Семеноводство овощных культур :
Теоретические основы семеноводства

автор:

Теоретичною основою насінництва, як і селекції, є генетика. Водночас, насінництво, як самостійна наука і галузь сільськогосподарського виробництва, розробляє свої прийоми і методи, які сприяють максимальній реалізації генетичного потенціалу сорту чи гетерозисного гібрида, збереженню сортової чистоти, біологічних та врожайних властивостей у процесі його розмноження. Урожайні якості насіння значною мірою визначаються його сортовими і посівними якостями. Тому заходи, які здійснює насінництво, як наука, сприятимуть збереженню сорту як відносно стабільної (стійкої) біологічної системи, яка визначається способом розмноження і запилення рослин та рівнем модифікаційної мінливості.

Основою виробництва, на яке спрямоване насінництво, є сорт і гетерозисний гібрид, які потрібно зберігати у чистоті і розмножувати в достатній кількості. Розмноженням рослин називають процес, за якого утворення потомства приводить до збільшення числа особин. У насінництві важливим є не тільки розмноження, але й відтворення, за якого елітні рослини повинні давати максимально подібне потомство з покоління в покоління [Нечитайло В.А., Кучерява Л.Ф., 2000]. Іншими словами, насінництво має забезпечити розмноження за умови повного збереження сортових ознак і властивостей.

В онтогенезі овочевих рослин розмноження може бути одноразовим (моноциклічним) або багаторазовим (поліциклічним). Моноциклічне розмноження є характерним для одно- та дворічних рослин, а поліциклічне – для багаторічних. Окрім цього, рослини можуть розмножуватися нестатевим і статевим способами. За нестатевого розмноження окремі органи (стебла, корені чи листки) дають подібні рослини. Водночас, недоліком цього способу є те, що від материнської рослини передаються вірусні, бактеріальні та деякі грибні хвороби, нематоди. Потомство від такого розмноження називається клоном (від грец. klonos – паросток, гілка). В овочівництві нестатевий спосіб застосовують для розмноження картоплі, часнику, цибулі-шалоту, цибулі багатоярусної, хрону та культурних грибів. Для розмноження використовують бульби, цибулини, кореневища, кореневі паростки, тобто частини материнської рослини.. Широко практикують мікроклональне розмноження в лабораторних умовах.

Значно більше значення у насінництві має статеве розмноження, за якого насіння утворюється від злиття чоловічих і жіночих статевих клітин. Для того щоб відбувся статевий процес, необхідно щоб пилок попав на приймочку маточки і відбулося запліднення. За способом запилення овочеві рослини поділяють на такі групи: самозапильні, факультативно самозапильні і перехреснозапильні. До самозапильних (автогамних) овочевих рослин відноситься горох, квасоля звичайна, салат, а також рання картопля та група рослин, яка здатна формувати насіння від запилення власним пилком.

У помідора , перцю, баклажана, бобу насіння може утворюватися як за самозапилення, так і за перехресного способу.. На півдні України, в суху і жарку погоду у них спостерігається перехресне запилення (найчастіше у перцю, особливо гострого, і бобу). Змінюється будова квітки і стовпчик маточки знаходиться вище тичинок. У звичайних умовах, сприятливих для утворення пилку, для них характерне переважно самозапилення. Тому цю групу рослин прийнято відносити до факультативно самозапильних.

До перехреснозапильних (ксеногамних) належить більшість овочевих рослин, які формують насіння від запилення пилком з інших рослин того ж чи інших сортів, а інколи – навіть інших споріднених видів.

Причини погіршення сорту та господарсько-біологічних якостей насіння. Сорти, що розмножуються вегетативно і самозапильних овочевих культур та добре відселектованих перехреснозапильних досить стабільно зберігають в багатьох поколіннях свої спадкові властивості. Проте, в процесі багаторазового розмноження, властиві сорту цінні ознаки і властивості можуть поступово знижуватись, в результаті чого він, як біологічна система, набуває нових ознак і властивостей, тобто погіршується.

Основні причини мінливості сорту в процесі розмноження є: механічне і біологічне засмічення, розщеплення ознак, поява спонтанних мутацій, збільшення захворюваності рослин, використання для сівби недостиглого насіння, екологічна депресія сорту.

Механічне засмічення і заходи з його недопущення. Механічне засмічення – це засмічення основного сорту насінням інших сортів і сільськогосподарських культур, бур’янів, в тому числі дикорослих овочевих рослин.

