Методика выращивания оригинальных семян озимой ржи Э. П. Урбан

В Государственный реестр Республики Беларусь на 2014 год включено 27 сортов озимой ржи селекции РУП «Научно-практический центр НАН Беларуси по земледелию»: тетраплоидные – Пуховчанка, Верасень, Игуменская, Сяброўка, Завея-2, Спадчына, Дубинская, Полновесная, Пламя, Пралеска, Зазерская-3, Белая Вежа, диплоидные – Ясельда, Зуброўка, Зарница, Талисман, Юбилейная, Нива, Бирюза, Алькора, Офелия, Лота, Павлинка, Голубка; гибриды F_1- ЛоБел-103, Галинка, Плиса.

Из сортов иностранной селекции зарегистрированы гибриды F₁ немецкой селекции Пикассо, Аскари, Фугато, Амато.[2].

Сорта озимой ржи селекции РУП« Научно-практический центр НАН Беларуси по земледелию» имеют достаточно высокий уровень потенциальной продуктивности. В качестве объективных показателей потенциала продуктивности современных сортов в настоящее время широко используют урожайность, достигнутую в процессе сортоиспытания.[1]. Среди диплоидных сортов урожайность на уровне 60-70 ц/га показывают отечественные сорта Офелия, Алькора, Лота, Паулінка, Голубка.

К лучшим тетраплоидным сортам, которые могут формировать урожайность 60-70 ц/га и выше следует отнести сорта Пламя, Полновесная, Пралеска, Зазерская 3, Белая Вежа.

Высокой урожайностью на уровне 80-90 ц/га и выше отличается гибридная рожь белорусской селекции Лобел-103,Галинка,Плиса; иностранной селекции Аскари, Фугато и Амато.

Роль сорта в увеличении и стабилизации урожайности при адаптивной интенсификации, экологизации земледелия постоянно возрастает, и его вклад в прирост прибавки урожая оценивается в последние годы в 35-50%. Сорт является одним из важных дешевых и доступных способов увеличения производства всех сельскохозяйственных культур.

В производственных условиях сегодня пока не удается полностью реализовать потенциал продуктивности сортов большинства сельскохозяйственных культур. Степень проявления потенциала продуктивности определяется генетической информацией, заложенной в растительной клетке и условиями среды, в которой произрастают растения. В этой связи работа с сортом должна продолжаться и в процессе оригинального семеноводства, и направлена на поддержание положительных признаков сорта, которые реализуются в производстве через сортообновление, то есть путем замены семян, выработавших свой ресурс, на семена того же сорта более высоких репродукций, полученных с помощью определенных приемов. Поэтому главное стратегическое направление, составляющее основу современного семеноводства - быстрая и наиболее полная реализация селекционных достижений.

Отечественная и зарубежная практика свидетельствует о значительных различиях в продолжительности возделывания сортов зерновых культур в производстве. Известно немало случаев, когда сорта используются несколько десятилетий, однако существуют и сорта, жизнь которых заканчивается вскоре после включения их в Государственный реестр.

Замена сортимента – важнейший магистральный путь селекции и семеноводства. Реализовать преимущества нового сорта можно лишь при условии использования на посев семян, обладающих не только высокими физическими показателями и физиологическими свойствами, но и соответствующей генетической информацией. Считается, что наибольшую отдачу сорта дают в первые годы своей жизни. Этот эффект обусловлен не только новизной, но и тем, что в первые годы возделывания сорта он, как правило, обладает максимумом генетического потенциала, так как возникающие и накапливающиеся при репродуцировании отрицательные признаки еще не достигают значительных величин.

Весьма сложным является воспроизведение сортов перекрестноопыляющихся культур, в частности озимой ржи, которые представлены в основном сложно гибридными популяциями. Известно, что популяция и составляющие ее генотипы по мере смены поколений претерпевают постоянные изменения. К примеру, доминантно-короткостебельные сорта ржи, вследствие генетического расщепления и нарастания в посевах высокостебельных генотипов, могут перестать существовать как короткостебельные сорта в течение 5-7 лет. Отсюда можно заключить, что наиболее ценным исходным материалом для производства элиты будут семена, имеющие ограниченное число генераций, считая со времени выведения сорта, то есть селекционный резервный фонд (генетический резерв).

