Народнохозяйственное значение конопли

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 13Следующая ⇒

По производству органического вещества на единицу посевной площади конопля занимает одно из ведущих мест, наряду с сахарной свеклой и картофелем (Голобородько П.А., 1994).

В Средневолжском регионе конопля выращивается преимущественно на двустороннее использование и на зеленец. Растения конопли формируют большую биомассу за относительно короткий период вегетации. Произведённые из конопли продукты экологически безопасны, легко разлагаются микроорганизмами. Культуру целесообразно вводить в севооборот, так как она улучшает структуру почвы, очищает её от сорняков, является хорошим предшественником для яровых, а при уборке на зеленец – и для озимых культур.

Адсорбирующие свойства конопли эффективно используются для оздоровления агробиоценозов и биоценозов, загрязнённых отходами и выбросами вредных промышленных производств, а также заражённых радионуклидами местностей. Возделывание конопли оздоравливает почвенную микрофлору, снижает количество сорных растений и минимизирует применение пестицидов.

Разностороннее использование продукции коноплеводства и возможность получать хорошие урожаи без пестицидов подтверждают преимущества конопли перед другими сельскохозяйственными культурами (Сенченко Г.И., Тимонин М.А., 1978).

В сельскохозяйственном производстве Средневолжского региона возделываются преимущественно сорта среднерусской однодомной конопли. Они используются для получения пеньковолокна и семян. Содержание волокна в стеблях и масла в семенах этих сортах варьирует от 25 до 33%, содержание целлюлозы – от 45 до 55% (Степанов Г.С., Фадеев А.П., Романова И.В., 2005).

Из конопляного сырья могут производиться тысячи наименований различной продукции – волокно, ткани, масло, бумага, лекарства и т.д. Особую ценность имеют пенька и конопляное масло – источник комплекса незаменимых ненасыщенных жирных кислот (Тихомиров В.Т., Барашкин В.А., Зеленина О.Н., 2001).

Пенька (волокно стеблей конопли) – ценное промышленное сырьё, идёт на изготовление различных видов верёвок, канатов, шпагатов, шнуров, сердечников стальных тросов, тканей технического назначения и одежды. Волокна конопли отличаются особой прочностью и стойкостью к солёной воде, в результате незаменимы в морском деле. Канаты и верёвки из пеньки до сих пор используются в мореходстве, так как практически не изнашиваются от контакта с морской солью и обладают высокой морозостойкостью.

Добавление к конопляному волокну синтетических или других натуральных волокон и изготовление композитных материалов создаёт пригодность их использования в текстильной, автомобильной, авиационной, ракетно-космической и других современных отраслях промышленности. Из короткого волокна конопли получают котонизированную вату, нетканые (теплозвукоизоляционные) и прочие материалы.

В условиях острого недостатка хлопкового и льняного волокна конопля является возобновляемым источником компенсации дефицита прядильного сырья.

Костра ( одревесневшие части стеблей ), остающаясяпосле переработки стеблей конопли, составляет 65-70 % от массы перерабатываемой тресты. Она может служить сырьём для бумажной и химической промышленности, изготовления стройматериалов, а так же использоваться как топливо и как субстрат для выращивания шампиньонов. Зола костры – ценное удобрение, содержащее большое количество фосфора, калия и кальция. Из костры можно получать гидролизный этиловый спирт (Голобородько П.А., 1994).

Целлюлоза, полученная из конопли, пригодна для изготовления ценных и тонких сортов бумаги. Изготовленная из конопли бумага не желтеет и отличается особой прочностью и устойчивостью. Пластик, получаемый путем полимеризации конопляной целлюлозы, используется для изготовления упаковочных материалов, он поддается биохимическому разложению и потому не представляет угрозы для окружающей среды.

Используя целлюлозу конопли, некоторые страны существенно сократили вырубку лесов и обеспечили сохранность экологической среды.

Целлюлоза незаменима при изготовлении пироксилина, являющегося незаменимым компонентом взрывчатых веществ.

Семена конопли – ценный пищевой продукт. Их основной компонент – углеводы, количество которых достигает 48%. Содержание масла в семенах колеблется в зависимости от сорта от 29 до 33% (табл. 1).

