Технологии производства и переработки моркови. Монография

И. А. Кощаев

Монография посвящена всестороннему рассмотрению аспектов производства и переработки продукции растениеводства, а именно – моркови.Обобщены и проанализированы сведения о влиянии технологий возделывания на продуктивность и качество урожая. Приводятся данные о послеуборочной обработке и практиках хранения корнеплодов, изменении их биохимического состава и органолептических показателей в процессе хранения.Монография предназначена для студентов, молодых ученых, преподавателей, технологов.

2. СОВРЕМЕННЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ

В СЕЛЕКЦИИ И СЕМЕНОВОДСТВЕ МОРКОВИ СТОЛОВОЙ

2.1. Урожайность и качество корнеплодов сортов и гибридов

Морковь столовая — одна из важнейших овощных культур, успешно возделываемых во всех земледельческих регионах Российской Федерации. Она занимает 10% площади овощного поля страны и дает более 10% валового сбора всех овощей открытого грунта.

С внедрением в сельское хозяйство новых агротехнологий возрастают требования к создаваемым F₁ гибридам и сортам. Рынку нужна отборная продукция с товарностью не менее 98% и очень высокого качества, пригодная к переработке и длительному хранению: морковь различных сортотипов и групп спелости с мощной, крепкой у основания листовой розеткой и гладкой поверхностью корнеплода, выровненная по форме и окраске, устойчивая к растрескиванию, пригодная к мойке и шлифовке, устойчивая к болезням.

Из числа зарегистрированных в Государственном реестре селекционных достижений Российской Федерации 49% — гибриды F₁ моркови столовой. Из них 28% отечественной селекции (селекции Федерального научного центра овощеводства, Агрохолдинга «Поиск», ООО «Селекционная станция имени Н. Н. Тимофеева» и др.), а иностранных фирм («Бейо», «Райк Цваан», «Монсанто» и др.) — 72%.

Как показывает практика, часто зарубежные гибриды F₁ не могут проявить свои ценные хозяйственные признаки на обширной, экологически разнородной территории Российской Федерации.

Для реализации в торговых сетях подходит большое количество сортов и гибридов моркови Агрохолдинга «Поиск», в первую очередь можно выделить такие, как Бейби F₁, Берликум Роял и Нанте, имеющие наиболее привлекательный для покупателя вид и обладающие превосходным вкусом.

Бейби F₁ — среднеспелый гибрид нантского типа, корнеплоды оранжевой окраски, с нежной, сочной мякотью, великолепного вкуса. Отличается высокой товарностью и однородностью корнеплодов. Пригоден для сухой мойки корнеплодов и фасовки (В. И. Леунов, 2017; О. В. Бакланова, О. Р. Давлетбаева, М. Г. Ибрагимбеков [и др.], 2018; В. А. Степанов, М. И. Федорова, С. А. Ветрова [и др.], 2018; А. Ф. Разин, М. В. Шатилов, Р. А. Мещерякова, 2019; А. Н. Ховрин, М. А. Косенко, А. В. Корнев, Л. М. Соколова, 2019; А. Н. Ховрин, М. А. Косенко, 2020).

В Государственном реестре селекционных достижений Российской Федерации достижений на 2019 год зарегистрировано 150 сортов и 150 гибридов моркови столовой. Российская Федерация является одним из лидеров по селекции сортов моркови, но по созданию и внедрению гибридов моркови лидируют иностранные фирмы. Основное направление селекции моркови — создание гетерозисных гибридов, которые помимо увеличенной урожайности, выровненности и другим параметрам лучше, чем исходные формы переносят неблагоприятные погодные условия, а также превышают существующие сорта по большинству хозяйственно ценных признаков.

Использование гетерозисных гибридов обеспечивает повышение урожайности на 20—25% и более, высокую выравненность корнеплодов, с гладкой поверхностью, пригодных для механизированной уборки и длительного хранения, что отвечает требованиям современного рынка.

Суть генетических концепций, объясняющих природу гетерозиса, сводится к тому, что причина гетерозиса заключается во взаимодействии наследственных факторов, полученных гибридом от родительских форм с разной наследственностью. Исследования гибридов первого поколения позволяет сделать вывод, что гетерозис у моркови проявляется в повышении урожайности, высокой однородности корнеплодов, раннеспелости и товарности, дружности созревания, повышении устойчивости к болезням, лучшей лежкости при зимнем хранении и другим свойствам, отвечающим требованиям современного рынка.

Традиционное получение инбредных линий и гибридов в селекции моркови столовой — трудоемкий процесс, требующий длительного времени из-за 2-летнего цикла развития растений и инбредной депрессии. Для индукции генотипического многообразия в исходной популяции перспективны биотехнологические методы получения удвоенных гаплоидов.

