WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Авторефераты по темам  >>  Разные специальности - [часть 1]  [часть 2]

ОЦЕНКА ПЕРЕКРЕСТНОЙ ПЛОДОВИТОСТИ СОРТОВ ЯБЛОНИ ПО СОДЕРЖАНИЮ ФЛАВОНОИДОВ В ГЕНЕРАТИВНОЙ СФЕРЕ ЦВЕТКОВ

Автореферат кандидатской диссертации

 

  На правах рукописи

 

 

 

Козлов Николай Евгеньевич

 

ОЦЕНКА ПЕРЕКРЕСТНОЙ ПЛОДОВИТОСТИ СОРТОВ ЯБЛОНИ ПО СОДЕРЖАНИЮ ФЛАВОНОИДОВ В ГЕНЕРАТИВНОЙ СФЕРЕ ЦВЕТКОВ

 

Специальность 06.01.05 – селекция и семеноводство

сельскохозяйственных растений

 

 

АВТОРЕФЕРАТ

 

диссертации на соискание ученой степени кандидата

сельскохозяйственных наук

 

 

 

 

Мичуринск – наукоград РФ

2012


Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Мичуринский государственный

аграрный университет» на кафедре химии в 2009-2011 гг.

 

Научный руководитель:      доктор сельскохозяйственных наук,

Палфитов Виктор Федорович

Официальные оппоненты:   Расторгуев Сергей Леонидович

доктор сельскохозяйственных наук,профессор,

ФГБОУ ВПО Мичуринский государственный аграрный университет / Плодоовощной институт, кафедра биологии растений и селекции плодовых культур, заведующий

Брюхина Светлана Александровна

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент,

ФГБОУ ВПО Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина / Институт естествознания, кафедра экологии и безопасности жизнедеятельности, доцент

Ведущая организация:         ГНУ Всероссийский НИИ садоводства имени И.В. Мичурина Россельхозакадемии

Защита состоится 16 марта 2012г. в 11 часов на заседании диссертационного совета Д 220.041.01 при ФГБОУ ВПО «Мичуринский государственный аграрный университет» по адресу: 393760, г. Мичуринск, ул. Интернациональная, 101. Тел./факс (47545) 5-32-13

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО МичГАУ, с авторефератом – на сайте университета http:/www.mgau.ru/, а также на сайте Высшей аттестационной комиссии Министерства образования и науки РФ http:/www.vak.ed.gov.ru

Автореферат разослан «__» февраля 2012г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 220.041.01

кандидат сельскохозяйственных наук                      Н.М. Соломатин


Актуальность исследований. Первые публикации о том, что разносортные насаждения плодовых культур по урожайности значительно превосходят односортные появились в конце XIX века. Односортные насаждения из, казалось бы, наиболее доходных сортов, иногда оказываются полностью бесплодными, несмотря на нормальное цветение. В разносортных же садах завязывание плодов резко возрастает благодаря переносу цветочной пыльцы насекомыми с одних сортов на пестики других.

Первые опыты по изучению взаимоопыляемости и самоплодности плодовых культур были выполнены в США Уэйтом (М. Waite, 1894, 1898). Вывод о том, что перекрестное опыление дает лучшие результаты, чем самоопыление, он сделал на примере опыления груши. Работы Уэйта и его выводы возбудили среди ученых многих стран огромный интерес к дальнейшему изучению само- и перекрестного опыления у различных сортов плодовых культур.

Основатель учения о биологии оплодотворения плодовых культур И.В. Мичурин (1949), а также многие другие известные ученые-садоводы России и зарубежья: В.В. Пашкевич (1915, 1926); Л.М. Ро (1929); С.Ф. Черненко (1934); В.К. Заец (1939); Ф. Кобель (1935, 1957); Е.Н. Седов (1989); М. Фауст (2001), при изучении перекрестного опыления большое внимание уделяли совместимости сортов. Они выяснили, что и между разными сортами, особенно если они имеют родственное происхождение, уровень завязываемости плодов может быть недостаточно высоким.

При всей незыблемости общего положения, что главным фактором урожайности является генотип сорта, выдвинуты различные гипотезы о существовании тех или иных эндогенных факторов, влияющих на завязываемость плодов, а следовательно и на перекрестную плодовитость сортов. В частности, цитологическими методами установлено, что в несовместимых комбинациях сортов обычно нарушена прогамная фаза оплодотворения, т.е. пыльца опылителя не прорастает на рыльце опыляемого сорта или, что бывает чаще, пыльцевая трубка не дорастает до семяпочки (Кобель, 1957; Банникова, 1982). Причины этого нарушения не выяснены до настоящего времени. Но есть сведения, что на течение прогамной фазы оплодотворения растений могут оказывать существенное влияние генетически обусловленные флавоноиды генеративных тканей. (Moewus, 1950; Милованова,1974; Минаева 1978; Острейко, 1988). Из них постоянной компонентой пыльцы цветковых растений являются флавонолы (Wiermann, 1978). Исследования показали, что флавоноидами насыщены не только пыльца, но и пестики цветков яблони (Палфитов, 2003).

