Основы селекции и семеноводства

Селекция – это наука о выведении новых и улучшении существующих сортов растений. Сорт – это совокупность культурных растений, созданная путем селекции, обладающая определенными наследственными морфологическими, биологическими и хозяйственно-ценными признаками и свойствами. Различают местные сорта и селекционные сорта.

Местные сорта – это сорта народной селекции, для которых характерна высокая приспособленность к условиям данной местности. Селекционными называют сорта, созданные определенными методами селекции, районированные или принятые в государственное сортоиспытание.

Селекционные сорта в зависимости от способа их выведения и размножения делятся на линейные сорта, сорта-популяции, сорта гибридного происхождения, сорта-клоны.

Сорта-линии – это сорта самоопылителей, выведенные путем индивидуального отбора и являющиеся потомством одного растения.

Сорта-популяции генетически неоднородны, создаются путем массового отбора самоопыляющихся растений. Все сорта перекрестноопыляющихся культур являются популяциями.

Гибридные сорта получают путем отбора константных (нерасщепляющихся) форм из гибридных популяций. По некоторым культурам широко применяются гетерозисные гибриды, у которых используются только семена первого поколения (например, кукуруза, сорго, свекла, подсолнечник).

Сорта-клоны создаются путем отбора вегетативно размножающихся растений. Клон – это потомство одного вегетативно размножающегося растения (картофель, топинамбур, многолетние злаковые травы).

Оценка сорта проводится по морфологическим признакам, биологическим свойствам и хозяйственной ценности. Высота растения, количество листьев, размер соцветия и плода, количество зерен в колосе, плоде, масса 1000 семян – показатели, дающие представление о продуктивности растения.

Биологические свойства сорта: продолжительность вегетационного периода, ритм развития сорта (наступление фаз вегетации, продолжительность межфазных периодов), засухоустойчивость и зимостойкость.

Хозяйственно-ценные признаки: урожайность, качество урожая, отзывчивость на условия выращивания (плодородие почвы, орошение, внесение удобрений и т. д.), устойчивость к болезням и вредителям, приспособленность к механизации возделывания, устойчивость к полеганию, осыпанию.

Исходный материал для селекции – это все разнообразие возделываемых и дикорастущих растений. Исходный материал может состоять из набора сортов или образцов (коллекции), но может быть и искусственно создан путем применения гибридизации, искусственного мутагенеза, полиплоидии и др.

Основные группы коллекционного исходного материала: местные сорта, селекционные сорта и дикорастущие формы. В пределах каждого вида растений существуют экологические группы, которые формируются под влиянием конкретного комплекса факторов внешней среды и обладают определенными свойствами. Так, сорта европейского типа отличаются высокорослостью, хорошей облиственностью, устойчивы к болезням, но требовательны к влаге и не выносят высоких температур. Сорта степной зоны отличаются скороспелостью и засухоустойчивостью, низкорослы и устойчивы к полеганию.

В настоящее время в селекции широко привлекают для скрещивания сорта отдаленные по происхождению, но имеющие положительные хозяйственно-производственные признаки и биологические свойства, особенно такие, как зимостойкость, засухоустойчивость, устойчивость к болезням и вредителям.

Методы селекции делят на аналитические, синтетические и методы, основанные на искусственно вызываемой изменчивости.

Аналитические методы– когда селекционер идет от сложного к простому, разлагает сложные популяции на биотипы и отбирает нужные. Сюда относятся все методы отбора (массовый, индивидуальный, семейный, семейно-групповой, метод половинок, индивидуально-семейный), а также принудительное самоопыление перекрестноопылителей.

Синтетические методы– когда селекционер идет от простого к сложному, соединяет, синтезирует в одном сорте ценные качества и свойства двух или нескольких форм или сортов. К этому методу относится гибридизация.

