— важнейший фактор интенсификации свекловодства
Единство системы "сорт — семена" — такое же естественное, как и единство более общей системы "растение — семена". С семени начинается жизнь нового растения, им же завершается полный жизненный цикл в принципе бесконечного ряда поколений большинства растительных организмов. В биологическом коде семени сахарной свеклы, как и других растений, заключена вся генетическая и физиолого-биохимическая информация, хранящаяся в зародыше, а также в запасных и регуляторных веществах эндосперма, необходимая для воспроизводства и жизнедеятельности нового поколения растений данного вида в его сортовом проявлении.
Генетическая и физиолого-биохимическая структура и состав семени в разной мере детерминированности и потенциальной реализуемости хранят исключительную для их агрономической ценности биологическую информацию о своей сортовой принадлежности со всей суммой свойств генотипа и его фенотипического потенциала, об условиях формирования растения в его вегетативной и репродуктивной фазе развития, а также о необходимых условиях уборки, послеуборочной обработки и хранения.
Генетическая информация, в которой кодируются практически все сор-тотипические качества семян, в силу своей цитогенетической природы, механизмов ее хранения и передачи биологически устойчивыми средствами размножения должна обладать тем необходимым уровнем стабильности, который при известном спектре фенотипических реакций растения обеспечивает гомеостаз сорта, его экологическую и технологическую стабильность. Изменения здесь возможны лишь в результате биологического и механического засорения, расщепления в поколениях гетерозиготных форм (компонентов гибридов), мутационной изменчивости под воздействием физических, химических и биохимических эндогенных факторов естественного и антропогенного происхождения. Поиск путей перевода под строгий генетический контроль не только утилитарных признаков продуционного процесса растений, но и формирования агрономически ценных показателей качества семян является поэтому одной из важнейших задач селекционного процесса и создания новых поколений сортов и гибридов сельскохозяйственных культур, в том числе и сахарной свеклы. С другой стороны не менее важно создание благоприятных агроэкологических и технологических условий для нормального хода генеративного процесса, безущербного и безошибочного воспроизведения в семени всего генетического кода сорта (гибрида). Генетическая информация зародыша семени и сам фактор семян в системе "сорт — семена" для интенсификации свекловодства, как и для любой другой отрасли растениеводства, имеет еще и ту собственно производственную функцию, что эффект фактора сорта, скорость и масштабы распространения его посевов зависят от скорости освоения производства семян в необходимых для этого объемах.
В отличие от генетической биологическая информация (генетически строго не кодируемая информация физиолого-биохимических структур зародыша, эндосперма, оболочка, в том числе — и оболочка околоплодника семян сахарной свеклы) об условиях выращивания материнских растений обуславливает краткосрочное модифицирующее последействие этих условий преимущественно на урожайные свойства семени, не изменяя его генотипа. Такое модифицирующее влияние проявляется в генерациях семян как результат изменений в свойстве и соотношении их биологически активных (ферменты, фитогормоны) и запасных биоконструкционных и энергоаккумулирующих свойств, играющих первостепенную роль в регенерации и жизнедеятельности растений, ходе и уровне их продуционного процесса. Естественно, что эти изменения происходят не только вследствие влияния условий выращивания материнских растений, определяющих экологическую разнокачественность семян, но и потому, что семена формируются в разных соцветиях или их частях на одном и том же растении. Это вызывает, как известно, так называемую матрикаль-ную разнокачественность семян, часто имеющих, к тому же, проявление и в таких физических показателях семян, как их крупность, выполненность, вырав-ненность. Это особенно характерно и важно для семян сахарной свеклы, имеющей сложную и гетерогенную структуру габитуса цветоносного растения.
Семена обладают своеобразной биологической памятью (информацией) также о необходимых сроках и условиях уборки, послеуборочной доработки и хранения, хотя здесь и проявляется антропогенное селективное вмешательство, с биологией связанное, в основном, лишь косвенно (очистка, калибрование направлены на отбор семян с утилитарно полезными внешними признаками этой специфической их биологической памяти).
Взаимодополняющая реализация всех этих трех типов информации в ее оптимальных и видоспецифических качественных и количественных показателях в семенах сахарной свеклы (как посевном материале для ее фабричных посевов) в совокупности и определяет их интегральное биологическое свойство, обуславливающее способность формировать растения с присущей для сорта потенциальной продуктивностью.
