Селекция картофеля

Клубни обычно не выносят  температуры минус 1-2°С, что связано прежде всего с высоким (до 75% и более) содержанием в них воды.

Клубни, подвергшиеся при  хранении воздействию пониженных положительных температур, приобретают сладкий вкус вследствии превращения крахмала в сахар. Если эти клубни затем выдержать при комнатной температуре, происходит обратный процесс и у них вновь появляется нормальный вкус.

Проросшие клубни ранних сортов высаживают при температуре почвы 2-3°С, не проросшие клубни высаживают при температуре почвы до 6-8°С. Оптимальная для прорастания температура 18-20°С. Всходы в этом случае появляются на 10-12-й день после посадки, в то время как при температуре почвы ниже 7°С — лишь через 30-35 и даже через 50 дней. Лучшее клубнеобразование в средней полосе происходит при температуре почвы 16-19°С, что примерно соответствует температуре воздуха 21-25°С. При снижении температуры рост клубйей задерживается, а при 7°С — прекращается.

Ассимиляционная деятельность листьев картофеля почти прекращается при продолжительной температуре  воздуха выше 30°С.

Отношение к свету.

Картофельное растение весьма требовательно к свету. Даже при  небольшом затенении у картофеля  отмечается пожелтение ботвы, вытягивание стеблей, замедление или полное отсутствие цветения и снижение урожая клубней. В связи с этим очень важно обеспечить оптимальные площади питания для различных сортов картофеля с учетом конкретных условий возделывания.

Отношение к влаге.

Картофель — требовательное к влажности почвы растение. Потребность во влаге изменяется у него по фазам развития. Критическим периодом является фаза начала цветения. Недостаток влаги в почве в этот период приводит к сильному снижению урожая клубней.

Наиболее благоприятные  условия для роста картофеля  и образования высокого урожая клубней создаются при влажности почвы 70-80% полной полевой влаго-емкости в зоне распространения основной массы корней в период цветения и клуб-необразования и 60-65% — в период накопления крахмала в клубнях. Для обеспечения высоких урожаев картофеля в средней полосе необходимо, чтобы за вегетацию выпадало не менее 300 мм осадков. Недостающее количество влаги должно восполняться орошением.

Особенности питания.

Количество питательных  элементов, потребляемых картофельным растением, зависит от многих факторов и ориентировочно определяется выносом их из почвы с урожаем. Установлено, что картофель выносит в среднем с I т клубней и соответствующим количеством ботвы 5-6 кг N, 1,5-2 кг Р₃О₅ и 7-10 кг К₂О.

Таким образом, из основных элементов питания картофель  потребляет больше всего калия, затем  азота и меньше всего — фосфора. Забирая из почвы питательные элементы значительно больше, чем зерновые культуры, картофель дает хозяйственно-ценной продукции примерно в 2-2,5 раза больше с единицы площади, чем они. На это обращал в свое время внимание Д. Н. Прянишников (1920), который писал, что возделывать картофель на полях — это то же, что получать три колоса там, где рос один.

В первый период жизни растение картофеля требует немного питательных  элементов. Оно в значительной степени удовлетворяет потребность в питании за счет материнского клубня. Наибольшее количество питательных элементов картофель потребляет в период интенсивного нарастания надземной массы и в период клуб-необразования. К концу вегетации поступление питательных элементов уменьшается и прекращается в начале засыхания листьев.

При недостатке в почве  азота отмечается слабое развитие надземных  органов картофеля, уменьшаются  облиственность растений, продуктивность работы листового аппарата и урожай клубней. При избыточном азотном питании наблюдается чрезмерный рост ботвы, задерживается образование клубней и удлиняется период вегетации; снижается устойчивость растений к различным заболеваниям и накапливаются нитраты. При нормальном азотном питании картофельное растение лучше усваивает калий и фосфор.

Хорошая обеспеченность картофеля  фосфором ускоряет развитие растений, начиная с появления всходов. Повышаются темпы формирования корневой системы, раньше наступает период клубнеобразования, увеличиваются урожай и крахмали-стость клубней, улучшаются их лежкость и семенные качества. При недостатке фосфора нарушается нормальное развитие растения: понижается ветвистость куста, задерживаются бутонизация, цветение и клубнеобразование. На клубнях появляются коричневые пятна, их крахмалистость уменьшается, а вкусовые качества ухудшаются.

