Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

БИОЛОГИЧЕСКИЕ И ОРГАНИЗАЦИОННО — МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СЕМЕНОВОДСТВА ГОРОХА

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "БИОЛОГИЧЕСКИЕ И ОРГАНИЗАЦИОННО — МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СЕМЕНОВОДСТВА ГОРОХА"

Л-моя

На правах рукописи

Цуканова Зоя Романовна

Биологические и организационно - методические основы семеноводства гороха

Специальность 06.01.05 — селекция и семеноводство

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук

Орёл 2003

Диссертационная работа выполнена в Государственном научном учреждении Всероссийском научно-исследовательском институте зернобобовых и крупяных культур РАСХН (ГНУ ВНИИЗБК РАСХН) в 1968—2002 гг.

Научный руководитель: доктор биологических наук Агаркова С. Н.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор, заслуженный деятель науки РФ Фесенко Н. В.;

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Амелин А. В.

Ведущее учреждение; Брянская государственная сельскохозяйственная академия.

Защита состоится " /У<%/0//Л^ 2003 г. в часов на заседании диссертационного совета ДМ 220.052.01 при Орловском государственном аграрном университете по адресу: 302019, г. Орёл, ул. Генерала Родина, 69.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Орловского государственного аграрного университета.

Просим Вас принять участие в заседании диссертационного совета ил» прислать свой отзыв в двух экземплярах, заверенных печатью.

Автореферат разослан

Учёный секретарь диссертационного совета, доктор сельскохозяйственных наук, профессор ,

Л.П.Степанова.

Общая характеристика работы

Актуальность темы. На современном этапе во всех странах мира одной из наиболее важных проблем сельского хозяйства остается увеличение растительного белка, основным источником которого служат зернобобовые культуры. Предпосылкой для успешной ликвидации дефицита белка является широкое внедрение новых высокопродуктивных сортов зернобобовых культур и, прежде всего гороха, селекция которого в последние годы ознаменовалась большими достижениями.

Создание сортов нового поколения, как правило, базировалось на изменении морфобио логической структуры растений и насыщении генотипов рецессивными генами, что потребовало пересмотреть и усовершенствовать методические аспекты их семеноводства, которое самым тесным образом связано с проблемой сортосмены ~ эффективным направлением инновационного процесса и фактором интенсификации производства зерна. Поиск наиболее рациональной организации семеноводства гороха в рыночных условиях должен проходить одновременно с увеличением устойчивого производства оригинальных, элитных и репродукционных семян при сохранении генетической чистоты селекционных сортов. Осуществление системных исследований по совершенствованию методических аспектов производства высококачественных семян сортов гороха нового поколения интенсивного типа имеет особую актуальность.

Цель работы состояла в разработке научных основ первичного семеноводства для сортов гороха нового поколения и конкретных методических подходов, позволяющих сохранять сортовую чистоту и обеспечивать стабильное производство семян высших репродукций,

Исходя из этого в задачу исследований входило:

- определение критериев отбора в питомниках первичного семеноводства;

- разработка принципов экологического семеноводства;

- определение объемов браковки элитных растений и семей в питомниках испытаний потомств;

- изучение влияния длительности репродуцирования на сортовые, посевные качества и урожайные свойства семян гороха;

- организация эффективного семеноводства сортов гороха нового поколения в условиях Орловской области и России.

Научная новизна н значимость полученных результатов:

- определено влияние условий внешней среды на адаптивность сортов гороха и дано обоснование зон рационального размещения семеноводства в России;

- изучена изменчивость количественных признаков и установлены показатели, которыми необходимо руководствоваться при отборе и браковке в первичном семеноводстве;

- впервые по многолетним данным определены объёмы браковки элитных растений и семей с использованием статистического анализа,_что повышает достоверность и объективность оценки в питомниках; ; .

- предложена методика ускоренного размножения семян перспективных сортов гороха; .

- определены объемы закладки питомников в первичных звеньях 3

- рассчитана потребность в оригинальных и элитных семенах гороха для проведения сортосмены и сортообновления в Орловской области и в России;

- впервые представлен экономический- анализ себестоимости производства оригинальных семян гороха в питомниках первичного семеноводства;

- разработана научная схема семеноводства гороха.

Практическая значимость полученных результатов состоит:

- в разработке рекомендаций ведения первичного семеноводства сортов гороха нового поколения методом индивидуально-семейного отбора в условиях жесткой браковки элитных растений и семей по апробационной типичности, устойчивости к болезням, вредителям и элементам семенной продуктивности, что позволяет сохранить генетическую чистоту сорта при репродуцировании;

- в определении зон размещения семеноводства гороха в России;

- в обосновании системы семеноводства зерновых, зернобобовых и других сельскохозяйственных культур для Орловской области и расчетов по производству оригинальных элитных семян по регионам России на перспективу.

Апробация результатов диссертации. Материалы и результаты исследований докладывались и обсуждались на методических комиссиях Учёного совета ГНУ ВНИИЗБК РАСХН, областных, районных совещаниях-семинарах по семеноводству: на Всероссийском научно-методическом координационном совещании "Научные основы создания моделей и агроэкотипов сортов и зональных технологий возделывания зернобобовых и крупяных культур для различных регионов России'' (г. Орел, 1996); научной конференции "Биологический и экономический потенциал зернобобовых, крупяных культур и пути его реализации" (г. Орел, 1997); международной научно-практической конференции "Селекция и семеноводство сельскохозяйственных культур в России в рыночных условиях (г. Орел,2000); на первом съезде селекционеров в России (г. Орел, 2001); на дне поля на Шатиловской СХОС "Коммерциализация селекционной и семеноводческой деятельности в селекцентрах России" (г. Орел, 2002); на Всероссийской научно-практической конференции "Основные итоги научных исследований по селекции, семеноводству, технологии возделывания полевых культур" (г. Орел, 2003). Материалы диссертации используются в учебном процессе на агрономическом факультете ОГАУ и Орловской школы управления АПК.