Репродуктивная система моркови с точки зрения эмбриологии и кариологии отличается примитивной организацией. Соцветие моркови представляет собой сложный зонтик, в основании которого имеется обвертка из перистых листочков: цветки мелкие, обоеполые срединные протерандрического типа, лепестки белые, краевые зигоморфные, срединные правильные. Околоцветник простой, пять тычинок и один пестик с двумя столбиками. Завязь нижняя двугнездная с двумя висячими семяпочками. Тычинки и пестик в цветке моркови созревают неодновременно, что почти исключает возможность самооплодотворения в пределах одного цветка. Тычинки в цветках созревают не сразу все, а по очереди. От начала открывания цветков до полного опадания околоцветников проходит 4—12 суток в зависимости от погодных условий.

Опыление моркови перекрестное и осуществляется в основном насекомыми. Цветение начинается с наружных зонтичков, в пределах зонтичка — с наружных цветков и постепенно распространяется от периферии зонтика и зонтичков к центру. Наиболее благоприятной для цветения считается температура воздуха 18—23⁰С. Потенциальные возможности репродуктивной системы моркови очень велики — семенное растение может образовывать до 100 тыс. цветков. При этом их реализация в семена составляет не более 30—35%. Доля семян с хорошо развитым зародышем составляет 25—30% от числа завязавшихся.

Применение биотехнологических методов позволяет получить выровненный, разнообразный селекционный материал и сократить в несколько раз период получения гомозиготных генетически стабильных линий (Т. С. Вюртц, Е. А. Домблидес, Н. А. Шмыкова [и др.], 2017; Т. С. Вюртц, Е. А. Домблидес, А. С. Домблидес, 2018; М. И. Федорова, Т. С. Вюртц, 2019).

Овощные корнеплодные растения являются ценными, незаменимыми компонентами рационального питания человека. В ассортиментной структуре рынка овощей столовые корнеплоды занимают 24%. В Государственном реестре селекционных достижений Российской Федерации, допущенных к использованию на 2017 год, зарегистрировано 779 сортов и гибридов корнеплодных культур. Из них 222 — гетерозисные гибриды (28,5%), из которых моркови — 50%.

Корнеплодные культуры — это очень крупная группа овощных культур, которая включает морковь столовую, свеклу столовую, редис, редьку европейскую, редьку китайскую (лоба), редьку японскую (дайкон), репу европейскую, репу японскую, брюкву и пастернак, занимающие значительную долю как в товарном, так и в нетоварном (любительском) овощеводстве. В крупно товарном производстве представлены в основном две культуры морковь столовая и свекла столовая.

За столетие селекционной работы лаборатории селекции и семеноводства столовых корнеплодов, начиная с «селекционного отдела» Грибовской опытной селекционной станции и кончая ее современным состоянием в структуре Федерального научного центра овощеводства: выведено и улучшено более 62 сортов и гибридов, из них 51 наименований включены в Государственный селекционных достижений последней редакции; 15 сортов являются долгожителями и используются до настоящего времени. За постсоветский период выведено более 30 сортов и гибридов F₁, создан новый исходный материал для селекции, разработаны и усовершенствованы как классические, так и нетрадиционные методы селекции и первичного семеноводства.

На перспективу в соответствии запросами рынка овощной продукции создан исходный материал для получения гетерозисных гибридов и сортов основыми свойствами и признаками, выделены новые направления в селекционной работе, обозначены заделы в развитии методов селекции и первичного семеноводства и модернизации схемы селекционного процесса с учетом новых направлений научно-исследовательских работ.

В ассортиментной структуре рынка овощей столовые корнеплоды занимают 24%. В селекционной работе с корнеплодными культурами приходится иметь дело с растениями, принадлежащими к различным ботаническим семействам.

До 1917 года в нашей стране не было ни одного научно-исследовательского учреждения, занимающегося селекцией и семеноводством овощных корнеплодов.

В 1920 году были организованы первые специализированные научно-исследовательские учреждения, работающие с основными овощными культурами: кафедра селекции и семеноводства и станция селекции и семеноводства в Московской сельскохозяйственной академии и Грибовская овощная селекционная опытная станция (в настоящее время Федеральный научный центр овощеводства). Эти учреждения и явились пионерами отечественной научной селекции овощных корнеплодов.

Двадцатые годы характеризуются как время исканий и проверки самих методов селекции столовых корнеплодов, при этом кое-что было позаимствовано у кормовых корнеплодов. Однако селекция кормовых корнеплодов направлена в сторону усиления или изменения двух-трех признаков, при селекции же столовых корнеплодов необходимо получить овощ, который наряду с общей продуктивностью, должен сочетать в себе хорошие вкусовые качества, устойчивость к болезням, лежкость и пригодность к механизированной технологии и переработке.

Работа со свеклой столовой и морковью начала проводится с самого начала возникновения станции — с 1920 года.

