Оценка гетерозисных гибридов томата с повышенной лежкостью плодов в открытом грунте по хозяйственно ценным признакам

Введение

Томат (Lycopersicon esculentum) - самая распространенная овощная культура в мире. Его большой удельный вес в структуре объясняется способностью расти и плодоносить в различных климатических зонах, высокой урожайностью, биологической ценностью и высокими вкусовыми качествами плодов [1]. В селекции томата в последние годы, наряду с традиционными направлениями, такими как высокая урожайность, скороспелость, крупноплодность, устойчивость к заболеваниям, особое внимание уделяется созданию гибридов с замедленным созреванием плодов. Это имеет большое практическое значение, поскольку позволяет длительное время хранить собранные плоды и успешно их транспортировать и продлевает поступление свежей продукции к потребителю [2, 3, 4, 5, 6, 7].

В связи с этим актуально создание новых высокоурожайных форм томата, обладающих повышенной лежкостью и высоким качеством плодов, пригодных для длительного хранения в нерегулируемых условиях.

Анализ источников. В нашей стране и за рубежом придается большое значение селекции на гетерозис. Применение гетерозисных гибридов томата позволяет под-нять урожайность на 25-50 %, увеличить скороспелость, дружность соз-ревания, повысить устойчивость к болезням и вредителям [8, 9]. Незаменимы они и при получении форм, устойчивых к холоду, жаре, засухе, нарушению режимов питания и пестицидам.

Ежегодное воспроизводство гибридных семян у томата связано с большими затратами ручного труда (кастрация, изоляция, маркировка цветков), что является одной из причин высокой стоимости семян гетерозисных гибридов томата. Селекционеры и генетики пришли к выводу, что экономически выгодно получать гибридные семена, не прибегая к кастрации цветков, если выход их достигает 90-95 %. Таким образом, одним из наиболее удобных способов, позволяющих получать необходимое количество дешевых гибридных семян, является использование при гибридизации стерильных форм в качестве материнского компонента. При этом исключаются трудоемкие процессы - кастрация, изоляция, маркировка опыленных цветков. Это делает гибридные семена более дешевыми и доступными для возделывания на большой площади как в открытом, так и закрытом грунте [10, 11, 12, 13].

Исходя из выше изложенного, целью наших исследований являлось создание и испытание гибридов томата для открытого грунта, устойчивых к биотическим и абиотическим стрессам, обладающих повышенной сохранностью плодов в нерегулируемых условиях среды с использованием исходных форм с функциональной мужской стерильностью (ФМС), партенокарпией и фертильностью.

Методы исследования. Экспериментальная работа проводилась на протяжении 2007-2010 гг. на опытном поле и в лаборатории кафедры сельскохозяйственной биотехнологии и экологии.

Материалом для изучения послужили гибридные комбинации, полученные по схеме топкроссов 4 Ч 7 (двадцать восемь комбинаций). В качестве материнских в схеме топкроссов для открытого грунта использовались стерильные, партенокарпические и фертильные формы: Б-3-1-8 (ФМС), Линия - № 3 (ФМС + партенокарпия), Калинка, Доходный; в качестве отцовских были подобраны формы, несущие гены лежкости: Линия - 1, Линия - 2, Линия - 3, Линия - 4, Линия - 5, Линия - 8, Линия - 10. В качестве стандарта выступал сорт Доходный. Для выявления длительности хранения плодов был заложен эксперимент в нерегулируемых условиях среды при температуре +15-20 ⁰С и относительной влажности воздуха 70-80 %. Повторность трехкратная по 15 плодов. Конец периода хранения отмечали, когда 30 % плодов теряли потребительский вид (существенная потеря влаги или гниение).

Основные агрохимические показатели почвы опытного поля приведены в табл. 1.

Таблица 1. Агрохимические показатели почвы (результаты почвенного исследования 2007 г.)

Почва опытного участка дерново-карбонатная типичная глеевая суглинистая старопойменная, развивающаяся на песчанисто-суглинистом дерновом аллювии.