Исследования и реализация фактора качества семян для повышения продуктивности фабричной сахарной свеклы и интенсификации свекловодства имеют свою немалую эволюцию. Объектом изучения в простых и сложных сочетаниях и взаимосвязях были показатели и урожайных (продуктивных) свойств, и посевных качеств семян сахарной свеклы с учетом всех тех часто экранирующих особенностей и трудностей, которые связаны с влиянием на качество семян семенников.
Наиболее важным результатом этих исследований с рассматриваемой здесь точки зрения является установление четких и вполне определенных взаимозависимостей между продуктивными сойствами семян сахарной свеклы (через опосредованное влияние на урожайность корнеплодов, их сахаристость, сбор сахара вследствие более точного соблюдения рекомендованной технологии выращивания) и их посевными качествами. Установлены также возможности активного влияния на эти показатели как на генетическом уровне (подбор сортов, гибридов), так и на уровне экологических (агроклимат, почва) и агротехнологических условий выращивания семян, их уборки, послеуборочной обработки, хранения, заводской подготовки.
Установленное в свое время практически полное отсутствие зависимости продуктивных свойств семян свеклы от места (зоны) их выращивания при условии равных показателей основных посевных качеств способствовало научному обоснованию зонального размещения ее семеноводства. В результате был осуществлен отказ от принципа "каждой зоне — собственные семена", а семеноводство было сконцентрировано в районах, где по результатам специально проведенных исследований научными учреждениями НПО "Сахсвекла" гарантировались самые высокие показатели одновременно по урожайности семян и по их посевным качествам.
Таблица 1.
Продуктивные свойства семян сахарной свеклы, выращенных в различных экологических (зональных) условиях
Год выращивания |
Количество опытов |
Продуктивность фабричных посевов |
|||||
Из семян, выращенных в зоне деятельности сортоучастка |
Из семян, выращенных в другой зоне семеноводства |
||||||
урожайность корнеплодов, ц/га |
сахаристость, % |
сбор сахара, ц/га |
урожайность корнеплодов, Ц/га |
сахаристость, % |
сбор сахара, ц/га |
||
1973 |
14 |
462 |
18,8 |
87 |
467 |
18,9 |
88 |
1974 |
11 |
427 |
17,6 |
75 |
421 |
17,6 |
74 |
1975 |
6 |
321 |
20,2 |
65 |
425 |
20,3 |
66 |
1976 |
5 |
410 |
16,4 |
67 |
413 |
16,4 |
68 |
Среднее |
36 |
405 |
18,3 |
74 |
406 |
18,3 |
74 |
Анализ и обобщение многолетних данных специальных опытов и результатов, полученных семеноводческими хозяйствами, свидетельствуют, что наиболее высокая и стабильная по годам выращивания урожайность семян сахарной свеклы при высадочном семеноводстве обеспечивается в условиях лесостепной зоны Украины. Здесь же, за исключением районов западной Лесостепи, и самая высокая всхожесть семян, энергия их прорастания, масса 1000 семян, то есть их основные посевные качества. При безвысадочном способе семеноводства хорошие результаты обеспечиваются в условиях орошения на юге степной зоны Украины, Краснодарского края РФ, в Киргизии, Молдове. В Российской Федерации наиболее благоприятные условия для высадочного семеноводства складываются в юго-западных районах Курской и северо-западных районах Воронежской областей, в Алтайском крае в степной орошаемой зоне, в Узбекистане в Самаркандской области.
Естественно, что отмеченную выше относительную независимость продуктивных свойств семян от экологических условий (агроклиматических зон) выращивания нельзя абсолютизировать по целому ряду причин. В первую очередь здесь сказывается свойство гомеостаза сорта (гибрида) и его экологическая стабильность, в рамках которых и реализуются продуктивные свойства семян. Кроме того, эти свойства все-таки проявляются, но уже в большей мере через экологический эффект урожайности и посевных качеств семян и этим эффектом экранируются. В принципе это вытекает и из самого определения понятия "продуктивных (урожайных) свойств семян" как способности давать тот или иной урожай корнеплодов с определенной сахаристостью. Величина последних показателей при одинаковых условиях выращивания фабричной сахарной свеклы определяется генетическими (сортовыми) и посевными качествами семян. Значительные изменения условий выращивания в пределах фенотипической (модификационной) изменчивости того или иного показателя (признака) посевных качеств семян существенно влияют на его количественные параметры и могут оказывать положительный или отрицательный эффект и на их (семян) продуктивные свойства. Это важно и это подтверждено данными производственной практики и научных исследований влияния агротехнических приемов выращивания маточной сахарной свеклы и ее семенников не только на посевные качества, но именно (подчеркиваем) и на их продуктивные свойства.
