сорта, по которым может быть достигнут максимальный прогресс. Эти параметры определяются исходя из основных лимитирующих факторов урожайности, характерных для региона, и из допустимых уровней остальных морфологических и хозяйственных признаков. В настоящее время в селекции сельскохозяйственных растений широко используется принцип моделирования сортов, исследуются комплексы признаков и предлагаются пути реализации моделей. Так, рядом авторов сформулированы модели сорта картофеля для различных регионов России, в частности, для Среднего Урала [6], Западной Сибири [1], Республики Беларусь [7].

МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА

В качестве объекта исследований использовались сорта картофеля различных групп спелости, а также перспективный гибридный материал конкурсного испытания. Посадка, фенологические наблюдения, оценка поражённости фитопатогенами, уборка и учет урожайности проводились в соответствии с методикой ВНИИ картофельного хозяйства [8]. Математическая обработка данных проводилась по Доспехову [9] и методом главных компонент [10].

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Одним из важнейших хозяйственно-ценных признаков сорта картофеля в условиях Самарской области является группа спелости.

Согласно исследованиям К. З. Будина [11], установлены 4 фазы развития картофельного растения в онтогенезе. В агроклиматических условиях Самарской области гибридный материал картофеля классифицировали по интенсивности накопления урожая на основании длительности третьей (от появления завязи клубней до прекращения роста ботвы) и четвёртой (от прекращения роста ботвы до её отмирания) фаз развития растений [12]. За начало роста клубней принят момент начала цветения, за окончание роста клубней – момент начала отмирания ботвы. Общая длительность этих двух фаз была принята за период роста клубней. По длительности периода роста клубней гибриды конкурсного испытания разделены на три группы: с коротким периодом (до 30 суток), со средним периодом (30-40 суток), с продолжительным периодом (более 40 суток). Установлено, что большинство гибридов относились к группе 2 со средним по длительности и интенсивности периодом накопления массы клубней – 35,7 суток. Именно в этой группе отмечена максимальная средняя урожайность – 257,4 ц/га. Сорта и гибриды первой группы отличались коротким, но интенсивным накоплением массы клубней (в среднем 24,9 суток), но их окончательная урожайность в среднем по группе составила 237,2 ц/ га, на 20,2 ц/га меньше, чем в группе 2.

При сравнении результатов фенологиче- ских наблюдений с результатами пробных копок установлено, что в группу 2 с максимальной урожайностью входили преимущественно среднеранние формы, а также несколько среднеспелых с периодом роста клубней 36-40 суток, а в группу 3 преимущественно среднеспелые и среднепоздние гибриды.

Проведенная оценка 43 сортов картофеля отечественной и зарубежной селекции также выявила, что максимальную среднюю урожайность имела группа среднеранних сортов (1012 г/куст). Средняя урожайность ранних сортов составила 960 г/куст, среднеспелых – 865,4 г/куст, среднепоздних и поздних – 476 г/куст. Среднеранние сорта характеризовались оптимальным соотношением количества клубней на одно растение и средней массы клубня, а также минимальной вариабельностью содержания крахмала (табл. 1). [13]

Таким образом, показано преимущество среднеранних сортов над сортами других групп спелости по урожайности и её компонентам, а также по крахмалистости клубней. В почвенно-климатических условиях Самарской области среднеранние сорта картофеля имеют преимущество по урожайности и ее компонентам над сортами других групп спелости. Среднеранние сорта картофеля максимально используют почвенно-климатические условия региона для формирования урожая. Раннеспелые сорта, как правило, менее устойчивы к вирусным и грибковым заболеваниям, короткий период вегетации не позволяет им накопить достаточный урожай до начала увядания ботвы, особенно в засушливые годы. Сорта среднеспелой группы завязывают клубни во второй половине лета (конец июля - начало августа). Этот период характеризуется максимально высокой температурой воздуха и низким количеством осадков и наиболее неблагоприятной фитосанитарной об-

Таблица 1. Средние показатели продуктивности, её компонентов и крахмалистости картофеля различных групп спелости

Группа спелости Урожайность Кол-во клубней, Ср. масса клубня Крахмалис тость г/куст min max V шт./ куст minmax V г minmax V % minmax V Раннеспелые 960,0 680 1260 24,8 9,4 7,6 13,7 23,9 107,3 61,3 163,6 29,2 9,9 8,13 12,23 13,1 Среднеранние 1012,5 580 1500 26,3 11,3 7,7 19,5 32,8 92,2 61,7120,0 20,3 11,9 9,93 14,38 12,3 Среднеспелые 865,4 480 1520 36,3 9,6 6,1 18,7 36,8 90,8 61,0128,2 24,9 11,6 9,1114,07 14,2 Среднепоздние 476,0 270 640 37,0 7,5 5,1 9,8 23,4 67,0 32,5 115,7 49,3 11,5 8,44 14,17 18,2 становкой. В то же время отдельные сорта этой группы спелости выделяются по комплексу хозяйственно-ценных признаков и могут формировать приемлемый уровень продуктивности.

