Селекция яблони в Беларуси
Покупка
Тематика:
Специальное (частное) растениеводство
Издательство:
Беларуская навука
Автор:
Козловская Зоя Аркадьевна
Год издания: 2015
Кол-во страниц: 458
Дополнительно
Вид издания:
Монография
Уровень образования:
ВО - Бакалавриат
ISBN: 978-985-08-1867-6
Артикул: 488080.03.99
В монографии представлен анализ эффективности научной селекции яблони в Беларуси за 90-летний период. Показано формирование культуры яблони в мире и в Беларуси, приводится их классификация и описание. Отражена история развития сортимента культуры. Приводятся результаты по изучению генофонда яблони (1400 коллекционных генотипов и более 400 000 гибридных растений), разработке и использованию приемов интенсификации селекционного процесса, позволяющих сократить время, трудовые и энергетические затраты на создание сорта до 50 %. Дано помологическое описание сортов яблони народной, белорусской и зарубежной селекции, самых адаптивных к условиям Беларуси. Книга предназначена для научных сотрудников, преподавателей и студентов специальных учебных заведений, специалистов АПК, садоводов-любителей.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- ВО - Бакалавриат
- 35.03.04: Агрономия
- 35.03.05: Садоводство
- 35.03.06: Агроинженерия
- ВО - Магистратура
- 35.04.04: Агрономия
- 35.04.05: Садоводство
- 35.04.06: Агроинженерия
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
УДК 634.11/.13:631.526.32(476) Козловская, З. А. Селекция яблони в Беларуси / З. А. Козловская. – Минск : Беларуская навука, 2015. – 457 с. – ISBN 978-985-08-1867-6. В монографии представлен анализ эффективности научной селекции яблони в Беларуси за 90-летний период. Показано формирование культуры яблони в мире и в Беларуси, приводится их классификация и описание. Отражена история развития сортимента культуры. Приводятся результаты по изучению генофонда яблони (1400 кол- лекционных генотипов и более 400 000 гибридных растений), разработке и использованию приемов интенсификации селекционного процесса, позволяющих сократить время, трудовые и энергетические затраты на создание сорта до 50 %. Дано помологическое описание сортов яблони народной, белорусской и зарубежной селекции, самых адаптивных к условиям Беларуси. Книга предназначена для научных сотрудников, преподавателей и студентов специальных учебных заведений, специалистов АПК, садоводов-любителей. Табл. 109. Ил. 72. Библиогр.: 635 назв. Р е ц е н з е н т ы : академик НАН Беларуси, доктор сельскохозяйственных наук, профессор С. И. Гриб, доктор сельскохозяйственных наук, профессор В. В. Скорина ISBN 978-985-08-1867-6 © Козловская З. А., 2015 © Оформление. РУП «Издательский дом «Беларуская навука», 2015
Всем труженикам науки разных поколений – ученым, лаборантам, рабочим отдела селекции плодовых культур Института плодоводства в Беларуси посвящается ПРЕДИСЛОВИЕ Систематическая научная селекция яблони в условиях Беларуси впервые начата А. Е. и Э. П. Сюбаровыми в 1925 г. и продолжается в настоящее время. Основная задача – выведение зимостойких, скороплодных, урожайных и хорошо приспособленных к климатическим условиям нашей страны, устойчивых против болезней сортов яблони, обладающих высоким качеством плодов. В качестве исходного материала используется богатое разнообразие культурных сортов и межвидовых форм яблони, относящихся к различным экологогеографическим группам. Селекционная работа изначально была построена полностью на методах и способах ведения селекционного процесса: техника скрещивания, сбор пыльцы, кастрация цветков, заготовка гибридных семян, их посев и первоначальный уход за сеянцами, отбор лучших гибридных растений по фенотипу до вступления в плодоношение, начиная с проростков семян. Также использовалась разработанная И. В. Мичуриным примерная шкала отбора в питомнике плодовых растений, построенная на косвенных признаках, указывающих на культурность растения и устойчивость к болезням и морозам. За 25 лет А. Е. и Э. П. Сюбаровыми была создана серия новых высоко адаптивных