Плодоводство
и виноградарство Юга России
Генетические ресурсы, сортоизучение, селекция
Статья посвящена истории одного из старейших научных учреждений в отрасли виноградарства и виноделия России – Анапской зональной опытной станции виноградарства и виноделия. Раскрывается роль руководителей станции в период от создания учреждения и по настоящее время. История станции неразрывно связана с историей страны – дореволюционный период, революция 1917 года, гражданская война, послевоенный период, Великая Отечественная война, период восстановления, современное время. В каждом из исторических этапов руководители научного учреждения проходили испытание на профессионализм. При оценке сделанного руководителями станции за 105-летний период ее работы выделены несколько из них, деятельность которых была наиболее важна и продуктивна. Прежде всего, это основатель образцово-показательного имения по виноделию с опытным полем по виноградарству Кубанского казачьего войска Журбий П.Е.; члены комитета по управлению опытной станцией Краснокутский В.П., Келлер А.В., Цейдлер Е.Д., которые в тяжелейших условиях сумели наладить работу станции; профессор Мержаниан А.С., который в тридцатые годы двадцатого столетия сформировал сплоченный коллектив ученых за счет привлечения на станцию талантливых специалистов; Баляев А.В., который в военное время организовал продолжение научных исследований при нахождении в эвакуации в Грузии и после возвращения из эвакуации – в Анапе; Сафарян А.М. и Жуков А.И., которые в бурный период развития виноградарства Советского Союза в 60-80 годы сделали много для научного обеспечения отрасли, особенно для внедрения привитой культуры винограда на Кубани.
Статья посвящена памятной дате – 105 годовщине со дня принятия решения об организации опытного учреждения. В ней рассказывается о работниках Анапской зональной опытной станции виноградарства и виноделия. Многолетний труд этих сотрудников способствовал развитию отечественной виноградовинодельческой науки. Они работали на опытной станции разное количество лет. Одни из них пришли на АЗОСВиВ уже заслуженными и авторитетными учёными или специалистами, другие приходили со студенческой скамьи, через некоторое время уходили в другое научное учреждение и там становились настоящими учёными, или проработав 10-20 лет на станции, становились заслуженными и уважаемыми научными работниками АЗОСВиВ. В статье акцентировано внимание на жизненном пути сотрудников станции, посвятивших более сорока лет своей трудовой жизни работе на Анапской опытной станции виноградарства и виноделия.
Целью настоящего исследования является выявление научно-обоснованной и комплексной характеристики важнейших генетических параметров, связанных с экспрессивностью аддитивных и доминантных генов и их взаимодействием со средой, по разным признакам и комбинациям скрещивания семенных и бессемянных сортов винограда. Проводился анализ аддитивных и доминантных генов и их взаимодействия со средой. Методика проведения генетического анализа учитываемых признаков и математические модели обработки данных дают возможность объективного проведения этого анализа. В течение двухлетнего периода велся гибридологический учет по 21 количественному признаку, которые распределились в четыре группы. В целях выявления степени устойчивости аддитивных и доминантных генов были использованы степени значений К1 и К2: высокая – до 10 %, сравнительно высокая – до 30 %, средняя – до 50 %, неустойчивая – до 70 % и очень неустойчивая – свыше 70 %. Были выявлены комбинации, обладающие максимальной селекционной ценностью признаков, коррелирующих с фенологией, действительной плодоносностью растений винограда и ботаническими особенностями грозди и ягод. Высокая и сравнительно высокая устойчивость доминантных генов, сочетаeмая с низкой вариабельностью, обнаружена лишь на отдельных скрещиваниях. У всех скрещиваний наблюдается сравнительно высокая селекционная ценность и относительно слабая вариабельность признаков, связанных с ботаническим описанием ягод. Устойчивость аддитивных и доминантных генов, взаимодействующих со средой, преимущественно высокая. Генетический потенциал аддитивных генов отличается большой селекционной ценностью и малой вариабельностью. Почти по всем признакам и скрещиваниям в генотип-средовом взаимодействии установлено сравнительно более сильное проявление аддитивных эффектов генов.
