Качество семян

1

Качество семян -- важнейший фактор интенсификации свекловодства

Единство системы "сорт -- семена" -- такое же естественное, как и единст-во более общей системы "растение -- семена". С семени начинается жизнь но-вого растения, им же завершается полный жизненный цикл в принципе беско-нечного ряда поколений большинства растительных организмов. В биологи-ческом коде семени сахарной свеклы, как и других растений, заключена вся генетическая и физиолого-биохимическая информация, хранящаяся в за-родыше, а также в запасных и регуляторных веществах эндосперма, необ-ходимая для воспроизводства и жизнедеятельности нового поколения рас-тений данного вида в его сортовом проявлении.

Генетическая и физиолого-биохимическая структура и состав семени в разной мере детерминированности и потенциальной реализуемости хранят исключительную для их агрономической ценности биологическую информа-цию о своей сортовой принадлежности со всей суммой свойств генотипа и его фенотипического потенциала, об условиях формирования растения в его вегетативной и репродуктивной фазе развития, а также о необходимых условиях уборки, послеуборочной обработки и хранения.

Генетическая информация, в которой кодируются практически все сор-тотипические качества семян, в силу своей цитогенетической природы, ме-ханизмов ее хранения и передачи биологически устойчивыми средствами размножения должна обладать тем необходимым уровнем стабильности, ко-торый при известном спектре фенотипических реакций растения обеспечи-вает гомеостаз сорта, его экологическую и технологическую стабильность. Изменения здесь возможны лишь в результате биологического и механическо-го засорения, расщепления в поколениях гетерозиготных форм (компонентов гибридов), мутационной изменчивости под воздействием физических, химиче-ских и биохимических эндогенных факторов естественного и антропогенного происхождения. Поиск путей перевода под строгий генетический контроль не только утилитарных признаков продуционного процесса растений, но и фор-мирования агрономически ценных показателей качества семян является по-этому одной из важнейших задач селекционного процесса и создания новых поколений сортов и гибридов сельскохозяйственных культур, в том числе и сахарной свеклы. С другой стороны не менее важно создание благоприятных агроэкологических и технологических условий для нормального хода генера-тивного процесса, безущербного и безошибочного воспроизведения в семени всего генетического кода сорта (гибрида). Генетическая информация зароды-ша семени и сам фактор семян в системе "сорт -- семена" для интенсификации свекловодства, как и для любой другой отрасли растениеводства, имеет еще и ту собственно производственную функцию, что эффект фактора сорта, скорость и масштабы распространения его посевов зависят от скорости освоения производства семян в необходимых для этого объемах.

В отличие от генетической биологическая информация (генетически строго не кодируемая информация физиолого-биохимических структур за-родыша, эндосперма, оболочка, в том числе -- и оболочка околоплодника се-мян сахарной свеклы) об условиях выращивания материнских растений обу-славливает краткосрочное модифицирующее последействие этих условий преимущественно на урожайные свойства семени, не изменяя его генотипа. Такое модифицирующее влияние проявляется в генерациях семян как резуль-тат изменений в свойстве и соотношении их биологически активных (фермен-ты, фитогормоны) и запасных биоконструкционных и энергоаккумулирующих свойств, играющих первостепенную роль в регенерации и жизнедеятельности растений, ходе и уровне их продуционного процесса. Естественно, что эти изме-нения происходят не только вследствие влияния условий выращивания мате-ринских растений, определяющих экологическую разнокачественность семян, но и потому, что семена формируются в разных соцветиях или их частях на од-ном и том же растении. Это вызывает, как известно, так называемую матрикаль-ную разнокачественность семян, часто имеющих, к тому же, проявление и в та-ких физических показателях семян, как их крупность, выполненность, вырав-ненность. Это особенно характерно и важно для семян сахарной свеклы, имею-щей сложную и гетерогенную структуру габитуса цветоносного растения.

Семена обладают своеобразной биологической памятью (информаци-ей) также о необходимых сроках и условиях уборки, послеуборочной дора-ботки и хранения, хотя здесь и проявляется антропогенное селективное вме-шательство, с биологией связанное, в основном, лишь косвенно (очистка, ка-либрование направлены на отбор семян с утилитарно полезными внешними признаками этой специфической их биологической памяти).