сортов яблони, разных по сроку созревания, и большинство из них было включено в утвержденное в 1954 г. новое в БССР породно-сортовое районирование. С созданием в 1956 г. Белорусского НИИ плодоводства, овощеводства и картофелеводства научная работа по селекции плодовых культур получила новый статус. Э. П. Сюбарова возглавила отдел селекции плодовых культур, в научную работу которого включился большой отряд молодых ученых-исследователей. В связи с этим появилась возможность расширить и углубить исследования по теоретическим основам и методам селекции. Изучен процесс опыления и оплодотворения у новых сортов яблони белорусской селекции Г. А. Амбросовой и М. П. Малюкевич. Проведены анализы гибридного потомства и особенности наследования основных биологических и хозяйственных признаков яблони (Э. В. Ваверова, Г. К. Коваленко, Е. В. Семашко, В. М. Евдокименко). Весомым вкладом послужили исследования иммунитета яблони Л. В. Бондарь, Н. А. Коноваловой, В. Н. Кононыхиной, Т. П. Курдюк, Г. К. Коваленко и его рабочей группой создан богатейший гибридный фонд яблони с 1957 по 1991 г., который является основной базой серии современных сортов.
В настоящее время, а именно в последние 25 лет, последователи школы А. Е. и Э. П. Сюбаровых под руководством автора данной монографии занимаются разработкой теоретических основ ускорения селекционного процесса яблони и совершенствованием ее сортимента. Для более объективной и разносторонней оценки исходного и перспективного гибридного материала налажено тесное сотрудничество с исследователями биохимиками и технологами по переработке плодовой продукции (М. Г. Максименко). Разработаны методики ускоренной оценки зимостойкости с использованием методов изоферментного анализа (Е. Н. Бирюк, О. И. Камзолова) и метода прямого промораживания (Г. М. Марудо, С. А. Ярмолич). Усовершенствована и используется методика применения искусственного фона для тестирования однолетних растений яблони на устойчивость к парше (Т. А. Гашенко), разработана методика оценки на искусственном фоне сортов и гибридов яблони на устойчивость к обыкновенному европейскому раку (Ю. Г. Кондратенок), методика ускоренной оценки качества плодов сортов яблони с использованием карликовых клоновых подвоев. Совершенствуется селекционный процесс яблони и через создание нового исходного материала, обладающего комплексной стабильной прочной устойчивостью к наиболее вредоносным заболеваниям: парше, европейскому раку и цитоспорозу, мучнистой росе и филлостиктозу на основе сочетания разных генов устойчивости (В. В. Васеха, Т. А. Гашенко). Благодаря многолетнему сотрудничеству с Институтом генетики и цитологии разработаны методики оценки генома яблони с использованием молекулярных методов (О. Ю. Урбанович). Уделяется большое внимание постоянному пополнению и изучению коллекции яблони, которая служит основой для создания новых сортов собственной селекции и выделения интродуцированных для промышленного и любительского садоводства. Наличие в современном сортименте садовых насаждений Беларуси и за ее пределами (Латвия, Литва, Россия, Украина, Эстония) высокоурожайных скороплодных сортов яблони, созданных в Институте плодоводства НАН Беларуси, сочетающих высокое качество плодов и устойчивость к биотическим и абиотическим неблагоприятным факторам среды, является настоящим достижением белорусской селекционной науки в области плодоводства и свидетельством признания результатов труда многих поколений ученых-селекционеров, лаборантов и рабочих. Автор выражает большую благодарность и признательность всем исследователям за сотрудничество и участие в выполнении большой селекционной работы, результаты которой изложены в данной книге и отражены в многочисленных совместных публикациях, а также искренне благодарен академику НАН Беларуси, академику, доктору с.-х. наук, профессору С. И. Грибу и доктору с.-х. наук, профессору В. В. Скорине – рецензентам рукописи за советы, ценные замечания и пожелания, которые учтены при последнем редактировании книги.
