Содержание к диссертации
Введение
1. Семеноводство и сортовая политика в адаптивном растениеводстве как основа интенсификации сельскохозяйственного производства 15
1.1. Результаты и перспективы создания новых сортов зерновых культур в зоне деятельности Краснодарского селекционного центра 15
1.2. Сорт как главный фактор интенсификации сельскохозяйственного производства 29
1.3. Генетическое разнообразие сортов - основа увеличения адаптивного потенциала культуры 54
1.4. Сортосмена и ее роль в повышении устойчивости производства зерна 63
2. Природные условия, материалы и методика исследований 83
2.1. Почвешю-климатические условия проведения экспериментальных работ 83
2.2. Методика лабораторных и полевых исследований 111
2.3. Материалы исследований 116
2.4. Научно-методические подходы определения экономической эффективности производства семян 117
3. Формирование эффективной региональной системы селекции и семеноводства зерновых культур и ее экономическое значение 131
3.1. Значение селекции и семеноводства в устойчивом и эффективном производстве зерна 131
3.2. Проблемы селекции и семеноводства зерновых
культур в Краснодарском крае и направления их решения 163
3.3. Семеноводство, как фактор интенсификации зернового производства 186
3.4. Экономическая эффективность возделывания сортов и .
гибридов зерновых культур 202
3.5. Селекция на качество зерна и ее экономическая оценка 219
4 Основные направления повышения экономической эффективности семеноводства зерновых культур 234
4.1. Сокращение сроков и снижение уровня затрат на создание сорта (гибрида) 234
4.2. Организация ускоренного внедрения новых сортов и гибридов в производство 250
4.3. Совершенствование адаптивных технологий производства семян зерновых культур 269
4.4. Организация производства и экономический механизм реализации элитных семян 296
Выводы и предложения производству 327
Список использованной литературы 333
- Результаты и перспективы создания новых сортов зерновых культур в зоне деятельности Краснодарского селекционного центра
- Почвешю-климатические условия проведения экспериментальных работ
- Значение селекции и семеноводства в устойчивом и эффективном производстве зерна
- Сокращение сроков и снижение уровня затрат на создание сорта (гибрида)
Введение к работе
Значение селекции в увеличение валовых сборов зерна общеизвестно. По многочисленным данным научно-исследовательских учреждений, ученых и практиков, ежегодный прирост урожайности в последние 30 лет оценивается в 0,5-1,8%, который был в основном обеспечен внедрением интенсивных сортов и технологий их возделывания.
Последовательная интенсификация сельскохозяйственного
производства в течение последнего полувека привела к экспотенциальному росту затрат исчерпаемых ресурсов на каждую дополнительную единицу сельскохозяйственной продукции [45, 47], Возникла необходимость поиска нового сочетания факторов адаптивно-ландшафтной системы земледелия, селекции и семеноводства сельскохозяйственных культур, позволяющих преодолеть эти недостатки.
Южный федеральный округ Российской Федерации, и в том числе Краснодарский край, - это одна из самых благоприятных зон для получения высоких урожаев зерновых культур, и одновременно ее можно характеризовать как зону с наиболее обостренными агроэкологическими и экономическими противоречиями, характеризующимися интенсивным использованием земли, большим, зачастую невосполнимым выносом питательных веществ и влаги предшествующими, в основном техническими культурами, дисбалансом макро- и микроэлементов, падением содержания гумуса и увеличением плотности почв. Насыщенность зерновыми культурами, огромные посевные площади, занятые одним или несколькими генетически близкородственными сортами, всевозрастающее применение пестицидов, их мутагенный и селективный эффект на патогенный комплекс, паразитирующий на культурных растениях, значительно затрудняет дальнейшее повышение урожайности и валовых сборов качественного зерна.
Это обусловило изменение философии селекции - переориентировать ее с учетом ситуации в производстве, на адаптивный курс, который обеспечивается функциональной взаимосвязью селекционного,
сортоиспытательного и семеноводческого этапов. Такой подход, на наш взгляд, позволит вести селекцию сортов с высокой адаптивностью к абиотическим и биотическим стрессам, широкой географической приспособленностью, агроэкологически, технологически и экономически адресных.
Изучение селекционного материала и новых сортов в широком спектре агротехнологических и экологических условий, применение новых методов генетического и статистического анализов повысили результативность селекции. Комплексность в работе с технологами, биотехнологами, включение в гибридизацию синтетических амфидиплоидов и полученных на их основе форм, несущих транслокации и рекомбинации от диких сородичей, позволили создать сорта и гибриды, сочетающие комплексный иммунитет к патогенам, в том числе к вирусам, высокую урожайность и качество зерна. Нами предложены новые технологические решения селекционного процесса. Унификация полевых опытов по различным направлениям селекции дала возможность в несколько раз увеличить объемы изучаемого селекционного материала и повысить интенсивность селекции.