Селекционная работа велась по схеме: питомник коллекционных сортообразцов, селекционный питомник, питомник испытания семей. Методы селекции: гибридизация географически отдаленных, но морфологически сходных форм, массовый и индивидуально-семейственный отборы. В качестве исходного материала для селекции столовых корнеплодов были использованы местные сорта и сорта иностранного происхождения.

Уже в середине-конце 20-х годов созданы первые сорта корнеплодных культур для производства, в том числе морковь Нантская 4 и Валерия.

Первоначально (1920—1928 годы) отечественный сортимент складывался из сортопопуляций и гибридных комбинаций, созданных на основе коллекционного питомника в Осорьино (Грибовская овощная селекционная опытная станция), в том числе моркови — Нантская 4, Валерия.

В последующие периоды на Грибовской станции, впоследствии Всероссийский научно-исследовательский институт селекции и семеноводства овощных культур (1931—1977 годы) сортимент пополнился 32 сортопопуляциями, 15 из них находятся в районировании и используются до настоящего времени, в том числе сорт моркови Московская зимняя А515.

Дальнейшее развитие научных основ селекционное дело получило с организацией в 1931 году ВНИИ овощного хозяйства, в состав которого вошла Грибовская овощная опытная селекционная станция.

С 1931 этого года, в течение 25 лет, лабораторией руководил Лауреат Государственной премии С. П. Агапов, который по праву считается создателем отечественного сортимента корнеплодных овощных культур, им создано и улучшено 26 сортов овощных столовых корнеплодов. Под его руководством в годы Великой Отечественной войны был сохранен и восстановлен генофонд сортов моркови, свеклы столовой, редиса, редьки, репы и брюквы.

Селекция моркови проводилась в направлениях: на устойчивость к растрескиванию, интенсивность и однородность окраски, уменьшение размера сердцевины корнеплода, увеличение сухого вещества, улучшение вкусовых качеств и лежкости.

Одновременно с поддержанием и размножением сортов проводились исследования по созданию нового исходного материала методом межсортовой гибридизации с последующим направленным отбором. Наряду с применяемыми методами массового, группового и индивидуального отборов, в селекции и сортоизучении корнеплодных культур широко применялся непрерывный отбор по потомству с анализом по комплексу признаков в основном у растений первого года. С использованием вышеописанных методов создана морковь Московская зимняя А-515 (сортотип Шантенэ), Грибовская с коротко цилиндрическим утолщенным корнеплодом для возделывания на средне-тяжелых почвах и для длительного хранения, скороспелый сорт моркови с почти округлым корнеплодом Парижская каротель.

Некоторые сорта получили шорокое распространение во всех регионах Российской Федерации и республиках бывшего СССР благодаря постоянно поддерживающей селекции.

С 1967 года лабораторию возглавлял заслуженный агроном РСФСР Н. А. Рабунец. Под его руководством сотрудники лаборатории работали над размножением и первичным семеноводством 18-ти сортов семи культур столовых корнеплодов.

В это время совместно с А. И. Моховым начаты работы по гетерозисной селекции моркови на основе цитоплазматической мужской стерильности — впервые выделены мужски стерильные растения. К 1970 году было выведено и улучшено всего 27 сортов корнеплодных культур.

По итогам последнего десятилетия коллективом лаборатории совместно с соисполнителями разработаны и усовершенствованы как традиционные, так и нетрадиционные методы селекции. Наряду с традиционными (гибридизация, инбридинг и др.) в селекции столовых корнеплодов использовались биотехнологические методы: технология получения удвоенных гаплоидов в культуре in vitro (пыльники, микроспоры, семяпочки), технология микроклонального размножения, методы гаметной селекции, методы молекулярного анализа и др. Создан богатейший материал для селекции новых сортов, а также гетерозисных гибридов: линии моркови со 100%-ным наследованием признака мужской стерильности в ряде поколений.

С 1978 по 1992 годы руководителем лаборатории являлась доктор сельскохозяйственных наук, профессор М. И. Федорова. Основной задачей на этом этапе стало создание сортов нового поколения и поддержание созданного сортимента. За этот период разработаны и усовершенствованы методологические основы селекции корнеплодных культур на потенциальную продуктивность и устойчивость к абиотическим и биотическим стрессорам; создан генетически богатый селекционный материал по этим и другим за счет привлечения в селекционный процесс более 1500 коллекционных образцов, применения методов поликросса и топкросса, изучение селекционного материала на урожайность по полной схеме селекционного процесса, оценки на инфекционном фоне на устойчивость к болезням. Полученный гибридный материал служит основой выводимых сортов, линий и гибридов F₁ и в настоящее время. М. И. Федоровой с коллективом лаборатории создано более 35 сортов и гибридов корнеплодных культур, в том числе морковь Марлинка.

