Селекционный метод защиты картофеля от патогенов, вредителей, сорняков и неблагоприятных условий

hozyaystvennyh kul'tur v Bryanskoy oblasti: uchebnoe posobie /pod red. prof. V.F. Mal'tseva. Bryansk: Izd-vo Bryanskaya GSKHA. 1999. 165 s.

16. Sychev V.G., Milashchenko N.Z., SHafran S.A. Agrohimicheskie aspekty polucheniya vysoko-kachestvennogo zerna v Rossii // Plodorodie. 2018. № 1. S. 18-19.

17. Es'kov A.I., Lukin S.M., Merzlaya G.E. Sovremennoe sostoyanie i perspektivy ispol'zovaniya or-ganicheskih udobreniy v sel'skom hozyaystve Rossii //Plodorodie. 2018. № 1. S. 20-23.

18. Sel'skoe hozyaystvo Bryanskoy oblasti: stat. sb. /Bryanskstat. Bryansk, 2001. 235 s.

19. Zernobobovye kul'tury i odnoletnie bobovye travy: Biologiya i tekhnologiya vozdelyvaniya /pod red. V.E. Torikova. Bryansk, 2010. 151 s.

20. Goncharenko A.A. Proizvodstvo i selektsiya ozimoy rzhi v Rossii // Vestnik Rossiyskoy akademii sel'skohozyaystvennyh nauk. 2010. № 1. S. 22-24.

21. Vnesenie udobreniy i provedenie rabotpo himicheskoy melioratsii zemel': stat. byulleten'. Bryansk, 2018. 34 s.

22. Sistema zemledeliya Bryanskoy oblasti / pod obshch. red. M.E. Vasil'eva, V.V. Kosova, V.F. Plotnikova. Bryansk, 1982. 247 s.

23. Sokolov N.A. Krupnoe agrarnoe proizvodstvo: krizis i puti preodoleniya (regional'nyy aspekt): monografiya. Bryansk: Izd-vo Bryanskaya GSKHA, 2009. 309 s.

24. Kulik K.N. Zashchitnoe lesorazvedenie v RF: problemy i strategiya razvitiya do 2020 g. // Te-oreticheskie i prikladnye problemy APK. 2009. № 1. S. 10-16.

25. Podol'nikova E.N., Sokolov N.A. Innovatsionnyy menedzhment v agrobiznese // Sbornik nauch-nyh trudov. Bryansk: Izd-vo Bryanskiy GAU, 2015. S. 172-178.

26. CHernozemnaya koloniya // Argumenty nedeli. 2018. 7 iyunya. S. 8-9.

УДК 635.21:632.93

СЕЛЕКЦИОННЫЙ МЕТОД ЗАЩИТЫ КАРТОФЕЛЯ ОТ ПАТОГЕНОВ, ВРЕДИТЕЛЕЙ, СОРНЯКОВ И НЕБЛАГОПРИЯТНЫХ УСЛОВИЙ

The Breeding Method of Potato Protection against Diseases, Pests, Weeds and Unfavourable Conditions

Гаджиев Н.М., к.с.-х.н., зав.отделом селекции и первичного семеноводства картофеля

E-mail: gadzhiev.nadim@yandex.ru Лебедева В.А., д.с.-х.н, главный научный сотрудник E-mail: lebedewa.vera2011@yandex.ru Gadzhiev.N.M., Lebedeva V.A.

ФГБНУ «Ленинградский научно-исследовательский институт сельского хозяйства «Белогорка», ул. Институтская, д.1, д. Белогорка, Гатчинский р-н, Ленинградская обл., 188338 Leningrad Research Institute of Agriculture Science «Belogorka»

Реферат. Повышение устойчивости сортов к болезням, вредителям и неблагоприятным условиям является приоритетной задачей в селекции картофеля. Большое количество патогенов и вредителей обусловливают значительные потери урожая. Химические обработки не всегда бывают достаточно эффективными из-за возникновения резистентных форм патогенов. В нашей работе особое внимание уделяется значимости селекционного процесса на комплексную устойчивость к заболеваниям, вредителям, сорнякам и неблагоприятным условиям. При создании сортов с комплексной устойчивостью авторами использовались полиплоидные образцы видов S.demissum, S.stoloniferum, S.acaule, S.phureja, S.vernei, S.berthaultii, S.polytrichon, различные образцы S.andigenum, российские и зарубежные сорта картофеля. Межвидовые гибриды подвергались инцухту в течение 2-4 поколений, сопровождаемому жестким отбором. В результате были получены селекционные линии. Гибридизация между этими селекционными линиями приводит к созданию многовидовых гибридов. Некоторые из этих многовидовых гибридов картофеля могут стать новыми сортами. В результате нашей работы было создано около 20 сортов, являющихся многовидовыми гибридами. Выращивание таких сортов может проводиться с минимальным использованием фунгицидов, инсектицидов и гербицидов. Возделывание таких сортов положительно скажется на защите окружающей среды.