В современной селекции винограда все большее внимание уделяется предварительному подбору родительских пар и применению методов, позволяющих основывать подбор на комплексной оценке большего числа учетных признаков гибридных растений. Кластерный анализ и анализ основных компонентов дают возможность получения более подробной информации о значении отдельных признаков в группировке генотипов. Проводилось исследование по выявлению фенотипической изменчивости агробиологических признаков и эффективности отбора в F1 от комбинации скрещивания винограда Армира х Русалка 1 путем применения кластерного анализа и анализа основных компонентов. В экспериментальную работу входила выборка из 30 растений F1 от комбинации скрещивания новых сортов винограда – Супер ран Болгар (семенной) × Русалка 1 (бессемянный). В течение четырехлетнего периода проводился гибридологический анализ учета 22 агробиологических признаков, характеризующих хозяйственную ценность каждого растения. Установлено, что самой высокой степенью варьирования по первому и второму основным компонентам обладают признаки: урожайность, коэффициент плодоношения на побег и на плодоносный побег, ширина грозди, длина ягод, средняя масса грозди, вес 100 ягод, общее количество глазков, побегов, гроздей и др. Из семенных растений 15, 20, 23 и 30 отличились лучшими агробиологическими показателями и являются подходящими для отбора, а из бессемянных – 29, 28, 26, 18, 14, 11, 5 и 1. В целях выведения новых гибридов, обладающих ценными хозяйственными свойствами, необходимо провести скрещивание семенных сеянцев винограда 15 и 30.
Между агробиологическими и технологическими количественными признаками винограда существуют корреляции, влияющие на формирование урожая. Для их изучения в селекции применялись разнообразные методы. Целью исследования являлось выявление воздействия родительских сортов на изменчивость количественных признаков в поколении F1 у комбинации скрещивания семенного и бессемянного сортов винограда. В течение 8 лет на выборке из 30 растений каждого сорта из поколения F1 от комбинации скрещивания Супер ран Болгар (Р1-семенной) × Руби сидлес (Р2-бессемянный) велся учет по 21 количественному признаку. С помощью метода коэффициентов путей проводилось исследование по выявлению влияния количественных признаков на формирование урожая у комбинации скрещивания семенного и бессемянного сортов винограда. Установлено, что наиболее сильное прямое и косвенное воздействие на урожайность сорта Руби сидлес оказывают такие признаки, как общее количество побегов, количество плодоносных побегов, глазков, гроздей, средняя масса грозди и средний вес 100 ягод. У сеянцев в F1 от комбинации скрещивания сортов Супер ран Болгар × Руби сидлес - такие признаки, как общее количество плодоносных побегов и общее количество побегов наиболее существенно влияют на урожайность. Сорт Супер ран Болгар оказывает более сильное воздействие на фенотип сеянцев из F1 по сравнению с сортом Руби сидлес. Положительное прямое воздействие и слабая степень корреляции обоих родительских сортов винограда на сеянцы были обнаружены по признакам коэффициент плодоношения на побег, длина грозди, сахаристость, кислотность и ширина ягод.
Астраханская область, расположенная в центральной части Северного Прикаспия, является одним из наиболее привлекательных регионов для развития промышленного виноградарства по наличию пригодных земель и благоприятного климатического фактора. Однако на территории области наблюдаются некоторые климатические факторы, от воздействия которых снижаются урожаи или даже гибнут виноградники. К экстремальным проявлениям погоды в регионе относятся низкие температуры в зимнее время, раннеосенние и поздневесенние заморозки. Поэтому изучение и внедрение в производство новых высокопродуктивных морозо- и зимостойких сортов винограда имеет большое значение в деле повышения рентабельности виноградных насаждений укрывной зоны. В статье представлены результаты изучения 40 сортов винограда на орошаемом участке Прикаспийского НИИ аридного земледелия в условиях Астраханской области. Цель данных исследований – агроэкологическая оценка и научно-обоснованный подбор сортового состава различной технологической направленности, адаптированный к почвенно-климатическим условиям Астраханской области. Наиболее высокой урожайностью за период исследований выделились сорта: Муромец – 13,7 т/га; Ризамат – 13,0 т/га; Московский – 12,1т/га; Севан – 11,1 т/га; Сильванер – 12,4 т/га; Ранний Магарача – 13,3 т/га; Саперави северный – 11,0 т/га. Наибольшей массой грозди в ранней группе спелости выделились сорта: Мадлен мускатный (средняя масса грозди 350 г), Сильванер (388г), Кодрянка (353 г); в средней группе – сорт Ризамат (1427 г); в позднеспелой группе – сорта Московский и Севан (520 и 535 г, соответственно). Максимальным содержанием сахаров в ягодах выделяются сорта Астраханский скороспелый (23,3%), Сильванер (25,3%), Мадлен мускатный (23,2%), Шасла розовая (25,3%). В результате исследований было выделено 11 высокоурожайных столовых и технических сортов, наиболее адаптированных к аридным условиям Северного Прикаспия.
