Экологическая изменчивость признаков картофеля в разных по вертикальной зональности районах горного Алтая

Трехфакторный дисперсионный анализ показал очень высокую достоверность опытов, при этом доля вариации средней массы 1 клубня, обусловленная генотипом, колебалась в зависимости от пункта испытания от 2,5 до 24,7%, метеоусловиями лет испытаний - от 2,2 до 34,0%, а доля вариации, обусловленная экологическими условиями самого пункта, - от 0,8 до 62,8% (табл.6).

Таблица 6.Относительная доля влияния факторов и их взаимодействий на изменчивость средней массы 1 клубня, (%)

Источник варьирования НСР 5 %	Уба-Чемал	Уба-Ильинка	Уба - Усть-Кан	Уба - Усть-Кокса	Уба - Улаган
	ран-ние	ср. ран.	ср. поз.	ранние	ср. ран	ср. поз	ранние	ср. ран	ср. поз	ранние	ср. ран.	ср. поз.	ранние	ср. ран.	ср. поз.
Пункты (A)	20,2	11,7	8,3	39,5	49,6	62,8	48,3	62,4	46,9	7,6	5,2	0,8	4,4	17,8	20,5
Годы (B)	30,2	34,0	17,9	23,3	24,3	17,6	6,2	2,2	7,4	17,7	15,4	12,3	21,3	15,9	18,3
Генотип (C)	15,1	5,0	24,7	12,7	5,6	7,7	15,2	4,4	9,8	7,2	3,7	15,5	19,1	2,5	11,1
Взаимодействие(А x В)	11,6	12,3	26,1	3,1	1,5	0,2	1,9	10,8	19,5	46,1	59,3	50,1	26,7	48,3	42,7
Взаимодействие (В x С)	1,9	10,9	10,9	7,8	7,2	6,2	6,4	3,5	7,9	7,9	8,9	9,1	13,9	6,9	2,9
Взаимодействие (А x С)	10,7	19,1	6,2	8,1	7,2	0,3	12,9	9,4	5,6	2,9	2,9	2,3	6,6	4,3	2,0
Взаимодействие АxВxС	1,5	1,9	4,2	3,9	3,3	4,5	6,8	5,4	1,7	8,7	3,2	8,9	3,4	0,9	0,3
Случайные отклонения	9,0	5,0	2,0	1,6	1,0	1,0	2,2	1,9	1,2	2,5	1,5	1,2	4,7	3,2	2,2

Отмечаются значительные различия этого показателя по вертикальной зональности у сортов разных групп спелости.

Рис. 4. Средняя масса 1 клубня (г) у сортов различных групп спелости в зависимости от условий вегетации (года) и пункта испытаний.

Полученные результаты показали, что этот признак характеризуется высокой степенью изменчивости в зависимости от экологических факторов, генотипа и года испытания.

Анализ полученных результатов позволил установить, что:

1. Экологическое испытание коллекции на двух пунктах в условиях предгорий Горного Алтая выявило исключительно высокую вариабельность средней массы клубня в зависимости от метеорологических условий в период вегетации и незначительную - в зависимости от генотипа и, особенно, пункта возделывания.

2. Средняя масса одного клубня в среднем за 3 года в Бирюле варьировала от 61г (Уральский сувенир) до 104г (Луговской), в Усть-Убе - от 60г (Приекульский ранний) до 120г (Луговской). Среднеранняя группа в целом формирует более крупные клубни, чем ранняя и среднепоздняя группы. Самая высокая масса одного клубня (в среднем 112г) отмечена у сорта Луговской независимо от года и места возделывания.

3. Метеорологические условия 1994 года оказались более благоприятными для формирования крупных клубней и средняя масса 1 клубня составила 114,5г независимо от пункта возделывания и генотипа. Самые крупные клубни формировал Гибрид 86 /18 в Усть-Убе (161г).

4. Доля изменчивости, обусловленная различиями между генотипами, составила 3,0%, экологическими различиями между пунктами испытания - 0,4, метеорологическими различиями - 47,9%, взаимодействиями этих факторов - 5,4% общего варьирования признака массы одного клубня, что свидетельствует об исключительной силе влияния метеоусловий на формирование крупности клубней.

5. В экспериментах широкого экологического сортоиспытания (6 пунктов) среднее значение массы 1 клубня картофеля на куст составляло 97,1г. В зависимости от группы спелости сортов средняя крупность клубней варьировала от 88,3г у среднеранних до 105,7 - у среднепоздних. В зависимости от пункта испытания крупность клубней колебалась от 52,8г (Улаган) до 151,5 (Ильинка), а в зависимости от года испытания - от 88,1г (1999) до 113 (1998).

6. Средняя масса 1 клубня в годы испытаний у ранних сортов варьировала от 36г (Алмаатинский, Улаган, 1997) до 208 (Корине, Ильинка, 1997); у среднеранних от 33г (Огонек, Усть-Кокса, 1997) до 237 (Свитанок Киевский, Ильинка, 1997), у среднепоздних - от 33г (Символ, Улаган, 1997) до 239 (Луговской, Ильинка, 1998).

