Сравнительная оценка новых перспективных гибридов лука репчатого

Аннотация:

В статье приведены результаты оценки гибридных комбинаций лука репчатого различного срока созревания, полученных на базе Селекционного центра «ГАВРИШ», по основным хозяйственно ценным признакам.

Введение

Лук репчатый – одна из самых древних продовольственных культур Старого света, которую сегодня широко возделывают во всем мире (Степанов и др., 2017). Его выращивают на площади более 5,48 млн га. Объемы производства составляют более 104,5 млн т. Лидируют в производстве этой культуры Китай (валовой сбор составляет 23,7 млн т), Индия (26,7 млн т), США (3,8 млн т). Россия занимает 8-е место, ее доля в мировом производстве – 1,7%, что составляет 1,7 млн т по состоянию на 2020 г, по данным ФАО (электронный ресурс).

В основном производство лука репчатого (78% валового сбора) находится в 3-х федеральных округах: в Южном – 42,1%, Приволжском – 22,2%, Центральном – 13,7% (Мазай Л.С., 2017; Калмыкова Е.В., 2020).

Юг России является главным регионом выращивания лука репчатого, при этом базовые селекционные центры в нашей стране, где ведутся работы по созданию гибридов лука репчатого, расположены в Московской области. Поэтому большинство сортов и гибридов, созданных в этих учреждениях, плохо адаптированы к условиям южного региона с более коротким световым днем (Ховрин А.Н., Монахос Г.Ф., 2014).

Отечественные фермеры в сильной степени зависят от иностранных производителей семян овощных культур, так как импорт семян лука репчатого составляет более 90% (Татюма Н.В., 2021).

Передовые хозяйства при выращивании лука репчатого, как правило, используют семена высокотехнологичных гибридов F1 различных сроков созревания, что позволяет им создать конвейер производства. 

Преимущества высокотехнологичных семян уже давно известны, а более высокая их стоимость легко перекрывается высоким качеством и высокой урожайностью продукции. Доля же российских сортов и гибридов F1 даже при их существенно более низкой цене на рынке составляет не более 10% (Пивоваров В.Ф. и др., 2020).

В сельскохозяйственном производстве для обеспечения 100% гибридности промышленных семян лука репчатого используется цитоплазматическая мужская стерильность (Павлова и др., 2018; Домблидес А.С., 2020). Оказалось, что найти стерильные формы довольно просто, они могут быть обнаружены у любого сорта. 

Пыльники у стерильных растений длиннее и светлее, а также не имеют пыльцу и усыхают, не успев раскрыться (Брежнев Д.Д., 1968). Значительно труднее сохранить ЦМС и создать стерильную линию.

Так как лук является двулетней культурой, то определение ЦМС фактора (или типа цитоплазмы) классическими методами селекции и генетики занимает длительное время (от 4 до 8 лет) (Домблидес А.С., 2020). Маркер-вспомогательная селекция позволяет целенаправленно подбирать родительские формы для скрещивания, помогает решить проблему длительности селекционного процесса и экстенсивного характера его прохождения, а также способствует защите интеллектуальной собственности селекционеров (Монахос С.Г., 2017).

Материал, методика и условия проведения исследований

Работа выполнена в 2020-2021 гг. на базе ФГБНУ ФНЦО, лабораторно-полевые опыты проведены в Селекционном центре «ГАВРИШ», расположенном в Крымском районе Краснодарского края. 

Опыт по сортоизучению был заложен в питомнике исходного материала, площадь делянок составила 1,5 м2. В качестве объектов исследований были выбраны гибридные комбинации трех групп спелости: ранние, среднеспелые и позднеспелые образцы лука репчатого. В качестве стандартов использовались гибриды: F1 Bonus (Takii), F1 Talon (Bejo Zaden), F1 Dajtona (Bejo Zaden). Технологические операции проводили в следующие сроки: посев 12 апреля, высадка рассады 11 мая, уборка с 28 июля.