Взаимодополняющая реализация всех этих трех типов информации в ее оптимальных и видоспецифических качественных и количественных показа-телях в семенах сахарной свеклы (как посевном материале для ее фабричных посевов) в совокупности и определяет их интегральное биологическое свойст-во, обуславливающее способность формировать растения с присущей для сор-та потенциальной продуктивностью.

Исследования и реализация фактора качества семян для повышения про-дуктивности фабричной сахарной свеклы и интенсификации свекловодства имеют свою немалую эволюцию. Объектом изучения в простых и сложных со-четаниях и взаимосвязях были показатели и урожайных (продуктивных) свойств, и посевных качеств семян сахарной свеклы с учетом всех тех часто эк-ранирующих особенностей и трудностей, которые связаны с влиянием на каче-ство семян семенников.

Наиболее важным результатом этих исследований с рассматриваемой здесь точки зрения является установление четких и вполне определенных взаимозависимостей между продуктивными сойствами семян сахарной свеклы (через опосредованное влияние на урожайность корнеплодов, их сахаристость, сбор сахара вследствие более точного соблюдения рекомендованной технологии выращивания) и их посевными качествами. Установлены также возможности активного влияния на эти показатели как на генетическом уровне (подбор сортов, гибридов), так и на уровне экологиче-ских (агроклимат, почва) и агротехнологических условий выращивания се-мян, их уборки, послеуборочной обработки, хранения, заводской подготовки.

Установленное в свое время практически полное отсутствие зависимости продуктивных свойств семян свеклы от места (зоны) их выращивания при ус-ловии равных показателей основных посевных качеств способство-вало научному обоснованию зонального размещения ее семеноводства. В ре-зультате был осуществлен отказ от принципа "каждой зоне -- собственные се-мена", а семеноводство было сконцентрировано в районах, где по результатам специально проведенных исследований научными учреждениями НПО "Сахсвекла" гарантировались самые высокие показатели одновременно по уро-жайности семян и по их посевным качествам.

Таблица 1.

Продуктивные свойства семян сахарной свеклы, выращен-ных в различных экологических (зональных) условиях

Анализ и обобщение многолетних данных специальных опытов и резуль-татов, полученных семеноводческими хозяйствами, свидетельствуют, что на-иболее высокая и стабильная по годам выращивания урожайность семян са-харной свеклы при высадочном семеноводстве обеспечивается в условиях лесостепной зоны Украины. Здесь же, за исключением районов западной Ле-состепи, и самая высокая всхожесть семян, энергия их прорастания, масса 1000 семян, то есть их основные посевные качества. При безвысадочном спо-собе семеноводства хорошие результаты обеспечиваются в условиях оро-шения на юге степной зоны Украины, Краснодарского края РФ, в Кирги-зии, Молдове. В Российской Федерации наиболее благоприятные условия для высадочного семеноводства складываются в юго-западных районах Курской и северо-западных районах Воронежской областей, в Алтайском крае в степной орошаемой зоне, в Узбекистане в Самаркандской области.

Естественно, что отмеченную выше относительную независимость про-дуктивных свойств семян от экологических условий (агроклиматических зон) выращивания нельзя абсолютизировать по целому ряду причин. В первую очередь здесь сказывается свойство гомеостаза сорта (гибрида) и его экологи-ческая стабильность, в рамках которых и реализуются продуктивные свойст-ва семян. Кроме того, эти свойства все-таки проявляются, но уже в большей мере через экологический эффект урожайности и посевных качеств семян и этим эффектом экранируются. В принципе это вытекает и из самого опреде-ления понятия "продуктивных (урожайных) свойств семян" как способнос-ти давать тот или иной урожай корнеплодов с определенной сахаристостью. Величина последних показателей при одинаковых условиях выращивания фабричной сахарной свеклы определяется генетическими (сортовыми) и по-севными качествами семян. Значительные изменения условий выращивания в пределах фенотипической (модификационной) изменчивости того или иного показателя (признака) посевных качеств семян существенно влияют на его количественные параметры и могут оказывать положительный или от-рицательный эффект и на их (семян) продуктивные свойства. Это важ-но и это подтверждено данными производственной практики и научных ис-следований влияния агротехнических приемов выращивания маточной сахар-ной свеклы и ее семенников не только на посевные качества, но именно (под-черкиваем) и на их продуктивные свойства.

