ОСНОВЫ СЕМЕНОВОДСТВА

В современном сельском хозяйстве высококачественный посевной и посадочный материал является гарантией получения высокого урожая хорошего качества. Такие семена могут дать новые сорта, полученные в результате селекционного процесса. Селекция ― это наука о выведении новых и улучшении существующих сортов и гибридов сельскохозяйственных растений или пород животных.

Сорт ― совокупность сходных по хозяйственно-биологическим свойствам и морфологическим признакам растений одной культуры, родственных по происхождению, отобранных и размноженных для возделывания в определенных природных и производственных условиях с целью повышения урожайности и качества продукции.

К хозяйственно-биологическим свойствам сорта относятся продуктивность культуры, продолжительность вегетационного периода, устойчивость к неблагоприятным факторам среды (зимостойкость, засухоустойчивость и т.д..) основным болезням, поражающим ее, вредителям, (например, у картофеля к нематоде), полеганию, содержание в продукции белка, масла, крахмала, сахара и др.; к морфологическим признакам ― окраска цветков, форма и изрезанность листьев, высота растения, окраска кожуры и форма клубней у картофеля и др.

Сорт ― это биологический фундамент урожая. За счет применения районированных сортов и гибридов сельскохозяйственных культур можно повысить урожайность на 15–20 %, а в некоторых случаях ― на 20–30 % и более. Вместе с тем при невысоком уровне агротехники, попытки повысить урожай только за счет сорта не дают результата.

Задача селекции в настоящее время ― создание сортов с широкой экологической пластичностью, которые положительно реагируют на улучшение агрофона и водоснабжения, в то же время не сильно снижают урожай при неблагоприятных условиях.

В селекции растений с целью изменения их наследственных качеств в нужном для человека направлении (высокая продуктивность, устойчивость к неблагоприятным факторам среды, болезням, вредителям, приспособленность к механизированному возделыванию, улучшение качественных показателей продукции и др.) огромное значение имеют гибридизация и мутагенез. Гибридизация ― это скрещивание разнородных в наследственном отношении организмов. Она позволяет объединить в одном сорте ценные свойства и признаки нескольких родительских форм и получать в результате сорта, обладающие комплексом ценных свойств и признаков. Нередко при гибридизации можно получить совершенно новую форму, непохожую на родительские сорта и виды. Гибрид (F) ― потомство, полученное в результате скрещивания генетически различных родительских форм (межродовые, межвидовые, межлинейные и др.).

В последние годы у разных культур (кукуруза, сахарная свекла, подсолнечник, рожь, рапс) для повышения урожайности используют явление гетерозиса, характеризующееся тем, что при скрещивании двух генетически различных гомозиготных родителей первое поколение потомков ― гибриды F₁ более урожайны, чем родители. Высевают, как правило, гибридные семена I поколения, во II и последующих поколениях урожайность их резко падает. Явление гетерозиса может выражаться в увеличении роста растений, повышении урожая зеленой массы или зерна, процентного содержания сахара в корнеплодах, жира в семенах и т.д.

Мутагенезом называется процесс возникновения внезапных естественных или искусственных мутаций ― наследуемых изменений генетического материала, приводящих к изменению тех ли признаков организма. В качестве мутагенов, факторов, вызывающих мутации, могут быть все виды ионизирующих излучений (гамма- и рентгеновские лучи, протоны, нейтроны и др.), ультрафиолетовое излучение, высокие и низкие температуры, химические соединения. Генные мутации, составляющие основную долю всех мутаций, создают огромную наследственную изменчивость хозяйственно-полезных признаков, и имеют важное значение в селекции растений. Одно из преимуществ метода мутагенеза перед методом гибридизации ― возможность получения форм с совершенно новыми ценными признаками, отсутствовавшими ранее у данной культуры. На основе искусственных мутационных форм созданы и внедрены в производство высокоурожайные сорта ячменя, гороха, люпина и многих других культур.

Селекционный процесс ускоряется за счет использования методов биотехнологии и генной инженерии.

Биотехнология ― использование биологических процессов и систем, научное направление, объединяющее возможности биологии и техники. Генноинженерная биотехнология открывает новые возможности для создания новых сортов сельскохозяйственных растений, отличающихся более высокой продуктивностью и устойчивостью к возбудителям болезней и неблагоприятным факторам внешней среды.

