К вопросу о создании в России специализированных зон производства семян подсолнечника

Введение. Качество семенного материала подсолнечника является комплексным показателем, который включает в себя посевные качества семян и их урожайные свойства в потомстве. К посевным качествам относятся всхожесть, масса 1000 семян, физическая и генетическая чистота, наличие семян карантинных сорняков и патогенного начала карантинных болезней. Под урожайными свойствами обычно подразумевается потенциальная способность реализации генетических особенностей семенного материала в конкретных почвенно-климатических условиях [1].

Вопрос адаптивного размещения семеноводческих посевов на территории Российской Федерации приобретает особую значимость, поскольку, по свидетельству академика А.А. Жученко [2], из 213 млн га сельхозугодий в России около 50 млн га с избыточной кислотностью, 40 млн га засолены, а 38 млн га переувлажнены и заболочены. Кроме того, на долю так называемого «северного» земледелия в России приходится 38 % сельскохозяйственных угодий, около 20 % пашни и свыше 30 % кормовых угодий [2].

Формирование семян с определенными посевными качествами и урожайными свойствами в значительной степени зависит от степени напряженности метеофакторов и особенностей почвы. Разнообразие почвенно-климатических условий в Российской Федерации способствует возникновению огромной модификационной изменчивости семенного материала, которая отражает реакцию генотипа на изменение внешней среды. Согласно определению, данному Сечняком с соавторами [3], урожайные свойства – это «совокупность признаков семян, определенным образом влияющих на формирование посева как фотосинтезирующей системы - его структуру и развитие, что в конечном счете, обусловливает величину биологического и хозяйственного урожая».

Таким образом, урожайные свойства семян - понятие более широкое, чем посевные качества. Последние при их снижении могут ухудшить урожайные свойства семян, но далеко не всегда условия, способствующие улучшению отдельных показателей посевных качеств, обусловливают также повышение и урожайных свойств [3].

Сложность определения и прогнозирования урожайных свойств семенного материала обусловливают разнообразие подходов различных исследователей к изучению влияния места выращивания семян на их качество и интерпретацию полученных результатов.

Так, в опытах Знаменского [4] при выращивании семян подсолнечника в двух различных почвенно-климатических зонах Молдавской ССР было установлено, что семена, выращенные в одной природно-климатической зоне, целесообразно использовать на посев в хозяйствах этой же зоны. Шепетина и Поляков [5] установили, что посевные качества и урожайные свойства семян подсолнечника в потомстве не зависели от сроков посева семеноводческих участков. Аналогичные результаты получены в опытах Семи-хненко [6].

Исследования Шепетины и Мулинско-го [7], напротив, позволили установить преимущество в урожайных свойствах семян сорта подсолнечника ВНИИМК 8883, выращенных в Краснодарском крае, по сравнению с семенным материалом этого же сорта куйбышевской репродукции.

В условиях Куйбышевской области семена краснодарской репродукции превысили по урожайности семена из различных районов Куйбышевской области на 1,5–2,3 ц/га, а в условиях Краснодарского края - на 1,3-1,9 ц/га. В среднем за три года масличность потомства семян, выращенных в Куйбышевской области, оказалась ниже, чем семян краснодарской репродукции [7].

В последующих работах Шепетины [8; 9], Шепетины и Литвиненко [10] была расширена как география пунктов репродуцирования семян, так и сортовой состав подсолнечника. В частности, в исследования были дополнительно включены хозяйства Ростовской, Воронежской и Тамбовской областей, а также Молдавской ССР, сорт подсолнечника Передовик. Было установлено, что почвенноклиматические и метеорологические условия Краснодарского края более благоприятны для формирования семян с высокими урожайными свойствами, превышающими по урожайности семена воронежской и тамбовской репродукции на 2,0-2,8 ц/га. Близкими по урожайным свойствам с семенами краснодарской репродукции оказались семена из Ростовской области и Молдавской ССР [10].

На основе проведенных опытов было высказано предложение о необходимости концентрации семеноводческих посевов подсолнечника в южных регионах страны [10].