В основе получения оригинальных семян сортов озимой ржи лежит непрерывный индивидуальный (индивидуально-семейный) отбор высокопродуктивных, низкорослых, устойчивых к полеганию и болезням растений с двукратной проверкой их в потомстве.

В Научно-практическом центре НАН Беларуси по земледелию разработана и применяется в практической работе схема оригинального семеноводства озимой ржи, которая состоит из 4 звеньев (рис. 1 ).

Она включает следующие питомники:

1. 
   Питомник отбора
   
2. 
   Питомник испытания потомств 1 года (семейный питомник)
   

4.Питомник размножения 1 года (Р-1)

В питомнике отбора ведутся фенологические наблюдения, определяется зимостойкость семей, устойчивость к полеганию и болезням. До цветения выбраковываются слабозимостойкие, пораженные болезнями, невыравненные по высоте потомства. Перед уборкой проводится отбор элитных растений (800-1300 шт.).

Окончательная оценка и отбор элитных растений для посева в питомнике испытания потомств 1 года производится после биометрического анализа, обмолота каждого элитного растения и определения качества зерна (цвет, выполненность, форма, выравненность, крупность).

Мы оптимизировали отбор исходных растений, нормировали количество отбираемых элит и объемы их браковки по пороговым пределам варьирования количественных признаков. В частности, для закладки питомников испытания потомств первого года по признакам сортовой типичности, иммунности, продуктивности и т.д. в питомнике отбора элит озимой ржи отбираем от 800 до 1300 исходных элитных растений с учетом их браковки в пределах 20-40% и создания страхового фонда семян в размере 100%.

Норма высева устанавливается из расчета 200 всхожих зерен на 1 м² (80-100 кг/га семян в пересчете на сплошной рядовой посев). Стандарт – каждая десятая делянка. В этом питомнике проводятся те же учеты и наблюдения, что и в питомнике отбора. После раздельного обмолота, определения урожайности, качества зерна лучшие семьи используются для закладки питомника испытания потомств 2-го года. Общий объем браковок в питомнике испытания 1 года составляет 25-35%. Количество потомств в питомнике устанавливаем с учетом морфобиологической выравненности сортов, потребности в семенах элиты, создания переходящих и страховых фондов семян в размере 100%.

Питомник испытания потомств 1 года (П-1) ведется по типу селекционного питомника. При его формировании широко используется метод частичных переходящих половинок из страховых фондов семян. Высеваются остатки семян тех семей, которые в текущем году показали лучшие результаты при полевой оценке их по продуктивности, зимостойкости, устойчивости к полеганию и болезням. К наиболее ценным относятся семьи, не только получившие высокие оценки за период вегетации, но и те, из которых (это главное) было отобрано наибольшее количество потомств для посева в следующем году.

Питомник испытания потомств 2 года дает возможность провести более достоверную оценку семей по основному признаку – по урожайности. Посев семей проводится на делянках площадью 10 м² в двух повторностях. Стандартная делянка элиты размещается через каждые десять семей. Норма высева – 250-300 всхожих семян на 1 м² (130-150 кг/га в пересчете на сплошной рядовой посев). В этом питомнике каждая семья изучается по зимостойкости, устойчивости к полеганию, поражению болезнями, выравненности стеблестоя. До цветения выбраковываются слабозимостойкие, пораженные болезнями, не выровненные по высоте потомства.

Уборка проводится поделяночно. После обмолота, проводятся браковки по урожайности и качеству зерна. Примерно 2/3 семей объединяются и используются для посева питомника размножения 1 года. Оставшаяся часть лучших семей служит в качестве страхового фонда и высевается в питомнике повторно в следующем году. Этим самым не обезличивается наиболее ценный материал.

Общий объем браковки в питомнике испытания потомств 2 года составляет 15-25%.Опыт показал, что результативность работы в оригинальном семеноводстве можно значительно повысить за счет оптимизации отбора, использования питомников с оптимальной площадью питания, применения эталонного образца элитного растения, модели х ±3δ для оценки продуктивности потомств и т.д. Учитывая, что варьирование количественных признаков носит модификационный характер, а «лучшие» и «худшие» потомства при пересеве воспроизводят средний уровень продуктивности, браковку по продуктивности рекомендуется проводить с помощью критерия х ±3δ, т.е. по средней взвешенной и стандартному отклонению. Стандарт используется лишь как эталон сортовой типичности при оценке потомств на корню.