Развитие знаний о факторах, влияющих на плодовитость сортов яблони, на наш взгляд, невозможно без дальнейшего изучения влияния уровней содержания флавоноидов в генеративных тканях на совместимость сортов при перекрестном опылении. Такое исследование может позволить разработать принципиально новый способ подбора лучших опылителей для сортовых насаждений яблони, а так же может иметь непосредственное значение для раскрытия причин недорастания пыльцевых трубок до завязей пестиков и обоснования особенностей перекрестной плодовитости тех или иных сортов яблони.

Отсутствие сведений о возможности оценки перекрестной плодовитости сортов по содержанию флавоноидов в генеративной сфере и явилось основанием для выполнения данной диссертационной работы.

Цель наших исследований – оценка перекрестной плодовитости сортов яблони и разработка инновационного способа выбора лучших сортов опылителей, с использованием количественного содержания флавоноидов в генеративных структурах цветков.

В программу исследований входило решение следующих основных задач:

1) определить в пыльце изучаемых сортов количественное содержание водорастворимых веществ и флавонолов и установить степень влияния их на опылительную способность пыльцы; 2) провести определение количественного содержания флавоноида флоризина в тканях пестиков опыляемых сортов, и установить степень его влияния на завязываемость плодов; 3) изучить жизнеспособность пыльцы исследуемых сортов яблони путем проращивания её на искусственной питательной среде; 4) исследовать прорастание пыльцевых трубок в тканях пестиков совместимых и несовместимых сортов яблони методом люминесцентной микроскопии, с целью выяснения характера их прорастания; 5) провести полевые опыты по изучению завязываемости плодов исследуемыми сортами при искусственном ручном перекрестном опылении и естественном опылении с применением пчел; 6) выявить роль соотношения флавонолов в пыльце опылителей и флоризина в пестиках опыляемых сортов в оценке склонности сортов яблони к перекрестной плодовитости; 7) изучить взаимовлияние сортов, произрастающих в смежных рядах, на завязываемость ими плодов; 8) изучить влияние эндогенных особенностей генеративных структур на завязывание плодов сортами яблони при пчелоопылении; 9) изучить роль пчелоопыления на завязываемость плодов различными сортами яблони, в совместных насаждениях, в зависимости от расстояния ульев до деревьев яблони и длительности пчелоопыления; 10) применить гравиметрический и фотометрический методы для количественного определения водорастворимых веществ и флавоноидов в генеративных структурах, как факторов оценки перекрестной плодовитости яблони.

Научная новизна и практическая значимость работы. Впервые установлена возможность и предложена методика оценки перекрестной плодовитости сортов и селекционных форм яблони путем количественного определения и сопоставления содержаний водорастворимых веществ и флавонолов в пыльце опылителей и флоризина в пестиках опыляемых форм. Это может быть применено для обоснования причин перекрестной несовместимости сортов и форм яблони при опылении. Предложен инновационный способ подбора лучших сортов опылителей для насаждений яблони.

Апробация и реализация результатов исследований. Основные результаты диссертационной работы были доложены, обсуждены и получили положительную оценку на научно-методическом и ученом советах плодоовощного института, на научно-практических конференциях студентов и аспирантов МичГАУ (2009-2011), а так же на конференциях: «Достижения науки и инновации в садоводстве» (Мичуринск, 2009); международной н.-п. к., посвященной 75-летию со дня рождения лауреата Государственной премии РФ, заслуженного деятеля науки, профессора В.А. Потапова (Мичуринск, 2009); международной н.-п. к., посвященной 80-летию со дня рождения доктора с.-х. наук, профессора В.Г. Муханина (Мичуринск, 2010); всероссийской конференции с элементами научной школы для молодежи «Проведение научных исследований в области сельскохозяйственных наук» (Мичуринск, 2010).

Результаты исследований прошли производственную проверку, и применяются в производственных яблоневых насаждениях ВНИИГиСПР им. И.В. Мичурина.

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 13 печатных работ, в том числе 3 – в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 141 странице печатного текста, состоит из введения, четырех глав, общих выводов и рекомендаций к производству, содержит 25 таблиц, 42 рисунка и 4 приложения. Список используемой литературы включает в себя 283 наименований, в том числе 108 иностранных авторов.