Summary. Improvement of the resistance of varieties to diseases, pests and unfavourable conditions is a priority in potato breeding. A lot ofpathogens and pests cause significant crop losses. Chemical treatments

are not always successful because of resistant pathogen forms appearance. In the work special attention is paid to the importance of the selection process for complex resistance to diseases, pests, weeds and unfavourable conditions. When creating varieties with complex stability, polyploid samples of species of S. demissum, S. sto-loniferum, S. acule, S. phureja, S. vernei, S. berthaultii, S. polytrichon, various samples of S. andigenum, Russian and foreign potato varieties were used. Inbreeding was used with interspecific hybrids for 2-4 generations, followed by rigid selection. As a result a number of selection lines were obtained. Hybridization between these selection lines leads to creation of multispecies potato hybrids. Some of these multispecies potato hybrids can become new cultivars. The course of work resulted in twenty potato varieties. Potato cultivars, being multi-species hybrids, can be grown with minimal use of fungicides, insecticides and herbicides were picked. The cultivation of such potato varieties will be useful for the environment preservation.

Ключевые слова: сорта картофеля, многовидовые гибриды, комплексная устойчивость, экологическая безопасность.

Key words: potato cultivars, multispecies hybrids, complex resistance, ecological safety.

ВВЕДЕНИЕ

Картофель - культура, занимающая по значимости третье место в мире после пшеницы и риса, культура с разносторонним использованием - поражается столь многими болезнями и вредителями, как никакая другая сельскохозяйственная культура.

При благоприятных условиях наиболее вредоносные патогенны и вредители способны полностью уничтожить урожай картофеля даже и в одиночку. Но растения картофеля часто бывают поражены сразу несколькими заболеваниями, да ещё и вредителями в придачу.

К тому же, в последние годы наблюдается возрастание вредоносности большинства патогенов. Появляются новые, всё более агрессивные штаммы и расы. Постоянно расширяется ареал распространения колорадского жука. Усиливается опасность распространения и увеличения вредоносности нематод, увеличивается очагов золотистой картофельной нематоды. Ухудшается гербологическое состояние посадок.

Изменения фитосанитарной ситуации влекут за собой увеличение числа химических обработок, необходимых для сохранения урожая картофеля. А это, в свою очередь приводит, помимо роста себестоимости картофеля, к обострению экологической обстановки вследствие загрязнения ядохимикатами готовой продукции и биосферы в целом. Однако эффективность химической защиты сельскохозяйственных культур вообще и картофеля в частности не так высока, как бы этого хотелось.

Одной из причин недостаточной эффективности средств химической защиты является формирование резистентности у вредителей, патогенов и сорняков.

В этой связи создание сортов картофеля, обладающих генетической устойчивостью к патогенам и вредителям и способных давать урожай при меньшем числе химических обработок или даже вовсе без них, представляется исключительно актуальным. Нами к настоящему времени создано около 20 сортов картофеля, отличающихся высокой продуктивностью, хорошим товарным видом клубней, высоким их качеством, отличным вкусом и обладающих относительной устойчивостью к наиболее вредоносным патогенам и вредителям. Некоторые из этих сортов способны также противостоять сорнякам.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Исходным материалом для селекции служили полиплоиды видов S.demissum, S.stoloniferum, S.acaule, S.phureja, S.vernei, S.berthaultii, S.polytrichon, различные образцы S.andigenum, а также как отечественные, так и зарубежные сорта картофеля.