Основные положения, выноснмые на защиту:

- роль экологического испытания в организации семеноводства перспективных сортов гороха нового поколения;

- научные основы оптимизации схем полевых испытаний, методов отбора и статистической обработки данных во всех звеньях первичного семеноводства гороха;

- влияние длительного репродуцирования в семеноводстве гороха с использованием индивидуально-семейного метода отбора на сортовые, посевные качества и урожайные свойства семян;

- эффективность производства оригинальных семян в первичном семеноводстве гороха;

- принципы организации семеноводства гороха в России,

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 163 страницах, состоит из общей характеристики работы, обзора литературы, 4 глав экс-

перимектальной части, выводов, списка использованной литературы, который включает 242 наименования, в том числе 19 иностранных авторов, Ш приложений. Текст иллюстрирован 33 таблицами и 16 рисунками.

Объекты, условия н методика проведения исследований.

Диссертационная работа выполнялась в ГНУ Всероссийском научно-исследовательском институте зернобобовых и крупяных культур РАСХН, расположенном в центральной части Орловской области.

Объектом исследований является семеноводство гороха, как система организационно- методических н технологических мероприятий по производству необходимых объемов высококачественного семенного материала различных ступеней размножения, предметом изучения — посевные, сортовые качества, продуктивность 42 сортов гороха.

Опытные посевы размещались в восьмипольном зерно — паро — пропашном севообороте. Предшественниками служили озимые и яровые злаки. Комплекс полевых агротехнических работ выполняли в соответствии с требованиями зональной системы земледелия, с соблюдением методических указаний, связанных с получением чистосортного высококачественного семенного материала.

Методы исследований предусматривали проведение фенологических наблюдений, измерение морфологических параметров растений, определение величины и структуры урожая, сортовых и посевных качеств, урожайных свойств семенного материала. Анализы, учеты и наблюдения выполняли по методике Госсортсети (1989).

В основу семеноводческого процесса положен индивидуально - семейный отбор с двухгодичной оценкой потомств (Методические указания по производству семян элиты зерновых, зернобобовых и крупяных культур, 1990).

Статистическая обработка данных проводилась с использованием дисперсионного, корреляционного анализов (Рокицкий , 1974; Доспехов, 1985; Ли-тун, 1973).

Диссертационная работа выполнялась в рамках Государственных научно-технических программ ОЦ- 32 (1968 —1980 и 1981 —1985 гг.); ОНТП 0.51.03 "Зерно" (1986 — 1990 гг.); фундаментальных программ НИОКР РАСХН (1991 — 2002 гг.) и Орловской программы "Экономическая стратегия рационального использования природных ресурсов" (1998 — 2003 гг.).

Результаты исследований 1. Биологические основы формирования семенных ценозов гороха 1.1 Адаптация сортов гороха различных морфотипов к экологическим

условиям

В семеноводстве необходимо изучение направлений, характера и масштабов модификационной изменчивости в целях управления ею и использования для разработки рациональной технологии производства высококачественных семян. Фактором, оказывающим большое влияние на экспрессию генотипа, является уровень напряжения внешней среды (Лихачев, Артюхов, 2002).

Поэтому в ГПУ ВНИИЗБК РАСХН все сорта, с которыми проводилось первичное семеноводство, оценивались в экологическом испытании наряду с сортами, внесёнными в Госреестр селекционных достижений. В течение 2000 -

2002 гг. в экологическом испытании находилось 42 сорта гороха (б морфоти-пов). В качестве стандарта использовали 3 сорта Орловчанин, Норд и Труженик.

Контрастные погодные условия в годы проведения исследований в сильной степени повлияли на формирование урожая семян, содержание белка и продолжительность вегетационного периода. Наиболее благоприятным для формирования урожая семян был 2001 год, когда средняя урожайность всех сортов составила 3,17 т/га. Самая низкая урожайность семян отмечена в 2002 засушливом году у сорта Зарянка 1,11 т/га, максимальная урожайность — 3,84 т/га наблюдалась у сорта из Франции Баккара в 2000 и 2001 гг.

Двенадцать сортов, в число которых вошли Баккара, Бадминтон, Алесь, Таловец 70, Карел ичс кий кормовой, Норд, Аксайский усатый 5, Мультик, Таловец 50, Таловец 65, Орлус, Памяти Варламова, в среднем за три года имели урожайность в пределах 3,3 — 3,6 т/га.

Относительно высокое содержание белка в семенах всех испытуемых сортов гороха (25,0%) было в 2000 году при 24,2 % в 2001 году и до 22,3 % в крайне засушливом 2002 году. Сорта с самой высокой урожайностью имели сравнительно низкое содержание белка. Два сорта Малиновка (укосный сорт) и Лист (укосно-зерновой) накапливали в семенах до 26,5- 26,7 % белка, что связано с их более продолжительным периодом вегетации.

Наиболее продолжительный период вегетации отмечен у сортов Малиновка 86 — 110 суток и Аист 88 - 106 суток и самый короткий у сорта Шустрик 72 -91 суток. Все сорта в засушливом 2002 году созрели за 80 суток, тогда как в 2000 н 2001 гг. продолжительность вегетации составляла соответственно 96 и 90 суток.

Введение в генотипы сортов гена неосыпаемости семян привело к увеличению урожайности на 0,11-0,48 т/га. Сорта, имеющие усатый тип листа, превышали по урожайности семян сорта с обычным типом листа на 0,42 т/га. В по-ссаах сортов с усатым типом листа, по-видимому, создавались лучшие радиационные режимы, в результате которых вегетация сокращалась на 2 - 4 суток (табл. 1)

Таблица 1 - Характеристика различных морфотипов гороха по хозяйственно ценным признакам в экологическом испытании, среднее за 2000-2002 гг.

Морфотип Урожайность, т/га Масса 1000 семян, г Коэффициент размножения Вегетационный период, сут. Сырой протеин, %

Обычный тип листа с осыпающимися семенами 2,82 231,6 9,9 91 28,2

Обычный тип листа с неосыпающи-мися семенами 2,91 246,9 9.7 88 29,3

Усатый тип листа с осыпающимися семенами 3,24 242,9 9,8 89 32,4

Усатый тип листа с неосыпающимися семенами 2,97 221,8 10,6 87 29,$

Нелюшка кормовая -обычный тип листа с осыпающимися семенами 2,55 212,9 9,5 93 25,5

Пелюшка кормовая -усатый тип листа с неосыпаюишмися семенами 3,28 225,8 10,8 88 32,8

— 1КТо, 0,1«

В литературу прочно вошли термины "общая и специфическая адаптивная способность", отражающие общую реакцию генотипа во всей совокупности сред {лет) и специфическую реакцию в определенной среде. Метод А. В. Киль-чевского н Л. В. Хотылевой (1985) позволяет в полной мере оценить эти параметры.