ВВЕДЕНИЕ Яблоня – древнейшее окультуренное растение. Веками и даже тысячелетиями культивируется и ведется селекция яблони – самого популярного вида плодовых растений среди абсолютного большинства народов мира. История возделывания яблони свидетельствует о ее значимости в самых разных сферах жизни человека и развитии его культуры. Яблоня обладает удивительно высокой адаптационной способностью к разным климатическим условиям, благодаря чему завоевала весь мир. Истоки уникальной истории разведения яблони кроются в древнейших временах зарождения цивилизации. Разнообразные отборы яблони в местах поселения людей, перемещение их в процессе переселения народов и завоевательных войн, а также с развитием торговли постепенно привели к выделению лучших форм, их размножению вначале семенами и отводками, а потом и прививкой. В процессе адаптации к новым условиям развивались одни свойства и те- рялись другие. С момента целенаправленной селекции, начало которой датируется второй половиной XVIII в., количество культивируемых сортов значительно возросло. Сегодня, наверное, никто не сможет назвать точное число культивируемых сортов яблони. По одним источникам – более 10 тыс., по другим – около 20 тыс. Конечно, в промышленных или товарных насаждениях культивируют не очень большое количество сортов. Наиболее популярные сорта яблок на мировом рынке – Braeburn, Crippspink, Elstar, Fuji, Granny Smith, Jonagored, Jonathan, Red Delicious, Sampion, производство которых в год колеблется в ЕС от 100 тыс. до 1,0 млн т. Однако самым распространенным является сорт Golden Delicious – 2,5–2,6 млн т в год в странах Евросоюза, на втором месте сорт Gala – 1,0–2,0, Idared – 1,0 млн т в год. Резко снизилось производство таких сортов, как Spartan, Cox Orange, Boskoop, Cortland, Lobo. В странах южного полушария самыми популярными сортами являются Gala, Red Delicious, Granny Smith, Fuji. Абсолютное большинство остальных сортов имеют локальное или региональное значение. В настоящее время площадь яблоневых насаждений в мире составляет более 5 млн га, а производство яблок более 50 млн т. Больше всего производят яблок в Китае, фактически половину мирового производства, что в 6 раз
больше, нежели в США – крупнейшим производителем в мире до недавнего времени. Отмечено увеличение производства плодов в Бразилии до 1000– 1200 тыс. т, Чили – 1600–1800, ЮАР – 700–900, Польше – 2900–3500 тыс. т. Рос- сия производит около 2 млн т, Украина – 700 тыс. т. Беларусь находится примерно на одном уровне с Великобританией, Казахстаном, Азербайджаном. В Беларуси согласно статистическим данным за 2013 г. имеется 104 тыс. га садов, включая частные. Площади садовых насаждений в сельхозпредприятиях и фермерских (крестьянских) хозяйствах составляют 43 %, приусадебные сады и дачи – 57 %. Валовый сбор фруктов колеблется от 300 до 800 тыс. т в год (2010 – 799,2 тыс. т, 2011 – 301,7, 2012 – 630,4, 2013 – 476,2 тыс. т). Яблоня является самой распространенной на протяжении веков и основной товарной садовой культурой Беларуси, согласно последней переписи садов Беларуси 1998 г. отмечается, что на долю яблони в сельскохозяйственных предприятиях приходится 93 %. Несмотря на определенные изменения в развитии плодоводства страны, направленные на увеличение разнообразия плодовых и ягодных культур в сортименте, обусловленные реализацией Государственной программы (ГП) «Плодоводство» 2004–2010 гг. и ГП «Картофелеводство, овощеводство и плодоводство» 2011–2015 гг., яблоня и в настоящее время занимает лидирующее положение в товарных садах – более 90 %, меньшая доля в приусадебном садоводстве – 70 %, которое отличается большим разнообразием выращиваемых культур. Отдельно хочется сказать об урожайности наших садов. Урожайность в среднем очень низкая – всего 7–9 т/га, в то время как потенциал современных сортов яблони достигает 100 т/га, а реализуется в зависимости от климатических и почвенных условий и соблюдения всех элементов технологии возделывания не более 50 %. Низкую урожайность можно объяснить и существующим сортиментом. Так, до сих пор сохранились