После открытия Леклерком [11] источника цитоплазматической мужской стерильности у подсолнечника в мире началась разработка новой технологии селекционно-семеноводческой работы. В частности, широкое применение получила технология выращивания подсолнечника в условиях искусственного климата для получения нескольких генераций в год с целью ускорения селекционного процесса.

Одновременно с этим изучалось влияние условий закрытого грунта на урожайные свойства гибридных семян. Так, в опытах Воскобойника с соавторами [12], проведенных в 1977-1981 гг., было установлено, что существенной разницы по продолжительности периода вегетации, урожайности, масличности и сбору масла с гектара между семенами гибридов подсолнечника полевой и тепличной репродукции не наблюдалось.

Аналогичные результаты получены в исследованиях Воскобойника и Ткаченко [13], а также Литвиненко [14].

Таким образом, проведенные опыты позволили установить приоритет генетических особенностей селекционного материала в формировании урожайных свойств у семян первого поколения гибридов подсолнечника по сравнению с условиями внешней среды. В этом заключается их главное отличие от результатов, полученных на сортах-популяциях в предшествующие годы.

В опытах Бочкового и Юркова [15] также не отмечено существенных различий по урожайным свойствам семян первого поколения гибридов подсолнечника различных лет репродукции, выращенных в одной и той же почвенно-климатической зоне. Посевные и урожайные свойства семян гибридов подсолнечника, выращенных в различных регионах России, также практически не различались [16].

В то же время в научной литературе встречаются сообщения о наличии существенных различий по урожайным свойствам гибридных семян подсолнечника, выращенных в годы с различным сочетанием метеорологических факторов [17].

В зарубежной научной литературе изучению урожайных свойств гибридных семян подсолнечника уделяется крайне мало внимания. Так, например, в опытах Anfinrud and Schneiter [18] не отмечено существенных различий по урожайным свойствам гибридных семян подсолнечника, выращенных в разных условиях внешней среды. Аналогичные результаты получены в исследованиях Mrdja et al. [19], изучавших реакцию гибридов подсолнечника NS-H-111 и Rimi на экологические условия выращивания гибридных семян в Сербии и на Украине.

Основной целью производства гибридных семян подсолнечника является получение генетически и физически чис- тых семян, которые являются физиологически зрелыми и здоровыми, обладают высокой энергией прорастания и всхожестью [20]. Выбор наиболее благоприятных зон семеноводства за рубежом диктуется в первую очередь стабильностью и рентабельностью производства гибридных семян подсолнечника [21]. По этой причине оно сосредоточено в регионах, где товарные посевы подсолнечника дают наиболее высокий урожай [22].

Это регионы с плодородными почвами и достаточным количеством осадков, а также оптимальным их распределением в течение периода вегетации. Эти зоны должны иметь умеренный температурный режим без экстремальных значений в период вегетации, поскольку это влияет на параметры качества семян [23].

Определение благоприятных зон семеноводства в то же время, по мнению Кин-друка с соавторами [24], вовсе не означает, что из года в год должны перемещаться большие партии семян. Просто в случае необходимости это дает возможность проводить обоснованные переброски семян в районы, где в силу сложившихся обстоятельств возникают трудности в обеспечении посевным материалом. Это происходит потому, что ни в одной зоне, включая и самую благоприятную, условия выращивания не гарантируют получения семян с высокими урожайными свойствами. В то же время ритмичность и стабильность производства семян, ориентированные не на максимальную, а на оптимальную, но устойчивую по годам урожайность семеноводческих посевов, являются важнейшими факторами современного семеноводства [2].

В условиях рыночной экономики необходимо учитывать экономическую эффективность коммерческого производства семенного материала в различных почвенно-климатических зонах России как главный фактор, определяющий конкурентоспособность получаемой продукции. В этой связи можно использовать предложенный Fehr [25] коэффициент коммерческой эффективности производства семян. Определяется он как соотношение количества кондиционных семян, получаемых с 1 га участка размножения (гибридизации) к их гектарной норме посева на товарных площадях. Для разных культур и даже одной и той же культуры в различных регионах производства семян, при различном уровне агротехники этот коэффициент будет существенно различаться. Так, например, для сои он в среднем составляет 20 : 1, а для кукурузы -240 : 1 [25].