7. Доля экологической изменчивости в среднегорье с мягким климатом (Чемал) у ранних сортов составила 20,2, среднеранних - 11,7 и среднепоздних 8,3%, а доля метеорологической - 30,2; 34,0 и 17,9%, соответственно. При этом резко возросла доля генотипической изменчивости у среднепоздних сортов - 24,7%.

8. В среднегорье с более суровым климатом (Ильинка) существенный вклад в изменчивость средней массы 1 клубня вносили экологические условия пункта испытания (у ранних сортов - 39,5%, у среднеранних - 49,6, у среднепоздних - 62,8) и условия вегетации - 23,3; 24,3 и 17,6%, соответственно.

9. В среднегорье с суровым климатом (Усть-Кан) наибольший вклад в общую фенотипическую изменчивость признака вносил экологический фактор (по ранним сортам - 48,3%, по среднеранним - 62,4, среднепоздним - 46,9). При этом резко снизилась роль условий вегетации (годы) на изменчивость этого признака, особенно у среднеранних сортов (2,2%).

10. В среднегорье Уймонской долины (Усть-Кокса) наибольший вклад в общую фенотипическую изменчивость признака вносили условия вегетации (годы): по ранним сортам - 17,7%, по среднеранним - 15,4 и среднепоздним - 12,3, а самым высоким был вклад от взаимодействия между экологическим фактором и условиями вегетации - 46,1; 59,3 и 50,1%, соответственно.

11. В высокогорье (Улаган), наиболее существенный вклад в общую фенотипическую изменчивость признака вносили условия вегетации (годы): по ранним сортам - 21,3%, по среднеранним - 15,9 и среднепоздним - 18,3 %. Самым высоким, также как и в Усть-Кане, оказался вклад от взаимодействия между пунктом и условиями вегетации - 26,7; 48,3 и 42,7%, соответственно.

Продуктивность (масса клубней с 1 куста)

К настоящему времени накоплен ограниченный экспериментальный материал, свидетельствующий о сильном влиянии экологических факторов на формирование количественных и качественных признаков картофеля. Испытание коллекции в двух пунктах в 1994-96 гг. показало, что масса клубней с 1 куста значительно варьирует в зависимости от генотипа, метеорологических условий и места испытания, причем среди ранних наибольшей продуктивностью характеризуется клон сорта Приекульский ранний*, который оздоровлен методом апикальной меристемы (940г). Среди среднеранних генотипов наибольшая продуктивность отмечена у сорта Невский (1340г), а среди среднепоздних - у сорта Луговской (1040г). Характеризуя полученные данные в целом, необходимо обратить внимание на довольно высокий уровень генетического потенциала продуктивности, реализованной в этих пунктах. В пересчете на гектар урожайность клубней в среднем за три года в Бирюле составила 27, а в Усть-Убе - 36т/г. Наиболее высокую урожайность формировал сорт Невский - 48,2 т/га, а максимальная получена в 1995г в Усть-Убе - 75,6.

Трехфакторный дисперсионный анализ показал (рис.5), что контролируемые и неконтролируемые факторы в эксперименте существенно различались по своему вкладу в общее варьирование признака. При этом доля изменчивости, обусловленная генотипическими различиями сортов и клонов, составила 32,3, вызываемая различиями на пунктах испытания - 18,0, а вызываемая различиями метеорологических условий в разные годы - 9,6 % от общей фенотипической изменчивости признака.

Рассмотрены результаты сравнительного изучения изменчивости признака средняя масса клубней с 1 куста у этой же коллекции сортов в зависимости от экологических факторов в 6 пунктах испытаний и жестких метеорологических условий в 1997-99 годах (рис.6).

За годы испытаний средняя масса клубней с 1 куста составила 614г. При этом наибольшей продуктивностью в среднем характеризовались среднепоздние сорта, у которых этот показатель составил 655,9, тогда как у ранних сортов он составил 558,3, а у среднеранних - 627,7г/куст.



Рис. 5.Сила влияния факторов (А-пункт, В-годы, С-генотип) на изменчивость массы клубней с куста, %.

Среди ранних сортов наибольшую продуктивность формировали Приекульский ранний* (1068 г/куст) и Уральский сувенир (1084), среди среднеранних - сорта Свитанок Киевский (1428) и Эскорт (1367), а среди среднепоздних - сорта Символ (1564) и Луговской (1163). Что же касается пунктов испытания, то есть экологического фактора, то наибольшая продуктивность в среднем формировалась в Ильинке (958,9 г/куст) и в Усть-Убе (713,7). Самая низкая продуктивность была в Улагане и Усть-Коксе, где она составила в среднем 313,0 и 357,9 г/куст, соответственно. Наиболее благоприятным для формирования урожая был 1999 год в более высокогорных районах - Усть-Кан, Усть-Кокса, Улаган и 1997 год - для Усть-Убы и Ильинки, а для Чемала - 1998. Изменчивость этого признака у разных генотипов в зависимости от пункта и года испытания иллюстрируется на рис.7

Анализ полученных данных по пунктам показывает, что наиболее интенсивно формировался урожай в Ильинке в 1997 году - в среднем 1050г, а у среднепоздних - 1271 г/куст. Наибольший размах варьирования признака был у ранних сортов - Приекульский ранний* и Уральский сувенир, у среднеранних - Свитанок Киевский и Эскорт и у среднепоздних - Символ.

