Молоцький М.Я., Васильківський С.П., Князюк В.І., Власенко В.А. Селекція і насінництво сільськогосподарських рослин

Подождите немного. Документ загружается.

×àñòèíà ²². Íàñ³ííèöòâî

прийнята система насінництва по цих культурах передбачає щоріч-

не вирощування елітного насіння для насінницьких посівів і насін-

ня І репродукції для виробничих посівів. Наприклад, в Україні на-

сінництво сортів-популяцій соняшнику організовано за системою

щорічного сортооновлення. Насіння II репродукції використовується

для промислової переробки. Цю систему насінництва соняшнику

розробив академік В.С. Пустовойт, її було введено в усіх районах

вирощування. Порядок і строки сортооновлення сільськогосподар-

ських культур у господарствах України визначаються обласними

управліннями сільського господарства за пропозиціями науково-

дослідних установ.

Залежно від строків сортооновлення науково-дослідні установи і

елітгоспи визначають обсяг робіт у первинних ланках насінництва і

виробництво елітного насіння. Ці строки слід установлювати з ура-

хуванням біологічних особливостей культури і сортів, а також на

основі економічної доцільності.

Умови вирощування насіння і строки сортооновлення.

Вплив умов вирощування насіння на його властивості помічено ще

в глибоку давнину. Ще в IV ст. до н. е. Феофраст у трактаті «Дослід-

ження рослин» зазначав, що зерно стає кращим або гіршим залежно

від умов вирощування, структури ґрунту.

Зміни властивостей насіння під впливом умов вирощування зав-

жди привертали увагу землеробів і біологів. Умови життя рослин є

основним чинником, який зумовлює зміни сортів, їх біологічну стій-

кість і врожайність.

Перші систематичні дослідження з вивчення впливу географіч-

них і агротехнічних умов вирощування насіння на його продуктив-

ність у 30-х роках ХХ ст. започаткував П.М. Констянтинов. У його

дослідах (з пшеницею, ячменем і вівсом) різниця в урожаях одного й

того самого сорту залежно від походження насіння досягала 83 %,

що перекривало різницю в урожаях між сортами.

Цінність насіннєвого матеріалу визначається не тільки його сор-

товими властивостями, а й ґрунтово-кліматичними умовами та агро-

технічними способами його вирощування, які через насіння впли-

вають на врожай і його якість. Насіння є тим проміжним ланцюгом,

через який здійснюється зв’язок між двома поколіннями — по-

переднім і наступним.

Насінина і її зародок, формуючись на кінцевих етапах органогене-

зу, відображують особливості розвитку, якісні зміни в обміні речовин

материнського організму в процесі його індивідуального розвитку. Ін-

дивідуальний розвиток материнських рослин відбувається в конкрет-

ному середовищі, що складається на ділянках вирощування насіння.

Середовище кожного поля характеризується рівнем родючості ґрунту,

його хімічними і фізичними властивостями, а також комплексом чин-

360

Ðîçä³ë 17. Ñîðòîçàì³íà ³ ñîðòîîíîâëåííÿ

ників, які можна назвати кліматом і мікрокліматом (вологість ґрунту і

повітря, освітленість, рух повітря тощо), які по-різному складаються в

посівах залежно від їх густоти, напрямку рядків тощо.

Насіння з позитивними посівними і врожайними властивостями

формується, як правило, на фоні сучасної агротехніки, за високої

культури землеробства.

Інтенсивна технологія є засобом управління модифікаційною мін-

ливістю і виявлення оптимальних норм реакції сорту. Вона є за-

собом підтримання високого рівня врожайності сорту. Високий рі-

вень агротехніки на насінницьких посівах дає можливість одержу-

вати позитивні модифікації, які зберігаються в 1 – 2-х поколіннях,

тобто модифікації, спричинені умовами вирощування материнських

рослин, мають короткочасний характер. Ефект позитивних модифі-

кацій можна використовувати при добре налагодженому сортоонов-

ленні, високому рівні організації насінництва.

Збільшення врожаю на товарних посівах від високоврожайного

насіння становить 2 – 3 ц/га. Тому на насінницьких посівах слід що-

року проводити комплекс агротехнічних, фітосанітарних і організа-

ційних заходів, спрямованих на одержання високоврожайного на-

сіння.

