Сопряженность хозяйственных признаков и сходство перспективных сортов винограда (Vitis L.) в условиях Московской области

Аннотация

Виноград относится к важнейшей сельскохозяйственной культуре. Плоды отличаются разнообразием химического состава. Урожайность напрямую зависит от длины, ширины и массы грозди, количества гроздей на растении. Виноград не является традиционной культурой для Центральной части. Выведены сорта, которые имеют высокую устойчивость и на территории Московской области. Целью исследования является установление сопряженности признаков плодов и сходства сортов в условиях Московской области. Исследование проведено с 2021 по 2022 год на участке Московской области 3 сентября. В опыте изучены сорта: “Аленушка”, “Галахад”, “Загадка Шарова”, “Лучистый”, “Преображение”, “Хамелеон”, “Хелена”, “Цимус”, 23-13-8 и “Reliance Pink Seedless”. Сопряженность и сходство сортов оценивали по диаметру, высоте, массе, числу семян, содержанию сахаров и плотности. Выяснилось, что масса сильно коррелирует с размерами плода. Обнаружены средней силы зависимости числа развитых семян с диаметром плода и его массой. Содержание сахаров имеет слабую обратную зависимость от высоты и массы плода. Бессемянные и условно бессемянные сорта имеют высокий уровень сходства и входят в один кластер.

Ключевые слова: виноград, плоды, столовые сорта, полиморфизм, форма плодов

Abstract

Grapes are one of the most important agricultural crops. Fruits differ in a variety of chemical composition. The yield directly depends on the length, width and weight of the bunch, the number of bunches on the plant. Grapes are not a traditional crop for the Central part. Varieties have been bred that have high resistance in the territory of the Moscow region.

The aim of the study is to establish the conjugation of fruit traits and the similarity of varieties in the conditions of the Moscow region. The study was conducted from 2021 to 2022 on the site of the Moscow Region on September 3. The following varieties were studied in the experiment: “Alenushka”, “Galahad”, “Zagadka Sharova”, “Luchistyj”, “Preobrazhenie”, “Hameleon”, “Helena”, “Cimus”, 23-13-8 and “Reliance Pink Seedless”.

Keywords: grapes, fruits, table varieties, polymorphism, fruit shape

Введение

В последние годы наблюдается изменение отношения потребителей к пищевым продуктам. Их растущее осознание влияния диеты на здоровье человека привело к тому, что потребители стали более избирательно подходить к своему питанию. Это заставило производителей выделить группу полезных продуктов, за которые потребители смогут платить более высокую цену. Среди фруктов одним из таких пищевых продуктов является столовый виноград. Столовый виноград, предназначенный для употребления в свежем виде, может быть с семенами или без семян и широко варьироваться по цвету, размеру и вкусу. Годовое производство столового винограда в 2020/2021 годах по всему миру составило 25,6 млн тонн [1].

Виноград относится к важнейшей сельскохозяйственной культуре. Плоды отличаются разнообразием химического состава. В них содержатся легкоусвояемые сахара (17,5%), органические кислоты - винная, яблочная и другие (0,6%), пектиновые и минеральные вещества: натрий (26 мг%), калий (255 мг%), кальций (45 мг%), фосфор (22 мг%), железо (0,6 мг%), а также красящие и ароматические вещества, и значительное количество воды (80,2%) [2]. Культура обладает лечебными и терапевтическими свойствами. Для обеспечения научно обоснованных норм питания взрослому человеку необходимо съедать 65-70 кг винограда в год, в том числе свежего столового винограда - 10-15 кг, сушеного - 1 кг, натурального сока - 3 л [3]. Столовые сорта употребляют в пищу в свежем виде, технические идут на переработку для приготовления соков и вин [2].

