Агробиологические основы безвирусного семеноводства картофеля

Актуальность и востребованность темы диссертации. Урожайность картофеля в мире составляет 17 тонн с гектара, производство продукции в среднем по 31,3 кг на душу населения. В целях обеспечения продовольственной безопасности в мире и удовлетворения потребности населения в картофеле необходимо повысить урожайность и улучшить качество этой продукции1. В настоящее время, в государствах мира, производящих картофель, актуальным является разработка селекционных и технопогических мероприятий при организации семеноводства картофеля на безвирусной основе, способствующих выращивать качественный семенной материал и соответственно высокую урожайность.
Во многих странах мира семеноводство картофеля ведется на безвирусной основе. В Перу, Германии, Бельгии, США, России, Голландии, Канаде, Мексике, Италии и Франции хорошо изучены вопросы отбора и создания сортов картофеля для безвирусного семеноводства, использование эффективных способов создания исходного материала, в частности, оздоровления методом верхушечной меристемы, микроклонального их размножения, использования полученных здоровых растений в семеноводстве картофеля.
В нашей Республике в годы независимости по селекции, семеноводству и совершенствованию технологии выращивания картофеля осуществлены широкомасштабные мероприятия, результатом которих является обеспеченность населения картофелем местного производства. В настоящее время одной из основных проблем картофелеводства является недостаточная организованность эффективного первичного семеноводства картофеля, основанного на сортах, созданных в местных условиях. В стратегии развития Республики Узбекистан, рассчитанной на 2017-2021 годы, определена «... оптимизация посевных площадей сельскохозяйственных растений и состава культур, внедрение передовых агротехнологий, а также повышение урожайности, увеличение производства плодоовощных культур и винограда». Исходя из этого, важным и актуальным является проведение научных исследований по разработке мероприятий, направленных на предотвращение здоровых растений от повторного заражения, разработанных с учетом агробиологических факторов: резервации инфекций, распространенности и динамики развития тлей-переносчиков вирусных болезней, в местных условиях, при организации семеноводства картофеля на безвирусной основе.
Данное диссертационное исследование в определенной степени служит выполнению задач, предусмотренных Постановлением Президента Республики Узбекистан от 26.01.2009 г. № ПП-1047 «О дополнительных мерах по расширению производства продовольственных товаров и насыщению внутреннего рынка»; от 25.12.2015 г. № ПП-2460 «О мерах по дальнейшему реформированию и развитию сельского хозяйства на период 2016-2020 годов»; от 12.04.2016 г. за № ПП-2520 «О мерах по совершенствованию системы закупок и использования плодоовощной продукции, картофеля и бахчевых культур», а также других нормативноправовых документов, принятых в данной сфере.
Цель исследования является создание и выделение сортов, а также разработка агробиологических основ выращивания качественного семенного материала из оздоровленных клубней методом верхушечной меристемы клубней и другими методами создания исходного материала для семеноводства картофеля на безвирусной основе.
Научная новизна исследовании заключается в следующем:
впервые научно обоснованы агробиологические особенности организации семеноводства картофеля;
созданы новые сорта картофеля Фаровон и Феруза характеризующиеся высокоурожайностыо, скороспелостью, устойчивостью к вирусным болезням и двуурожайности, и соответственно пригодностью для семеноводства картофеля на безвирусной основе;
подтверждено влияние экологических и агротехнических факторов на распространенность и вредоносность вирусных болезней на качество семенного картофеля;
установлена эффективность использования способов создания исходного материала, в т.ч. оздоровленных методом верхушечной меристемы клубней в семеноводстве картофеля на безвирусной основе;
разработан комплекс мероприятий, направленных на сохранение здоровых растений от повторного заражения вирусами с учетом состава местного фитоценоза в качестве “резерваторов” инфекций, динамики развития, видового состава и трансмиссионных способностей афидидов-переносчиков вирусов картофеля;
разработана система семеноводства картофеля на безвирусной основе, включающая в себя эффективную, ускоренную схему первичного семеноводства, ускоренного размножения оздоровленных методом верхушечной меристемы клубней, способствующих выращиванию качественного семенного картофеля.
Выводы
1. Коэффициент вредоносности вирусных болезней картофеля в условиях республики составляет 0,24-0,84 в зависимости от таких агробиологических факторов, как почвенно-климатические условия, энтомофитопатологические состояния посевов, сортимента и применяемой технологии возделывания культуры.
2. В питомниках первичного семеноводства картофеля при разработке мероприятий, направленных на сохранение здоровых растений от перезаражения вирусами, необходимо учитывать такие агробиологические факторы, как распространенность вирусов, их резерваторов, а также видовой состав и динамика развития переносчиков вирусов-тлей в конкретных почвенно-климатических условиях.
3. Переносчики вирусов картофеля-тли определенный цикл своего развития проводят на сорных растениях и размножаются. Эти растения могут служить «очагом» инфекций переносимых насекомыми. Из всех проверенных растений паслен черный (Solanum nigrum), вьюнок полевой (Convolvulus avensis), дурман обыкновенный (Datura stramonium), подорожник ланцетовидный (Plantago lanceolate), и щавель конский (Rumex confurtus) оказались резерваторами вирусов картофеля.