Модифікаційна мінливість не змінює генотипу. Вона відображує

реакцію його на зміни зовнішніх умов, а реакція, в свою чергу, ви-

значається адаптивним потенціалом сорту.

Наукою і практикою встановлено, що врожай зернових культур

зумовлюється не кількістю репродукцій, а агротехнічними і ґрунто-

во-кліматичними умовами вирощування насіння.

17.3. Принципи і особливості

зональної організації насінництва

Останніми роками дедалі більше уваги в селекції і насінництві

привертають екологічні аспекти. Донедавна в насінництві головним

вважали технологію вирощування насіння з високими посівними

властивостями. Технологічними способами вирощування певною

мірою можна керувати формуванням цих властивостей. Накопичені

експериментальні дані переконливо свідчать про значний вплив

природних екологічних чинників на врожайні властивості насіння.

Численні екологічні чинники можна поділити на три групи: абіотич-

ні, біотичні, антропогенні (рис. 17.1).

На основі своїх спостережень за практикою фермерів Ч. Дарвін

дійшов висновку, що на формування врожайних властивостей на-

сіння при вирощуванні його в різних ґрунтово-кліматичних зонах

здебільшого впливають ґрунти.

361

×àñòèíà ²². Íàñ³ííèöòâî

Екологічні чинники насінництва

Абіотичні

Кліматичні (тем-

пература, волога

ґрунту, відносна

вологість повітря,

освітлення тощо)

Едафічні (фізико-

хімічні властивості

ґрунту, реакція

і концентрація

ґрунтового розчину)

Просторові (рельєф,

висота над рівнем

моря, географічна

широта)

Антропогенні

Агротехнічні

(обробіток ґрунту,

добрива, попе-

редники, строки

сівби, норми висіву,

догляд за посівами)

Збирання (строки

і способи, режими

обмолоту зерна)

Сушіння, очи-

щення, зберігання

насіння

Способи передпо-

сівного оброблення

насіння (протрую-

вання, стимуля-

ційні впливи)

Біотичні

Мікрофлора

Шкідники

Хвороби

Алелопатична

взаємодія

Рис. 17.1. Екологічна модель формування врожайних властивостей

Дж. Ацці встановив, що насіння пшениці, вирощене на півночі

Італії за помірної вологої погоди, поступалося врожайними власти-

востями насінню, вирощеному на півдні країни за сухої жаркої по-

годи.

Дослідженнями Селекційно-генетичного інституту (Одеса) вста-

новлено, що в системі «ґрунтово-кліматичні умови» ланка «ґрунти»

менше впливає на формування властивостей насіння, ніж чинники

групи «кліматичні умови». Нестачу тих або інших елементів у ґрунті

можна усунути їх внесенням.

На формування врожайних властивостей насіння значною мірою

впливають температура і відносна вологість повітря на 8 – 12-му

етапах органогенезу. Найкраще насіння озимої пшениці формуєть-

ся, якщо середньодобова температура повітря у фазі колосіння —

дозрівання становить 15 °С.

За умов високої температури і дефіциту вологи скорочується пе-

ріод утворення зерна, насіння часто має низькі посівні властивості,

тобто формується щупле насіння з низькою масою 1000 насінин,

зниженою польовою схожістю, а в багаторічних трав (особливо лю-

церни) підвищується твердонасінність.

362

Ðîçä³ë 17. Ñîðòîçàì³íà ³ ñîðòîîíîâëåííÿ

Низька температура (9 – 15 °С) у період цвітіння — формування

зерна затримує проходження 10 – 12-го етапів органогенезу озимої

пшениці, сповільнює надходження пластичних речовин у зерно.

Холодна погода під час утворення і дозрівання насіння негатив-

но впливає на формування органів зародка, знижує енергію пророс-

тання, лабораторну схожість та інші властивості насіння (Г.В. Коре-

нев та ін.; Ф.Е. Реймерс та ін.).

Довжина фотоперіоду, інтенсивність світла значною мірою впли-

вають на формування посівних властивостей насіння озимої пше-

ниці (табл. 17.4).