Гибридизация – это создание новых форм растений путем рекомбинации признаков и свойств в результате скрещивания. Она позволяет объединять в одном сорте ценные свойства и признаки нескольких родительских форм и получать в результате сорта, обладающие комплексом ценных свойств и признаков. В настоящее время это основной метод создания новых сортов. По степени генетического родства скрещиваемых форм различают гибриды межсортовые (внутривидовые), полученные от скрещивания форм, относящихся к одному виду, и гибриды отдаленные – межвидовые и межродовые.

Методы, основанные на искусственно вызываемой изменчивости, – мутагенез, полиплоидия и др. Наследственные изменения какого-либо признака – мутации возникают в результате структурных изменений генов или хромосомных перестроек. Организмы, несущие измененные признаки, называются мутантами, а факторы, вызывающие мутацию, – мутагенами. Мутагены бывают радиационные и химические.

К радиационным мутагенам относятся различные виды излучения: нейтроны, альфа-частицы, гамма-лучи, рентгеновские лучи, лазер и т. д. Они облучают семена или пыльцу растений, используемую для опыления. Химическими мутагенами обрабатывают в растворах или газовой среде семена, черенки, клубни. Количество и ценность возникающих мутаций зависят от вида облучения или химического мутагена, от дозы облучения и концентрации мутагенов, от состояния объекта обработки и условий облучения (температуры, влажности и т. д.).

Рекомендуется применять мутагенез при гибридизации, когда мутанты используют в качестве доноров ценных признаков. В настоящее время в нашей стране получены хозяйственно-ценные мутанты многих культур, устойчивые к мучнистой росе, стеблевой и желтой ржавчине, пыльной и твердой головне, с повышенной продуктивностью, очень скороспелые, с прочной соломиной и т.д.

Полиплоидами называют формы с кратно увеличенным числом хромосом исходного вида. Если объединены хромосомные наборы двух видов или родов, то возникший в результате удвоения числа хромосом полиплоид называют амфидиплоидом, при четырехкратном увеличении числа хромосом – тетраплоидом, шестикратном – гексаплоидом, восьмикратном – октоплоидом. В результате скрещивания тетраплоидной формы с диплоидной получают триплоиды, содержащие тройной набор хромосом.

Полиплоидия индуцируется целым рядом веществ. Особенно хорошо действует колхицин, которым обрабатывают прорастающие семена, молодые растения или цветоносные побеги, погружая их в раствор.

Полиплоидные формы отличаются от диплоидных мощным развитием вегетативной массы, большим ростом, крупными генеративными органами. Поэтому метод полиплоидии чаще применяется в селекции кормовых культур – озимой ржи, тритикале, райграса, клевера лугового и ползучего, сахарной свеклы и др. Нередко полиплоиды характеризуются повышенным содержанием белка, сахара, крахмала и других запасных веществ.

В последнее время в практической селекции находят применение новые методы и приемы, объединенные общим названием биотехнология: получение гаплоидных форм, культуры эмбрионов, тканей и клеток, метод слияния протопластов, приемы генной инженерии и др. Ряд приемов и методик дает возможность быстро получать не расщепляющиеся в потомстве растения. Это резко сокращает сроки выведения новых сортов, получаются сорта, более устойчивые против болезней и вредителей.

Все рассмотренные методы селекции направлены на создание константного сорта, семеноводство которого осуществляется путем пересева семян в течение нескольких лет.

Гетерозис – увеличение продуктивности, мощности и жизнеспособности гибридов первого поколения по сравнению с родительскими формами. Явление гетерозиса может выражаться в увеличении роста растений, повышении урожая зеленой массы или зерна, содержания сахара в корнеплодах, жира в семенах.

Возникает гетерозис только при скрещивании родительских форм с высокой комбинационной способностью. Для получения 100% гибридных семян нужно использовать формы, обладающие цитоплазматической мужской стерильностью (ЦМС), и убирать отдельно семена с рядков материнской формы.