АГРОБИОЛОГИЧЕСКАЯ И КАЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА ИНТРОДУЦИРОВАННОГО ГРУЗИНСКОГО СОРТА ВИНОГРАДА ГОРУЛИ МЦВАНЕ
Растительное разнообразие сохраняется в мировых коллекциях генетических ресурсов. Эти коллекции являются ценным источником потенциально полезных генов, необходимых селекционерам для получения более урожайных сортов, способных лучше адаптироваться к условиям окружающей среды. Цель нашей работы – определение агробиологических и качественных показателей аборигенного грузинского белого технического сорта винограда Горули Мцване, сорт Ркацители использовался в качестве контроля. Исследования проводились на ампелографической коллекции Всероссийского научно-исследовательского института виноградарства и виноделия имени Я.И. Потапенко в 2010-2014 гг. Изучение проводили с использованием современных и классических методик. Сравнив агробиологические показатели сортов, отметили, что сорт Горули Мцване по большинству показателей превосходит контрольный сорт Ркацители. Он выделяется более высокими показателями продуктивности и урожайности, созревает на неделю раньше, при этом имеет более высокую сахаристость и более низкую титруемую кислотность. В условиях микровиноделия выход сусла у сорта Горули Мцване более 60%. Сусло имело высокую степень осветления, достаточный запас экстрактивных и ароматических веществ, участвующих в формировании вкуса вина, способных сохраняться в течение длительного времени. Вино прозрачное с блеском, светло-соломенного цвета, имеет слаженный аромат с нотками полевых трав, вкус полный, гармоничный, долгое приятное послевкусие. Дегустационная оценка вина 8,6-8,7 балла, что на уровне или выше контрольного сорта. По результатам проведенных исследований сорт винограда Горули Мцване рекомендован для производственных насаждений на замену сорту Ркацители, который в наших условиях не всегда бывает кондиционным.
Одним из резервов повышения эффективности виноградовинодельческой отрасли является правильный подбор сортов для различных зон возделывания винограда. В пределах Крыма выделяются не только районы, пригодные по климатическим условиям для возделывания культуры винограда, но и в пределах этих районов выделяются специфические климатические виноградарские зоны. Объективное существование таких эколого-географических зон определяет необходимость правильного подбора и размещения сортов винограда, обладающих специфическими особенностями по показателям конечной виноградовинодельческой продукции. Таким образом, важными направлениями улучшения и расширения сырьевой базы виноделия, увеличения выпуска высококачественной и экологически чистой продукции, при одновременном снижении затрат на ее производство, является введение в ассортимент технических сортов винограда новой селекции, обладающих более эффективными экономическими показателями. Ярким представителем группы сортов нового поколения является сорт Цитронный Магарача, выведенный в НИВиВ «Магарач». В статье представлены результаты изучения биолого-хозяйственных показателей сорта Цитронный Магарача в условиях Алуштинской долины. Установлено, что по показателям качества урожая и сахаронакопления сорт Цитронный Магарача превосходит контрольный сорт Ркацители. Рассчитан коэффициент адаптации сорта Цитронный Магарача (Ка =77,5), который показал, что этот сорт является достаточно перспективным для возделывания в данной зоне. Проведена дегустационная оценка виноматериалов из винограда сортов Цитронный Магарача и Ркацители. Наилучшие виноматериалы получаются из винограда сорта Цитронный Магарача при приготовлении вина по типу полусухое (7,75 балла) и полусладкое (7,8 балла). Результаты органолептического тестирования полученных виноматериалов показали, что даже по истечении 6 месяцев виноматериалы сохраняли сортовой цветочный аромат и высокое качество.
