CC BY
224
УДК 631.52:001.89:061.62(571.1/.5)
СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ СЕЛЕКЦИИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР В ОТБИРИ
И.Е. ЛИХЕНКО, доктор сельскохозяйственных наук, директор
СибНИИРС Россельхозакадемии E-mail: [email protected]
Резюме. С учетом огромного разнообразия природноклиматических ресурсов региона успешная работа возможна только на основе форм местного происхождения, из которых в СибНИИРС сформирован региональный генетический ресурс (сибирский генофонд), насчитывающий около 10000 образцов зерновых и зернобобовых культур и около 5000 овощных, в том числе коллекция 35 видов многолетних луковых растений, состоящая из более чем 300 генотипов. Среди основных направлений селекции сельскохозяйственных культур в Сибири можно назвать селекцию на продолжительность вегетационного периода (как на сокращение, так и на увеличение в зависимости от культуры), на увеличение потенциала продуктивности, пластичности и стабильности новых сортов, создание не только моногенных, но и полигенных форм с неспецифической (горизонтальной) устойчивостью к болезням. Отмечена целесообразность использования отдаленной гибридизации, полиплоидии, молекулярных методов, предусматривающих контролируемый перенос генов в конструируемые генотипы. Благодаря проделанной работе в большинстве субъектов Сибирского федерального округа в последние годы идет увеличение посевных площадей озимых культур, особенно пшеницы, максимальная урожайность таких культур, как яровая мягкая пшеница и яровой ячмень, получаемая на высоких агрофонах, достигла 65.80 ц/га, содержание белка в зерне пшеницы - 20 %, клейковины - 40 %, практически все сорта и селекционные формы озимой ржи СибНИИРС ежегодно формируют в конкурсном сортоиспытании зерно с числом падения более 200 с.
Ключеыве слова: селекция, генофонд, Сибирь.
Одно из условий высокой результативности отечественных селекционных учреждений, в том числе НИУ Россельхозакадемии - поддержка традиций ведения селекции растений для конкретных территорий. Причины такой ситуации заключаются, прежде всего, в принципиальной необходимости соответствия биологии сортов местным условиям для обеспечения высокой продуктивности и качества не только на «территориях рекордных урожаев», но и при неблагоприятных и экстремальных условиях среды, на территориях, где не смотря на такое положение, сельское хозяйство - жизнеобразующая отрасль. Кроме того, немаловажным остается наличие в нашей стране, в том числе и в Сибири, огромного разнообразия природноклиматических условий, причем чаще всего не самых благоприятных.
Абсолютные величины ресурсов для ведения сельского хозяйства на территории Сибири огромны, что также свидетельствует о разнообразии условий. Общая земельная площадь региона превышает более 12500 тыс. км2, из которых на долю сельскохозяйственных угодий приходится более 50 млн га, пашни - около 25 млн га. При этом особенности агроклиматических условий связаны, прежде всего, с резкой континентальностью климата, которая в свою очередь определяет высокую вероятность их значительных колебаний. По определению В.К. Иванова [1], сибирскому региону характерны «суровая холодная зима, теплое, даже жаркое, но непродолжительное лето, короткие весна и осень, поздние весенние и ранние осенние заморозки, короткий безморозный период,
резкие колебания температуры от месяца к месяцу, от одного дня к другому, и даже в течение суток».
По этой причине на сегодняшний день наибольшая часть посевных площадей в регионе занята сортами сельскохозяйственных культур сибирской селекции (не менее 90...95 %), которые выведены в ряде комплексных (Сибирский НИИ растениеводства и селекции, Сибирский НИИ сельского хозяйства, Алтайский НИИСХ, Красноярский НИИСХ, НИИСХ Северного Зауралья) и специализированных по определенным группам культур (Сибирский НИИ кормов, НИИ садоводства Сибири им. М.А. Лисавенко) селекцентрах, а также в отделах селекции НИИ СРО Россельхозакадемии (Сибирский НИИ сельского хозяйства и торфа, Кемеровский НИИСХ, Бурятский НИИСХ, Иркутский НИИСХ, Якутский НИИСХ, НИИ аграрных проблем Хакасии).
