Оценка урожайности сортов картофеля уральской селекции из коллекции Института агробиотехнологий ФИЦ Коми НЦ УрО РАН

Полный текст

Введение

Актуальная задача современного семеноводства картофеля в России – использование имеющегося потенциала отечественных сортов и ускорение наращивания объемов производства высококачественного материала. Основой для успешных селекционного и семеноводческого процессов по получению нового оздоровленного сорта картофеля является отбор из совокупности генетически однородного вегетативного потомства, по сути, клонированного потомства одного семени, которое обеспечит получение качественного урожая, будучи адаптивным к экстремальным условиям, в том числе характерным и для климатических факторов Республики Коми [1–3]. Почвенно-климатические условия Республики Коми относительно благоприятны для возделывания картофеля (влага, световой режим и т.д.), длинный световой день, умеренная температура и влажность почвы способствуют быстрому нарастанию надземной массы к началу лета [4–7]. В то же время длинный световой день (в июле – 18–20 ч, в августе – 17 ч) сдерживает формирование урожая клубней и не позволяет использовать сорта, созданные в более низких широтах. Короткий безморозный период, большое количество осадков в сочетании с теплой погодой в июле-августе также предъявляют высокие требования к скороспелости и фитофтороустойчивости возделываемых сортов. Многие сорта из других регионов страны, в связи с ограниченной деятельностью периода вегетации, не полностью реализуют потенциальные возможности по накоплению урожая. Кроме того, большинство сортов картофеля характеризуются низкой устойчивостью к вирусным и грибным болезням [8, 9]. Поэтому актуальным в условиях Республики Коми является подбор сортов, адаптивных к почвенно-климатическим условиям региона, в сочетании с высокой урожайностью, устойчивостью к основным болезням (фитофтороз, альтернариоз, парша обыкновенная), с высокими потребительскими качествами.

В задачу настоящего исследования входило испытание по показателям урожайности сортов и сортообразцов картофеля селекции различных групп спелости Уральского НИИСХ в условиях Крайнего Севера.

Материалы и методы

Основным методом исследований является полевой опыт на экспериментальном участке Института агробиотехнологий ФИЦ Коми НЦ УрО РАН [10]. Учетная площадь под опытом – 200 м², схема посадки – 0.7×0.3 м.

Посадку картофеля производили вручную, без применения минеральных и органических удобрений, а также без обработок против болезней, по общепринятой агротехнологии выращивания картофеля в хозяйствах Республики Коми. Были высажены сорта и сортообразцы селекции Уральского НИИСХ. Сорта: среднеспелый Аляска; ранние: Арго, Легенда, Люкс, Мишка, Терра; среднеранний Шах. Сортообразцы: среднеранние 17-47-3, 14-27-6, 16-10-53, 17-33-2; ранний 15-27-1. В 2021 г. в эксперименте был использован весь полученный посадочный материал: 40–45 клубней сортов и сортоорбразцов Уральской селекции. Сорт Зырянец (стандарт) в количестве 100 клубней (однорядковая делянка).

В 2021 г. малое количество посадочного материала не позволило провести наблюдения в строгом соответствии с требованиями методик [11], поэтому одной из задач 2021 г. было получение достаточного количества посадочного материала. В 2022 г. на экспериментальном поле Института агробиотехнологий в предварительно нарезанные гребни, без химических обработок против болезней и вредителей, было высажено 16 вариантов (сорта и сортообразцы) в четырех повторностях (16 однорядковых делянок), схема посадки – 0.7×0.3м, по 100 клубней на вариант, 25 клубней на одну повторность, расстояние между повторностями – 1.5 м. В эксперимент дополнительно был привлечен сорт селекции ВНИИКХ им. Лорха – Крепыш (ранний).