Разработан и широко внедрен метод использования тритикале в качестве «мостика» для переноса генетического материала от ржи и твердой пшеницы в мягкую. В настоящее время с его помощью созданы сорта, сочетающие повышенную устойчивость к абиотическим стрессам, в том числе к эдафическим. Кооперация с селекционными программами других научных учреждений страны и зарубежья, особенно по кукурузе, позволяет не только создавать совместные сорта и гибриды, но и направленно формировать исходный материал для усиления признаков адаптивности.
Это позволяет иметь большой и разнообразный сортимент по каждому сорту, находящемуся в районировании и открывает новые возможности к максимальному использованию биоагропотенциала каждой климатической зоны, каждого поля, а также повышению адаптивного потенциала и стабильности культуры по региону в целом. Разработанная
нами новая сортовая структура, позволила ввести «антимонопольный закон», который страхует от возможных изменений в патогенном комплексе и расовом составе возбудителей. Мозаичное размещение сортов, различающихся по генетической природе и степени устойчивости, опережение приспособительской революции патогенов благодаря быстрым и частым сортосменам, строгая адресность сортов, согласно агротехнологическим паспортам, оптимизируют рост и развитие растений, способствуют единству организма и среды его обитания.
Настоящая работа выполнена в соответствии с тематическим планом научно- исследовательских и опытно-конструкторских работ Краснодарского НИИСХ им. П.П. Лукьяненко по темам:
«Создать и передать в ГСИ высококачественные сорта озимой мягкой
и озимой твердой пшеницы и тритикале, отвечающие требованиям
современных ресурсосберегающих экологически безопасных
(природоохранных) технологий для Северного Кавказа с урожайностью 60-110 ц с 1 га, достаточной зимостойкостью, скороспелостью, устойчивые к полеганию и комплексу основных болезней» (регистрационный номер 01.200.1 15502);
«Создать, провести комплексную оценку и передать на государственное испытание новые сорта озимого и ярового ячменя, сочетающие высокую потенциальную урожайность и качество зерна с устойчивостью к действию абиотических и биотических факторов среды» (регистрационный номер 01.200.1 15504);
«Создать и внедрить новые высокопродуктивные гибриды кукурузы, характеризующиеся высокой устойчивостью к полеганию, иммунностью к болезням и вредителям, экологической пластичностью, отвечающие требованиям индустриальной технологии с урожайностью зерна 70-100 ц с 1 га без орошения и 120-150 ц с га на орошаемых землях, (регистрационный номер 01.200.1 15505);
«Разработать предложения по повышению эффективности производства зерна в хозяйствах Краснодарского края при разных условиях
интенсификации» (регистрационный номер 01.200.1 15509).
Актуальность исследования. В современных условиях одной из важнейших задач развития аграрного сектора остается стабилизация и дальнейшее наращивание производства высококачественного, дешевого зерна - основного продукта питания и главного источника растительного белка в России. В решении этой проблемы едва ли не главную роль играет селекция и семеноводство, как наиболее эффективный и относительно дешевый путь интенсификации производства зерна и роста урожайности. Существует два основных направления решения этой задачи: создание сортов с высоким потенциалом продуктивности и совершенствование агротехники их возделывания.
Роль сорта в повышении урожайности и валовых сборов зерна усиливается еще и за счет некоторых особенностей экологических и экономических аспектов, а эффект от нового сорта (гибрида) проявляется сразу в год его внедрения в производство.
В системе ресурсных факторов, определяющих эффективность технологических процессов в растениеводстве, высококачественным семенам сортов и гибридов принадлежит ведущая роль. Эффективность устойчивого семеноводства за счет реализации генетического потенциала новых сортов, агроэкологической специализации, повышения качества семян, снижения нормы высева, увеличения коэффициента размножения и, как следствие, сокращения семеноводческих посевов оценивается дополнительным получением 15-17 млн т зерна, что сопоставимо с общим объемом высеваемых семян. Сокращение семеноводческих посевов и включение этих площадей для производства товарной продукции является приоритетным направлением повышения эффективности семеноводства.
Современное семеноводство является важнейшей отраслью растениеводства, имеющей свои специфические задачи и методы работы, поскольку семена, как фактор урожая, имеют свои особенности: они ежегодно создаются вновь и их качество может изменяться по годам.
В Краснодарском крае, в дореформенный период проводилась большая работа по организации семеноводства на промышленной основе. Многие хозяйства и в настоящее время добиваются высоких показателей в производстве сельскохозяйственной продукции за счет хорошо налаженного семенного дела. Однако, несмотря на определенные капиталовложения в семеноводческую отрасль, качество высеваемых семян, в целом стало ухудшаться и далеко от желаемого уровня. Так в крае четвертая часть площадей засевается семенами третьего класса посевного стандарта, а в некоторых случаях, на посев используются семена некондиционные и низких репродукций. В отдельных хозяйствах медленно внедряются в производство новые высокопродуктивные сорта, несвоевременно проводится сортосмена и сортообновление, в недостаточных объемах создаются страховые фонды сортовых семян. Практически не используется функция управления зерновым производством на основе результатов экономической оценки сортосмены и сортообновления.