Высадку рассады вели вручную в нарезанные гряды в фазе 2-х настоящих листьев по схеме: 15+15+15+15+45х7 см. Далее все технологические мероприятия по уходу за растениями проводили по общепринятой технологии, как и при безрассадном способе выращивания (Пивоваров В.Ф. и др., 2007; Литвинов С.С., 2008).

Уборку лука репчатого вели также вручную в фазе технологической спелости, при полном формировании луковицы, массовом полегании листвы, приобретении характерной для сорта окраски у сухих чешуй. Оптимальный срок уборки при 60% полегании листьев (Литвинов С.С., 2008).

При проведении исследований пользовались следующими методиками: Методика полевого опыта в овощеводстве и бахчеводстве (Литвинов С.С., 2011); Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур, выпуск четвертый 2015. Учет по хранению луковиц выполняли с использованием методических указаний по хранению овощей (Широков Е.П., 1982). В процессе хранения лука (5 месяцев) регулярно, каждые 2 недели, перебирали образцы, учитывая число проросших, сгнивших луковиц, и определяли процент сохранности путем вычисления доли сохранившихся луковиц от общего числа луковиц данного образца.

За все время вегетации выполняли фенологические наблюдения, проводили морфологическое описание и биометрические измерения, руководствуясь методикой RTG/46/2 «Оценка на отличимость, однородность и стабильность лука репчатого» 5 сентября 2000 г. № 12-06/16. Для этого в каждом образце выделяли 20 типичных растений на каждой делянке и на них проводили измерения. Для оценки содержания растворенного сухого вещества (сахаров) использовали рефрактометр (KETOTEK ATC), твердость определяли пенетрометром (PCE-FM200).

Учет урожайности определяли поделяночно, весовым методом. Так как в опыте образцы высаживали через рассаду, то густота стояния составила 56 растений на 1 м2. В промышленной технологии возделывания лука репчатого чаще используется 8-ми строчная схема посева, где на 1 м2 расположено 80 растений и 800 тыс. растений на 1 га соответственно. Поэтому для более объективной оценки изученных образцов и поиска селекционно-ценных источников была рассчитана их потенциальная урожайность исходя из усредненных фактических значений массы луковицы.

Статистическую обработку экспериментальных данных выполняли на персональном компьютере с использованием пакета прикладных программ Microsoft Excel.

Результаты и обсуждения

В лаборатории луковых культур Селекционного центра «ГАВРИШ» в 2015-2019 годах на основе методов традиционной селекции и молекулярно-генетического анализа были созданы новые родительские линии лука репчатого. В 2020-2021 годах с целью подбора высокоэффективных гибридных комбинаций и создания гибридов F1 полученные стерильные линии включали в различные комбинации скрещивания с лучшими инбредными линиями-опылителями. Всего проведено 20 комбинаций скрещивания в различных группах спелости, но достаточное количество семян получено у 14 комбинаций (табл. 1).

Полученные гибридные комбинации сравнивали с общепринятыми для зоны стандартами для каждой группы спелости: F1 Bonus (Takii), F1 Talon (Bejo Zaden), F1 Dajtona (Bejo Zaden), а также с моделью гибрида лука репчатого различных сроков созревания, предназначенного для выращивания в яровой культуре в южном регионе России, разработанной в результате анализа литературных источников и требований сегодняшнего рынка (табл. 2).

Окраска листа у ранних образцов представлена зеленым и тёмно-зеленым цветами, восковой налет средний, изгиб листа слабый. Среднеспелые и позднеспелые образцы имеют слабый изгиб листа, темно-зеленую и зеленую окраску листа, а также средний и сильный восковой налет. Таким образом, все представленные гибриды по морфологическим признакам листа соответствуют стандартам (табл. 3).

Индекс формы луковицы, согласно модели сорта, должен быть на уровне 1,0-1,1. Такому параметру соответствуют 9 гибридов из 14 (табл. 4, рис. 1). Исключение составили: раннеспелая комбинация № 1; среднеспелые комбинации № 4 и № 5; позднеспелые – № 14 и № 16.