Расчеты экономической эффективности производства семян подсолнечника в различных регионах Российской Федерации, выполненные в ФГБНУ ВНИИМК [26], показали, что наиболее экономически перспективной зоной семеноводства подсолнечника является Краснодарский край (производственная рентабельность 238 %), а наименее экономически перспективным будет выращивание семенного материала в хозяйствах Саратовской области (рентабельность 113 %).

Целью наших исследований было изучение урожайных свойств репродукционных семян (РС1) сортов подсолнечника, выращенных в различных почвенноклиматических зонах Российской Федерации.

Материалы и методы. В качестве материала исследований нами были использованы репродукционные семена (РС1) масличных (Бузулук, Р-453, СУР) и крупноплодных (Лакомка, Орешек) сортов подсолнечника, выращенных в различных регионах России (Краснодарский и Ставропольский края, Воронежская, Волгоградская, Саратовская и Пензенская области) в 2012–2014 гг. В Краснодарском крае семена выращивались в ФГУП «Березанское», в Ставропольском - в ООО «СтавропольСемСервис», в Волгоградской области - в ООО НПО «Подсолнечник», в Саратовской - в ИП Волков В.Н., в Воронежской - в ООО Богучарская СХССФ и в Пензенской облас- ти - в ООО НПО «Белинское». При выращивании семенного материала использовалась общепринятая для каждого региона технология выращивания подсолнечника с учетом особенностей сортовой агротехники. Изучение урожайных свойств семян в потомстве проводили на центральной экспериментальной базе ФГБНУ ВНИИМК, г. Краснодар, на делянках общей площадью 24,5 м2, учетной -12,2 м2 в 3-кратной повторности.

Масличность семянок определяли методом ядерно-магнитного резонанса на ЯМР-анализаторе АМВ-1006 М по ГОСТ Р 8.620-2006, массу 1000 семянок - по ГОСТ 12042-80. Результаты опыта обрабатывали методом дисперсионного анализа в изложении Доспехова (1985).

Результаты и обсуждение. Анализ полученных нами в ходе исследований экспериментальных данных показывает (табл. 1), что потомство репродукционных семян (РС1) сорта подсолнечника Бузулук, выращенных в хозяйствах Ставропольского края, Воронежской, Волгоградской и Саратовской областей, не уступало по своим урожайным свойствам контролю - семенам краснодарской репродукции.

Практически неизменными по сравнению с контролем при этом оставались: продолжительность периода всходы -цветение, высота растений, масса 1000 семян и масличность. Условия года выращивания семенного материала не влияли на отмеченную закономерность. Семена сорта Бузулук из спецсемхоза Краснодарского края урожая 2012 и 2013 гг. в сопоставимых условиях испытания за 2014-2016 гг. показали сходные результаты. Так, колебания по продолжительности периода всходы - цветение составили от 59 до 60 дней, высоте растений - от 180 до 185 см, урожайности - от 2,74 до 2,83 т/га, масличности - от 50,5 до 50,7 % и сбору масла с гектара от 1,25 до 1,29 т/га. В то же время семена, выращенные в Пензенской области, в потомстве показа- ли достоверное снижение по урожайности и сбору масла с гектара по сравнению с контролем.

Таблица 1

Урожайные свойства потомства репродукционных семян (РС1) сорта подсолнечника Бузулук, выращенных в различных регионах России венно полезным признакам семенам из спецсемхозов Краснодарского края.