Размещение семенников после лучших предшественников, среди кото-рых в засушливых условиях зон преимущественного ведения семеноводст-ва большой удельный вес занимают чистые пары, позволяет повысить сбор сахара в посевах фабричной свеклы на 5 -- 7 ц/га за счет эффекта продук-тивных свойств выращенных здесь семян. Оптимизация минерального пита-ния семенников также оказывает существенное влияние на продуктивные свойства семян, подтверждая положительную их корреляцию с урожайнос-тью и качеством (табл. 22). На семенниках в большей мере, чем на маточных посевах и непосредственно сказывается установленная многолетними иссле-дованиями научных учреждений НПО "Сахсвекла" положительная корреля-ция между урожайностью и качеством семян и их продуктивными свойства-ми. В благоприятных экологических и агротехнических условиях практиче-ски всегда продуктивность фабричной сахарной свеклы существенно выше, если для ее выращивания использовались семена, полученные из более уро-жайных семенников. В принципе урожайность и качество семян проявляют-ся здесь как интегрирующие показатели, отражающие тот факт, что за ними стоит реализованный и аккумулированный в таких семенах генетический по-тенциал продуктивности свекловичного растения в его цитогенетическом и физиолого-биохимическом аспектах, а также, что особенно важно, в показате-лях их посевных качеств.

Таблица 2

Влияние повышенных норм внесения минерального удобрения для семенников сахарной свеклы на продуктивные свойства семян

На семенниках с оптимальными экологическими и агротехническими ус-ловиями выращивания обеспечивается нормальный и сбалансированный ход продуционного, формообразовательного и цитогенетического процессов всей генеративной фазы роста и развития свекловичного растения. При этом в пол-ной мере соответственно генетической программе формируется высокая жиз-неспособность и фертильность пыльцы (а в случае производства семян МС-гибридов -- ее стерильность на материнском растении), оптимизируется ход эмбриогенеза, улучшается биохимичесий состав и физиологические свойства функциональных и запасных веществ проростка и эндосперма семени, струк-тура и размер околоплодника. За счет пинцировки и самопинцировки улуч-шается структура цветоносных побегов, равномерность их цветения, созрева-ния семян, их питания в процессе формирования и развития. Семе-на при большей их урожайности, как правило, всегда являются более полным, более адекватным, чем семена низкоурожайных семенников, носителем инте-гральной биологической информации, с которой связана реализация биологи-ческого потенциала продуктивности соответствующих сортов и гибридов сахарной свеклы в фабричных посевах. Такая известная, например, прямая (положительная) корреляция между уровнем урожайности семян и их массой и размерами уже вносит здесь существенный позитивный сдвиг. Из крупного и тяжелого семени развиваются более мощные ростки, что сказывается на урожайности и сахаристости корнеплодов. По данным Института физиоло-гии и генетики АН УССР, удвоение массы собственно семян ускоряет появ-ление и развитие проростков на 3 -- 4 дня, а стартовая площадь его листьев увеличивается, примерно, в два раза.

Нельзя не учитывать также и исключительную самоценность высокой урожайности семян как важнейшего показателя интенсификации семеновод-ства сахарной свеклы, который не может не отражаться и на интенсификации отрасли свекловодства в целом.

Но главным интегрирующим фактором реализации продуктивных ка-честв семян при равном в этом отношении потенциале сорта (гибрида) оста-ются их посевные качества. Основными показателями посевных качеств се-мян как по биологическим критериям, так и по критериям требований совре-менных интенсивных технологий выращивания фабричной сахарной свеклы, являются уровни их всхожести, одноростковости и выравненное™. Боль-шое значение для характеристики посевных качеств семян имеет также их энергия прорастания и сила роста. О жизнеспособности семян в определенной мере можно судить и по массе ростков, о чем свидетельствует практика свек-ловодов многих зарубежных стран, где принято определять массу 100 ростков на 7-й день после прорастания семян.

