Глава 4 проблемы и направления селекции

Благодаря вышеперечисленным достижениям селекции только для условий Беларуси включено в Госреестр около 1500 сортов и гибридов по 220 различным видам сельскохозяйственных и других культур. Все они в достаточной степени являются приспособленными для возделывания в определенных почвенно-климатических условиях зоны районирования.

Однако это не снимает ряда проблем селекции, требующих от селекционных учреждений их решения в ближайшем будущем. Большинство сортов, характеризующихся рядом ценных свойств, не обладают комплексом биологических и хозяйственно полезных признаков, которые в большей степени удовлетворяли бы запросы производства по своей экологической стабильности, отзывчивости на проводимые технологические приемы возделывания, устойчивости к неблагоприятным абиотическим и биотическим факторам окружающей среды, количеству и качеству получаемой продукции. В зависимости от культуры, направления ее использования и условий произрастания требования к будущим сортам могут быть различными. Но независимо от этого решение стоящих задач должно быть направлено на создание новых более ценных сортов и гибридов по урожайности, устойчивости к полеганию, осыпанию, прорастанию на корню, иммунности или толерантности к вредителям и наиболее злостным болезням, выносливости по отношению к недостатку и избытку влаги, отклонениям температурного режима от оптимального, пригодности к механизированному возделыванию, технологичности и качеству продукции при ее хранении, переработке и использовании.

В связи с этим в селекции постоянно ведется работа по соответствующим направлениям на повышение потенциальной урожайности, скороспелость, иммунитет или толерантность к вредителям и болезням, устойчивость к полеганию, осыпанию, прорастанию на корню, пригодность к механизированной уборке, отзывчивость на улучшение условий питания, водно-воздушного режима, способность к высокоэффективному использованию удобрений, средств защиты посевов, способов обработки почвы и т.д.

Селекция на урожайность является самым главным и всеобъемлющим направлением, так как продуктивность сорта зависит не только от генотипа, но и от воздействия окружающей среды. Итоговыми критериями при оценке селекционного материала являются выживаемость растений, их индивидуальная продуктивность, складывающаяся из элементов структуры урожайности. В равных условиях одинаковая урожайность может быть получена у различных сортов и образцов за счет различных элементов ее структуры. При правильном подборе родительских пар для скрещивания можно добиться лучшего сочетания этих элементов и повысить потенциальную и фактическую урожайность создаваемых форм по сравнению с исходными. Во время оценки зерновых культур при оптимальной густоте стояния посевов учитывается количество сохранившихся растений на единице площади, их продуктивная кустистость, количество семян в соцветии и масса 1000 семян. У зернобобовых культур основными элементами структуры урожайности являются количество плодоносящих кистей, количество бобов и семян в бобе и на растении, масса 1000 семян. У кукурузы урожайность зерна зависит от среднего количества початков на растении, числа и массы семян с початка. Урожайность картофеля складывается из количества кустов на единице площади, среднего числа клубней в кусте и массы клубня. У свеклы и других корнеплодов при одинаковой густоте растений урожайность тесно коррелирует с массой корнеплода.

Урожайность и элементы ее структуры любой культуры зависит от генотипа сорта, его устойчивости к неблагоприятным факторам внешней среды, поэтому в селекции на устойчивость к каждому фактору существуют специальные направления.

Селекция на зимостойкость и холодостойкость в условиях восточной Европы, западной Сибири и Дальнего Востока имеет исключительно важное значение при возделывании различных сельскохозяйственных культур.

При селекции озимых культур показатель зимостойкости является первостепенным. Сложность работы в этом направлении заключается в том, что зимостойкость складывается из морозостойкости растений, их устойчивости к выпреванию, вымоканию, выпиранию, ледяной корке. Селекция на холодостойкость относится, прежде всего к яровым культурам, сорта которых в более северных районах с укороченным периодом биологически активных температур должны обладать скороспелостью и выносливостью к пониженным температурам и даже заморозкам в ранневесенний период, дружностью созревания.

Долгое время не удавалось совместить высокую продуктивность и зимостойкость в озимых сортах пшеницы, ржи и других культур, так как эти признаки имеют обратную корреляционную зависимость. Определенный сдвиг в нарушении такой связи осуществлен с созданием высокоурожайного сорта озимой пшеницы Альбидум 114, которая является мировым стандартом по зимостойкости.