Качество винограда определяется, прежде всего, содержанием первичных и вторичных метаболитов. К первичным метаболитам относятся сахара и органические кислоты. Современные межвидовые гибриды с V. vinifera имеют высокий уровень сходства с сортами V. vinifera по содержанию кислот и сахаров [4]. Плоды содержат большое количество фенольных кислот и полифенолов, присутствие которых в рационе человека связано с более низким риском рака или сердечно-сосудистых заболеваний [5]. Темная окраска кожицы плода зависит от общего содержания антоцианов и сопровождается высоким содержанием фенолов. Антиоксидантная активность коррелирует с фенольными соединениями. Как правило, чем выше содержание фенольных кислот и полифенолов, тем выше антиоксидантная способность [6].

Как показали исследования Navjot Gupta и др., урожайность напрямую зависит от длины, ширины и массы грозди, количества гроздей на растении. Имеются сведения о значительной отрицательной зависимости длины, ширины и массы от уровня кислотности в плодах. Высокоурожайные сорта в основном определяются по количеству гроздей на лозе и массе грозди [7]. Размер плодов отрицательно коррелирует с размером грозди [8]. Урожайность, длина и масса грозди, количество гроздей на лозе, масса ягод, количество ягод на гроздь, общее количество растворимых сухих веществ и общее количество сахаров являются наиболее важными признаками для выбора лучших сортов винограда [9].

В России виноградарство получило широкое развитие во многих регионах, которые резко различаются по почвенно-климатическим и другим условиям, а также и по давности разведения винограда. Культура активно возделывается в Краснодарском и Ставропольском краях, Ростовской области, республиках Чечня, Ингушетия и Дагестан, что не удивительно, поскольку виноград - южная и теплолюбивая культура. Промышленное виноградарство сосредоточено в основном в природно-климатических зонах Северного Кавказа (около 70 тыс. га), где получают редкую по качеству и гармоничности продукцию как свежего винограда, так и вин [3].

Традиционными плодовыми и ягодными культурами для Центральной зоны России являются яблоня, вишня, слива, груша, земляника, малина, смородина и крыжовник. Здесь находятся крупные научные центры по их изучению и сортовыведению. Поэтому введение винограда как культуры в среднюю полосу на сегодняшний день становится одной из актуальных проблем садоводства [2]. Р.Э. Лойко установил, что граница любительского виноградарства практически совпадает с 56-ой параллелью северного полушария и примерно проходит через Санкт-Петербург, Вологду и Екатеринбург [10].

В настоящее время в Россию в больших объёмах импортируется столовый виноград из Турции, Молдовы, Индии и Чили. К сожалению, эти сорта не подходят для выращивания в России по причине необходимости в укрытии растений на зиму, а также низкой урожайности (недостаточно тепла для закладки плодоносных почек). Возможно, наличие морозостойких столовых сортов, имеющих высокую плодоносность нижних почек, пригодных для короткой обрезки и перспективы возделывания на кордонах со свободным ведением прироста, не требующих укрытия на зиму и возделываемых с меньшей химической защитой от болезней сможет помочь развиться внутреннему производству столового винограда [11].

Некоторые сорта могут удовлетворить производителей отечественного винограда и потребителей. Выведены сорта, которые имеют высокую морозостойкость, генетическую устойчивость к милдью и оидиуму, обоеполый тип цветка, крупные ягоды бело-розового цвета, с плотной мякотью, тонкую съедаемую кожицу, высокую урожайность, а также у них отсутствует склонность к растрескиванию ягод на кустах или при транспортировке после сбора урожая [12, 13].

В последнее время культура винограда благодаря интенсивной целенаправленной селекционной работе получила широкое распространение и на территории Московской области, где носит любительский характер. Одной из самых важных и актуальных проблем виноградарства в регионе является внедрение высококачественных сортов и гибридных форм винограда, устойчивых к абиотическим и биотическим факторам внешней среды. К сожалению, низкие отрицательные температуры зимнего периода позволяют возделывать виноград в области только в укрывной форме, чем ограничивается возможность его промышленного культивирования. Частично эта проблема решается культивированием винограда в защищенном грунте [14, 15].