4. Основными среди встречающих на посевах картофеля вредителями являются персиковая (Mizodespersicae Sulz.) и бахчевая тля (Aphisgossypii Glov). В равнинных условиях Зарафшанской долины в основной части популяции афидидов преобладает персиковая тля, а в предгорных и горных районах, где экологические условия считаются благоприятными для роста и развития картофеля, характеризуются низкой численностью этого насекомого с сильной трансмиссионной способностью.
5. Численность, особенности развития и активность бескрылых и крылатых форм тлей зависит от влияния комплекса почвенно-климатических условий конкретного региона. В условиях Зарафшанской долины численность популяций бескрылых форм тлей являются немного низким от порога вредоносности и составили 30-82 шт./100 листьев в зависимости от погодных условий и сорта по численности бескрылых популяций афидидов растения-резерваторы превосходили в 8-25 раз посевы картофеля. Эти сведения необходимо учитывать при организации семеноводства картофеля на безвирусной основе.
6. Метод верхушечной меристемы клубней оказался самым эффективным способом создания исходного материала для семеноводства картофеля на безвирусной основе. Элита, выращенная из таких клубней, превосходит по урожаю на 20,0-31,9% и обеспечивает высокий уровень (67,3-89,5%) рентабельности.
7. Возделывание картофеля из генеративных семян методом рассадной культуры способствует получению здоровых от вирусных болезней с хорошими показателями урожайности и качества продукции с низкой себестоимостью, клубневые репродукции которые можно использовать в семенных целях. Образцы ВИР-8, К7115, Илона, Триумф и Зара являются пригодными для генеративного размножения.
8. Ускоренная схема семеноводства на основе двуурожайной культуры, использование приемов увеличения коэффициента размножения, в том числе разреженной схемы посадки в питомнике воспроизводства и предпосадочной резки семенных клубней в питомниках первичного семеноводства способствует увеличению коэффициента размножения оздоровленных методом верхушечной меристемы клубней и повышению валового выхода качественного элитного картофеля до 76,8-93,0 т. из 100 исходных клубней вместо 10,0-17,2 т соответственно.
9. Посадка семенных клубней скороспелых сортов в питомниках первичного безвирусного семеноводства картофеля по схеме 90x20 см в первой декаде марта месяца обеспечивает получение высокого урожая 26,5-30,8 т/га в зависимости от сорта.
10. Установлено, что с увеличением густоты стояния растений повышается зараженность растений контактно передаваемыми вирусами X и S. Самая низкая зараженность растений вирусами отмечена в варианте посадки картофеля в первой декаде марта месяца по схеме 90x25 см. При запоздалых сроках посадки наблюдалось снижение качества семенного материала, связанное с повышением пораженности растений вирусами в скрытой форме заражения.
11. Установлено, что внесение минеральных удобрений в питомниках первичного семеноводства картофеля на безвирусной основе при весенней посадке в норме N150P120K.75 кг/га способствует выращиванию качественного семенного материала. Увеличение норм подкормки растений азотными удобрениями до 200-250 кг/га приводит к повышению зараженности растений вирусами, особенно энтомофильными в скрытой форме поражения.
12. Предуборочная сеникация ботвы картофеля через 20-25 дней после массового цветения растений приводит к снижению урожайности семенных посевов на 11,4-21,3% в зависимости от сорта. Сочетание приемов предпосадочного проращивания семенных клубней и сеникации снижает отрицательное действие сеникации и оказывает положительное влияние на семенные качества, что связано с низкой зараженностью растений вирусами на 16,5-19,6% по сравнению с контролем.
13. Сорта картофеля Улугбек, Феруза, Фаровон Консул, Зафира, Элпассо, Сафия и Сантэ отличаются высокими регенерационными способностями и особенностями образовать миниклубни и поэтому могут служить ценным генетическим ресурсом для семеноводства картофеля на безвирусной основе.
14. Устойчивость к отдельным вирусам и колорадскому жуку проявили полученные с применением физических мутагенов клоны Фантонэ-М и Маркиз-М.
15. Учитывая региональный характер, в т.ч. широкой распространенности вирусных болезней картофеля одним из основных направлений в селекционной работе по культуре картофеля в республике должна служить вирусоустойчивость сортов. Новые сорта Феруза, Фаровон, Гузал и Улугбек характеризуются скороспелостью, устойчивостью и толерантностью к отдельным вирусам, а также пригодностью к двуурожайной культуре.
16. В условиях Зарафшанской долины Узбекистана рекомендуется организовать семеноводство картофеля на безвирусной основе с применением следующих организационных и технологических приемов:
рекомендуется применение организационных, агротехнических, защитных мероприятий в семеноводстве картофеля на безвирусной основе, разработанных с учетом распространения резерваторов и афидидов-переносчиков вирусов, особенно динамики развития наиболее вирофорфной способности тлей Mizodes persicae Sulz. в конкретных почвенноклиматических условиях;
в питомниках первичного семеноводства картофеля использовать комплекс мероприятий, направленных на увеличение коэффициента размножения оздоровленных методом верхушечной меристемы материала и ускоренной схемы семеноводства, способствующих выращиванию качественного элитного материала за 3 года вместо 6 лет;
использовать созданные новые сорта и генетические ресурсы в селекции картофеля для выведения устойчивых к отдельным вирусам и колорадскому жуку сортов, а также в семеноводстве картофеля на безвирусной основе.