Засмічення буває видове і сортове. За попадання до партії насіння інших культур спостерігається видове засмічення. Наприклад, цибуля ріпчаста засмічується цибулею батун, капуста білоголова – капустою цвітною, редиска – редькою тощо. Дуже небезпечним є засмічення насінням бур’янів, особливо диких родичів — дикими морквою, редькою, пастернаком, щавлем тощо.

За змішування насіння одного сорту з насінням інших сортів виникає сортове засмічення. Наприклад, насіння помідора сорту Флора з плескато-округлими плодами легко засмічується сливоподібними сорту Лагідний.

Механічне засмічення найчастіше буває з організаційних причин. Його можна зовсім не допустити за дбайливого ставлення до роботи. Інакше воно може бути причиною біологічного засмічення в результаті подальшого перезапилення рослин.

Щоб не допустити механічного засмічення, потрібно ретельно очищати сівалки перед сівбою іншої культури чи сорту, жатки і комбайни перед збиранням насінників, очисні машини до початку очищення насіння, транспортні засоби під час перевезення насінників і насінних плодів, мішки під час упакування насіння. Для цього використовують нові або надійно очищені і відремонтовані мішки.

Не можна допускати розміщення насінників різних овочевих культур і сортів в одній сушарні чи транспортному засобі, особливо споріднених. Змішування насіння може спостерігатися під час перевезення мішків з різним насінням. За таких умов розсипане насіння не використовують для подальшого розмноження. Буває змішування насіння і під час зберігання, особливо в процесі перекладання в бурті або перевантаження.

Причиною механічного засмічення може бути недотримання технологічних заходів, порушення розміщення культур у сівозміні. Насіння деяких культур, яке залишилось у ґрунті від попередніх посівів, може перезимовувати, навесні проростати і засмічувати нові посіви. Тому потрібно дотримуватися сівозмін і не допускати повторного розміщення однойменних культур. У насінницьких посівах також необхідно своєчасно знищувати бур’яни, особливо дикі родичі овочевих культур, щоб уникнути механічного засмічення сортів. Не можна забувати, що механічне засмічення є однією з основним причин наступного біологічного. Домішки інших сортів чи ліній в подальшого призводять для перезапилення з основним сортом.

Біологічне засмічення і заходи з його недопущення. Такий тип засмічення є результатом перезапилення різних сортів однієї культури між собою за умови близького їх розміщення або наявності рослин іншого сорту серед масиву основного сорту (так зване сортове засмічення). Біологічне засмічення спостерігається і від перезапилення сортів з іншими культурними рослинами і дикими родичами (так зване видове засмічення).

Особливо небезпеку біологічне засмічення має для всіх перехреснозапильних овочевих культур. Домішки, які потрапили шляхом механічного засмічення в посів основного сорту, стають джерелом біологічного засмічення. Це небезпечно для однорічних перехреснозапильних культур, які розмножуються сівбою насіння безпосередньо у відкритий ґрунт (редиска, гарбузові рослини, перець, біб).

Різко зростає небезпека біологічного засмічення за неякісного добору маточників і механізованого їх висаджування у дворічних та багаторічних овочевих культур (капуста, коренеплідні рослини, цибуля ріпчаста). Окрім того, насінники овочевих культур тривалий період цвітуть і утворюють в результаті перезапилення багато квіток, формують кілька десятків гібридного насіння в одному плоді.

Біологічне засмічення можливе також тому, що всі перехреснозапильні рослини легко схрещуються між собою в межах сорту і виду, в результаті чого утворюється гібридне насіння, часто з різко погіршеними сортовими ознаками потомства (рис. 1). У сортів самозапильних овочевих культур спостерігається також біологічне засмічення шляхом можливого перехресного запилення на півдні та в жарких і посушливих умовах (особливо у факультативно самозапильних рослин).


Редька дика - Редиска - Редька
Рис. 1 Схрещуваність культурних і дикорослих овочевих рослин (за І.А. Прохоровим, А.В. Крючковим і В.О. Комісаровим, 1997)

Культурні овочеві рослини легко запилюються з дикими родичами, утворюючи гібриди з нетоварною продукцією, або зі зниженими господарськими ознаками. Так, у гібридів редиски і дикої редьки не формуються м’ясисті соковиті коренеплоди. У гібридів культурної і дикої моркви змінюється забарвлення коренеплоду з оранжевого на світло-жовте або біле, продуктовий орган розгалужений і здерев’янілий, листки сильно опушені.

Гібриди утворюються також і в результаті перезапилення культурних та диких різновидностей у буряка, пастернаку, всіх видів капусти (середземноморського походження), щавлю тощо.