малоурожайные сады 60-х годов XX в., в которых преобладают Антоновка, Пепин шафранный, Штрифель, Кронсельское прозрачное и др., в садах 1980-х: Спартан, Ауксис, Белорусское малиновое, Айдаред, Лобо и др. Почти все эти сорта, за исключением Антоновки и Штрифеля, сильно поражаются паршой, а Спартан, Айдаред и Лобо – раковыми болезнями коры и древесины. Сады с этими сортами очень изрежены, часть из них уже раскорчевана. Необходимо проведение новой переписи садов для уточнения площадей садов и реального породного и сортового их состава. В последние годы производится все больше высококачественной продукции из белорусских садов интенсивного типа, заложенных в начале XXI в. В настоящее время при хорошем уходе достаточно продуктивны сады 1990-х годов с сортами Антей, Алеся, Имрус, Ветеран, Айдаред, Орловим, Фридом и др., равно как и вступившие в полное плодоношение сады 2000-х, заложенные современными белорусскими иммунными сортами. Однако ощутимые потери понесли хозяйства, в которых были посажены сорта Глостер, Шампион, Лигол, Айдаред, Джонаголд и т. д., высаженные без должной проверки в науч-
ных учреждениях и ГСИ, а лишь из желания иметь новые сорта и потому, что плоды данных сортов легко продать. Не принесли людям радости высаженные деревца неадаптивными сортами: Лигол, Лодель, Ханикрисп, Бребурн, Богемия, Либерти, Альва, Сестра Либерти, Жемчужина Киева, Гала, Фуджи. Конечно сорта польской селекции Альва, Лигол, Лодель при хорошей защите от болезней и при своевременном применении агротехнических мероприятий могут давать неплохие урожаи плодов высокого качества. Но деревья названных выше сортов не приспособлены к условиям Беларуси, имеют слишком длинный вегетационный период. В условиях недостаточного тепла плоды не набирают своего качества, а деревья не могут хорошо подготовиться к зиме и постепенно, даже в сравнительно теплые зимы, медленно погибают. За последние десять лет (2004–2014 гг.) значительно возросло производство саженцев новых районированных сортов яблони белорусской селекции позднего срока созревания Алеся, Белорусское сладкое, Вербнае, Весялина, Зорка, Дарунак, Имант, Сябрына, Память Коваленко, Память Сюбаровой, Поспех, Чаравница и др. и закладка ими современных садов. Поиск сорта всегда был присущ садоводам, что говорит о большом значении его как средства производства. Несмотря на ежегодное пополнение мирового сортимента новыми сортами яблони, проблема идеального товарного сорта продолжает оставаться одной из важнейших в плодоводстве, так как современное интенсивное плодоводство выдвигает новые требования. Реализация последних заставляет ученых селекционеров искать новые пути, использовать более широко открытия и новейшие разработки генетики, биохимии, физиологии и других отраслей смежных знаний. В то же время создание новых сортов не упрощается, поскольку из-за изменений в окружающей среде зачастую ухудшаются условия развития растений, обусловленные главным образом снижением иммунитета к заболеваниям или физиологическим расстройствам самого разного рода. Актуально по-прежнему совершенствование сортимента садовых насаждений нашей страны через создание новых высокопродуктивных сортов яблони с плодами высоких товарных и вкусовых достоинств, высоким уровнем устойчивости к наиболее опасным болезням в сочетании с устойчивостью к неблагоприятным зимним условиям, пригодных для садов интенсивного типа. В настоящее время в коллекции яблони института изучаются сорта нового поколения, созданные на основе доноров и источников иммунитета к грибным болезням, что должно снизить пестицидную нагрузку в садах и получить экологически чистую продукцию. Загрязнение окружающей среды ядохимикатами и появление устойчивых видов патогенов обусловливает необходимость широкого использования высокоустойчивых сортов, наиболее удачно вписывающихся в интегрированные системы защиты растений благодаря экологической безопасности. Можно с уверенностью прогнозировать, что выращивание высокоустойчивых к болезням сортов будет способствовать оздоровлению населения и экономии валютных средств на защиту.
