Селекция люпина узколистного

 

Рис. 2. Посевные площади люпина в разрезе сортового состава  в 2006 г., %

 

Устаревший сортовой и  репродукционный состав зернобобовых культур, используемый в хозяйствах Республики Беларусь, является одной  из главных причин, снижающих урожайность  их в производстве, что не позволяет  в достаточном количестве производить  для животноводства высокобелковый корм. Для того чтобы к 2012 г. выйти  на оптимальные площади по данным культурам (150 тыс. га гороха, 150 тыс. га люпина и около 50 тыс. га вики яровой), а также для более полного  использования потенциала продуктивности этих культур, семеноводческим элитопроизводящим хозяйствам, руководителям и главным агрономам сельскохозяйственных предприятий необходимо:

 

* организовать производство  семян новых сортов зернобобовых  культур для обеспечения 100 % потребности  хозяйств в семенном материале  не ниже третьей репродукции;

 

* усовершенствовать сортовую  структуру посевов зернобобовых  культур, увеличив в ней долю  новых высокопродуктивных, технологичных  сортов;

 

* согласно специализации  сельскохозяйственных предприятий  определить сортовой состав зернобобовых  культур, оптимальный для конкретных  почвенно-климатических, материально-технических,  экологических условий и уровня  хозяйствования.

 

Оригинальное семеноводство  по сортам зернобобовых культур, созданных  в РУП «Научно-практический центр  НАН Беларуси по земледелию» и  внесенных в Государственный  реестр, ведется в полном объеме. Ежегодно производство оригинальных семян (Р1) вышеуказанных культур выполняется на 100 % в соответствии с заявками Министерства сельского хозяйства и продовольствия Республики Беларусь, однако они не всегда выкупаются семеноводческими хозяйствами, что сдерживает производство семян в необходимых объемах для сельскохозяйственных предприятий республики. [15]

 

1.2 Селекция люпина узколистного  на урожайность, устойчивость  к болезням. Модель сорта Першацвет

 

Благодаря вышеизложенным достижениям  селекционеров для условий Беларуси занесено в Государственный реестр на 2001 г. 12 сортов узколистного люпина. Все они в достаточной степени являются пригодными для возделывания в определенных почвенно-климатических условиях зоны районирования.

 

Однако еще не снимает  ряд существенных проблем, требующих  от селекционных учреждений в ближайшем  будущем всего решения. Большинство  сортов, характеризующихся многими  ценными свойствами , не обладают комплексом биологических и хозяйственно-полезных признаков, которые в большей степени удовлетворяли бы запросы производства по экологической стабильности; отзывчивости на проводимые технологические приемы возделывания; устойчивости к неблагоприятным биотическим и абиотическим факторам окружающей среды; количеству и качеству получаемой продукции; пригодности к механизированным технологиям выращивания.

 

Узколистный люпин по сравнению  с другими видами имеет значительное преимущество по скороспелости, быстрым  темпам первоначального роста и  накопления высоких урожаев зеленой  массы в короткий период времени. В связи с этим он должен получить широкое распространение при  выращивании на зерно, а также  в качестве поукосной и пожнивной культуры. С выведением сортов с ограниченным типом ветвления , нерастрескивающимися бобами и повышенной плодообразующей способностью зернофуражное направление использования узколистного люпина в последние годы стало основным.

 

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. У зернобобовых культур  основными элементами структуры  урожайности являются количество плодоносящих кистей, количество бобов и семян  в бобе и на растении, масса 1000 семян.

 

Урожайность и элементы ее структуры (относительно любой культуры) зависят от генотипа сорта, его устойчивости к неблагоприятным факторам внешней  среды, поэтому в селекции на устойчивость к каждому фактору существуют специальные направления.[Таранухо]

 

Выведение устойчивых к болезням сортов люпина является одной из первоочередных задач. Особенно сильный вред люпиносеянию наносит антракноз, вирусное израстание, фузариоз, цетофороз и другие болезни.

