Введение к работе
Актуальность темы диссертации. Вопросы хранения плодов яблони в Белорусском НИИ плодоводства изучаются практически со времени его основания. Белорусские и интродуцированные сорта, рекомендуемые для широкого и повсеместного выращивания, проходят проверку на длительность хранения их плодов. Однако до настоящего времени не проведена комплексная оценка сортимента яблони по признаку продолжительности хранения, которая должна включать изучение пластичности, стабильности и селекционной ценности сортов по нему, а также зависимости продолжительности хранения плодов каждого сорта от условий выращивания.
В настоящий момент особенно остро встает проблема прогнозирования сроков уборки и лежкости плодов на основании комплекса показателей. Это направление сравнительно недавно начали изучать в ряде стран с развитым садоводством (США, Германия, Польша и др.). В Беларуси данная проблема в полном объеме не рассматривалась вообще, за исключением некоторых отдельных критериев прогноза лежкости и их взаимосвязей с продолжительностью хранения яблок.
Существенные потери плодов и снижение их качества при хранении требуют разработки объективных критериев прогноза, позволяющих заблаговременно определять оптимальные сроки съема, длительность хранения плодов и их предрасположенность к тем или иным болезням хранения. Данные критерии должны обеспечить сокращение материальных и временных затрат в период уборки и закладки яблок на хранение, увеличить сроки хранения плодов с сохранением их качества и значительно снизить потери яблок вследствие скрытых физиологических заболеваний.
Связь работы с крупными научными программами, темами. Диссертационная работа являлась частью Государственной научно-технической программы "Агрокомплекс", подпрограммы "Плоды и ягоды" и входила в проблемно-тематический план БелНИИ плодоводства по темам, внесенным в Государственный регистр НИОКР Республики Беларусь: "Разработать методы прогнозирования сроков уборки и лежкости плодов яблони белорусского сортимента на основании созданного банка данных" на 1992-1995 гг. (Утверждена Ученым советом БелНИИП 7 апреля 1992 г., протокол №2, № госрегистрации 1993350) и "Разработать технологии хранения плодов и ягод с учетом сортовых особенностей и прогноза их лежкости" на 1991-1995 гг. (Утверждена Ученым советом БелНИИП 5 февраля 1991 г., протокол № 1, № госрегистрации 1993357).
Цель и задачи исследования. Целью настоящего исследования являлась разработка объективных показателей для прогноза оптимальных сроков уборки и лежкости плодов яблони белорусского сортимента на основании многомерного подхода к анализу собранных данных.
Для реализации этой цели ставились следующие задачи:
1. Определить долю влияния сорта и условий выращивания на продол
жительность хранения плодов;
2. Оценить пластичность, стабильность и модификационную изменчи
вость сортов яблони по признаку продолжительности хранения плодов;
-
Исследовать изменчивость признаков сохраняемости и химического состава плодов яблони;
-
Выявить характер взаимодействия признаков сохраняемости и химического состава плодов яблони и определить их прямой и косвенный вклады в продолжительность хранения;
-
Изучить возможность прогноза сроков уборки плодов по комплексу физико-химических и органолептических показателей;
-
Проверить возможность использования этилена в качестве одного из основных критериев прогноза сроков уборки плодов;
-
Исследовать уровни и динамику накопления основных элементов минерального питания и их взаимосвязь с продолжительностью хранения плодов;
-
Оценить возможность прогноза комплекса физиологических заболеваний с помощью этилен-продуцента гидрела;
-
Разработать методики прогноза сроков уборки и лежкости плодов яблони белорусского сортимента.
Поставленные цель и задачи выполнены.
Объект и предмет исследования. Объектами исследований служили плоды белорусских и интродуцированных сортов яблони, выращенных в опытном саду БелНИИП и ряде хозяйств Минской, Брестской и Гродненской областей в 1992-1995 гг., а также банк экспериментальных данных по хранению плодов за 1971-1989 гг., накопленный в отделе хранения и технологической оценки БелНИИП.
Гипотеза. Плоды яблони, как часть целостного живого организма растения, также проходят в своем развитии ряд последовательных этапов. Переход плода от одного состояния в другое возможен только при определенных условиях: стабилизации процессов метаболизма, определенном минеральном и биохимическом составе, конкретных условиях внешней среды и др. Все этапы развития плода тесно связаны между собой. Поэтому, зная особенности прохождения предыдущих этапов, можно прогнозировать дальнейшее развитие плода, независимо от того, где плод находится - на дереве или в хранилище. На этом основано прогнозирование сроков уборки и лежкости плодов яблони.
Методология и методы проведенного исследования. Исследования проводились по известным методикам применительно к плодовым культурам; некоторые статистические методы в области плодоводства применялись впервые.