Современными методами молекулярной генетики анализируют накопленную в ДНК наследственную информацию, выделяют и переносят разными методами чужой ген в ДНК растений для изменения их свойств или параметров, в результате создаются трансгенные, или так называемые генетически модифицированные организмы(ГМО). Генная инженерия не заменяет традиционную селекцию, а только ускоряет ее. В классической селекции генными ресурсами служат растения, используются только видоспецифические гены, а в генной инженерии ― растения, грибы, бактерии, вирусы, при этом используется весь генный материал.

Культурами, у которых созданы трансгенные формы, являются: соя, кукуруза, хлопчатник, рис, картофель, сахарная свекла, рапс. В настоящее время выращивают в основном толерантные к сорнякам и устойчивые к вредителям трансгенные растения, в будущем большое значение будут иметь ГМ-растения с улучшенными потребительскими свойствами, такие, которые будут давать продукты питания не только высокой пищевой ценности, но и положительно влияющие на здоровье человека (наличие антиоксидантов, витаминов, не вызывающие аллергию и т.д.).

За последние 10 лет площади посевов ГМ-культур в разных государствах мира возросли в 60 раз, достигнув более 110 млн.га. Наибольшее количество площадей засеяно в США, Канаде, Бразилии, Аргентине и Китае.

Несмотря на большие потенциальные возможности, мнение о широком выращивании трансгенных растений и освоении трансгенных технологий среди специалистов и в обществе неоднозначно. Прямых доказательств вреда ГМО найти пока не удалось, но косвенных подтверждений очень много. В 2000 г. ученые заговорили о том, что масштабное распространение ГМО может привести к развитию бесплодия, всплеску онкологических заболеваний и генетических уродств, к увеличению уровня смертности людей и животных. Трансгены, может быть, и не страшны. Страшны отдаленные последствия.

В Беларуси, России и странах Европы производители обязаны маркировать ГМ-товар особым знаком. В Америке трансгены не маркируют, но на добровольной основе маркируется еда без них, и стоят такие продукты гораздо дороже. Страны Азии и Африки ввели запрет на ввоз на свою территорию генетически измененной продукции, хотя изначально она предназначалась именно для них с целью борьбы с голодом.

В конечном итоге внедрение трансгенных растений в производство должно сопровождаться серьезными исследованиями по безопасности для внешней среды и здоровья человека, на основании которых можно на научной основе объективно взвешивать перспективу и риск использования продуктов питания, полученных из этих растений.

Семеноводство ― отрасль растениеводства, занимающаяся массовым размножением сортовых семян. Основной задачей семеноводства является производство семян районированных и перспективных сортов и гибридов в объемах, полностью обеспечивающих в посевном материале все сельскохозяйственные предприятия, при сохранении или даже улучшении их высоких посевных, сортовых качеств и урожайных свойств.

Районирование сорта (гибрида) ― это определение границ почвенно-климатической зоны в республике по областям, для которых в установленном порядке рекомендуется новый сорт (гибрид) в дополнение или на замену старого. Необходимо стремиться выращивать районированные сорта сельскохозяйственных культур, так как они лучше приспособлены к местным условиям.

Общие принципы организации семеноводства сводятся к следующему; научно-исследовательские учреждения, авторы новых сортов, выращивают семена суперэлиты и элиты и передают их для размножения семеноводческим хозяйствам. В Беларуси семена питомников размножения (оригинальные семена) производят 8 научно-исследовательских учреждений в объемах, обеспечивающих выполнение плана-заказа. Элитным семеноводством занимаются около 100 экспериментальных баз, элитносеменоводческих хозяйств облсельхозпродов республики и учхозов вузов. Всего зарегистрировано более 560 семеноводческих хозяйств, основной задачей которых является производство семян 1–3 репродукций.

Самыми высокими сортовыми качествами обладают семена суперэлиты и элиты. Последовательность пересевов, начиная от посева семян элиты, называется репродукцией семян. От урожая семян элиты получают семена первой репродукции, от них семена второй репродукции и т.д. (схема 7.1).

Оригинальные семена (ОС) ― семена первичных звеньев семеноводства,

реализуемые для дальнейшего размножения

и получения элитных семян.

Элитные семена (ЭС) ― семена, полученные от последовательного

размножения оригинальных семян

– суперэлита,

– элита.

Репродукция семян (РС) ― семена, полученные от последовательного

пересева элитных семян (Р₁, Р_2, Р₃, Р₄ – Р_n).