Под руководством доктора сельскохозяйственных наук, профессора М. С. Бунина (1992—2002 годы) разработана и научно обоснована система интродукции из Восточно-Азиатского центра происхождения новых овощных корнеплодных растений — дайкона, лобы, репы салатной для Российской Федерации. Совместно с Всероссийским научно-исследовательским институтом овощеводства выведен трехлинейный гибрид моркови Марс F₁.

В селекционной работе 90-х годов, при подборе пар и групп сортов для гибридизации, использовался принцип эколого-географической отдаленности, гетерозис на основе ЦМС петалоидного типа; уделялось особое внимание качеству продукции и повышению устойчивости растений к болезням. Создан богатый исходный материал для использования в селекции сортов моркови на повышенное содержание каротина.

В настоящее время коллектив лаборатории селекции и семеноводства столовых корнеплодов Федерального научного центра овощеводства решает следующие задачи:

— создание гетерозисных гибридов и сортов столовых корнеплодов с качественно новыми хозяйственно ценными генетически обусловленными признаками: стабильно высокой урожайностью, устойчивостью к стрессорам, высокими вкусовыми качествами и улучшенным биохимическим составом (повышенное содержание БАВ) низким накоплением экотоксикантов, пригодных для механизированных технологий.

— разработка и совершенствование теоретических и методических основ селекции и семеноводства корнеплодных культур и поддержания линий гибридов F₁ и сортопопуляций.

Кроме сортов-долгожителей моркови, которые используются до настоящего времени, такие как Нантская 4 и Московская зимняя А-515, широкое распространение в производстве получил новый сорт моркови Минор сортотипа Валерия (Флакке) — среднепоздний, с товарной урожайностью до 60 т/га, отличается высокой выровненностью, пригодный для возделывания на среднетяжелых почвах и длительного хранения, является хорошим сырьем для переработки (пюре). Сорт хорошо показал себя в условиях Смоленской области.

Совместно с лабораторией генетики и цитологии Всероссийского научно-исследовательский института селекции и семеноводства овощных культур выведен новый гетерозисный гибрид моркови Надежда F₁, который относится к сортотипу Нантская, среднеспелый, урожайность достигает 90 т/га; отличается выровненностью и высоким содержанием каротина в корнеплодах, пригоден для промышленной технологии.

Основная задача на перспективу создание новых моделей конкурентоспособных гетерозисных гибридов F₁ с таким комплексом хозяйственно ценных и генетических признаков, которые наиболее полно удовлетворяют требования современных и перспективных агротехнологий (А. В. Чистова, 2018; М. И. Федорова, А. В. Солдатенко, В. А. Степанов [и др.], 2018; В. А. Степанов, 2020).

Кроме того, разработаны и усовершенствованы технологии поддерживающей селекции в первичном семеноводстве овощных корнеплодов. В последние годы для выращивания семенных растений используются малогабаритные теплицы, которые представляют собой замкнутые сооружения, состоящие из металлического каркаса, многолетней пленки и боковой сетки, площадью 320 и 160 м². В этих сооружениях создаются более комфортные условия по сравнению с открытым грунтом для репродуцирования оригинальных и элитных семян.

Кроме хороших регулируемых условий, имеется надежная пространственная изоляция, что особенно важно для сохранения высоких сортовых и урожайных качеств семян перекрестно-опыляемых корнеплодных культур, а также для защиты от некоторых насекомых-вредителей. Лучше всего семеноводческие боксы подходят для энтомофильных растений (морковь, пастернак, корнеплоды капустной группы), которые опыляются шмелями или пчелами. Сроки посадки маточников в малогабаритные теплицы сдвигаются на 15—20 суток раньше по сравнению с открытым грунтом. Урожайность суперэлитных и элитных семян при выращивании в них превышала урожайность в открытом грунте почти в два раза и составила за годы эксплуатации этих сооружений: моркови — 0,3—0,5 т. Всхожесть полученных семян моркови — 80—92%.

Российские сорта и гибриды овощных корнеплодов в большинстве превосходят зарубежные по адаптивности, устойчивости к цветухе; корнеплоды хорошо переносят длительное хранение, резко не снижают урожайность и товарность в неблагоприятных условиях выращивания. Они не уступают зарубежным сортам и гибридам по содержанию биологически активных веществ, отличаются более высокими вкусовыми качествами, в том числе и в переработанном виде.

Однако, следует отметить, что сорта и гибриды зарубежной селекции в сравнении с отечественными имеют ряд преимуществ: они более выровнены, обладают высокой продуктивностью при внесении больших доз удобрений, выносят повышенную пестицидную нагрузку, приспособлены к современным механизированным технологиям: легко убираются машинами, устойчивы к травмированию, пригодны к чистке и мойке. Из числа зарегистрированных в Государственном реестре селекционных достижений Росссисйкой Федерации 21% — гибриды F₁ моркови отечественной селекции (селекции ВНИИО, ВНИИССОК, ООО «Семко-Юниор и др.), а иностранных фирм (Bejo Zaden, Rijk Zwaan, Monsanto, Vilmorin и др.) — 81,6%.