Здесь нет необходимости как-то расширительно рассматривать общие во-просы, связанные с проблемой всхожести семян. Они имеют общеотраслевой для растениеводства характер и достаточно полно освещены в сельскохозяйст-венной литературе. Поэтому достаточно подчеркнуть лишь ту специфику и осо-бую значимость всхожести семян сахарной свеклы как культуры точного высева, которыми обеспечивается не только строго определенное количество растений на единицу площади, но и максимально равномерное размещение их в рядках. С решением этой проблемы прямо связаны и два других основных показателя по-севных качеств семян сахарной свеклы -- уровень их одноростковости (односе-мянности) и выравненности, к которым по действующим в настоящее время стандартам предъявляются очень высокие требования.

С точки зрения более полного использования интенсификационного фак-тора в свекловодстве, связанного с высоким уровнем показателей посевных качеств семян, следует, в первую очередь, раздельно оценивать возможности их целенаправленного формирования в процессе выращивания, включая уборку и послеуборочную обработку, и в процессе заводской обработки (все это относится к области организации и технологии семеноводства). Но не меньшее значение имеет и решение проблемы реализации потенциала высо-кокачественных семян, относящейся уже к области собственно технологий выращивания фабричной сахарной свеклы.

Как уже отмечалось, генетически обеспеченный потенциал всхожести семян современных сортов и гибридов сахарной свеклы достаточно высок и не лимитирует не только нижних границ требований стандартов, но и верх-ние оставляет достаточно открытыми для самых высоких показателей, хотя возможности селекции здесь далеко не исчерпаны. Поэтому основная на-грузка для эффективного влияния на всхожесть семян остается на пра-вильном зональном размещении семенников, технологии их выращивания при высадочном и безвысадочном способах, на послеуборочной обработ-ке, заводской подготовке.

Таблица 3.

Требования Госстандарта Украины к основным показате-лям качества семян

Выше уже отмечалось влияние экологических условий различных зон выращивания на урожайные качества семян и на их всхожесть. Здесь еще раз подчеркнем, что по данным многолетних исследований ВНИС и других науч-ных учреждений НПО "Сахсвекла" семенники, выращенные из генетически идентичного посадочного (посевного) материала, в контрастных экологиче-ских условиях дают семена, различающиеся по всхожести на величину до 20%. Устойчивое повышение всхожести и энергии прорастания семян име-ет место при смещении семенников (высадочных и безвысадочных) в юго-восточном направлении как в свеклосеющих зонах Украины, так и Россий-ской Федерации. Исключительно благоприятные экологические условия для производства высококачественных, в том числе и с повышенной всхожестью, семян сахарной свеклы при безвысадочном семеноводстве и орошении име-ются в Узбекистане.

Естественно, что при других равных условиях решающее влияние на формирование семян с высокой всхожестью оказывает как уровень научной отработанности на этот счет технологий их производства и при высадочном, и при безвысадочном способах, так и полнота производственного освоения этих технологий.

Оптимизация способов обработки почвы, системы удобрения маточни-ков и семенников, ухода за ними обеспечивают эффективный ход и высокую результативность генеративной фазы развития сахарной свеклы, создают предпосылки для формирования высокого урожая семян с повышенной жиз-неспособностью и всхожестью. Правильное и полное производственное осво-ение разработанных научными учреждениями НПО "Сахсвекла" технологий выращивания семян сахарной свеклы позволяет устойчиво повышать их уро-жайность не менее, чем до 20 -- 25 ц/га при всхожести 90% и более практически во всех зонах семеноводства. Однако, остается очень сложной и далекой еще от удовлетворительного решения проблема уборки семенников, послеуборочной обработки семян в хозяйствах, от чего в значительной мере зависит реализация и потенциал их всхожести. В хозяйствах практически отсутствует специализи-рованная уборочная и очистительная техника, крытые токи, сушилки при том, что семенники иногда приходится убирать в экстремальных условиях осени. Считаем, что именно здесь остается достаточно значительный резерв повыше-ния посевных качеств семян сахарной свеклы.

Список основной использованной литературы

1. Бабич Л.Г., Борона В.П. Борьба с сорняками с учетом конкуренто-способности культур // Сахарная свекла. -- 1989. -- №2. С.16--17.

2. Бараев А.И. Основные проблемы почвозащитной системы земледе-лия // Вестник с.-х. науки. -- 1980. -- №3. -- С. 56--59.