Питомник размножения 1 года (Р-1) закладывается объединенными семенами из питомников испытания потомств 2 года. Посев производится рядовым способом с нормой высева 3,5-4,0 млн. всхожих семян на 1 га (180-220 кг/га).

До цветения проводятся видовые и сортовые прополки, а также удаляются больные, слаборазвитые и нетипичные растения.

В оригинальном семеноводстве степень генетической неоднородности сорта, характер отклоняющихся форм (особенно в доминантно-короткостебельных сортах ржи) значительно влияет на объемы и жесткость отбора, а, следовательно, на объемы производства семян элиты и, естественно, на темпы внедрения в производство новых сортов.

Таким образом, применение специально закладываемых питомников отбора дает возможность увеличить (в 5-6 раз) площадь для изучения каждого потомства в питомнике испытаний потомств первого и второго года, значительно сократить количество закладываемых потомств, ускорить выращивание высококачественных оригинальных семян и получать необходимое их количество с меньшими затратами труда и средств.

С одного гектара питомника размножения первого года можно получить не менее 30,0ц кондиционных семян, которые передаются элитопроизводящим хозяйствам.

Применяемая схема семеноводства имеет то преимущество, что процесс получения оригинальных и элитных семян наиболее полно насыщен элементами селекционной работы. Он способствует поддержанию высокой гетерозиготности популяции, появлению новых ценных по комплексу признаков и свойств форм для эффективного отбора, формированию сбалансированной гетерозисной популяции, приспособленной к изменяющимся условиям среды.

Более 50% посевных площадей озимой ржи в Беларуси приходится на долю тетраплоидных сортов.

Нормальное оплодотворение и развитие завязи тетраплоидной ржи происходит в том случае, когда произошло опыление пыльцой внутри сорта или пыльцой других сортов тетраплоидной ржи. Существует генетический барьер несовместимости между тетраплоидной и диплоидной рожью.

Биологическое засорение при переопылении этих двух форм ржи не происходит, но увеличивается череззерница у тетраплоидной ржи, которая снижает урожайность. Наши исследования, проведенные в разные годы, показали, что сильное взаимное влияние обоих уровней плоидности озимой ржи на оплодотворение наблюдается только при непосредственном соседстве растений. Уже на расстоянии 5 метров это влияние было слабым, а на расстоянии 10 метров – едва обнаруживалось.

Более опасно механическое смешивание семян диплоидных и тетраплоидных сортов, которое может быть при посеве, сортировке, уборке и хранении зерна. Если в составе тетраплоидных сортов присутствует 10% диплоидов, снижение урожая может достигать от 6,5 до 8,1 ц/га.

Семена диплоидных сортов, при содержании их в смеси с тетраплоидными до 10% (как более мелкозерную фракцию), можно отделить путем сортирования на решетах с размером ячеек 2,5 мм и выше, а для посева использовать крупную фракцию. Определение массы 1000 зерен показало, что со снижением озерненности колоса масса 1000 зерен возрастает. За счет более высокой крупности зерна, полностью или в большей степени компенсируется потеря урожайности в результате снижения озерненности колоса. Пониженная озерненность тетраплоидной ржи, вызванная переопылением с диплоидными сортами, не наследуется в последующих поколениях.

Эти и другие исследования позволили внести предложение о снятии ограничений по пространственной изоляции между посевами диплоидной и тетраплоидной ржи в новой редакции «Инструкции по апробации сортовых посевов сельскохозяйственных культур».

Не способность тетраплоидной ржи скрещиваться с диплоидной обеспечивает сохранность новых сортов и облегчает использование их в производстве.

В заключение следует констатировать, что строгое соблюдение научно обоснованных приёмов выращивания семян в звеньях оригинального семеноводства, высокий уровень соблюдения технологических регламентов в звеньях элитного семеноводства способствуют ускоренному размножению семян новых сортов, и быстрому внедрению их в производство.

1. 
   Результаты испытаний сортов озимых, яровых зерновых, зернобобовых и крупяных культур на хозяйственную полезность Республики Беларусь за 2011-2013г.– Мн., 2014.
   
2. 
   Государственный реестр сортов и кустарниковых пород, допущенных к использованию в РБ / Отв. ред. В.А. Бейня. – Минск, 2013. – 204 с.