Новые сорта и гибриды являются генетическими источниками для создания перспективных исходных форм, а новые селекционные технологии позволяют многократно повысить эффективность селекционного процесса овощных корнеплодов, снизить затраты на репродукцию семян категории оригинальные семена и элитные семена, повысить устойчивость и стабильность их производства, создать конкурентоспособные гибриды F₁ и сорта овощных корнеплодов и разработать новые перспективные направления селекции (Т. С. Вюртц, Е. А. Домблидес, Н. А. Шмыкова [и др.], 2017; А. В. Корнев, В. И. Леунов, А. Н. Ховрин, 2017; М. И. Федорова, А. В. Солдатенко, В. А. Степанов [и др.], 2018).

Масло семян моркови является источником эссенциальных моно — и полиненасыщенных жирных кислот омега-9 и омега-6, которые необходимы для нормальной жизнедеятельности организма человека и поддержания его здоровья.

В селекционной работе с морковью в основном используется разновидность европейская каротиновая. Разновидность азиатской моркови (оранжевая и розовая) представляет интерес для создания исходных форм на засохоустойчивость и повышение посевных качеств семян.

Современный сортимент, на основе которого создается исходный материал, представлен в Государственном реестре селекционных достижений Российской Федерации гибридами и сортами отечественной и зарубежной селекции (287 наименований), а также коллекцией Всероссийского института генетических ресурсов растений имени Н. И. Вавилова (около 1000 образцов).

В качестве исходного материала для дальнейшей селекции моркови используется константный гибридный генофонд, созданный во Всероссийском научно-исследовательском институте селекции и семеноводства овощных культур, Всероссийского научно-исследовательского института овощеводства и других научно-исследовательских учреждений (гибридные комбинации 10—15 поколения, созданные на фертильной основе, инбредные потомства, бекроссированные потомства разных поколений, ms — и mf линии, гибриды F₁). В их родословную входят сорта Нантская 4, Московская зимняя А-515, НИИОХ-336, Витаминная-6, Лосиноостровская-13, Шантенэ-2461, Консервная, Грибовская урожайная, Юбилейная, Гордуолес и др., а также выделенные по отдельным направлениям коллекционные образцы ВНИИР, сортопопуляции и гибриды: Марлинка, Минор, Факел, НИИОХ 336, Звезда F₁, Грибовчанин F₁, Надежда F₁, Марс F₁.

Источниками селекционно-ценных признаков являются:

— на высокую потенциальную урожайность и содержание каротина 18—20 мг%: Лосиноостровская-13, Витаминная, Бирючекутская, Amsterdam Finette, Feonia, Landan Tori и др.

— скороспелость: Нантская 4, Rotetta, Little finger, Rossa Linga, Formula и др. сортотипа Нантская (цилиндрической формы) со средним и коротким корнеплодом;

— устойчивость к альтернариозу и фузариозу: Местная Дагестанская, Местная Красноярского края, большинство сортообразцов из Восточноазиатского центра происхождения, группа линий и отечественных сортопопуляций: Московская зимняя А5154, Лосиноостровская 13, Артек, Нантеса, Ланда, Фанал, Ротетта, Шантенэ 2461, Минор, а также гибриды с их участием;

— лучшими для включения в селекционные программы на качество биохимического состава корнеплодов: Московская Зимняя А-515, Факел, Лосиноостровская 13, Марс F₁, Олимпиец F₁.

На основе гибридных поликроссных комбинаций и парных скрещиваний, инбредных и бекроссированных потомств, создан ценный генофонд для селекции моркови на гетерозис. Гибриды F₁ отечественной селекции созданы на основе петалоидных стерильных аналогов сортов Лосиноостровская 13, Витаминная 6, Московская зимняя А515, Нантская 4, Шантенэ 2461. Основой для выделения могут быть гибриды F₁ иностранной селекции, которые в условиях Российской Федерации выделяются по комплексу хозяйственно ценных признаков (М. И. Федорова, В. А. Степанов, 2017).

В последние десятилетия конца ХХ — начала ХХI века всё более актуальным становится направление селекции на высокое качество овощной продукции. На государственном уровне принимаются программы, касающиеся здорового питания нации, уделяется внимание диетическим свойствам овощей. В овощеводстве наибольший интерес вызывают публикации, посвященные функциональному питанию.

Протекторные свойства овощной продукции связаны, прежде всего, с антиоксидантными свойствами их компонентов: витаминов, флавоноидов, антоцианов, полифенолов, ряда микроэлементов антиоксидантного действия (например, селен, цинк, медь). В связи с этим в научных исследованиях овощеводов интенсивно развиваются такие направления, как расширение ассортимента овощной продукции, позволяющее сделать питание более гармоничным, сбалансированным; выращивание овощной продукции с повышенным содержанием биологически активных веществ, в том числе и антиоксидантов.