Таблица 2

Урожайные свойства потомства репродукционных семян (РС1) сорта подсолнечника Р-453, выращенных в различных регионах России

Регион	Период всходы – цветение, сутки	Высота расте ния, см	Урожай-ность, т/га	Мас-личность, %	Сбор масла, т/га	Мас са 1000 семян, г
Семена урожая 2012 года, испытание 2014–2016 гг.
Краснодарский край (контроль)	60	180	2,83	50,5	1,29	54
Ставропольский край	60	180	2,62	50,4	1,19	58
Воронежская область	60	179	2,69	50,7	1,23	56
Саратовская область	60	175	2,69	50,2	1,22	56
Пензенская область	59	169	2,48	50,3	1,12	61
НСР 05	-	-	0,23	-	0,11	9
Семена урожая 2013 года, испытание 2014–2016 гг.
Краснодарский край (контроль)	59	185	2,74	50,7	1,25	54
Волгоградская область	61	184	2,58	51,5	1,19	60
НСР 05	-	-	0,24	-	0,12	8
Семена урожая 2014 года, испытание 2015–2016 гг.
Краснодарский край (контроль)	59	169	2,40	52,9	1,14	55
Волгоградская область	60	170	2,53	52,8	1,20	60
Саратовская область	60	173	2,30	53,0	1,10	57
НСР 05	-	-	0,22	-	0,11	10

Регион	Период всходы – цветение, сутки	Высота растения, см	Урожай-ность, т/га	Мас-личность, %	Сбор масла, т/га	Масса 1000 семян, г
Семена урожая 2012 года, испытание 2014–2016 гг.
Краснодарский край (контроль)	60	191	2,58	50,3	1,17	57
Ставропольский край	60	188	2,46	49,9	1,10	62
Волгоградская область	60	191	2,46	50,3	1,11	55
Саратовская область	60	191	2,57	50,0	1,16	54
Пензенская область	60	186	2,49	50,1	1,12	61
НСР 05	-	-	0,20	-	0,10	8
Семена урожая 2013 года, испытание 2014–2016 гг.
Краснодарский край (контроль)	59	181	2,62	51,0	1,20	54
Волгоградская область	60	180	2,50	50,6	1,14	58
Саратовская область	61	168	2,46	50,4	1,12	57
НСР 05	-	-	0,22	-	0,11	6
Семена урожая 2014 года, испытание 2015–2016 гг.
Краснодарский край (контроль)	59	186	3,11	53,7	1,50	58
Волгоградская область	59	188	3,13	53,8	1,52	58
Саратовская область	59	184	3,17	53,6	1,53	57
НСР 05	-	-	0,18	-	0,09	7

Однако делать заключение о нецелесообразности использования для производства семенного материала подсолнечника почвенно-климатических условий Пензенской области мы считаем преждевременным. Подтверждением этому служат результаты испытания потомств сорта Р-453 (табл. 2), при которых вариант репродукционных семян из той же Пензенской области не уступал по своим урожайным свойствам семенам краснодарской репродукции.

Что касается остальных, изученных на сорте Р-453 вариантов семенного материала из Ставропольского края, Волгоградской и Саратовской областей, то они также не уступали по основным хозяйст-

Как и у сорта Бузулук, условия года выращивания не оказывали существенного влияния на реализацию потенциальных возможностей сорта. Анализ сопоставимых данных потомства семян урожая 2012 и 2013 гг. в условиях испытания за 2014–2016 гг. показал, что варьирование урожайности у потомства семян из Краснодарского края находилось в пределах от 2,58 до 2,62 т/га, масличности – от 50,3 до 51,0 %, сбора масла – от 1,17 до 1,20 т/га.

Аналогичные показатели варьирования для потомства семян из Волгоградской области составили: по урожайности – от 2,46 до 2,50 т/га, масличности – от 50,3 до 50,6 % , сбору масла с гектара – от 1,11 до

• 1, 14 т/га. У потомства семян из Саратовской области сохранялась такая же закономерность по изменчивости основных хозяйственно полезных признаков.

Это указывает на приоритет генетических различий сорта в формировании урожайных свойств семян по сравнению с условиями внешней среды. По нашему мнению, это также свидетельствует о стабильности данной сортовой популяции как следствии эффективной работы ФГБНУ ВНИИМК как учреждения-оригинатора в звеньях первичного и промышленного семеноводства.