Метеорологические условия в период проведения исследований (2007-2010 гг.) отличались от среднемноголетних значений. Температура воздуха в 2007 г. во время роста томатов была выше средней многолетней на 0,5-2,7 С, только в июле отклонение было отрицательным и составило 0,9 С (рис. 1).

Рис. 1. Температура воздуха за вегетационный период культуры томата, ^оС (2007-2010 гг.)

Наибольшее количество осадков выпало в период с мая по июль (выше среднего многолетнего на 8-81 мм), что неблагоприятно отразилось на росте и развитии томата в открытом грунте (рис. 2).

Рис. 2. Количество осадков за вегетационный период культуры томата, мм (2007-2010 гг.)

Метеорологические условия 2008, 2010 гг. характеризовались более засушливым вегетационным периодом. Показатели температурного режима 2010 г. на 2-5 градусов выше среднемноголетних. Хорошее увлажнение в первой половине вегетации и благоприятный температурный режим позволили реализовать потенциальную продуктивность томата открытого грунта.

Наибольшее количество осадков за вегетационный период 2009 г. пришлось на период с мая по июль. Температурный режим по месяцам мало отличался от среднего многолетнего. Теплым и сухим был сентябрь месяц с превышением средней многолетней температуры на 2,3С и количеством выпавших осадков 62 мм.

Основная часть

В конкурсном испытании открытого грунта в 2007-2008 гг. изучались все двадцать восемь гибридных комбинаций, а в 2009-2010 гг. испытывались 18 лучших гибридных комбинации, отобранных по результатам двухлетних исследований. В табл. 2-7 представлены результаты их испытания.

Вегетационный период 2007 г. характеризовался избыточным увлажнением. Выпадение осадков по сравнению со среднемноголетними значениями было наибольшим на протяжении периодов роста, цветения и плодообразо-вания (май-июль), что неблагоприятно сказалось на продуктивности гибри-дов томата в открытом грунте. Превышение среднемноголетнего зна-чения осадков способствовало развитию фитофтороза и сделало невозможным получение раннего урожая у изучаемых гибридных комбинаций.

По ранней урожайности в 2008 г. достоверно превзошли стандарт Доходный на 55,5-102,1 % гибридные комбинации Линия-Б-3-1-8 Ч Линия -5 и Линия №3 Ч Линия -5 (табл. 2). Большинство гибридов имели этот показатель на уровне стандарта, достоверно низким значение признака «ранняя урожайность» было у гибридных комбинаций Линия-Б-3-1-8 Ч Линия - 3, Доходный Ч Линия - 4 и Доходный Ч Линия - 5.

Таблица 2. Ранняя урожайность лучших гетерозисных гибридов томата в открытом грунте, ц/га

Май, июнь, июль 2009 г. характеризовались превышением среднемноголетнего количества осадков на 8,7-34,7 мм. Переувлажнение в совокупности с оптимальной для развития фитофтороза температурой воздуха (16-23 С) способствовало развитию эпифитотии. В таких условиях удалось оценить только общий урожай, который был нетоварным.

В 2010 г. максимальный ранний урожай был получен в комбинациях Линия-Б-3-1-8 Ч Линия - 5 (250,2 ц/га) и Линия-№ 3 Ч Линия - 5 (320,1 ц/га) и достоверно превзошел значение этого признака у стандарта Доходный на 87,2-157,1 ц/га.

В среднем за годы исследований к наиболее раннеспелым можно отнести гибриды Линия-Б-3-1-8 Ч Линия - 5, Доходный Ч Линия - 8, Линия - №3 Ч Линия - 5, Калинка Ч Линия - 4.

Товарная урожайность - это основной показатель, определяющий хозяйственно полезную часть урожая, по которой оценивается экономическая эффективность возделываемых образцов (табл. 3). По признаку «товарная урожайность» сорт-стандарт Доходный в 2007 г. достоверно (на 30 %) превзошел 2 гибрида F₁ (Линия - Б-3-1-8 Ч Линия - 1, Доходный Ч Линия - 4). Величина данного признака остальных гибридов находилась на уровне 133,0-192,0 ц/га и существенно не отличалась от стандарта.