Из восьми сортов, характеризующихся обычным типом листа с осыпающимися семенами, высокой общей адаптивной способностью обладают два сорта Таловец 50 и Таловец 60. В группе сортов с обычным типом листа и не-осыпающимися семенами три сорта имеют высокую общую адаптивную способность: Таловец 65, Памяти Варлахова и Орлан. Сорта с усатым типом листа за три года исследований проявили высокую общую адаптивную способность и особенно Баккара, Бадминтон, Таловец 70, Мультик, Орлус и усатые пел юшки -УП-98, Алла.

В результате исследований выявлены сорта с крайне нестабильной урожайностью семян. К их числу в преобладающем большинстве относятся сорта с обычным типом листа: Блакитны, Неручь, Кудесник, Орловчанин, Орловец, Визир и пел юшка Зарянка. Эти сорта проявляют высокую специфичность на условия среды. Так, при неблагоприятных условиях сорт Неручь снижал урожайность семян на 1,0 т/га, в то время, как сорт Орлус в этих же условиях снижал урожайность только на 0,1-0,2 т/га. ГГелюшка Зарянка в засушливых условиях 2002 года снизила урожайность по сравнению с условиями 2001 года на 1,15 т/га.

Информация об общей и специфической адаптивной способности сортов гороха представляет возможность осуществлять прогнозы в отношении урожайности семян в семеноводческих посевах гороха, что особенно важно при расчёте потребности семян высших репродукций.

1.2. Изменчивость н взаимосвязь хозяйственно ценных признаков сортов гороха

Большое разнообразие новых морфотипов гороха и недостаточная изученность их биологических особенностей в условиях ценоза представляет одну из главных трудностей при разработке методики отбора в первичном семеноводстве.

Решение об отборе "лучших" растений и выбраковке "худших" в настоящее время в большинстве случаев принимается на основе визуальной оценки фенотипических проявлений признаков. В этой связи нами проведены исследования, цель которых состояла в совершенствовании методики отбора элитных растений сортов гороха, техники учета и приемов, повышающих точность оценки при выборе лучших растений, что в конечном итоге должно увеличить выход семян и снизить себестоимость работ в питомниках.

В таблице 2 представлена характеристика двенадцати сортов гороха по семи признакам с использованием среднего арифметического значения, среднего квадратического отклонения и коэффициента вариации за 2000 - 2002 гг.

Таблица 2 - Характеристика сортов гороха с различным морфотипом по хозяйственно ценным признакам (2000-2002 гг.), г. Орел.

Сорт Длина стебли, см Число продуктивных узлов Число бобов Число семян «бобе Число семян с растении Месса ССМЯН С растенш, г Масса 1000 семян, г

X CV % X CV % X CV % X cv% X CV % X CV % X CV %

Малн-жшка ПОД 16,0 3,9 30,9 Í.6 34,3 4,6 21,0 30,9 40,3 4,8 40,7 155 13,8

Аист 114,2 143 4.6 23,5 7,2 29,4 3,6 18,7 27,0 39,4 5,0 40,5 198 16,1

Орт ела 53,3 9,» 3,3 26,6 6,9 33,1 2,9 19,7 19,9 38,6 3,7 41,4 257 13,2

Зарикка 65,2 113 2,9 29,7 4,8 33,9 3.7 28,6 18,3 45,4 3,8 483 203 203

Норд 64,8 12,7 3,8 22,3 6,5 33,0 33 17,6 21,5 37,1 5,9 383 276 10,8

Орлус 64,1 9,4 3,7 28,4 5,9 31,1 и 213 19,0 36,3 4,9 38,0 256 11,6

Батрак 52,2 9,8 2,8 32,1 5,3 33,6 3,1 28,2 16,2 39,5 3,6 40,5 220 20,1

Шустрик 44,8 13,8 4,0 28,1 6,1 31,7 3,1 18,2 18,8 31,7 4,4 31,6 233 13.9

Орлов-чанин-2 48,6 8,9 3,2 24,8 5.9 29,1 3,2 20,9 19,2 35,8 53 34,1 259 133

Орпов-чаннн 63,9 8,7 3,0 26,8 5,5 29.4 3,8 18,7 20,9 34,4 4,9 40,8 257 14,0

Труженик 95,4 9,2 3,8 25,8 6,8 28,1 43 23,8 29,9 39,5 7,8 45,2 258 17.4

•Памггм Варламова 101,5 12,3 3,7 28,4 6Д 30,6 3.7 27,1 20,8 39,6 4,7 44,4 224 19,6

НСРо, 6.2 0,8 и 03 8,7 0,9 11.2

* - сорт, созданный при участии З.Р.Цукановой, испытывается в ГСИ.

Длинностебельные сорта Малиновка и Аист, длина стебля которых в среднем за три года колебалась в пределах 110-114 см, имели больший коэффициент вариации 143 - 16,0 %, чем сорта средне - и корогкостебельные - 8,7 - 13,8 %. Самый короткостебельный скороспелый сорт Шустрик отличался значительной паратнпической изменчивостью по длине стебля.

Число продуктивных узлов колебалось от 2,8 до 4,6 и, судя по величине коэффициента вариации, который составил 22,3-32,1%, этот признак относительно менее изменчив по сравнению с числом бобов, числом и массой семян.

Изменчивость числа бобов была выше, чем по числу продуктивных узлов и достигла 34,3 %.

Число семян с растения и масса семян - наиболее изменчивые признаки. Коэффициент вариации составлял 31,7-45,4 %, и 31,6 -48,5 % соответсвенно, что объясняется сложным характером этих признаков, зависящим от числа продуктивных узлов, числа бобов, числа семян в бобе и массы 1000 семян.