Агрохимические анализы почвы клубней выполнены в 2021 и 2022 гг. по общепринятым методикам в аналитической лаборатории Института и ФГБУ «Станция агрохимической службы “Сыктывкарская”» в соответствии с ГОСТ 17.4.4.02-2017Г; ГОСТ 26213-91; ГОСТ 26483-85; ГОСТ 54650-2011. Почва опытного участка дерново-подзолистая, характеризуется следующими показателями: – в 2021 г. содержание органического вещества – 6.87 %; рНсол – 6.18 ед.; гидролитическая кислотность – 1.50 Ммоль/100 г; подвижные соединения фосфора – 929.4 мг/кг; подвижные соединения калия – 162.9 мг/кг; подвижные соединения бора – 2.70 мг/кг; обменный кальций – 12.87 ммоль/100 г; обменный магний – 3.62 ммоль/100 г.– в 2022 г.: содержание органического вещества – 7.81 %, рНсол. – 6.23ед., Нr – 1, 46 ммоль/100 г, P₂O₅ – 670.8 мг/кг, К₂О – 249.6 мг/кг почвы, обменный кальций – 13.75 ммоль/100 г, обменный магний – 3.50 ммоль/100 г почвы.

Метеорологические условия

Характеристика метеорологических условий в 2021 и 2022 гг. выполнена на основании данных, предоставленных Центром по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды г. Сыктывкара. Метеоусловия вегетационного периода 2021 г. заметно отличались от многолетних наблюдений как по температуре воздуха, так и по атмосферным осадкам (рис. 1). Так, среднесуточная температура воздуха в целом за вегетационный период была на 2.7⁰ (120 %) выше средней многолетней. При этом резких перепадов не отмечено.

 

Рисунок 1. Динамика погодных условий вегетационного периода 2021 г.

Figure 1. The dynamics of weather conditions for the vegetation period of 2021.

 

Таблица 1. Урожайность сортов картофеля

Table 1. Yield of potato varieties

Сорта, сортообразцы	Урожайность, т/га	Средний вес в кусте, кг	Товарность, %
Ранние, раннеспелые
Арго	38.6	0.814	92.1
Легенда	27.6	0.583	85.2
Люкс	39.2	0.823	95.5
Мишка	33.2	0.697	92.6
Терра	43.2	0.908	93.3
15-27-1	35.8	0.753	91.3
Среднеранние
Зырянец	59.9	0.976
Аляска	36.7	0.771	9.2
Шах	39.0	0.819	94.9
17-47-3	40.8	0.857	95.7
14-27-6	31.3	0.657	89.5
16-10-53	25.7	0.539	89.7
17-33-2	44.8	0.942	90.0

 

В то же время количество атмосферных осадков за весь сезон составило 252 мм, что соответствует 90 % от средних многолетних показателей. В большей степени наблюдали периоды с недостатком влаги. В начале вегетативного периода этот фактор замедлил развитие всходов, а в конце – оказал существенное влияние на формирование клубней, проявившееся в растрескивании оных.

Начало первой декады мая 2022 г. было холодным, температура воздуха была ниже средней многолетней нормы на 0.8 ⁰С и 2.6 ⁰С в сравнении с 2021 г. Во второй декаде мая преобладала умеренно теплая погода, превышающая средние многолетние показатели на 0.3 ⁰С. В третьей декаде мая наблюдали неустойчивую погоду со сменой прохладных и теплых периодов. Средняя температура воздуха за май 2022 г. составила 8.6 ⁰С, что на 0.9 ⁰С выше средней многолетней нормы. В 2021 г. средняя температура воздуха за май составила 12.1 ⁰С, что на 4.5 ⁰С выше средней многолетней нормы. Эти температурные условия и повышенная влажность в мае определили более поздний срок посадки картофеля (07.06.2022 г. против 26.05.2021 г.).

В среднем за три декады мая выпало 66.4 мм, осадки были ливневого характера различной интенсивности, что выше средней многолетней нормы на 16.4 мм (рис. 2).