Основним заходом недопущення біологічного засмічення є дотримування вимог стосовно просторової ізоляції, тобто вирощування насінників овочевих культур різних сортів і видів на відстані, яка перешкоджає перенесенню пилку і перезапиленню між собою. Для цього встановлені норми просторової ізоляції між насінницькими посівами і висадками різних культур.

Просторова ізоляція між сортами у дворічних овочевих культур, які формують стеблові насінники, становить не менше 2000 м на відкритій ділянці, не менше 600 м – на захищеній. У рослин родини гарбузові – 800 і 400 м відповідно. Баклажан і перець дозволяється розміщувати на відстані не менше 300 і 100 м, помідор у південній зоні – 100 і 50 м, у північній – 20 і 10 м відповідно. Просторова ізоляція між сортами кавуна столового і кормового, перцю солодкого і гіркого встановлюється на відкритому місці не менше 2000 м, на захищеному – не менше 1000 м.

Розміщення насінницьких посадок буряка столового, цукрового і кормового в одному господарстві не допускається. За умови розташування насінників цих культур у різних господарствах просторова ізоляція між ними повинна бути на відкритій ділянці не менше 10000 м, на захищеній – 5000 м.

Між посівами насінників різних видів цибулі, різних ботанічних видів гарбуза допускається відстань 50 і 20 м відповідно, а між сортами в межах одного виду, як зазначалось вище, не менше 800 м на відкритому місці, 400 м – на захищеному.

Між ділянками пересадкової і безпересадкової культури, а також ділянками гібридизації за виробництва гібридного насіння просторова ізоляція така ж, як і для звичайних сортових посівів даної культури.

Просторова ізоляція між насінниками одного сорту, але різних сортових категорій, (між елітою і першою репродукцією) дозволяється в половинному розмірі від відстані, встановленої для відповідної культури.

Між посівами і висадками дворічників – цибулі ріпчастої, коренеплідних культур і капусти для попередження взаємного ураження рослин хворобами просторова ізоляція має бути на відкритій місцевості не менше 300 м і на захищеній – 100 м.

Організовуючи насінництво овочевих культур, потрібно контролювати розміщення насінників, особливо перехреснозапильних культур у сусідніх господарствах і погоджувати з ними питання просторової ізоляції.

У насінництві овочевих культур особливу увагу доцільно приділяти видаленню з посівів дикорослих родичів, бур’янів (для редиски – дику редьку, для моркви – дику моркву), а також знищення їх на узбіччях доріг і межах, лісосмугах до початку цвітіння насінників. За попадання їхнього насіння в насіння культурних рослин, відділити його неможливо.

Насінні рослини вважаються розташованими на захищеному місці за умови знаходження між ними лісосмуг, садів, лісів, жилих масивів, високостеблових сільськогосподарських культур (кукурудзи, сорго, соняшника та інших), які ускладнюють перенесення пилку комахами і вітром. Водночас, дачні масиви часто є небезпечними, оскільки там любителі самі можуть вирощувати власне насіння найрізноманітніших сортів.

Контроль за дотриманням просторової ізоляції в однорічних овочевих культур здійснюється під час проведення сортових прочисток та апробації, у дворічних, багаторічних культур, редиски і редьки літньої – в процесі сортового обстеження насінників перед цвітінням. За умови порушення норм просторової ізоляції насінницький посів виключається із сортових або сортова чистота посівів знижується на одиницю сортності.

Розщеплення ознак. Таке явище найчастіше спостерігається у сортів перехреснозапильних овочевих культур за умови недостатньої селекційної доробки та внаслідок порушення сортової технології. У результаті розщеплення сорту з’являються нові форми рослин. Наприклад, плоди з білими шипами серед чорношипих в огірка, гладкозерні насінини у мозкових сортів овочевого гороху, дрібноплідні рослини у помідора тощо. Ці рослини стають сортовою домішкою, перезапилюються з рослинами основного сорту і розмножуються з таким же коефіцієнтом. А у помідора дрібноплідні форми, навпаки, мають більший коефіцієнт розмноження. Нові форми виникають також через гетерозиготний стан рослин основного сорту за тією чи іншою ознакою, а також через виникнення мутацій.

Всі новоутворені форми рослин, які виникають у результаті розщеплення, потрібно видаляти з насінницьких посівів і висадків на всіх етапах розмноження сорту.

Поява спонтанних мутацій. Виникнення мутантів – це біологічний процес, який постійно відбувається у рослинному світі. Це невід’ємна властивість всього живого. Оскільки більшість їх пов’язана з негативними для рослинного організму змінами, то вони знижують якість сорту як звичайна сортова домішка, значно погіршуючи його.