В настоящее время количество сортов в Московской области возрастает. Это приводит к появлению сортов, идентичных по хозяйственно-ценным признакам, но различающихся по устойчивости к неблагоприятным факторам. Поэтому производители часто сталкиваются с трудностями подбора устойчивых сортов. Также возникает проблема дублирования хозяйственно-ценных качеств, поэтому имеется необходимость в объединении групп сортов по признакам плодов. Работа посвящена оценке корреляционных зависимостей между признаками плодов сортов для возможности прогнозирования их качества. Оценка сходства дает возможность подбирать устойчивые сорта к климатическим условиям Московской области среди близких по параметрам сортов.

Цель исследования: установление сопряженности признаков плодов и сходства сортов в условиях Московской области.

Задачи исследования:

1. Определить сопряженность признаков плодов.

2. Установить группы сходных по плодам сортов.

Материалы и методы исследований. Исследование проведено с 2021 по 2022 год (2 года). Наблюдения проводили на участке в с. Липитино Ступинского городского округа Московской области 3 сентября. Культура винограда укрывная, поливная, в открытом и защищенном грунте. Формировка кустов веерная, схема посадки 3,0 х 1,5 м. Количество растений каждого сорта - по 2 куста.

Технология возделывания виноградников общепринятая для северной зоны промышленного виноградарства РФ. Изучение сортов винограда проводили с использованием общепринятых в виноградарстве методик: М.А. Лазаревского, А.Г. Амирджанова, С.А. Погосяна, П.Н. Недова [16]. В опыте изучены сорта: “Аленушка”, “Галахад”, “Загадка Шарова”, “Лучистый”, “Преображение”, “Хамелеон”, “Хелена”, “Цимус”, 23-13-8 и “Reliance Pink Seedless”. Сорта “Загадка Шарова”, “Хамелеон” и “Reliance Pink Seedless” культивировались в открытом грунте, остальные в защищенном грунте без дополнительного температурного и светового регулирования в поликарбонатной теплице двускатного типа с максимальной высотой 3 м. По каждому сорту рандомизированно отобрано по 30 плодов и оценены их признаки: диаметр (мм), высота (мм), масса (г), число семян (шт), содержание сахаров (Bx), плотность (г). Массу плодов измеряли на весах марки Аква-Лаб.РФ, YA501 с точностью до 0,01 г. Содержание сахаров определяли с помощью рефрактометра AQ-REF-BRIX4. Диаметр и высоту плода измеряли штангенциркулем MECHANIK 150 PRO (до 0,01 мм), плотность плода измеряли пенетрометром Ft 327 (3-27 Lbs.).

Анализ экспериментальных данных выполнен в программе IBM SPSS 25 и Microsoft Excel 2016. Сопряженность признаков определена по коэффициентам ранговой корреляции Спирмена. Значимость коэффициентов корреляции двусторонняя на 1% и 5% уровнях значимости. Сходство сортов определено по Сокелу и Сниту. Максимальные коэффициенты сходства найдены методом максимального корреляционного пути по Выханду. Визуализация дендрита выполнена в программе Autodesk AutoCAD 2022. Объединение в кластеры при критическом значении коэффициента сходства 0,75 [17].