Возможность получения высококачественного семенного материала, сопоставимого по своим урожайным свойствам с семенами краснодарской репродукции, подтверждена нами также для сорта СУР из хозяйств Ставропольского края, Волгоградской и Саратовской областей (табл. 3).

Таблица 3

Урожайные свойства потомства репродукционных семян (РС1) сорта подсолнечника СУР, выращенных в различных регионах России

Регион	Период всходы – цветение, суток	Высота растения, см	Урожай-ность, т/га	Мас-личность, %	Сбор масла, т/га	Масса 1000 семян, г
Семена урожая 2012 года, испытание 2014–2016 гг.
Краснодарский край (контроль)	54	165	2,14	49,2	0,95	60
Ставропольский край	54	163	2,18	48,2	0,94	63
Волгоградская область	54	156	2,18	48,2	0,94	62
Саратовская область	53	158	2,24	48,7	0,98	60
НСР 05	-	-	0,18	-	0,09	6
Семена урожая 2013 года, испытание 2014–2016 гг.
Краснодарский край (контроль)	54	159	2,21	48,9	0,97	62
Волгоградская область	54	159	2,22	48,1	0,96	65
Саратовская область	54	162	2,38	49,8	1,07	62
НСР 05	-	-	0,21	-	0,11	5

Незначительные колебания уровня основных хозяйственно полезных признаков, как в зависимости от года выращивания, так и от особенностей региона, подтверждают стабильность дан- ной сортовой популяции и приоритет генетических особенностей сорта над условиями внешней среды при производстве репродукционных семян (РС1).

Таким образом, это является общей закономерностью для всех изученных масличных сортов: Бузулук, Р-453 и СУР, что дает основание рекомендовать для размещения участков размножения репродукционных семян (РС1) различные регионы Российской Федерации из числа изученных.

Получаемые при этом семена по своим урожайным свойствам в потомстве не будут отличаться от семян, выращенных в условиях Краснодарского края.

Среди изученных крупноплодных сортов подсолнечника – Лакомка и Орешек – наблюдалась повышенная изменчивость основных хозяйственно полезных признаков как по годам, так и в зависимости от региона выращивания семян. Так, у сорта Лакомка (табл. 4) у потомства семян РС1 урожая 2012 г. из Саратовской области отмечены резкие различия по сравнению с контролем по продолжительности периода всходы – цветение (на 6 суток), высоте растений (на 47 см), мас-личности (на 2,1 %) и массе 1000 семян (на 13 г). Аналогичные закономерности отмечены у семян урожая 2013 г. краснодарской и волгоградской репродукций (различия по периоду всходы – цветение 5 суток, высоте растений – 19 см).

Потомство семян сорта Лакомка урожая разных лет из спецсемхоза Краснодарского края по результатам оценки 2014–2016 гг. также обладало повышенной изменчивостью (различия по годам по продолжительности периода вегетации 5 суток, высоте растений – 30 см, маслич-ности – 1,5 % и массе 1000 семян – 13 г).

Несмотря на генетическую нестабильность данной сортовой популяции, основная тенденция в изменении урожайных свойств семян остается прежней, а именно: по сбору масла с гектара потомство семян краснодарской репродукции не превосходит потомство семян, выращенных в других изученных регионах России.

Таблица 4

Урожайные свойства потомства репродукционных семян (РС1) сорта подсолнечника Лакомка, выращенных в различных регионах России

Регион	Период всходы – цветение, сутки	Высота растения, см	Урожай-ность, т/га	Мас-личность, %	Сбор масла, т/га	Масса 1000 семян, г
Семена урожая 2012 года, испытание 2014–2016 гг.
Краснодарский край (контроль)	65	213	2,45	44,6	0,98	93
Волгоградская область	64	207	2,57	46,8	1,08	83
Саратовская область	59	166	2,08	46,7	0,87	80
НСР 05	-	-	0,24	-	0,12	12
Семена урожая 2013 года, испытание 2014–2016 гг.
Краснодарский край (контроль)	60	183	2,25	46,1	0,93	80
Волгоградская область	65	202	2,49	46,5	1,04	77
НСР 05	-	-	0,23	-	0,12	7
Семена урожая 2014 года, испытание 2015–2016 гг.
Краснодарский край (контроль)	65	211	2,78	48,1	1,20	85
Волгоградская область	66	216	2,86	47,9	1,23	86
НСР 05	-	-	0,18	-	0,09	9