Таблиця 17.4. Вплив довжини фотоперіоду на формування посівних

властивостей насіння озимої пшениці (М.О. Кіндрук та ін., 1990)

Сорт

Показник

Миронівська 808 Прибій

Довжина фотоперіоду, год 8 16 24 8 16 24

Лабораторна схожість, % 99 100 100 98 99 99

Енергія проростання, % 97 100 95 98 99 99

Швидкість проростання, доба 2,2 2,2 2,3 2,1 2,1 2,2

Дружність проростання, % 24,7 33,3 25,0 32,6 33,0 33,0

Маса 1000 насінин, г 14,9 29,8 33,2 21,9 34,7 38,7

Сила росту, % сходів 95 98 98 99 97 95

маса 100 сухих ростків, г 0,54 0,89 1,11 0,73 1,09 1,21

маса 100 сухих корінців, г 0,20 0,36 0,45 0,26 0,37 0,47

Температура формування і дозрівання насіння впливає не тіль-

ки на його посівні властивості, а й на ріст, розвиток і продуктивність

наступного покоління (табл. 17.5).

Урожайні властивості насіння формуються під впливом природ-

них (кліматичних, погодних, біотичних, едафічних) і штучних (агро-

технічних) екологічних чинників.

Екологічні умови по-різному виявляються при формуванні на-

сіння залежно від конкретних особливостей регіону, його розмірів і

однорідності. Якщо в північних зонах основні проблеми насінництва

пов’язані з перезволоженням і дефіцитом тепла, то на півдні, на-

впаки — з посухою і підвищеними температурами.

Так, у Воронезькій (Російська Федерація) області найкращим за

врожайними властивостями було насіння, вирощене в цій області, а

також завезене з Кустанайської області (Казахстан). У Київській

області найвищу врожайність дало насіння, вирощене в місцевих

умовах (табл. 17.6).

363

×àñòèíà ²². Íàñ³ííèöòâî

Таблиця 17.5. Вплив температури в період колосіння — дозрівання

озимої пшениці на проростання і метаболічну активність насіння

(Л. К. Січняк та ін.)

Сила росту

Активність кис-

лої фосфатази,

год/мг

Середньодобо-

ва температура

при формуван-

ні і дозріванні

насіння, °С

Лабораторна

схожість, %

Енергія

проростання, %

Дружність

проростання, %

% схожості

суха маса рост-

ків, г

фосфору

на г бо-

рошна

фосфору

на 100

насінин

Вміст сирого

протеїну, % на

суху речовину

Відношення

крохмалю до

си

ого п

отеїн

Миронівська 808

19,1 (природні

умови)

96 95 28,0 97 1,05 2,7 10,2 9,6 7,0

95 92 16,1 92 1,31 4,4 21,2 13,5 4,6

99 96 26,5 98 1,30 5,3 21,5 15,8 3,8

15,5

20,4

26,9

⎫

⎪

⎬

⎪

⎭

фітотрон

98 96 39,3 96 0,80 4,8 9,3 22,0 2,3

Прибій

19,1 (природні

умови)

98 97 26,1 92 1,19 1,5 6,0 9,8 6,6

98 98 16,6 94 1,35 2,6 11,0 13,0 4,8

99 98 26,5 98 1,32 2,4 9,9 15,1 4,0

15,5

20,4

26,9

⎫

⎪

⎬

⎪

⎭

фітотрон

99 98 40,4 96 0,79 2,6 5,8 20,7 2,5

Таблиця 17.6. Урожайні властивості насіння озимої пшениці сорту

Миронівська 808, вирощеного і випробуваного за різних

екологічних умов (Л. К. Січняк та ін.)

Урожайність насіння в областях, ц/га

Походження на-

сіння (область)

Одеській Київській Воронезькій

Київська

Одеська

Воронезька

Московська

Кустанайська

54,3

50,4

53,7

54,1

57,3

46,2

44,3

40,7

42,0

42,4

51,3

49,3

56,9

50,5

55,5

Початок агроекологічним дослідженням з оптимізації розміщен-

ня спеціалізованих насінницьких господарств поклали роботи, про-

ведені у Селекційно-генетичному інституті (Одеса) (Л.К. Січняк,

М.О. Кіндрук), на Середньому Уралі (С.А. Чазов), у західному регі-

оні України (М.М. Макрушин), у Центральному районі Нечорно-

земної зони (А. М. Берьозкін та ін.).