Селекционный процесс вёлся в соответствии с разработанной Н.А. Лебедевой генетико-селекционной схемой: на основе каждого из диких видов были получены беккроссы, подвергавшиеся инцухту в течение 2-4 поколений, в результате чего создавались селекционные линии. В каждом из поколений вёлся жесткий отбор на устойчивость к наиболее распространенным и вредоносным патогенам и вредителям. Кроме того, проводился отбор по продуктивности, товарному виду клубней, высокому их качеству и другим хозяйственно-ценным признакам.

Перекрещивание селекционных линий давало возможность получить многовидовые гибриды, лучшие из которых давали начало новым сортам.

Оценку устойчивости к патогенам проводили по методике, разработанной сотрудниками Всероссийского научно-исследовательского института картофельного хозяйства им.А.Г.Лорха [1, с. 39-52]. Оценку устойчивости гибридов и сортов к колорадскому жуку осуществляли по методическим рекомендациям по изучению и оценке форм картофеля на устойчивость к колорадскому жуку [2, с. 20-42].

При определении способности сортов и гибридов картофеля противостоять сорнякам степень засоренности посадок определяли в два срока: в начале бутонизации и после окончания цветения. Учитывали суммарное количество сорняков на одном квадратном метре посадки, а также общую массу всех сорняков с 1 квадратного метра. Увеличение числа и общей массы сорняков при втором учете по сравнению с данными первого учета свидетельствовало о неспособности сорта противостоять сорнякам. Уменьшение же числа и массы сорняков иллюстрировало способность сорта сорняки угнетать.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Основные характеристики созданных сортов приводятся в таблице 1. Как видно из таблицы, все сорта, являющиеся многовидовыми гибридами картофеля, обладают комплексной устойчивостью к ряду патогенов. Следует, правда, отметить, что существует некоторая разница в степени устойчивости, например, фитофторозу у вновь созданного сорта и у того же сорта спустя несколько лет после включения его в Госреестр селекционных достижений, допущенных к использованию. Устойчивость ослабевает за счет совершенствования патогена благодаря постоянно идущему эволюционному процессу. Противопоставить этому можно лишь повышение эффективности селекционного процесса.

Таблица 1 - Основные характеристики некоторых сортов, находящихся в Госреестре

Сорт Год включения в Госреестр Виды, участвующие в происхождении Потенциальная урожайность, т/га Содержание крахмала, % Устойчивость к патогенам Устойчивость к золотистой картофельной нематоде Способность противостоять сорнякам Устойчивость к абиотическим факторам

Весна белая 1994 Аг, * Сть, 60 11-16 макроспориоз, рак. - - -

Чародей 2000 vrn, рЫ, Аг. 65 18-22 фитофтороз, рак, парша обыкн. - + переувлажнение, засуха

Снегирь 2001 Аг, Сть, vгn, ь^, phu, adg. 65 18-22 макроспориоз, фитофтороз, рак. - - засуха

Оредежский 2002 Аг, Сть, ас1. 45 14-18 фитофтороз, парша обыкн., ХВК, рак. - - переувлажнение, засуха

Наяда 2004 Аг, Сть, ь^, vгn, phu, adg. 50 до 25 фитофтороз, парша обыкн., вирусы, рак + + засуха

Сказка 2004 Аг, Сть, vгn. 58 14-17 фитофтороз, парша обыкн., вирусы, рак - - засуха

Вдохновение 2006 Аг, Сть, ь^, vгn, phu. 60 14-19 фитофтороз, парша обыкн., рак. + - переувлажнение

Лига 2007 Аг, Сть, ь^, vгn, phu, adg. 45 16-19 фитофтороз, парша обыкн., вирусы, рак + - засуха

Очарование 2009 Аг, Сть, ь^, vгn, plt, adg. 47 17-21 фитофтороз, парша обыкн., рак, ризок-тониоз. + - засуха

Сиреневый туман 2011 Аг, Сть, ь^, vгn, phu, adg. 60 14-17 фитофтороз, парша обыкн., вирусы, рак. - - засуха

Чароит 2014 Ьег, Аг, Сть, ь^, adg. 55 15-21 парша обыкн., рак, ризоктониоз, вирусы - - переувлажнение, засуха

Гусар 2017 Аг, Сть, ь^, vгn, phu, adg. 70 17-20 рак, альтернариоз, фитофтороз, ризок-тониоз, вирусы Х и У, парша обыкн. + + засуха

* Аг- S.tuberosum, dms- S.demissum, sto- S.stoloniferum, adg. - S.andigenum, vrn.- S.vemei, phu.- S.phureja, ber.- S.berthaultii, plt.- S.polytrichon, acl.- S.acaule .