 

Создавать болезнеустойчивые  сорта трудно вследствие полимерного  действия генов, определяющих устойчивость и огромного полиморфизма видов  и рас ржавчины, а также многих других болезней, большого разнообразия сменяющихся поколений видоспецифических вредителей. Проведенные поиски позволили на провокационном фоне найти источники фузариозоустойчивости, поэтому избавиться от этой болезни можно путем создания ультраскороспелых сортов и уничтожения тли - основного разносчика этой болезни.[16]

 

Таблица 1. Модель сорта Першацвет на 2020 г

 

Признаки

 

 

Единица измерения

 

 

Параметры сорта

 

 

Источники признаков

 

 

 

Стандарта Першацвет

 

 

проектируемого

 

 

Урожайность зерна

 

 

т/га

 

 

1,99

 

 

3,26

 

 

Прывабны

 

 

Число зерен в бобе

 

 

шт.

 

 

3-5

 

 

4-6

 

 

Бисер

 

 

Масса 1000 зерен

 

 

г

 

 

120-180

 

 

180-200

 

 

Бисер

 

 

Оптимальная густота продуктивного  стеблестоя

 

 

шт/м2

 

 

137

 

 

Высота растений

 

 

см

 

 

65-75

 

 

Содержание белка

 

 

%

 

 

33-36

 

 

36-38

 

 

Гелена

 

 

Длина вегетационного периода

 

 

дней

 

 

95-115

 

 

80-110

 

 

Гелена

 

 

Устойчивость к осыпанию

 

 

бал

 

 

+

 

 

Выше

 

 

Прывабны, Миртан

 

 

Устойчивость к полеганию

 

 

бал

 

 

+

 

 

Выше

 

 

Прывабны, Миртан

 

 

Содержание алкалоидов

 

 

%

 

 

0,03

 

 

0,016

 

 

Ащадный

 

 

В таблице 1 представлена модель перспективного сорта, где основной упор сделан на такие хозяйственно полезные признаки как: урожайность, масса 1000 семян, количество семян в бобе, вегетативный период, высота растения и содержание белка зерне.

 

1.3 Создание исходного  материала для селекции люпина  узколистного методом внутрисортового  отбора

 

На протяжении всех этапов развития селекции человек всегда начинал  свою селекционную работу со сбора  и анализа имеющихся сортов, образцов, местных культурных и дикорастущих популяций растений определенной культуры. На основании всестороннего анализа  он приходил к выводу о имеющемся разнообразии в пределах каждого образца и необходимости отбора лучших экземпляров растений для дальнейшего размножения с целью закрепления в потомстве замеченных положительных признаков и получения дополнительного дохода от популяции отобранных родоначальных растений с желаемыми свойствами.

 

Благодаря такой кропотливой  многолетней работе культурные растения совершенствовались, приобретали новые  признаки, которые в большей степени  соответствовали условиям определенной почвенно-климатической зоны и удовлетворяли  потребности человека в повышении  количества и улучшении качества продукции.

 

Так, постепенно десятилетиями, столетиями, тысячелетиями, на основании  аналитической селекции осуществлялся  процесс окультуривания полезных растений, их совершенствование и дифференциацию на популяции, биоэкологические группы и сорта народной и местной  селекции. Все сорта народной селекции и местные сорта являются результатом  применения аналитической селекции.

 

Выведение новых сортов из местного материала, коллекционных  образцов ВИРа, районированных и других сортов есть не что иное, как результат аналитической селекции. В настоящее время особенно актуальным является внутрисортовой отбор, который можно считать высшим этапом аналитической селекции.

 

Аналитическая селекция позволила  создать люпин из сидерального растения в высокобелковую кормовую культуру, дикорастущие многолетние бобовые и злаковые травы включила в число интенсивных кормовых культур для получения высокоценных грубых травянистых кормов на сенокосах и организации пастбищного хозяйства для скота.

 

Большая перспектива внутрисортового  отбора имеется по отношению к  новым сортам гибридного происхождения  и сортам-популяциям, находящимся  в государственном испытании  на сортоучастках и сортоиспытательных станциях, так как они могут иметь в своем составе ценные генотипы.[16] 

 

1.4 Массовый однократный  отбор в селекции люпина узколистного

 

Рис. 3. Классификация методов  отбора

 

Различают два основных вида естественного отбора:

 

1) движущий -- ведет к насыщению популяций новыми наследственными признаками и свойствами, обеспечивающими более высокую жизненность вида в определенных экологических условиях;

 

2) стабилизирующий -- элиминируются неблагоприятные мутации, популяция при этом становится более однородной.