Численні дослідження на основі методики Селекційно-генетич-

ного інституту (Одеса) проводили вчені Миронівського інституту

пшениці ім. В.М. Ремесла, обласні сільськогосподарські станції і

364

Ðîçä³ë 17. Ñîðòîçàì³íà ³ ñîðòîîíîâëåííÿ

вищі навчальні заклади України. Їхні результати покладено в ос-

нову екологічного принципу організації насінництва (див. п. 15.6).

Розроблена в Інституті рослинництва ім. В.Я. Юр’єва УААН (Хар-

ків) модель агроекологічної пластичності сортів дає можливість

здійснювати цілеспрямоване насінництво сучасних сортів сільсько-

господарських культур на основі їх адаптивних властивостей до

ґрунтово-кліматичних умов і технології їх вирощування. Всі сорти і

гібриди поділяють на чотири типи агроекологічної адаптивності.

Сорти і гібриди, здатні накопичувати найбільшу вегетативну ма-

су у фазі трубкування і сухих речовин у зерні в передмолочній фазі,

належать до першого типу. Сорти і гібриди першого типу найстій-

кіші до поступового наростання повітряної і ґрунтової посухи в пері-

од дозрівання зерна. Цей тип найхарактерніший для сортів харків-

ської селекції.

Сорти другого агроекологічного типу характеризуються сповіль-

неним накопиченням вегетативної маси рослинами і сухих речовин

зерном, підвищеною стійкістю до затяжної посухи. Це сорти зерно-

вих культур донецької, одеської, дніпропетровської та запорізької

селекції.

До третього агроекологічного типу належать сорти, в яких най-

більший приріст вегетативної маси припадає на кінець фази коло-

сіння — цвітіння, в зернобобових — цвітіння й утворення бобів, а

накопичення сухих речовин у зерні — на фазу воскової стиглості.

Налив зерна у них може бути навіть при 30 – 25 % його вологості.

Сорти цього типу добре адаптовані до вирощування за умов до-

статнього зволоження і нестачі тепла.

Сорти четвертого агроекологічного типу характеризуються ши-

рокою нормою реакції на зміни екологічних умов і технології виро-

щування.

Зональний принцип організації насінництва є складовою еколо-

гічного насінництва, яке, в свою чергу, становить науково-мето-

дичну основу промислового насінництва. Ґрунтуючись на сучасних

досягненнях науки і практики, екологічне насінництво сприяє вдо-

сконаленню цієї галузі, використовуючи здатність насіння в межах

генотипу формувати під впливом зовнішніх умов урожайні власти-

вості різного рівня.

Виключно важливу роль екологічних умов у формуванні врожай-

них властивостей насіння слід ураховувати в практиці насінництва,

тобто заготовляти насіння для страхових фондів та інших запасів,

насамперед у роки, сприятливі для формування насіння, за потреби

купувати насіння тільки в зонах гарантованого і стійкого насін-

ництва.

У більшості країн з високорозвиненим сільським господарством

насінництво організовано за агроекологічним принципом. Так, у

365

×àñòèíà ²². Íàñ³ííèöòâî

США, Франції, Чехії та Словаччині товарне насінництво (для са-

мозабезпечення і на експорт) організоване тільки в регіонах, що ха-

рактеризуються стабільним поєднанням відповідних для культури

сприятливих екологічних чинників.

У США 11 штатів із 49 мають розвинене товарне насінництво

кормових культур. Найбільший рівень концентрації цієї галузі у

двох штатах: Каліфорнії (вирощування насіння люцерни) і Аризоні

(деякі злакові трави). У штаті Каліфорнія насінництвом люцерни

займається багато фермерів (близько 500), але основні насінні план-

тації люцерни сконцентровано в долині Сант-Джоакін. Фермерські

господарства цієї долини щороку дають до 90 % насіння від загаль-

ної кількості вирощеного в штаті. Вибір такого обмеженого ареалу

для концентрації насінництва люцерни пояснюється виключно

сприятливими ґрунтово-кліматичними умовами.