корреляционный сопряженность признак сорт плод виноград

Результаты исследований и их обсуждение

Корреляционный анализ хозяйственно-ценных признаков плодов 10 сортов винограда показал 13 достоверных связей, из них 3 связи высокие, 2 средние. Выяснилось, что диаметр плода сильно коррелирует с высотой плода (r_Sp = 0,89) и массой плода (r_Sp = 0,96). Высота плода сильно связана с массой плода (r_Sp = 0,96). Столь высокую зависимость диаметра плода и его высоты можно объяснить стабильностью форм плодов у сортов. Обнаружены также средней силы зависимости: число развитых семян зависит от диаметра плода (r_Sp = 0,54) и его массы (r_Sp = 0,53). Обнаруженные средней силы связи объясняются общеизвестной закономерностью:

Таблица 1

Коэффициенты ранговой корреляции Спирмена между признаками плодов винограда

Примечание: *Корреляция значима при уровне значимости 1%. Уровни насыщенности ячеек соответствуют силе связи между признаками. Теплым тонам соответствуют положительные корреляции, холодным - отрицательные сорта, имеющие хорошо развитые семена, имеют более крупные плоды. Бессемянные и условно бессемянные сорта отличаются низкой высотой, диаметром и массой. Содержание сахаров имеет слабую обратную зависимость от высоты и массы плода, что свидетельствует об увеличении содержания сахаров при уменьшении массы плодов. Плотность плодов имеет слабую низкую положительную зависимость от числа развитых семян и содержания сахаров. Это объясняется повышением плотности при увеличении числа семян. Низкая сопряженность с массой свидетельствует о том, что масса зависит в основном от размеров плодов. В отношении содержания сахаров увеличение плотности объясняется в основном сортами с недоразвитыми семенами, у которых относительно высокая плотность при высоком содержании сахаров (таблица 1).

Таксономический анализ показал, что бессемянные и условно бессемянные сорта имеют высокий уровень сходства и входят в один кластер (“Reliance Pink Seedless”, “23-13-8”, “Лучистый”, “Аленушка” и “Цимус”). Сорта “Загадка Шарова”, “Хамелеон”, “Преображение”, Галахад” и “Хелена” имеют низкий уровень сходства между собой и другими сортами, что свидетельствует об их неоднородности по признакам плодов (рисунок 1).

Рисунок 1. Дендрит с выделенными штриховкой кластерами 10 сортов винограда

Заключение

Исследования показали высокую корреляцию размеров плодов с их массой. Размер плодов средне положительно коррелирует с количеством семян. Мелкоплодные сорта имеют склонность к повышенному содержанию сахаров. Бессемянные или условно бессемянные сорта показали высокий уровень сходства плодов.

Список источников

1. Seccia A., Viscecchia R., Nardone G. Table grapes as functional food: Consumer preferences for health and environmental attributes. BIO Web Conf., 2019. 15 p.

2. Шелест А.А., Шелест М.Ю. К вопросу об интродукции сортов и перспективных гибридных форм винограда группы Vitis vinifera subsp. sativa в средней полосе России // Ученые записки Орловского государственного университета. Серия: Естественные, технические и медицинские науки. 2014. №3. С. 131-137.

3. Соболев С.Ю. Морфологические признаки сортов винограда в питомнике и биологические особенности корнесобственного размножения в условиях Республики Беларусь: монография / под науч. ред. Р.Э. Лойко. Гродно: ГГАУ, 2011. 236 с.

4. Pavlousek P., Kumsta M. Profiling of primary metabolites in grapes of interspecific grapevine varieties: sugars and organic acids. Czech J. Food Sci., 2011, no. 29, рр. 361-372.

5. La Fruit and vegetables and cancer risk: A review of southern European studies / F. Turati, M. Rossi, C. Pelucchi, F. Levi, C. Vecchia. Br. J. Nutr, 2015, no.113 (Suppl. S2), рр. 102-110.

6. Muzolf-Panek M., Wa”skiewicz A. Relationship between Phenolic Compounds, Antioxidant Activity and Color Parameters of Red Table Grape Skins Using Linear Ordering Analysis. Appl. Sci. 2022. P.12.

7. Studies on Variability, Correlation and Path Analysis of Traits Contributing to Fruit Yield in Grapes / N. Gupta, K. Brar, M. Gill, N. Arora. Indian Journal of Plant Genetic Resources, 2015, vol. 28, no. 3, pp. 317-320.

