58

Министерство сельского хозяйства Российской федерации

Департамент кадровой политики и образования

Мичуринский государственный аграрный университет

Плодоовощной институт им. И. В. Мичурина

дипломная работа

Грачёва Сергея Валерьевича

На тему: «Сравнительная оценка засухоустойчивости мутантных и гибридных форм яблони»

Специальность 310600 «Селекция и генетика сельскохозяйственных культур»

Руководитель кандидат, доцент с. х. наук Расторгуев С. Л.

Подпись _______________

Консультанты _________________________________________

_____________________________________________________

Допущен к защите ________________

Заведующий кафедрой кандидат, доцент с. х. наук Расторгуев С. Л.

Мичуринск-2002 г.

Содержание.

Содержание. 2

Введение. 3

1.Состояние вопроса. 6

1.1 Значение яблони как культуры, ее биология и требования к почвенно-климатическим условиям. 6

1.2 Отношение растений яблони к водному дефициту 8

1.3 Достижения в селекции яблони. 16

2.Цель и задачи исследований. 20

3. Условия, объекты и методика исследований 21

3.1 Время и место проведения исследований. 21

3.2 Объекты и методика исследований. 24

4. Результаты исследований 28

4.1 Сравнительная оценка потери H₂0 мутантных и гибридных форм с контрольными сортами яблони. 29

4.2 Сравнительная оценка потери H₂O между перспективными мутантными и гибридными формами яблони. 47

4.3 Сравнительная оценка наиболее перспективных мутантных и гибридных форм с районированными контрольными сортами 49

5. Выводы. 51

6. Охрана окружающей среды. 52

7. Список использованной литературы. 54

8. ПРИЛОЖЕНИЯ______________________________________56

Введение.

Еще в прошлом веке один мудрый человек сказал: "Если бы завтра весь мир должен был погибнуть, сегодня я все равно посадил бы яблоню". И дело здесь не только в утилитарном, потребительском отношении к этому замечательному дереву. Овеянная легендами, воспетая в устном народном творчестве, яблоня неотделима от нашей духовной жизни (Мичурин И.В., 1948).

Яблоки выращивали в Европе и Азии с очень давних времен, они были известны грекам и римлянам и упоминались Теофрастом в III в. до н.э. С этих пор яблоня была распространена людьми почти во все части земного шара. Это было возможно благодаря большой генетической изменчивости яблони, которая позволила отобрать адаптированные типы для различных условий окружающей среды. В настоящее время яблоки составляют около 50 % продукции листопадных плодовых деревьев во всем мире, и, хотя эта доля колеблется от года к году в зависимости от условий в основных центрах производства, она составляет в среднем более 23 млн.т.

Большую часть мировой продукции яблок составляют десертные и консервные сорта, хотя все большее значение приобретают сорта двойного значения. Требования плодов высокого качества заставляет искать возможности сбыта плодов менее высокого качества, а это значит, что они должны быть пригодны для различной переработки или для производства яблочного сока. В Европе большие количества яблок выращиваются специально для производства сидра.

В нашей стране за 1995 по 2000 гг. по сравнению с предыдущими годами площадь плодово-ягодных насаждений в сельскохозяйственных предприятиях сократилась на 51 тыс. га, а валовой сбор плодов почти в два раза. Прежде всего, возникновение и развитие кризиса в садоводстве связано с экономической ситуацией сложившейся в нашей стране, что привело к разрушению существующих связей между садоводством и другими отраслями народного хозяйства, с отсутствием государственной поддержки, с отсутствием ценового паритета на промышленную и плодово-ягодную продукцию, с непродуманными мерами по реорганизации высокорентабельных плодоводческих хозяйств (Грязев В.А., 1999), а также с проблемами сложившимися в самой отрасли садоводства.

В связи с этим, по-прежнему остается актуальной проблема интенсификации садоводства, создание интенсивных садов возможно с учетом правильного подбора сортов и подвоев и научного обоснования приемов агротехники.

Важным фактором в выведении нового сорта является его засухоустойчивость. (Генкель П.А. 1968 г.)

Развитие и выживание растений в любых условиях гораздо сильнее зависит от доступности воды, чем от какого-либо ино­го фактора внешней среды. Примерно '/з поверхности суши за­нимают области, где обнаруживается дефицит влаги; половина этой площади (около 12% поверхности Земли) является крайне засушливой. Районы с избытком осадков занимают менее 9% поверхности суши. Многие сельскохозяйственные районы расположены в аридных зонах, где земледелие возможно только благодаря искусственному орошению.