Таблица 1 – Химический состав семян сортов

однодомной конопли среднерусского экотипа

Сорт	Содержание, % от сухой массы
сырой протеин	масло	клетчатка	зола	P₂O₅	K₂O	Ca
Сурская	21, 3	30, 24	17, 71	5, 76	1, 11	1, 07	0, 28
Диана	24, 9	31, 34	17, 01	5, 65	1, 07	1, 14	0, 41
Ингреда	26, 3	29, 02	18, 01	5, 46	1, 23	1, 22	0, 49
Антонио	26, 6	31, 92	16, 88	6, 53	1, 13	0, 98	0, 16
Юлиана	25, 9	33, 37	16, 14	5, 58	1, 05	1, 07	0, 28

Конопляное масло по числу омыления (190-194), йодному числу (140-159) и температуре замерзания (-27 – -17°С) близко к маковому и льняному маслам, по высыхаемости – к льняному маслу. Оно имеет приятный ореховый вкус, не содержит токсических веществ и не нуждается в дополнительной очистке для использования в пищевой промышленности, в то время как масло льна содержит цианногенный гликозид линамарин, масло хлопчатника – токсический полифенол госсипол, а масло рапса, рыжика и горчицы – токсичную эруковую кислоту. При высыхании конопляного масла образуется тонкая плёнка, которая не растрескивается при нагревании и не растворяется в органических растворителях. Благодаря этому оно незаменимо при производстве лаков и красок.

Конопляное маслоиспользуется как ценное пищевое масло и как биодобавка, оказывающая лечебное действие при нарушениях липидного обмена. Лечебное действие конопляного масла обусловлено наличием в нем полиненасыщенных высокомолекулярных жирных кислот (ВЖК). Основными ВЖК конопляного масла являются мононенасыщенная олеиновая (ω -9) кислота, полиненасыщенные – линолевая, гамма-линоленовая (ω -6) и альфа-линоленовая (ω -3) кислоты. Их суммарное содержание может достигать 80% и более. Уникальный жирнокислотный состав конопляного масла объясняет его питательную и фармацевтическую ценность (Зеленина О.Н., Смирнов А.А., Серков В.А. и др., 2007).

В организме человека линолевая кислота превращается в g-линоленовую, которая служит промежуточным продуктом при образовании эйкозаноидов – гормоноподобных веществ, которые выполняют многочисленные функции от контроля за воспалительными процессами и сосудистым давлением до инициации схваток во время родов. Патологические процессы, вызванные стрессами или старением, нарушают процесс образования g-линоленовой кислоты. Введение конопляного масла в виде пищевой добавки ведёт к восстановлению синтеза эйкозаноидов. Кроме того, прямая добавка в пищу g-линоленовой кислоты облегчает состояние больных псориазом и атипической экземой.

Жмых – прессованные плитки отходов, получаемых после отжима масла из семян конопли. Химический состав конопляного жмыха: вода (11%), сырой протеин (31%), белок (29, 6%), жир (7, 7%), клетчатка (24, 7%), безазотистые экстрактные вещества (17, 7%). Питательность конопляного жмыха выражается 43-50 кг крахмальных эквивалентов при 19-21% переваримого белка. Это высококонцентрированный корм для сельскохозяйственных животных. Его используют на корм скоту и птице. Конопляный жмых богат фитином (кальциево-магниевая соль инозитфосфорной кислоты), который стимулирует кроветворение, усиливает рост и развитие костной ткани; улучшает функцию нервной системы при заболеваниях, связанных с недостатком фосфора в организме. Конопляный жмых используется в фармацевтической промышленности как источник этого ценного соединения (БСЭ, 1977).

Практически любые изделия, изготовленные из дерева, хлопка или нефти, могут быть произведены из конопли. Биомасса конопли также может быть преобразована в метан, метанол, этанол, биодизель или биогаз по цене сопоставимой с нефтяной. Данное производство является безопасным и экологически чистым для окружающей среды (Степанов Г.С., Фадеев А.П., Романова И.В., 2011).

Благодаря уникальным технологическим свойствам, конопляная продукция получила новые, нетрадиционные направления использования. За рубежом внедрены эффективные экологически чистые технологии выделения целлюлозы из конопли и получения котонизированного волокна, являющегося экологичным сырьём для текстильной промышленности (Сухорада Т.И., 2000).