Встановлено, що кількість мутантів збільшується за використання для сівби старого насіння, оброблення посівів гербіцидами, ростовими речовинами, термічного знезаражування насіння, зберігання його в несприятливих умовах тощо.

На вплив цих факторів слід звертати увагу в первинних ланках насінництва. Вирощування оригінального і елітного насіння повинне супроводжуватися обов’язковим видаленням домішок шляхом індивідуального добору. У цілому видалення мутантних форм необхідно продовжувати на всіх етапах розмноження сорту.

Збільшення захворюваності рослин. Овочеві рослини уражуються грибними, вірусними і бактеріальними хворобами, які характеризуються дуже швидкою зміною генерацій і мають дуже високий коефіцієнт розмноження. Багато з них передаються потомству через насіння (особливо через садивний матеріал) і можуть поширюватися в процесі репродукування останніх. За таких умов сортова чистота посівів може залишатися високою, але посів чи висадки повинні бути вибраковані із сортових, оскільки продуктивні якості уражених рослин різко знижуються.

Встановлений граничний рівень ураження насінницьких посівів хворобами для кожної овочевої культури. Якщо рівень ураження вище допустимого, то такі посіви вибраковуються із сортових.

      Всі хвороби овочевих культур поділяють на такі групи:
  • карантинні;
  • хвороби, інфекція яких передається через насіння і від них немає надійних способів знезаражування;
  • хвороби, за наявності яких насінницькі посіви не вибраковуються із сортових.
      До другої групи відносяться такі хвороби:
  • у капусти — судинний бактеріоз, альтернаріоз, фомоз (суха гниль), несправжня борошниста роса (пероноспороз);
  • у моркви — фомоз (суха гниль), альтернаріоз, бактеріоз, бура плямистість листків;
  • у буряка столового — несправжня борошниста роса;
  • у помідора — бактеріальний рак, чорна бактеріальна плямистість, мозаїка, стрік, внутрішній некроз плодів;
  • в огірка — бактеріоз, антракноз;
  • у гороху — аскохітоз, бактеріоз;
  • у квасолі — антракноз і бактеріоз.

Якщо ураження насінницьких посівів і висадків хворобами, віднесеними до другої групи, не перевищує встановленої межі, то вони вважаються сортовими, але при цьому проводиться видалення хворих рослин і добір для подальшого розмноження здорових особин. У процесі насінництва овочевих культур слід застосовувати всі доступні способи захисту рослин від хвороб, щоб усунути їх або знизити їхній негативний вплив. У цьому особливо велика роль відводиться первинному насінництву, роботі в насінних розсадниках, де сорт повинен бути повністю звільнений від хвороб або оздоровлений методами індивідуальних доборів.

За наявності хвороб третьої групи, хоча посіви і висадки не вибраковуються із сортових, але обов’язково враховується процент ураження рослин і проводиться прочистка їх, вибраковуються плоди і насінники в процесі збирання та обмолоту овочевих рослин, під час осіннього і весняного доборів маточників. Насіння зібране з таких посівів використовують для сівби лише після відповідної хімічної і термічної обробок.

      До цієї групи відносяться такі хвороби:
  • у капусти — фузаріоз, кила;
  • у цибулі — сіра (шийкова) гниль, несправжня борошниста роса (пероноспороз) на посівах і висадках, мозаїка;
  • у гарбузових — несправжня борошниста роса, борошниста роса, мозаїка, в’янення;
  • у помідора — фітофтороз, несправжня борошниста роса.

Використання для сівби недостиглого насіння. Наукові дослідження і практичний досвід свідчать про негативний вплив недостиглого насіння на врожайність та якість товарної продукції. Так, у рослин помідора спостерігається дрібноплідність, зниження врожайності, особливо виходу раннього врожаю, а також відхилення ознак і властивостей сорту.

Як правило, чим молодше (менш стигле) насіння, тим більше воно поглинає води, повільніше набрякає і проростає. Сходи з такого насіння з’являються недружно, сіянці тривалий період відстають в рості і розсада капусти, помідора, огірка стає невирівняною. У капусти, редиски із недостиглого насіння утворюється багато недогонів, тобто недорозвинених рослин (до 10–14% і більше), в результаті чого знижується врожайність і погіршуються його сортові якості.