Изучению проблемы повышения эффективности селекции и семеноводства сельскохозяйственных культур посвящены работы А.И. Алтухова, В,Р. Боева, В.М. Болдырева, Г.С. Гикало, В.А. Грачева, Г.В. Гуляева, В.П. Ермоленко, А.А. Жученко, В.А. Клюкача, В.И. Ковтуна, A.M. Медведева, Г.Ф. Никитенко, Н.Г. Строны, И.Ф. Хицкова, С.А. Чазова и других исследователей. Применительно к условиям Краснодарского края вопросы селекции и организации семеноводства полевых культур изучали П.П. Лукьяненко, М.И. Хаджинов, В.М. Шевцов, Л.А. Беспалова, Н.Г. Малюга, А.Т. Казарцева, Н.Н. Котляров, В.И. Нечаев, B.C. Рубан, П.Н. Рыбалкин, Т.Р. Толорая и другие. Вместе с тем, круг вопросов, охватывающих проблему совершенствования семеноводства, все еще полностью не раскрыт. Прежде всего, это касается выявления условий эффективного функционирования семеноводства зерновых культур в современных условиях.
Актуальность решения вопросов совершенствования селекции и
семеноводства, повышения их эффективности вызвала необходимость разработки темы настоящего диссертационного исследования.
Цель и задачи исследования. Целью исследования является
разработка теоретико-методологических основ стратегии создания и
развития системы селекции новых сортов зерновых культур и их
семеноводства, адаптивной сортовой политики, совершенствования
экологически безопасных, экономически оправданных и
ресурсосберегающих технологий производства высококачественных сортов семян в условиях выщелоченного и обыкновенного черноземов Западного Предкавказья как факторов устойчивого эффективного развития зернового производства.
Для достижения поставленной цели определены следующие задачи:
- раскрыть методологические подходы формирования сортовой
структуры в адаптивном растениеводстве и изучить влияние факторов
внешней среды на урожайные и посевные качества сортовых семян в
регионах выщелоченного и обыкновенного черноземов Западного
Предкавказья;
исследовать и определить, с учетом достижений фундаментальной биологической науки и сложившихся рыночных отношений в АПК, системы и схемы ускоренного производства семян высших репродукций;
разработать и реализовать меры, приемы и методы по ускорению селекционно-семеноводческого процесса, внедрения новых селекционных достижений в практику, обосновать сокращение сроков и величины затрат на создание и внедрение сорта;
проанализировать современное состояние и тенденции развития зернового производства, селекции и семеноводства зерновых культур в Краснодарском крае;
исследовать влияние селекции и семеноводства на эффективность производства и качество зерна, дать экономическую оценку производству элитных семян, сортосмены и сортообновления;
- провести исследования и подготовить рекомендации по
оптимизации сортосмены и сортообновления зерновых культур;
- обобщить опыт селекционеров Краснодарского НИИСХ им. П.П.
Лукьяненко по созданию и внедрению в производство новых сортов и
гибридов зерновых культур.
Объект и методы исследования. Теоретической и методологической основой исследования являются достижения аграрной науки по проблемам воспроизводства в сельском хозяйстве, биологизации, интенсификации и эффективности сельскохозяйственного производства, формирования рыночного механизма в аграрном секторе экономики.
В процессе выполнения работы в области организации и экономики семеноводства применялись монографический, абстрактно-логический, экономико-статистический, расчетно-конструктивныи и другие методы исследований.
При изучении динамики сортового состава, сортовых структур зерновых колосовых культур и качественных показателей высеянных семян использованы данные Краснодарского краевого комитета Госстатистики, отчеты инспектуры Госкомиссии Российской Федерации по испытанию и охране селекционных достижений по Краснодарскому краю, данные Краевой государственной семенной инспекции.
Объектом исследования явились также предприятия Краснодарского края, осуществляющие производство семян. Углубленный анализ проводился по отчетным данным опытно-производственных хозяйств научно-исследовательских учреждений аграрного профиля, производящих и реализующих элитные семена зерновых культур, а также других предприятий, специализирующихся на выращивании семян.