 

Рисунок 2. Динамика погодных условий вегетационного периода 2022 г.

Figure 2. The dynamics of weather conditions for the vegetation period of 2022.

 

В первой декаде июня преобладала сухая и солнечная погода со средней температурой воздуха +16.6 ⁰С, что выше средней многолетней нормы на 4.9 ⁰С. Вторая декада июня характеризовалась неустойчивой, с количеством осадков 12.3 мм, в третьей декаде июня наблюдали относительно теплую (13.1 ⁰С) погоду. Средняя температура за вторую и третью декады составила +14.8 и +13.1 ⁰С. В целом за июнь 2022 г. средняя температура была +14.8 ⁰С, что на 0.6 ⁰С выше средней многолетней нормы.

В июне в основном выпадали незначительные осадки ливневого характера. Среднее количество осадков за три декады июня составило 66.4 мм, что на 9.4 мм выше средней многолетней нормы.

Во второй и третьей декадах июля преобладала аномально жаркая погода, а в первой декаде июля – теплая. Средняя температура воздуха за июль месяц составила +20.4 ⁰С, что на 4.4 ⁰С выше средней многолетней нормы. Осадки в июле выпадали в виде ливневых дождей различной интенсивности. В сумме в июле выпало 32.1 мм осадков, это ниже средней многолетней нормы на 43.9 мм (57.8 %).

В августе средняя температура составила +20.5 ⁰С, что выше средней многолетней температуры на 6.6 ⁰С за данный период. В целом за вегетационный период 2022 г. (май-август) средняя температура воздуха составила +16.1 ⁰С при норме 13.1 ⁰С (18.6 %), осадков выпало в количестве 244.0 мм при средней многолетней норме 252.0 мм. Таким образом, данные погодные условия, а именно – жаркое лето и недостаток влаги, отрицательно сказались за вегетационный период 2022 г. на урожае, и, как известно, в таких условиях повышается вероятность развития различных заболеваний.

Результаты статистически обрабатывали с использованием пакета прикладных программ (Система статистического анализа STATVIUA. М.: ВИУА, 1991; пакет анализа данных Microsoft Office Excel 2007).

Результаты и их обсуждение

Фенологические наблюдения дают возможность установить время отдельных фаз развития растений. Проведенные в 2021 г. исследования показали отсутствие всходов на 10-й день с момента посадки картофеля (28.05.2021). На 19-й день наблюдали дружные всходы практически на всех делянках, за исключением сорта Легенда (28 %), в то время как сорт Мишка и с/о 15-27-1 показали всхожесть 100 % – так же, как сорт Зырянец, выступавший в качестве стандарта. Наименьшая всхожесть была выявлена у сортов Арго – 77.5 и Аляска – 69.2 %. На 28-й день 100 %-ной всхожести не достигли сорта: Аляска, Люкс и с/о 17-33-2 – по 97 % каждый.

 

Рисунок 3. Результаты фенологического учета. Динамика бутонизации.

Figure 3. The results of phenological observations. The budding dynamics.

 

Динамику бутонизации сортов и сортообразцов наблюдали примерно с той же интенсивностью и протяженностью, как и проявление всхожести, с поправкой на фазу развития растения (рис. 3). А именно, начало и интенсивность бутонизации сорта Мишка значительно опережает бутонизацию стандарта (Зырянец). На уровне стандарта отмечена динамика бутонизации у сортообразцов 14-27-6, 16-10-53. Незначительное отставание отмечали у сортов Люкс, Шах и с/о 17-33-2. Аутсайдером оказался с/о 15-27-1 с 96 %-ной бутонизацией на 47-й день. Динамика цветения сортов и сортообразцов полностью повторяет тенденции развития бутонизации по всем образцам.