Непременное условие селекционных успехов -работа с генофондом. В составе Сибирского НИИ растениеводства и селекции на постоянной основе действует отдел растительных ресурсов, экспедиционная работа которого была начата еще в 30-е гг. прошлого века. На сегодняшний день в СибНИИРС сформирован региональный генетический ресурс (сибирский генофонд), который насчитывает около 10000 образцов зерновых и зернобобовых культур и около 5000 овощных, в том числе он включает коллекцию 35 видов многолетних луковых растений, состоящую из более чем 300 генотипов [2].
Вся история (примером могут быть сорта яровой мягкой пшеницы Скала и Саратовская 29) свидетельствует о том, что базой для успешной селекции может быть лишь внимательное отношение к формам местного происхождения наряду с постоянным поиском источников и доноров полезных признаков и свойств в мировом генофонде [3]. На этой основе в сибирских научных учреждениях и реализуются основные направления селекции.
Селекция на вегетационный период ведется с учетом особой значимости раннеспелых и среднеранних форм. В последние годы на фоне усиления инфекционной нагрузки на посевы сельскохозяйственных культур это направление становится еще более актуальным, поскольку некоторые экономически значимые заболевания растений проявляются достаточно поздно, и поражение скороспелых форм не приносит такого же серьезного ущерба, как на позднеспелых генотипах. Однако, учитывая большое разнообразие сибирских территорий, необходимо достаточное внимание уделять селекции сортов и других категорий, в том числе довольно востребованных среднепоздних и даже позднеспелых сортов [4].
На разных группах культур (например, зерновые и овощные) такие подходы, естественно, могут иметь свои особенности. Например, для лука шалота с учетом раннеспелости культуры, особую ценность может иметь создание позднеспелых (и, соответственно, более продуктивных) форм. Использование и расширение посевов озимых культур, осенних сроков посадки (посева) некоторых традиционно яровых растений также в определенной мере решает проблемы вегетационного периода.
В селекции озимых культур остается результативной отдаленная гибридизация. Это получение так называемых первичных пшенично-ржаных гибридов в селекции тритикале с использованием в качестве исходного материала генотипов сибирского происхождения. Наиболее значимые успехи в селекции озимой пшеницы стали возможными при использовании пшенично-пырейных гибридов и тритикале сибирской селекции. В результате благодаря усилению у новых сортов показателей зимостойкости и устойчивости к другим стрессам в большинстве субъектов СФО в последние годы происходит увеличение посевных площадей озимых культур, особенно пшеницы.
Потенциал продуктивности, которому при селекции всегда уделяется особое внимание, у созданных сортов достаточно велик. Об этом свидетельствует, получаемая на высоких агрофонах, максимальная урожайность (до 65.80 ц/га) таких культур, как яровая мягкая пшеница и яровой ячмень. Однако увеличение пластичности создаваемых сортов, их стабильности как путем селекции, так и при разработке специализированных сортовых технологий, весьма актуальное и перспективное направление работы. Так, при проведении экспериментов по изучению сортов яровой мягкой пшеницы селекции СибНИИРС с применением различных норм высева установлено, что максимальную урожайность разные сорта дают при различных коэффициентах высева.
На некоторых культурах целесообразно использование полиплоидии. Так, тетраплоидные формы ржи в условиях Приобья, как правило, формируют более крупное зерно и более высокую продуктивность в сравнении с диплоидными.
Высокое качество получаемой продукции достигается путем регулярной оценки биохимических и технологических показателей на всех этапах селекционного процесса. На сегодняшний день стало реальностью получение пшеничного зерна, содержащего до 20 % белка и до 40 % клейковины. Практически все сорта и селекционные формы озимой ржи созданные СибНИИРС ежегодно дают в конкурсном сортоиспытании зерно с числом падения более 200 с, отвечая требованиям, предъявляемым к улучшателям по этой культуре.
