Короткий опис(реферат):
Дисертаційна робота присвячена науковому обґрунтуванню ролі морфометричних ознак у формуванні продуктивності міжвидових гібридів картоплі, а також визначенню селекційної цінності досліджуваного матеріалу за комплексом морфологічних, морфо-продуктивних і якісних показників. Актуальність теми зумовлена необхідністю підвищення ефективності селекційної оцінки картоплі та пошуку генотипів, здатних формувати високий рівень продуктивності, оптимальну структуру бульбового гнізда, достатню товарність, бажану середню масу бульби та стабільний прояв господарсько-цінних ознак.
Метою дисертаційної роботи було визначити вплив морфометричних особливостей міжвидових гібридів картоплі на формування продуктивності, виявити кореляційні залежності між основними морфометричними та морфо-продуктивними ознаками, а також встановити особливості формування врожаю у досліджуваного матеріалу.
Для досягнення поставленої мети передбачалося встановити здатність залучених у дослідження міжвидових гібридів до утворення паростків і стебел; визначити продуктивність гібридів, її складові та зв’язок із морфологічними й морфо-продуктивними ознаками; виявити особливості прояву морфометричних показників у різних за стиглістю і продуктивністю форм; визначити вплив морфометричних ознак на рівень продуктивності міжвидових гібридів залежно від умов року; виділити перспективні форми для подальшого селекційного використання.
Об’єктом дослідження були різні за продуктивністю і стиглістю міжвидові гібриди картоплі. Предметом дослідження були морфометричні особливості міжвидових гібридів картоплі, їх вплив на формування продуктивного процесу, структуру бульбового гнізда, товарність, середню масу бульби та інші господарсько-цінні показники.
Експериментальні дослідження проводили в умовах Сумського національного аграрного університету впродовж 2023–2025 років. Досліджуваний матеріал було згруповано за групами стиглості: ранньостигла, середньорання, середньостигла та середньопізня. У межах кожної групи оцінювання проводили порівняно зі стандартними сортами відповідної групи стиглості. До ранньостиглої групи були включені гібриди П1, П2 і П3 зі стандартом Тирас; до середньоранньої – Г4, Г6, Г9, Г15, Г20, Г42 зі стандартом Явір; до середньостиглої – Г18, Г22, Г31, Г32, Г33, Г34, Г36, Г37, Г41, Г43, Г44 зі стандартом Княгиня; до середньопізньої – Г1, Г2, Г3, Г5, Г7, Г10, Г11, Г16, Г19, Г25, Г38, Г45 зі стандартом Случ.
Дослідження проводилися за загальноприйнятими методиками. У роботі застосовано комплекс методів дослідження: польові – для проведення обліків, спостережень, визначення морфометричних і морфо-продуктивних показників; лабораторні та технологічні – для оцінювання окремих якісних показників; статистичні – для встановлення закономірностей мінливості ознак, групування досліджуваного матеріалу, проведення кореляційного та кластерного аналізу, регресійного моделювання. Оцінювали висоту рослин, кількість стебел, обхват стебел, габітус куща, площу листкової поверхні, кількість листків, загальну кількість бульб у гнізді, кількість товарних і нетоварних бульб, масу бульб з гнізда, середню масу однієї бульби, товарність, вміст крохмалю та стабільність прояву окремих ознак за роками досліджень. До основних методичних прийомів дослідження віднесено групування рослин за рівнем прояву морфометричних і продуктивних ознак. У першому розділі дисертації узагальнено теоретичні основи оцінки морфометричних ознак і продуктивності міжвидових гібридів картоплі. Розкрито селекційне значення міжвидових гібридів як джерела генетичної, морфологічної та продуктивної мінливості. Показано, що залучення диких і культурних видів роду Solanum дає змогу розширити спадкову основу селекційного матеріалу, інтрогресувати ознаки стійкості, адаптивності, якості бульб і різноманіття архітектоніки куща. Окрему увагу приділено ролі морфологічної архітектоніки рослини картоплі у формуванні продуктивності, зокрема значенню стеблового апарату, листкової поверхні, габітусу куща та системи «джерело–акцептор» у процесі накопичення асимілянтів і їх спрямування до бульбового гнізда.