Особенно широко используют ЦМС у кукурузы, у которой встречаются формы с молдавским (М), техасским (Т) или бразильским (С) типом стерильности. Растения, обладающие ЦМС, не образуют жизнеспособной пыльцы, и это свойство передают потомству по материнской линии.

Для того чтобы в производственных посевах гибриды давали зерно, у них нужно восстановить способность образовывать пыльцу. Такими свойствами обладают отцовские формы, специально подобранные для данной материнской формы. Линии и гибриды с восстановленной фертильностью обозначают буквой В. Если они созданы на основе ЦМС молдавского типа, то применяется обозначение МВ, техасского – ТВ. Фертильные и стерильные растения различаются между собой по форме метелки. У фертильных метелки раскидистые, а у стерильных компактные, сжатые.

При селекции же на гетерозис основной целью является получение форм, у которых используются в производственных посевах только семена первого поколения (F1). Использование гетерозиса – важнейшее направление в селекции кукурузы, сорго, подсолнечника, свеклы и ряда других культур.

Семеноводство – отрасль сельскохозяйственного производства, в задачу которой входит размножение семян районированных и перспективных сортов и гибридов в количествах, необходимых для производства, при сохранении или даже улучшении их высоких посевных, сортовых качеств и урожайных свойств.

Система семеноводства – это группа взаимосвязанных производственных единиц, обеспечивающих потребности сельскохозяйственных предприятий в сортовых семенах, она включает следующие звенья:

Научно-исследовательские учреждения-оригинаторы (авторы) новых сортов обеспечивают исходным семенным материалом опытно-производственные хозяйства (ОПХ) научно-исследовательских учреждений и учхозы в зоне районирования сорта.

ОПХ (НПО) и учхозы сельхозвузов и техникумов производят семена элиты или первой репродукции районированных в зоне сортов.

Специализированные семеноводческие хозяйства (спецсемхозы) размножают семена элиты или первой репродукции, обеспечивая посевным материалом несколько закрепленных за ним хозяйств, и создают ресурсы семян.

Производственные посевы проводятся в семеноводческих бригадах и отделениях хозяйства в размерах, обеспечивающих собственные потребности.

Элитные семена представляют собой потомство отобранных самых продуктивных и типичных растений сорта. Высеяв семена элиты, получают первую репродукцию, высеяв семена первой репродукции, получают вторую, третью, четвертую и т. д.

В производственных условиях могут размножаться сортовые семена (первой-третьей) репродукций пшеницы, овса, ячменя, гороха, вики, сои, которые используются для производства товарного зерна в хозяйствах. Для посева гибридов кукурузы, сорго и подсолнечника используют только семена первого поколения.

По кукурузе и сорго ОПХ научных учреждений и учхозы производят семена элиты и первой репродукции родительских форм районированных гибридов и семена элиты сортов и самоопыленных линий, а также семена простых гибридов – родительских форм сложных гибридов. Они передаются спецсемхозам, которые производят семена гибридов и сортов для продажи неспециализированным хозяйствам для производственных посевов.

По травам созданы специальные семеноводческие станции. В их обязанности входят организация выращивания семян трав в спецсемхозах, заготовка их и доведение до посевных кондиций. Станции оснащены специальным оборудованием для этих целей.

Организация семеноводства в семхозах и семеноводческих подразделениях крупных хозяйств. При любой организации системы семеноводства она должна обеспечить: ускоренное размножение и внедрение новых перспективных сортов в производство; своевременное проведение сортообновления; выращивание семян с высокими посевными качествами и урожайными свойствами.

Для производства высококачественных семян каждый семхоз должен иметь:

1) лабораторию контроля за качеством семян;

2) постоянный состав рабочих во главе с квалифицированным агрономом-семеноводом;

3) комплексный пункт по обработке семян с рядом независимых линий;

4) систему сельскохозяйственных машин и орудий, обеспечивающих механизацию всех операций по производству семян: посев, уход за посевами, уборку, транспортировку, внесение достаточного количества удобрений и пестицидов;

5) механизированные семенохранилища, асфальтированные площадки, крытые тока, набор машин для первичной обработки, сортировки семян, сушилки, машины для затаривания семян, взвешивания и складирования, обеззараживания семян.