Таблица 5

Урожайные свойства потомства репродукционных семян (РС1) сорта подсолнечника Орешек, выращенных в различных регионах России

Регион	Период всходы –цве-тение, сутки	Высота растения, см	Урожай-ность, т/га	Мас-личность, %	Сбор масла, т/га	Масса 1000 семян, г
Семена урожая 2012 года, испытание 2014–2016 гг.
Краснодарский край (контроль)	60	182	2,24	46,1	0,93	86
Волгоградская область	62	185	2,37	46,0	0,98	85
Саратовская область	61	180	2,20	44,9	0,89	95
Пензенская область	65	196	2,53	45,1	1,03	89
НСР 05	-	-	0,23	-	0,11	11
Семена урожая 2013 года, испытание 2014–-2016 гг.
Краснодарский край (контроль)	65	210	2,24	44,2	0,89	98
Волгоградская область	62	181	2,22	45,3	0,90	90
НСР 05	-	-	0,20	-	0,10	10
Семена урожая 2014 года, испытание 2015–2016 гг.
Краснодарский край (контроль)	61	179	2,42	48,5	1,06	87
Волгоградская область	63	180	2,42	47,9	1,04	88
Саратовская область	62	181	2,49	47,8	1,07	90
НСР 05	-	-	0,19	-	0,09	8

Аналогичные закономерности отмечены и для сорта Орешек (табл. 5). Как и в случае с сортом Лакомка, наблюдается нестабильность в изменении продолжительности периода всходы – цветение, высоты растений, масличности и массы 1000 семян как в зависимости от года выращивания семян, так и от региона. Так, семена краснодарской репродукции урожая 2012 г. по сравнению с семенами урожая 2013 г. различались в потомстве по продолжительности периода всходы – цветение на 5 суток, высоте растений – на 28 см, масличности – на 1,9 % и массе 1000 семян – на 12 г. В то же время по сбору масла с гектара в сопоставимых условиях испытания в среднем за 2014–2016 гг. они были равноценными (0,93 и 0,89 т/га соответственно).

Почвенно-климатические условия различных регионов России также не оказали существенного влияния на этот основной показатель качества семенного материала. Потомство семян сорта Орешек из спецсемхозов Волгоградской, Саратовской и Пензенской областей не уступало по сбору масла с гектара потомству семян краснодарской репродукции. Повышенная изменчивость по некоторым другим признакам между потомством семян из разных регионов России, по нашему мнению, объясняется генетической нестабильностью сорта, требующей дополнительной доработки в звеньях первичного и промышленного семеноводства.

Выводы. Потомство репродукционных семян (РС1) сортов подсолнечника Бузулук, Р-453, СУР, Лакомка и Орешек, выращенное в спецсемхозах Краснодарского и Ставропольского краев, Воронежской, Волгоградской, Саратовской и Пензенской областей не различается по своим урожайным свойствам. Это позволяет рекомендовать для размещения участков размножения репродукционных семян (РС1) различные регионы Российской Федерации из числа изученных.

Установлена повышенная изменчивость потомства крупноплодных сортов Лакомка и Орешек как в зависимости от зоны выращивания, так и условий года по продолжительности периода всходы – цветение и высоте растений. Это свидетельствует о необходимости проведения дополнительной работы в звеньях первичного и промышленного семеноводства по стабилизации данных сортовых популяций. В то же время по сбору масла с гектара потомство семян этих сортов из разных регионов России не отличалось.

С точки зрения экономической эффективности коммерческого производства семенного материала наиболее перспективной зоной семеноводства подсолнечника являются хозяйства Краснодарского края.