Количественные характеристики генотипических особенностей структуры кроны у груши в связи с ростом и плодоношением (стр. 1 )

На правах рукописи

Борзых

Надежда Вячеславовна

КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГЕНОТИПИЧЕСКИХ ОСОБЕННОСТЕЙ СТРУКТУРЫ КРОНЫ У ГРУШИ

В СВЯЗИ С РОСТОМ И ПЛОДОНОШЕНИЕМ

Специальность — селекция и семеноводство

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата сельскохозяйственных наук

Мичуринск – 2008

Работа выполнена в ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт генетики и селекции плодовых растений им. Российской академии сельскохозяйственных наук

Научный руководитель доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент

Ведущая организация: ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт садоводства им.

Защита диссертации состоится 15 мая 2008 г. в 13 час. 30 мин. на заседании диссертационного совета Д 220.041.01 при Мичуринском государственном аграрном университете Тамбовская обл., г. Мичуринск, .

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Мичуринского государственного аграрного университета, с авторефератом дополнительно на официальном сайте университета: http://www. *****/

Автореферат разослан « » апреля 2008 г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные и скрепленные гербовой печатью, просим направлять ученому секретарю диссертационного совета.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 220.041.01

кандидат с.-х. наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Ценность сортов груши в значительной мере определяется генотипическими особенностями структуры кроны их деревьев. От структуры кроны зависят урожайность и регулярность плодоношения деревьев, затраты труда на уход за ними (особенно на обрезку) и другие важные в хозяйственном отношении показатели, однако должного внимания изучению вопроса о структуре кроны деревьев не уделяется. Особенно слабо разработан вопрос о показателях, с помощью которых можно было бы количественно оценивать различные свойства и признаки кроны. А между тем такие показатели необходимы для того, чтобы более полно охарактеризовать крону деревьев, ее структуру, особенности плодоношения (Жучков, 1954; Кобель, 1957; Коломиец, 1966; Шитт, 1968; Девятов, 1985; Кудрявец, 1987, 1991; Яковлев, 1995; Еремин, Идрисов, 2001; Дьякова, 2007 и др.).

Исследования строения кроны деревьев, которые освещены в литературе, носят самый общий характер и не содержат достаточно определенной информации о количественной стороне, наблюдающихся зависимостей. Поэтому вопрос о выявлении количественной стороны зависимости показателей плодоношения от признаков кроны деревьев представляет интерес и весьма актуален.

Цель и задачи исследований. Цель работы – разработать вопрос о количественных показателях, характеризующих структуру кроны у различных сортов груши и их связь с особенностями роста и плодоношения деревьев.

Задачи исследований:

·  разработка вопроса о количественных показателях, характеризующих структуру кроны деревьев;

·  изучить связь количественных показателей, характеризующих структуру кроны деревьев с пробудимостью почек и побегообразовательной способностью деревьев;

·  выявить связь между закладкой плодовых почек и пробудимостью почек у груши;

·  выявить связь между закладкой плодовых почек и побегообразовательной способностью, а также ростом побегов и облиственностью побегов и веточек;

·  выяснить зависимость плодоношения от пробудимости почек, побегообразовательной способности и облиственности побегов и веточек;

·  выявить связь продуктивности деревьев груши с количественными показателями структуры кроны;

·  выделить сорта с высокой пробудимостью почек и побегообразовательной способностью и урожайностью;

·  провести оценку экономической эффективности выращивания сортов, обладающих высокой побегообразовательной способностью.

Научная новизна и практическая ценность работы. Проведено изучение количественных показателей, характеризующих структуру кроны деревьев груши. Установлено, что структура кроны деревьев определяется пробудимостью почек и побегообразовательной способностью деревьев. В качестве количественных характеристик побегообразовательной способности деревьев, в отношении которых пока нет должной ясности, следует использовать среднюю длину однолетних приростов и коэффициент асимметрии статистических распределений однолетних приростов по их длине. Рекомендуется приводить показатели пробудимости почек и побегообразовательной способности с помощью соответствующих уравнений регрессии к определенной длине прироста предшествующего года, что позволяет получать более сравнимые характеристики показателей, поскольку последние, как установлено нами, зависят от длины прироста предшествующего года.

Установленные зависимости структуры кроны деревьев от их побегообразовательной способности могут быть использованы в селекции при предварительном отборе перспективных сеянцев и сортоизучении груши с целью выявления лучших генотипов по количественным признакам. Кроме того, предлагаемые показатели побегообразовательной способности могут быть использованы при разработке некоторых агротехнических приемов, прежде всего обрезке, направленных на повышение урожайности и регулярности плодоношения, на улучшение товарных качества плодов.