2 Состояние и перспективы коноплеводства
в мире и России

Начиная с 80-х годов ХХ века конопляные волокна стали широко использовать в углепластиках – композиционных материалах нового поколения с применением их в ракетно-космической и авиатехнике, судо- и автомобилестронии, производстве медицинского и бытового оборудования. Материал отличается высокой прочностью, жёсткостью и малой массой, а по удельным характеристикам превосходит высокопрочную сталь, хотя гораздо легче её. Углепластики используются вместо металлов во многих изделиях, от космических кораблей, до усиления железобетонных конструкций. К примеру, авиалайнер Боинг 787 состоит из углепластика более чем на 87%.

Применение углепластика в военной промышленности США засекречено, но известно, что ещё в 1974 г. военно-воздушные силы страны использовали этот материал при изготовлении искусственных спутников. В настоящее время в мировом объёме биотехнологической продукции доля США составляет 42%, Евросоюза – 22%, Китая – 10%, Индии – 2%, России – 0, 2%.

Также пристальное внимание уделяется получению обычного пластика из конопли. Это возобновляемый, экологически чистый и биологически разлагамый ресурс. Британская компания «Hemp Plastics» занимается созданием «конопляного крахмала» для выпуска полностью разлагаемой на естественные компоненты «пластиковой» плёнки, мусорных пакетов и обёрточных материалов (Rosenthal E., 1994).

Семена и масло конопли за рубежом широко используют в пищевой, фармацевтической и косметической отраслях промышленности. Из них изготовляют олифу, зоогигиенические средства, кормовые добавки. На основе конопляного экстракта создаются медицинские препараты для лечения раковых опухолей, глаукомы, эпилепсии, проведения СПИД-терапии.

Таким образом, спектр использования продуктов переработки конопли в мировой экономике стабильно расширяется, разрабатываются индустриальные технологии производства изделий для применения в инновационных сферах промышленности. Конопля приобретает статус стратегической культуры, выращивание и переработка которой являются приоритетными направлениями экономической политики правительств многих развитых стран и частного бизнеса. Поэтому в странах ЕС дотация на выращивание конопли составляет 150 евро/га посева и 90 евро/т произведённого волокна.

Начиная с середины 90-х годов XX века, площади под посев конопли за рубежом увеличиваются. В настоящее время в сфере производства и переработки коноплепродукции лидируют Китай, Канада, Румыния, Франция, Германия, Венгрия, Италия, некоторые страны Азии и Латинской Америки.

По мнению международных экспертов, на мировом рынке цена на коноплю в два раза выше, чем на хлопок, и спрос на конопляные ткани растёт на 30% ежегодно.

В Китае площади под коноплей к 2020 г. будут расширены до 667 тыс. га, что позволит обеспечить работой 3 миллиона китайских крестьян (tku.org.ua/page/798). В Канаде площади под коноплёй с 2008 г. по 2009 г. увеличились на 84%, а с 2009 г. по 2010 г. рост посевных площадей составил 9% (tinyakova.com.ua/ zews–arhive/april/len/7). В Украине в 2010 г. правительство увеличило квоту на возделывание конопли на 809% (fskn.gov.ru/ includes/periodics/speeches_fskn/2011/0928/000014949/detail.shtml). Китай и Франция планируют вложить свыше одного миллиарда евро в выращивание и переработку конопли в Казахстане. Выращиванием конопли в 2009 году впервые начали заниматься в Австралии (gak.gov.ru/includes/periodics/speeches_gak/2011/0928/ 005614954/detail.shtml).

Коноплеводство с XVII века традиционно было одной из ведущих отраслей сельскохозяйственного производства многих регионов Центральной России. В СССР в отдельные годы под коноплёй было занято до 900 тыс. га. Однако, с 1956 г. посевы конопли стали сокращаться, достигнув к 1962 г. 300 тыс. га (Давидян Г.Г., 1970). В последнее десятилетие двадцатого века в России наблюдалось падение производства и переработки конопли, которое продолжается и в настоящее время. По данным Госкомстата Российской Федерации, в 2000 г. в структуре посевных площадей конопля занимала 6, 82 тыс. га, в 2003 г. – около 5 тыс. га, а в 2010 г.– менее 1, 5 тыс. га (рис. 1).