Селекция на зимостойкость считается весьма трудной еще и потому, что этот признак контролируется полимерными генами и связан также с цитоплазмой. Поэтому при подборе пар для скрещивания в качестве материнского компонента следует брать более зимостойкий сорт, хотя и другие сочетания при различии генотипов могут дать положительные результаты. Наиболее эффективным сочетанием отличаются скрещивания высоко зимостойких сортов с пластичными высокопродуктивными сортами. Примером может служить получение ценного сорта Кинельская 4 из комбинации (Альбидум 114 × Мироновская 808) × Мироновская 808 на Кинельской селекционной опытной станции Самарского аграрного университета. В результате селекции пшеницы в Беларуси созданы высоко зимостойкие сорта Капылянка, Каравай, Былина, Легенда и другие. Повышение зимостойкости пшеницы намечено за счет введения ржаного генома при создании аллополиплоидов пшеничного типа. Важная роль в селекции пшеницы на зимостойкость принадлежит отдаленной гибридизации ее с пыреем, тритикале, рожью.

Селекция на засухоустойчивость особенно важна не только для сортов засушливых степных зон, но и для районов с умеренным климатом, где весьма часто наблюдаются летние засухи, по причине которых резко снижается продуктивная кустистость, фотосинтетическая поверхность растений, сокращаются этапы органогенеза, снижаются показатели всех элементов продуктивности, падает урожайность. В связи с этим при оценке исходного материала и селекционных образцов необходимо обращать пристальное внимание на прямые и косвенные признаки, связанные со способностью растений к максимальному водопотреблению через хорошо развитую корневую систему, экономное расходование влаги, низкий коэффициент транспирации, интенсивное накопление сухих веществ и формирование полноценных репродуктивных органов.

В селекции на засухоустойчивость важное значение имеет характер прохождения этапов органогенеза. Растения с более коротким ювенильным периодом развития способны сформировать достаточную урожайность до наступления летних засух. В отдельные годы при недостатке влаги в весенний период важно иметь такие сорта, которые длительное время находятся в фазе кущения, розетки, медленно развиваются и не требуют большого расхода воды на первых этапах своего развития. С появлением летних дождей они начинают быстро двигаться в рост и формируют нормально развитые вегетативные и генеративные органы. В селекции на засухоустойчивость при подборе пар для скрещивания необходимо учитывать признаки ксерморфности и гигрофильности растений по этапам развития.

Селекция на устойчивость к болезням и вредителям наиболее радикальный и эффективный метод снижения огромных потерь, наносимых различными грибными, вирусными и бактериальными патогенами, листогрызущими, сосущими и минирующими насекомыми.

Создавать болезнеустойчивые сорта очень трудно из-за полимерного действия генов, определяющих устойчивость и огромного полиморфизма видов и рас ржавчины, фузариоза, антракноза, гельминтоспориоза и других болезней, большого разнообразия сменяющихся поколений видоспецифических вредителей.

Устойчивость к вредителям и различным расам болезней наследуется, как правило, полигенно, а также связана с цитоплазмой. В связи с этим источники устойчивости дают лучшие результаты в том случае, когда используются в качестве материнского компонента при скрещивании. Для создания сорта с устойчивостью к нескольким патогенам привлекается несколько факторов или источников устойчивости поэтапно через ступенчатую гибридизацию и многочисленные отборы на естественных и провокационных фонах.

В селекции зерновых культур остаются проблемы создания устойчивых сортов к пыльной и твердой головне, спорынье, бурой и стеблевой ржавчине, корневым гнилям, гессенской и шведской мухам. Для расширения люпиносеяния необходимы сорта люпина, устойчивые к фузариозу, антракнозу, вирусному израстанию, вирусному побурению стеблей и серой гнили. Практически все сорта гороха сильно поражаются тлей и гороховой плодожоркой. В селекции картофеля решаются задачи создания сортов, устойчивых к фитофторозу, черной ножке, вирусам, нематоде, колорадскому жуку. По каждой культуре существуют проблемы нахождения доноров и источников устойчивости к болезням и вредителям для использования их в дальнейшей селекции на иммунитет и толерантность.

Селекция на пригодность к механизированному возделыванию сельскохозяйственных культур позволяет создавать сорта, которые требуют минимальное количество затрат ручного труда или исключают его полностью.