Мощным импульсом в совершенствовании селекционного процесса является селекция на основе межвидовой и межсортовой гибридизации, а объективным показателем результативности селекционного процесса является выход и внедрение в производство высокопродуктивных сортов с плодами высоких товарных и потребительских качеств и в конечном итоге коммерческим спросом на них. Международный и отечественный опыт селекционных исследований, включающий интеграцию селекционеров со специалистами разных дисциплин в области фитопатологии, энтомологии, хранения, молекулярной генетики и биотехнологии, свидетельствует о больших возможностях совершенствования процесса создания новых сортов на основе разработки прямых и косвенных методов отбора перспективных сеянцев по важнейшим в хозяйственном отношении биологическим свойствам и признакам. Эффективные приемы технологии селекционного процесса способствуют быстрому непрерывному сортообновлению и окупаемости затрат на селекцию. Актуальны исследования по оценке соответствия современным требованиям интенсивного плодоводства нового исходного материала в направлении оптимизации таких системообразующих факторов селекционного процесса, как подбор пар для скрещиваний и отбор ценных генотипов в ювенильной фазе развития. Поскольку длительность собственно селекционного процесса ограничивает совершенствование сортимента и не успевает удовлетворять технологическим требованиям интенсификации плодоводства. Своевременное сортообновление сортимента садовых насаждений возможно осуществлять лишь при наличии достаточного количества новых высококачественных сортов интенсивного типа как собственной селекции, так и интродуцированных. Как формировался нынешний сортимент яблони в Беларуси, какой исторический путь развития ее культуры? На эти вопросы будем искать ответы в богатом наследии народного и научного опыта. Обобщение результатов многолетних исследований по селекции яблони в Институте плодоводства НАН Беларуси и многочисленных литературных данных позволило глубже понять теоретическую сущность селекционного процесса и попытаться отразить роль видов яблони в создании культурных сортов. Известно, что культурные сорта яблони являются сложными гибридами между несколькими дикими видами (восточной, лесной, Сиверса, сибирской), произрастающими в природе в различных климатических условиях. По мнению многих исследователей, в культурном плодоводстве большую роль сыграли гибридные виды, которые образуются на границах ареалов и обладают более высокой приспособляемостью, чем чистые виды; наиболее интересные формы их переносятся человеком далеко за пределы естественного ареала. Под влиянием определенных внешних факторов складывались генетические, экологические, адаптивные и онтогенетические особенности каждого индивида. Каждый представитель рода Malus – это огромная, еще не познанная (генетически), биологически сложная копилка, из которой при направлен
ном воздействии целого ряда внешних факторов, а также при генетических рекомбинациях можно отобрать такие генотипы и формы, теоретическое предвидение которых на современном развитии частной генетики рода Malus просто немыслимо. Из-за большой гетерозиготности гибридные (межсортовые и межвидовые) сеянцы, полученные даже от одной и той же комбинации скрещивания, оказываются очень неоднородными по большинству признаков и свойств. Все это вместе затрудняет анализ полученных данных и формирование однозначного мнения среди исследователей вопроса о происхождении и возникновении яблони. Научное представление о времени и месте возникновения и эволюции яблони, ее отдельных видов, форм и сортов имеет значение для направленной селекции, правильного подбора исходных форм и даже выбора сортов для товарного производства. Изучая мировые ресурсы и географическое их распространение, использование их в разных странах на благо развития общества мы можем определить наиболее рациональный путь совершенствования сортимента для своей страны. Вопрос о происхождении и эволюции яблони настолько сложный, что не каждый исследователь данной культуры тратит силы и время на обобщение сведений