Рисунок 1 – Регресс посевных площадей под промышленной коноплей в СССР и Российской Федерации

Сокращение посевных площадей, начиная с 70-х годов ХХ века, обусловила традиционная ориентация отечественной перерабатывающей промышленности на получение из конопли лишь различных видов грубого волокна и узкого спектра некоторых побочных продуктов. Большая трудоёмкость возделывания культуры из-за отсутствия современных сельхозмашин, крайне ограниченный ассортимент изделий из-за отсутствия оборудования и технологий по вторичной и глубокой переработке сырья, низкие закупочные цены привели к деградации отрасли коноплеводства. Кроме того, потенциальная возможность использования растений конопли в качестве исходного сырья для изготовления наркотических средств сформировала отрицательное отношение к данной сельскохозяйственной культуре. Произошло почти полное вытеснение конопли из сельскохозяйственного оборота.

Таким образом, в то время, когда развитые страны мирового сообщества всесторонне используют коноплю как практически безотходную, экономически и экологически выгодную сельскохозяйственную культуру, Россия занимает неоправданно отстающие позиции по использованию конопли в промышленном производстве.

Для ликвидации зависимости от импорта прядильной продукции и растительных масел необходима фундаментальная перестройка всей отрасли и многократное увеличение посевных площадей под культурой конопли. Расширение коноплесеяния в Российской Федерации – актуальная государственная задача. Её решение требует планомерного и целенаправленного совершенствования данного сектора экономики.

Активизация работ по модернизации отечественного коноплеводства предполагает последовательное решение ряда задач, в первую очередь – увеличение объёмов и сортимента выпускаемой коноплепродукции.

Решающими факторами реализации указанной задачи является наличие необходимого сортового разнообразия культуры и достаточного фонда оригинальных семян районированных сортов.

С начала 70-х годов прошлого века рядом научно-исследовательских институтов сельскохозяйственного профиля селектировались высокопродуктивные сорта конопли посевной с содержанием ТГК в растениях не более 0, 1%. В результате были созданы формы двудомной южной и однодомной среднерусской конопли посевной, обладающие высокой продуктивностью и качеством урожая, с содержанием ТГК в растениях 0, 05-0, 08%.

В настоящее время Госреестр селекционных достижений РФ включает сорта и гибриды конопли посевной различного целевого назначения селекции трёх научных учреждений Россельхозакадемии: Пензенского НИИСХ, Чувашского НИИСХ и Краснодарского НИИСХ.

Другой важной задачей диверсификации коноплеводческой отрасли является формирование развитой системы семеноводства безнаркотичных сортов. Кризисные явления 90-х годов прошлого века привели к полному уничтожению отечественного семеноводческого комплекса и рынка семян. В настоящее время годовое производство семян конопли высших репродукций в РФ составляет менее 15 т, поэтому коноплесеющие предприятия вынуждены засевать площади собственными семенами массовой репродукции, либо приобретать партии коноплесемян нерайонированных сортов. Причём для обеспечения технологии выращивания конопли на семена и двустороннее использование применяется сельскохозяйственная техника (сеялки, коноплежатки, коноплемолотилки) выпуска первой половины 80-х годов ХХ века. На сегодняшний день срок эксплуатации техники полностью выработан. Кроме того, специальное технологическое оборудование для определения количественных и качественных характеристик стеблей и волокна также физически изношено и морально устарело, поэтому проведение массовых и достоверных анализов на определение технологических параметров тресты и волокна крайне затруднено.

Интенсификация коноплеводства также вызывает необходимость нормативно-правового регламентирования деятельности, связанной с культивированием технических сортов конопли посевной в промышленных целях, через совершенствование соответствующей законодательной базы.

Согласно постановлению Правительства РФ от 20 июля 2007 г. № 460 «Об установлении сортов наркосодержащих растений, разрешённых для культивирования в промышленных целях, требований к таким сортам и к условиям их культивирования» для нужд текстильной и легкой промышленности в России сельхозпредприятиям разрешено высевать коноплю, содержащую в сухой массе листьев и соцветий верхних частей растений не более 0, 1% ТГК. При этом запрещено использовать для посева в промышленных целях семена сортов конопли четвертой и последующих репродукций.

Легитимным выращиванием сортов посевной конопли, внесённых в Госреестр, могут заниматься сельскохозяйственные предприятия всех организационно-правовых форм собственности.