Размещение семенников после лучших предшественников, среди которых в засушливых условиях зон преимущественного ведения семеноводства большой удельный вес занимают чистые пары, позволяет повысить сбор сахара в посевах фабричной свеклы на 5 — 7 ц/га за счет эффекта продуктивных свойств выращенных здесь семян. Оптимизация минерального питания семенников также оказывает существенное влияние на продуктивные свойства семян, подтверждая положительную их корреляцию с урожайностью и качеством (табл. 22). На семенниках в большей мере, чем на маточных посевах и непосредственно сказывается установленная многолетними исследованиями научных учреждений НПО "Сахсвекла" положительная корреляция между урожайностью и качеством семян и их продуктивными свойствами. В благоприятных экологических и агротехнических условиях практически всегда продуктивность фабричной сахарной свеклы существенно выше, если для ее выращивания использовались семена, полученные из более урожайных семенников. В принципе урожайность и качество семян проявляются здесь как интегрирующие показатели, отражающие тот факт, что за ними стоит реализованный и аккумулированный в таких семенах генетический потенциал продуктивности свекловичного растения в его цитогенетическом и физиолого-биохимическом аспектах, а также, что особенно важно, в показателях их посевных качеств.
Таблица 2
Влияние повышенных норм внесения минерального удобрения для семенников сахарной свеклы на продуктивные свойства семян
Показатель |
Нормы удобрения |
|
90 90 90 |
135 135 135 |
|
Урожайность семян, ц/га |
22,7 |
24,6 |
Урожайность фабричной свеклы, ц/га |
542 |
561 |
Сбор сахара, ц/га |
86,7 |
88,6 |
На семенниках с оптимальными экологическими и агротехническими условиями выращивания обеспечивается нормальный и сбалансированный ход продуционного, формообразовательного и цитогенетического процессов всей генеративной фазы роста и развития свекловичного растения. При этом в полной мере соответственно генетической программе формируется высокая жизнеспособность и фертильность пыльцы (а в случае производства семян МС-гибридов — ее стерильность на материнском растении), оптимизируется ход эмбриогенеза, улучшается биохимичесий состав и физиологические свойства функциональных и запасных веществ проростка и эндосперма семени, структура и размер околоплодника. За счет пинцировки и самопинцировки улучшается структура цветоносных побегов, равномерность их цветения, созревания семян, их питания в процессе формирования и развития. Семена при большей их урожайности, как правило, всегда являются более полным, более адекватным, чем семена низкоурожайных семенников, носителем интегральной биологической информации, с которой связана реализация биологического потенциала продуктивности соответствующих сортов и гибридов сахарной свеклы в фабричных посевах. Такая известная, например, прямая (положительная) корреляция между уровнем урожайности семян и их массой и размерами уже вносит здесь существенный позитивный сдвиг. Из крупного и тяжелого семени развиваются более мощные ростки, что сказывается на урожайности и сахаристости корнеплодов. По данным Института физиологии и генетики АН УССР, удвоение массы собственно семян ускоряет появление и развитие проростков на 3 — 4 дня, а стартовая площадь его листьев увеличивается, примерно, в два раза.
Нельзя не учитывать также и исключительную самоценность высокой урожайности семян как важнейшего показателя интенсификации семеноводства сахарной свеклы, который не может не отражаться и на интенсификации отрасли свекловодства в целом.
Но главным интегрирующим фактором реализации продуктивных качеств семян при равном в этом отношении потенциале сорта (гибрида) остаются их посевные качества. Основными показателями посевных качеств семян как по биологическим критериям, так и по критериям требований современных интенсивных технологий выращивания фабричной сахарной свеклы, являются уровни их всхожести, одноростковости и выравненное™. Большое значение для характеристики посевных качеств семян имеет также их энергия прорастания и сила роста. О жизнеспособности семян в определенной мере можно судить и по массе ростков, о чем свидетельствует практика свекловодов многих зарубежных стран, где принято определять массу 100 ростков на 7-й день после прорастания семян.