Таблица 3. Товарная урожайность томата в открытом грунте, ц/га

В 2008 г. по товарной урожайности 5 гибридных комбинаций превзошли сорт-стандарт Доходный на 100 и более ц/га: Линия - Б-3-1-8 Ч Линия - 1, Доходный Ч Линия - 1, Доходный Ч Линия - 3, Доходный Ч Линия - 8 и Калинка Ч Линия - 4. Остальные гибриды сформировали товарную урожайность на уровне стандарта.

В связи с неблагоприятными погодными условиями 2009 г. по изучаемым гибридным комбинациям нам не удалось получить положительный результат по товарной урожайности.

В 2010 г. сложились благоприятные погодные условия, что позволило получить необходимые данные по этому основному показателю у комбинаций Линия-Б-3-1-8 Ч Линия - 4, Доходный Ч Линия - 1, Доходный Ч Линия - 3, Доходный Ч Линия - 8, Линия - №3 Ч Линия - 5, Калинка Ч Линия - 4. Урожайность товарной продукции достоверно превысила значение этого признака у сорта - стандарта Доходный на 134,4-145,4 ц/га.

В среднем за годы исследований высокой долей товарного урожая характеризовались гибриды первого поколения Доходный Ч Линия - 1, Доходный Ч Линия - 3, Доходный Ч Линия - 8, Калинка Ч Линия - 4 и Линия-Б-3-1-8 Ч Линия - 1.

Общая урожайность, включающая в себя как товарную, так и нетоварную часть продукции, является мерой оценки потенциальной возможности образцов накапливать ассимиляты в плодах томата. Лучшими по общей урожайности в 2007 г. являлись 8 гибридных комбинаций (табл. 4): из них 2 образца, материнской формой которых являлась Линия-Б-3-1-8 (Линия - Б-3-1-8 Ч Линия - 1, Линия - Б-3-1-8 Ч Линия - 2), 4 комбинации с сортом Доходный (Доходный Ч Линия - 1, Доходный Ч Линия - 3, Доходный Ч Линия - 4, Доходный Ч Линия - 5) и 2 комбинации с сортом Калинка (Калинка Ч Линия - 2, Калинка Ч Линия - 4). Они превзошли стандарт на 53,0?103,0 ц/га, или на 26,0?48,6 %.

Лучшими по общей урожайности в 2008 г. и достоверно превзошедшими Доходный на 27,2-41,4 % оказались лишь 2 гибрида F₁ (Линия - Б-3-1-8 Ч Линия - 3, Линия - № 3 Ч Линия - 5). Большинство комбинаций имели этот показатель на уровне стандарта. Достоверно уступала стандарту общая урожайность комбинации Доходный Ч Линия -5.

Лучшим гибридом по общей урожайности в 2009 г., достоверно превзошедшим сорт-стандарт Доходный на 34,6 %, оказался F₁ Линия - №3 Ч Линия - 5. Большинство комбинаций оказалось поэтому показателю на уровне доходного. Достоверно ниже его сформировали общую урожайность Линия Б-3-1-8 Ч Линия - 8, Калинка Ч Линия - 8 и Калинка Ч Линия - 4.

Таблица 4. Общая урожайность томата в открытом грунте, ц/га

В 2010 г. гибриды Линия-Б-3-1-8 Ч Линия - 4 и Линия - № 3 Ч Линия - 5 достоверно превзошли стандарт Доходный на 120,7-124,1 ц/га. В целом за исследуемый период большинство испытуемых гибридов первого поколения обладали большей общей урожайностью, чем сорт-стандарт Доходный.

Масса товарного плода у изучаемых образцов в 2007 г. варьировала в широких пределах (табл. 5) ? от 55,0 г (Линия-№ 3 Ч Линия - 5) до 125,0 г (Калинка Ч Линия ? 2). Наиболее крупные плоды в 2008 г. сформировали гибриды Линия - Б-3-1-8 Ч Линия - 1, Линия - Б-3-1-8 Ч Линия - 2, Линия - Б-3-1-8 Ч Линия - 3, Линия - Б-3-1-8 Ч Линия - 4 и Доходный Ч Линия - 1. В 2010 г. плоды массой более 100 г были получены в комбинациях Линия-Б-3-1-8 Ч Линия - 1, Линия-Б-3-1-8 Ч Линия - 2 и Линия-Б-3-1-8 Ч Линия - 3.