Выполнению каждой работы должен предшествовать специальный инструктаж. В семеноводческой работе нет мелочей, даже незначительные на первый взгляд нарушения правил в семеноводстве могут привести к безвозвратному ухудшению семян.

Сортосмена – это замена на производственных площадях одного районированного сорта другим (с более ценными хозяйственными признаками). Сортосмена осуществляется по плану, максимум за 3 – 4 года.

Госкомиссия ФГУ РФ по использованию и охране селекционных достижений ежегодно издает «Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию сортов растений», в котором указаны сорта различных культур, районированных в том или ином регионе России, в том числе и по 6-му региону – Северо-Кавказскому. Госсорткомиссия области, края издает свой каталог районированных сортов с учетом почвенно-климатических зон края или области, где указаны не только сорта, допущенные к производству, но и перспективные и дефицитные.

Перспективный сорт – новый, еще не районированный сорт, который в первые годы госсортоиспытания значительно превысил по хозяйственно-ценным признакам районированный сорт. Дефицитным называется сорт ценный, малораспространенный, районированный, рекомендованный для ускоренного размножения.

Пока не будут размножены в достаточном количестве семена нового сорта, старый сорт остается в районировании, но без посева в семеноводческой сети. Одним из методов ускоренного размножения и внедрения сортов в производство является отпуск семян каждому хозяйству в небольшом количестве.

Второе важное условие быстрого внедрения новых сортов в производство – это обязательная апробация всех его посевов в первые годы размножения и заготовка излишков семян хлебоприемными предприятиями с выплатой сортовых надбавок.

Сортообновление – это замена сортовых семян в хозяйствах семе6нами тех же сортов, но высших репродукций. При размножении семенами в хозяйствах в течение ряда лет их сортовые и посевные качества ухудшаются в результате биологического (переопыления) или механического засорения, накопления болезней, передаваемых через семена. Снижаются и урожайные свойства в результате выращивания на низком агрофоне.

Утрата семенами полезных свойств и признаков вызывает необходимость периодического сортообновления. По зерновым и зерновым бобовым культурам обычно семена обновляют раз в 3 – 4 года, по просу – раз в 2 года, по подсолнечнику – ежегодно.

Особенности агротехники семеноводческих посевов. Под сортовой агротехникой понимается комплекс специальных мероприятий, обеспечивающий получение высоких урожаев семян с хорошими посевными качествами и урожайными свойствами. Уровень урожайности зависит от предшественника, качества основной и предпосевной обработок почвы, срока посева и нормы высева семян, ухода за посевами, сроков уборки.

Сортовые качества семенного материала определяются его сортовой чистотой (у самоопылителей) и типичностью (у перекрестноопылителей), степенью засорения трудноотделимыми культурами и сорными растениями, карантинными объектами и степенью зараженности рядом болезней, передаваемых с семенами. Основные требования к посевным качествам семян кормовых культур приведены в таблице 50.

Различают два вида засорения: биологическое – в результате переопыления разных сортов, видов и механическое – когда в семена или посев попадают семена или растения других сортов или культур.

Принято различать видовое засорение, когда посев засоряется другими видами растений, и сортовое, при котором происходит засорение другими сортами и разновидностями того же вида. Для семеноводства более опасно сортовое засорение, так как труднее распознать примесь и избавиться от нее.

Мероприятия по борьбе с сортовым засорением можно условно разделить на две группы: профилактические, т. е. предупреждающие засорение, и прямые меры борьбы с засорением.

Пространственная изоляция относится к предупредительным мерам, предотвращающим засорение сортовых посевов. Для самоопылителей ограничиваются полосой в несколько метров, чтобы избежать механического засорения посевов. Для перекрестноопыляющихся культур размеры пространственной изоляции определяются биологическими особенностями культуры: для ржи 200 м, для кукурузы 300 – 700 м, для сорго от 200 до 1000 м, для подсолнечника 1 км, для свеклы не менее 10 км.