Объекты исследований. Объектами исследований являлись цветки сортов яблони: Зелёный май, Мартовское, Лобо, Спартан, Орлик, и Синап орловский, Бессемянка мичуринская, Мелба, Жигулевское, Папировка, Северный синап, Коричное полосатое и Уэлси, обладающих различной склонностью как к самоплодности так и к перекрестной совместимости между собой. Деревья этих сортов были привиты на среднерослом клоновом подвое 54-118 и произрастали в производственных насаждениях Всероссийского научно-исследовательского института генетики и селекции плодовых растений им. И.В. Мичурина (ВНИИГиСПР им. И.В. Мичурина), заложенных  в 2001г со схемой посадки 6х4.

Методы исследований. Исследования включали в себя полевые опыты по опылению и лабораторный анализ генеративных тканей сортов яблони. Полевые опыты по опылению, отбор цветков, заготовка пыльцы и пестиков, как объектов изучения, проводились в соответствии  с общепринятой программой и методикой сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур («Программа и методика сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур», Орел изд-во ВНИИСПК, под ред. академика РАСХН Е.Н. Седова, доктора с.-х. наук Т.П. Огольцовой, 1999). Организация получения экспериментальных данных и последующая их математическая обработка выполнялась согласно методикам, принятым в сельскохозяйственных исследованиях (Доспехов, 1989; Потапов и др., 2004) и аналитической химии (Доерфель, 1969). Определение флоризина в пестиках яблони, проводилось способом, предложенным в работе (Палфитов, Потапов, Тарасов, 2003). Содержание водорастворимых веществ в пыльце сортов яблони определяли весовым (гравиметрическим) способом (Молодцов, Козлов, 2010). Для нахождения общего содержания флавонолов в пыльце применяли фотометрию (Палфитов, Козлов, 2009). Флуоресцентная микроскопия пыльцевых трубок в пестиках и заготовка образцов для нее выполнялась по методике составленной С.Л. Расторгуевым (1998).

Условия исследований. Лабораторные исследования проводились с осени 2008 г. по 2011 год на кафедре химии Мичуринского государственного аграрного университета. Флуоресцентную микроскопию выполняли в лаборатории цитологии ВНИИГиСПР им. И.В. Мичурина. Полевые опыты закладывались в сортовых насаждениях яблони ВНИИГиСПР им. И.В. Мичурина, произрастающих в равнозначных агроклиматических условиях. Агротехника возделывания изучаемых сортов яблони являлась общепринятой для средней зоны плодоводства, в соответствии с климатическими условиями Мичуринского района Тамбовской области.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Оценка перекрестной плодовитости сортов яблони по соотношению содержания флавоноидов в пыльце к содержанию флавоноидов в пестиках.

2. Водорастворимые вещества (ВРВ) и флавонолы пыльцы, как факторы определяющие перекрестную плодовитость яблони.

3. Флоризин пестиков как фактор, ограничивающий перекрестную плодовитость яблони.

 

Результаты исследований

Результаты исследований изложены в 3 и 4 главах диссертации.

Глава 3. Оценка перекрестной плодовитости сортов яблони. В разделе 3.1 определяется роль пыльцы сортов яблони и ее биохимических факторов в оценке совместимости при опылении. Под совместимостью сортов плодовых при опылении, мы понимаем, прежде всего, прогамную совместимость, т.е. прорастание пыльцевой трубки сорта опылителя в пестиках опыляемого сорта до завязи, приводящее к образованию плодов. В качестве биохимических факторов нами рассматриваются водорастворимые вещества пыльцы и входящие в их состав флавонолы.

Водные экстракты из пыльцы растений представляют собой комплекс смеси веществ, содержащий ферменты, аминокислоты, сахара, нуклеотиды, витамины, гликозиды флавоноидов (Нокс, 1985; Минаева, 1978). Они являются важнейшим фактором прорастания пыльцы, чем больше их выделяется, тем пыльца лучше прорастает (Helsop-Harrison, 1975). С уровнем содержания водорастворимых веществ в пыльце сортов яблони, связывают и их склонность к самоплодности (Палфитов, 2003). Наши данные позволяют считать, что водные экстракты из пыльцы яблони повышают жизнеспособность пыльцевых зерен, и способствуют повышению перекрестной плодовитости ее сортов.

Количественное определение водорастворимых веществ у исследованных сортов проводилось весовым способом. Способ заключается в том, что навеску пыльцы 8-10 мг замачивали в 25 мл дистиллированной воды, затем водный раствор отделяли от остатков пыльцевых зерен фильтрованием через специально подготовленные стеклянные фильтры. Фильтры перед применением взвешивались. После процедуры фильтрования они высушивались до постоянного веса и тоже взвешивались. По результатам взвешиваний фильтра до и после фильтрования и величины навески пыльцы, проводились расчеты содержания водорастворимых веществ в образцах пыльцы сортов яблони.

В таблице 1 содержаться средние данные, по определению водорастворимых веществ в пыльце изучаемых нами сортов яблони.

Таблица 1 — Содержание водорастворимых веществ в пыльце яблони

Сорт яблони

2009 г.

