Результаты испытания сортов картофеля в условиях Европейского Севера

Оригинальная статья / Original article

Forcitation: Karavaeva E.S. Results of testing potato varieties in the European North. Vegetable crops of Russia. 2023;(6):123-128. (In Russ.)

Ф ормирование и развитие внутреннего агропромышленного потенциала северных территорий в долгосрочной перспективе включает проведение научных исследований, учитывающих специфику сельскохозяйственного производства в условиях приполярных широт. Создание благоприятных и безопасных с точки зрения обеспеченности продовольствием условий жизни людей подразумевает комплексный подход, включающий в себя, в том числе, исследования в области адаптивной селекции, например, разработке научно обоснованных моделей адресных сортов картофеля, выявлению наиболее адаптированных, с максимальной иустойчивой продуктивностью в экологических условиях региона сортов и гибридов. В Мурманской области работы по этим направлениям ведутся уже более 25 лет на базе комплексного научно-исследовательского учреждения Мурманская государственная сельскохозяйственная опытная станция – филиал ВИР.

Первоначальными задачами опытной станции являлись разработка для условий Крайнего Севера научно обоснованной модели сорта картофеля, отвечающей требованиям различных групп производителей и перерабатывающей промышленности, а также проведение исследований в области повышения качества и эффективности выращивания картофеля – по разработке ресурсосберегающей методики производства картофеля для условий Крайнего Севера.

В дальнейшем, на основании специально разработанной для местных условий методики экологического испытания [1], обеспечивающей ускоренное выявление лучших из перспективных образцов селекции, с наиболее устойчивой продуктивностью в условиях региона, исследованиядополнились решением задач в области адаптивной селекции по созданию гибридов картофеля на основе мобилизации и расширения генетического разнообразия исходного материала новых молекулярно-генетических методов идентификации ценных генов в условиях Европейского Севера.

Суровые климатические условия Мурманской области не стали помехой для развития в регионе агропромышленного комплекса. Практически с момента начала активного производственного освоения этих земель берет и свое начало история Мурманской государственной сельскохозяйственной опытной станции – филиала ВИР. В 1926 году по предложению «Комитета Севера» над руководством Наркомзема РСФСР, под эгидой создаваемой сети ветеринарно-зоотехнических опытных станций для стационарного изучения оленеводства, открылся оленеводческий опорный пункт в п. Оксино Ловозерского района, в 3-х км от с. Краснощелье. В 1934 году вся опытная сеть института оленеводства была передана в ведение Всесоюзного арктического института ГУ СМИ, а опытная станция стала называться

Мурманская зональная оленеводческая станция (МЗОС) вплоть до 1938 года, когда перешла в подчинение НИИ полярного земледелия, животноводства и промыслового хозяйства, затем получившего название НИИ сельского хозяйства Крайнего Севера.

В зависимости от развития агропромышленного комплекса региона, смены запросов производства, ведомственной подчиненности и наличия научных кадров изменялись и приоритеты научных исследований опытной станции, дополнялись новыми направлениями и задачами. В 1957 году МЗОС из глубины Ловозерского района была переведена на станцию Лопарская Кольского района, укреплена присоединением Каневского оленеводческого совхоза и в 1959 году переименована в Мурманскую оленеводческую опытную станцию (МООС). Однако в связи с увеличением числа направлений научных исследований по свиноводству, птицеводству, молочному промышленному животноводству МООС в 1978 году была переведена в п. Молочный Кольского района и передана в подчинение Отделения ВАСХНИЛ по НЗ РСФСР, превратившись в комплексное научно-исследовательскоеучреждение[2]. С2001 года организация была переименована в Мурманскую государственную сельскохозяйственную опытную станцию. В сентябре 2023 года станция присоединилась к Всероссийскому институту генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова (ВИР) и стала называться Мурманская государственная сельскохозяйственная опытная станция – филиал ВИР.

С 90-х годов XX века, на фоне экономического спада, в агропромышленном комплексе Мурманской области проявилась тенденция снижения производственных площадей, занятых под картофель [3]. Для изучения причин и поиска методов преодоления возникшего кризиса в региональной отрасли на базе опытной станции исследования в растениеводстве расширились областью картофелеводства.

Экологически безопасные ресурсосберегающие технологии возделывания картофеля в условиях Крайнего Севера для фермерских и крестьянских хозяйств Мурманской области, научноисследовательские разработки по определению перспективных сортов, а также влияние агротехнических приемов на продуктивность картофеля в условиях заполярных широт были одними из первых направлений исследований отдела картофелеводства опытной станции.