Все исследуемые гибриды имели в среднем 1,0-1,6 зачатка в гнезде (табл. 4). Стоит выделить гибриды под номерами 3, 7, 15, 18, 19, имеющие округлую форму луковицы с низким коэффициентом вариации.

Степень сохранности важна для лука репчатого среднего и позднего срока созревания, предназначенного для потребления в зимне-весенний период. Результаты исследования по этому показателю изображены на рисунке 2. 

У среднеспелых образцов только у гибридной комбинации под номером 5 отмечена высокая степень сохранности, соответствующая стандарту F1 Talon. Из 8 позднеспелых гибридных комбинаций у пяти образцов отмечена степень сохранности, превышающая 95%, как и у стандарта F1 Dajtona. Среди них можно выделить образцы № 14 и № 15 с максимальным уровнем сохранности.

Слабое поражение фузариозной гнилью отмечено у 8 гибридных комбинаций из 14 (табл. 5). По твердости сухих чешуй среди ранних образцов можно отметить комбинации скрещивания № 1, № 3. У среднеспелых образцов выделилась комбинация № 7, у позднеспелых образцов – комбинации № 19 и № 18.

Испытание гибридных комбинаций позволило оценить их по массе луковицы, ее однородности и урожайности (табл. 6).

У раннеспелых образцов лучшие результаты по стандартной и потенциальной урожайности показала гибридная комбинация под номером 3, в которой в качестве отцовской формы использовали линию 3004. В данной гибридной комбинации отмечен положительный гетерозисный эффект по массе луковицы. Наиболее выровнена по массе луковицы гибридная комбинация под номером 1.

Среднеспелые гибридные комбинации, в которых проявился положительный гетерозисный эффект по массе луковицы, показали довольно хорошие результаты. Одна из них под номером 5 по урожайности превысила стандарт, а также выделилась по массе луковицы и ее выровненности. Гибридные комбинации под номерами 5 и 6 отличились по уровню потенциальной урожайности.

В позднеспелой группе высокий положительный эффект гетерозиса по массе луковицы (9,6-17,6%) отмечен во всех гибридных комбинациях, где в качестве отцовской формы использовали линию 3353 (гибридные комбинации под номерами 10, 14, 18). Среди материнских форм в этом отношении интересна линия 908х1305, в комбинации с которой эффект гипотетического гетерозиса составил 11,5-12,8%, гибридные комбинации под номерами 18, 19 с максимальным уровнем потенциальной урожайности.

Среди гибридных комбинаций, где в качестве материнской формы использовали линию 908х1305 по высокой урожайности (7,4 кг/м2), массе луковицы и низкому коэффициенту вариации выделилась комбинация № 19. Из трех позднеспелых гибридных комбинаций, где в качестве материнской формы использовали линию 1105х1642, лучший показатель по урожайности (7,2 кг/м2), а также размеру луковиц и ее однородности отмечен у гибридной комбинации № 10, где в качестве отцовской формы использовали линию 3353.

С материнской линией, полученной на базе образцов 908 и 1475, также получено 3 комбинации скрещивания, из которых гибрид под номером 15 был лучшим, его стандартная урожайность составила 6,9 кг/м2, потенциальная – 107 т/га.

ВЫВОДЫ

Таким образом, в результате проделанной работы по комплексу хозяйственно ценных признаков выделены три наиболее перспективные гибридные комбинации, отвечающие основным параметрам модели гибридов лука репчатого разных сроков созревания:

F1 (301х1210) х 3004, гибридная комбинация №3, сочетающая в себе раннеспелость, урожайность, округлую форму луковицы, твердые сухие чешуи (фото 1);

F1 (604 х 1259) х 3202, гибридная комбинация №7, имеющая среднеспелый срок созревания, высокую степень сохранности, округлую форму луковицы, твердые сухие чешуи (фото 3).