Вплив екологічної депресії. Сорти овочевих культур значною мірою відрізняються між собою за екологічною пластичністю. Високопластичні сорти здатні не тільки формувати високу продуктивність у різних зонах, але й давати високоякісний насіннєвий матеріал. Сорти з невеликою пластичністю забезпечують високу врожайність лише в певних зонах їх вирощування, де і повинне бути організоване їх насінництво. У зв’язку з цим насінництво овочевих культур потрібно розміщувати у найбільш сприятливих за ґрунтово-кліматичними умовами зонах.

Можливість погіршення сортових якостей насіння в процесі розмноження сорту і зумовила необхідність періодичної заміни насіння в господарствах на інше насіння того ж сорту (сортооновлення), вирощене у сприятливих умовах або установою-оригінатором. Періодичне сортооновлення дозволяє постійно підтримувати високу якість насіннєвого матеріалу вирощуваних сортів.

Роль добору у збереженні сортової чистоти. У процесі багаторазового репродукування сорти овочевих культур можуть знижувати свої господарсько біологічні властивості через зазначені вище причини. Для збереження і поліпшення цінних ознак і властивостей сорту в процесі розмноження проводять добори, які є основним методом підтримування сортових якостей насіння.

У зв`язку із значною гетерозиготністю за деякими біологічними і господарськими ознаками важливе значення мають добори в насінництві перехреснозапильних овочевих культур. У насінницькій практиці застосовують метод простого масового і простого поліпшеного доборів. Під час виконання масового добору оглядають і оцінюють кожну рослину, для подальшого розмноження відбирають типові, добре розвинені, здорові рослини, цінні за комплексом ознак. Рослини, які мають різні відхилення від ознак основного сорту, уражені хворобами, пошкоджені шкідниками, перерослі, недорозвинені (недогони) вибраковують.

У насінництві овочевих культур, у яких дозволяється розмножувати насіння до другої і третьої репродукцій, високоефективним є поліпшений масовий добір. Під час збирання маточних рослин, вирощених із елітного насіння, відбирають найтиповіші маточники і формують дві групи для закладання на зберігання (типові і менш типові). Зберігають їх окремо. Навесні проводять перебирання маточників і весняний добір їх у кожній групі. У першій групі оцінюють не тільки зовнішні ознаки, а й визначають внутрішні.. Насіння з них використовують для вирощування насіння другої репродукції. Маточники другої групи формують насіння, яке використовують для отримання товарної продукції.

У насінництві однорічних овочевих культур (огірок, помідор) для подальшого розмноження насіння збирають з попередньо відібраних кращих рослин. Враховуючи сильну модифікаційну мінливість в овочевих культур, потрібно створювати оптимальні і вирівняні умови для вирощування маточників і насінних рослин.

Види добору. Важливу роль під час розмноження сорту приділяється добору, як способу підтримування сортової чистоти з покоління в покоління. Добір у насінництві є механізмом регулювання двох протилежних явищ – мінливості і спадковості. З кожною репродукцією сорту чи лінії накопичуються генетичні зміни від розщеплення, мутацій і рекомбігенезу ознак. Видалити з популяції рослини із зміненими ознаками і зберегти сорт у незмінному стані допомагає добір.

У насінництві використовують різні види доборів, які залежно від способу організації, поділяються на різні групи. Залежно від діючого чинника добір завжди є природним та штучним. Природний відбувається незалежно від волі людини і спостерігається при перенесенні сорту в інщі кліматичні умови.

      Штучний добір відбувається під впливом волі людини і поділяється на такі групи:
  • залежно від кількості відібраних рослин для розмноження на індивідуальні та масові;
  • залежно від їх повторюваності – одноразові чи багаторазові;
  • з оцінкою результативності добору (метод половинок) чи без неї.

За впливом на структуру популяції добори поділяються на спрямований, стабілізуючий і розривний. Якщо у селекції використовують всі три види, то в насінництві найбільше значення має стабілізуючий, за допомогою якого вдається зберегти сорт чи лінію у незмінному стані. Стабілізуючий добір передбачає розмноження найбільш типової частини популяції та знищення різних нетипових відхилень. Для збереження високого рівня стійкості проти хвороб і шкідників насіннярі вдаються до спрямованого добору, за якого для розмноження відбираються рослини з високою стійкістю. Щодо розривного добору, то його використовують лише у селекції ліній.

У насінництві гетерозисних гібридів з метою підтримування і навіть покращення рівня загальної і специфічної комбінаційної здатності (ЗКЗ і СКЗ) використовують циклічні або періодичні добори. Це так званий рекурентний добір, за якого цикл добору чергується з циклом оцінки комбінаційної здатності лінії.