2010 г.

2011 г.

% водорастворимых веществ (n)

Бессемянка мичуринская

29

33

30

Синап орловский

30

35

31

Орлик

31

36

34

Зеленый май

32

38

35

Мартовское

35

40

37

Лобо

51

58

53

Спартан

55

61

57

НСР05

2,1

Водные экстракты из пыльцы яблони обладают свойством поглощать ультрафиолетовое (УФ) излучение в диапазоне ?=220-380 нанометров (нм), с характерным максимумом поглощения ?мах = 270 нм. Это свойство определяется содержащимися в пыльцевых экстрактах природными фенольными веществами – флавоноидами, по своей химической природе сходными с флавонол-гликозидом рутином. Рутин нами использовался для калибровки спектрофотометра (СФ-26) при количественном определении флавонолов в пыльце. Флавонолы являются постоянной компонентой пыльцы растений (Wiermann, 1968).

Флавонолы – это самые окисленные соединения в ряду флавоноидов. В присутствии кислорода они мало стабильны и отличаются способностью образовывать полигидроксилированные и полиметаксилированные соединения. Такие свойства флавонолов пыльцы считаются важными для формирования ею пыльцевых трубок (Минаева, 1978). Для прорастания пыльцы в пестиках яблони, по-видимому, ценным является также способность флавонолов активировать окисление других, наиболее восстановленных флавоноидов, таких как дигидрохалкон – флоризин (Сарапуу, 1971). Содержание флавонолов в пыльце, исследуемых сортов, мы определяли спектрофотометрическим способом (Козлов, Ермачкова, 2009). Результаты определения представлены в таблице 2.

Из таблиц 1 и 2 следует, что уровень содержания водорастворимых веществ и флавонолов в пыльце является сортовой особенностью, т.к. по годам он находится в характерных для сорта пределах.

Таблица 2 – Содержание флавонолов в пыльце яблони

Сорт яблони

2009 г.

2010 г.

2011 г.

Содержание в пыльце флавонолов (по рутину), %

Бессемянка мичуринская

1

2

2

Синап орловский

1

3

2

Орлик

3

4

3

Зеленый  май

4

5

4

Мартовское

5

6

6

Лобо

9

11

10

Спартан

11

13

12

НСР05

0,3

Рис. 1 - Пыльцевые зерна сорта Орлик после 4 часов нахождения в искусственной питательной среде

 

Рис. 2 - Пыльцевые зерна сорта Синап орловский после 4 часов нахождения в искусственной питательной среде

  

                                                                       

Проращивание на искусственной питательной среде, по известной методике (Программа…,1999), показало, что жизнеспособность пыльцы (табл. 3, 4), исследуемых сортов, и характер прорастания (рис. 1, 2) определяется ее биохимическими особенностями (табл. 1, 2).

Таблица 3 – Результаты проращивания пыльцы в 15% -ном

растворе сахарозы (t=20°С)

Сорт

% проросших пыльцевых зерен

2009

2010

2011

Синап орловский

0

4,5

3,7

Бессемянка мичур.

12,9

9,7

8,4

Уэлси

-

10,3

12,2

Зеленый май

14,8

12,6

16,1

Орлик

16,7

19,4

22,6

Мартовское

34,7

27,3

24,2

Антоновка обык.

43,1

45,5

-

Мелба

-

52,7

49,6

Лобо

45,7

54,8

57,8

Спартан

46,1

86,0

63,2

НСР10

1,1

Так жизнеспособность пыльцы хорошо кореллирует (rфлавонол =0,96; rВРВ =0,95) с содержанием в ней водорастворимых веществ и флавонолов (табл. 4).

Таблица 4 – Содержание ВРВ, флавонолов и процент прорастания пыльцы на искусственной питательной среде (2009-2011 гг.) (t=23 °C)

Сорт

Содержание ВРВ в пыльце,%

Содержание флавонолов в пыльце, %

% проросших пыльцевых зерен

Синап орловский

32

2

3

Бессемянка мич.

30

2

13

Орлик

32

3

20

Уэлси

35

4

12

Зеленый май

34

4

14

Мартовское

36

5

29

Антоновка обык.

49

7

43

Мелба

54

11

50

Лобо

52

10

53

Спартан

55

12

65

НСР

НСР05=2,1

НСР05=0,3

НСР10=1,1

Т.е. жизнеспособность пыльцы  тем выше, чем больше в ней содержание водорастворимых веществ и флавонолов (рис. 3).

Рис. 3 – Зависимость процента проросших пыльцевых зерен яблони

от уровня содержания флавонолов в пыльце

При добавлении в питательную  среду  флоризина  в  концентрациях  10-4 - 10-2 % происходит деформация пыльцы, особенно той в которой мало флавонолов (рис. 4, 5). При этом наибольшее прорастание наблюдается у пыльцевых зерен сортов с большим содержанием водорастворимых веществ (36-55%) и флавонолов (5-12 %) (табл. 5).