Обґрунтовано, що морфопродуктивні показники бульбового гнізда є важливими критеріями селекційної оцінки картоплі. Маса бульб із гнізда характеризує інтегральний прояв індивідуальної продуктивності рослини, загальна кількість бульб – інтенсивність бульбоутворення, кількість товарних бульб – якість реалізації продуктивного потенціалу, товарність – господарську придатність урожаю, середня маса бульби – крупнобульбовість і ефективність ростових процесів, а вміст крохмалю – технологічну та якісну цінність матеріалу. Підкреслено, що окрема ознака не може повністю характеризувати селекційну цінність генотипу, тому оцінювання має ґрунтуватися на комплексному підході.
У другому розділі наведено умови проведення дослідів, характеристику місця закладання польових досліджень, агрокліматичні умови років досліджень, особливості ґрунтового покриву та методику оцінювання досліджуваного матеріалу. Дослідження проводили на дослідній ділянці з чорноземом типовим глибоким малогумусним середньосуглинковим великопилуватим. Агрохімічний стан ґрунту був загалом сприятливим для вирощування картоплі та проведення досліджень, пов’язаних з оцінюванням продуктивності сортів і міжвидових гібридів. У межах досліду було забезпечено порівняння гібридів у межах біологічно близьких груп стиглості, що дало змогу уникнути некоректного зіставлення ранніх і пізніших форм та точніше визначити селекційну цінність кожного генотипу. Кліматичні умови років досліджень були різноманітними: від сприятливого (2025 рік) до несприятливого (2024 рік).
У третьому розділі проаналізовано особливості формування продуктивності міжвидових гібридів картоплі. Встановлено значну диференціацію досліджуваного матеріалу за рівнем індивідуальної продуктивності. Маса бульб у гнізді змінювалася від дуже низького рівня у гібрида Г25 до максимального значення у гібрида П2. Такий діапазон засвідчив широку мінливість реалізації врожайного потенціалу в досліджуваній популяції. За середніми показниками продуктивності найбільшу частку становили помірно продуктивні гібриди, тоді як високопродуктивна група була представлена лише окремими формами. Це свідчить про те, що в досліджуваній популяції переважали генотипи із середнім рівнем реалізації продуктивного потенціалу, а форми з дуже високою масою бульб у гнізді мали особливу селекційну цінність.
Найбільш перспективними за рівнем маси бульб у гнізді були гібриди П2, Г32, Г34, Г10, Г19 і Г16. У ранньостиглій групі особливо виділявся гібрид П2, який істотно перевищував стандарт Тирас і може розглядатися як цінне джерело поєднання скоростиглості та високої індивідуальної продуктивності. У середньоранній групі жоден із гібридів не перевищив стандарт Явір, однак найближчим до нього був Г15, що дозволяє розглядати його як перспективну форму цієї групи. У середньостиглій групі найбільшу селекційну цінність мали гібриди Г32 і Г34, які характеризувалися підвищеним рівнем продуктивності та наближеністю до стандарту Княгиня. У середньопізній групі селекційний інтерес становили Г10, Г19 і Г16, здатні формувати потужне бульбове гніздо.
Окрему увагу приділено оцінюванню вмісту крохмалю та стабільності його прояву за роками. Встановлено, що високий рівень крохмалистості не завжди є достатнім критерієм селекційної цінності. Найбільш важливими є гібриди, які поєднують підвищений або високий уміст крохмалю зі стабільністю прояву цієї ознаки. За комплексною оцінкою особливо цінними є П1, П3 і Г32, які можуть бути використані як джерела прогнозованої якості та стабільного накопичення крохмалю. Таким чином, селекційна оцінка міжвидових гібридів має ґрунтуватися не лише на абсолютному рівні маси бульб або вмісту крохмалю, а й на комплексному поєднанні продуктивності, групи стиглості, стабільності прояву ознак і напряму можливого використання.
У четвертому розділі досліджено морфо-продуктивні та архітектонічні особливості формування продуктивності міжвидових гібридів картоплі. Проведено аналіз кількості бульб, співвідношення товарної й нетоварної фракцій, середньої маси бульби, товарності та типу формування бульбового гнізда. Встановлено, що бульбове гніздо формується за кількома принципово різними типами, які відображають особливості реалізації продуктивного потенціалу рослин.