При сравнении данных испытания в Усть-Убе и Ильинке обращает на себя внимание тот факт, что доля (табл.7) экологической изменчивости, (пункты) в общем фенотипическом варьировании признака возрастала, как показал многофакторный дисперсионный анализ, пропорционально длине вегетационного периода, и составила по ранним - 17,4 %, среднеранним- 31,2, и по среднепоздним сортам 42,3 %, тогда как доля изменчивости, вызванная условиями вегетации была незначительной (3,7; 8,5 и 7,6 %).

В то же время доля генотипической изменчивости была довольно высокой у ранних и среднеранних сортов (23,0 и 17,2 %), а у среднепоздних составила всего 14,9 %. При этом сравнении особенно отчетливо выявляется роль продолжительности периода вегетации сорта.

Рис. 6. Средняя масса клубней с 1 куста (г) у сортов различных групп спелости в зависимости от условий вегетации (года) и пункта испытаний

Наиболее сильное влияние экологического фактора выявилось в Усть-Коксе (табл.7, рис.8) и составило у ранних сортов 74,8, у среднеранних - 73,6, а у среднепоздних - 57,8%. При этом роль метеоусловий года (0,07%), генотипа и взаимодействия факторов была очень незначительна.

Рис. 7. Изменчивость средней массы клубней (г/куст) в зависимости от генотипа и пункта испытания (1997-99)

Сорта: П - Приекульскийранний, Н - Новосибирский, К - Корине, А - Алма-Атинский, П* - Приекульский ранний (био),

У - Уральский сувенир, О - Огонёк, Нв - Невский, С - Свитанок Киевский, Э - Эскорт, Ад - Адретта, Г - Гибрид 86/18,

Л - Луговской, Ла - Ласунак, Си - Символ.

В высокогорье (Улаган) отмечено самое сильное влияние экологического фактора во вклад в изменчивость продуктивности независимо от спелости сорта: по ранним сортам - 76,8 %, по среднеранним - 79,3 и по среднепоздним - 75,9 %.

Таблица 7. Относительная доля влияния факторов и их взаимодействий на изменчивость массы клубней с 1 куста у сортов различных групп спелости, %

Источник варьирования НСР 5 %	Уба-Чемал	Уба-Ильинка	Уба - Усть-Кан	Уба-Усть-Кокса	Уба - Улаган
	ран-ние	ср. ран.	ср. поз.	ран-ние	ср. ран.	ср. поз.	ран-ние	ср. ран.	ср. поз.	ран-ние	ср. ран.	ср. поз.	ран-ние	ср. ран.	ср. поз.
Пункт испытания (A)	0,6	0,03	0,6	17,4	31,2	42,3	19,4	12,5	14,4	74,8	73,6	57,8	76,8	79,3	75,9
Годы (B)	8,5	2,9	2,1	3,7	8,5	7,6	25,3	39,6	0,0	7,0	5,4	0,0	5,4	2,0	1,7
Генотип (C)	16,8	11,4	27,5	23,0	17,2	14,9	21,4	14,4	18,2	4,3	3,7	5,4	3,0	2,9	0,1
Взаимодействие (АxВ)	33,0	36,5	4,3	9,1	5,0	5,6	6,0	1,5	10,5	2,7	10,4	7,6	6,5	12,8	19,7
Взаимодействие (ВxС)	3,3	14,8	16,4	15,6	11,6	3,0	4,6	10,6	24,8	3,6	2,4	9,5	1,3	0,8	0,1
Взаимодействие (АxС)	20,6	21,9	13,3	5,7	12,4	0,4	7,3	9,5	13,5	2,1	2,3	6,6	3,2	1,0	0,2
Взаимодейств.(АxВxС)	11,6	5,9	32,4	21,2	10,4	22,8	12,8	6,2	15,8	4,0	1,3	11,9	2,9	0,5	1,5
Случайные отклонения	5,3	6,2	3,1	4,0	3,3	3,1	3,0	5,5	2,7	1,4	0,9	1,1	0,9	0,7	0,9

В то же время влияние метеоусловий было очень незначительным (5,4; 2,0 и 1,7%). Минимальна также и доля генотипа в высокогорье: у ранних и среднеранних она составляла 3,0 и 2,9 %, а у среднепоздних - всего 0,1 %. Повидимому, это связано с очень коротким вегетационным периодом в Улагане и другими экологическими факторами высокогорья.

Рис.8.Влияние факторов изменчивости на продуктивность ранних, среднеранних и среднепоздних сортов, % (А - пункт, В - годы, С - генотип)

Анализ полученных результатов позволил заключить, что:

Экологическое испытание сортов и клонов выявило исключительно высокую вариабельность массы клубней с 1 куста в зависимости от генотипа, метеорологических условий вегетации и пункта возделывания.

у сорта Невский в 1995г в Усть-Убе. В низкогорье у среднеранних сортов продуктивность на 48,2, а у среднепоздних на 23,4% выше, чем у ранних.