Здесь нет необходимости как-то расширительно рассматривать общие вопросы, связанные с проблемой всхожести семян. Они имеют общеотраслевой для растениеводства характер и достаточно полно освещены в сельскохозяйственной литературе. Поэтому достаточно подчеркнуть лишь ту специфику и особую значимость всхожести семян сахарной свеклы как культуры точного высева, которыми обеспечивается не только строго определенное количество растений на единицу площади, но и максимально равномерное размещение их в рядках. С решением этой проблемы прямо связаны и два других основных показателя посевных качеств семян сахарной свеклы — уровень их одноростковости (односе-мянности) и выравненности, к которым по действующим в настоящее время стандартам предъявляются очень высокие требования.
С точки зрения более полного использования интенсификационного фактора в свекловодстве, связанного с высоким уровнем показателей посевных качеств семян, следует, в первую очередь, раздельно оценивать возможности их целенаправленного формирования в процессе выращивания, включая уборку и послеуборочную обработку, и в процессе заводской обработки (все это относится к области организации и технологии семеноводства). Но не меньшее значение имеет и решение проблемы реализации потенциала высококачественных семян, относящейся уже к области собственно технологий выращивания фабричной сахарной свеклы.
Как уже отмечалось, генетически обеспеченный потенциал всхожести семян современных сортов и гибридов сахарной свеклы достаточно высок и не лимитирует не только нижних границ требований стандартов, но и верхние оставляет достаточно открытыми для самых высоких показателей, хотя возможности селекции здесь далеко не исчерпаны. Поэтому основная нагрузка для эффективного влияния на всхожесть семян остается на правильном зональном размещении семенников, технологии их выращивания при высадочном и безвысадочном способах, на послеуборочной обработке, заводской подготовке.
Таблица 3.
Требования Госстандарта Украины к основным показателям качества семян
Показатель, % |
Для недражированных семян |
Для дражированных семян |
Всхожесть, не менее |
1_ 80 |
90 |
Одноростковость, не менее |
85 |
95 |
Чистота |
98 |
99 |
Выравненность, не менее |
85 |
94 |
Влажность, не более |
14,5 |
10,0 |
Выше уже отмечалось влияние экологических условий различных зон выращивания на урожайные качества семян и на их всхожесть. Здесь еще раз подчеркнем, что по данным многолетних исследований ВНИС и других научных учреждений НПО "Сахсвекла" семенники, выращенные из генетически идентичного посадочного (посевного) материала, в контрастных экологических условиях дают семена, различающиеся по всхожести на величину до 20%. Устойчивое повышение всхожести и энергии прорастания семян имеет место при смещении семенников (высадочных и безвысадочных) в юго-восточном направлении как в свеклосеющих зонах Украины, так и Российской Федерации. Исключительно благоприятные экологические условия для производства высококачественных, в том числе и с повышенной всхожестью, семян сахарной свеклы при безвысадочном семеноводстве и орошении имеются в Узбекистане.
Естественно, что при других равных условиях решающее влияние на формирование семян с высокой всхожестью оказывает как уровень научной отработанности на этот счет технологий их производства и при высадочном, и при безвысадочном способах, так и полнота производственного освоения этих технологий.
Оптимизация способов обработки почвы, системы удобрения маточников и семенников, ухода за ними обеспечивают эффективный ход и высокую результативность генеративной фазы развития сахарной свеклы, создают предпосылки для формирования высокого урожая семян с повышенной жизнеспособностью и всхожестью. Правильное и полное производственное освоение разработанных научными учреждениями НПО "Сахсвекла" технологий выращивания семян сахарной свеклы позволяет устойчиво повышать их урожайность не менее, чем до 20 — 25 ц/га при всхожести 90% и более практически во всех зонах семеноводства. Однако, остается очень сложной и далекой еще от удовлетворительного решения проблема уборки семенников, послеуборочной обработки семян в хозяйствах, от чего в значительной мере зависит реализация и потенциал их всхожести. В хозяйствах практически отсутствует специализированная уборочная и очистительная техника, крытые токи, сушилки при том, что семенники иногда приходится убирать в экстремальных условиях осени. Считаем, что именно здесь остается достаточно значительный резерв повышения посевных качеств семян сахарной свеклы.
Список основной использованной литературы
1. Бабич Л.Г., Борона В.П. Борьба с сорняками с учетом конкурентоспособности культур // Сахарная свекла. — 1989. — №2. С.16—17.
2. Бараев А.И. Основные проблемы почвозащитной системы земледелия // Вестник с.-х. науки. — 1980. — №3. — С. 56—59.