У роботі запропоновано авторський підхід до типологізації бульбового гнізда міжвидових гібридів картоплі за співвідношенням товарних і нетоварних бульб. На цій основі було виділено продуктивно-збалансований, кількісно-орієнтований типи, тип з обмеженим бульбоутворенням і нестабільний тип гнізда. Продуктивно-збалансований тип характеризується приблизно однаковою кількістю товарних і нетоварних бульб або переважанням товарної фракції. До нього віднесено П2, П3, Г36 і Г19. Ці гібриди мають найбільшу селекційну цінність, оскільки в них інтенсивність бульбоутворення узгоджується з ростом бульб і формуванням товарної частини врожаю. Кількісно-орієнтований тип був найпоширенішим у досліджуваній популяції та охоплював понад половину гібридів. Для нього характерне переважання нетоварної фракції, що свідчить про інтенсивне закладання бульб, але недостатнє забезпечення їхнього росту. Гібриди з обмеженим бульбоутворенням мали низький потенціал формування врожаю, а нестабільний тип відображав значну залежність структури гнізда від умов року.
Показано, що найбільший селекційний інтерес становлять форми, які поєднують достатню або високу кількість бульб, підвищену середню масу однієї бульби, помірну чи високу товарність і здатність зберігати ці ознаки в різні роки досліджень. Узагальнення результатів розділу засвідчило, що селекційна оцінка міжвидових гібридів картоплі за морфо-продуктивними показниками має ґрунтуватися на комплексному підході. Окрема ознака – кількість бульб, середня маса бульби або товарність — не може повною мірою характеризувати цінність генотипу. Найбільш обґрунтованим є добір форм із продуктивно-збалансованим типом гнізда, у яких інтенсивність бульбоутворення узгоджується з ростом бульб, формуванням товарної фракції та стабільністю прояву основних ознак.
У п’ятому розділі розкрито морфометричні особливості надземної частини міжвидових гібридів картоплі та їх зв’язок із продуктивністю. Досліджено особливості формування стеблостою, висоту рослин, кількість і обхват стебел, листкову поверхню, кількість листків, габітус куща та їх взаємозв’язок із масою і кількістю бульб у гнізді. Показано, що стеблоутворення є однією з важливих морфологічних ознак рослини картоплі, оскільки воно визначає архітектоніку куща, розвиток надземної маси, потенціал формування асиміляційної поверхні та опосередковано впливає на закладання бульбового гнізда.
Кореляційний аналіз засвідчив складний характер зв’язку між морфометричними ознаками рослин і продуктивністю. У загальній вибірці сила зв’язків часто була слабкою або помірною, що пояснюється наявністю в досліджуваній популяції різних типів формування врожаю: багатобульбових, великобульбових, дрібнофракційних, високотоварних або нестабільних форм. Більш інформативним виявився аналіз окремих продуктивних груп, зокрема низькопродуктивних і високопродуктивних гібридів, а також контрастних груп із крайнім проявом продуктивності. Такий підхід дозволив краще розмежувати ознаки, які обмежують формування врожаю, і ознаки, що супроводжують високу реалізацію продуктивного потенціалу. У низькопродуктивних гібридів маса бульб була тісніше пов’язана з обхватом стебел і площею листків, що свідчить про обмежувальну роль недостатньо розвиненої надземної частини. Для високопродуктивних форм сильних парних зв’язків між окремими морфометричними показниками та масою бульб не виявлено, що свідчить про комплексний характер реалізації продуктивного потенціалу. Аналіз контрастних груп показав, що крайні за продуктивністю форми краще розкривають роль морфометричних ознак у переході від низького до високого рівня формування врожаю.
Для глибшого аналізу було використано регресійне моделювання. У моделях функцією виступали маса бульб у гнізді або кількість бульб, а аргументами – висота рослин, кількість стебел, обхват стебел, площа листків та кількість листків. Регресійний аналіз підтвердив, що продуктивність картоплі формується не під впливом однієї ознаки, а через комплекс взаємопов’язаних параметрів. Найбільшу пояснювальну цінність мали моделі, у яких враховувалися показники, що характеризують як стебловий апарат, так і листкову поверхню. Це свідчить про важливість асиміляційного потенціалу рослини та його зв’язку з формуванням бульбового гнізда.