Доля изменчивости, обусловленная различиями между генотипами, составила 32,3, экологическими различиями пунктов - 18,0, метеорологическими различиями - 9,4 и взаимодействиями этих факторов - 27,9% от общего варьирования признака, что свидетельствует о необходимости возделывания сортов, адаптированных к конкретным географическим пунктам.

4. Средняя урожайность в годы испытаний по вертикальной зональности у ранних сортов варьировала от 6,6 т/га (Приекульский ранний*, Улаган, 1997) до 43,4 т/га (Уральский сувенир, Ильинка, 1997); у среднеранних - от 6,4 т/га (Эскорт, Улаган, 1997) до 57,1т/га (Свитанок Киевский, Ильинка, 1997); у среднепоздних - от 4,8 т/га (Символ, Улаган, 1997) до 62,6т/га (Символ, Ильинка, 1997).

5. В целом средняя масса клубней с 1 куста составляла 614г, варьируя по сортам от 504,9 (Алмаатинский) до 721,9г (Символ). В зависимости от группы спелости сортов средняя масса клубней с 1 куста колебалась от 504,9 до 624,1г у ранних, от 573,7 до 694,0г - у среднеранних, и от 618,3 до 721,9г - у среднепоздних. В зависимости от пункта испытания масса клубней с 1 куста колебалась от 313,0 (Улаган) до 958,9г (Ильинка), а в зависимости от года испытания: в 1997 году - от 188,2 до 1052,6г; в 1998 - от 316,8 до 945,6г; в 1999 - от 437,9 до 878,5г.

6. В среднегорье с мягким климатом (Чемал) наиболее существенным в изменчивость изучаемого признака был вклад генотипического фактора, у ранних сортов он составил 16,8, среднеранних - 11,4 и среднепоздних 27,5 %, а доля экологического минимальна - 0,6; 0,03 и 0,6 %, соответственно.

7. В среднегорье с более суровым климатом (Ильинка) наиболее существенный вклад в изменчивость признака масса клубней картофеля с 1 куста вносили пункт испытания (у ранних сортов - 17,4%, у среднеранних - 31,2, у среднепоздних - 42,3) и генотип (23,0; 17,2 и 14,9 %, соответственно), а также взаимодействие всех трех факторов (пункты х годы х генотип): у ранних сортов (21,2%) и у среднепоздних (22,8%).

8. В среднегорье с суровым климатом (Усть-Кан), наибольший вклад в общую фенотипическую изменчивость признака вносили условия вегетации: по ранним сортам - 25,3%, по среднеранним - 39,6, а по среднепоздним сортам вклад этого фактора был равен 0. Высока также доля изменчивости, обусловленная экологическими (12,5-19,4%) и генотипическими (14,4-21,4%) факторами. При этом возросла доля изменчивости от взаимодействия между условиями вегетации и генотипом у среднепоздних сортов (24,8%).

9. В среднегорье Уймонской долины (Усть-Кокса) и в высокогорье (Улаган) исключительно высокий вклад в общую фенотипическую изменчивость признака вносили экологические факторы - по ранним сортам 74,8 и 76,8%, по среднеранним - 73,6 и 79,3%, и по среднепоздним - 57,9 и 75,9%.

10. Полученные результаты по выраженности и изменчивости продуктивности (масса клубней с 1 куста) свидетельствуют о том, что этот признак характеризуется высокой степенью изменчивости в зависимости от экологических факторов и незначительной в зависимости от генотипа и года испытания сортов.

Глава 6. Исследования по выявлению экологической ниши, свободной от инфекций

Изучено распространение грибковых, бактериальных и вирусных инфекций по вертикальной зональности. Отмечена очень низкая поражаемость фитофторозом, паршой, гнилями и вирусами (ИФА).

Полученные данные говорят о том, что наличие латентной формы вируса в растениях не влияет на продуктивность, т.к. незараженные сорта, например Приекульский ранний*, Адретта, показывают даже меньшую урожайность, чем зараженные. Показателями поражения до 1,0 балла практически можно пренебречь, так как они находятся в пределах погрешности метода. Отсюда можно заключить, что в высокогорных районах Горного Алтая (Улагане и Усть-Коксе), где экологическое сортоиспытание начали проводить с 1997 года, ИФ-анализом не обнаружено ни одного вируса из восьми.

Примечателен исторический факт о том, что в Усть-Коксу и другие горные районы еще более 250 лет назад переселенцами-староверами (кержаками) были завезены сорта картофеля неизвестного происхождения, которые возделываются до сих пор, вопреки всем канонам сортосмены, сортообновления и вырождения. По-видимому, это и есть экологический эффект высокогорья. Это и есть уникальная эколого-географическая зона для естественного оздоровления картофеля от вирусных болезней, так как найдены экологически чистые ниши в Горном Алтае (Улаган, Усть-Кокса и Иня), где можно выращивать здоровый, свободный от вирусных инфекций посадочный материал картофеля не только для Западной Сибири, но и для всей России. Собрать и изучить этот феномен в разных экологических условиях вертикальной зональности - основная задача настоящих и будущих исследований.

