Собственный генетический потенциал

Новые гибриды подсолнечника - это ответ на вызовы, стоящие перед агропроизводителями, и гарантия максимального урожая.

Подсолнечник является одной из самых распространенных в Украине масличных культур. Он попал к нам в XVIII веке и быстро завоевал расположение благодаря своим ценным свойствам. Начало научной селекции культуры было положено в 1912 году. Тогда средняя урожайность подсолнечника не превышала 1-1,5 т/га и в течение нескольких последующих десятилетий не менялась. Увеличение средней урожайности началось с 2007 года. В 2019 году она достигла 2,6 т/га, в 2020-м из-за сложных погодных условий была на уровне 2 т/га. 

Попробуем разобраться, какие факторы влияют на урожайность подсолнечника, и как их можно контролировать. 

Факторы влияния 

Урожайность подсолнечника в последние годы росла благодаря нескольким факторам: селекции, новым технологиям выращивания культуры, уровню агротехники и сельскохозяйственной технике, которую имеет в арсенале агропредприятие, системе питания и использованию новых средств защиты растений, а также изменению климата, в частности, снижению гидротермического коэффициента (ГТК). 

В то же время разрыв между реальной урожайностью в хозяйствах и потенциальной урожайностью, которую отмечают селекционеры и которую теоретической можно достичь с нынешним уровнем генетического потенциала гибридов, является существенным. Как преодолеть расстояние между реальной и потенциальной урожайностью? Благодаря управлению факторами, которые я уже обозначил, а также пониманию агронома, как выращивать культуру. 

Преодоление разрыва между теоретической и потенциальной урожайностью - это задача селекции. Я хочу рассказать, как команда ВНИС решает эту сложную задачу. 

Почему низкая урожайность 

Прежде чем рассказать о наших наработках, стоит проанализировать причины разрыва между потенциальной урожайностью подсолнечника и реальной. Урожайность культуры уменьшается из-за болезней, факторов внешней среды - таких как дефицит влаги и явления, связанные с изменением климата. И еще одним препятствием на пути к получению максимальной урожайности, является использование средств защиты растений. 

Французские исследователи провели интересный эксперимент. Они выбрали 20 гибридов и разделили их на четыре группы в зависимости от периода их выхода на рынок, и исследовали их по таким показателям, как урожайность, выход масла с гектара, содержание масла в семенах, масса 1000 семян, влажность, высота, полегание, поражение распространенными болезнями (рис. 1). Семена гибридов для правдивости результатов опыта были получены в один год и высевали в одинаковых условиях в нескольких местах с повторением по годам. 

По результатам анализа полученных данных установлено, что повышение урожайности за последние 40 лет произошло на 40% с примерно одинаковым «шагом» в 10% каждого десятилетия. Прогресс по признаку «сбор масла» за этот период достиг до 45%, содержание масла в семенах со времен Василия Пустовойта, отца научной селекции подсолнечника, практически не изменилось. Архитектоника селекции тоже сохраняется еще со времен селекции в Краснодаре. Устойчивость к полеганию и абиотическим факторам уменьшилась вчетверо, а устойчивость к болезням значительно повысилась: молодые гибриды оказались устойчивыми к корневым гнилям и фомопсису, а старшие - восприимчивыми. 

Сейчас во Всеукраинском научном институте селекции основные направления улучшения подсолнечника происходят по следующим признакам: урожайность, натура и масса 1000 семян; устойчивость к био и абиотическим факторам среды, содержание масла, сбор масла с гектара; качество жирно-кислотного состава масла; архитектоника новых гибридов (дает возможность увеличить густоту посева), сокращение продолжительности вегетационного периода и пригодность к механизированному выращиванию. 

Первоочередные задачи 

Для решения главной задачи селекции - уменьшение разрыва между теоретической и экспериментальной урожайностью - нужно обратить внимание на два момента. Первый - повысить устойчивость к вредным организмам, основного лимитационного фактора для получения максимального урожая. Второй - путем проведения широкомасштабных экологических испытаний новых гибридов определить их экологическую пластичность и районирование к региону, который будет способствовать раскрытию генетического потенциала урожайности. 