Изучаемые признаки сортов гороха по степени варьирования можно распределить на четыре группы:

- слабоварьирующие - длина стебля, масса 1000 семян;

- средневарьирующие - число бобов на продуктивный узел, число бобов на растении;

- сильноварьирующие - число и масса семян с растения,

- очень сильноварьирующие - масса семян с делянки.

Корреляции признаков продуктивности не стабильны по годам. Два признака - масса 1000 семян и число семян с растения имели ежегодно существенную положительную связь с семенной продуктивностью гщ = 0,548 - 0,701. Корреляция числа бобов на растении и продуктивности колебалась от 0,341 до 0,680.

На основании изучения изменчивости признаков, определяющих семенную продуктивность новых сортов гороха и их взаимосвязи, рекомендуется проводить при отборе элитных растений первоначальную оценку в полевых условиях по общему числу бобо*- и числу бобов на плодоносе. Окончательную оценку в лабораторных условиях осуществлять по числу и массе семян.

2. Система семеноводства новых сортов гороха

2.1. Объем выборки н критерии оценки в первичном семеноводстве

В условиях интенсивного земледелия сортосмена должна осуществляться достаточно быстро, что требует ускоренного размножения новых сортов и получения семян элиты в необходимом объеме, сохраняя при этом морфобноло-гические особенности сорта.

Существующими методическими и нормативными документами для зерновых и зернобобовых культур рекомендуется при организации семеноводства отбирать около 300 элитных растений (Методические указания по производству семян элиты зерновых, зернобобовых и крупяых культур, 1990). Однако в настоящее время при отборе элитных растений и седей новых сортов гороха резко возрастает уровень браковки, что связано с организацией оценки по комплексу признаков и с повышением точности опыта.

Анализ данных отбора и браковки 5 сортов гороха, различающихся по морфотипу, показал, что объём браковки элитных растений зависит от сортовых особенностей и составляет в среднем по сортам: Норд - 44, Орловчанин -39,6, Малиновка - 51,6, Аист - 39 -39,5, Памяти Варл ахова - 14 процентов. Общий процент браковки по сортам - 41,9%. Следовательно, число элитных растений по каждому сорту необходимо увеличивать не менее чем на 42% (табл. 3), а общее их количество должно составлять 1000 - 1500 растений с учетом страхового фонда.

Отбор элитных растений гороха включает:

- отбор пробного снопа (50-100 растений) н анализ по числу бобов, числу семян, массе семян с растения, массе 1000 семян, длине стебля с последующей статистической обработкой данных (X, 8», о, СУ %);

- отбор элитных растений по апробацнонным признакам: типичности сорта, устойчивости к болезням и вредителям;

- отбор элитных растений в полевых условиях по числу бобов в пределах X -ст..., X + 2о ;

- в лабораторных условиях отбор растений по числу и массе семян в пределах X - о..., X + 2а.

Таблица 3 - Объём фактической браковки элитных растений у сортов гороха,

1985-2002 гг.

Сорт Годы Кол-во отобр. растений Выбраковано растений но причине Всего

разнокачественное™ низкой продуктивности поражению болезнями и вредителями

кол-во % кол-во % кол-во % кол-во %

Норд 1995-1997 3000 103 3,4 1089 363 128 4,3 1320 44,0

Орловча-НИН 1989-1994 10000 917 9,2 2176 21,8 897 «,9 3990 39,6

1999-2001 2800 92 3,3 604 21,6 312 11,1 1008 35,9

Малиновка 1987-2002 14400 896 6Д 2671 18,5 3876 26,9 7443 51,6

Аист 1985-1987 6000 884 14,7 1108 18,5 348 5,8 2340 39,0

1992-1994 4000 626 15,6 462 11,6 492 12,3 1580 39,5

Памяти Варлахова 2000-2002 3000 41 1,4 357 11,9 22 0,7 420 14,0

Наиболее важная работа в первичном семеноводстве гороха - оценка потомства элитных растений в питомниках испытаний П - 1 и П - 2 в полевых условиях. От того, насколько она объективна, в значительной мерс зависит генетическая чистота сорта. Самый большой объём оценок приходится на П - 1. Через него ежегодно проходят сотни семей, из которых следует отбирать чистоли нейные семьн с тем, чтобы их размножить и оценить в следующих питомниках.

К сожалению, на этом важном этапе объективность оценки нивелируется специфическими особенностями испытания семей в питомнике, так как посев семей осуществляется без повторностей в пространстве. Поэтому в лаборатории первичного семеноводства принята строгая система размещения семей в полевом испытании в П - 1 и П - 2: стандарт {семена из питомника размножения предыдущего года) размещается через 20 семей. Для получения объектив* пых оценок между испытуемыми семьями в питомнике при бесповторном размещении осуществляем следующие расчеты: стандарт, заложенный с увеличенной повторностью, используется для нахождения ошибки в опыте, а испытуемые семьи сравниваются с показателями четырех стандартов, ближайших к данной семье (Литун, 197>).

Результаты браковки семей в П — 1 и П - 2, полученные на основании представленной статистической обработки, отражены в таблице 4. Уровень выбраковки семей в П — 1 у четырех сортов гороха колебался от 50,4 до 58,9 % и был значительно ниже в П - 2 от 6,4 до 25,8 %.

% Норму высева и выход кондиционных семян в каждом питомнике рассчитывали с учетом коэффициента браковки и размножения, способа посева, планируемой урожайности, объема страхового фонда и потребности в оригинальных и элитных семенах. Обобщая результаты опытов, рекомендуем для питом-

ников испытания потомств следующие объёмы: П-1 не менее 700 семей, П-2 не менее 350 семей.

Таблица 4 - Объем браковки семей в питомниках испытания потомств (П - 1 и П - 2 ), среднее за 1990- 1995 гг.

Сорт Питомники Число семей Выбраковано семей Процент браковки

Малиновка П-1 1812 913 50,0

П-2 996 257 25,8

Аист П-1 1188 700 58.9

П-2 337 70 18,1

Орловча-ннн П-1 2303 1181 5U

П-2 1567 100 6,4

Норд П-1 4078 2052 50,3

П-2 1161 193 16,6

2.2. Ускоренное размножение новых сортов

Испытание новых сортов в ГСИ предлагается осуществлять одновременно с их размножением, развёртыванием первичного семеноводства, экологической оценкой и разработкой сортовой технологии возделывания.