Таблица 5. Масса товарного плода томата в открытом грунте, г

Одним из основных хозяйственно ценных признаков, в направлении которого ведется селекционная работа, является способность плодов томата к длительному хранению при сохранении товарного вида и вкусовых качеств (табл. 6).

Таблица 6. Лежкость плодов томата, выращенных в открытом грунте, дней

Плоды всех изучаемых гибридов в 2007 г. хранились на 13-34 дня дольше, чем плоды сорта Доходный, а в 2008 г. - на 14-28 дней дольше. В 2010 г. продолжительнось этого периода оказалась короче и составила всего лишь на 7-21 день дольше. В среднем за исследуемый период сохранность гибридных плодов превышала период хранения плодов сорта Доходный в 1,7-2,5 раза. На основании проведенной нами оценки максимально возможный период хранения в нерегулируемых условиях отмечен у гибридов Линия-Б-3-1-8 Ч Линия - 4, Доходный Ч Линия - 3, Доходный Ч Линия - 5 и Линия - № 3 Ч Линия - 8.

Выявлены лучшие по комплексу хозяйственно ценных признаков гибридные комбинации, сочетающие в себе высокую товарную урожайность, массу плода и длительность хранения плодов: Доходный Ч Линия - 8, Калинка Ч Линия - 4 и Линия-Б-3-1-8 Ч Линия - 1. Одна из этих комбинаций передана в Государственную инспекцию по испытанию и охране сортов растений под названием Сторадж.

В государственном сортоиспытании качество плодов томатов в открытом грунте оценивается по комплексу показателей: содержание общего сахара, общая кислотность, сухое вещество и дегустационная оценка консервов. Плоды гибрида Сторадж по общему сахару (2,5 %), общей кислотности (0,7 %) и содержанию витамина С (18 %) находились на уровне стандарта Превосходный 176. Отмечен больший процент содержания сухого вещества в плодах гибрида на 0,8 %, что говорит о его более плотной консистенции и способности к более длительному хранению. Содержание нитратного азота находилось в пределах ПДК и составляло 80 мг/кг (ПДК-100 мг/кг) [14].

Дегустационная оценка консервов составляла 4,7-5,0 баллов (табл. 7). По товарной урожайности он уступал стандарту только на Кобринской сортоиспытательной станции. В остальных пунктах испытания превышение значения стандарта составляло 7-169 ц/га. Сторадж в основном не уступал стандарту по массе плода и был более скороспелым на 1-6 дней. По результатам государственного сортоиспытания на хозяйственную полезность гетерозисный гибрид Сторадж F₁ включен в государственный реестр районированных сортов и гибридов в 2011 г.

Таблица 7. Средние результаты сортоиспытания в ГСИ

Заключение

• 1. Разнообразные метеорологические условия во время проведения исследований позволили дать комплексную оценку изучаемых образцов. Различия показателей продуктивности связаны с генетической разнокачественностью изучаемых форм, а также неодинаковой реакцией на погодно-климатические условия.
• 2. В питомнике конкурсного испытания в среднем за годы исследований к наиболее раннеспелым можно отнести гибриды Линия-Б-3-1-8 Ч Линия - 5, Доходный Ч Линия - 8, Линия - № 3 Ч Линия - 5, Калинка Ч Линия - 4, ранняя урожайность которых составляла 200-315 ц/га. По товарной урожайности лучшими являются следующие гибриды первого поколения: Доходный Ч Линия - 1, Доходный Ч Линия - 3, Доходный Ч Линия - 8, Калинка Ч Линия - 4 и Линия-Б-3-1-8 Ч Линия - 1 сформировавшие от 500 до 515 ц/га товарных плодов. Масса плода более 100 г характерна для гибридов Линия -Б-3-1-8 Ч Линия - 2 и Калинка Ч Линия - 2. Четырнадцать из восемнадцати изучаемых гибридов образовывали плоды массой 69-99 г. Сохранность гибридных плодов превышала период хранения плодов сорта Доходный в 1,7-2,5 раза. Максимально возможный период хранения в нерегулируемых условиях отмечен у гибридов Линия-Б-3-1-8 Ч Линия - 4, Доходный Ч Линия - 3, Доходный Ч Линия - 5 и Линия - № 3 Ч Линия - 8 (46 дней).
• 3. Выявлены лучшие по комплексу хозяйственно ценных показателей гибридные комбинации, сочетающие в себе высокую товарную урожайность, массу плода и длительность хранения плодов: Доходный Ч Линия - 8, Калинка Ч Линия - 4 и Линия-Б-3-1-8 Ч Линия - 1. Одна из комбинаций передана в Государственную инспекцию по испытанию и охране сортов растений под названием Сторадж F₁.
• 4. По результатам государственного сортоиспытания гетерозисный гибрид Сторадж F₁ включен в государственный реестр районированных сортов и гибридов с 2011 г.