Таблица 5 – Влияние экзогенного флоризина на прорастание пыльцевых зерен исследуемых сортов яблони

Сорт

Содержание ВРВ в пыльце,%

Содержание флавонолов в пыльце, %

Концентрация флоризина в

питательной среде, %

0,01

0,001

0,0001

контроль без флоризина

% проросших пыльцевых зерен

Синап орловский

32

2

0

0

0

3

Бессемянка мич.

30

2

0

0

0

13

Орлик

32

3

0

0

0

20

Зеленый май

34

4

0

0

4

14

Мартовское

36

5

3

7

16

29

Антоновка обык.

49

7

9

18

27

43

Лобо

52

10

11

16

29

53

Спартан

55

12

18

24

37

65

Рис. 5 - Образование вздутия на конце пыльцевой трубки, сморщивание пыльцевого зерна. Сорт – Мартовское, концентрация флоризина – 10-3 %

 

Рис. 4 – Сморщивание пыльцевых зерен, разрыв пыльцевой оболочки. Сорт - Орлик, концентрация флоризина – 10-3 %

    

На основании проращивания пыльцы яблони на искусственной питательной среде (табл. 3, 4) и на среде с добавлением экзогенного флоризина (табл. 5) исследуемые сорта условно можно разделить на две группы: 1) сорта с повышенной жизнеспособностью пыльцы – Мелба, Лобо, Спартан, Антоновка обыкновенная; 2) сорта с пониженной жизнеспособностью пыльцы – Зеленый май, Мартовское, Синап орловский, Бессемянка мичуринская и Орлик. Для пыльцы первой группы, отличительной чертой является: высокое содержание водорастворимых веществ (свыше 49%), и флавонолов (свыше 7%). Пыльца этих сортов при прорастании дает более длинные пыльцевые трубки, и способна прорастать в среде с относительно высоким содержанием экзогенного флоризина, на что не способна пыльца сортов второй группы, с содержанием ВРВ ниже 36% и флавонолов в пыльце ниже 7% вес.

В разделе 3.2 рассматриваются особенности распределения и физиологическая роль флоризина в пестиках цветков яблони. Отмечается, что с  увеличением его градиента по длине, а так же с увеличением содержания флоризина в рыльцах пестика и основаниях столбика, завязываемость плодов сортами яблони при свободном опылении резко уменьшается (табл. 6).

Таблица 6 – Градиент флоризина в столбиках пестиков яблони и процент завязывания плодов (2009-2011 гг.)

Сорта  яблони

hр, мм

Ср, % флоризина

в рыльце

пестика

Со, % флоризина

в основании

столбика

Градиент флоризина, ?, %/мм

% завязываемости  плодов при свободном опылении

Лобо

10

6

14

0,6

27

Спартан

10

4

15

1,0

32

Мелба

11

4

15

0,9

24

Орлик

12

7

32

1,7

14

Синап орловский

13

11

32

1,6

9

Антоновка обыкнов.

14

8

32

1,6

8

Бессемянка мичурин.

5

14

27

2,6

2

НСР

НСР05=1,0

НСР05=0,9

НСР05=0,9

-

НСР05=1,1

Флоризин,  как  и  другие  фенольные  ингибиторы,  может  подавлять  активность  синтеза  структур  клеток,  способствующих  их  росту. По  данным  Л. П. Сарапуу (1971)  эндогенный  флоризин,  содержащийся  в  тканях  яблони  в  значительных  количествах,  легко  превращается  в  другие  вещества,  подвергаясь  деглюкозидированию,  расщеплению  и  окислению. Можно предположить, что и при прорастании пыльцевых трубок в пестиках происходит ферментное окисление эндогенного флоризина. Но  ферментное  окисление флоризина,  как  показал  Сарапуу (1971),  возможно  лишь  в  присутствии  каталитических  количеств  других  фенолов  и,  в  особенности,  флавонолов, т.е. чтобы на одну молекулу флоризина приходилась одна молекула флавонола. Из этого становится понятно, почему пыльца лучшего сорта опылителя яблони должна содержать большое количество флавонолов.

В разделе 3.3 проводиться оценка перекрестной плодовитости (совместимости), исследуемых сортов яблони, по соотношению содержания флавонолов в пыльце опылителей и флоризина в пестиках опыляемых сортов.

Изучением прогамной фазы оплодотворения методом люминесцентной микроскопии показано, что пыльца с высоким (10-12%) содержанием флавонолов хорошо прорастает в пестиках с любым содержанием флоризина (табл. 7; рис. 6, 7).