Изначально работы на опытной станции проводили преимущественно с зарубежными сортами (рис.1). В дальнейшем, число принятых к изучению сортов отечественной селекции расширилось. С 1996 года для экологической проверки выращивания в местных условиях были приняты сорта картофеля Амазоне, Сантэ, Троль, Снёгг, Ван-Гог, Бинтже, Остара, Глория, Браген, Сабина, Велокс, Суви, Сату, Адора,

Рис.2. Образцы картофеля для экологического испытания

Рис.1. Сотрудничество с финскими коллегами по селекции картофеля

Рис. 3.

Экспериментальный участок

Сини. Из образцов отечественной селекции на испытание взяли сорт Имандра.

С 1999 года работа опытной станции успешно проводилась в тесном сотрудничестве и координации с Северо-Западным научно-исследовательским институтом сельского хозяйства (СЗНИИСХ).Для экологического испытания продуктивности, вкусовых качеств и адаптивных свойств были приняты сорта картофеля селекции СЗНИИСХ Елизавета, Невский, Снегирь, Жаворонок, Изора, Рождественский, а в дальнейшем и перспективные сортообразцы (гибриды) (рис.2).

Для населения многих районов нашей страны картофель является важным источников витамина С. В свежеубранном картофеле содержится в среднем 20мг% витамина С, представленного почти целиком восстановленнойформой аскорбиновой кислоты (на долю дегидроформы приходится 2-3 мг%) [4]. Экологические испытания и подбор лучших сортообразцов различной скороспелости, высокоурожайных, высокотоварных, с повышенным содержанием крахмала, белка и витаминов в клубнях, обладающих хорошими вкусовыми качествами и лёжкостью при хранении, устойчивых к заболеваниям, пригодных для использования на продовольствие и к промышленной переработке [5] для почвенно-климатических условий Мурманской области проводятся на опытной станции и сейчас.

Материалы и методика

Агрометеорологические условия Заполярья (табл. 1) не всегда позволяют даже ранним сортам картофеля сформировать урожай с высоким содержанием питательных веществ и способностью к длительному зимнемухранению. Оценка климатического потенциала территории была проведена по гидротермическому коэффициенту (ГТК) Селянинова, её результаты представлены в таблице 1.

В условиях полярного дня многие ранние сорта склонны к образованию внутренних пустот, а избыточная влажность проявляется в клубнях в виде их уродства и растрескивания.

Среднеранние сорта дают клубни лучшего качества за счет наполнения мякотью, но недостаток тепла в течение вегетационного периода приводит к снижению содержания крахмала и накоплению сухого вещества. Поэтому, чтобы накапливать высокий процент крахмала в этих условиях, сорт изначально должен быть выбран с повышенным содержанием крахмала.

Изучение с целью выявить сортообразцы картофеля, наиболее приспособленные к неблагоприятным климатическим условиям, проводится методом сравнения с разработанной моделью идеального сорта для индустриальных технологий в условиях КрайнегоСевера (рис.3), включающую комплексуникальныхтре-бований к технико-экономическим показателям, обусловленных агроклиматическими особенностями заполярных областей [6].

Исследования проводили на опытном поле Мурманской ГСХОС – филиала ВИР в п. Молочный в 2018-2020 годах. Сорта картофеля Евразия и Онежский получены из Ленинградского научно-исследовательского института сельского хозяйства «Белогорка».

Характеристика опытного участка: почва дерновослабоподзолистая, рН солевой вытяжки – 5,5 подвижный фосфор – 20,0 мг и обменный калий – 14,0 мг на 100 г почвы, содержание гумуса – 2,8%. Делянка в опыте включала 1 рядок из 30 клубней. Повторность – четырёхкратная. Расположение делянок систематическое со смещением делянок по ярусам. Предшественник – картофель. Внесено по 500 кг/га удобрения «Азофоска» (нитроаммофоска) N:P:K=16:16:16, по 80 мг/кг действующего вещества каждого элемента.

Перед посадкой клубни проращивали в течение 20 дней: освещенность60 Вт/м²,температура втечение 10днейсоставля-ла 14°С, в последующиедни поддерживаласьтемпература около 20°С. Уход за посадками включал три довсходовые обработки, два послевсходовых окучивания. Из-за особенностей климатического и светового режима заполярных территорий, удаление ботвы не производили. Для оценки сортов на способность формировать ранний урожай, проводили пробную копку – на 70 сутки после посадки. Выкапывали 10% кустов с делянки в четырёх повторностях. Все результаты обработаны методомдисперсион-ного анализа по Доспехову [7].

В качестве стандарта использовали сорт Елизавета (СЗНИ-ИСХ) – столовый тип, является среднеранним для Мурманской области.