Научная новизна исследований:
по специальности 06.01,05 заключается в том, что разработана оригинальная система селекции и семеноводства зерновых культур, обеспечивающая конвейерное выведение в короткие сроки (7-8 лет)
уникальных по продуктивности (10-12 т/га), с высокой устойчивостью к абиотическим и биотическим стрессам и отличным качеством зерна сортов озимой мягкой и твердой пшеницы, тритикале, озимого и ярового ячменя, получивших широкое распространение в России и ряде других стран; предложена экономически эффективная, в современных условиях, система реализации селекционных и технологических достижений в производство с учетом организационного и экономического состояния хозяйств разных форм собственности; создана и успешно реализована система адаптивных ресурсосберегающих технологий производства высококачественных сортовых семян, а также «ценного» и «сильного» по качеству товарного зерна озимой мягкой пшеницы, создавшая основы для получения в Краснодарском крае наиболее высокой урожайности зерновых культур в условиях определенного недостатка средств и ресурсов; разработаны уникальные схемы и технологии ускоренного размножения семян перспективных сортов зерновых культур; впервые обоснована и реализована на практике оригинальная сортовая политика в адаптивном растениеводстве, сущность которой состоит в подборе сортов с различной реакцией на почвенно-климатические условия, заражение болезнями, сроки сева, нормы высева и предшественники в регионах выщелоченного и обыкновенного черноземов Западного Предкавказья; разработаны пакеты ресурсосберегающих технологий производства семян зерновых культур для хозяйств разных уровней экономического развития (применение научно обоснованных норм удобрений, интегрированной защиты растений, рациональной системы обработки почвы, оптимальных сроков посевов и норм высева, обеспечивающих максимальный коэффициент размножения); разработана экономически обоснованная технология ускоренной сортосмены, как основного фактора устойчивого производства зерна в адаптивном растениеводстве, основанная на «мозаике» сортового состава;
по специальности 08.00.05.: состоит в разработке теоретико-методологических основ стратегии развития селекции и семеноводства в
условиях динамичной конъюнктуры рынка семян, которая заключается в ускоренном внедрении новых сортов и гибридов в производство, формировании спроса на семена высокого качества и обеспечении рекламы новых сортов; выявлении факторов неустойчивого производства зерна, связанного с низкой обеспеченностью сельскохозяйственных предприятий финансовыми и материально-техническими ресурсами; обосновании направлений сокращения сроков и уровня затрат на создание сорта и ускоренное его внедрение в производство (использование фитотронно-тепличного комплекса и внедрение современных методов селекции на основе биотехнологии, генной инженерии); разработке методологии прогнозирования сортовой политики, основанной на множественности сортов (возделывании в одном хозяйстве не менее 5-6 сортов различных биотипов вместо рекомендуемых раннее 2-3 сортов); уточнении экономического механизма применительно к производству и реализации семян зерновых культур (оптимизация площадей товарных и семенных посевов, установление цены с учетом качества и спроса на сорт и семена путем маркетинговых исследований).
Практическая значимость результатов диссертационной работы заключается в повышении эффективности селекции и семеноводства зерновых культур на основе: разработанной стратегии сортовой политики в адаптивном растениеводстве, использования генетического разнообразия сортового состава и совершенствования сортовой агротехники; дифференциации цен на семена с учетом новизны сорта и качественных показателей; системы государственных компенсационных мер, льготного, целевого, долгосрочного кредитования сельхозпредприятий, ведущих новое строительство и реконструкцию материально-технической базы семеноводческой отрасли; совершенствования законодательной базы по охране авторских прав селекционеров; осуществления перехода на контрактную систему работы между производителями, заказчиками и потребителями семян.
Апробация результатов исследования. Основные научные положения диссертации обсуждались и одобрены на заседаниях кафедр растениеводства, экономического анализа и экономики предприятий, научных конференциях преподавателей агрономического и учетно-финансового факультетов Кубанского государственного аграрного университета в 1998-2005 гг., Ученом и методическом советах Краснодарского НИИСХ им. П.П. Лукьяненко. Отдельные положения диссертации были доложены на заседаниях отделения растениеводства и Президиуме РАСХН, а также на научно-техническом совете краевого Департамента сельского хозяйства и перерабатывающей промышленности Краснодарского края, производственных совещаниях специалистов опытно-производственных хозяйств Краснодарского НИИСХ им. П.П. Лукьяненко. Многие предложения, содержащиеся в диссертационной работе, апробированы в производстве и используются руководителями и специалистами семеноводческих хозяйств Краснодарского края и ЮФО. Разработанные рекомендации по производству и реализации семян приняты к внедрению опытно-производственными и другими хозяйствами края, производящими элитные семена.
Соискателем опубликовано 57 научных работ, в том числе по теме диссертации - 8 монографий и 39 научных статей, общим объемом 157,9 печатных листа.
Положения диссертационной работы, выносимые на защиту:
теоретико-методологические основы стратегии развития селекции и семеноводства зерновых культур в современных условиях;
оригинальная сортовая политика в адаптивном растениеводстве, основанная на генетическом разнообразии сортов, адресном и «мозаичном» размещении их посевов в производстве;
обоснование организационной структуры отрасли семеноводства зерновых колосовых культур, обеспечивающей паритет интересов оригинаторов сортов (гибридов), опытно-производственных
семеноводческих предприятий и потребителей семян;
- экономический механизм взаимоотношений между
производителями и потребителями элитных семян зерновых культур.