Калий, имея большое значение для процесса фотосинтеза, белкового  и углеводного обмена, существенно влияет на величину урожая картофеля и его качество (особенно крахмалистость), повышает устойчивость растений к болезням. Калий играет исключительную роль в водном режиме растений. При калийном голодании картофеля происходят нарушения в росте и развитии растения, в его анатомо-морфологическом строении. Механические ткани и корневая система развиваются слабее. Клубни при недостатке калия бывают мелкими, приобретают несколько удлиненную форму и плохо хранятся в зимний период. Калийные удобрения, содержащие много хлора, уменьшают размер крахмального зерна.

Отношение к почве.

Лучшими для картофеля  являются рыхлые почвы, с хорошей воздухопроницаемостью, небольшой влагоемкостью и водопроницаемыми подпочвенными горизонтами. Прорастающие клубни, корни и молодые клубни потребляют во много раз больше кислорода воздуха, находящегося в почве, чем корни и подземные органы других растений. Этим объясняется высокая требовательность картофельного растения к порозности почвы.

Картофель с успехом возделывают  в Центрально-Черноземных областях. В Нечерноземной зоне для него пригодны хорошо окультуренные дерново-подзолистые и серые лесные почвы. Широко используются под картофель и окультуренные торфяники, особенно если он идет на семенные цели. Удается картофель и на легких по механическому составу песчаных почвах, конечно, при внесении достаточного количества удобрений. Благодаря большой усваивающей способности корневой системы, картофель может произрастать и на сравнительно бедных почвах, однако рассчитывать на высокие урожаи клубней при этом не приходится. Тяжелые суглинки и сильно уплотненные почвы, особенно при близком стоянии грунтовых вод, непригодны для культуры картофеля. Они препятствуют свободному развитию клубней и способствуют заболеваниям картофеля вследствии избыточной увлажненности.

Картофель сравнительно хорошо растет на кислых и слабокислых почвах. Оптимальная реакция среды почвенного раствора для роста растений при величине рН солевой вытяжки 4,8-6,3. На сильнокислых и щелочных почвах рост картофеля ухудшается.

3.Исходный материал  для селекции и методы его  создания

3.1 Формы, значение  и методы создания исходного  материала

С каждым годом сельскохозяйственное производство предъявляет к сортам картофеля все более высокие  требования. Механизация его выращивания  предопределяет вывод сортов, пригодных  к использованию комплексной  механизации на всех работах. Требования перерабатывающей промышленности сводятся к тому, что клубни картофеля должны иметь поверхностные глазки, желательно округлую форму, низкое содержание редуцированных сахаров и не темнеющий мякиш. Кроме того, сорта картофеля должны быть стойкими к болезням и вредителям.

Создание новых сортов картофеля, которые бы соответствовали  растущим требованиям производства, почти всегда нуждается в перестройке  селекционного процесса. Но даже при  выполнении таких условий селекционерам  часто не хватает исходных для  скрещивания форм, которые бы характеризовались  хорошим проявлением определенного, а еще лучше комплекса признаков. Решить такие задания необходимо в процессе создания исходного селекционного  материала картофеля (передселекция).

Очень часто свойства картофеля, необходимые селекционерам для  создания новых сортов, у тех, которые  выращиваются, отсутствуют. А поэтому  привлечение их к скрещиванию  картофеля не дает возможность решить поставленные перед селекционерами задачи. Успехов в выведении новых  сортов картофеля с желаемыми  свойствами можно достигнуть, выполняя целенаправленные работы по созданию исходного материала картофеля. Одновременно необходимо учитывать, что  подбор родительских форм по внешним  признакам во многих случаях не гарантирует  желаемого результата. Важным также  является предварительное изучение материала касательно передачи его  признаков последующим поколениям. Все эти проблемы необходимо решать при создании высококачественного  исходного материала картофеля.