Світовий досвід зонального розміщення товарного насінництва

за агроекологічним принципом становить певний інтерес для сіль-

ського господарства України, що нині реформується.

Дослідженнями, проведеними в Миронівському інституті пше-

ниці ім. В.М. Ремесла, в Селекційно-генетичному інституті (Одеса),

встановлено, що за рахунок раціонального розміщення насінництва

в цілому по Україні тільки по озимій пшениці може збільшитися

валовий збір зерна до 1,5 – 2,0 млн ц за рік.

Контрольні запитання і завдання

1. Які принципи покладено у визначення строків сортозаміни? 2. Як умови

вирощування впливають на строки сортооновлення? 3. Як екологічні умови

впливають на формування врожайних властивостей насіння? 4. Зони оптима-

льного насінництва в Україні.

366

Ðîçä³ë 18. Òåõíîëîã³ÿ âèðîáíèöòâà íàñ³ííÿ â ïåðâèííèõ ëàíêàõ íàñ³ííèöòâà

Розділ 18

ТЕХНОЛОГІЯ ВИРОБНИЦТВА НАСІННЯ

В ПЕРВИННИХ ЛАНКАХ НАСІННИЦТВА

Головним завданням насінницької роботи є підтримання і збе-

реження на заданому селекцією рівні всіх морфологічних та біоло-

гічних ознак і властивостей, притаманних конкретному сорту.

Розв’язання цього завдання забезпечується здебільшого високим

рівнем організації роботи в первинних ланках насінництва. Ці лан-

ки охоплюють такі основні розсадники: випробування потомств 1-го

року, випробування потомств 2-го року; розмноження 1-го року; роз-

множення 2-го року.

Робота над створенням сорту не закінчується занесенням його до

Реєстру, а триває доти, доки він використовується у виробництві. В

сортах гібридного походження, особливо при прискореному їх ство-

ренні та впровадженні у виробництво, впродовж певного періоду

можливе розщеплення. Тому в процесі первинного насінництва не

тільки видаляють нетипові для певного сорту форми, а й відбира-

ють нові — цінні з практичного погляду. Такі форми інколи навіть

стають родоначальниками нового сорту, кращого за вихідний.

У практиці селекційно-насінницької роботи відомо багато по-

дібних прикладів. Так, сорт озимої пшениці Українка одеська ство-

рено в Селекційно-генетичному інституті (Одеса) методом індивідуа-

льного добору з сорту Альбатрос одеський, а Миронівська 30 — у Ми-

ронівському інституті пшениці ім. В.М. Ремесла із сорту Миронівська

27. Класичним прикладом є дослідження академіка П.П. Лук’яненка,

який методом індивідуального добору з сорту Новоукраїнка 83 вивів

сорт Новоукраїнка 84, а всесвітньовідомий сорт Безоста 1 виділив у

процесі первинного насінництва із сорту Безоста 4.

Первинне насінництво є безпосереднім продовженням селекції і

початковою ланкою насінницької роботи.

Підтримка і збереження сортових властивостей насіннєвого ма-

теріалу забезпечується в первинних ланках насінництва, головне

завдання яких — вирощування високоякісного насіння для вироб-

ництва еліти.

Насіння еліти потрібно вирощувати із застосуванням спеціальних

селекційно-насінницьких методів і способів. Воно повинно мати добрі

виповненість, вирівняність, велику масу 1000 насінин, відповідати

вимогам державних стандартів на сортові та посівні властивості а

також обов’язково мати типові для сорту ознаки і властивості.

367

×àñòèíà ²². Íàñ³ííèöòâî

Первинне насінництво ведеться у відділах і лабораторіях пер-

винного та елітного насінництва науково-дослідних установ і аграр-

них вищих навчальних засобів. За відділом закріплюється постійна

земельна ділянка з однією або кількома насінницькими сівозміна-

ми, а також відповідна матеріально-технічна база.