Диссертационная работа изложена на 349 страницах машинописного текста, включает 89 таблиц, 43 рисунка, она состоит из введения, 4 глав, выводов и предложений производству. Список использованной литературы включает 173 источника, в том числе 13 иностранных авторов.
Результаты и перспективы создания новых сортов зерновых культур в зоне деятельности Краснодарского селекционного центра
Исторические корни селекции зерновых культур на юге России заложены в начале 20-го столетия. В 1912-1914 гг. были образованы Донская и Кубанская сельскохозяйственные опытные станции, которые занимались вопросами земледелия, в том числе и изучением возделываемых в то время зерновых культур.
Начало селекции пшеницы на Кубани относят к 1920 году. Она одновременно велась на Кубанской сельскохозяйственной опытной станции и на опытной станции «Круглик». Незадолго до отправной даты ученым удалось собрать большую коллекцию местных образцов пшеницы разных видов, затем началось их ботаническое и хозяйственное изучение и отбор «чистых» линий.
По данным A.M. Улитина (1927г.), на территории Краснодарского края встречались все виды пшеницы и даже очаги «вымирающих» растений -двузернянок и однозернянок. Ботанический состав озимых мягких пшениц представлялся 15 разновидностями. Местные сорта имели разные названия: Банатка, Седоуска, Кособрюховка, Императорка, Белоколоска, Буйволинка, Культурка, Агрономка и другие [140].
Первый этап аналитической селекции продолжался до 1930г. В это время созданы три сорта - Кубанская 0364 (отбор из местной пшеницы И.П. Сараховым, Кубанская 023 (отбор из Банатки местной Колкуновым в 1920г.) и Кубанская 0615 (отбор из местного сорта станицы Елизаветинской в 1921г. И.П. Сараховым) на Кубанской опытной станции и два на станции «Круглик» -Круглик 0265 и Круглик 0393 (отбор из местного сорта Седоуска). При испытании на ГСУ ВИР некоторые из отмеченных сортов превосходили по продуктивности стандарты Кособрюховку, Седоуску до 18%, но оказывались на уровне или уступали новому сорту Украинка созданному на Мироновской селекционной станции.
П.П. Лукьяненко (1973) отмечал, что до 1930г. селекция велась на опытной станции экстенсивно. Ежегодно изучались от нескольких десятков до нескольких сотен отобранных элитных растений. Причем они представляли ограниченную наследственную основу. Вероятно, поэтому первый десятилетний период (1920-1930 гг.) для Краснодарской селекции пшеницы был малопродуктивным.
Эксперименты оказались неудачными еще и потому, что высевавшиеся в то время сорта-популяции, хотя и назывались местными, но фактически были завезены из Украины, Поволжья, Средней Азии, Венгрии и других регионов и не успели в достаточной степени адаптироваться к новым условиям. По данным A.M. Улитина (1930), П.П. Лукьяненко (1934), местные сорта пшеницы настолько сильно поражались видами ржавчины, что в отдельные годы урожайность их резко снижалась. По сведениям отмеченных учеными, средняя урожайность озимой пшеницы в 1920 и 1921 гг. составила соответственно 5 и 3 ц зерна с гектара.
Успех могла обеспечить только синтетическая селекция. Несмотря на то, что работа первых селекционеров Кубани (И.П. Сарахова и др.) оказалась нерезультативной, благодаря собранному и созданному ими селекционному материалу, обобщению результатов исследований, опубликованных в книге «Кубанские пшеницы», стало возможным лучше познать имеющиеся сортовые ресурсы, их биологические особенности, недостатки, а также рассмотреть применявшиеся методы на начальных этапах работы. Накопленные за 10 лет знания и селекционный материал послужили основой для дальнейшей успешной селекции.
Второе поколение Краснодарских селекционеров известны всему миру. Это академики B.C. Пустовойт и П.П. Лукьяненко, его жена П.А. Лукьяненко и позже пришедшая в селекцию Н.Д. Тарасенко. Именно указанные ученые стали авторами знаменитого сорта Безостая 1. Методы, подходы, принципы, технологии, применяемые П.П. Лукьянеико вошли во многие учебники, а сорта - в родословные большинства пшениц всего мира. Огромный вклад в мировую селекционную науку П.П. Лукьяненко внес новым в то время концептуальным пониманием селекции не только как науки и искусства, но и как производства средств производства. Ученый развивал селекцию с индустриальным подходом, задолго до образования современных могучих научных фирм.
Успехи П.П. Лукьяненко складывались на основе постоянных поисков новых приемов, разработки оригинальных методов, проверки новых идей и своих и чужих. Все новые направления, методы, приемы, исходный материал подвергались тщательной проверке. В том числе им испытывался и модный в то время метод «переделки» яровых пшениц в озимые, а также метод «ментора». Использовали межвидовые и межродовые скрещивания, получали гибриды с отдаленными сородичами. Ставились задачи, которые казались трудно решаемыми в ближайшей перспективе. Но положительный результат был получен спустя 40 и даже 50 лет.