Метод оценки картофеля по модели идеального сорта для условий Крайнего Севера позволяет выделить максимально адаптированные среди образцов с оптимальным сочетанием характеристик для конкретных условий окружающей среды. Способность гибридов картофеля формировать количество и массу клубней выше стандарта в полярный день, под воздействием негативных агроклиматических факторов [8] относит их в разряд перспективных для выращивания в районах Европейского Севера (рис.4).

Сопоставление результатов измерений изучаемых сортов и селекционных образцов картофеля с моделью идеального сорта (табл. 2) позволяет обосновано с высокой степенью достоверности оценивать свойства сортов и селекционных образцов по их устойчивости к биотическим и абиотическим стрессорам, по биологическим и хозяйственным признакам в условиях Европейского Севера [9].

Картофельотносится к числу культур, в сильной степени поражаемых болезнями. В значительной степени это обусловлено особенностями биологии растения картофеля [10]. Устойчивость определялась к возбудителям болезней ( Phytophthora infestans (Mont. De Bary), Synchytrium endobioticum (Schilbersky) Percival, Streptomyces scabies (Thaxter), Ditylenchus destructor (Thorne), Fusarium sambucinum ).

Выращивание картофеля в Мурманской области необходимо для создания продовольственной независимости в регионе [11]. Для стабилизации сборов картофеля в области

Таблица 1. Агрометеорологические условия Заполярья в 2018-2020 годах Table 1. Agrometeorological conditions of the Arctic in 2018-2020

Год опыта	Дата посадки	От посадки до первой копки (70 дней)
		Σ среднесуточных температур, С˚	Σ осадков, мм	ГТК	Категория зоны по классификации влагообеспеченности
2018	07.06.18	1037,05	117,3	1,13	слабозасушливая
2019	03.06.19	413,2	44,7	1,08	слабозасушливая
2020	11.06.20	940,8	103,8	1,08	слабозасушливая

Рис.4. Оценка ранней продуктивности

Рис.5.Клубни сорта Онежский

необходимы высокоурожайные сорта, обладающие высокой резистентностью к вредителям и болезням, лежкие в период хранения. Полученные в процессе изучения экспериментальные данные, характеризующие высокий биологический и экономический потенциал исследуемых сортов, подтверждают перспективность и обоснованность работы в направлении адаптивной селекции с целью эффективного использования природных ресурсов [12, 13].

Результаты и их обсуждение

Картофель (Solanum tuberosum L.) – довольно популярная в России сельскохозяйственная культура, клубни которой являются основным продуктом питания населения. Для Севера актуально пополнять ассортимент ранних сортов картофеля,приспособленных к выращиванию в экстремальных условиях [14]. Растения данной культуры обладают широкой адаптивностью и пластичностью, что позволяет размножать картофель в различных почвенных условиях, а также возделывать несколько сортов одновременно [15]. Многолетние исследования выявили общие закономерности воздействия биотических и абиотических стрессоров на растительный организм картофеля на Европейском Севере [16].

На основе многолетних наблюдений и изучения взаимодей-ствия«генотип-окружающая среда»определены следующиеобя-зательные характеристики и требования [17] к разрабатываемым сортам:

• •    картофель для созревания должен быть раннеспелым или среднеранним;

• •    стебли должны иметь морфологически ограниченный рост;

• •    картофель должен обладать способностью к клубнеобразо-ванию в течение полярного дня;

• •    увеличение массы клубней должно происходить в течение всего вегетационного периода.

Таблица 2. Характеристика модели идеального сорта картофеля для Кольского Севера. Table 2. Characteristics of the ideal potato variety model for the Kola North.

№ п.п.	Наименование хозяйственно ценных признаков	Единица измерения	Техникоэкономические показатели
1.	Сроки созревания	дни	55-60
2.	Урожайность	т/га	20-25
3.	Товарность	%	90
4.	Куст		прямостоячий, компактный
5.	Число стеблей	шт.	4-8
6.	Количество клубней в гнезде	шт.	9-12
7.	Гнездо		компактное
8.	Способность к клубнеобразованию		в период полярного дня
9.	Нарастание массы клубней		весь период вегетации
10.	Способность усваивать питательные вещества		высокая
11.	Содержание крахмала в клубне		высокое
12.	Глазки		среднего заглубления
13.	Вкус клубня		хороший
14.	Мякоть после варки		не должна темнеть
15.	Структура мякоти		плотная
16.	Дуплистость		отсутствие
17.	Лёжкость	%	90
18.	Устойчивость к возбудителям болезней		Phytophthora infestans (Mont. De Bary), Synchytrium endobioticum (Schilbersky) Percival, Ditylenchus destructor (Thorne), Streptomyces scabiei (Thaxter), Fusarium sambucinum , Globodera rostochiensis (Wollenweber) Behrens
19.	Устойчивость		к засухе, переувлажнению, пониженным температурам.