В селекционном процессе всё чаще возникает вопрос об адаптивности новых сортов, поскольку реализации высокого потенциала селектируемого признака препятствует недостаточная его стабильность при ухудшении условий среды возделывания. Некоторые вопросы адаптивности и стабильности показателей биохимического состава продукции моркови столовой представлены в научной литературе.

С целью скрининга перспективного исходного материала для селекции моркови столовой на стабильно высокое качество продукции в Московском отделении Всероссийского НИИ растениеводства совместно с Федеральным государственным бюджетным научным учреждением Федеральный научный центр овощеводства Добруцкой Е. Г., Смирновой А. М. и Молчановой А. В. было проанализировано 100 образцов из 18 стран мира, а также дана комплексная оценка генофонда Федерального государственного бюджетного научного учреждения Федеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений им. Н. И. Вавилова по проявлению адаптивности и стабильности образцов сортов и гибридов моркови столовой (Daucus carota L.) по шести биохимическим показателям.

Проведена комплексная оценка среды Московской области, формирующейся при разных сроках посева как фона для отбора моркови столовой при селекции на стабильно высокое качество биохимического состава продукции моркови столовой.

Материалом исследования послужили шесть сортов и гибридов моркови столовой (Daucus carota L.) селекции Федерального научного центра овощеводства: Нантская 4 (стандарт), Московская Зимняя А515, Марлинка, Марс F₁, Грибовчанин F₁, Минор.

Содержание в моркови столовой суммы каротиноидов составило от 12,93 до 16,27%, моносахаров — от 2,54 до 3,13%, суммы сахаров — от 6,61 до 7,46%, сухого вещества — от 12,50 до 14,12%. Содержание нитратов в среднем за два года — от 124,0 до 341,5 мг/%.

В результате исследований была выявлена межсортовая и эколого-географическая изменчивость биохимического состава при изменении условий испытаний (годы, сроки, пункты).

Наличие межсортовой и экологической изменчивости у биохимических показателей явилось основанием для определения форм, перспективных для использования в качестве исходного материала при селекции на стабильно высокое качество продукции моркови столовой. Четкой стабильной корреляции между адаптивностью генотипов по урожайности и содержанием показателей биохимического качества продукции в нашем эксперименте не выявлено.

Наивысшей адаптивностью по урожайности характеризовался сорт Марлинка и гибрид Марс F₁, у которого высокие показатели отмечены только по «содержанию суммы сахаров», а по «содержанию сухого вещества и моносахаров» гибрид занял 4 ранг среди других образцов. У сорта Нантская 4 (стандарт) по «сумме сахаров» ранг 5, в то время как по адаптивности урожайности 3 ранг.

Кроме того в исследовании уделено внимание комплексной оценке адаптивных свойств конкретных показателей качества продукции и выделению форм, соответствующих наибольшим значениям адаптивного потенциала.

Среди изученных образцов по высокому потенциалу признака «содержание суммы каротиноидов» выделены сорта Московская Зимняя А-515, Нантская 4 и Минор.

По «содержанию суммы каротиноидов» образцы Марлинка, Марс F₁, Грибовчанин F₁, Московская Зимняя А-515 относятся к интенсивному типу: их реакция на улучшение условий выращивания проявляется в повышении значения признака «сумма каротиноидов» в продукции.

Относительно адаптивного потенциала по показателю «сумма каротиноидов» показано, что сорт Нантская 4 (стандарт) существенно превосходит изученные сорта и гибриды. Это связано в основном с относительно высокой экологической устойчивостью данного признака.

По «сумме сахаров» дифференциация между изученными образцами незначительна, соответствовало среднему уровню изменчивости. Сорт Марлинка обладает высокой селекционной ценностью генотипа по «содержанию суммы сахаров» в связи с превышением по потенциальной продуктивности данного признака.

По потенциалу продуктивности наивысшие значения по «содержанию моносахаров» проявились у гибрида Грибовчанин F₁. Он же обладал высокой селекционной ценностью генотипа по данному показателю, что связано с наиболее благоприятным сочетанием в генотипе повышенного содержания моносахаров по сравнению с другими образцами. Относительная стабильность по «содержанию моносахаров» у гибридов Марс F₁ и Грибовчанин F₁ несколько ниже, чем у сортов.

Среди шести изученных сортов и гибридов высокими показателями параметров адаптивности характеризовались по потенциальной продуктивности признака по «содержанию суммы каротиноидов» — сорта Московская Зимняя А-515, Нантская 4 (стандарт) и Минор; по «содержанию суммы сахаров» — сорт Марлинка и гибрид Марс F₁; по «содержанию моносахаров» — гибрид Грибовчанин F₁.