Устойчивость к абиотическим стрессам вырабатывается у растений в процессе эволюции, в том числе направляемой человеком. На каждой территории имеется набор природных факторов, которые ограничивают так называемую интродукцию растительных форм. В том числе по культурным растениям можно говорить об их ограничительных функциях в плане сложностей при внедрении в производство инорайонных и иностранных сортов. На фоне ранее перечисленных наиболее характерных для Сибири особенностей климата неместные генотипы могут быть подвержены влиянию ряда сопутствующих неблагоприятных факторов. Это, прежде всего, свойственные для той или иной территории болезни (как грибные, так и вирусные) и вредители, либо их специфические сочетания.
Даже для местных сортов из-за интенсивных изменений и колебаний погодных и других условий сегодня важно иметь наследуемые защитные свойства (устойчивость и/или иммунитет). Это связано с тем, что фитопатологическая обстановка в сельскохозяйственных зонах региона за последнее десятилетие кардинально изменилась в сторону усиления распространенности и встречаемости, как наиболее вредоносных заболеваний, так и незначимых ранее болезней, например, стеблевой ржавчины у пшеницы. Есть примеры, когда еще недавно эффективные гены устойчивости теряют свою актуальность. И основное решение такой проблемы, на наш взгляд, - создание не только моногенных, но и полигенных форм с неспецифической (горизонтальной) устойчивостью [5]. В таком случае важным становится применение в селекции молекулярных методов с целью контролируемого переноса генов в конструируемые генотипы.
Таким образом, несмотря на общность целей селекционных работ в различных регионах, в каждом из них имеются свои особенности при реализации основных задач по созданию новых форм, предлагаемых для практического использования. Для сибирского региона характерен очень широкий спектр стрессовых факторов различной природы, что служит причиной особенностей используемых путей реализации селекционных целей.
Литература.
1. Иванов В.К. Климат Омска: Результаты 40-летних наблюдений метеорологических станций Омского сельскохозяйственного института/В.К. Иванов. - Омск, 1964. - 54 с.
2. Лихенко И.Е., Машьянова Г.К., Гринберг Е.Г. Результаты и проблемы селекции и семеноводства овощных культур в Сибири// Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. - 2010. - № 9. - С. 114-121.
3. Лихенко И.Е. Использование в селекции яровой мягкой пшеницы мирового генофонда и местных сортов // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. - 2008. - № 1. - С. 25-30.
4. Лихенко И.Е. Проблемы сортового разнообразия в современном растениеводстве // Зерновое хозяйство России. -2010. - № 3 (9). - С. 66-70.
5. Сочалова Л.П., Лихенко И.Е. Изучение устойчивости пшеницы к листовым патогенам в условиях Западной Сибири // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. - 2011. - № 1. - С. 18-25.
MODERN PROBLEMS OF CROP BREEDING IN SIBERIA
I.E. Likhenko
Summary. Given the huge variety of natural and climatic conditions of the region the successful work is possible only on the basis of forms of local origin, which the regional genetic resource (Siberian gene pool) was formed of in the SibSRICPB, numbering about 10 000 samples of cereals and leguminous crops and about 5 000 samples of vegetable crops, including the collection of 35 varieties of perennial onion plants, consisting of more than 300 genotypes. Among the directions of crop breeding in Siberia were named the breeding for the growing season (both on the decrease and increase depending on culture), increase in productivity potential, flexibility and stability of new varieties, development not only monogenic, but also polygenic forms with nonspecific (horizontal) resistance to diseases. It is noted the suitability of utilization of distant hybridization, polyploidy, and molecular methods, providing the controlled gene translocation in engineered genotypes. Thanks to the work done in most subjects of Siberian Federal District in recent years the sown area of winter crops, especially of wheat, increases, maximal yields of such crops as spring soft wheat and spring barley, obtained at high agricultural backgrounds, reached 6.5...8.0 t/ha, protein content in wheat grain - 20 %, gluten content - 40 %. Almost all varieties and breeding forms of winter rye from SibSRICPB formed grain with falling number more than 200 s in the competitive variety trial.
Key words: breeding, gene pool, Siberia.