F1 (908 х 1305) х 3311, гибридная комбинация №19, выделилась среди позднеспелых образцов по урожайности, а также имеет округлую форму луковицы и твердые сухие чешуи (фото 2).

В дальнейшем с выделенными образцами будет проведено конкурсное сортоиспытание. После успешных испытаний гибриды будут переданы на регистрацию в госкомиссию.

авторы:

Елена Александровна Чередниченко, аспирант ФГБНУ ФНЦО, зав. лаб. луковых культур ООО «Семеновод»

Виктор Федорович Пивоваров, д.с.-х.н, профессор, академик РАН, научный руководитель ФГБНУ ФНЦО

Сергей Федорович Гавриш, д.с.-х.н, профессор, научный руководитель ООО «НИИСОК»

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Брежнев Д.Д. Гетерозис у овощных культур. Гетерозис: теория и практика. Научные труды. – Л.: Колос. – 1968. – 256 с.

2. Домблидес А.С. Поиск ген-источников признака стерильности у образцов лука репчатого с использованием ДНК маркеров // А.С. Домблидес // Овощи России. – 2020. – №5. – С. 15-19.

3. Калмыкова Е.В. Эффективность ресурсосберегающих приемов возделывания лука репчатого при орошении в условиях Нижнего Поволжья / Е.В. Калмыкова, А.А. Новиков, Н.Ю. Петров, О.В. Калмыкова // Овощи России. – 2020. – №1. – С. – 58-63.

4. Клименко Н.Н. Овощеводство юга России / Н.Н. Клименко / Картофель и овощи. – 2013. – №8. – С. 2-4.

5. Литвинов С.С. Методика полевого опыта в овощеводстве. – М.: Россельхозакадемия, ГНУ ВНИИО. – 2011. – 648 с.

6. Литвинов С.С. Научные основы современного овощеводства. – М.: Россельхозакадемия, ВНИИО. – 2008. – 776 с.

7. Мазай Л.С. Экономическая оценка эффективности выращивания лука / Л.С. Мазай // Молодой ученый. – 2017. – № 1. – С. 217-220.

8. Монахос Г.Ф. Селекция и первичное семеноводство: состояние и перспективы / Г.Ф. Монахос // Картофель и овощи. – 2017. – №4. – С. 1-3.

9. Павлова И.В. Использование ДНК маркеров для изучения цитоплазматической мужской стерильности лука репчатого (Allium cepa L.) / И.В. Павлова, Н.П. Купреенко, А.С. Булахова / Овощи России. – 2018. – №4. – С. 16-19.

10. Пивоваров В.Ф. Овощеводство – одно из приоритетных направлений сельскохозяйственного производства / В.Ф. Пивоваров, А.В. Солдатенко, О.Н. Пышная, С.М. Надежкин / Овощи России. – 2020. – №1. – С. 3-15.

11. Пивоваров В.Ф. Селекция и семеноводство овощных культур // В.Ф Пивоваров. – М. – 2007. – 816 с.

12. Степанов Н.Н. Ранние гибриды лука для юга России // Н.Н. Степанов, В.В. Огнев, Н.В. Гереськина // Картофель и овощи. – 2017. – № 27. – С. 27-28.

13. Татюма Н.В. Астраханская наука для реального овощеводства / Н.В. Татюма // Картофель и овощи. – 2021. – №2. – С.11-12.

14. Хаджинов М.И. Генетические основы цитоплазматической мужской стерильности. Гетерозис: теория и практика. Научные труды. – Л.: Колос. – 1968. – 265 с.

15. Ховрин А.Н. Производство и селекция лука репчатого в России / А.Н. Ховрин, Г.Ф. Монахос // Картофель и овощи. – 2014. – № 7. – С. 18-21.

16. Широков Е.П. Хранение и переработка плодов и овощей // Е.П. Широков, В.И. Полегаев. - 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Колос. – 1982. – 320 с.

17. Федеральная служба государственной статистики https://rosstat.gov.ru/compendium/document/13282.