Во всех странах мира, где проводятся основательные исследования с картофелем, созданию исходных форм для селекционеров придают большое  значение. И если такая работа осуществляется на надлежащем уровне (Германия, Польша), то проблемой создания исходного  материала картофеля занимаются отдельные институты, исследования в них проводятся на высоком уровне. Это позволяет передавать селекционерам, отдельным лицам, фирмам настолько  высококачественный материал картофеля, что для выведения сорта картофеля  необходимо лишь одно скрещивание. Последнее  время проблемой создания исходного  селекционного материала картофеля  занимаются частные фирмы, например, в Нидерландах.

Учитывая не всегда возможное  без применения специальных методов  привлечение к созданию исходного  материала культурных и особенно диких видов картофеля, рекомендуются  формы с высоким проявлением  отдельных свойств или их комплекса  сначала искать среди сортов и  межвидовых гибридов, потом – среди культурных видов и в последнюю очередь – среди диких видов картофеля.

Некоторые сорта картофеля  характеризуются высоким выражением отдельных хозяйственных признаков: урожайностью, крахмалистостью, скороспелостью и другими. Отдельные из них в  процессе селекции хорошо передают свои свойства. Так, один из наиболее старых сортов картофеля – Ранняя роза хорошо передает раннеспелость. Большинство  из 816 сортов картофеля, которые выведены при его участии, характеризуются  скороспелостью.

По происхождению сорта  картофеля можно разделить на внутренневидовые и межвидовые. Признаки, не свойственные сортам, полученным при участии вида туберосум, передаются потомкам от межвидовых гибридов. Например, известно много селекционных сортов картофеля, которые характеризуются стойкостью к картофельной нематоде. Конечно, это межвидовые гибриды, которые наравне с высоким проявлением многих хозяйственно ценных признаков можно выращивать на зараженных вредителями площадях. Сорта картофеля, которые хорошо передают один или несколько признаков потомкам, называются донорами и успешно используются как исходный селекционный материал картофеля.

Некоторые свойства межвидовых гибридов унаследованы от диких видов  картофеля. Среди их разнообразия важно  выделять формы, которые совсем не поражаются отдельными болезнями и вредителями. Найдены виды картофеля, которые  совсем не поражаются фитофторой, гнилями во время хранения, вирусными и другими болезнями. Учитывая это, применение в селекционной практике диких и культурных видов картофеля – основной метод создания исходного селекционного материала картофеля, новых сортов картофеля.

Каждый вид картофеля  в природе слишком долго развивался по своему пути, что и стало причиной значительной их генетической отдаленности, особенно от культурных сортов картофеля. Поэтому привлечение к селекции диких видов картофеля – очень  сложная и длительная работа.

Высокие требования, которые  ставятся к сорту картофеля, в  последнее время не позволяют  создать высококачественную исходную форму с использованием одного вида. Получение исходного материала  картофеля стало на путь синтеза  признаков многих видов в одном  гибриде. В нашей стране и за границей уже выведены сорта картофеля  при участии шести-семи видов. Они  характеризуются высоким проявлением  многих признаков, в частности стойкостью против заболеваний и вредителей. Итак, в результате целенаправленной работы по созданию исходного материал картофеля селекционными методами можно решить все проблемы картофелеводства.

3.2Генетическая  природа и характер наследования  хозяйственно-ценных признаков

Виды картофеля образуют непрерывный полиплоидный ряд, основное число которого (х) равно12. Полиплоидный ряд клубненосных видов картофеля (впервые был установлен в 1929г. В. А. Рыбиным) включает диплоидные (2х), триплоидные (Зх), тетраплоидные (4х), пентаплоидные (5х ) и гексаплоидные (6х) виды. Среди них около 70 % — диплоиды, 15 — тетраплоиды, 8 — гексаплоиды, 7 % — остальные виды.

Большинство диплоидных видов самонесовместимы и оплодотворяются в пределах вида перекрестно. Однако часть диких видов самосовместима и в результате самоопыления образует ягоды и семена. Мейоз у диплоидов и их гибридов протекает нормально с образованием 12 бивалентов в метафазе I. Самонесовместимость у диплоидов обусловлена действием множественных аллелей гена (известно 13аллелей).

Полиплоидные виды картофеля  в основном самосовместимы. Однако у три- и пентаплоидов нарушен мейоз, пыльца стерильна, размножаются они только вегетативно. У тетра- и гексаплоидов мейоз протекает нормально, пыльца фертильна, они хорошо размножаются генеративным путем.