Таким образом, основными направлениями деятельности, отвечающими государственным интересам в области развития промышленного культивирования конопли в РФ, являются:

- расширение спектра получаемых из конопли продуктов на основе инновационных технологий переработки в продукцию с качественно новыми потребительскими и функциональными свойствами;

- увеличение производства кондиционных семян новых безнаркотических сортов конопли в объёмах, обеспечивающих потребности коноплесеющих хозяйств;

- совершенствование технологии возделывания культуры на основе разработки и внедрения современных высокопроизводительных и технологичных приёмов её выращивания, полностью исключающих использование ручного труда в коноплеводстве.

Наиболее актуальными задачами являются восстановление системы семеноводства посевной конопли, расширение промышленных посевов культуры и спектра использования изготавливаемой из неё продукции в различных отраслях промышленности, предполагающего многообразие ассортимента выпускаемых видов продуктов, экологическую чистоту и безотходность их производства.

Реализация данных стратегических направлений позволит возродить всю инфраструктуру комплекса конопляного производства, как одной из узловых точек экономического роста в России. При выполнении этих задач посевная конопля – традиционная сельскохозяйственная культура России, – будет сохранена для производства и переработки, что позволит ликвидировать зависимость от импорта прядильного сырья, улучшить социально-экономическую ситуацию в сельской местности, придать отечественному сельскохозяйственному и текстильному производствам эффективный импульс развития.

3 Морфобиологическая характеристика
культуры

Конопля посевная (волокнистая) (Cannabis sativa L. var sativa) – однолетнее перекрёстноопыляемое прядильное и масличное растение – относится к роду Cannabis семейству Cannabinaceae (Lindi).

Существуют различные ботанические классификации конопли. Согласно одной из них, все существующие формы конопли подразделены на три вида: конопля культурная или посевная (Cannabis sativa L), конопля наркотическая или индийская (Cannabis indiсa Lam.) и конопля дикая (сорная) (Cannabis rude- ralis Janika). По другой классификации – на два вида: Cannabis sativa и Cannabis indiсa.

В последнее время доминирует классификация, предложенная Смоллом и Кронквистом, согласно которой единственный вид рода делится на два подвида: C. sativa subsp sativa и C. sativa subsp indica (Шипунов А.Б., 2010).

Посевная конопля отличается высокорослостью, формой и размерами метёлки, высокой семенной продуктивностью, повышенной волокнистостью стеблей и масличностью семян, низким содержанием наркотических веществ в растениях по сравнению с индийским подвидом.

Конопля имеет широкий ареал распространения, как в широтном, так и в меридианальном направлениях и способна произрастать в широком диапазоне активных температур – от 900 до 4000°С. Благодаря такой пластичности конопля посевная обладает большим разнообразием географических форм, различающихся по биологическим свойствам и морфологическим признакам. На территории РФ промышленное значение имеют южный и среднерусский экотипы конопли посевной.

Среднерусская конопля произрастает на территории РФ в пределах 51-57° с. ш. и характеризуется длительностью периода вегетации 80-120 суток, высотой растений 125-250 см, средними листьями с 5-9 долями. Стебель среднеоблиственный. Семена светло-серые, масса 1000 семян – 13-18 г. Мозаичность семян выражена слабо.

Среднерусский экотип существует в двух формах: двудомной и однодомной. У двудомной формы мужские цветки располагаются на растениях, называемых посконью, а женские – на растениях, называемых матёркой. У однодомной формы на одном растении располагаются и мужские, и женские цветки.

Создание однодомных сортов было обусловлено потребностями производства. Эти сорта обеспечили одновременное созревание растений и возможность проведения однократной механизированной уборки урожая. Содержание поскони является основным критерием, определяющим устойчивость признака однодомности сорта.

Особенностью конопли, как биологического вида, является содержание в ней каннабиноидов – специфических соединений, относящихся к классу природных фенолов. Преобладающими каннабиноидными соединениями являются каннабидиол (КБД), каннабинол (КБН), тетрагидроканнабинол (ТГК). Галлюциногенный эффект наркотиков, получаемых из наркотического подвида конопли, обусловлен ТГК. Другие каннабиноиды либо не обладают наркотической активностью, либо она незначительна (Лазурьевский Г.В., Николаева Л.А., 1972). В настоящее время законодательно допускаются к использованию сорта конопли с содержанием ТГК в верхушечной части растения менее 0, 1% (Постановление Правительства РФ от 20 июля 2007 г. № 460).