Глава 7. Оценка сортов картофеля по адаптивности продуктивности в Горном Алтае

В этой главе показаны новые подходы в исследовании экологического гомеостаза генотипов картофеля разных групп спелости при оценке адаптивности продуктивности.

Большинством исследований по выявлению адаптивности сортов и оценке среды как фона для отбора установлено, что для репрезентативной оценки параметров генотипов и среды наиболее эффективно испытание в шести средах: 1 пункт х 6 лет, 6 пунктов х 1 год, 2 пункта х 3 года, 3 пункта х 2 года [Пивоваров, Добруцкая, 2000].

В данном исследовании проведено двукратное испытание генотипов разных групп спелости:

· в 6 средах: 2 пункта х 3 года (Бирюля - среднегорье; Усть-Уба -низкогорье; 1994-96) и

· в 18 средах: 6 пунктов х 3 года (Усть-Уба - низкогорье; Чемал, Ильнка, Усть-Кан, Усть-Кокса - среднегорье с разной степенью суровости климата и Улаган - высокогорье; 1997-99).

По результатам испытания (ГСИ и ЭСИ) проведена оценка продуктивности генотипов картофеля в семи географических пунктах в 1994-1999 гг. по FORTRAN программе «Zona».

Анализ параметров адаптивности и стабильности сортов картофеля разных групп спелости показал, что ранние и среднеранние сорта характеризуются значительной экологической изменчивостью, а среднепоздние - средней и значительной. К сортам со средней адаптивностью продуктивности относятся Алмаатинский и Приекульский ранний*. Параметры адаптивности и стабильности сорта Алмаатинский близки к таковым сорта Приекульский ранний*, но все же они более низкого уровня. Сорт Уральский сувенир является наименее адаптивным. При среднем уровне продуктивности он экологически неустойчив, что подтверждается высоким уровнем параметра Sgj. Сорт Новосибирский относится к сортам интенсивного типа. Он обладает положительной реакцией на улучшение условий выращивания (bi), высокой специфической адаптивной способностью (CACi).

Все испытанные ранние сорта картофеля экологически неустойчивы (Sgi>20%) - Приекульский ранний*, Алмаатинский и Приекульский ранний - в меньшей, сорта Новосибирский, Карине и Уральский сувенир - в большей степени. Селекция их на адаптивность является актуальной проблемой. Для сочетания в одном генотипе ПП (потенциальной продуктивности) и ЭУ (экологической устойчивости) в качестве источника ПП может быть использован сорт Приекульский ранний*. Наиболее урожайными были сорта Приекульский ранний* и Уральский сувенир. В результате селекционная ценность его (СЦГi) превышает таковую сорта Приекульский ранний*. Оба сорта отзывчивы на изменение условий выращивания и характеризуются высоким уровнем специфической адаптивной способности (САСi). Из меристемной линии этого сорта в высокогорье (Улаган) был многократно отобран клон, который стал родоначальником нового сорта - Белуха, из Алмаатинского - Горец, из Уральского сувенира - Восход (Сувенир Горного Алтая).

Оценка ранних сортов по урожайности в широком экологическом испытании почти совпадает с оценкой по стабильности продуктивности.

При испытании в двух пунктах в течение трех лет изменились ранги только двух сортов: Приекульский ранний* и Новосибирский. Это может быть связано со специфической реакцией их на условия определенных пунктов испытания. Сорт Приекульский ранний* проявил резкую положительную реакцию на условия среды пункта Ильинка (1997-1998гг.) и отрицательную на среду, сформировавшуюся в пункте Улаган в 1997г. Эта реакция отразилась на увеличении коэффициента регрессии (bi) и относительной стабильности генотипа (Sgi), характеризующего эколого-географическую изменчивость сорта.

Сорт Новосибирский проявил специфическую положительную реакцию на условия среды двух пунктов испытания, но только в отдельные годы и в меньшей степени, чем Приекульский ранний*. Его урожайность была наивысшей в пунктах Усть-Кан (1999г.) и Усть-Кокса (1997-1999гг.).

В результате сорт Новосибирский при испытании в шести пунктах проявил наивысшую адаптивность: урожайность его стабильно средняя по сравнению с другими сортами.

Среднеранние сорта. Адаптивность среднеранних сортов по урожайности не совпадает с таковой по продуктивности по трем сортам из шести. Наибольшую адаптивность проявил сорт Адретта, средний уровень урожайности которого был наиболее стабилен в меняющихся условиях среды (наивысший уровень среды СЦГi, наименьший - Sgi).

За счет меньшей экологической изменчивости обеспечивалась адаптивность Гибрида 86/18. Наименее адаптивны Свитанок киевский и Эскорт (низшее значение параметра СЦГi, наивысшее - Sgi). Значительна эколого-географическая причина их низкой адаптивности, несмотря на высокую (Свитанок киевский) и среднюю (Эскорт) урожайность.

Промежуточное положение по адаптивности урожайности занимают сорта Огонек и Невский. Сорт Огонек в среднем по всем средам испытания наименее урожаен, copт Невский - экологически неустойчив и стабильность его урожайности в горных условиях не обеспечивается.