8. Berry and phenology-related traits in grapevine (Vitis vinifera L.) / L. Costantini, J. Battilana, F. Lamaj, G. Fanizza, M.S. Grando. From Quantitative Trait Loci to underlying genes. BMC Plant Biol, 2008, no. 8, pp. 38.

9. Genetic variability and correlation studies in grapes (Vitis vinifera L.) in Leh District of Jammu and Kashmir / T. Dolkar, M.K. Sharma, A. Kumar, M.S. Mir, S. Hussain. Advances in Horticultural Science, 2017, vol. 31, no. 4, pp. 241-248.

10.

11. Лойко Р.Э. Виноград (Vitis L.), абрикос (Armeniaca Scop.), орех грецкий (Juglans regia L.) в Беларуси: дис. ... д-ра с.-х. наук: 06.01.05. Самохваловичи, 1999. 306 с.

12. Кострикин И.А. Селекция столовых сортов винограда: достижения и задачи // Мобилизация и сохранение генетических ресурсов винограда, совершенствование методов селекционного процесса: Материалы международной научно-практической конференции, Новочеркасск, 13-14 августа 2008 года. Новочеркасск: ФГБНУ Всероссийский научно-исследовательский институт виноградарства и виноделия имени Я.И. Потапенко, 2008. С. 110-113.

13. Красохина С.И. Аладдин - морозостойкий столовый сорт винограда // Русский виноград. 2021. Т. 15.

С. 11-18.

14. Майстренко Л.А. Результаты селекции на бессемянность во ВНИИВИВ им. Я.И. Потапенко // Научно-прикладные аспекты развития виноградарства и виноделия на современном этапе: Материалы Международной научно-практической конференции, Новочеркасск, 23 апреля 2009 года. Новочеркасск: ФГБНУ Всероссийский научно-исследовательский институт виноградарства и виноделия имени Я.И. Потапенко, 2009. С. 62-66.

15. Сортоизучение столовых сортов винограда в условиях Самарской области / З.Р. Гайнеддинова, А.Р. Демина, Е.В. Найденова, Е.Н. Долгова // Студенческая наука: современные реалии: Сборник материалов V Международной студенческой научно-практической конференции, Чебоксары, 05 сентября 2018 года. Чебоксары: Общество с ограниченной ответственностью "Центр научного сотрудничества "Интерактив плюс", 2018. С. 41-46.

16. Майстренко Л.А. Селекция винограда на бессемянность методом межвидовой гибридизации // Современные сорта и технологии для интенсивных садов: материалы международной научно-практической конференции, посвященной 275-летию Андрея Тимофеевича Болотова, Орёл, 15-18 июля 2013 года. Орёл: Всероссийский научно-исследовательский институт селекции плодовых культур, 2013. С. 144-147.

17. Программа и методика сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур/ Орёл: изд-во ВНИИСПК, 1999. 608 с.

18. Исачкин А.В., Крючкова В.А. Основы научных исследований в садоводстве: Учебник для бакалавров и магистров по направлению «Садоводство». М.: Издательство "Лань", 2019. 420 с.

References

1. Sectiona, A., R. Viscecchia and G. Nardone. Table grapes as functional food: Consumer preferences for health and environmental attributes. BIO Web Conf. 2019, 15 p.

2. Shelest, A.A. and M.Yu. Shelest. On the issue of the introduction of varieties and promising hybrid forms of grapes of the Vitis vinifera subsp. sativa in central Russia. Uchenye zapiski Orlovskogo gosudarstvennogo universiteta. Series: Natural, technical and medical sciences, 2014, no. 3, pp. 131-137.

3. Sobolev, S.Yu. Morphological characteristics of grape varieties in the nursery and biological features of own-root propagation in the conditions of the Republic of Belarus: monograph / under scientific ed. R.E. Loiko. Grodno: GSAU, 2011. 236 p.