Таблица 3. Продуктивность картофеля, 2018-2020 годы Table 3. Potato productivity, 2018-2020

	Урожайность т/га		Товарность, %	Масса клубней с куста, г		Количество клубней, шт./куст		Масса одного клубня, г
	товарная	средняя	средняя	товарная	средняя	товарная	средняя	товарная	средняя
2018 год
Стандарт	25,26	27,11	93	619	665	8,0	11,3	79,3	59,8
Онежский	19,9*	21,56*	92,3	488*	528**	8,0	11,3	60,5**	47,8
Евразия	12,5***	15,45***	84,3	306***	338***	8,0	11,3	39,3***	31,0***
2019 год
Стандарт	12,42	13,27	93,45	304	325	6	8	52,2	41,5
Онежский	18,04***	19,75***	91,48	442***	484***	10,75***	13,25***	40,7***	36,7***
Евразия	22,73***	24,46***	92,73	557***	599***	9,7***	12,75***	56,7***	4,***
2020 год
Стандарт	0,62	1,04	59,2	16	27	0,75	2,75	32,2	10,75
Онежский	2,69***	3,45***	77,8***	65,7***	84,5***	2,0***	3,75**	32,2	22,0***
Евразия	0,38	0,98	38,5***	9,2	24,0	0,5	3,75**	21,***	7,0**

*значение между НСР 0,5 и НСР 0,1 (различие от стандарта достоверно на первом уровне значимости) **значение между НСР 0,1 и НСР 0,01 (различие от стандарта достоверно на втором уровне значимости ***значение больше НСР 0,01 (различие от стандарта достоверно на третьем уровне значимости)

В результате сотрудничества Мурманской сельскохозяйственной опытной станции и Ленинградского научно-исследовательского института сельского хозяйства «Белогорка» в 2006 году были выведены сорта Евразия и Онежский и внесены в Госреестр РФ: Онежский – в 2014 году и Евразия – в 2017 году.

С целью определения перспективности сортов Онежский и Евразия для условий Мурманской области, была проведена оценка продуктивности и раннейурожайности сортов на 70 сутки после посадки (табл. 3). Для сравнения представлено три сорта (l=3), каждый вариант в 4-х повторностях (n=4). Общее число наблюдений в опыте N=ln=3*4=12, N=12[7]. Общее числостепе-ней свободы N-1=12-1=11, степень свободы для вариантов (числителя) l-1=3-1=2, степень ошибки (знаменателя) N-l=12-3=9. Значение критерия F на5%-номуровнезначимости (вероятность 95%) = 4,26.

Сорт Онежский (ранее гибрид 9681/4N) при выращивании в условиях очень короткого прохладного северного лета формирует урожай выше стандартного сорта. Имеет нейтральное отношение к длинному световому дню. Благодаря своей адаптивной способности увеличивать урожай в условиях недостаточных температур сорт имеет преимущество с точки зрения урожайности. Его отличает высокая крахмалистость, не темнеющая мякоть и хороший вкус. Сорт устойчив к возбудителям болезней: Synchytrium endobioticum (Schilbersky) Percival, Streptomyces scabies (Thaxter), Globodera rostochiensis (Wollenweber) Behrens, относительно устойчив к Phytophthora infestans (Mont. De Bary), слабо поражается Potato virus Y (PVY), Potato leaf roll virus (PLRV). Кроме того, сорт показал высокий уровень сохранности и длительный период послеуборочного покоя. Это очень ценное свой-стводля регионов сдлительным срокомхранения картофеля. По результатам исследований картофель сорта Онежский в 2019

году превысил показатели стандартного образца (сорт Елизавета) по урожайности, массе клубней с одного куста, количеству клубней с куста. Натретий год исследований сорт по всем показателям превысил значения стандарта (табл. 3).

Сорт Евразия обладает способностью увеличивать урожай в условиях недостаточных температур, демонстрируя превосходство в урожайности в неблагоприятные годы. Сорт обладает высокой крахмалистостью, хорошим вкусом, кулинарным типом В. Сорт Евразия устойчив к возбудителям болезней: Potato virus Y (PVY), Potato leaf roll virus (PLRV), Globodera rostochiensis (Wollenweber) Behrens, Synchytrium endobioticum (Schilbersky) Percival, умеренно восприимчив к Phytophthora infestans (Mont. De Bary). Сорт показал высокий уровень лёжкости и длительный период послеуборочного покоя. По результатам исследований картофель сорта Евразия в2019 году превысил показатели стан-дартногообразца поурожайности, массе клубней с одного куста, количеству клубней с куста, массе одного клубня (табл. 3).