Среднепоздние сорта. Параметры адаптивности среднепоздних сортов картофеля по урожайности так же, как у среднеранних, не совпадают с таковыми по продуктивности. Возможно, это связано с большим разнообразием условий испытания и специфической реакцией сортов на эти условия.

При испытании в шести пунктах сорт Ласунак так же, как по продуктивности, характеризовался высокой адаптивностью, средней специфической адаптивной способностью, однако параметр относительной стабильности генотипа (Sgi) по урожайности значительно выше, чем по продуктивности. Это же проявилось и у других сортов.

По урожайности наивысшей специфической адаптивной способностью обладал сорт Символ, по продуктивности - Луговской. Это единственный сорт, который проявил отзывчивость на улучшение условий среды (Майма, 1997-1998гг Чемал, 1999г; Ильинка, 1997 и 1999гг, Усть-Кан, 1998г), что выразилось в высокой средней урожайности данного сорта. Однако резкая отрицательная реакция на условия, сложившиеся в Улагане в 1997г, показали значительную экологическую изменчивость сорта, неспособность его сохранять стабильно высокий уровень урожайности.

Наиболее адаптивны ранние и среднеранние сорта. Большим разнообразием по параметру СЦГi (селекционная ценность генотипа - сочетание высокой продуктивности и стабильности) характеризуются среднеранние сорта. Наименее стабильна урожайность среднепоздних сортов.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

Высокий уровень адаптивности отечественных и некоторых зарубежных сортов, сочетающих высокую продуктивность с устойчивостью к биотическим и абиотическим факторам среды, открывает новые возможности для совершенствования технологического процесса в направлении биологизации и экологизации возделывания картофеля в России и поэтапного перевода его на качественно новый технологический уровень.

Предлагаемые методы и подходы в области сравнительных анализов сортов в конкурсном и экологическом сортоиспытании востребованы. Оценка широты нормы реакции сортов по устойчивости к комплексу признаков в трёхмерном пространстве является биологически оправданной, способствует более глубокому пониманию многообразных сложных процессов адаптации растительного организма к среде, происходящих внутри сортовой популяции, и в зависимости от сорта -- с разной интенсивностью.

Результаты многолетнего экологического испытания коллекции генотипов картофеля в 7 географических пунктах Горного Алтая позволяют сделать следующие основные выводы:

1. Высота растений у ранних сортов варьировала в зависимости от пункта, года и сорта: от 26см в Усть-Коксе (Алмаатинский, 1999) до 105 в Ильинке (Приекульский ранний, 1999); у среднеранних - от 31см в Улагане (Огонек, 1997) до 111 в Ильинке (Эскорт, 1999); у среднепоздних - от 27см в Улагане (Луговской, 1999) до 112 в Ильинке (Луговской, 1999). В ранней группе сортов самые высокие растения формировал сорт Приекульский ранний (69,7), в среднеранней - Огонёк (79,4) и в среднепоздней - Символ (118,2 см). В общем фенотипическом варьировании признака доля генотипической изменчивости колебалась от 2,4 до 30,4,5%; доля изменчивости, обусловленная метеорологическими условиями (годы) - от 10,6 до 55,6% и экологическими различиями (пункты) - от 0,0 до 54,2 %, а изменчивость, обусловленная взаимодействием 3-х факторов - от 0,1 до 14,8 %.

2. Число стеблей у ранних сортов варьировало в зависимости от пункта испытания, года и сорта от 2,0 (Корине, 1998, в Усть-Убе, Чемале и Ильинке) до 9,0 (Новосибирский, 1998, в Усть-Коксе), у среднеранних - от 2,0 (Эскорт, 1998, в Усть-Убе) до 9,0 (Адретта, 1999, в Усть-Коксе); у среднепоздних - от 2,0 (Луговской, 1998, в Усть-Убе) и (Символ, 1998, в Ильинке) до 7,0 (Символ, 1999, в Ильинке и Усть-Коксе). В общем фенотипическом варьировании признака доля генотипической изменчивости колебалась от 10,0 до 32,0%; доля изменчивости, обусловленная метеорологическими условиями (годы) от 10,7 до 35,9 % и эколого-географическими различиями (пункты) - от 3,1 до 40,8 %; а изменчивость, обусловленная взаимодействием 3-х факторов, - от 3,3 до 12,8 %.

3. Число клубней у ранних сортов варьировало в зависимости от пункта, года и сорта от 3,0 (Уральский сувенир, 1998, в Усть-Коксе) до 18,0 клубней / куст (Алмаатинский, 1999); у среднеранних - от 3,0 (Эскорт, Свитанок Киевский, 1998, в Усть-Коксе) до 19 клубней/куст (Свитанок киевский, 1999, в Усть-Убе); у среднепоздних - от 3,0 (Луговской, 1998, в Усть-Коксе) до 18,0 (Ласунак, 1999, в Усть-Убе). В общем фенотипическом варьировании признака доля генотипической изменчивости колебалась от 1,4 до 29,3%; доля изменчивости, обусловленная метеорологическими условиями (годы), от 9,4 до 43,9 % и экологическими различиями (пункты) - от 14,7 до 49,3%; а изменчивость, обусловленная взаимодействием 3-х факторов - от 0,9 до 6,8%.