Відповідно до потреб на насіння еліти певного сорту і прийнятою

схемою первинного насінництва складають робочий план створення

первинних ланок. До плану додають розрахункові обсяги виробниц-

тва насіння в розсадниках, кількість відібраних родин і рослин.

Розрахунки проводять за лінійною моделлю процесу виробництва

насіння по генераціях (рис. 18.1).

Еліта

Оригінальне насіння

Розсадник розмноження 2-го року

Розсадник розмноження 1-го року

Розсадник випробування

потомств 2-го року

Розсадник випробування

потомств 1-го року

Добір рослин

SPK

212

QQK=

323

QQK=

Рис. 18.1. Модель проведення робіт у первинному насінництві

У моделі по кожному розсаднику наведено формули для розра-

хунків потрібних площ і обсягів виробництва насіння, де N — про-

гнозований обсяг реалізації насіння еліти, ц; S — площа посіву для

виробництва насіння, га; Р — норма висівання насіння, ц/га; V —

вихід насіння з одиниці площі, ц/га; t — продуктивність однієї ро-

дини, ц (у перерахунку); K — поправковий коефіцієнт; Q — кіль-

кість родин (рослин).

Норми висівання і вихід насіння для кожної генерації визна-

чають з урахуванням ґрунтово-кліматичних умов, біологічних особ-

ливостей культури й сорту, способів висівання, технологічних спосо-

бів догляду за посівами, досягнутого рівня урожайності тощо.

368

Ðîçä³ë 18. Òåõíîëîã³ÿ âèðîáíèöòâà íàñ³ííÿ â ïåðâèííèõ ëàíêàõ íàñ³ííèöòâà

Поправкові коефіцієнти при визначенні кількості рослин і родин,

що закладаються в розсадники випробування потомств, установлю-

ють за можливим обсягом вибраковування. Так, при вибраковуван-

ні 20 % рослин поправковий коефіцієнт буде 1,2, а при 30 – 1,3 і т.д.

Одержані за моделлю результати збільшують відповідно до по-

трібних розмірів страхових фондів для кожної генерації. Для за-

безпечення стабільності роботи в усіх ланках первинного насінни-

цтва обов’язково створюється 100%-й страховий фонд насіння. Стра-

хові фонди бажано створювати з насіння, вирощеного у сприятливі

роки його формування. Площа посіву еліти зумовлює обсяг робіт у

первинному насінництві по певному сорту.

18.1. Методи і схеми виробництва

еліти польових культур

При виробництві еліти здійснюють комплекс селекційно-насін-

ницьких заходів, спрямованих на збереження високої сортової чистоти

або типовості насіння (у перехреснозапильних культур), підтримання

всіх господарських ознак і біологічних властивостей сорту, заради яких

він був занесений до Реєстру. Комплекс способів у первинному насін-

ництві має забезпечувати створення біологічно повноцінного, оздоров-

леного насіння з високими посівними та врожайними властивостями.

До комплексу цих способів входить добір кращих родоначальних рос-

лин (найпродуктивніших, не уражених хворобами, типових за морфо-

логічними ознаками для сорту). В процесі первинного насінництва

слід створювати оптимальні умови для розвитку рослин і формування

насіння з високими врожайними властивостями.

У розсадниках первинного насінництва обов’язковим є видален-

ня нетипових низькопродуктивних, уражених хворобами рослин

(негативний добір), проведення видових і сортових прополювань.

Добір родоначальних рослин у первинному насінництві прово-

дять методами індивідуального й масового добору. Метод індивіду-

ального добору дає можливість зберегти тип сорту, високу сортову

чистоту добором окремих рослин з наступним 1 – 2-річним їх оціню-

ванням за потомством.

По багатьох сортах перехреснозапильних культур первинне на-

сінництво ведуть на основі масового добору. Виробництво насіння

еліти самозапильних культур методом масового добору проводять

тільки за рекомендацією оригінатора сорту.

Спосіб розмноження і біологія культури, метод виведення сорту

зумовлюють особливості методів роботи в первинному насінництві.

Самозапильні культури. При виробництві насіння еліти само-

запильних зернових і зернобобових культур використовують, як

369