Литература

• 1. Мамедов, М. И. Селекция томата, перца и баклажана на адаптивность / М. И. Мамедов, В. Ф. Пивоваров, О. Н. Пышная. - М., 2002 - 441 с.
• 2. Аутко, А. А. Овощеводство Беларуси в начале 21 века / А. А. Аутко // Овощеводство: сб. науч. тр. - Минск, 1999. - 9-11 с.
• 3. Гавриш, С. Ф. Новые направления в селекции томата для защищенного грунта / С. Ф. Гавриш // Селекция и семеноводство овощных культур в 21 веке: материалы междунар. науч.-практ. конф. ТСХА.- М., 2000. - Т.1. - С. 176-177.
• 4. Кондратьев, И. Ю. Сорта томата с высокой лежкостью плодов / И. Ю. Кондратьев // Картофель и овощи. - 2000. - №3. - С.9.
• 5. Дворников В. П. Показатели качества плодов томата различной лежкости / В. П. Дворников // Хранение и переработка с./х. сырья. - 2003. - № 2. - С. 49-52.
• 6. Куземенский, А. В. Селекционно-генетические исследования мутантных форм томата / А. В. Куземенский. - Харьков, 2004. - С.208-392.
• 7. Пивоваров, В. Ф. Экологические основы селекции и семеноводства овощных культур / В. Ф. Пивоваров, Е. Г. Добруцкая. - М., 2000. - С. 281.
• 8. Пивоваров, В. Ф. Пасленовые культуры: томат, перец, баклажан, физалис / В. Ф. Пивоваров, М. И. Мамедов, Н. И. Бочарникова. - М., 1998. - 382 с.
• 9. Жученко, А. А. Адаптивный потенциал культурных растений (эколого-генетические основы) / А. А. Жученко // Генетика. - 1990. - Т.26, N.1. - С. 158-161.
• 10. Новицкий, А. И. Изучение линий томата с функциональной мужской стерильностью с целью создания гетерозисных гибридов F1 для пленочных теплиц / А. И. Новицкий. - Горки, 1997. - 19 с.
• 11. Добродькин, М. М. Создание партенокарпических гетерозисных гибридов томата для пленочных теплиц на основе функциональной мужской стерильности / М. М. Добродькин. - Горки, 2004. - 19 с.
• 12. Кильчевский, А. В. Гетерозисная селекция томата на основе ФМС / А. В. Кильчевский, А. И. Новицкий, М. М. Добродькин // Гетерозис сельскохозяйственных растений: сб. научн. тр. - М., 1997. - С.47-48.
• 13. Даскалов, X. Использование МС и других средств, обеспечивающих получение гибридных семян томатов / X. Даскалов, X. Георгиев, С. Даскалов. - София. 1965. - 178 с.
• 14. Результаты испытания сортов картофеля, овощных, плодово-ягодных культур, рапса озимого и ярового, сои, подсолнечника, льна-долгунца и масличного на хозяйственную полезность в Республике Беларусь за 2008-2010 гг. - Минск 2011. - С 50-54.

УДК 631.524.01: 633.584.54