о палеоботанических, морфологических, цитогенетических, биохимических и других исследованиях. Возможно, кто-то сумеет осуществить такую работу в будущем. В данной книге сделана попытка представить наиболее современные результаты исследований, которые удалось автору почерпнуть из доступных источников. Отражая эволюцию яблони, нельзя было обойти и такой вопрос, как систематика рода яблони. При исследовании существующих систем классификации рода было установлено наличие весьма противоречивых определений одного и того же вида или разновидности, существенные разночтения в части их количества, а также различных подходов к объединению их в секции. К настоящему времени накоплены дополнительные данные в области морфолого-систематических исследований, выполнен ряд экспериментальных работ с помощью биохимических и молекулярно-генетических методов по установлению происхождения некоторых видов и сортов культурной яблони. Наиболее полной в свете современных знаний является классификация рода Malus, разработанная В. Т. Лангенфельдом, которая отражает многообразие видового состава яблони и не перегружена промежуточными гибридными формами, что позволяет легче усвоить филогенетику и систематику рода. В настоящее время ее признают и ею пользуются крупнейшие исследователи и селекционеры яблони в России. У нас нет оснований не согласиться с этим мнением. Понимая, что содержание книги не может быть свободно от недостатков и даже ошибок, тем не менее убеждены в полезности подобного издания. Полагаем, что не только систематизация исчерпывающих данных и их критическое сопоставление полезны для данного научного направления, но и просто нейтральное изложение вопросов по данной теме.
Глава 1 ПРОИСХОЖДЕНИЕ, ЭВОЛЮЦИЯ, РАСПРОСТРАНЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ ЯБЛОНИ Яблоня – род Malus Mill., подсемейство Maloideae, семейство Rosaceae относится к обширному типу цветковых или покрытосеменных растений. Подсемейство Maloideae (яблоневые) включает 22–25 родов и около 600 видов, которые произрастают в основном в умеренной зоне северного полушария. Род Malus является одним из наиболее значимых в хозяйственном отношении. Согласно современной классификации [242] род Malus подразделяется на 6 секций: Eriolobus (пушистолопастные), Docyniopsis (доциниевидные), Sorbomalus (рябиновидные), Chloromeles (зеленоплодные), Gymnomeles (ягодные) и Malus (настоящие яблони). Видовой состав представлен 35 автохтонными видами, 22 гибридными и 1 культигенным – M. domestica. Окультуренные межвидовые гибриды подчинены группам Gr. cult. Domesticae и Gr. × Prunifolae. Внутривидовая изменчивость полиморфных видов представлена разновидностями и формами. Общий ареал рода яблоня протянулся довольно широкой, но неравномерной полосой в пределах Евразии, от берегов Атлантики (Ирландия, Англия, Северная Испания) до Тихого океана (острова Хонсю и Хокайдо Японского архипелага) и далее через Северную Америку, располагаясь к северу и югу от 45 параллели. По обе стороны от этой линии область распространения яблони разной конфигурации в зависимости от климатических условий и особенностей земной поверхности (рис. 1.1). Наибольшего расширения ареал достигает к востоку от Гринвичского меридиана и охватывает страны Западной и Восточной Европы. Здесь его северная граница проходит от северной части Британских островов в Скандинавию и достигает 64º с. ш. (в Финляндии). Далее северная граница ареала проходит по линии Карельский перешеек – Вологда – Киров – Пермь, резко опускается от г. Пермь к югу и проходит приблизительно по линии Уфа – Уральск – Астрахань, огибая с запада и юга Каспийское море (прикаспийская часть Ирана, горы Эльбруса). Далее граница ареала проходит по Туркмении (бассейн р. Атрек) и продвигается до 37º с. ш. Отсюда она идет по краю Копетдага, северо-восточной части Ирана и северной части Афганистана. После небольшого перерыва в горах Памиро-Алая и Тянь-Шаня следует новый подъем границы к северу (до 55º с. ш.), т. е. примерно по линии Алма-Ата – Красноярск, откуда она тянется на восток к Сахалину, Алеутским островам, на Аляску и тихо-