Источниками наиболее высокой стабильности по «содержанию суммы каротиноидов» являются сорта Нантская 4 и Минор; по «содержанию суммы сахаров» — сорта Марлинка и Московская Зимняя А-515; по «содержанию моносахаров» — гибриды Марс F₁ и Грибовчанин F₁ (Е. Г. Добруцкая, А. М. Смирнова, А. В. Молчанова, 2016).

Морковь (Daucus carota L. var. sativus Hoffm.) — широко распространенная овощная культура, возделываемая практически во всех зонах земледелия, включая районы с недостаточным увлажнением. Одно из центральных мест в селекции овощных и бахчевых культур занимает проблема адаптации сортов. Недостаточная устойчивость к экстремальным абиотическим (зимостойкость, устойчивость к засухе, заморозкам и дефициту влаги) и биотическим (устойчивость к болезням и вредителям) факторам среды приводит к существенному недобору урожаев, снижению качества продукции. В пределах ареала возделывания культуры в продолжение всего периода онтогенеза не бывает только благоприятных или только неблагоприятных условий. Для селекционеров и растениеводов важно знать, какие результаты можно получить по конкретному сорту в разных условиях среды.

Изучение сортового разнообразия в экстремальных условиях является необходимым для выделения исходного материала, пригодного для создания засухоустойчивых сортов и гибридов, характеризующихся комплексом хозяйственно ценных признаков, включая урожайность и качество продукции.

Актуальной задачей является подбор сортов моркови столовой, приспособленных для возделывания на орошении. На Волгоградской опытной станции — филиале Федерального государственного бюджетного научного учреждения Федеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений им. Н. И. Вавилова Прянишниковой В. Е. и Хмелинской Т. В. изучен 101 образец моркови столовой коллекции из 36 стран мира. Учеными выявлена разная реакция коллекционных образцов моркови на резкие изменения температурного и водного режимов. В качестве стандарта использовали районированный сорт Шантенэ 2461.

Селекционная работа с морковью столовой селекционерами ведется по многим направлениям, в том числе на получение сортов и гибридов с высокими показателями качества и продуктивности. Основная цель сельскохозяйственного производства — получение стабильных урожаев возделываемых культур, включая районы с неблагоприятными условиями выращивания. Поэтому важно знать потенциальные возможности сорта (гибрида), позволяющие судить о его адаптации, то есть приспособленности к условиям конкретного района (зоны) выращивания. В результате экспериментов была выявлена неодинаковая реакция образцов, проявившаяся в первую очередь в величине урожая корнеплодов моркови.

Большая часть (около 70%) образцов характеризовалась урожайностью от 3,1 до 6,0 кг/м², независимо от страны происхождения. Однако высокоурожайными (6,1—7,9 кг/м²) были только 12% образов. Это в основном сорта и гибриды из Западной и Южной Европы, США, Австралии и Российской Федерации.

Вместе с тем важным является стабильность урожайности корнеплодов по годам изучения. Из восьми высокоурожайных образцов только четыре характеризовались сравнительно стабильной урожайностью: Несравненная (Россия), Ленинаканская (Армения), Asmer Early market (Великобритания) и Консервная-63 (Молдова). Различия урожайности по трем годам исследований у них составила менее 1,0 кг/м². Близки к ним были также образцы Nantes (Италия), Mic (Румыния), Flakkese (Бельгия), All Season (Австралия), у которых размах изменчивости урожая корнеплодов составлял 2,0—2,5 кг/м². По стабильности уровня урожайности корнеплодов выделились также образцы: Rouge Demi-courte obtuse de Guerande (Германия), Red cored (Великобритания), Scarlet (США), Местная (Афганистан), Местная (Тунис), Апшеронская (Азербайджан), Местная (Чувашия, Российская Федерация), у которых колебания по годам составляли 1,0—1,5 кг/м², но по общему урожаю корнеплодов они несколько уступали (на 10—15%) описанным выше сортам.

Также проанализированы данные качества полученного урожая. Выход товарной продукции является важным показателем эффективности производства, а, следовательно, соответствия современным требованиям рынка. На качество урожая моркови в засушливых условиях на орошении влияют количество растреснутых и уродливых, а также пораженных болезнями корнеплодов.

В годы исследований наблюдали сравнительно небольшое поражение посевов моркови болезнями и вредителями, средние показатели поражения составили: мучнистой росой — 2,68 балла, бурой пятнистостью — 0,82 балла, мокрой бактериальной гнилью — 0,36 баллов. Установлено, что заболевания в годы изучения оказали несущественное влияние на товарность продукции.

В большей степени на уровень товарности моркови влияли условия ее выращивания, связанные с неравномерным увлажнением почвы, вызывающие растрескивание корнеплодов. Количество треснувших корнеплодов варьировало от 5,2 до 11,0%, уродливых — от 3,2 до 24,6%. Причем отмечено, что образцы с высокой средней массой корнеплодов более подвержены растрескиванию, чем образцы со средней и низкой массой корнеплода.