Механическое засорение может происходить на разных этапах выращивания семян. Источником засорения могут быть временные дороги, плохо перепревший навоз, сеялки, плохо очищенные при переходе от посева одной культуры (сорта) к посеву другой культуры (сорта), различный инвентарь, тара.

 

Таблица 50. Основные требования к посевным качествам кормовых культур, предназначенных для посева (для семян 1-го класса)

Культура	Семян основной культуры не менее, %	Всхо жесть, %	Средняя масса 1000 семян, г	В 1 кг семян не более
семян других растений шт., %	в т.ч. сорняков наиболее вредных, шт.
Однолетние травы
Кормовой горох
Вика яровая
Вика озимая
Суданская трава			7, 2
Многолетние травы
Клевер красный			1, 7	0, 5
Люцерна посевная			1, 9	0, 5
Эспарцет			16, 3	0, 5
Ежа сборная			1, 2	0, 5
Кострец безостый			3, 5	0, 5
Овсяница луговая			2, 0	0, 5
Тимофеевка			0, 4	0, 5
Пырей сизый			3, 0	0, 5
Плевел многолетний			2, 0	0, 6
Житняк			1, 9	0, 5
Мятлик луговой			0, 2	0, 6
Силосные культуры и корнеплоды
Озимый рапс
Сорго сахарное
Кукуруза
Подсолнечник
Свекла

Справочник «Кормопроизводство на Кубани», Краснодар, 1984, с. 198 – 201.

 

Видовые и сортовые прополки в период вегетации растений часто являются единственной эффективной мерой повышения сортовой чистоты. Прополки проводят в фазу, когда в массе основной культуры или сорта хорошо различимы примеси. Сортовые прополки зерновых лучше проводить дважды: первую – после колошения или выметывания, когда хорошо различимы остистые и безостые растения, вторую – в начале восковой спелости зерна, когда хорошо видны различия в окраске колоса, метелки и по другим признакам.

У высокорослых растений, таких, как кукуруза, подсолнечник, сорго, свекла, при сортовой прополке удаляют нетипичные растения, отличающиеся от основной массы растений высотой, толщиной стебля, размером и окраской листьев, размером соцветий и др.

У зернобобовых отличительными признаками сортовой и видовой примеси являются наличие антоциана на стебле и листьях, форма, размер, поверхность, окраска листовой пластинки, цветков, семян, размер и опушенность бобов.

Очень часто засорение происходит во время уборки. Края посева перед уборкой нужно обкосить. Комбайны очистить от остатков зерна другой культуры. Каждую машину семян, направленную на ток или склад, следует сопровождать накладной с указанием номера поля, культуры, сорта, репродукции.

На токах нельзя размещать рядом сорта и трудноотделимые культуры. Перед складированием семян хранилища хорошо очищают и дезинфицируют. Рядом можно хранить только легкоотделимые культуры. При хранении в мешках между штабелями оставляют некоторое пространство. Каждый мешок должен иметь внутреннюю и наружную этикетки.

Сортовой и семенной контроль

Семена, предназначенные для посева, должны иметь документы, подтверждающие их сортовые и семенные качества. Такими документами являются: «Акт апробации», «Удостоверение о кондиционности семян», выданное Государственной семенной инспекцией (если семена выращены в своем хозяйстве); «Свидетельство на семена» (выдается на партии семян различных репродукций, кондиционные и по сортовым, и по посевным качествам) или «Сортовое удостоверение», где указываются только сортовые качества семян (если семена получены со стороны). Оригинальные и элитные семена должны иметь «Сертификат качества» (сертификат сортовой идентификации и системы сертификации семян).

 

⇐ Предыдущая31323334353637383940Следующая ⇒

Поделиться: