Семеноводство перекрестноопыляющихся культур
При получении необходимого количества семян элиты в большинстве случаев у перекрестников применяют метод массового отбора и другие методы.
Наиболее эффективными является индивидуальный отбор по методу половинок (резервов), при котором отбирается расчетное количество типичных растений. После отбора они проходят дополнительную оценку по высоте стеблей, размеру, форме, пониклости колоса, крупности и выравненности зерна. После окончательного отбора осуществляется обмолот каждого элитного растения отдельно, семена помещают в отдельные пакеты под определенным номером.
При посеве в питомнике испытания потомств 1-го года высевают не все, а часть семян (половину) из каждого пакета, остальные оставляют в резерве до следующего года (рисунок 26). Этот питомник закладывается на метровых полосах по 20 семян в рядок, каждая семья состоит из 2–3 рядков, через каждые 20 семей помещают контрольную делянку, засеваемую семенами элиты последнего выпуска. За всеми семьями на протяжении всего вегетационного периода проводятся необходимые наблюдения, оценки и анализы, на основании которых выявляются лучшие семьи, превышающие контроль по одному или нескольким хозяйственно полезным признакам.
Полученные с этих семей семена по причине их переопыленности в дальнейшем исключаются из семеноводческого процесса.
В питомнике испытания потомств 2-го года высеваются лучшие семьи семенами из оставленного в прошлом году резерва. Эти семьи повторно проходят всестороннюю оценку, худшие из них выбраковываются, а все оставшиеся лучшие семьи обмолачиваются вместе, их семена служат посевным материалом для питомника размножения.
В питомнике размножения весьма тщательно выполняются рекомендованные приемы технологии возделывания, проводится негативный отбор по удалению отклоняющихся от типичности сорта растений, а также от больных и
Рисунок 26 – Схема оригинального и элитного семеноводства перекрестноопыляющихся культур с использованием метода половинок (резерва)
слаборазвитых экземпляров. В питомнике размножения на почвах с высоким плодородием допускается посев со сниженными нормами высева для увеличения коэффициента размножения и обеспечения условий, позволяющих проявить растениям потенциальные возможности генотипа. Полученный урожай семян в питомнике размножения убирается, подвергается сушке и сортировке при мягком благоприятном режиме, что дает возможность получать семенной материал с высокими посевными качествами и урожайными свойствами для посева в питомнике размножения 2-го года. Технологические приемы наблюдения, негативный отбор в этом питомнике проводятся такие же, как и в предыдущем. Семена питомника 2-го года используются для посева на суперэлиту и элиту в последующие годы.
На участках суперэлиты и посевах элиты проводятся аналогичные агротехнические мероприятия, осуществляется сортовой контроль путем полевой апробации, при которой определяется типичность сорта, зараженность посевов болезнями или наличие возможных примесей других культурных растений и трудноотделимых сорняков. Кондиционные семена элиты элитно-семеноводческими хозяйствами реализуются спецсемхозам или непосредственно на семенные участки рядовым сельхозпредприятиям для организации внутрихозяйственного семеноводства.
Если в оригинальном семеноводстве перекрестников при использовании индивидуального отбора не применяется метод резервов (половинок), то в питомниках испытания потомств первого и второго года соблюдается строгая их изоляция от других посевов и проводится жесткая выбраковка худших семей до начала цветения для того, чтобы не допустить их участия в переопылении с лучшими семьями.
Схемы оригинального семеноводства и получения семян элиты сортов картофеля, льна-долгунца, многолетних злаковых (мятликовых) и бобовых трав, гибридов первого поколения кукурузы и сахарной свеклы имеют свои особенности в связи с их биологическими различиями по длительности и образам жизни, способам опыления и размножения.
Семеноводство картофеля
В основе семеноводства и выращивания элитных посадочных клубнейкартофеля, в связи с вегетативным способом его размножения лежит клоновый 1отбор.
Сорт-клон, являющийся объектом семеноводства картофеля, представляет собой вегетативно размножаемое потомство одного растения, отобранного по комплексу хозяйственно полезных признаков и свойств для возделывания в определенных почвенно-климатических и производственных условиях.
Повышение урожайности картофеля обеспечивается в значительной степени через производство высококачественного семенного материала. В процессе семеноводства осуществляется ускоренное размножение новых, перспективных сортов и поддержание генетически обусловленных признаков и свойств допущенных к использованию в производстве сортов.