На протяжении многих лет считалось доказанным, что в пересыхающей почве вода доступна растениям до тех пор, пока содержание влаги в ней не достигнет коэффициента устой­чивого завядания, когда в почве остается недоступная расте­нию вода. Согласно этой точке зрения физиологические про­цессы, рост и развитие растений на почве, подвергающейся иссушению, протекают нормально до достижения коэффи­циента завядания. Однако накоплено много данных, по­казывающих, что на обмен веществ, а следовательно, на рост и развитие растений влияет даже слабый водный дефицит. Та­кой внутренний водный дефицит возникает в тканях задолго до того, как содержание влаги в почве приблизится к уровню коэффициента завядания.

Растения, перенесшие только однократную сильную кратко­временную засуху, так и не возвращаются к нормальному об­мену веществ. Внутренний водный баланс растения зависит от комплекса факторов, связанных:

а) с самим растением (засухо­устойчивость, глубина проникновения и ветвление корней, фаза развития);

б) с количеством растений на данной площади;

в) с климатическими факторами (потери воды на испарение и транспирацию, температура и влажность воздуха, туман, ве­тер и свет, количество осадков и т. д.);

г) с почвенными факто­рами (количество воды в почве, осмотическое давление почвен­ного раствора, структура и влагоемкость почвы и др.).

Дефицит влаги в растениях действует на такие процессы, как поглощение воды, корневое давление, прорастание семян, устьичные движения, транспирация, фотосинтез, дыхание, фер­ментативная активность растений, рост и развитие, соотноше­ние минеральных веществ и др. Изменяя обмен веществ, недо­статок воды влияет на продуктивность, вкус плодов, плотность древесины, и т.д. (Генкель П.А. 1964 г.)

Исследования по этому вопросу ведутся во многих НИИ нашей страны, стран СНГ и за рубежом.

Изучение мутантных и гибридных форм яблони по признаку засухоустойчивости, явилось целью для проведения исследований.

1.Состояние вопроса.

1.1 Значение яблони как культуры, ее биология и требования к почвенно-климатическим условиям.

Садоводство – одна из основных отраслей сельского хозяйства России. Самой распространенной культурой является яблоня, т. к. яблоки – незаменимый продукт питания и сырье для перерабатывающей промышленности. Плоды яблони многих сортов отличаются исключительными вкусовыми качествами и лечебными свойствами. Питательные достоинства плодов обусловлены содержанием углеводов (15 – 19 %), белков, жиров, витаминов, ферментов, гормонов, минеральных и других веществ. Вкус и аромат плодов связаны с наличием органических кислот (в основном яблочной и лимонной) и эфирных масел – веществ, вызывающих у человека аппетит и задерживающий старение организма. В плодах и ягодах содержание важнейших витаминов, как правило, незначительное, но в сочетании с другими веществами, они играют очень важную роль. Так, провитамин А, фолиевая кислота и Р-активные соединения яблок в сочетании с витамином С и пектином способны связывать радиоактивные вещества и выводить их из организма. Для полного питания человеку в среднем на год необходимо 40 кг яблок (С.И. Лебедев, 1982 г.)

Яблоки – один из важнейших отечественных видов фруктов – представляет собой плоды яблони (Malus Sylvestris), относящейся к подсемейству яблоневых, семейства розанных, в котором насчитывается 25 – 30 видов. В культуре распространен искусственно созданный вид – яблоня домашняя (Malus Domestica). Известно свыше 10 тысяч сортов, полученных в результате естественной и искусственной гибридизации, спонтанного и искусственного мутагенеза с последующим отбором.

Яблоня – исключительно урожайная культура. В среднем получают 80 – 120 ц/га, а в передовых хозяйствах – более 200 ц/га плодов. При хорошем уходе каждое дерево дает 150 – 200 кг, а иногда 300 – 400 кг плодов. Деревья яблони в зависимости от сорта и подвоя достигают высоты 6 – 10 м. Это перекрестно опыляющиеся растения: чтобы завязать плоды, нужно опыление цветков пыльцой другого сорта. Скороплодные сорта начинают плодоносить на 4 – 5 год после посадки, поздно вступающие в плодоношение – на 10 – 12 год. В последние годы в нашей стране при размножении яблони используют слаборослые подвои, которые дают возможность получать невысокие деревья, удобные для ухода и уборки урожая. (Дорошенко Т.Н., 1996 г.)

В зависимости от времени созревания плодов сорта яблони делят на летние, осенние, зимние. Плоды летних сортов (Китайка золотая ранняя, Папировка, Белый налив) созревают в июле – августе; осенних (Коричневое полосатое, Осеннее полосатое, Боровинка, Анис алый, Анис полосатый) – в сентябре; плоды зимних сортов (Антоновка, Апорт, Ренет Симеренко, Кальвиль Снежный, Пепин шафранный) снимают с деревьев в сентябре.