В 2022 г. ранние всходы (более 25 %), бутонизация (более 25 %) и цветение (более 25 %) наблюдали у сортов Крепыш, Мишка, Зырянец – всходы на восьмой день от посадки (02.06.2022); бутонизация на 21-й день от посадки – у сорта Зырянец и с/о 17-33-2; цветение – на 36-й день от посадки – у сортов Зырянец, Крепыш, с/о 14-27-6. Самые поздние сроки соответственно – всходы на 15-й день – сорта Терра, Аляска, Легенда; бутонизация на 36-й день – сорта Терра, Метеор; начало цветения на 50-й день – сорта Терра, Легенда.

Сорта и сортообразцы проходили испытания на скороспелость в сравнении со стандартными сортами Крепыш и Зырянец методом пробных копок. Определяли структуру урожая, количество и массу клубней на куст, по фракциям. На 65-й день от посадки была проведена контрольная копка.

Подсчет ранней урожайности в 2021 г. произведен по результатам копки на 65-й день со дня посадки. По сортам и сортообразцам брали среднее значение, по одному кусту с трех повторностей. Количество клубней в кусте колебалось от 8.1 шт. у с/о 15-27-1, до 20 шт. – у сорта Легенда. Так же ниже стандарта показал себя сорт Терра – 9.3 шт. На уровне стандарта – сорт Люкс – 10 шт. Вес клубней на уровне стандарта – сорт Зырянец – 0.59 кг – показали сорт Аляска – 0.602, и с/о 14-27-6 – 0.572 кг. Ниже стандарта результаты сорта Арго – 0.53 кг, и сортообразцов 15-27-1 – 0.432, и 16-10-53 – 0.422 кг. Высокие показатели отмечены у с/о 17-33-2 – 0.815 кг, сорта Легенда – 0.782, с/о 17-47-3 – 0.773, сортов Мишка – 0.712, Шах – 0.712, Терра – 0.693, Люкс – 0.622 кг. Несмотря на то, что формирование клубней на 65-й день находится в активной фазе, такие образцы, как сорта Люкс, Терра, сортообразцы 17-33-2, 17-47-3 показали существенное преобладание крупных фракций. В весовых показателях практически все образцы, за исключением Арго, показали преобладание именно крупных, товарных фракций.

Окончательный сбор урожая с учетом прогноза погоды, фитосанитарного состояния, был произведен ранее намеченного срока, а именно 16.08.2021 г., т.е. через девять дней после контрольной копки – на 73-й день после посадки. Сбор урожая сорта Зырянец был произведен 25.08.2021 г., в связи с чем сопоставление испытуемых образцов с сортом Зырянец на последнем этапе становится не корректным. Наибольшую урожайность (табл. 1) показали с/о 17-33-2 – 44.8 т/га, сорта Терра – 43.2, Люкс – 39.2 т/га. Самая низкая урожайность зафиксирована у с/о 16-10-53 – 256.6 ц/га, и сорта Легенда – 277.5 ц/га.

По итогам учета структуры урожая картофеля наибольшими показателями среднего веса в кусте отличились: с/о 17-33-2 – 0.942 кг, Терра – 0.908, с/о 17-47-3 – 0.857, Люкс – 0.823, Шах – 0.819, Арго – 0.814, Аляска – 0.771, с/о 15-27-1 – 0.753, Мишка – 0.697, с/о 14-27-6 – 0.657, самые низкие показатели у сорта Легенда – 0.583, и с/о 16-10-53 – 0.539 кг.

В 2022 г. учет раннего урожая проводили изучением урожайности одного куста с четырех повторностей также на 65-й день от дня посадки (табл. 2).

Ранний сорт Терра (21.6 т/га) показал меньшую урожайность по сравнению с контролем – сортом Крепыш (24.7 т/га), но значительно выше товарность клубней – 95 и 90 % соответственно. У сорта Легенда отмечена достаточно высокая урожайность (31.0 т/га), но товарность – значительно низкая – 66 %. Наименьшую урожайность и товарность клубней показал сорт Арго (16.4 т/га и 41 %). Таким образом, сорт Терра подтвердил характеристику раннего сорта.

Среди раннеспелых сортов наиболее высокая ранняя урожайность отмечена у сортообразцов: 17-47-3 (30.1 т/га), 14-27-6 (39.3), 16-10-53 (30.1) в сравнении с контролем (сорт Зырянец – 25.1 т/га), но наблюдалась низкая товарность: 56, 69, 71 и 79 % соответственно (табл. 2).

 

Таблица 2. Учет раннего урожая

Table 2. Early yield parameters

Сорта, сортообразцы	Вес клубней с куста, кг		Урожайность,  т/га		Количество клубней, шт.		Товарность, %
	5.08.22 (65-й день)	16.08.22 (75-й день)	5.08.22 (65-й день)	16.08.22 (75-й день)	5.08.22 (65-й день)	16.08.22 (75-й день)	5.08.22 (65-й день)	16.08.22 (75-й день)
Ранние, раннеспелые
Крепыш, к	0.502	0.407	24.7	20.0	4	6.5	90	87
Арго	0.333	0.574	16.4	28.2	11	13.25	41	52
Легенда	0.630	0.554	31.0	27.3	16.5	11	66	88
Люкс	0.422	0.464	20.8	22.8	7.5	7	66	85
Мишка	0.405	0.627	19.9	30.8	11.25	27.75	70	83
Терра	0.439	0.590	21.6	29.0	5.75	9.25	95	94
15-27-1	0.340	0.648	16.7	31.9	5	9.25	88	87
Среднеранние
Зырянец	0.511	0.428	25.1	21.1	9.25	6.25	79	98
Аляска	0.317	0.530	15.6	26.1	7.25	9.63	50	90
Шах	0.420	0.605	20.7	29.8	9.25	11.75	76	92
17-47-3	0.611	0.626	30.1	30.8	17.5	13.75	56	72
14-27-6	0.314	0.808	15.4	39.2	7.5	18.25	69	86
16-10-53	0.444	0.611	21.8	30.0	10.75	9.25	71	60
17-33-2	0.395	0.512	19.4	25.2	7.25	7.5	91	88

 

Данные учета среднераннего урожая показали (на 75-й день от посадки), что среди ранних сортов наилучший результат как по урожайности, так и по товарности клубней показал сорт Терра (29.0 т/га и 94 %), что значительно превосходит показатели сорта Крепыш (20.0 т/га и 87 %). Минимальные показатели по урожайности и товарности клубней зафиксированы у сорта Арго (28.2 т/га и 52 %).

В группе среднеранних c/о 14-27-6 (39.2 т/га) значительно превосходит контроль – сорт Зырянец (21.1 т/га), но существенно уступает по товарности клубней: 72 и 98 % соответственно. Наибольшие показатели урожайности наблюдали у сортов Аляска (26.1 т/га и 90 %), Шах (29.8 и 92), с/о 17-33-2 (25.2 т/га и 88 %). Высокую урожайность и низкую товарность показали сортообразцы 14-27-6 (39.3 и 86) и 16-10-53 (30.0 т/га и 60 %). Таким образом, характеристики среднераннего сорта в условиях 2022 г. подтвердили сорта Аляска, Шах, с/о 17-33-2. Наибольшую общую урожайность в 2021 г. показали: с/о 17-33-2 – 44.8 т/га, сорта Терра – 43.2, Люкс – 39.2 т/га (табл. 3). Самая низкая урожайность зафиксирована у с/о 16-10-53 – 25.7, и сорта Легенда – 27.8 т/га. Высокую товарность показали образцы: 17-47-3 – 95.7 %, сорта Люкс – 95.5, Шах – 94.9, Терра – 93.3 %. У сортов Люкс и Терра отмечено наиболее равномерное распределение по фракциям.