Основой семеноводства картофеля является сортообновление и сортосмена. Необходимость проведения сортообновления вызвана ухудшением сортов в процессе размножения по причине механического засорения и увеличения степени заражения грибными, бактериальными, вирусными и другими болезнями. С выведением новых более ценных сортов появляется возможность осуществления сортосмены, т.е. замены ими ранее возделываемых сортов.
Работа начинается с отбора лучших растений с характерными признаками сорта в питомнике отбора клонов из материала оздоровленного методом культуры верхушечной меристемы. Площадь этого питомника составляет 0,2% от всех семеноводческих посадок. Клубни от отобранных растений высаживаются на следующий год в питомнике испытания клонов 1-го года (0,8%) отдельными рядами (клонами) для проверки их качества по сортовым признакам, продуктивности, степени проявления болезней и другим показателям (рисунок 27).
Все клоны, имеющие неудовлетворительные по своим качествам растения выбраковываются, а остальные выкапываются для дальнейшего использования в качестве посадочного материала при закладке питомника размножения
Рисунок 27 – Схема производства элиты картофеля на безвирусной основе
на третий год (2,5%). В питомнике размножения проводятся все агротехнические мероприятия, направленные на увеличения коэффициента размножения и получение высококачественных посадочных клубней, свободных от болезней. За посадками проводятся тщательные наблюдения и осуществляются выбраковки нежелательных растений. При копке оцениваются все кусты по количеству и качеству клубней, проводится окончательная выбраковка худших растений, а клубни лучших кустов объединяются в единую партию и хранятся для посадки в следующем году в питомнике супер-суперэлиты (7,5%). Все мероприятия проводятся аналогично предыдущему питомнику, включая борьбу с сорной растительностью, защиту посевов от вредителей и болезней, проведение негативного отбора. Полученный урожай посадочных клубней супер-суперэлиты полностью используется для посадки участка суперэлиты, площадь которого должна составлять 22% семенных посевов. На шестой год семеноводческой работы из семенных клубней суперэлиты выращивают элиту (66%). На этом заканчивается оригинальное и элитное семеноводство картофеля в научно-исследовательских учреждениях, на экспериментальных базах и в элитхозах.
Для дополнительного размножения элиты имеется сеть семхозов по картофелю, рассредоточенных по группам районов, куда продается элита из расчета 15–16 т на каждые 100 га посадок с целью выращивания сортового картофеля I репродукции на площади 3,5–4,0 га ежегодно, используемого для посадки в колхозах, совхозах и других сельскохозяйственных предприятиях в питомниках размножения (II репродукция), а затем на семенных участках (III репродукция) и общих товарных посевах (IV репродукция). Наиболее рациональным соотношением между питомником размножения, семенным участком и общими посевами при внутрихозяйственном семеноводстве является 6, 24 и 70 % соответственно.
На семенных посевах любых питомников необходимо проводить плановые сортовые и оздоровительные прочистки посевов. Первая прочистка проводится при достижении высоты растений 15–20 см после всходов, вторая – в фазу цветения и третья – за 15–30 дней до уборки. При прочистках удаляют больные растения, пораженные вирусными болезнями и черной ножкой, отличающиеся по окраске цветков, клубней и другим сортовым признакам. После второй прочистки проводится полевая апробация посевов согласно существующей инструкции. В начале естественного отмирания листьев нижних ярусов приступают к химическому и механическому уничтожению ботвы. Этот прием повышает выход семенной фракции клубней массой 40–80 г на 15–20%, снижает зараженность клубней вирусными болезнями, фитофторозом и стеблевой нематодой. Раннее удаление ботвы снижает урожайность на 10–25%, но за счет получения более здорового посадочного материала и увеличения коэффициента размножения посевной фракции общая суммарная прибавка урожая на следующий год достигает до 30%. На повышение урожайных свойств посадочного материала благоприятное влияние оказывают озеленение клубней при уборке в благоприятное время и выдерживание их на протяжении 2–3 недель лечебного периода во временных буртах перед закладкой на постоянное хранение.