Апробация работы. Результаты исследований представлены на международных научных конференциях: «Современные проблемы генетики, биотехнологии и селекции растений» (Харьков, 2003), «Развитие наследия и подготовка кадров» (Мичуринск, 2005), на Всероссийской научно-практической конференции «Повышение эффективности садоводства в современных условиях» (Мичуринск, 2003), «Актуальные проблемы садоводства России и пути их решения» (Орел, 2007), на XXI Мичуринских чтениях (Мичуринск, 2002), а также доложены и обсуждены на заседаниях Учёного совета ВНИИГиСПР им. (гг).

Публикации материалов исследований. По материалам диссертации опубликовано 7 печатных работ, в том числе 1 в рецензируемом издании, рекомендованном ВАК РФ.

Объём и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 130 страницах машинописного текста, состоит из введения, 3 глав, выводов, рекомендаций для практического использования в селекции и сортоизучении, содержит 28 таблиц и 14 рисунков. Список использованной литературы включает 191 источников, из которых 16 иностранных.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Условия, объекты и методика проведения исследований. Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте генетики и селекции плодовых растений имени в гг. Опытные насаждения института расположены на окраине города Мичуринска.

Климат Мичуринского района Тамбовской области умеренно-континентальный, характеризуется довольно теплым летом и относительно холодной и продолжительной зимой. Он находится в зоне неустойчивого и недостаточного увлажнения. За время проведения работы зимой 2005/2006 г. отмечались температуры, близкие к абсолютному минимуму для условий г. Мичуринска (минимальная температура в этот период опускалась до -34,7ºС). Из-за низких температур деревья некоторых сортов погибли.

Количество осадков за годы исследований сильно варьировало по месяцам, распределение их было неравномерным.

В целом, метеорологические условия, сложившиеся в годы исследований, характеризовались крайней неоднородностью, что позволило изучить изменчивость роста и развития растений. А так же провести оценку пробудимости почек и побегообразовательной способности в связи с различными погодными условиями.

Объектами исследований являлись деревья 10 сортов груши селекции ВНИИГиСПР им. . Исследования проводили на деревьях 1994 года посадки. Деревья сортов Любимица Яковлева, Красавица Черненко, Осенняя Яковлева, Памяти Яковлева, Светлянка, Скороспелка из Мичуринска, выращены на сеянцах айвы с промежуточной вставкой (сеянец Кравцова 9-36), а сорта Любимица Яковлева, Ириста, Ника, Новелла, 9-33 – на сеянцах груши лесной. Схема посадки 7x3 м.

Сорт Любимица Яковлева изучался нами на двух указанных подвоях. По данным проведенных исследований, можно отметить, что существенных различий между деревьями этого сорта, выращенными на разных подвоях, по изученным показателям нами не обнаружено.

Исследования проводили по разработанной нами методике, используя также при этом «Программу и методику сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур» (1973, 1999) и «Изучение коллекции семечковых культур и выявление сортов интенсивного типа» (Нестеров, 1986).

Учеты проводили на 5-6 деревьях каждого сорта. На каждом дереве выделяли 4-5 учетных ветвей (возраст которых был не менее 5 лет), сравнимых по положению в кроне и расположенных на южной стороне дерева. Пробудимость почек и побегообразовательную способность деревьев определяли после окончания роста побегов.

В качестве показателя побегообразовательной способности деревьев использовали среднюю длину всех однолетних приростов, включая и кольчатки. Кроме того, побегообразовательную способность выражали относительным количеством побегов длиной более 10 см от общего числа почек на приросте предшествующего года. Такая длина учитываемых побегов была принята в результате анализа оценок побегообразовательной способности, рассчитанных с использованием данных о побегах длиной более 5, 10, 15 и 25 см.

Облиственность определяли по методике, разработанной нами, используя при этом специальную компьютерную программу (1998). Площадь листьев рассчитывали путем умножения произведения длины и ширины на предварительно определенный для каждого сорта коэффициент. Этот коэффициент вычисляли для каждого сорта на основании данных по 25 листьям. У каждого листа измеряли длину, ширину и площадь листовой пластинки. Площадь листовой пластинки определяли на компьютере. Затем для каждого листа рассчитывали отношение площади листовой пластинки к произведению ее длины и ширины. Среднее значение из этих отношений и представляет собой коэффициент, который использовали для определения облиственности побегов и двухлетних веточек.