Новые, подтвердившие себя на практике, достижения в теории селекции становились неотъемлемой частью селекционного процесса.
Первые скрещивания на станции были проведены в 1922г. и уже к 1930г. из них удалось выделить гибридные линии, характеризующиеся устойчивостью к бурой ржавчине и другими ценными признаками.
Переданные B.C. Пустовойтом селекционные материалы с селекционной станции «Круглик» также были достаточно хорошо изучены П.П. Лукьяненко. Им была определена наследственная основа гибридных растений и сделан вывод, что скрещивания линий, отобранных из местных сортов, между собой ощутимых сдвигов в повышении урожайности не дают
Почвешю-климатические условия проведения экспериментальных работ
Исследования проводились в 1991-2004 гг. в отделах, осуществляющих научно-методические изыскания по зерновым культурам, в том числе по селекции и семеноводству озимой пшеницы, озимого и ярового ячменя, кукурузы в Краснодарском научно-исследовательском институте сельского хозяйства им. П.П. Лукьяненко, на Северо-Кубанской сельскохозяйственной опытной станции, а также в ряде хозяйств в различных почвенно-климатических зонах Краснодарского края и сопредельных регионов Южного Федерального округа Российской Федерации.
Основные эксперименты были заложены на полях института, относящихся, в соответствии с агроклиматическим районированием, к территории Центральной зоны края, и опытных участках Северо-Кубанской СХОС, расположенных в Ленинградском районе - (Северная зона Краснодарского края).
В целом Краснодарский край находится в южной части Российской Федерации, занимает западную часть Кавказа и Предкавказья 43 30 и 46 50 северной широты и 41 45 восточной долготы по Гринвичу. Протяженность края с севера на юг достигает 378 км и с востока на запад-300 км [138].
Площадь Краснодарского края составляет 75,5 тыс. кв. км, из них 47,8 тыс. кв. км занимают сельскохозяйственные угодия, в том числе пашня - 39,8 тыс. кв. км, 15,5 тыс. кв. км покрыты лесами [3].
Почвы края, по данным КубаньНИИгипрозем (2001), представлены в основном Предкавказской провинцией выщелоченных и типичных (слабовыщелоченных) черноземов лесостепной зоны, занимающей 92% площади региона и имеющей общую площадь 2520 тыс.га. Указанная зона занимает холмистые, подгорные равнины и верхние террасы левобережья и правобережья р. Кубани.
Характерной особенностью почв Краснодарского края является интенсивность почвенного профиля - большая мощность гумусовых горизонтов, которая достигает нередко 150-170 см. По данным последнего тура оценки земель (2002г.), бонитет сельскохозяйственных угодий и пашни Краснодарского края самый высокий в России. Содержание гумуса в пахотном слое обычно среднее (4-6%), но с нарастанием глубины ее уменьшение происходит постепенно, запасы гумуса в полуметровой толще почвы исчисляются до 670 т. с 1 гектара [108].
В определенной полосе Краснодарского края, прилегающей к горам, находятся менее благоприятные для земледелия слитые черноземы, отличающиеся очень сильным уплотнением горизонта почвы, а также слабой водопроницаемостью. В этой же предгорной полосе распространены серые лесные почвы обладающие неблагоприятными для роста и развития сельскохозяйственных растений физическими свойствами.
Краснодарский край включает в себя шесть агроклиматических зон: Северная, Центральная, Западно-дельтовая, Анапо-Таманская, Южнопредгорная и Черноморская, каждая из которых имеет свои особенности по составу и плодородию почв, климатическим факторам [120].
Наиболее высокий агроклиматический потенциал отмечается в Северной зоне (Белоглинский, Ейский, Крыловский, Кущевский, Новопрокровский, Щербиновский, Каневский, Ленинградский, Павловский, Староминский и Тихорецкий районы), Центральной (Брюховецкий, Выселковский, Приморско-Ахтарский, Гулькевичский, Кавказский, Курганинский, Новокубанский, Тбилисский, г. Армавир, Динской, Кореновский, Тимашевский, Усть-Лабинский, г. Краснодар - районы) и в Южно-предгорной зоне (Абинский, Апшеронский, Белореченский, Крымский, Лабинский, Мостовский, Отрадненский, Северский, Успенский, г. Горячий Ключ - районы). Рельеф Северной и Центральной зон равнинный, слабо пересечен балками и западинами, преобладают уклоны местности до 1. Отмеченное, в свою очередь, позволяет осуществлять механизированные работы по обработке почвы, уходу за посевами, уборке урожая.
Преобладающими почвенными разностями являются черноземы двух главных подтипов; выщелоченного - в Центральной зоне, обыкновенного (карбонатного) - в Северной зоне. Подстилающей породой являются лессовидные суглинки. Гранулометрический состав этих почв тяжелосуглинистый или легкоглинистый, с высоким содержанием физической глины - от 61 до 70%. Различия подтипов по мощности гумусового горизонта и содержанию гумуса в пахотном слое представлены в таблице 25.