Элиту можно выращивать по упрощенной схеме, когда вегетативное потомство отобранных растений не проверяется через индивидуальный клоновый отбор. В первый год при этом сразу закладывают питомник размножения исходного материала, оздоровленного методом верхушечных меристем. Площадь этого питомника должна составлять не менее 2% всех семенных посадок в этом хозяйстве. Отобранные клубни с питомника размножения используются полностью для посадки в питомнике супер-суперэлиты, далее следуют посадки суперэлиты и элиты на площадях 6, 22 и 70% соответственно. Во всех питомниках обеспечиваются тщательный уход за растениями, сортовые прополки, негативный отбор и апробация посевов. Сокращение сроков получения элиты ускоряет сортосмену, посадочные клубни при этом получаются более здоровыми от вирусов, зараженность которыми увеличивается в зависимости от продолжительности репродуцирования.
Система семеноводства картофеля в Беларуси организована в соответствии с «Положением о семеноводстве картофеля в Республике Беларусь», утвержденного Министерством сельского хозяйства и продовольствия РБ в 1998 году, включает группу взаимосвязанных научных учреждений и производственных предприятий. Руководство семеноводческим процессом осуществляется вышестоящими органами и учреждениями по схеме (рисунок 28).
Утвержденная система семеноводства призвана обеспечивать потребность республики в высококачественных сортовых посадочных клубнях.
В систему семеноводства картофеля входят:
1. РУП «Институт картофелеводства НАН Беларуси» (ИК НАН Беларуси), где создаются новые сорта, осуществляется оздоровление сортов собственной и иностранной селекции, выращиваются оздоровленные растения в культуре in vitro для обеспечения ими элитопроизводящих учреждений и предприятий.
2. Областные сельскохозяйственные опытные станции и другие учреждения производят исходный семенной материал из полученных в Институте картофелеводства оздоровленных растений сортов в культуре in vitro или клубневого материала в объемах, удовлетворяющих потребности элитопроизводящих хозяйств.
Рисунок 28 – Система семеноводства картофеля в Беларуси
3. Экспериментальные базы и элитхозы производят семенной материал элиты в объемах, удовлетворяющих потребности спецсемхозов, товарных хозяйств и частного сектора.
4. Специализированные семеноводческие хозяйства из получаемой элиты производят посадочный материал 1–2 репродукции для собственных нужд и поставки другим хозяйствам.
5. Товарные хозяйства приобретают семена элиты или 1–2 репродукции для размножения на семенных участках для собственных нужд и реализации населению.
МСХП РБ определяет потребность в семенном материале, соотношение сортов и периодичность сортообновления. Отделение аграрных наук НАН Беларуси организует и координирует проведение оригинального семеноводства (ОС).
Республиканское объединение «Белсемена» (РО «Белсемена») руководит работой на этапе элитного и репродукционного семеноводства.
Инспекция по государственному контролю в семеноводстве, карантину и защите растений проводит работу по включению субъектов хозяйствования в Госреестр и осуществляет сортовой и семенной контроли за качеством семенного материала картофеля.
Семеноводство картофеля осуществляется по установленной схеме, включающей группу последовательных взаимосвязанных питомников. Процесс семеноводства включает три этапа: оригинальное (предбазисное), элитное (базисное) и репродукционное (внутрихозяйственное) семеноводство. Для выполнения всех этапов требуется 9 лет (рисунок 29).
При выращивании семенного материала картофеля должно быть обеспечено поддержание хозяйственно-биологических признаков и свойств сорта, его высокая сортовая чистота, получение посадочных клубней с высокими посевными качествами и урожайными свойствами, оздоровление материала от вирусных, грибных и бактериальных болезней, производство высококачественного посадочного материала в необходимых объемах, быстрое размножение новых сортов для осуществления сортосмены.
Для достижения этих целей осуществляется отбор лучших, типичных и здоровых растений, оздоровление растений методом культуры верхушечных меристем, ускоренное размножение оздоровленного материала, создание опти-
| |||||
| |||||
| |||
| |||
| |||||
| |||||
| |||||
Рисунок 29 – Схема семеноводства картофеля
мальных условий для растений во всех звеньях семеноводческой работы.Во время вегетации нужно обеспечить проведение прочисток и прополок, негативного отбора, предотвращение механического засорения и повторного заражения болезнями, проведение полевой апробации и клубневого анализа, тщательное сортирование клубней и обеспечение оптимального режима хранения посадочного материала.