 

Естественный отбор постоянно  оказывает свое влияние на видообразование  в природе и всегда присутствует при осуществлении селекционного  процесса. В связи с этим при  селекции любой культуры необходимо учитывать и рационально использовать его для создания более пластичных форм культурных растений, наилучшим  образом соответствующих для  произрастания в конкретных почвенно-климатических  условиях.

 

В селекционном процессе, управляемом  волей человека, кроме основных факторов эволюции, дополнительно используются различные способы искусственного отбора, являющиеся завершающим этапом при создании новых форм, разновидностей и сортов. В зависимости от особенностей биологии цветения, опыления и способов размножения применяется массовый (однократный и многократный), индивидуальный (однократный и непрерывный), индивидуально-семейный, семейно-групповой, метод половинок или резервов, периодический (рекуррентный) и клоновый отборы (рис. «Классификация методов отбора»).

 

При использовании различных  способов искусственного отбора осуществлявляется творческая деятельность человека по совершенствованию и созданию новых форм растений, которые лучшим образом отвечают его потребностям, запросам и прихотям.

 

Эффективность отбора всегда зависит от знаний закономерностей  его проявления. Отбор может быть результативным, если объектом селекции является гетерогенная популяция, в  составе которой находятся растительные организмы с различной устойчиво  передаваемой последующим поколениям наследственной информацией. Продолжительность  действия отбора зависит от типа генетической обусловленности признака. Стабилизации признака, который контролируется одной или несколькими парами генов, можно достичь уже в третьем поколении при индивидуальном изучении потомства. Объем получаемых гомозиготных линий будет зависеть от количества генов, обусловливающих изучаемый признак, и их взаимодействия между собой. Действие отбора и его эффективность зависит не только от направленности селекционной работы, но и от условий развития растений, в которых проводится селекционная работа, т. е. когда в соответствии с поставленными целями обеспечивается необходимый фон окружающей среды. Наибольшая результативность отбора достигается в том случае, когда он ведется одновременно не по одному, а по комплексу признаков. Всегда при проведении отбора следует учитывать не только прямые, но и косвенные признаки, которые имеют тесную корреляционную связь с количественными и качественными показателями.

 

Сущность массового отбора заключается в том, что при  создании новых селекционных образцов и другого исходного материала  в селекции или поддержании качества районированных сортов в семеноводстве  осуществляется выбор многих лучших, характерных для создаваемого или  размножаемого сорта растений , обладающих комплексом необходимых желаемых признаков с последующим их совместным обмолотом и объединением семян в одну партию.

 

При массовом отборе учитываются  все фенотипические признаки, которыми должны характеризоваться отбираемые экземпляры, но в связи с их объединением после обмолота утрачивается возможность  проследить качество потомства каждого  из отобранных растений. В этом заключается  основной недостаток этого метода, так как он не позволяет осуществить  оценку отобранных экземпляров по генотипу. Главное преимущество массового  отбора состоит в его простоте и доступности выполнения при  наименьших затратах труда и средств.

 

При массовом отборе в большинстве  случаев осуществляется так называемый позитивный отбор, при котором отбираются растения только с определенными  признаками и свойствами, а остальные  убираются на хозяйственные нужды. [16]

 

Позитивный массовый отбор  в селекции люпина может эффективно использоваться в том случае, когда  исходная популяция имеет в своем  составе явно различимые морфотипы, отличающиеся по темпам роста, типам ветвления, окраске вегетативных и генеративных органов, скороспелости, растрескиваемости бобов, устойчивости к болезням и по другим важным хозяйственно полезным признакам.

 

Исключительно важной вехой  в истории селекции этой культуры явилось нахождение практически  безалкалоидных форм желтого, узколистного, белого и многолетнего люпинов в  Германии, России, Беларуси, Украине, Польше и некоторых других странах. Потомства  первых безалкалоидных растений послужили  материалом для создания сортов кормового  назначения. [17]

 

Массовый отбор может  осуществляться путем отбора лучших растений не только в поле, но и в  лаборатории, когда семена отбираются из определенной партии по их форме, крупности, окраске и другим показателям, имеющим  важное значение для улучшения существующей популяции.

 

Селекция на пригодность  к механизированному возделыванию сельскохозяйственных культур позволяет  создавать сорта, которые требуют  минимальных затрат ручного труда  или исключают ее 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. [16]