7
Значение селекции и семеноводства в устойчивом и эффективном производстве зерна
Селекция и семеноводство как главнейшие составляющие сельскохозяйственного производства представляют собой совокупность функционально взаимосвязанных организаций: начиная от селекционных учреждений и сельхозтоваропроизводителей до инспекционных и контролирующих органов, представляющих государство. Как в прошлом, так и в настоящее время, успехи в растениеводческой отрасли в решающей степени зависят от уровня организации и результативности селекционно-семеноводческой работы. Внедрение новых сортов и гибридов сельскохозяйственных растений в Российской и мировой практике имело поистине революционное значение. Благодаря значительно возросшему уровню селекционно-семеноводческой работы, произошел резкий скачок урожайности большинства сельскохозяйственных культур, получивший название «зеленая революция».
Ярким тому примером, не только в Краснодарском крае и России, но и в других регионах мира, служит создание и широкомасштабное внедрение в производство «шедевра» мировой селекции, - сорта озимой мягкой пшеницы Безостая 1.
В России первые проекты организации семеноводства были предложены Саратовской (НИИСХ Юго-Востока) и Шатиловской опытными станциями в 1919-1920гг. В единой системе семеноводство стало развиваться после принятия декрета «О семеноводстве» в 1921г.
В первой трети прошлого столетия в стране были выработаны общие принципы организационно-правовой системы семеноводства, организована государственная сеть сортоиспытания, введена апробация сортовых посевов, учрежден государственный контроль за качеством получаемых и высеваемых семян. В 1929г. впервые в стране было проведено сортовое районирование.
После законодательного утверждения основных организационных принципов системы семеноводства, начался второй этап ее развития. Тридцатые годы характеризуются созданием широко разветвленной сети опытных станций, семхозов и созданием Государственного фонда сортовых семян.
В основу третьего этапа развития семеноводства (1937-1960 гг.) легло Постановление Совнаркома от 29 июля 1937г. «О мерах по улучшению семян зерновых культур». Этот этап характеризуется жестким администрированием, довольно сложной и громоздкой структурой при обеспечении производственников семенным материалом, И все же он сыграл определенную положительную роль в распространении более урожайных сортов, расширению площадей под сортовыми посевами.
В 1960г., в целях дальнейшего улучшения семеноводства в стране, принята новая система семеноводства, которая предусматривала создание более совершенной, гибкой системы, упразднившей отдельные звенья в 165 длинной цепи селекционно-семеноводческого процесса. В частности, промышленное семеноводство на уровне элиты и 1 репродукции разрешалось вести уже в колхозах и совхозах, в специализированных бригадах и отделениях. При этом, хозяйства были обязаны обеспечить себя собственными семенами для производственных посевов и создать необходимый страховой фонд семян. С уверенностью можно сказать, что такая система послужила основой для ускоренного размножения и внедрения в производство новых, высокопродуктивных сортов и гибридов.
Быстрому внедрению новых сортов в производство успешно способствовала система размножения семян, разработанная и осуществленная на практике академиком П.П. Лукьяненко. Суть ее заключается в том, что в год передачи сорта на государственное сортоиспытание, его размножали в 10-20 хозяйствах различных зон края, применяя пониженные нормы высева. Таким образом, при положительных результатах районирования, в регионах накапливался необходимый запас семян данного сорта для его широкого внедрения на производственных посевах.
С 1976г. берет начало новый этап развития семеноводства зерновых культур. В основу новой тогда системы семеноводства заложен положительный метод ускоренного внедрения новых сортов, упорядочена система получения семян высших репродукций. При этом, производство высококачественных, элитных семян концентрировалось в специализированных семеноводческих хозяйствах закрепленных, как правило, за НИУ и ВУЗами (ОПХ и учхозами), передовых, обладающих мощным экономическим и производственным потенциалом, хозяйствах.
Сокращение сроков и снижение уровня затрат на создание сорта (гибрида)
Селекция растений - сложный и трудоемкий процесс, в основе которого находятся методы и приемы, рассмотренные нами в предыдущих разделах. Основополагающим принципом селекционного процесса является достижение желаемых признаков и свойств растения при наименьших затратах труда и денежно-материальных средств.
Основным методом селекции зерновых колосовых культур в Краснодарском НИИСХ по данным Ю.М. Пучкова (2003), Л.А. Беспаловой (2005), является внутривидовая гибридизация мягких пшениц с проведением широких, направленных, индивидуальных отборов. В основном применяются принципы скрещивания географически и экологически отдаленных форм и повторные скрещивания молодых гибридных линий с другими селекционными сортами. Цель селекции самоопыляющихся культур состоит в отборе гомозиготных высокопродуктивных растений, оценке их потомств и выпуске на их основе нового сорта.