Пять сортов из приведенных в таблице обладают устойчивостью к золотистой картофельной нематоде.

В отделе биотехнологии Всероссийского научно-исследовательского института растениеводства им. Н.И.Вавилова, под руководством Т.А. Гавриленко был проведен молекулярный скрининг созданных нами сортов. При этом было установлено, что сорта Чароит, Оредежский и Сиреневый туман обладают ДНК-маркерами, ассоциированными с генами устойчивости к бледной картофельной нематоде, которая на территории РФ пока не выявлена, но встречается в странах, граничащих с северо-западным регионом [3, с. 35-45].

Наше исследование не выявило ни одного сорта, листья которого при принудительном питании не поедались бы колорадским жуком совсем. Однако в полевых условиях сорта Чародей и Наяда повреждаются жуком в гораздо меньшей степени. У стандартного сорта Невский степень повреждения составила 5.0 баллов, у сорта Чародей - 7.4 балла; у сорта Наяда - 7.5 баллов (при использовании шкалы, где 9 баллов - отсутствие повреждений, 1 балл - повреждение свыше 80%). Кроме того, что сорта Чародей и Наяда меньше повреждаются жуком, они отличаются ещё и быстрым восстановлением утраченной площади листовой поверхности. Ещё меньше повреждается жуком сорт Гусар - повреждение составило 8.9 балла, что, возможно, связано с опушенностью листа. При изучении способности сортов противостоять росту сорняков, было выявлено, что наибольшей способностью угнетения сорняков обладают сорта Чародей, Наяда и Гусар, что объясняется, видимо, их большей вегетативной мощностью.

ВЫВОДЫ

При создании сортов, устойчивых к патогенам, вредителям, неблагоприятным условиям среды и способных противостоять сорнякам, целесообразно использование в селекционном процессе устойчивых образцов возможно более широкого круга диких видов картофеля и селекционных сортов, также обладающих какой-то степенью устойчивости.

Образцы диких видов должны быть переведены на полиплоидный уровень. Во-первых, это поможет преодолеть нескрещиваемость диких видов с селекционными сортами. Во-вторых, полиплоиды представляют собой более ценный исходный материал. За счёт увеличения дозы полезных генов и продуктивность, и устойчивость их к биотическим и абиотическим факторам значительно выше, чем у исходных форм.

Использование инцухта, сопровождаемого жестким отбором, на всех этапах селекционного процесса позволяет отобрать небольшой процент генотипов с трансгрессивным сочетанием аддитивных генов, значительно превосходящих по устойчивости, продуктивности и другим хозяйственно-ценным признакам родительские формы.

Таким образом, выведение сортов картофеля, способных давать урожай при минимальном количестве химических обработок или даже вовсе без них, вполне возможно. Однако селекционный процесс должен вестись постоянно, опережая хотя бы немного эволюцию патогенов и вредителей.

Библиографический список

1. Симаков Е.А., Склярова Н.П., Яшина И.М. Методические указания по технологии селекционного процесса картофеля. М., 2006. 70 с.

2. Методические рекомендации по изучению и оценке форм картофеля на устойчивость к колорадскому жуку / И.Д. Шапиро, Н.А. Вилкова, С.Р. Фасулати, Л.С. Иващенко. М., 1993. 48 с.

3. Молекулярный скрининг сортов и гибридов картофеля северо-западной зоны Российской Федерации / Т.А. Гавриленко [и др.] // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2018. 22 (1). С. 35-45.

References

1. Simakov E.A., Sklyarova N.P., Yashina I.M. Metodicheskie ukazaniya po tekhnologii selecsion-nogo prosessa kartofelya. M., 2006. 70 s.

2. Metodicheskie recomendasii po izucheniyu i osenke foprm kartofelya na ustoichivost k kolorad-skomu zhuku /I.D. Shapiro, N.A. Vilkova, S.R. Fasulati, L.S. Ivaschenko. M., 1993. 48 s.

3. Molekularniy scrining sortov i gibridov kartofelya severo-zapadnoi zoni Rossiyskoy Federasii / T. A. Gavrilenko [i dr.] // Vavilovskiy zhurnal genetiki i selecsii. 2018. 22 (1). S. 35-45.