В год передачи сорта в ГСИ размножение проводится в условиях широкорядного посева с уменьшенной нормой высева (0,8 млн. всхожих семян на га) на высоком агрофоне по общепринятой технологии возделывания. В этом же году осуществляется отбор элитных растений. Наследующем году потомства оцениваются в П-1 и далее объединённые потомства размножаются в широкорядном посеве. Такая схема позволяет в первый год внесения сорта в Госреестр селекционных достижений разместить его на 20-25% площади, предназначенной для семеноводческих посевов.

В исследованиях по усовершенствованию сортовой технологии в семеноводческих посевах гороха было выявлено положительное влияние на продукционный процесс ростактивнрующих препаратов в предпосевной обработке семян: гумата калия (сапропелевый) и цеолитов Хошнецкого месторождения Орловской области.

23. Сравнительна« оценка урожайности семян ы их посевных качеств я зависимости от репродукции

Проблема влияния условий выращивания и репродукции на урожайные и посевные качества семян зерновых и зернобобовых культур обсуждается в научной литературе в течение длительного времени (Бурденюк, 1965; Никнтенко, Головко, 1962; Березкнн, Юючко, Бакаев, ГуЙда, 1979; Величко, Остапенко, 1987; Лукашенко, 1973; Бойцов, 1975). Однако, однозначного ответа на важнейший для теории и практики семеноводства вопрос о скорости, с которой идет процесс ухудшения семенных качеств, н условиях, вызывающих "вырождение* сорта, сроках проведения сортообновления пока ие существует, и, следовательно, необходимо дальнейшее накопление экспериментального материала.

В этой связи цель работы, проводившейся в 1995 - 2001 гг., состояла в изучении влияния репродукций на урожайность и посевные качества семян го-

роха сорта Норд при применении системы оценки и браковки элитных растений и семей, представленной выше.

Горох очень чувствителен к колебаниям условий выращивания, что отражается на семенной продуктивности растений. Из семи лет только 1995, 1996, 2000 и 2001 годы были достаточно благоприятными. В неблагоприятные 1997, 1998 и 1999 годы наблюдалась низкая урожайность семян и поражение корневыми гнилями. Отклонение урожайности семян в более поздних репродукциях от суперэлиты и элиты находилось в пределах ошибки опыта за исключением 1998 года. Не выявлено влияния репродукций как на содержание белка в семенах, которое определяется скорее условиями года выращивания, так и на посевные качества семян - массу 1000 семян, энергию прорастания, лабораторную всхожесть (табл.5).

Таблица 5 - Влияние репродукций на урожайность семян и содержание белка гороха сорта Норд, 1995-2001 гг.

Репродукция 1995 1996 1997 1998* 1999 2000 2001

урожайность, т/гя £ I 12 Й? к 1 и ш 1 и, III I * I 1 Й ш * I 1 ш * а 1

Р-1 2.25 23,4 1,8« 25.9 0,80 27,3 0,82 22,6 1,3 22,8 2,9 23,9 3,23 24,5

Р-2 2.31 24,3 1,96 24,7 0,89 21,2 0,75 23,7 1,4 22,6 2,81 24,1 3,22 24,8

Р-3 2.53 22.6 1,91 24.7 0,78 127^ 0,74 23,4 >,6 23,0 3,21 23,8 3,14 24,1

Суперэлита 2,46 23,7 1,75 24,8 0,85 27,5 0,85 24,8 1А 22.8 3,20 23,0 3,09 23,9

Элита 2.24 23,9 1,75 25,4 0,83 27,0 0,71 24,9 1,4 23,1 2,87 23,9 3,14 23,0

Репродукция 1 2,16 23,0 1,81 26,4 0,89 28.« 0,66 23,8 1.1 24,0 2,68 23,8 2,99 23,4

Репродукция 2 1,67 25,2 0,86 27,2 0,62 24,6 и 23,3 2,63 24,1 2,99 22,6

Репродукция 3 0,90 27,4 0,69 23,8 1.1 22,7 2,47 24,4 2,96 23.4

Репродукция 4 1,1 23,0 23% 23,4 2,99 23,7

Репродукция 5 2,42 24,0 3,00 22,6

Репродукция 6 2,94 24,3

НСР0< 0,37 0,46 0,20 0,10 0,37 0,83 0,60

повторный посев семенами 1996 г.

Полученные данные позволяют сделать следующее заключение: принятая жесткая система оценки элитных растений, оценки и браковки семей в П — 1 и П - 2 даёт возможность получать высококачественные семена гороха при сохранении урожайных свойств сорта вплоть до шестой репродукции. Посевные качества семян, содержание белка в них в большей мере определяются в данном опыте условиями выращивания.

2.4, Организационно - методические подходы в системе первичного семеноводства гороха (обсуждение итогов работы за 1968 - 2002 гг.)

Разработанная нами схема первичного семеноводства апробирована и внедрена в ГНУ ВНИИЗБК не только на горохе, но и на зерновых колосовых, крупяных культурах, а также многолетних травах. Широкий набор культур обусловлен потребностью сельскохозяйственного производства Орловской области, но гороху и зерновым (ознмая пшеница, рожь, ячмень, овес, яровая пшеница) отводилась приоритетная роль.

При большом разнообразии культур и сортов важное значение имело определение объемов семей в первичных звеньях семеноводства. В период возделывания сравнительно-малоурожайного сорта гороха Уладовский 303 число отобранных элитных растений составляло около 10 тыс. в год. С 80-х годов прошлого столетия число возделываемых в области сортов составляло 4-5, что привело к увеличению общего количесгва отбираемых элитных растений, но по каждому отдельному сорту не превышало 1500 - 2000 растений (рис.1).

годы

> количество «ирто* —— количество элитных растений

Рис.1. Динамика изменения количества отобранных элитных растений от количества возделываемых сортов в питомниках первичного семеноводства.