Размножение и производство посадочного материала
Основным способом размножения растений винограда является вегетативное размножение, которое базируется на регенерации тканей и органов растений. Одревесневшие черенки винограда, используемые для вегетативного размножения, должны быть физиологически зрелыми, а все изменения побега, связанные с его вызреванием, коррелируют с анатомической структурой побега. В связи с этим изучение анатомических структур черенков винограда является актуальным направлением исследований в виноградарстве. В представленной статье показано, что анатомическая структура однолетнего вызревшего побега винограда – один из главных критериев оценки степени вызревания лозы. Отмечено, что на структуру и вызревание побегов винограда оказывают влияние сортовые и видовые особенности растений, почвенно-климатические условия выращивания, питательный режим, применяемая агротехника и способ выращивания растений. В материалах статьи приводится краткий литературный обзор сведений о значении вызревания виноградных черенков для вегетативного размножения винограда. Показана связь между степенью вызревания, физиолого-биохимическими характеристиками и анатомическим строением однолетнего одревесневшего побега. Указывается, что предлагаемый нами способ определения процентного отношения тканей флоэмы, ксилемы и сердцевины к общему диаметру черенка и подсчет количества ситовидных трубок довольно прост в освоении, намного точнее и оперативнее ручного подсчета этих показателей. Однако отмечено, что на конечный результат может сильно повлиять качество обрабатываемых фотографий, которое зависит от навыков исследователя. В заключении указывается, что предлагаемый нами способ может дополнить существующие методики гистохимических исследований.
В статье приведены литературные данные о контаминации микоплазмами клеточных культур и растений при клональном микроразмножении. Представлена вредоносность контаминации и её источники. Показана необходимость проведения антибактериальной хемотерапии, основанной на свойстве антибиотиков подавлять развитие патогенной микрофлоры. При выборе антибиотика необходимым условием является отсутствие токсического действия. В связи с этим была поставлена цель разработать способы деконтаминации и улучшения качественных характеристик растений. Для проведения исследований отобраны два антибиотика: гентамицин и цефотаксим. Изучение действия антибиотика гентамицин осуществлено при микроразмножении 14 сортов винограда. Установлено, что гентамицин способствует оздоровлению от микозов, улучшению в 2-3 раза регенерации растений. Однако при этом растения проявляют признаки бактериального заражения и токсического действия антибиотика. Для уменьшения токсичности рекомендуется двухступенчатый способ внесения его в питательную среду. При первом субкультивировании в питательную среду добавляется гентамицин в концентрациях 0,05-0,3 мл/л, что обеспечивает значительное оздоровление от микоплазм. При втором субкультивировании для полного оздоровления растений рекомендуется повторное применение гентамицина в пониженных концентрациях – 0,01-0,04 мл/л. Цефотаксим в концентрациях 50-650 мг/л изучен на 5 сортах винограда. Установлено, что под действием антибиотика снижается заражение бактериальной инфекцией. Отмечено более мягкое действие цефотаксима, чем гентамицина. При его применении происходит улучшение морфогенеза культивируемых растений. При слабом инфицировании растений эффективны низкие концентрации цефотаксима – 50-250 мг/л. При заражении до 50 % растений эффективны концентрации 250-450 мг/л. Разработаны способы деконтаминации растений, основанные на применении антибиотика гентамицин в концентрации 0,1-0,01 мл/л или антибиотика цефотаксим в концентрации от 50 до 450 мг/л в зависимости от степени инфицирования пробирочных растений.
Цель настоящего исследования – изучение влияния салициловой кислоты, добавляемой в питательную среду, на адаптацию к нестерильным условиям растений винограда. Объектом исследований служили оздоровленные пробирочные растения винограда сортов Сибирьковый, Пино нуар и Мерло, высаживаемые в нестерильные условия после культивирования на питательных средах с различным уровнем содержания салициловой кислоты. Диапазон применяемых концентраций – от 0,14 до 14 мг/л питательной среды. При проведении исследований по адаптации к нестерильным условиям растений винограда применяли общепринятую при клональном микроразмножении in vitro плодовых и ягодных культур методику, модифицированную в лаборатории института. В процессе исследования установлено положительное влияние салициловой кислоты на приживаемость растений винограда, при переводе их в нестерильные условия, при этом часто отмечали торможение развития в вариантах, где применяли салициловую кислоту. Показано, что добавление салициловой кислоты в питательную среду повышает преадаптивность пробирочных растений винограда к нестерильным условиям. Выявлено в эксперименте, что оптимальные концентрации препарата для разных сортов винограда могут отличаться. В наших опытах чаще всего наиболее эффективными были концентрации 0,14 и 0,7 мг/л. Такие концентрации, как правило, повышают приживаемость и не влияют заметно на темпы развития растений во время доращивания. По результатам проведенных исследований установлены оптимальные концентрации салициловой кислоты в питательной среде, повышающие приживаемость растений винограда и не снижающие их ростовой активности по сравнению с контролем.