Сорта конопли посевной селекции Пензенского НИИСХ, включённые в Госреестр селекционных достижений, допущенных к использованию на территории РФ, полностью удовлетворяют требования закона (Серков В.А., 2004; Серков В.А., Зеленина О.Н., 2011). Содержание ТГК в них составляет менее 0, 05% (табл. 2).

Таблица 2 – Содержание основных каннабиноидов
в растениях сортов однодомной конопли
селекции Пензенского НИИСХ (2008-2009 гг.)

Сорт	Содержание, %
КБД	ТГК	КБН	Сумма
Сурская	1, 30	0, 04	0, 07	1, 41
Вера	1, 12	0, 03	0, 01	1, 16
Надежда	1, 01	0, 03	0, 01	1, 05
НСР₀₅	0, 015	0, 012	0, 010	0, 014

4 Теоретические основы селекции
форм конопли, не обладающих
наркотической активностью

4.1 Теоретические аспекты селекционного процесса
однодомной конопли

Основой селекционной работы с видом Cannabis sativa L. являются внутривидовая гибридизация и семейственно-групповой отбор по комплексу хозяйственно полезных признаков и свойств (Сенченко Г.И., Аринштейн А.И., Тимонин М.А., 1963; Аринштейн А.И., Хренникова Г.А., 1969).

Селекционная практика подтвердила эффективность использования внутривидовой гибридизации в селекции однодомной конопли посевной. В качестве исходного материала для скрещиваний применяются селекционные сорта и/или сортообразцы отечественного и зарубежного происхождения, естественные популяции (местные сорта), реже дикие формы различных географических зон, самоопылённые линии, искусственные мутанты и полиплоиды (Давидян Г.Г., 1970).

Для конопли метод направленной гибридизации имеет первостепенное значение, в связи с тем, что у этого ботанического вида существуют резко отличающиеся (дивергентные) друг от друга по хозяйственно ценным признакам типы (среднерусский и южный), скрещивание между которыми осуществляется результативно (Гришко Н.Н., 1935; Аринштейн А.И., 1956, 1958; Сенченко Г.И., 1959).

В зависимости от целей и задач, решаемых селекционерами, применяются различные типы скрещиваний. Наибольшее распространение в практике селекции конопли получили межсортовые и/или внутрисортовые скрещивания географически отдалённых форм. В результате получается разнообразный гибридный материал, обладающий большим генетическим разнообразием по количественным и качественным признакам (Сенченко Г.И., Вировец В.Г., 1978).

Качественные признаки растений конопли чётко отличаются друг от друга (форма стебля, окраска стебля, рассечённость листьев и др.). Они жёстко контролируются генами и обладают относительной устойчивостью, детерминирующей менее выраженную зависимость от внешних условий. Количественные признаки не имеют чёткого разграничения и определяются путём измерения, взвешивания (высота, длина, концентрация и т. п.). Они менее стабильны, так как их развитие и проявление сильно зависит от внешних условий и поэтому носит непрерывный характер. Эти признаки детерминируются полимерными генами. Часто гены количественных признаков проявляют суммарный эффект, т.е. действуют аддитивно (Мигаль Н.Д., 1991; Степанов Г.С., 1996, 1997).

Аддитивное действие генов и влияние факторов внешней среды создают непрерывное распределение частот по средним значениям, равным среднему показателю скрещиваемых родительских форм. Но гены количественных признаков могут действовать не только аддитивно, но и доминантно. Таким образом, присутствие одного аллеля может повысить ценность генотипа. При этом нередко проявляется также эффект эпистаза (Мигаль Н.Д., 1991).

При полимерии часто наблюдается явление трансгрессии. При скрещивании растений, отличающихся по количественному выражению определённого признака, в гибридных потомствах появляются устойчивые (константные) формы с более сильным выражением соответствующего признака по сравнению с обеими родительскими формами. Это явление происходит, когда одна или обе родительские формы не обладают максимальной степенью выражения признака, которую способна сформировать данная генетическая система и, следовательно, в разных локусах хромосом они имеют доминантные и рецессивные аллели. При трансгрессиях в гибридном потомстве объединяются генотипы, дополняющие друг друга. Трансгрессии могут быть положительными и отрицательными. На использовании трансгрессий основан эколого-географический принцип подбора родительских пар – важнейший в современной селекции конопли посевной. При удачном подборе исходных родительских пар урожайность отдельных комбинаций превышает лучшую родительскую форму на 25-40% (Степанов Г.С., 1971).