Самый высокий выход семян из питомников первичного семеноводства (П-2) наблюдался до начала перестройки в стране с 1986 по 1991 год (более 2 т за 5 лет) и снизился до 0,5 т за 1996-2000 гг. В 2001-2002 гг. сбор семян, вновь возрос до 2 тонн (рис 2).

Валовые сборы и реализация оригинальных семян гороха достигли максимального уровня в 1991-1995 гг., снизившись за последние два года до уровня 1968 - 1970 гг. (рис.3). Семена гороха в основном реализовывались в ОПХ "Стрелецкое" ГНУ ВНИИЗБК.

э

м 1

1,я 1

0.« о

«71- 1«7«-1«» 1М0

1*м ть

г<»1-

ю*г

-ГИ, *СО***С7ва С1М1|\

- П-2, копмсгяа ссмай

- получма мин • П-2, т

Рис. 2- Количество высеянных семей и выход кондиционных семян в питомниках первичного семеноводства.

1 1870 1971-1)70 ШвИМО 1«6М«Ы 1*М-1М0 1Ш.1М 19И-ЯХ» 2001-201»

Годы

Ямповый свор семян В«одидонни* омина О предано сопя»

Рис. 3. Производство и реализация оригинальных семян гороха в лаборатории первичного семеноводства ГНУ ВНИИЗБК.

В отношении зерновых культур с 1968 г. наблюдался постоянный рост количества сортов, находящихся в питомниках первичного семеноводства, число которых к началу 80-х годов достигло 26. В конце 80-х годов число прорабатываемых сортов стало уменьшаться и к 2002 году составило 20-22. Производство кондиционных семян и их реализация лабораторией первичного семеноводства до 1991 года имели тенденцию к постоянному увеличению (до 600 тонн) и в 2001-2002 гг. сохранились на этом же уровне.

Зерновое хозяйство Орловской области — важнейшая отрасль сельскохозяйственного производства, от уровня развития которого во многом зависит состояние других отраслей народного хозяйства. До начала глубоких изменений в сельском хозяйстве, связанных с переходом к рыночным отношениям, средняя

урожайность зерновых культур устойчиво находилась на уровне 2,1 — 2,2 т/га, гороха—1,5- 1,7 т/га. Урожайность зерна упала в 1996— 1999 гг. (рис.4).

1М*> 1М1- 1М»- им* ям ММ 2002 1«о 1м$ ям

Гам

■урожайность зерновых Оурожайность гороха Рис. 4 - Динамика урожайности зерновых культур и гороха в Орловской области.

Причиной такого снижения являются допущенные диспропорции в формировании материально - технической базы зернового хозяйства области, малоэффективное использование технических средств и производственных ресурсов, неудовлетворительная работа по сохранению почвенного плодородия н несовершенство экономических механизмов хозяйствования в рыночных условиях.

В последующие 2000—2002 гг. наблюдался рост урожайности зерновых и гороха, что связано в немалой степени с благоприятными погодными условиями в эти годы. Другой причиной повышения урожайности и, особенно урожайности гороха, является сортосмена, и, как следствие, рост выхода кондиционных сортовых семян.

В современных условиях развития сельскохозяйственного производства сортосмена рассматривается как эффективное направление инновационного процесса и фактора интенсификации производства зерна. Инновационный процесс применительно к увеличению зерновой продуктивности, по мнению В.И. Нечаева (2000) подразделяется на два направления - технологический и биологический. Биологическое направление связано с созданием и внедрением в производство новых сортов, что рассматривается как нововведение, а сортосмена как направление инновационного процесса. Только оптимальное сочетание этих двух направлений приводит к росту уровня производства зерна. Объективность выдвинутых положений подтверждается на основании анализа данных, которые отражают урожайность и рост количества сортов, возделываемых в питомниках первичного семеноводства зерновых и гороха за 1986 - 2002 годы,

2.5. Экономическая оценка производства семян гороха в семеноводческих питомниках

- ■ Конкретную экономическую роль и последующее значение первичных звеньев семеноводства изучали на примере организации поточного выращивания сортовых семян гороха в лаборатории первичного семеноводства. Наибольшие затраты выявлены в П-1 (принимаемые за 100 %), которые снижаются

до 50,2 % вП-2 и до 14,6,6,4 в Р-1, Р-2 соответственно (табл. 6). Основной путь удешевления себестоимости продукции и повышения ее экономической эффективности в питомниках испытания потомств связан с увеличением сборов семян с каждой единицы посевной площади и уменьшением затрат ручного труда в ГТ-1 за счет применения средств механизации и автоматизации.

Таблица 6 - Динамика нормативной себестоимости производства сортовых семян гороха в питомниках первичного семеноводства во ВНИИЗБК

(цены 1991 г.)

Статьи затрат Питомники

Испытание потонете Размножение

П-1 | П-2 Р-1 I Р-2

В абсолютных показателях

Сбор семян, ц/га } 4,3 10,0 | 17,7 | 17,4

Затраты, к

Зарплата 30831 11629 582 853

Материалы 20088 15201 7661 2711

Амортизация, ремонт и др. 6562 2023 160 132

Итого затрат на производство 57481 2М53 8403 3696

Накладные расходы 19544 9811 2862 1262

Всего затрат 77025 38664 11265 4958

В % к исходному уровню

Сбор семян, ц/га ! 100 - 232,6 | 411,6 | 404.7

Затраты, р уб/ц

Зарплата 100 37,7 1,9 2,8

Материалы 100 75.6 38,1 13,5

Амортизация, ремонт н др. 100 30.» 2,4 2,0

Итого затрат на производство 100 ад 14,6 6,4

Накладные расходы 100 50,2 14,6 6.4

Всего »трат 100 50Д 14,6 6,4

Производство сортовых семян гороха нового поколения более рентабельно по сравнению с озимой и яровой пшеницей, которое за 2001-2002 гг. составило 119,6 -139,7% (табл. 7).