Одним из способов повышения эффективности размножения виноградных растений in vitro является метод индукции множественных побегов на различных типах питательных сред. Этим методом можно значительно повысить коэффициент размножения растений и, следовательно, добиться увеличения производства посадочного материала, свободного от вирусной и бактериальной инфекции. Целью нашего исследования было выявление оптимальной питательной среды для индукции множественных побегов виноградных растений in vitro при помощи применения математического аппарата многокритериальной оптимизации. Исследования проводили в лаборатории культуры тканей Института виноградарства и виноделия им. В.Е. Таирова на сортах винограда Мечта, Кобзарь, Оригинал. С целью оптимизации состава питательной среды для образования множественных побегов испытывали различные варианты сред. Для повышения эффективности индукции множественных побегов винограда в культуре in vitro исследовано и доказано преимущество использования полужидких сред по сравнению с твердыми и жидкими питательными средами. С использованием методов многокритериальной оптимизации определена и подтверждена оптимальная питательная среда, а именно: полужидкая модифицированная среда МС, которая способствовала лучшей приживаемости, дифференциации, регенерации и продуктивности меристем виноградных растений. Показано, что внедрение усовершенствованного метода индукции множественных побегов способствовало повышению коэффициента размножения винограда в культуре in vitro до 1:9,5, а также снижало себестоимость микроклонов винограда на начальных этапах клонального микроразмножения на 90 %.
Физиология и биохимия растений
Интерес к фенольным соединениям красных вин объясняется их высокой биологической активностью, участием в регулировании различных процессов и высокой реакционной способностью. Они содержат большее количество природных антиоксидантов, обеспечивающих профилактику многих заболеваний и корректирующих антиоксидантный статус человека. Это определяет высокую значимость красных вин в рационе питания человека. В качестве объекта исследований мы использовали виноград красных сортов Каберне-Совиньон, Мерло, Саперави, а также виноград сортов новой селекции, произрастающих в различных виноградо-винодельческих зонах Краснодарского края и в Республике Крым. Проведен анализ запаса фенольных соединений в целях выявления возможности использования продуктов переработки винограда – вина и концентратов для энотерапии. Анализ полученных в исследовании данных свидетельствует о том, что имеется существенная разница в концентрациях большинства компонентов фенольного комплекса красных столовых вин. При этом разным группам полифенолов соответствуют разные виды биологической активности. Было установлено, что красные сорта винограда Саперави и Каберне-Совиньон накапливают достаточно высокие количества фенольных соединений, в том числе антоцианов. Поэтому сделано заключение, что эти сорта винограда могут быть использованы в изготовлении вин для их последующего использования в санаторно-курортном комплексе. Сорта винограда отечественной селекции – Гармония, Красностоп анапский, Голубок – способны накапливать большее в сравнении с классическими сортами количество фенольных соединений. Это позволяет рекомендовать указанные сорта винограда для использования в производстве красных столовых вин при энотерапии.