Оригинальное семеноводство картофеля включает три питомника: питомник получения 1-го клубневого поколения оздоровленных сортов, питомник предварительного размножения, питомник размножения исходного материала.
Исходные оздоровленные растения размножаются в зимне-весенний период в биотехнологических лабораториях методом 3-кратного черенкования полученных из НИУ-оригинатора пробирочных растений. Для производства 1000 т элиты требуется вырастить 3500–4000 исходных растений, которые обязательно проверяются на зараженность вирусными болезнями методом иммуноферментного анализа (ИФА). Полученные здоровые растения отбираются и высаживаются в теплицу для получения клубневого поколения. Выращивание первого клубневого поколения допускается в полевых условиях при посадке подрощенных пробирочных растений в теплице до окрепшей рассады по схеме 70 ´ 40 см. При ручной уборке подвергается тщательной оценке каждое растение. Нетипичные для сорта кусты, больные и малопродуктивные выбраковываются. Уровень выбраковки обычно составляет около 20%. Клубни лучших растений объединяются и используются для закладки питомника предварительного размножения на следующий год.
В питомнике предварительного размножения на площади 0,2 га необходимо получить 4 т стандартных клубней, если план производства элиты составляет 1000 т. Следующий питомник размножения исходного материала закладывается на площади 1 га с целью получения 20 т клубней стандартной фракции.
В питомнике предварительного размножения каждое растение подвергается 3–4-кратной визуальной и 1-кратной иммуноферментной оценке на вирусные болезни. В обоих питомниках размножения проводятся жесткие сортофитопрочистки, профилактические и защитные обработки против вредителей и болезней. Для предохранения растений от перезаражения, кроме обработки и негативного отбора, применяют ранние посадки и уборку с предварительным удалением ботвы.
На этапах элитного и репродукционного семеноводства картофель выращивается механизированным способом, основные приемы которого описаны в главе 17. Главная задача элитного семеноводства заключается в обеспечении ускоренного размножения оздоровленного семенного материала с высокими урожайными свойствами, сортовыми и посевными качествами клубней.
Элитным семеноводством занимаются экспериментальные базы и элитхозы РО "Белсемена", включенные в Госреестр по разделу "элитное семеноводство".
Высшие репродукции семян картофеля производят спецсемхозы по картофелю и все хозяйства для внутрихозяйственного семеноводства. На всех семенных посевах необходимо обеспечить соблюдение всех требований по выращиванию здорового посадочного материала, коэффициент размножения должен составлять не менее 4.
В каждом хозяйстве необходимо возделывать не менее трех сортов различных групп спелости с целью повышения стабильности урожайности и валовых сборов картофеля по годам.
Для ускорения сортосмены и внедрения в производство впервые включенных в Госреестр новых сортов научно-исследовательское учреждение-оригинатор при передаче сорта в Госсортсеть должно приступить к его семеноводству по следующей схеме:
1-й год госиспытания закладывается питомник размножения нового сорта (2 га);
2-й год госиспытания – питомник размножения нового сорта (10 га). Сорт может быть признан перспективным по его резултьтатам;
3-й год госсортоиспытания – питомник супер-суперэлиты (40 га). Может быть принято решение о внесении сорта в Госреестр.
4-й год госсортоиспытания – питомник элиты (около 150 га). Сорт при положительных результатах включается в государственный реестр сортов.
Семеноводство нового сорта до признания его перспективности имеет право вести только НИУ-оригинатор. Семенные посевы апробируются как питомник размножения нового нерайонированного сорта (РННС). Семенной материал не включенного в реестр сорта обезличивается и используется для производства товарного картофеля в течение двух лет после принятия решения о снятии его с испытания.
Схема семеноводства картофеля в семеноводческих предприятиях, имеющих лаборатории микроклонального размножения, может быть сокращенной с включением четырех питомников:
1. Питомник 1-го клубневого поколения;
2. Питомник предварительного размножения;
3. Питомник суперэлиты;
4. Участок элиты.
Можно допускать сокращение 9-летней схемы семеноводства путем исключения питомников предварительного размножения и супер-суперэлиты. При этом должны быть приняты меры по приобретению бóльших партий исходного материала и повышению коэффициента размножения.
К семенному материалу, произведенному по сокращенным схемам, предъявляются такие же требования, как и к соответствующим репродукциям полной схемы.