Отримані результати дали змогу уточнити підходи до оцінювання міжвидових гібридів картоплі за структурою бульбового гнізда. Зокрема, за співвідношенням товарних і нетоварних бульб, середньою масою бульби та рівнем бульбоутворення було виділено продуктивно-збалансований, кількісно-орієнтований, обмежений і нестабільний типи формування гнізда, що дозволило глибше охарактеризувати селекційну цінність досліджуваного матеріалу. Встановлено, що маса бульб у гнізді, кількість бульб, товарність, середня маса бульби та вміст крохмалю формуються не під впливом однієї окремої ознаки, а внаслідок комплексної взаємодії параметрів стеблового апарату, листкової поверхні та типу бульбоутворення. Уперше для досліджуваної сукупності міжвидових гібридів картоплі проведено комплексне групування за характером формування бульбового гнізда, що дозволило виділити різні морфо-продуктивні типи та перейти від простої оцінки врожайності до з’ясування механізмів її формування.
Уточнено характер кореляційних залежностей між морфометричними показниками рослин і продуктивністю. Показано, що в загальній вибірці зв’язки між ознаками послаблюються через наявність різних типів формування врожаю, тоді як аналіз окремих продуктивних і контрастних груп є більш інформативним для виявлення ознак, які обмежують або супроводжують реалізацію продуктивного потенціалу. Набули подальшого розвитку методичні підходи до оцінювання міжвидових гібридів картоплі на основі поєднання морфометричного аналізу, групування за продуктивністю, кореляційного аналізу та регресійного моделювання. Обґрунтовано доцільність використання висоти рослин, кількості й обхвату стебел, площі листкової поверхні та кількості листків як допоміжних показників для пояснення формування маси й кількості бульб у гнізді.
Практичне значення одержаних результатів полягає у можливості використання встановлених морфометричних закономірностей як додаткових критеріїв селекційної оцінки сортів і міжвидових гібридів картоплі. Визначені зв’язки між параметрами стеблостою, листкової поверхні та показниками бульбоутворення дають змогу прогнозувати продуктивний потенціал рослин, виділяти перспективні форми з оптимальною архітектонікою куща та обґрунтовувати напрями подальшого селекційного добору.
Для подальшого селекційного опрацювання доцільно використовувати гібрид П2 як цінне джерело високої продуктивності, інтенсивного бульбоутворення та високої товарності бульб, особливо у селекції ранньостиглих форм картоплі. Гібриди Г32 і Г34 рекомендовано залучати до селекційного процесу як перспективні форми середньостиглої групи, що поєднують підвищений рівень продуктивності з відносно стабільною реалізацією ознаки за роками досліджень. Гібриди Г10, Г19 і Г16 доцільно використовувати як вихідний матеріал для створення середньопізніх форм із підвищеним рівнем продуктивності та здатністю формувати потужне бульбове гніздо. Гібриди П1, П3 і Г32 мають цінність як джерела стабільного підвищеного вмісту крохмалю.
Результати дослідження можуть бути використані у науково-дослідних установах, селекційних центрах, сортовипробувальних станціях, а також у практиці господарств, що спеціалізуються на вирощуванні картоплі. Запропоновані підходи дозволяють підвищити ефективність оцінювання вихідного матеріалу, уточнити напрями добору, виділити перспективні форми за комплексом продуктивних, морфо-продуктивних і морфометричних ознак, а також оптимізувати подальше використання міжвидових гібридів у селекційних програмах.
Узагальнення результатів дисертаційної роботи свідчить, що міжвидові гібриди картоплі є цінним джерелом морфологічної та продуктивної мінливості, однак їх селекційна оцінка має ґрунтуватися на комплексному аналізі. Найбільш інформативними критеріями добору є не лише маса бульб у гнізді, а й тип формування бульбового гнізда, товарність, середня маса бульби, стабільність прояву продуктивних ознак, вміст крохмалю, параметри стеблостою та листкової поверхні. Такий підхід дозволяє глибше зрозуміти механізми формування продуктивності та підвищити ефективність селекційного добору перспективного матеріалу картоплі.
Суть розробки, основні результати:
This dissertation is devoted to the scientific justification of the role of
morphometric traits in determining the productivity of interspecific potato hybrids,
as well as to determining the breeding value of the studied material based on a set of
morphological, morpho-productive, and quality indicators. The relevance of the
topic stems from the need to improve the efficiency of potato breeding evaluation
and to identify genotypes capable of producing high yields, an optimal tuber cluster
structure, sufficient marketability, a desirable average tuber weight, and stable
expression of economically valuable traits.
The objective of this dissertation was to determine the influence of the
morphometric characteristics of interspecific potato hybrids on yield formation, to
identify correlations between the main morphometric and morpho-productive traits,
and to establish the characteristics of yield formation in the studied material.