При большом (26-32% вес.) содержании флоризина в основании пестиков и малом (2-4% вес) содержании флавонолов в пыльце в направлении к завязи прорастают лишь единичные пыльцевые трубки, резко меняющие свое направление, либо разветвляющиеся, с образованием большого числа каллозных пробок (рис. 8, 9), что и характерно для несовместимых комбинаций сочетаемых сортов (Поддубная-Арнольди, 1976).

Таблица 7 - Результаты люминесцентного микроскопирования прорастания пыльцы в тканях пестиков

Сорт                         

опылитель

 

Опыляемый                        

сорт

Содержание флавонолов в пыльце, %

12

10

3

2

2

Спартан

Лобо

Орлик

Синап орловский

Бессем. мичур.

% пестиков, в которых пыльцевые трубки достигли завязи

Бессемянка мич.

Содержание флоризина в основании

столбика, %

30

31

25

1

0

0

Синап

орловский

28

36

18

1

0

1

Орлик

25

26

28

0

1

0

Лобо

13

44

41

33

18

17

Спартан

12

48

51

38

13

26

Рис. 7 - Пыльцевые трубки сорта Лобо (10% флавонолов) в пестике сорта Орлик (25% флоризина).

 

Рис. 6 - Пыльцевые трубки сорта Лобо (10% флавонолов) в пестике сорта Спартан (11% флоризина).

      

Рис. 8 – Пыльцевая  трубка сорта Орлик (3% флавонолов) в пестике сорта Бессемянка мичуринская (30% флоризина).

 

Рис. 9 Пыльцевые трубки яблони сорта Бессемянка мичуринская (2% флавонолов) в пестике сорта Синап орловский (28% флоризина).

 Орлик в бессемянке    

В разделе 3.4 показано, что лучший сорт опылитель можно определять по содержанию флавонолов в пыльце, и лучшим считать тот сорт, пыльца которого больше содержит флавонолов. Так, процент завязавшихся плодов от перекрестного принудительного опыления (количественный показатель перекрестной плодовитости) из всех сортов опылителей оказался наибольшим от пыльцы сорта Спартан, имеющей больший процент содержания флавонолов. Это видно из таблицы 8, в которой представлены результаты различных комбинаций скрещиваний исследуемых сортов.

Таблица 9 – Влияние уровня содержания флавонолов в пыльце сортов опылителей на процент завязывания плодов сортами яблони с высоким содержанием флоризина в столбиках пестиков (2009-2011 гг).

Опыляемый

сорт

Сорт                         

опылитель

Бессемянка мичур.

Антоновка обыкн.

Папировка

Содержание флоризина в основаниях столбиков, в % от сухой массы

28

30

30

Завязывания плодов при искусственном перекрестном опылении

Абсолют.

Относит.

Абсолют.

Относит.

Абсолют.

Относит.

Бессемянка мичур.

Содержание флавонолов в пыльце, %

4

0

0

4

50

0

0

Антоновка обыкн.

7

5

83

3

38

0

0

Уэлси

7

2

33

4

50

2

40

Жигулевское

6

7

117

7

88

0

0

Китайка санин.

14

7

117

11

138

15

300

Мелба

11

8

133

12

150

5

100

Богатырь

11

10

167

10

125

13

260

Лобо

10

10

167

14

175

12

240

Северный синап

12

11

183

16

200

11

220

Контроль,

свободное опыление, %

6

100

8

100

5

100

На основании величины этого физиологического параметра было выявлено, что из рассматриваемых для опыления сортов яблони лучшими опылителями являются сорта Мелба, Северный синап, Китайка санинская, Богатырь и Лобо. Это же подтверждено процентом завязывания плодов при искусственном перекрестном опылении (табл. 9).

Высокие опылительные качества этих сортов подтверждаются также результатами наблюдений других авторов в других производственных и опытных насаждениях (Правдюк, Седов, 1981).

В разделе 3.5 выяснено, что пчелоопыление наиболее эффективно, тогда, если в саду имеются сорта опылители с высоким содержанием в пыльце флавонолов (10-12% и выше). При этом, наилучшая завязаваемость плодов наблюдалась на расстоянии около 100 метров от ульев.

При учете естественного завязывания плодов сортами яблони, произрастающими в смежных рядах с другими сортами, выявлено, что на уровень завязывания плодов каждым сортом оказывает существенное влияние содержание флавонолов в пыльце сорта соседа.

Глава 4. Экономическая эффективность содержания флавоноидов

в генеративных структурах яблони.

Таблица 10 – Экономическая эффективность сортов яблони

исследуемого сада

Показатели

Сорта яблони

Лобо(13%)

Март.(5%)

Лобо(13%)

Спарт.(12%)

Спарт.(11%)

Лобо(13%)

Спарт.(11%)

Орлик(3%)

Орлик(25%)

Спарт.(12%)

Орлик(25%)

Син.орл.(2%)

Урожайность, ц / га

130

160

150

85

150

60

Затраты на 1 га, руб.