У яблони различают надземную часть и корневую систему. Надземная часть состоит из штамба и кроны. Штамб – нижняя часть ствола между корневой шейкой и первой боковой ветвью, крона – совокупность всех разветвлений надземной части плодового дерева (рис. 1). Ствол скелетные и полурослые ветви яблони несут на себе мелкие ростовые и плодовые образующие веточки, которые называются также новообразованиями.

Различают следующие типы новообразований в кроне.

Побеги – однолетние приросты текущего года с листьями. Побег состоит из стебля и листьев.

Лист является органом, в котором происходят важнейшие физиологические процессы – фотосинтез, транспирация и газообмен. В кроне семечковых плодовых пород, помимо ростковых побегов, имеются следующие типы образующихся веточек: плодовые прутики – однолетние приросты длиной более 15 – 20 см, у которых верхушечная почка репродуктивная (плодовая, цветковая), а боковые – вегетативные; копьеца – однолетние приросты длиной от 3 – 5 до 12 – 15 см, у которых на верхушке может быть плодовая или вегетативная почка, боковые почки - вегетативные; кольчатки – укороченные (от 3 до 5 см) образования различного возраста (1 – 5 лет) с недоразвитыми боковыми почками и одной верхушечной; плодушки – многолетние (3 – 6 лет) образования, возникающие после плодоношения кольчатых и образования у них плодовых сумок (разросшаяся ось плодовой почки с побегом замещения), плодухи – более старые (от 6 – 8 до 12 – 18 лет) разветвленные плодовые образования, состоящие из кольчаток, подушек и плодовых прутиков. Почки бывают вегетативные (образуют побеги и розетку листьев), репродуктивные или цветочные (образуют цветки) и смешанные (образуют цветки и вегетативные побеги). У одного и того же дерева плодовые цветочные почки крупнее и более круглой формы, чем вегетативные (Ю.В. Крысанов, 1983 г.).

Корневая система плодового растения выполняет следующие функции: закрепляет и удерживает его в почве, всасывает и проводит в надземную часть воду и растворенные в ней вещества, служит местом запаса питательных веществ. Кроме того, в корнях во взаимодействии с надземной частью происходит синтез рода важных веществ (органические кислоты, витамины, ферменты).

Для получения высоких и устойчивых урожаев необходимо не только знание биологических особенностей сортов и пород, но и отношение их к условиям внешней среды, которые оказывают огромное влияние на рост, развитие и плодоношение плодовых растений. (Будаговский В.И., 1954).

1.2 Отношение растений яблони к водному дефициту

Вода – одно из основных условий жизнедеятельности растений. Вода входит составной частью во все органы плодовых и ростовых образований, участвует в создании органического вещества (в процессе фотосинтеза). В воде растворяются минеральные соли, и вместе с ней через корни поступает в растения.

Вода поддерживает в тканях растений необходимый тургор, регулирует тепловое состояние растений, участвует в процессе построения и жизнедеятельности клеток всего растения. (Кушниренко М.Д., 1975).

Около трети поверхности суши испытывает дефицит влаги (годовое количество осадков 250—500 мм), а половина этой площади крайне засушлива (годовые осадки ниже 250 мм и ис­паряемость более 1000 мм). Для развития растений существен­но, чтобы осадки относительно равномерно распределялись во время периодов активного роста. Однако в районах неустойчивого увлажнения часто бывают засушливые периоды именно в летние месяцы.

Засуха возникает как результат достаточно длительного от­сутствия дождей, сопровождается высокой температурой воз­духа и солнечной инсоляцией. Чаще она начинается с атмос­ферной засухи, характеризующейся низкой относительной влажностью воздуха. При длительном отсутствии дождей к ат­мосферной засухе добавляется почвенная засуха в связи с уменьшением (исчезновением) доступной для растений воды в почве. Во время суховея (атмосферная засуха, сопровождае­мая сильным ветром) почвенная засуха может не возникать. В условиях засухи растения испытывают значительный водный дефицит.

Влияние водного дефицита на метаболические процессы в значительной мере зависит от длительности его действия. При устойчивом завядании растений увеличивается скорость распада РНК, белков и одновременно возрастает количество небелковых азотсодержащих соединений и отток их в стебель. В результате в условиях засухи содержание белков в листьях относительно уменьшается, а в семенах — уве­личивается.(Генкель П.А. 1982 г.)

Влияние водного дефицита на углеводный обмен выражает­ся вначале в снижении содержания моно- и дисахаридов в фотосинтезирующих листьях из-за снижения интенсивности фото­синтеза, затем количество моносахаридов может возрастать как следствие гидролиза полисахаридов листьев нижних яру­сов. При длительном водном дефиците наблюдается уменьше­ние количества всех форм сахаров.