Урожай плодов учитывали с каждого дерева отдельно, а на учетных ветвях проводили взвешивание каждого плода.

Статистическую обработку данных проводили с помощью методов дисперсионного, корреляционного и регрессионного анализов (Урбах, 1964; Доспехов, 1973) на компьютере по программам статистической обработки Studia, Статистика, Excel.

Результаты исследований

Основные факторы, определяющие структуру кроны

Под «структурой кроны» мы понимаем взаимное расположение и количественные соотношения скелетных, полускелетных ветвей, обрастающих веточек и побегов разной длины. Однако это не полное определение, оно охватывает лишь основное содержание понятия.

Говоря о структуре кроны, следует подчеркнуть, что мы не рассматриваем ее как неизменную конструкцию. В процессе индивидуального развития растения она все время изменяется, на нее оказывают влияние условия выращивания и действие случайных факторов. Поэтому деревья одного и того же генотипа сравнимые по возрасту могут различаться между собой по структуре кроны. Но, несмотря на это, основные особенности структуры кроны, характерные для каждого генотипа будут сохраняться.

Из генотипических особенностей наибольшее значение имеют те, которые связаны с пробудимостью почек и побегообразовательной способностью деревьев, так как именно они определяют характер распределения однолетних приростов по длине, имеющего важнейшее значение для формирования кроны дерева, ее структуры. Поэтому особое внимание в своей работе мы уделяли именно этим показателям.

Наиболее важной характеристикой структуры кроны, по нашему мнению, является распределение однолетних приростов по их длине, т. е. соотношение между однолетними приростами разной длины. Начиная уже со второго года жизни, именно однолетние приросты являются основой, на которой формируется крона дерева со всеми характерными для его генотипа признаками, поэтому характер статистического распределения однолетних приростов по их длине имеет определяющее значение для формирования кроны. Однолетние приросты вместе с образующимися на них побегами являются наиболее активной в физиологическом отношении частью кроны, играющей важнейшую роль во всех жизненных процессах дерева. Важно отметить, что от соотношения приростов разной длины сильно зависят урожайность и регулярность плодоношения деревьев.

Пробудимость почек имеет прямое отношение к формированию структуры кроны дерева.

Другим фактором, влияющим на структуру кроны, является побегообразовательная способность деревьев, причем по нашему мнению, имеет даже большее значение для формирования структуры кроны деревьев, чем пробудимость почек.

Следует заметить, что понятие «побегообразовательная способность» строго не определено. Обычно под побегообразовательной способностью деревьев понимают способность образовывать сильные побеги, но какой именно длины не указывают. Но значения рассчитанного таким образом показателя будут зависеть от того, какой длины побеги учитываются при его вычислении: с увеличением нижнего предела длины учитываемых побегов они будут уменьшаться. Принимая во внимание, что наименьшая длина учитываемых при вычислении такого показателя побегов, устанавливается, произвольно, то недостаточная обоснованность такого подхода к количественной оценке побегообразовательной способности деревьев становится вполне очевидной.

Полученные данные показывают, что в качестве показателя побегообразовательной способности деревьев следует использовать среднюю длину однолетних приростов, включая розеточные побеги. Средняя длина однолетних приростов является более предпочтительной характеристикой побегообразовательной способности деревьев, поскольку не зависит ни от какого произвольного выбора.

Особого внимания заслуживает вопрос об использовании коэффициента асимметрии статистических распределений однолетних приростов по их длине для количественной оценки побегообразовательной способности. Значения коэффициента асимметрии зависят от соотношений между численностями однолетних приростов разной длины. Если в кроне преобладают короткие приросты и мало длинных, значение коэффициента асимметрии будет больше, чем в случаях, когда коротких приростов меньше, а длинных больше.

Результаты проведенных исследований показывают, что пробудимость почек и побегообразовательная способность деревьев связаны с габитусом деревьев и, что очень важно, с закладкой плодовых почек.

Пробудимость почек

Одним из факторов, определяющих структуру кроны дерева, является пробудимость почек. Деревья груши обладают высокой пробудимостью почек и поэтому, как правило, у нее не наблюдается сильного оголения ветвей (Метлицкий, Кудрявец, 1991; Еремин, 2001).