63 851

Себестоимость,

руб./ ц

491

399

426

751

426

1064

Цена реализации, руб./ ц

1530

Выручка от реализации, руб.

198 900

244 800

229 500

130 050

229 500

91 800

Прибыль с 1 га, руб

135 049

180 949

165 649

66 199

165 649

27 949

Рентабельность, %

212

283

259

104

259

44

Для выявления влияния флавоноидов генеративной сферы на экономическую эффективность возделываемых сортов яблони в разносортных насаждениях, мы провели учет урожайности трех сортов (Лобо, Спартан и Орлик) в рядах смежных с рядами деревьев других сортов, различающихся содержанием флавонолов в пыльце. Результаты расчета урожайности с каждого учетного ряда, а также рассчитанные для них показатели экономической эффективности представлены в таблице 10. В целом средняя фактическая урожайность исследованного сада  составила 131,3 ц/га, а рентабельность 214,6%.

В результате можно заключить, что доходность сортов яблони резко возрастает, если рядом с ними произрастают сорта, пыльца которых имеет высокое содержание флавонолов.

Выводы

1. По содержанию флавонолов в пыльце исследованные сорта яблони делятся на две группы:1) сорта с повышенным содержанием флавонолов (7-12% вес. от сухой массы пыльцы), обладающие повышенной способностью к перекрестной плодовитости; 2) сорта с пониженным содержанием флавонолов в пыльце (2-7% вес.), обладающие пониженной способностью к завязыванию плодов.

2. Лучшими сортами опылителями яблони являются сорта, пыльца которых имеет содержание флавонолов, свыше 10 % весовых от сухой массы пыльцы.

3. По содержанию флоризина в пестиках исследованные сорта также делятся на две группы: 1) сорта с пониженным содержанием флоризина (11-15% вес. в основаниях сухих столбиков) в основаниях столбиков, обладающие повышенной склонностью к перекрестной плодовитости (10-25% абс.); 2) сорта с повышенным содержанием флоризина (26-32% вес. в основаниях сухих столбиков), обладающие пониженной способностью к перекрестной плодовитости (1-7% абс.).

4. Самая высокая перекрестная плодовитость (28% абс.) наблюдалась при опылении сортов, содержащих в пестиках флоризина 11% вес., пыльцой с содержанием флавонолов 13 % вес. Минимальная перекрестная плодовитость (1-3% абс.), была при опылении сортов с 25-30% флоризина в пестиках, пыльцой с содержанием флавонолов 2% вес.

5. Высший процент прорастания пыльцевых трубок через всю длину столбиков у всех исследованных сортов, наблюдался от пыльцы сортов с наибольшим содержанием флавонолов 10-12% вес.

6. Пыльцевые трубки от сортов с низким содержанием флавонолов в пыльце (2% вес.), в пестиках с высоким содержанием 20-30% флоризина в столбике, имели единичные прорастания. Основная масса их останавливалась в тканях столбика, разветвляясь и образуя много каллозных пробок, таким образом, проявляя несовместимость.

7. Жизнеспособность пыльцы с повышением содержания флавонолов от 2 до 12% возрастает в 12 раз.

8. Предложен способ выбора лучшего сорта опылителя яблони, заключающийся в определении содержания флавонолов в пыльце, и лучшим опылителем является тот сорт, пыльца которого содержит больше флавонолов.

9. Выявлено, что уровень естественного завязывания плодов сортами яблони, произрастающими в смежных рядах, в наибольшей мере определяется содержанием флавонолов в пыльце сорта соседа.

10. Показано, что общая плодовитость яблоневого сада определяется переносом пчелами пыльцы от сортов с высоким содержанием флавонолов на рыльца пестиков цветков всех разносортных деревьев.

11. Рентабельность садовых насаждений яблони возрастает при увеличении содержания флавонолов в пыльце сортов опылителей.

Рекомендации для селекции и производства

1. Включить в описание свойств сортов яблони показатели содержания флавонолов в пыльце и флоризина в пестиках.

2. В насаждениях яблони в качестве лучших сортов опылителей использовать сорта с содержанием флавонолов в пыльце не менее 10 % вес.

3. В садах, где есть сорта, с высоким содержанием флоризина в пестиках 20-30% вес. и сорта опылители, с высоким содержанием флавонолов (10-12%), для обеспечения эффективного переноса пыльцы достаточно устанавливать 1 пчелиный улей на 2 га сада, на весь период опыления.

Список опубликованных работ по теме диссертации

в изданиях рекомендованных ВАК:

1. Козлов Н.Е. Эндогенные факторы совместимости сортов яблони при опылении / Палфитов В.Ф., Козлов Н.Е., Молодцов М.А. // Вестник Мичуринского госагроуниверситета №2. – Мичуринск: Изд-во МичГАУ, 2010 – С. 41-46.