Таблица 7 - Сравнительная рентабельность производства сортовых семян гороха с зерновыми злаковыми культурами (среднее за 2001-2002 гг., ОПХ «Стрелецкое» ГНУ ВНИИЗБК)

Культура Полная себестоимость 1 ц семян, руб. Цена реализации 1 ц семян, руб. Прибыль с 1 к семян, руб Рентабельность производства с«-

Горох 236.11 566,04 329,93 139.7

Оз. пшеница 147,73 295,72 147,99 100,2

Яр. пшеница 164,24 360.« 196,44 119,6

В специальных исследованиях подтверждено, что перспективно необходимые ежегодные размеры посевных площадей гороха в Орловской области должны составлять 80-100 тыс. га, среднегодовая урожайность - не ниже 1,8-2,0 тУга, а валовой сбор высокобелкового зерна - от 144 до 200 тыс.т. В таком слу-

чае оптимальные размеры посевов в первичном семеноводстве должны находиться на уровне около 78 га при средней урожайности не ниже 2,0 т/га. Среднегодовое производство семян элиты должно составлять 872 т, или в 1,8 раза больше, чем в настоящее время. Только такой уровень развития производства сортовых семян создаст надежную базу для увеличения валовых сборов основной белковой зернобобовой культуры — гороха до требуемых масштабов.

3. Организация семеноводства гороха 3.1. Организация в зоны рационального размещении семеноводства гороха

в России.

Проблема зонального семеноводства сельскохозяйственных культур особую актуальность приобрела в связи с переводом семеноводства на рыночную основу. Зональный принцип размещения семеноводческих хозяйств основан на различии экологических факторов в разных почвенно-климатическнх зонах. В результате совместных с лабораторией экономики (Терехов, 1999) многолетних исследований нами определены зоны и центры благоприятные для возделывания семян гороха в России. Мы рекомендуем размещать не менее 89,1% семенных посевов гороха в следующих регионах: Поволжском — 21,0%, Уральском — 17,4%, Центрально-Чернозёмном — 16,8%, Северо-Кавказском — 15,7%, а также Западно-Сибирском — 9,4% н Центральном — 8,8%. Остальную часть целесообразно производить в Волго-Вятском, Восточно-Сибирском (по 5,3 и 4,2 %), в Северо-Западном, Северном и Калининградской области (от 0,4 до 0,7 %). Наибольшими концептуально-необходимыми объёмами производства гороха выделяются: Татарстан, Башкортостан, Краснодарский, Ставропольский и Алтайский края, Ульяновская, Ростовская, Воронежская, Пензенская, Курская, Волгоградская, Белгородская, Оренбургская, Тамбовская области.

Исходя из этого, предлагается схема и объемы производства семян по экономическим районам и НИУ оригинального семеноводства (табл.8), что позволяет обеспечить доведение посевных площадей в стране до 5,3 млн. га.

Таблица 8 — Объемы производства оригинальных и элитных семян гороха по экономическим районам и НИУ России

Экономические районы Объемы пр-ва семян, тыс. т. НИУ, ведущие первичное семеноводство

оригинальных элитных

1 2 3 4

Северный 0,09 0,17 Закупка семян

СевероЗападный 0,08 0,16 Закупка семян

Центральные 0,46 1,08 ГНУ ВНИИ люпина, ^алужскнйНИПТЙ АПК. ГНУ НИИСХЦРНЗ, Рязанский НИПТИ АПК, ГНУ Тульский НИИСХ, ГНУ ВНИИЗБК,

ЦентральноЧерноземный 0,11 0,38 Белгородский НИИСХ, НИИСХ ЦЧП им. В,В. Докучаева, Тамбовский НИИСХ, Курский НИИАП, ГНУ ВНИИ СсяС им. АЛ. Мазулова

Волго-Вятский 0,30 0,70 Фаленска* ОС, ГНУ Чувашский НИИСХ, Нижненовгородский НИПТИ АПК, Уральский НИИСХ

1 2 3 4

СевероКавказский 0,08 0,28 ГНУ Краснодарский НИИСХ им П.П. Лукъяненко, Севере-донская СХОС, Донской зональный НИИСХ

Поволжский 0,29 0,88 Пензенский НИИСХ, Татарский НИИСХ, Самарский НИИСХ им. Н.М.Туяайкова, Ульяновский НИИСХ

Уральский 0,38 1,07 Курганский НИИСХ, Башкирский НИИСХ, ГУ Уральский НИИСХ

ЗападноСибирский 0,45 1,07 Алтайский НИИЗиС, ГНУ Сибирский НИИРиО, ГНУ НИИСХ Северного Зауралья

ВосточноСибирский 0,78 1,42 Тулунская ГСС, ГНУ Красноярский НИИСХ

Итого 3,02 7,21

3.2. Организации семеноводства в Орловской области.

Система семеноводства, действовавшая до 90-х годов XX столетия, доказала свою рациональность и была в основном сохранена в новых рыночных условиях хозяйствования.

В настоящее время система семеноводства в Орловской области строится на следующих принципах ее организации:

- лаборатория первичного семеноводства ГНУ ВНИИЗБК РАСХН производит оригинальные семена (семена питомников размножения) зерновых, зернобобовых, крупяных культур и реализует их в основном опытно-производственным хозяйствам института и отдельным хозяйствам по договорам на размножение семян: ГФУП ОПХ "Стрелецкое", ГФУП ОПХ "Орловское", ГФУП Шатилове кая СХОС, которые производят оригинальные (супер-злита) и элитные семена по утвержденным Минсельхоз России методам н схемам и реализуют их в ГФУП учебно-опытное хозяйство "Лавровский" ОГАУ, ГФУП ОПХ "Красная звезда", в семеноводческие подразделения акционерных обществ и агрофирм, коллективным и фермерским хозяйствам, которые размножают элитные семена до первой, второй репродукции. Товарные посевы всех категорий хозяйств засеваются семенами третьей, четвертой репродукций, но могут использоваться на посев семена и более низких репродукций, если сортовые и посевные качества отвечают требованиям государственного стандарта.

Объемы ежегодной реализации элитных семян сельскохозяйственных культур на 2003—2010 гг. по опытно-производственным хозяйствам ГНУ ВНИИЗБК составляют 5000 т, заготовки сортовых семян яровых культур в региональный страховой фонд 2000 т. Потребность в оригинальных и элитных семенах гороха до 2010 г. соответственно 156 и 872 т.