4. Pavlousek, P. and M. Kumsta. Profiling of primary metabolites in grapes of interspecific grapevine varieties: sugars and organic acids. Czech J. Food Sci., 2011, no. 29, pp. 361-372.

5. Turati, F., M. Rossi, C. Pelucchi, F. Levi and C. Vecchia. La Fruit and vegetables and cancer risk: A review of southern European studies. Br. J. Nutr. 2015, no.113 (Suppl. S2), pp.102-110.

6. Muzolf-Panek, M. and A. Wa”skiewicz. Relationship between Phenolic Compounds, Antioxidant Activity and Color Parameters of Red Table Grape Skins Using Linear Ordering Analysis. Appl. sci. 2022. 12 p.

7. Gupta, N., K. Brar, M. Gill and N. Arora. Studies on Variability, Correlation and Path Analysis of Traits Contributing to Fruit Yield in Grapes. Indian Journal of Plant Genetic Resources, 2015, vol. 28, no.3, pp. 317-320

8. Costantini, L., J. Battilana, F. Lamaj, G. Fanizza and M.S. Grando. Berry and phenology-related traits in grapevine (Vitis vinifera L.). From Quantitative Trait Loci to underlying genes. BMC Plant Biol, 2008, no. 8, pp. 38.

9. Dolkar, T., M.K. Sharma, A. Kumar, M.S. Mir and S. Hussain. Genetic variability and correlation studies in grapes (Vitis vinifera L.) in Leh District of Jammu and Kashmir. Advances in Horticultural Science, 2017, vol. 31, no. 4, pp. 241-248.

10. Loiko, R.E. Grapes (Vitis L.), apricot (Armeniaca Scop.), walnut (Juglans regia L.) in Belarus. Doctoral Thesis. Samokhvalovichi, 1999. 306 p.

11. Kostrikin, I.A. Breeding of table grape varieties: achievements and tasks. Mobilization and conservation of grape genetic resources, improvement of breeding process methods: Proceedings of the international scientific and practical conference, Novocherkassk, August 13-14, 2008. Novocherkassk: All-Russian Research Institute of Viticulture and Winemaking named after Ya.I. Potapenko, 2008, pp. 110-113.

12. Krasokhina, S.I. Aladdin - frost-resistant table grape variety. Russian grapes, 2021, vol. 15, pp. 11-18.

13. Maystrenko, L.A. Results of selection for seedlessness in VNIIVIV im. ME AND. Potapenko. Scientific and applied aspects of the development of viticulture and winemaking at the present stage: Proceedings of the International Scientific and Practical Conference, Novocherkassk, April 23, 2009. Novocherkassk: All-Russian Research Institute of Viticulture and Winemaking named after Ya.I. Potapenko, 2009, pp. 62-66.

14. Gaineddinova, Z.R., A.R. Demina, E.V. Naydenova and E.N. Dolgova. Variety study of table grape varieties in the conditions of the Samara region. Student science: modern realities: Collection of materials of the V International student scientific and practical conference, Cheboksary, September 05, 2018. Cheboksary: Limited Liability Company "Center for Scientific Cooperation "Interactive Plus", 2018, pp. 41-46.

15. Maistrenko, L.A. Breeding grapes for seedlessness by the method of interspecific hybridization. Modern varieties and technologies for intensive gardens: materials of the international scientific and practical conference dedicated to the 275th anniversary of Andrei Timofeevich Bolotov, Orel, 15-18 July, 2013. Institute of Selection of Fruit Crops, 2013, pp. 144-147.

16. Program and methodology for the study of fruit, berry and nut crops. Orel: VNIISPK publishing house, 1999. 608 p.

17. Isachkin, A.V. and V.A. Kryuchkova. Fundamentals of scientific research in horticulture: A textbook for bachelors and masters in the direction of "Gardening". Moscow: Publishing house "Lan", 2019. 420 с.

Размещено на Allbest.Ru