Предлагаемая на рисунке 28 схема в общей форме отражает последовательность проработки селекционного материала.
У перекрестноопыляющихся культур основным методом селекции считается межлинейная гибридизация. Для получения самоопыленных линий используется традиционный метод инбридинга и перспективный — гаплоидии.
В отличие от самоопыляющихся растений селекционный процесс перекрестноопыляющихся строится на использовании эффекта гетерозиса, т.е. создаются гибридные комбинации и, в конечном итоге, - гибриды производственного использования.
В зависимости от условий зоны, а также сложившихся традиций в научных учреждениях и поставленных задач по созданию исходного материала, количество изучаемых образцов значительно варьирует. По наиболее ценным, морфологически выровненным гибридам массового скрещивания или линиям внутрисортового отбора формирование и изучение сорта могут проводиться по сокращенной 3-4-звенной схеме.
Селекционный процесс в КНИИСХ включает несколько этапов.
Первый этап - создание и изучение исходного материала в питомниках селекционной схемы. Питомник исходного материала состоит из коллекционного и гибридного питомников. В них изучаются образцы лучших сортов отечественной и зарубежной селекции, а также ценные формы, полученные различными методами (гибридизация, внутрисортовой отбор, трансформация яровых в озимые, индуцированный мутагенез, полиплоидия и т. п.)
Для формирования более высокой зимостойкости считаем целесообразным первое и второе поколения гибридов выращивать в более жестких по перезимовке условиях Саратова, Омска, Красноярска, Кустаная. Как известно, комбинационная способность - продуктивность отдельных пар скрещивания - бывает разной, поэтому, прежде чем развернуть на их основе в необходимых масштабах селекцию, важно полученные семена отдельных комбинаций скрещиваний тщательно изучить в сравнительных испытаниях, и полагаем, что всестороннее изучение гибридных популяций F1-F2 позволяет отобрать высокопродуктивные комбинации. Из наиболее совершенных комбинаций увеличиваем масштабы отборов в селекционных и последующих питомниках, а слабопродуктивные комбинации как селекционный балласт выбраковываем. Метод испытания гибридных комбинаций обеспечивает улучшение качества селекционной работы и ускорение ее темпов.
Мы считаем, что критерием оценки и отбора образцов как в коллекционном питомнике, так и отдельных растений в гибридных питомниках служат: отличная и хорошая перезимовка растений, равномерная и интенсивная энергия отрастания их по возобновлении вегетации; слабая восприимчивость растений к мучнистой росе - не выше одного балла, к бурой, стеблевой и желтой ржавчинам - до 5%, полная полевая устойчивость к пыльной и твердой головне, дружное колошение и созревание ранее, одновременно со стандартом или позднее его не более чем на 2-3 дня; прочная соломина, продуктивный колос; устойчивость к осыпанию и др.
В питомнике исходного материала в КНИИСХ, где как правило отбирают:
а) отдельные растения, выделенные по тем или другим признакам; б) лучшие колосья (2-3) с отобранных растений; в) лучшие семьи гибридов старших поколений; г) лучшие делянки (образцы) коллекционного питомника или лучшие колосья (50-100) из каждой делянки.
После обмолота растений индивидуального отбора или отобранных семей проводят браковку по зерну: окраске, выполненности, массе 1000 зерен.
Вторым этапом является закладка селекционного питомника. В этом питомнике высевают для более детального изучения все линии и семьи семенами элитных растений, колосьев и образцов, отобранных в питомнике исходного материала; линии повторных отборов из расщепляющихся семей в селекционном питомнике предыдущих лет посева, линии внутрисортового отбора и другие материалы. Общее число их достигает 5-Ю тыс. Посев производится с междурядьями от 15 до 30 см в зависимости от условий данной зоны. Делянки селекционного питомника могут иметь различную площадь и густоту стояния растений.
Группа делянок определенной структуры (длина и число рядов, число высеянных семян в рядке) образует обособленную часть селекционного питомника, в пределах которой проводится сравнение параметров друг с другом и со стандартом, делянки которого размещают через 20-40 испытываемых номеров.
Селекционный питомник высевают без повторностей. Оценку материала осуществляют на основании полевых и лабораторных наблюдений по тем же критериям, что и в питомнике исходного материала. В период вегетации проводят фенологические наблюдения, отмечая в журнале дату всходов, колошения, созревания, степень поражения растений болезнями и вредителями. При созревании растений, с учетом фенологических наблюдений и конкретного состояния каждой семьи, осуществляют тщательный просмотр и браковку худших семей на корню. Делают это в поле перед началом фазы полной спелости и после обмолота - по зерну. Для посева в контрольный питомник отбирают семьи, которые по урожаю зерна с делянки превысили стандартный сорт не менее чем на 25%, с зимостойкостью не ниже стандарта, устойчивые к полеганию и поражению грибными болезнями.