 

Таблица 3. Результаты учета общей урожайности

Table 3. Total yield results

Сорта, сортообразцы	2021 г.		2022 г.
	Урожайность, т/га	Товарность, %	Урожайность, т/га	Товарность, %
Ранние, раннеспелые
Крепыш	40.1*	90.1*	30.6	97.6
Арго	38.8	92.1	34.5	88.5
Легенда	27.8	85.2	32.2	93.3
Люкс	39.2	95.5	28.8	96.1
Мишка	33.2	92.6	32.2	97.1
Терра	43.2	93.3	34.1	97.5
15-27-1	35.8	91.3	26.9	97.1
Среднеранние
Зырянец	21.4*	96.4*	36.1	97.8
Аляска	36.7	90.2	26.1	90.3
Шах	39.0	94.9	36.0	97.0
17-47-3	40.8	95.7	35.0	96.1
14-27-6	31.3	89.5	36.4	97.0
16-10-53	25.7	89.7	23.6	95.6
17-33-2	44.8	0.857	26.2	97.8

Примечание. * - из отчетов Института агробиотехнологий им. А. В. Журавского ФИЦ Коми НЦ УрО РАН за 2021 год.

Note. * – from the reports of the A. V. Zhuravsky Institute of Agrobiotechnologies FRC Komi SC UB RAS for 2021.

 

Максимальные показатели урожайности и товарности клубней в 2022 г. отмечены у сортов Терра (34.1 и 97.5), Мишка (32.2 т/га и 97.1 %). Максимальный вес клубней с куста зафиксирован у сорта Арго (0.701 кг), но показана самая низкая товарность (88.5 %).

Среди среднеранних сортов незначительно превосходит контроль (сорт Зырянец (0.733 кг)) по весу клубней с куста с/о 14-27-6 (0.739 кг), по остальным показателям: урожайность и товарность – ниже показателей контроля. Достаточно приближенные показатели к контролю у сорта Шах (36.0 т/га и 97 %), сортообразцов 14-27-6 (36.4 и 97) и 17-33-2 (26.2 т/га и 97.8 %). Значительно ниже к контролю показатели у сорта Аляска (26.1 т/га и 90.3 %).

Рассматривая результаты анализа проб клубней картофеля, следует отметить, что как в 2021 г., так и в 2022 г. содержание нитратов в клубнях не превышало предельно допустимых концентраций. В пробах клубней 2022 г. у шести из семи изученных сортов и четырех из пяти сортообразцов Уральской селекции уровень гигровлаги был ниже, в сравнении с данными 2021 г., что свидетельствует о недостаточности влаги в период формирования урожая картофеля.

Об авторах

Антонина Марсовна Турлакова

Институт агробиотехнологий ФИЦ Коми НЦ УрО РАН

Email: turlakova100krapt@mail.ru

младший научный сотрудник Института агробиотехнологий им. А. В. Журавского

Россия, 167023, Республика Коми Сыктывкар, ул. Ручейная, д. 27

Сергей Алексеевич Быков

Институт агробиотехнологий ФИЦ Коми НЦ УрО РАН

Email: bsa@alteco.tech

младший научный сотрудник Института агробиотехнологий им. А. В. Журавского

Россия, 167023, Республика Коми Сыктывкар, ул. Ручейная, д. 27

Александра Николаевна Пожирицкая

Институт агробиотехнологий ФИЦ Коми НЦ УрО РАН

Email: alexa-rgz@yandex.ru

инженер-исследователь Института агробиотехнологий им. А. В. Журавского

Россия, 167023, Республика Коми Сыктывкар, ул. Ручейная, д. 27

Владимир Габдуллович Зайнуллин

Институт агробиотехнологий ФИЦ Коми НЦ УрО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: zainullin.v.g@yandex.ru

доктор биологических наук; ведущий научный сотрудник Института агробиотехнологий им. А. В. Журавского

Россия, 167023, Республика Коми Сыктывкар, ул. Ручейная, д. 27

Список литературы

Дополнительные файлы