Научная новизна и значимость полученных результатов. В ходе исследований впервые установлена пластичность и стабильность сортов яблони белорусского сортимента в процессе хранения; выявлены закономерности генотипической и модификационной изменчивости признаков сохраняемости плодов и их химического состава; на основании анализа взаимосвязей признаков выявлены прямой и косвенный вклады исследованных признаков в продолжительность хранения, что дает возможность определить критерии оценки продолжительности хранения, а в селекционном плане - выделить и использовать показатели, оказывающие на нее наибольшее влияние.
Впервые в Беларуси получены оригинальные данные по минеральному составу плодов и его влиянию на продолжительность хранения и развитие заболеваний; показана возможность использования ряда физико-химических показателей в качестве критериев прогноза сроков уборки плодов, а также целесообразность применения этилен-продуцента гидрела для прогнозирования комплекса физиологических заболеваний.
Адаптирована и впервые применена на плодах яблони белорусского сортимента методика прогноза сроков уборки плодов на основании накопления эндогенного этилена в закрытых сосудах.
Практическая значимость полученных результатов. Полученные результаты использованы в БелНИИ плодоводства при разработке научно-технической документации по хранению новых и перспективных сортов яблони и обобщены в "Методике определения оптимальных сроков уборки плодов яблони для длительного хранения" (1997) и "Методике прогноза лежкости плодов яблони на основании оценки минерального состава и предрасположенности к болезням хранения" (1997), позволяющих с высокой степенью достоверности за 2-3 недели до съемной зрелости яблок определять даты их уборки и оценивать их лежкость и предрасположенность к ряду физиологических заболеваний. Разработанные методики утверждены на заседании Научно-технического Совета Минсельхозпрода Республики Беларусь (Протокол № 5 от 18.12.1995 г.) и рекомендованы для использования при организации процессов уборки и длительного хранения плодовой продукции в местах производства.
Основные положения, выносимые на защиту:
модификационная изменчивость, пластичность и стабильность сортов по признаку продолжительности хранения плодов;
изменчивость признаков сохраняемости и химического состава плодов яблони, а также взаимосвязь данных признаков и метеорологических условий за период от начала вегетации до уборки;
определение сроков уборки плодов по комплексу физико-химических показателей и накоплению эндогенного этилена;
- прогнозирование лежкости плодов и предрасположенности их к комплексу функциональных заболеваний на основании минерального состава
и тест-прогноза.
Личный вклад соискателя. Автором настоящей работы проведен патентный поиск по вопросам прогноза сроков уборки и лежкости плодов яблони; изучена литература по проблемам хранения и прогноза в плодоводстве; проведен отбор и анализ более 100 образцов плодов; выполнены все замеры и определения физико-химических параметров, за исключением минерального состава плодов и накопления ими эндогенного этилена в закрытых сосудах. Первичные данные по этим показателям, определение которых требует сложного технического оборудования, были получены в Институтах молекулярной и атомной физики и фотобиологии НАН Беларуси. Соискателем самостоятельно проведена статистическая обработка данных, написан текст диссертации и автореферата, сделаны выводы и даны рекомендации производству и селекции.
Необходимо отметить, что в работе использованы многолетние, ранее опубликованные, первичные опытные данные по хранению плодов яблони за 1971-1989 гг., собранные сотрудниками отдела хранения и технологической оценки В.А. Радюк, И.В. Ярошевич, Л.М.Ярохович и др. После многомерной статистической обработки эти данные составили часть третьей и четвертой глав диссертационной работы.
Апробация результатов диссертации. Результаты исследований и методические разработки доложены и обсуждены на заседаниях Ученого совета БелНИИ плодоводства, Научно-технического Совета Минсельхозпрода РБ, на III Республиканской научной конференции молодых ученых "Проблемы современного садоводства" (Киев, 1995), научной конференции "Молодые ученые - садоводству России" (Москва, 1995), научной конференции "Современные проблемы плодоводства", посвященной 70-летию БелНИИ плодоводства (Самохваловичи Минской обл., 1995) и II Международной конференции по проблемам качества плодов семечковых культур (Бонн, ФРГ, 1996).
Опубликованность результатов. По материалам диссертации опубликовано 14 работ (98/10 стр.), в т.ч.: 9 статей (7 - в научных сборниках, из них 1 -за рубежом, 2 - в журналах) и 5 тезисов докладов (1 - за рубежом).
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, общей характеристики работы, основной части (включающей аналитический обзор литературы по изучаемой проблеме, характеристику объектов, методов и условий исследований, а также четыре главы экспериментальных исследований), выводов, рекомендаций производству и селекции, списка используемой и цитируемой литературы, приложений. Работа изложена на 135 страницах текста, включает 26 таблиц, 17 рисунков, 3 приложения. Список литературы содержит 207 наименований, в том числе 80 - на иностранных языках.