Breeding assessment of walnut hybrid forms for yield by a set of characteristics

Full Text

Введение

Грецкий орех – наиболее распространенная орехоплодная культура с богатым спектром хозяйственных признаков и высокой пищевой ценностью, что значительно выделяет её среди прочих представителей семейства Juglans regia L. Орех грецкий занимает обширные площади по сравнению с другими представителями семейства благодаря своему широкому экологическому диапазону, ценности древесины и высокому содержанию питательных веществ в плодах (Биганова и др., 2015; Луговской и др., 2019; Заремук и др., 2020).

Несмотря на значительные достижения мировой селекции по улучшению качества плодов, по-прежнему актуальны задачи повышения адаптивности и стабильности плодоношения культуры, позволяющие гарантировать реализацию имеющегося потенциала продуктивности. Так, по мнению А.П. Луговского, С.Г. Бигановой, Ю.И. Сухоруких урожайность сортового сортимента грецкого ореха в южной зоне садоводства сильно колеблется из года в год (Биганова и др., 2015). Это объясняется не только экономическими факторами, но и значительными изъянами существующего сортимента, в том числе недостаточным количеством скороплодных сортов с латеральным плодоношением (Луговской и др., 2019; Cosmulescu et al., 2021; Janković et al., 2021).

Скороплодные формы грецкого ореха являются интересным объектом для селекционного изучения. Значительная работа была проведена учеными-селекционерами С.С. Калмыковым и В.С. Шевченко по отбору в Центральной Азии форм с латеральным плодоношением, способность которых к раннему плодоношению, начиная со второго – четвёртого года жизни, а также наличие вторичного цветения и плодоношения открывают новые возможности для селекции и увеличения объемов качественного урожая (Мамаджанов, 2011). Эти сорта не только сокращают время до получения плодов, но и могут адаптироваться к различным климатическим условиям, что делает их особенно ценными в условиях климатических изменений (Fallah et al., 2022; Hakimi et al., 2024). Важным является акцент на улучшение качества плодов, получаемых при вторичном цветении, что позволяет им стать полноценным дополнением к основному урожаю, а не просто объектом для изучения аномалий в цветении (Calvo et al., 2022; Inobatov et al., 2023; Mir et al., 2023).

Принимая во внимание все описанные характеристики быстрорастущих сортов грецкого ореха с боковым плодоношением, следует признать, что эффективное включение этой особенности в селекционную работу не только расширяет генетический фонд, но и создает перспективные возможности для стабильного получения урожая. Таким образом, задача изучения гибридных форм, полученных от интродуцированных генотипов грецкого ореха, обладающих признаками латерального плодоношения и скороплодности, используя для выявления ценных для селекции и производства генотипов с высокой урожайностью.

Цель исследования – выделить урожайные и скороплодные формы грецкого ореха, характеризующиеся латеральным типом плодоношения.

Материалы и методика

В рамках исследования были изучены 12 гибридных форм ореха грецкого: 17-3-12, 17-3-13, 17-3-16, 17-3-19, 17-3-22 (Я-Б-84 св. оп. – сеянец сорта Бостандыкский); 17-3-48 (Дачный св. оп. – сеянец сорта Идеал); 17-3-40 (Я-Ю-50 св. оп. – сеянец сорта Юбилейный); 17-2-1, 17-2-17, 17-2-11 (из семьи Я-Р-22 – сеянец сорта Родина); 17-2-35, 17-2-26 (сеянец сорта Идеал св. оп. – отобран в садах Бостандыкского района). В качестве контроля – районированный сорт Родина. Гибридные формы были предварительно отобраны нами по максимальному проявлению или сочетанию нескольких хозяйственно ценных признаков (скороплодности, позднему сроку начала вегетации, устойчивости к абиотическим и биотическим стрессовым воздействиям окружающей среды, урожайности, латеральному плодоношению, крупноплодности и т.д.) среди 684 гибридных сеянцев, полученных ранее в СКФНЦСВВ под руководством Луговского А.П. группой селекционеров. Посадка 2014 года, схема посадки 5 × 4 м. Наблюдения проводили с 2020 по 2024 год. На экспериментальном участке, где проводили исследование гибридов грецкого ореха, преобладает выщелоченный чернозем, отличающийся сверхмощностью, низким содержанием гумуса и легкоглинистой структурой. Выщелоченные черноземы в целом характеризуются подходящими агрофизическими и агрохимическими параметрами, создающими благоприятные условия для активного роста и плодоношения грецкого ореха.

НИР проводили в центре коллективного пользования «Исследовательско-селекционная коллекция генетических ресурсов садовых культур» (ЦКП ИСК ГРСК, в опытном хозяйстве ЗАО ОПХ «Центральное» ФГБНУ СКФНЦСВВ, расположенном в городе Краснодар) согласно общепринятым программам и методикам: «Современные методологические аспекты организации селекционного процесса в садоводстве и виноградарстве» (Луговской, Сухоруких, 2012); «Программа и методика сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур» (Луговской и др., 1999).

 

Результаты и их обсуждение

Ключевым фактором, значительно влияющим на урожайность, является латеральный тип плодоношения (Pramanick et al., 2021). Это явление проявляется в том, что женские цветки формируются не только на верхушечных, а практически на всех пазушных почках зеленого побега. В результате орехи расположены вдоль всей длины ветви, где на конце латеральных побегов созревают плоды. Эти ветви могут плодоносить на протяжении нескольких сезонов. Деревья с латеральным плодоношением отличает очень короткий ювенильный период: всего через три – четыре года после высадки они демонстрируют высокий урожай. На сегодняшний день 80% сортов грецкого ореха, имеющихся в развитых странах, проявляют латеральное плодоношение (Žalac et al., 2021; Manthos et al., 2023). Исследования в области латерального плодоношения представляют собой перспективное направление селекции (Wang et al., 2023).