Трансгрессии наиболее часто возникают у гибридов конопли потому, что полезные хозяйственные признаки растений обусловлены несколькими полимерными генами. В результате генетической рекомбинации при гибридизации в отдельных генотипах происходит трансгрессивное сочетание в одном генотипе полимерных генов аддитивного действия, что обусловливает более сильное выражение признака по сравнению с обеими родительскими формами (Степанов Г.С., 1974).

Таким образом, природа наследования количественных (полигенных) признаков конопли посевной сложна и многофакториальна. При смене лимитирующего фактора внешней среды меняются число и спектр генов, детерминирующих среднюю величину и генетическую дисперсию признака.

Следующий за гибридизацией этап селекционного процесса конопли посевной заключается в оценке признаков потомств, полученных от направленных скрещиваний, выделении лучших особей, создании максимально выраженной признаковой однородности селектируемой популяции.

Популяции конопли как аллогамного вида гетерозиготны по аллелям, оказывающим аналогичное воздействие на проявление признаков. Выделенные из исходного материала лучшие растения, как правило, гетерозиготны по большинству генов, гомозиготность возможна лишь по отдельным генам, что объясняется почти полной гетерозиготностью исходного материала. Любой сорт конопли, как популяция перекрёстноопыляющихся растений, представлен гетерозиготами по подавляющему большинству признаков, поэтому полученный из него любым способом исходный материал будет состоять в основном из гетерозигот (Мигаль Н.Д., 1991).

Многолетняя селекционная практика зарекомендовала семейственно-групповой отбор как наиболее эффективный метод селекции вида Cannabis sativa L. При этом способе отбора, кроме обычных оценок по селекционным признакам, растительный материал семей получает дополнительную оценку по выравненности конкретного признака(Сенченко Г.И., Тимонин М.А., 1978).

Наибольшую селекционную ценность представляют семьи с небольшой дифференциацией особей, внутри которых проявление оцениваемого признака выровнено, то есть определяется эпистатическим действием генов, и не снижается с увеличением гомозиготности растений в следующих потомствах. В таких семьях можно результативно выделять родоначальные растения для семей последующих поколений (Давидян Г.Г., 1971; Sengbusch R.V., 1952).

В других семьях большое разнообразие особей указывает на то, что ценность родительского растения в основном определялась гетерозиготностью по аллелям со сверхдоминантным действием. Лучшие растения в такой семье будут гетерозиготами, их выделение бесперспективно, а сами семьи подлежат выбраковке.

В популяциях конопли посевной (аллогамного вида) наиболее ценные признаки определяются доминантными аллелями генома, а отрицательные – рецессивными. При оценке и выделении лучших потомств вместе с гомозиготами по доминантному аллелю оказываются и гетерозиготы. В потомстве этих гетерозигот в результате расщепления вновь появляются рецессивные гомозиготы. С уменьшением количества рецессивных аллелей в популяции эффективность отбора снижается (Мигаль Н.Д., 1992).

В процессе изучения популяций анализируются количественные и качественные признаки растений. Оценка семей проводится по средней величине анализируемого признака и по показателю его варьирования (коэффициент варьирования).

При семейственно-групповом отборе генотип очередного поколения формируется из общего генного фонда, каждый генотип в чём-то отличен от других. Однако все генотипы в высокой степени гетерозиготны, так как формируются в результате аутбридинга и дают многообразное потомство, на основании комплексного анализа признаковых характеристик которого делается заключительная оценка его селекционной ценности (Невинных В.А., Нимченко П.В., Сухорада Т.И., 1986; Мигаль Н.Д., 1992; Сухорада Т.И., Нимченко П.В., 1996; Сухорада Т.И., Нимченко П.В., Кенийз В.В., 2001).

4.2 Методика формирования генетической
гетерогенности для селекции вида Cannabis sativa L.