Устойчивость к заболеваниям

Анализ сортов картофеля по комплексу хозяйственно-ценных признаков с использованием метода главных компонент в условиях Самарской области позволил выделить признаки, которые непосредственно связаны с формированием урожайности. Показано, что сорта максимально различались по первой главной компоненте – 21,11%, в которую с высокими нагрузками входят следующие признаки: урожайность, устойчивость к вирусным заболеваниям, устойчивость к фитофторозу по листьям и к аль-тернариозу (табл. 2) [14].

Таким образом, в местных агроэкологических условиях именно устойчивость к вирусным заболеваниям, альтернариозу и фитофторозу по листьям является основным лимитирующими фактором урожайности картофеля.

С целью выявить вирусные инфекции, наиболее сильно влияющие на показатели урожайности картофеля и её компоненты, был проведен корреляционный анализ зависимости урожайности от развития вирусных заболеваний на основе оценки 30 сортов картофеля [15]. Выявлена достоверная отрицательная зависимость между развитием морщинистой и полосчатой мозаики, вызываемой Y-вирусом картофеля, и количеством клубней на один куст, при этом общая урожайность картофеля была в достоверной зависимости именно от количества клубней.

Зависимость урожайности от развития других вирусных инфекций была недостоверной. Следовательно, именно пораженность растений картофеля морщинистой и полосчатой мозаиками в агроэкологических условиях Самарской области ведет к наиболее существенному снижению урожайности культуры.

Модель сорта картофеля для условий Самарской области

Проведенные исследования показывают, что реализация модели сорта для агроклиматических условий Самарской области в первую очередь должна предусматривать совершенствование следующих признаков: устойчивость к Y-вирусу картофеля, устойчивость к альтер-нариозу и фитофторозу по листьям. При этом предпочтительными являются сорта среднеранней группы спелости. Кроме того, несмотря на использование современных эффективных инсектицидов, желательным требованием к сорту является его устойчивость к повреждению растений колорадским жуком, а именно высокая скорость регенерации ботвы, повышенное содержание гликоалкалоидов в листьях, либо строение листа, препятствующее питанию жука.

Для других признаков возможно сохранение показателей на уже имеющемся уровне, либо их незначительное увеличение. Также следует отметить, что золотистая картофельная нематода является в Самарской области карантинным объектом, поэтому устойчивость к данному патогену не является обязательным требованием к сорту.

В таблице 3 показаны допустимые уровни хозяйственно-ценных признаков среднеран-

Таблица 2. Показатели веса главных компонентов признаков у различных сортов картофеля

Признак	Коэффициенты нагрузки компонентов
	1	2	3
Урожайность	-0,83	-0,21	-0,09
Содержание крахмала	0,08	0,71	-0,29
Устойчивость к вирусам	-0,80	-0,12	-0,02
Фитофтороз по клубням	-0,40	-0,14	0,01
Фитофтороз по листьям	-0,65	-0,12	-0,24
Альтернариоз	-0,76	0,04	0,04
Парша	-0,33	-0,54	-0,32
Сухая гниль	-0,48	0,11	0,13
Ризоктониоз	0,22	-0,36	-0,58
Группа спелости	-0,07	-0,78	0,22
Размер клубня	-0,43	-0,09	-0,69
Развитие ботвы	-0,25	0,01	-0,73
Дисперсия	3,13	1,63	1,66
Доля влияния компоненты, %	21,11	13,60	13,90
Накопление дисперсии	26,11	39,71	53,56

Таблица 3. Модель сорта картофеля для агроэкологических условий Самарской области

Признак Показатель признака Период от посадки до формирования товарного урожая 70-80 дней Вегетационный период 100-115 дней Урожайность на 70 день от всходов 20-25 т/га Общая урожайность 35-40 т/га Количество товарных клубней на куст 9-12 шт. Средняя масса клубня 90-100 г Форма клубня Округлая, округло-овальная Глубина глазков Мелкие Окраска кожуры Не регламентируется Окраска мякоти Белая, светло-желтая Содержание крахмала 12-18% Вкус Отличный - хороший Кулинарный тип В, С* Потемнение мякоти в сыром и вареном виде Отсутствует или очень слабое Устойчивость к заболеваниям, балл** Y-вирус картофеля 9 Другие вирусные заболевания 7-9 Альтернариоз 9 Фитофтороз по листьям 7-9 Фитофтороз по клубням 5-7 Парша обыкновенная 7 Ризоктониоз 7 Столбур 9 Рак картофеля 9 Колорадский жук 5-9 Реакция на абиотические факторы среды Устойчивость к засухе и перепадам влагооспечения высокая устойчивость к повышенным температурам воздуха высокая Отзывчивость на применение факторов интенсификации (орошение, внесение удобрений) высокая него столового сорта картофеля для условий Самарской области.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Разработанная модель оптимального среднераннего сорта картофеля для агроэкологических условий Самарской области предполагает улучшение показателей по ряду хозяйственно-ценных признаков, в максимальной степени влияющих на продуктивность культуры. По результатам исследований такими признаками являются: устойчивость к Y-вирусу картофеля, альтернари-озу, фитофторозу по листьям, столбуру.