Проведенные исследования показали, что пробудимость почек зависит от длины прироста предшествующего года (табл. 1). Это необходимо учитывать при сравнительной оценке сортов по рассматриваемому показателю, чтобы избежать ошибок, которые могут возникнуть из-за того, что взятые для проведения учетов приросты предшествующего года у разных сортов могут различаться по длине. Поэтому при сравнении разных генотипов по пробудимости почек желательно приводить полученные значения показателя к какой-то определенной длине прироста предшествующего года. Сравнимость оценок можно получить с помощью простых линейных уравнений регрессии вида

y = ao + bx

где y – показатель пробудимости почек,

х – заданная длина прироста предшествующего года.

Что касается длины однолетнего прироста, к которой следует приводить значения показателя пробудимости почек, то в зависимости от задач исследований, а также возраста и состояния деревьев, она может быть неодинаковой. Мы считаем, что выбирать ее следует с таким расчетом, чтобы она была близка к средней длине приростов, на которых проводились учеты, которая в свою очередь должна быть близка к средней длине однолетних приростов деревьев. В нашем случае, наиболее подходящей будет длина, равная 35 см. Учеты мы проводили на приростах не менее 20 см.

С увеличением длины прироста предшествующего года пробудимость почек, как правило, возрастает. Следует также отметить, что бόльшая часть уравнений регрессии, выражающих зависимость пробудимости почек от длины однолетнего прироста, характеризуется довольно высоким значением коэффициента детерминации. В среднем он равен 22%, а в ряде случаев был более 30% и достигал даже 86%. Это свидетельствует о довольно тесной зависимости между указанными величинами.

Изученные сорта обладали довольно высокой пробудимостью почек (табл. 2). В среднем, по данным, приведенным к длине однолетнего прироста 35 см, за все годы, исследований для всех изученных сортов она равнялась 69,8% и колебалась в пределах от 63,8% (Ириста, 2001 год) до 76,8% (Светлянка, 2001 год).

В ряде случаев наблюдали различия между фактически полученными значениями показателя и пересчитанные для длины 35см. Практически совпадает фактическая пробудимость почек и приведенная к 35см у сортов Красавица Черненко - 64,4% и 64,5%, Осенняя Яковлева - 69,6% и 69,5%. В тоже время наблюдаются существенные отличия у сортов Памяти Яковлева

Таблица 1 – Зависимость пробудимости почек от длины однолетнего прироста

Сорт	Год учета	Уравнение регрессии	Коэфф. детерминации R2, %
Красавица Черненко	2001	y = 58,2 +0,38x	35,0
2002	y = 46,3 + 0,52x	23,6
2003	y = 51,6 + 0,51x	31,0
Осенняя Яковлева	2001	y = 55,6 + 0,37x	86,0
2002	y = 68,1 + 0,02x	0,02
2003	y = 60,7 + 0.25x	15,0
Памяти Яковлева	2001	y = 62,8 + 0,32x	35,0
2002	y = 59,4 + 0,50x	23,3
2003	y = 61,8 + 0,29x	26,0
Светлянка	2001	y = 65,2 + 0,33x	76,0
2002	y = 48,6 + 0,59x	26,7
2003	y = 66,1 + 0,16x	3,0
Скороспелка из Мичуринска	2001	y = 64,8 + 0,27x	17,0
2002	y = 63,8 + 0,20x	28,1
2003	y = 76,4 – 0,15x	0,1
Любимица Яковлева	2001	y = 62,1 + 0,27x	0,5
2002	y = 67,5 + 0,15x	3,8
2003	y = 72,2 + 0,10x	4,9
Ириста	2001	y = 44,2 + 0,56x	23,0
2002	y = 59,7 + 0,17x	2,0
2003	y = 46,7 + 0,54x	18,0
Ника	2001	y = 44,2 + 0,71x	29,0
2002	y = 50,3 + 0,48x	8,0
2003	y = 45,4 + 0,62x	26,0
Новелла	2001	y = 63,5 + 0,32x	7,8
2002	y = 45,8 + 0,62x	22,8
2003	y = 44,7 + 0,69x	13,0
9-33	2001	y = 57,2 + 0,39x	27,0
2002	y = 68,7 – 0,03x	0,1

фактическое значение – 80,7% и приведенное к длине 35 см – 73,8%, Скороспелки из Мичуринска 78,4 и 70,8%. Наибольшее расхождение между значениями показателя отмечалось у сорта Новелла 8,5%. Все это говорит о том, что перерасчет фактически полученной пробудимости почек к длине прироста 35 см позволяет объективно выявить различия между сортами по этому показателю.