Главным источником доступной отбору адаптивно значимой генотипической изменчивости селектируемых признаков сельскохозяйственных культур служит генетическая гетерогенность их внутривидовых форм. Разнообразие признаковых характеристик является решающим фактором результативности селекционного процесса. Чем выше генотипическая изменчивость различных популяций вида, тем больше вероятность обнаружения необходимых генотипов для их вовлечения в селекцию (Жученко А.А., 2001).

Для однодомной конопли посевной (облигатно аллогамного вида) методы формирования потенциальной и доступной искусственному отбору генетической гетерогенности разработаны с учётом особенностей системы полового размножения и специфичного для растений вида Cannabis sativa процесса каннабиноидообразования, косвенно предопределившего сужение внутривидового генотипического разнообразия (Румянцева Л.Т., Вировец В.Г., Горшкова Л.М. и др., 1991; Patwardham L.M., Pundlik M.D., Mechal S.K., 1978).

К хорошо освоенным и зарекомендовавшим себя методам создания генетической гетерогенности посевной конопли относятся искусственная гибридизация и индуцированный мутагенез. На этапе создания нового исходного материала конопли определённый практический интерес представляет самоопыление индивидуальных растений (инцухт). К разрабатываемому селекционному направлению принадлежат методы культуры in vitro.

Гибридизация. Основой селекционного процесса конопли являются гибридизация и отбор (Сенченко Г.И., 1965). Это связано с тем, что возможность совершенствования растений с помощью рекомбинаций, т.е. нового сочетания генов, практически неограниченна. Поэтому одна из главных задач современной селекции – поиск методов управления рекомбиногенезом и эффективного отбора наиболее ценных генотипов с необходимым комплексом признаков и свойств.

Характерной особенностью конопли является лёгкая скрещиваемость между различными экологическими группами (Сенченко Г.И., Вировец В.Г., Горшкова Л.М. и др., 1982).

На начальных этапах селекции конопли широко использовался метод гибридизации географически отдалённых форм (Сенченко Г.И., Жатов А.И., 1971). Это было обусловлено требованиями выведения, прежде всего, высоковолокнистых сортов. В начале проводимых исследований выяснилась закономерность: формы, урожайные по стеблям и волокну, были позднеспелыми и с низким урожаем семян и, наоборот, урожайные по семенам – оказались скороспелыми и с низким урожаем волокна (Сенченко Г.И., 1965). В скрещиваниях использовались сорта разных экотипов, произраставшие в значительном широтном удалении: Южная Краснодарская, Южная Чуйская, образцы американской и северной конопли. В результате селекционной проработки полученных гибридов была выделена перспективная комбинация (Южная Краснодарская × Северная), которая впоследствии стала сортом Южная созревающая 6 (ЮС-6). Содержание волокна у сорта ЮС-6 было повышено до 27%. В 1968 г. сорт ЮС-6 занимал около 42% площади от общих сортовых посевов по стране или больше половины в зоне среднерусского коноплесеяния (Сенченко Г.И., Тимонин М.А. и др., 1978).

Впоследствии под руководством Г.И. Сенченко были созданы такие выдающиеся высоковолокнистые двудомные сорта как ЮС-8, ЮС-9, Глуховская 10. Промышленное возделывание новых сортов двудомной конопли требовало значительных затрат труда на ручную уборку поскони. В связи с этим была развернута селекция одновременно созревающей и однодомной конопли (Сенченко Г.И., Вировец В.Г., Горшкова Л.М. и др., 1982).

При скрещиваниях южного экотипа со среднерусским у большинства гибридов в потомстве доминирует материнская наследственность (Сенченко Г.И., 1959). Наряду с селекционными сортами одновременно созревающей среднерусской и южной конопли источниками однодомности служили мутанты – как спонтанные (однодомные растения, выщепившиеся в популяциях двудомной конопли), так и индуцированные (полученные при обработке двудомной матёрки определёнными химическими веществами) (Давидян Г.Г., 1972; Жатов А.И., 1977, 1978; Мигаль Н.Д., 1992; Bocsa J., 1958).

Для получения генетического полиморфизма и усиления признака однодомности проводились обычные скрещивания между разными типами однодомных растений, а также близкородственные скрещивания однодомных растений и их потомств, в результате чего был получен разнообразный исходный материал (Невинных В.А., 1966; Bocsa J., 1959).

⇐ Предыдущая 1 234 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