To achieve this objective, the study aimed to assess the ability of the
interspecific hybrids included in the study to produce sprouts and stems; to
determine the productivity of the hybrids, its components, and its relationship with
morphological and morpho-productive traits; to identify the characteristics of
morphometric indicators in forms differing in maturity and productivity; to
determine the influence of morphometric traits on the productivity level of
interspecific hybrids depending on annual conditions; and to identify promising
forms for further breeding use. The study focused on interspecific potato hybrids
that varied in yield and maturity. The research examined the morphometric
characteristics of interspecific potato hybrids, their impact on the yield formation process, the structure of the tuber cluster, marketability, average tuber weight, and
other economically valuable indicators.
Experimental studies were conducted at Sumy National Agrarian University
from 2023 to 2025. The test material was grouped by maturity: early-maturing, mid
early, mid-maturing, and mid-late. Within each group, evaluations were conducted
in comparison with standard varieties of the corresponding maturity group. The
early-maturing group included hybrids P1, P2, and P3, with the standard variety
being Tyras; the mid-early group included G4, G6, G9, G15, G20, and G42, with
the standard variety being Yavir; the mid-season group included hybrids G18, G22,
G31, G32, G33, G34, G36, G37, G41, G43, and G44, with Knyaginya as the
standard; for mid-late varieties – G1, G2, G3, G5, G7, G10, G11, G16, G19, G25,
G38, G45, with the Sluch standard.
The research was conducted using generally accepted methodologies. A set of
research methods was applied in this study: field methods—for conducting surveys,
observations, and determining morphometric and morpho-productive indicators;
laboratory and technological methods—for evaluating specific quality indicators;
and statistical methods—for identifying patterns of trait variability, grouping the
study material, and conducting correlation and cluster analyses, as well as regression
modeling. The following were assessed: plant height, number of stems, stem
circumference, bush habit, leaf area, number of leaves, total number of tubers per
clump, number of marketable and non-marketable tubers, weight of tubers per
clump, average weight of a single tuber, marketability, starch content, and the
stability of individual traits across the years of the study. The main methodological
approaches of the study included grouping plants according to the level of
expression of morphometric and productive traits. The first chapter of the
dissertation summarizes the theoretical foundations for evaluating the morphometric
traits and productivity of interspecific potato hybrids. The breeding value of
interspecific hybrids as a source of genetic, morphological, and productive
variability has been demonstrated. It is shown that the inclusion of wild and
cultivated species of the genus Solanum makes it possible to broaden the genetic
base of breeding material and introgress traits of resistance, adaptability, tuber
quality, and diversity in bush architecture. Particular attention is paid to the role of
the morphological architecture of the potato plant in determining productivity,
specifically the importance of the stem system, leaf area, bush habit, and the
“source–sink” system in the process of assimilate accumulation and transport to the
tuber cluster.It is demonstrated that the morphological and productive indicators of
the tuber cluster are important criteria for potato breeding evaluation. The weight of
tubers from the cluster characterizes the integrated manifestation of a plant’s
individual productivity; the total number of tubers—the intensity of tuber formation;
the number of marketable tubers—the quality of the realization of productive
potential; marketability—the economic suitability of the crop; the average tuber
weight—large-tuber production and the efficiency of growth processes; and starch
content reflects the technological and qualitative value of the material. It is
emphasized that a single trait cannot fully characterize the breeding value of a
genotype; therefore, evaluation must be based on a comprehensive approach.
The second chapter describes the experimental conditions, the characteristics
of the field trial site, the agroclimatic conditions during the years of the study, the
characteristics of the soil cover, and the methodology for evaluating the study
material. The research was conducted on an experimental plot with typical deep
chernozem, characterized by low organic matter content, medium loam texture, and
coarse-grained structure. The agrochemical condition of the soil was generally
favorable for potato cultivation and for conducting research related to the evaluation
of the productivity of varieties and interspecific hybrids. The experiment ensured a
comparison of hybrids within biologically similar maturity groups, which made it
possible to avoid incorrect comparisons between early and later forms and to more
accurately determine the breeding value of each genotype. Climatic conditions
during the study years varied from favorable (2025) to unfavorable (2024).
The third chapter analyzes the characteristics of yield formation in
interspecific potato hybrids. Significant differentiation was observed among the
studied materials in terms of individual yield. Tuber weight per nest ranged from a very low level in hybrid G25 to a maximum value in hybrid P2. This range indicated
wide variability in the realization of yield potential within the studied population.