2. Козлов Н.Е.  Взаимовлияние сортов яблони на завязываемость плодов при пчелоопылении / Палфитов В.Ф., Козлов Н.Е., Молодцов М.А. // Вестник МичГАУ №2, Ч. 1 – Мичуринск: Изд-во МичГАУ, 2011 – С. 18-21.

3. Козлов Н.Е. Биохимический подбор лучших сортов опылителей для яблони / Палфитов В.Ф., Савельев Н.И., Козлов Н.Е., Молодцов М.А. // Садоводство и виноградарство №4 – М.:ГНУ ВСТИСП, 2011 г. – С. 29-33

в других изданиях:

4. Козлов Н.Е. Влияние на завязываемость плодов содержания водорастворимых веществ в пыльце яблони / Ермачкова Т.В., Козлов Н.Е. // Материалы 61-ой научно-практической конференции студентов и аспирантов, II раздел– Мичуринск: Изд-во МичГАУ, 2009 – С. 65-67.

5. Козлов Н.Е. Количественное определение флавонолов в пыльце яблони / Козлов Н.Е., Ермачкова Т.В. // Материалы 61-ой научно-практической конференции студентов и аспирантов, II раздел– Мичуринск: Изд-во МичГАУ, 2009 – С. 73-77.

6. Козлов Н.Е. Изучение факторов перекрестной совместимости между сортами яблони в промышленном саду / Козлов Н.Е., Палфитов В.Ф. // Проведение научных исследований в области сельскохозяйственных наук: Материалы всероссийской конференции с элементами научной школы для молодежи, Ч.11 – Мичуринск: Изд-во МичГАУ, 2009 – С. 74-80.

7. Козлов Н.Е. Эффективность опыления пчелами разных сортов яблони / Козлов Н.Е., Палфитов В.Ф. // Достижения науки и инновации в садоводстве: Материалы международной научно-практической конференции, посвященной 75-летию со дня рождения лауреата Государственной премии РФ, заслуженного деятеля науки, профессора В.А. Потапова – Мичуринск: Изд-во МичГАУ, 2009 – С. 137-142.

8. Козлов Н.Е. О влиянии флавоноидов пыльцы и пестиков на совместимость сортов яблони при опылении / Палфитов В.Ф., Козлов Н.Е. // Садоводству России – инновационный путь развития: Материалы международной научно-практической конференции, посвященной 80-летию со дня рождения доктора с.-х. наук, профессора В.Г. Муханина. – Мичуринск: Изд-во МичГАУ, 2010 – С. 41-45.

9. Козлов Н.Е. Градиент флоризина в пестиках как фактор плодоносности яблони / Козлов Н.Е., Молодцов М.А. // Материалы 62-ой научно-практической конференции студентов и аспирантов (II раздел) – Мичуринск: Изд-во МичГАУ, 2010 – С. 11-16.

10. Козлов Н.Е. Подбор лучших сортов опылителей для насаждений яблони / Козлов Н.Е., Палфитов В.Ф. // Материалы 63-й научно-практической конференции студентов и аспирантов (II раздел) – Мичуринск: Изд-во МичГАУ, 2011 – С. 30-35.

11. Козлов Н.Е. Факторы, ограничивающие самоплодность и перекрестную совместимость яблони / Козлов Н.Е., Молодцов М. А. // Материалы 63-й научно-практической конференции студентов и аспирантов (II раздел) – Мичуринск: Изд-во МичГАУ, 2011 – С. 35-40.

12. Козлов Н.Е. Факторы, влияющие на завязываемость плодов сортами яблони в промышленном саду / Козлов Н.Е., Палфитов В.Ф. // Биологические основы садоводства и овощеводства: сб. науч. тр. – Мичуринск: Изд-во МичГАУ, 2011 – С. 176-182.

13. Козлов Н.Е. Определение водорастворимых веществ пыльцы растений весовым методом с помощью стеклянных фильтров / Молодцов М.А., Козлов Н.Е., Палфитов В.Ф. // Биологические основы садоводства и овощеводства: сб. науч. тр. – Мичуринск: Изд-во МичГАУ, 2011 – С. 227-231.

 

Отпечатано в издательско-полиграфическом центре МичГАУ

Подписано в печать 01.02.12г. Формат 60х84 1 / 16,

Бумага офсетная № 1. Усл.печ.л. 1,3 Тираж 130 экз. Ризограф Заказ № 16851

______________________________________________________________

Издательско-полиграфический центр Мичуринского государственного аграрного университета

393760, Тамбовская обл., г. Мичуринск, ул. Интернациональная, 101,

тел. +7 (47545) 5-55-12

E-mail: vvdem@mgau.ru

 
Авторефераты по темам  >>  Разные специальности - [часть 1]  [часть 2]



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.