Фитосанитарное состояние растений
Абиотические элементы внешней среды – климат, метеорологические условия – являются доминирующим фактором, в зависимости от которого ежегодно варьирует развитие живых организмов. Изменчивость погодных условий определяет многообразие той экологической обстановки, в которой обитают и развиваются живые организмы, в том числе и патогены. Жизнеспособность фитопатогена, также как и растений винограда в большой степени зависит от того, насколько условия окружающей среды соответствуют требованиям данного организма и каково отклонение этих условий от оптимума, обеспечивающего нормальное его развитие. В статье приводятся сведения об изменении метеорологических условий за последние пять лет в условиях Ростовской области и их влияние на развитие и распространение фитопатогенов. Результаты фитомониторинговых исследований свидетельствуют об изменении вредоносности основных фитопатогенов в зависимости от погодных условий. За последние 5 лет наблюдений (2010-2014гг.) выявлена тенденция к некоторому изменению метеорологических условий в Нижнем Придонье. Умеренные отрицательные температуры в зимний период способствуют хорошей перезимовке растений при сохранении инфекционного начала зимующих форм грибных патогенов. Однако метеоусловия периода вегетации (осадки меньше нормы и повышенная температура воздуха) вызывали депрессивное развитие фитопатогенов в большинстве фаз вегетации. Это способствовало увеличению урожая, улучшению его качества из-за лучшего созревания ягод, а также сокращению количества обработок на виноградниках, что позволяет снижать пестицидную нагрузку и улучшать экологию ампелоценоза.
Усиление техногенного воздействия на биосферу привело к потеплению климата, деградации почв, ослаблению способности экосистем к естественному восстановлению. Особенно заметно уровень техногенных выбросов проявляется в придорожных агроландшафтах, где концентрация тяжелых металлов в несколько раз превышает предельно допустимую концентрацию (ПДК). Показатель загрязненности агроландшафтов в значительной мере зависит от интенсивности движения транспорта. На участках дорог, находящихся под лесозащитой, загрязнение растений и почвы вредными соединениями наблюдается в 10-метровой зоне. Эколого-защитные функции придорожных лесополос различного состава и строения изучались нами в северо-западной Черноморской зоне в насаждениях виноградников, пересекаемых автомагистралью Новороссийск – морской порт Кавказ, на сорте винограда Каберне. Анализ полученных данных показал, что на экологических профилях придорожного виноградника в условиях защиты его трехрядной лесополосой содержание в ягодах свинца, кадмия, цинка и меди в 6,5; 40; 5 раз превышало ПДК. При 10-рядной лесополосе виноградник более надежно защищен от эмиссий, содержание тех же соединений в ягодах было на 20-30% меньше, чем при 3-рядном лесонасаждении. В сравнении с контролем содержание перечисленных соединений в ягодах виноградных растений, находящихся под защитой лесополос, меньше: свинца на 12-47%, кадмия на 11-33, цинка на 37-51, меди на 24-44 %. Для усиления защитных свойств лесополос следует в придорожных опушках ввести 1-2 рядные посадки кустарников спиреи, кизильника, бирючины и других видов. При выполнении этих мероприятий винодельческие хозяйства Кубани смогут получать не только качественную продукцию, но и поднять урожайность виноградников, расположенных в придорожных агроландшафтах.
Переработка плодово-ягодной продукции и винограда
Интенсивные методы переработки винограда в отечественном виноделии привели к возникновению проблемы склонности столовых сухих красных виноматериалов к обратимым коллоидным помутнениям. Основной целью наших исследований было научное обоснование и практическое решение проблемы повышения качества столовых сухих красных вин за счет совершенствования технологических приемов приготовления виноматериалов. В соответствии с поставленной целью были обоснованы ограничения различных технологических приемов первичного виноделия и найдены оптимальные режимы экстрагирования мезги, позволяющие исключить склонность к обратимым коллоидным помутнениям столовых сухих красных виноматериалов. В статье приводятся результаты исследований по выявлению значимых показателей, определяющих склонность к обратимым коллоидным помутнениям столовых сухих красных виноматериалов и их статистическая обработка. Делается заключение, что виноматериалы, полученные на импортном оборудовании, отличаются более низкими концентрациями фенольных веществ, белков, полисахаридов и пектинов, что в дальнейшем обеспечивает достижение длительной гарантийной стабильности вин к помутнениям при высоком качестве готовой продукции. Виноматериалы, полученные на высокопроизводительном отечественном оборудовании, отличаются повышенным содержанием фенольных веществ, белков, полисахаридов. Высокая массовая концентрация красящих веществ и полисахаридов в дальнейшем определяет высокую склонность к обратимым коллоидным помутнениям. Поэтому рекомендовано ограничить степень сбраживания сахаров на мезге до 50 %. При сбраживании сахаров на мезге до 75 % – использовать ферментные препараты, а температуру термовинификации не поднимать выше 550С, что в дальнейшем обеспечит столовым сухим красным виноматериалам более легкую обработку и высокую стабильность.