Based on average productivity indicators, moderately productive hybrids accounted
for the largest share, while the highly productive group was represented by only a
few forms. This indicates that genotypes with an average level of yield potential
realization predominated in the studied population, while forms with very high tuber
weight per nest had particular breeding value.
The most promising hybrids in terms of tuber weight per nest were P2, G32,
G34, G10, G19, and G16. In the early-maturing group, hybrid P2 stood out in
particular, as it significantly exceeded the Tyras standard and can be considered a
valuable source of a combination of early maturity and high individual productivity.
In the mid-early group, none of the hybrids exceeded the Yavir standard; however,
G15 came closest to it, allowing it to be considered a promising variety within this
group. In the mid-season group, hybrids G32 and G34 had the greatest breeding
value, characterized by high yields and proximity to the Knyaginya standard. In the
mid-late group, G10, G19, and G16 were of breeding interest, as they were capable
of forming a robust tuber cluster.
Special attention was paid to evaluating starch content and the stability of its
expression over the years. It was found that a high starch content is not always a
sufficient criterion for breeding value. The most important hybrids are those that
combine elevated or high starch content with the stability of this trait. Based on a
comprehensive evaluation, P1, P3, and G32 are particularly valuable, as they can be
used as sources of predictable quality and stable starch accumulation. Thus, the
breeding evaluation of interspecific hybrids should be based not only on the absolute
level of tuber weight or starch content, but also on a comprehensive combination of
productivity, maturity group, stability of trait expression, and potential use. Chapter
4 examines the morphological, productive, and architectonic characteristics of yield
formation in interspecific potato hybrids. An analysis was conducted of the number
of tubers, the ratio of marketable to non-marketable tubers, average tuber weight,
marketability, and the type of tuber cluster formation. It was established that tuber
clusters form according to several fundamentally different types, which reflect the
characteristics of how the plants’ productive potential is realized.
This study proposes an original approach to the typology of tuber clusters in
interspecific potato hybrids based on the ratio of marketable to non-marketable
tubers. On this basis, the following types were identified: a productivity-balanced
type, a quantity-oriented type, a type with limited tuber formation, and an unstable
cluster type. The productivity-balanced type is characterized by approximately equal
numbers of marketable and non-marketable tubers or a predominance of the
marketable fraction. This type includes P2, P3, G36, and G19. These hybrids have
the highest breeding value, as their tuber formation intensity is balanced with tuber
growth and the formation of the marketable portion of the crop. The yield-oriented
type was the most common in the studied population and accounted for more than
half of the hybrids. It is characterized by a predominance of the non-marketable
fraction, indicating intensive tuber set but insufficient support for their growth.
Hybrids with limited tuber formation had low yield potential, while the unstable type
showed a significant dependence of the nest structure on annual conditions.
It was shown that the forms of greatest breeding interest are those that
combine a sufficient or high number of tubers, an increased average tuber weight,
moderate or high marketability, and the ability to maintain these traits across
different years of the study. A summary of the results in this section demonstrated
that the breeding evaluation of interspecific potato hybrids based on morpho
productive indicators should be grounded in a comprehensive approach. A single
trait—such as the number of tubers, average tuber weight, or marketability—cannot
fully characterize the value of a genotype. The most sound approach is to select
forms with a balanced, productive cluster type, in which the intensity of tuber
formation is harmonized with tuber growth, the formation of the marketable fraction,
and the stability of the expression of key traits.
Chapter 5 examines the morphometric characteristics of the aboveground
parts of interspecific potato hybrids and their relationship to productivity. The study
examined the characteristics of stem formation, plant height, the number and
circumference of stems, leaf area, the number of leaves, and bush habit, as well as
their relationship to the weight and number of tubers per nest. It was shown that stem
formation is one of the important morphological traits of the potato plant, as it
determines the architecture of the plant, the development of aboveground biomass,
the potential for forming an assimilation surface, and indirectly influences the
formation of the tuber cluster.
Correlation analysis revealed a complex relationship between the plants’
morphometric traits and productivity. In the overall sample, the strength of the
correlations was often weak or moderate, which can be explained by the presence of
various yield-forming types in the studied population: multi-tuber, large-tuber,
small-tuber, high-market-quality, or unstable forms. The analysis of individual
productivity groups proved to be more informative, particularly low- and high
yielding hybrids, as well as contrasting groups exhibiting extreme levels of
productivity. This approach allowed for a clearer distinction between traits that limit
yield formation and those associated with the full realization of productive potential.