Выводы

1. Многолетние экспериментальные исследования позволили усовершенствовать схемы полевых испытаний и оценки при использовании индивидуально-семейного отбора во всех питомниках первичного семеноводства гороха.

2. Количественные признаки, определяющие продуктивность различных морфотипов гороха, подразделяются на слабоизменчивые (длина стебля, масса 1000 семян), средне изменчивые (число бобов, число бобов на продуктивный

узел) и сильноизменчивые (число и масса семян с растения), что служит основанием для использования слабо — и среднеизменчивых признаков при отборе элитных растений в полевых условиях с последующей лабораторной оценкой по сильноизменчивым показателям.

3. В первичном семеноводстве целесообразно проводить оценку сортов по их адаптивной способности н стабильности. На основании этой оценки выделены сорта: Баккара, Бадминтон, Алесь, Таловец 70, Кареличский кормовой, Норд, Аксайский усатый 5, Мультик, Таловец 50, Таловец 65, Орлус, Памяти Варлахова, способные формировать высокую и стабильную урожайность семян. Наиболее высокий потенциал семенной продуктивности отмечен у сортов: Баккара, Норд, Орлус..

4. Уровень браковки по апробационной типичности, устойчивости к болезням и вредителям, элементам структуры урожая семян и обшей семенной продуктивности за 1995—2002 годы составил: по элитным растениям 44 — 52 % в П

— I -50,3 - 58,9 %; в П - 2 - 6,4 - 25,8 %, что следует учитывать при расчете объемов семеноводческих питомников. Для получения высоких сортовых и посевных качеств оригинальных семян гороха в требующихся количествах необходимо отбор элитных растений довести до 1000-1500, семей в П-1 до 700, в П-2 до 350.

5. Урожайные и посевные качества семян сорта Норд в питомниках размножения вплоть до шестой репродукции не снижаются в процессе репродуцирования при применении разработанной методики жесткой браковки элитных растений и семей в первичных звеньях семеноводства.

6. Методика ускоренного размножения новых сортов гороха основана на использовании индивидуально-семейного отбора с одногодичной проверкой по потомству, которое проводится одновременно с ГСИ, экологической оценкой и разработкой особенностей сортовой технологии.

7. Экономический анализ себестоимости производства оригинальных семян гороха в питомниках первичного семеноводства показал, что наибольшие затраты выявлены в П - 1, которые снижаются до 50,2% в П - 2 и до 14,6,6,4 в Р

- 1, Р - 2 соответственно. Ведение звеньев первичного семеноводства нерентабельно и требует существенных материальных вложений, которые окупаются в системе репродуцирования. Основной путь удешевления себестоимости продукции и повышения её конечной экономической эффективности в питомниках испытания потомств связан с увеличением сборов семян с каждой единицы посевной площади и внедрением механизации и автоматизации.

8. Производство сортовых семян гороха нового поколения более рентабельно по сравнению с озимой и яровой пшеницей, которое за 2001-2002г.г. в среднем составило 139,7%.

9. Представлена схема зонального размещения и объемы производства оригинальных и элитных семян гороха, которые обеспечат доведение посевных площадей в стране в ближайшей перспективе до 5,3 млн. га.

Ю.Определены объемы и структура семеноводческих хозяйств по производству семян высших репродукций новых сортов гороха в Орловской области до 2005 - 2010 гг.

Предложения производству

1. Организациям, осуществляющим функции оригинального семеноводства методом индивидуально — семейного отбора, предлагается методика расчетов для определения объемов закладки питомников первичного семеноводства гороха с учетом уровня браковки и страхового фонда во всех звеньях. Предлагается отбирать 1000-1500 элитных растений, в П-1 высевать не менее 700 семей, а в П-2 не менее 350.

2. Отбор элитных растений гороха в полевых условиях наряду с типичностью растений и устойчивостью к болезням и вредителям предлагается проводить по числу бобов на продуктивный узел, числу бобов на растении, длине стебля.

3. Для питомника испытаний П-1 и П-2 предлагается применять апробированную методику размещения и оценки продуктивных линий в бесповторных полевых опытах.

4. Рекомендуется осуществлять ускоренное размножение перспективных сортов гороха с момента передачи их в Государственное испытание."

5. Организациям, осуществляющим функции оригинального семеноводства, рекомендуется использовать предпосевную обработку семян гуматом калия (сапропелевым) в дозе 500 мл и цеолитом 20 кг на тонну семян.

По теме диссертации опубликованы работы:

1. Особенности семеноводства зернобобовых культур. И Прогрессивная технология возделывания зернобобовых и крупяных культур в Орловской области. - Орел, 1974.-С. 101-120. (в соавторстве),

2. Методические указания по промышленной технологии возделывания, уборки, послеуборочной обработки и хранению семян вики посевной. - М.: Колос, 1984.- 16с. (в соавторстве).

3. Технология возделывания желтого кормового люпина на семена и зеленую массу в западных и центральных районах Орловской области: Рекомендации. - Орел, 1986. - 32с. {в соавторстве).

4. Технология возделывания вики яровой на семена и зеленую массу в хозяйствах Орловской области: Рекомендации / Орел, 1986. — 32с. (в соавторстве).

5. Биологические аспекты агроландшафтного земледелия. (Материалы V Международного симпозиума "Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования". Моеква-Пущино, 2003. С.259-261 (в соавторстве).

6. Цеолиты в повышении продукционного процесса растений /Международная конференция "Физиология растений - основа фитобиотехно-логии". Пенза. 2003. С.219. (в соавторстве).

7. Эффективность действия цеолита в предпосевной обработке семян. /Международная конференция "Физиология растений - основа фитобиотехно-логии". Пенза. 2003. С.208. (в соавторстве).

8. Первичное семеноводство - залог высокого урожая /Всероссийская научно-практическая конференция "Основные итоги научных исследований по селекции, семеноводству, технологии возделывания полевых культур". Орел. 2003. С.50-53 (в печати).

Отпечатано в отделе оперативной полиграфии Орловского областного комитета государственной статистики пер. Воскресенский, 24 индекс 302001 Подписано в печать 16.10.2003 Формат 60x84 1/16 Печать офсетная. Усл. пл. 1,0 Заказ №71 Тираж 100 экз.