Результаты многолетних исследований оценки скороплодности, типа плодоношения и урожайности 12 гибридов ореха грецкого позволили распределить их на группы по степени проявления хозяйственных признаков.

В ходе исследования выявлено, что средняя урожайность изученных гибридных форм грецкого ореха варьировала от 0,53 т/га (17-2-17) до 2,3 т/га (17-3-48). Все образцы были распределены нами в зависимости от уровня урожайности на высокоурожайные, среднеурожайные и низкоурожайные (рисунок 1).

Рисунок 1 – Средняя урожайность гибридных форм ореха грецкого с 2020 по 2024 годы

 

К высокоурожайным генотипам, имеющим урожайность от 1,50 т/га (Родина) до 2,30 т/га (17-3-48), нами отнесены, наряду с контрольным образцом Родина, 17-3-16, 17-3-22, 17-3-19 и 17-3-48.

Во вторую группу, со средней урожайностью в пределах от 1,04 т/га до 1,20 т/га, вошли три образца: 17-2-35, 17-3-12 и 17-3-13. В группу с низкой урожайностью (от 0,53 т/га до 0,75 т/га) включены генотипы: 17-2-17, 17-2-11, 17-2-1, 17-2-26 и 17-3-40. По результатам 5-летних наблюдений было установлено, что урожайные среди изученных образцов гибриды составляют 39%, среднеурожайные – 38%, а низкоурожайные – 23% (рисунок 2).

Рисунок 2 – Распределение изученных гибридов ореха грецкого на группы по признаку «урожайность», %

 

Год вступления в плодоношение у гибридов варьировал от 4 до 6 лет. Большая часть форм: 17-2-17, 17-2-26, 17-2-35, 17-3-16, 17-3-22, 17-3-19, 17-3-48 была отнесена в категорию вступивших в плодоношение на четвертый год. Примечательно, что большинство выделенных нами скороплодных форм имеют в качестве материнской формы сорт Идеал или созданный на его основе сорт Дачный, а также материнскую форму Я-Б-84. В пятилетнем возрасте плодоношение отмечено у сеянцев: 17-2-1, 17-3-12, 17-3-13. На шестой год плодоношение было зафиксировано у образцов: 17-2-11, 17-3-40, включая контроль Родина (рисунок 3).

 

Рисунок 3 – Вступление в плодоношение у гибридных форм ореха грецкого, год

 

В ходе исследования выделены группы грецкого ореха по типу плодоношения: с верхушечно-боковым, верхушечно-приверхушечным и боковым (рисунок 4).

 

Рисунок 4 – Варианты формирования плодов у грецкого ореха (тип плодоношения)

 

Верхушечно-боковое плодоношение наблюдалось у формы 17-2-26. Верхушечно-приверхушечное плодоношение было выявлено у гибридов: 17-2-17, 17-2-1, 17-3-40, 17-2-35 и у контрольного образца Родина. Большинство гибридов: 17-3-12, 17-3-13, 17-3-16, 17-3-22, 17-3-19, 17-3-48 имеют боковой или латеральный тип плодоношения. Все вышеперечисленные выделенные гибриды получены на основе формы Я-Б-84, созданной с участием сорта Бостандыкский, за исключением гибрида 17-3-48, полученного на основе сорта Дачный.

Количественная оценка влияния фактора «год исследования» на урожайность форм ореха грецкого с помощью дисперсионного анализа позволила установить, что условия года статистически достоверно влияют на урожайность и вносят 42,9 % в общую изменчивость этого признака. В то же время оценка влияния фактора «тип плодоношения» на урожайность гибридных форм выявила значительно меньший, практически в 2 раза, вклад в общую изменчивость признака «урожайность», составляющий 23,5 %. Сравнение средних значений урожайности множественным ранговым тестом выявило, что урожайность форм ореха грецкого с латеральным типом плодоношения статистически достоверно выше, чем у форм, обладающих другим типом плодоношения.

 

Заключение

Исследование показало, что гибридные формы грецкого ореха обладают разной степенью скороплодности, урожайности и типом плодоношения. Формы с высокой урожайностью, такие как: 17-3-16, 17-3-22, 17-3-19, 17-3-48, обладают также набором положительных селекционно значимых признаков, среди которых стоит отметить скороплодность – вступление в плодоношение уже с четвертого года жизни и латеральным типом плодоношения. Данные гибридные формы представляют большой интерес для селекции и производства.

Финансирование

Работа выполнена в рамках Государственного задания № 0498-2022-0001 ФГБНУ СКФНЦСВВ.

 

Funding

The research was part of State Assignment No 0498-2022-0001 FSBSI NCFSCHVW.

 

Конфликт интересов: авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

 

Conflict of the interests: the authors declare that there is no conflict of interest.

About the authors

Larisa Artyuhova

North Caucasus Federal Scientific Center for Horticulture, Viticulture, and Winemaking

Email: Larisa.artyuhowa@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0008-5392-4377
SPIN-code: 7124-9854

junior researcher

Russian Federation

Elena Ulianovskaya

North Caucasus Federal Scientific Center for Horticulture, Viticulture, and Winemaking

Author for correspondence.
Email: ulyanovskaya_e@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3987-7363
SPIN-code: 5577-5173

Doctor of Agricultural Sciences

Russian Federation

References

Supplementary files