In low-yielding hybrids, tuber weight was more closely correlated with stem
circumference and leaf area, indicating the limiting role of an underdeveloped
aboveground part. For high-yielding forms, no strong positive correlations were
found between individual morphometric indicators and tuber weight, indicating the
complex nature of yield potential realization. An analysis of contrasting groups
showed that the forms at the extremes of productivity better illustrate the role of
morphometric traits in the transition from low to high levels of yield formation.
Regression modeling was used for a more in-depth analysis. In the models, the
dependent variable was either the tuber weight per clump or the number of tubers,
while the independent variables were plant height, number of stems, stem
circumference, leaf area, and number of leaves. Regression analysis confirmed that
potato yield is determined not by a single trait but by a complex of interrelated
parameters. The models that accounted for indicators characterizing both the stem
system and the leaf area had the greatest explanatory power. This indicates the
importance of a plant’s assimilation potential and its relationship to tuber cluster
formation.
The results obtained made it possible to refine approaches to evaluating
interspecific potato hybrids based on tuber cluster structure. In particular, based on
the ratio of marketable to non-marketable tubers, average tuber weight, and tuber
formation rate, four types of tuber cluster formation were identified: productive
balanced, yield-oriented, limited, and unstable. This allowed for a more in-depth
characterization of the breeding value of the studied material. It was established that
tuber weight per cluster, number of tubers, marketability, average tuber weight, and
starch content are determined not by a single trait but by the complex interaction of
parameters related to the stem system, leaf surface, and tuber formation type. For
the first time, a comprehensive grouping based on the nature of tuber cluster
formation was conducted for the studied population of interspecific potato hybrids,
which made it possible to identify different morpho-productive types and move from
a simple assessment of yield to an understanding of the mechanisms underlying its
formation.
The nature of the correlations between plant morphometric indicators and
productivity has been clarified. It was shown that in the overall sample, the
relationships between traits are weakened due to the presence of different types of
yield formation, whereas the analysis of individual productive and contrasting
groups is more informative for identifying traits that limit or accompany the
realization of productive potential. Methodological approaches to evaluating
interspecific potato hybrids were further developed based on a combination of
morphometric analysis, grouping by productivity, correlation analysis, and
regression modeling. The feasibility of using plant height, stem number and
circumference, leaf area, and number of leaves as auxiliary indicators to explain the
formation of tuber weight and number per nest has been substantiated.
The practical significance of the obtained results lies in the possibility of using
the established morphometric patterns as additional criteria for the breeding
evaluation of potato varieties and interspecific hybrids. The identified relationships
between stem stand parameters, leaf area, and tuber formation indicators make it
possible to predict the productive potential of plants, identify promising forms with
optimal bush architecture, and justify directions for further breeding selection.
For further breeding work, it is advisable to use hybrid P2 as a valuable source
of high productivity, intensive tuber formation, and high marketability of tubers,
especially in the breeding of early-maturing potato varieties. Hybrids G32 and G34
are recommended for inclusion in the breeding process as promising varieties in the
mid-season group, combining a high level of productivity with relatively stable
expression of this trait across the years of research. Hybrids G10, G19, and G16 are
suitable for use as breeding material to develop mid-late varieties with increased
productivity and the ability to form a robust tuber cluster. Hybrids P1, P3, and G32
are valuable as sources of consistently high starch content.
The results of this study can be utilized by research institutions, breeding
centers, variety testing stations, as well as by farms specializing in potato cultivation.
The proposed approaches make it possible to improve the efficiency of evaluating
source material, refine selection strategies, identify promising forms based on a
combination of productive, morpho-productive, and morphometric traits, and
optimize the further use of interspecific hybrids in breeding programs. A summary
of the dissertation’s findings indicates that interspecific potato hybrids are a valuable
source of morphological and productive variability; however, their breeding
evaluation must be based on a comprehensive analysis. The most informative
selection criteria include not only tuber weight per cluster but also the type of tuber
cluster formation, marketability, average tuber weight, stability of yield traits, starch
content, and parameters of the stem and leaf surface. This approach allows for a
deeper understanding of the mechanisms underlying yield formation and improves
the efficiency of breeding selection for promising potato material.