4. Средняя масса 1 клубня (крупность) у ранних сортов варьировала в зависимости от пункта, года и сорта от 36 (Алмаатинский, 1997, в Улагане) до 208г (Корине, 1997, в Ильинке); у среднеранних - от 33 (Огонёк, 1997, в Усть-Коксе) до 237г (Свитанок Киевский, 1997, в Ильинке); у среднепоздних - от 33г (Символ, 1997, в Улагане) до 239 (Луговской, 1998, в Ильинке).

В общем фенотипическом варьировании признака доля генотипической изменчивости колебалась от 2,5 до 24,7 %; доля изменчивости, обусловленная метеорологическими условиями (годы), от 2,2 до 34,0% и экологическими различиями (пункты) - от 0,8 до 62,8 %; а изменчивость, обусловленная взаимодействием 3-х факторов - от 0,3 до 8,9 %.

5. Масса клубней с 1 куста (продуктивность) у ранних сортов варьировала в зависимости от пункта, года и сорта от 165 (Приекульский*, 1997, в Улагане) до 1084г (Уральский сувенир, 1999, в Ильинке); у среднеранних - от 161 (Эскорт, 1997, в Улагане) до 1428г (Свитанок Киевский, 1997, в Ильинке); у среднепоздних - от 121г (Символ, 1997, в Улагане) до 1564 (Символ, 1997, в Ильинке). Доля генотипической изменчивости в общем фенотипическом варьировании признака колебалась от 0,1 до 27,5 %, доля изменчивости, обусловленная метеорологическими условиями (годы) от 0,0 до 39,6 % и экологическими различиями (пункты) - от 0,0 до 79,3 %, а изменчивость, обусловленная взаимодействием 3-х факторов - от 0,5 до 32,4 %.

6. Урожайность у ранних сортов варьировала в зависимости от пункта, года и сорта от 6,6 т/га (Приекульский*, 1997, в Улагане) до 43,4 т/га (Уральский сувенир, 1999, в Ильинке); у среднеранних - от 6,4 т/га в Улагане (Эскорт, 1997) до 57,1т/га (Свитанок Киевский, 1997, в Ильинке); у среднепоздних - от 4,8 т/га (Символ, 1997, в Улагане) до 62,6 т/га (Символ, 1997, в Ильинке). По результатам трехлетнего испытания на двух пунктах наиболее высокую среднюю урожайность формировал сорт Невский - 48,2т/га, а максимальная получена в 1995г в Усть-Убе - 75,6 т/га.

7. Среднепоздние сорта оказались более устойчивыми к фитофторе, чем ранние и среднеранние. При этом доля изменчивости, вызванная генотипическими различиями составила 23,3, метеорологическими - 3,5, экологическими - 0,7 и взаимодействием этих трёх факторов - 11,6 %. Поражённость клубней в среднем за три года варьировала в Бирюле от 1,0 (Луговской) до 19,9 (Новосибирский), а в Усть-Убе - от 2,1 (Алмаатинский) до 13,3% (Новосибирский).

8. По устойчивости клубней к парше доля изменчивости, обусловленная генотипическими различиями составила 24,2, метеорологическими - 10,2, экологическими - 1,0 и взаимодействием этих трёх факторов - 19,8 %. В среднем за три года поражённость клубней паршой в Бирюле варьировала от 0,7 (Ласунак) до 14,8 (Корине), а в Усть-Убе - от 0,04 (Ласунак) до 19,0 % (Уральский сувенир).

9. По устойчивости клубней к гнилям доля изменчивости, вызванная генотипическими различиями составила 13,8, метеорологическими - 18,9, экологическими - 0,0 и взаимодействием этих трёх факторов - 19,8 %. В среднем за три года в двух пунктах наименьшей поражённостью характеризуются сорта Алмаатинский (0,10), Невский (0,24) и Ласунак (0,14 %).

10. Показано, что изученные признаки картофеля существенно различаются по относительному вкладу доли изменчивости в зависимости от генотипов (сорта), метеорологических (годы), экологических условий (пункты испытания), а также по изменчивости, обусловленной взаимодействием этих трёх факторов.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Предлагается использовать экологический эффект высокогорья, выявленный в процессе исследований и позволивший выделить уникальные эколого-географические зоны для естественного оздоровления картофеля от вирусных болезней. В Горном Алтае найдены экологически безопасные ниши (Улаган, Усть-Кокса, Иня), где предлагается организовать Центр по выращиванию здорового, свободного от вирусных инфекций элитного посадочного материала. Наличие таких экологически чистых безвирусных зон в горах Алтая очень перспективно, и Республика Алтай может стать основным производителем элитных семян картофеля для Сибири, сопредельных регионов и всей России, а также местом сохранения мирового генофонда картофеля.