Подсолнечник поражает значительное количество патогенных организмов, способных при благоприятных условиях для их развития нанести значительный ущерб, что значительно уменьшит урожай. Анализ данных за предыдущие десятилетия показал (рис. 2), что в период с 2000-го по 2007 годы наблюдался провал в урожайности подсолнечника из-за сильного развития болезней (фомопсис, серая и белая гнили, заразиха, ложная мучнистая роса), вызванный повышенным количеством осадков и, соответственно, высоким ГТК. 

Следует отметить повышение средней урожайности подсолнечника с 2007 года. Несколько последующих лет были засушливыми, что ограничило развитие большинства болезней и способствовало получению хорошего урожая подсолнечника. Не последними в росте урожайности являются достижения селекции, применение новых агротехнологий, использование для защиты посевов новых СЗР. Кроме того, период усиления болезней позволил отобрать устойчивые генотипы, что также повлияло на повышение урожайности подсолнечника. 

Наш институт проводит тщательную работу по оценке устойчивости подсолнечника к патогенным организмам, над чем работает отдел иммунитета растений к болезням. 

Также одним из основных направлений в программах селекции подсолнечника является повышение устойчивости новых гибридов к гербицидам имидазолиноновой и трибенурон метиловой групп - это позволяет облегчить контроль засоренности. Так, отборы гибридов подсолнечника, генетически устойчивых к гербицидам группы имидазолинонов (ИМИ), позволяют выращивать культуру на полях с самыми проблемными сорняками (амброзия, дурнишник, циклохена и др.), а также с высоким уровнем зараженности заразихой подсолнечниковой. Использование гибридов, устойчивых к гербицидам, содержащих трибенурон-метил (SU), позволяет обрабатывать посевы послевсходовыми гербицидами системного действия. 

Противостоять заразихе 

Очень большой проблемой на сегодня в выращивании подсолнечника является заразиха подсолнечниковая. Этот цветочный паразит преследует культуру более 150 лет. Паразит снижает продуктивность растений подсолнечника, препятствуя их нормальному развитию, что приводит к значительным потерям урожая - иногда даже до 100%. Особенно заразиха донимает аграриев на Юге Украины, а в последнее время появилась уже в Центральной ее части (Черкасская, Харьковская и Полтавская области). В прошлом году мы наблюдали поражение посевов заразихой даже на Севере страны - в Житомирской и Черниговской областях. Сейчас заразиха не имеет широкого распространения только на территории Хмельницкой, Тернопольской, Ивано-Франковской, Львовской и Волынской областей. Впрочем, если внимательно присмотреться, то результаты могут удивить... 

За последние 10 лет под давлением селекции на устойчивость к нему образовались высоковирулентные расы, к тому же состав популяции паразита отличается в разных зонах его распространения. То есть гибриды, которые не поражаются в Одесской области, не застрахованы от поражения на Харьковщине и наоборот. 

Образование новых генетически различных по вирулентности особей в популяции происходит из-за сокращенной ротации подсолнечника в севооборотах и использования гибридов подсолнечника, устойчивых к высоковирулентным расам (G+) без необходимости (последнее приводит к образованию биотипов с повышенной вирулентностью, которые являются основой для появления новой расы заразихи уже через год). 

По всей Европе наблюдается раса G+, что преодолевает устойчивость гибридов, защищенных геном Оr7. Поскольку процесс мутаций у заразихи является непрерывным и постоянно прогрессирует, создание гибридов подсолнечника селекции ВНИС, генетически устойчивых к новым расам, является главным направлением селекции. Выращивание таких гибридов, к сожалению, не позволяет избежать проявления этого паразита, но позволяет частично уменьшить его количество на полях. 

Знание механизмов взаимодействия паразита с растениями необходимо для разработки стратегий устойчивости гибридов. Мы собираем семена заразихи для изучения из разных регионов Украины, а также Турции и Румынии. Полевые испытания селекционного материала по устойчивости проводим в Украине, Испании, Турции и Румынии на 11 локациях и создаем устойчивые к новым расам заразихи гибриды. Хочу заметить, что в борьбе с подсолнечной заразихой стоит определить расу заразихи именно на вашем поле и не использовать безоглядно гибриды, устойчивые только к одной расе. 

В общем советую защищаться от паразита комплексно: использовать устойчивые гибриды, химическую защиту, соблюдать севооборот и обеззараживать технику при перемещении с одного поля на другое. Только комплексное применение всех методов может защитить распространение заразихи на ваших полях и замедлить образование новых рас.