Вместе с тем удалось выделить высокоурожайные образцы, характеризующиеся и высокой товарностью продукции. К ним относятся: Нантская (Болгария), Ленинаканская (Армения), Danvers (США), Консервная-63 (Молдова), All Season (Австралия), Рогнеда (Российская Федерация). Характерно, что указанные образцы происходят в основном из засушливых районов. Однако образцы Nantes (Италия), Консервная-63 (Молдова) и Местная (Афганистан), несмотря на происхождение из засушливых районов, характеризовались различным соотношением показателей урожайности и товарности корнеплодов. Полученные данные свидетельстовали о разной реакции образцов на условия выращивания, обусловленной их наследственными особенностями.

Наименьшими колебаниями товарности характеризовались Rouge Demi-courte obtuse de Guerande (Германия), Нантская (Болгария), Шантенэ (Украина), Danvers (США), Консервная-63 (Молдова), Hybrid AV 7901 (США) и Несравненная (Российская Федерация).

Значительное варьирование товарности наблюдали у образцов Nantes (Италия), Нантская (Украина), Местная (КНР), Improved Half Long White (Канада), Asmer Early market (Великобритания), Kuroda (Дания), Flakkese All Season (Австралия).

Морковь характеризуется ценным биохимическим составом, в особенности, содержанием β-каротина (провитамина А), обладающим иммуностимулирующим действием и антиоксидантными свойствами. Корнеплоды моркови отличаются также повышенным содержанием сахаров и аскорбиновой кислоты. Вместе с тем, содержание химических веществ в корнеплодах значительно варьирует в зависимости от сорта (гибрида), и в особенности, от условий выращивания, что проявилось при изучении набора коллекционных образцов моркови в засушливых условиях.

Так, содержание сахаров колебалось от 3,0 до 6,85%, аскорбиновой кислоты — от 7,9 до 12,2 мг/100 г, каротина — от 9,5 до 17,9 мг/100 г.

Заслуживают внимания образцы с повышенным содержанием наиболее важных химических веществ. Высоким содержанием (15,0—17,5 мг/100 г) каротина в годы исследований отличались следующие сортообразцы: Местная (Узбекистан), Amelioree a forcer (Франция), Karotka (Чехословакия), Amton (ФРГ), Polar (ФРГ), Sutton (Индия), Шантенэ (Украина) и Рогнеда (Российская Федерация). Для них было характерно и повышенное содержание сахаров и аскорбиновой кислоты, за исключением образца Karotka, у которого отмечено сравнительно невысокое (4,7%) содержание сахаров.

Невысоким содержание каротина, аскорбиновой кислоты и сахаров характеризовался сорт Консервная-63 (Молдова), но содержание сухих веществ в его корнеплодах было достаточно высокое, и он был наиболее урожайным при высокой товарности (90,5%) продукции. Выделенные в результате изучения образцы моркови представляют интерес в качестве исходного селекционного материала для условий Волго-Ахтубинской поймы. Особенно ценным материалом являются образцы с повышенным содержанием каротина в корнеплодах (Е. Г. Добруцкая, О. В. Ушакова, А. М. Смирнова, 2015; Т. В. Хмелинская, В. И. Буренин, В. Е. Прянишникова, 2017; В. Е. Прянишникова, Т. В. Хмелинская, 2020).

В условиях муссонного климата юга Дальнего Востока Российской Федерации в результате многолетних селекционных исследований и реализации ряда научных программ селекционерами Приморской овощной опытной станции — филиала Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Федеральный научный центр овощеводства» создан новый исходный материал для получения сортов и гибридов столовой моркови с высокими иммунологическими, продуктивными и товарными качествами, повышенным биохимическим составом, устойчивостью к переувлажнению почвы и возбудителям болезней. Созданы и включены в Государственный реестр селекционных достижений Российской Федерации высокопродуктивные сорта моркови Тайфун, Суражевская 1, Приморская 22.

На основе использования материнских линий с цитоплазматической мужской стерильностью получен высокопродуктивный межлинейный гибрид моркови Форвард F₁. Результаты научных исследований открывают дорогу к созданию новых высокоурожайных российских сортов и гибридов корнеплодных овощных культур.

Селекционная работа с корнеплодными овощными культурами на начальном этапе состояла из иммунологической оценки исходного материала в коллекционном питомнике (прибрежная агроклиматическая зона выращивания), где ежегодно проходили испытания от 30 до 50 сортообразцов разного эколого-географического происхождения. Огромную ценность представляли практически устойчивые и слабовосприимчивые к заболеваниям образцы, вовлеченные в селекционный процесс в качестве генисточников хозяйственно ценных признаков.

Конец ознакомительного фрагмента.