Сорта, пригодные к механизированному возделыванию, должны иметь оптимальную высоту растений, прочный неполегающий стебель, выровненные семена определенной формы и размеров для осуществления пунктирного и точного высева с размещением семян на необходимое расстояние и глубину заделки для получения дружных и равномерных всходов. Во время вегетации растения должны обладать устойчивостью к полеганию, осыпанию, прорастанию на корню, дружностью созревания и хорошей вымолачиваемостью зерна. У зернобобовых и крестоцветных культур большое значение имеет высота расположения нижних бобов и стручков, равномерность созревания, нерастрескиваемость бобов и стручков, неосыпаемость семян. Сорта картофеля должны иметь посадочные клубни определенных размеров и формы с прочной и эластичной кожурой. Расположение клубней в кусте должно быть компактным, что повышает производительность комбайнов, снижает потери и травмированность клубней.

Селекция на длину вегетационного периода для условий Беларуси и других стран с аналогичными почвенно-климатическими условиями является весьма важным направлением. Особенно это относится к люпину, сое, вике, кормовым бобам, гречихе, кукурузе и другим культурам, имеющим неограниченное ветвление, растянутый период цветения и формирования генеративных органов. В годы с дождливым и прохладным летом семенные и зернофуражные посевы позднеспелых сортов этих культур могут оказаться под угрозой, требуют проведения дефолиации и других дополнительных затрат.

Селекция ячменя, льна-долгунца, картофеля, клевера лугового, кукурузы ведется на создание сортов и гибридов различных групп спелости, что позволяет организовывать своеобразные уборочные конвейеры, в значительной степени снизить потери при уборке и повысить качество семян и другой получаемой продукции.

Селекция кукурузы на скороспелость позволила создать гетерозисные гибриды, способные в условиях южной и юго-западной части Беларуси давать зрелые полноценные семена, позволяет организовать собственное семеноводство и получить импортзаменяющую продукцию дорогостоящих семян. В остальных районах республики они формируют достаточно высокие урожаи ценной зеленой массы с початками молочно-восковой спелости.

При селекции зерновых культур, кроме сокращения вегетационного периода, следует обращать большое внимание на дружность кущения, равномерность развития главных и боковых побегов и одновременность их созревания.

Селекция на качество продукции является также одной из важнейших задач создания новых более ценных не только по количеству, но и по качеству получаемой продукции сортов. Селекция на повышение качества продукции должна рассматриваться по каждой культуре отдельно в зависимости от ее назначения.

Зерно ценных сортов пшеницы должно обладать высокими хлебопекарными качествами, которые зависят от содержания белка, клейковины, упругости теста и силы муки. Сорта белорусской селекции Капылянка, Гармония, Каравай, Былина, Легенда, Ядвися обладают хорошими мукомольно-хлебопекарными свойствами, но эти качества могут снижаться в дождливые холодные годы, если созревание зерна происходит при пониженных температурах и частых дождях.

Зерновые культуры, выращиваемые на корм скоту должны иметь более высокое содержание белка и аминокислот. Ячмень, например, для кормовых и пищевых целей должен содержать более 12% белка, а для пивоваренных целей наоборот этого вещества должно содержаться от 9 до 12%.

Для улучшения крупяных качеств и снижения затрат на их производство создаются голозерные сорта ячменя, овса и проса.

Дегустационная оценка вкусовых качеств картофеля осуществляется по разваримости, вкусу, запаху, цвету, потемнению мякоти при варке. Содержание сухих веществ, белка, крахмала и других веществ влияет на качество изготавливаемых полуфабрикатов из картофеля.

Ведется селекция на снижение алкалоидов у люпина, эруковой кислоты в масле и глюкозиналатов в белке у рапса, ингибирующих веществ у сои, гороха, бобов и фасоли.

При селекции льна-долгунца в числе главных показателей является содержание волокна в стеблях, выход волокна, его длина, тонина, эластичность и другие показатели качества.

В результате селекции подсолнечника на качество масла получены образцы, в масле которых содержится около 70% олеиновой кислоты, что соответствует качеству оливкового масла.

Ценность сортов и гибридов сахарной свеклы повышается не только за счет увеличения содержания сахара в корнеплодах свыше 18%, но и за счет более высокого его выхода при переработке корней на сахарных заводах.