2. По результатам экологического испытания для внедрения в производство и в личные подсобные хозяйства для горных районов рекомендуются (с некоторой коррекцией по районам) адаптированные сорта картофеля:

из ранних: Уральский сувенир, Прикульский ранний*, Корине и Новосибирский; из среднеранних: Лина, Невский, Свитанок киевский, Адретта, Эскорт и Огонек; из среднепоздних: Символ, Ласунак и Луговской;

3. Результаты исследований предлагается внедрить в учебный процесс биологических и сельскохозяйственных факультетов университетов при чтении курсов лекций «Экология», «Экологические проблемы генетики», «Генетика с основами селекции», «Организация и осуществление региональных мониторинговых исследований» и на их основе модернизировать учебные программы полевых практик по экологии и генетике. Аспирантам и студентам использовать методы и результаты при подготовке диссертаций и дипломных проектов.

4. Полученные результаты могут быть использованы при разработке селекционных и семеноводческих программ по картофелю для Горного Алтая и сопредельных регионов Западной Сибири - Тывы, Хакасии, Монголии, Китая и Восточного Казахстана.

5. Разработанные на основе проведенных исследований: «Рекомендации картофелеводам Горного Алтая»; «Рекомендации по развитию картофелеводства в Усть-Коксинском районе Республики Алтай» (2002); «Принципиально новая технология возделывания картофеля на основе экологического сортоиспытания и естественного оздоровления в горных районах Республики Алтай» (1999-2002) и «Функциональный каталог сортов картофеля, испытанных в Горном Алтае» (2008) могут быть использованы в практической деятельности фермерских, крестьянских и личных подсобных хозяйств.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО МАТЕРИАЛАМ ДИССЕРТАЦИИ

Публикации в реферируемых изданиях

1. Стрельцова Т.А. Генотипическая и паратипическая изменчивость продуктивности картофеля в условиях Горного Алтая / Т.А. Стрельцова, О.В. Сафонова // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки - Новосибирск: Изд-во РПО СО РАСХН, 2000. - № 3-4. - С. 23-30.

2. Стрельцова Т.А. Генотипическая и паратипическая изменчивость количества и массы клубней картофели в условиях Горного Алтая / Т.А. Стрельцова, О.В. Сафонова // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки - Новосибирск: Изд-во РПО СО РАСХН, 2001.- № 1-2. - С. 33-41.

3. Стрельцова Т.А. Генотипическая и паратипическая изменчивость мощности картофельного куста в условиях Горного Алтая / Т.А. Стрельцова, О.В. Сафонова //Сибирский вестник сельскохозяйственной науки, Новосибирск: Изд-во РПО СО РАСХН, 2001. - № 3-4. - С. 40-49.

4. Стрельцова Т.А. Генотипическая и паратипическая изменчивость устойчивости клубней картофели к фитофторе в условиях Горного Алтая / Т.А. Стрельцова, О.В. Сафонова // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. - Новосибирск: Изд-во РПО СО РАСХН, 2002. - №3-4 - С. 36-43.

5. Стрельцова Т.А. Оценка изменчивости устойчивости клубней картофеля к парше и гнилям в условиях Горного Алтая /Т.А.Стрельцова., О.В.Сафонова // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. - Новосибирск: Изд-во РПО СО РАСХН, 2003. - № 1-2. - С. 33 - 43.

6. Стрельцова Т.А. Экологическая изменчивость продуктивности картофеля в Горном Алтае / М.С.Менохов, Т.А.Стрельцова // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. - Новосибирск: Изд-во РПО СО РАСХН,, 2008. - №8. - С.31-40.

7. Стрельцова Т.А. В Горном Алтае есть уникальные зоны для естественного оздоровления картофеля /Т.А. Стрельцова, В.М. Муравьёва, Е.Ю.Секачёва //Картофель и овощи, 2001. - № 1. - С. 20-21.

8. Стрельцова Т.А. Горные районы Алтая перспективны для оздоровления семенного материала / Т.А Стрельцова, В.А.Колбешкин., М.В.Овчарик., Ю.А.Александрова //Картофель и овощи, 2002, № 1. - С.31-33.

9. Стрельцова Т.А. Молекулярно-генетический мониторинг исходного материала в процессе оригинального семеноводства картофеля /З.А.Дементьева, С.А.Мусин, Т.А. Стрельцова, В.Г.Ушакова //В сб. Специфика антропогенного и природного химического загрязнения окружающей среды Республики Алтай: Вестник Томского ГУ. - Бюллетень ОНИ № 99. - 2006. - С.77-90.

10. Стрельцова Т.А. Воздействие 1,1-диметилгидрозина (НДМГ) на культурные растения / В.Г.Ушакова, Т.А.Стрельцова //Специфика антропогенного и природного химического загрязнения окружающей среды Республики Алтай: Вестник Томского ГУ. - Бюллетень ОНИ № 99. - 2006. - С.63-76.

11. Стрельцова Т.А. Состояние и перспективы сложившейся практики селекции и семеноводства картофеля в Горном Алтае / Т.А.Стрельцова, С.И.Огнев // Картофель и овощи: М., 2007. - №4 - С. 25-26.

12. Стрельцова Т.А. Экологическая изменчивость биохимических показателей у сортов картофеля в высокогорье, среднегорье и низкогорье Республики Алтай / Т.А. Стрельцова, В.Г.Ушакова // Картофель и овощи: М., - 2007. - №7. - С. 16-17.

Размещено на Allbest.ru