Основные направления и задачи селекции тыквенных культур ФГБНУ «Федеральный научный центр овощеводства»

Обзор / Review

Received: 25.06.2022

Accepted for publication: 11.07.2022

Published: 20.07.2022

Искусственное опыление на семеноводческих посевах огурца(ФГБНУ ФНЦО)

О дним из основных факторов повышения урожайности и увеличения количества производимой продукции в сельском хозяйстве является развитие селекции и семеноводства. При использовании семян районированных сортов с высокими качественными характеристиками урожайность возделываемых культур повышается в среднем до 25% [1]. Проблемы, возникшие в результате кризиса, начавшегося еще в 90-х годах 20-го века в отрасли селекции и семеноводства, частично остаются нерешенными. Российское сельское хозяйство по ряду культур, в том числе овощных и картофеля, всё еще зависимо от семян импортной селекции [2,3]. Для обеспечения стабильного роста производства овощной продукции, полученной за счет применения семян новых отечественных сортов, постановлением Правительства РФ от 25 августа 2017 года №996, была утверждена Федеральная научно-техническая программа развития сельского хозяйства на 2017–2025 гг. (ФНТП), одной из подпрограмм которой должна стать: «Развитие селекции и семеноводства овощных культур» [4].

Важным сегментом в структуре выращиваемых овощных культур являются тыквенные культуры. Их селекция в основном направлена на скороспелость,повышенную устойчивость к неблагоприятным климатическим факторам и наиболее вредоносным заболеваниям (настоящая и ложная мучнистая роса, оливковая, угловатая и бурая пятнистости, антракноз, вирусы и др. болезни).

Огурец – одна из ведущих овощных культур, возделываемых в открытом и защищённом грунте. В открытом грунте эта культура занимает третье место по площади после капусты и томата, в защищенном – около 70% всех площадей. Посевные площади огурца открытого грунта в России в 2021 году в хозяйствах всех категорий составили 39,0 тыс. га, что по расчетам АБ-Центр, на 3,0% (на 1,1 тыс. га) меньше, чем в 2020 году, и на 16,1% (на 7,5 тыс. га) меньше показателей пятилетней давности (2016 года). В промышленном секторе овощеводства посевные площади огурца открытого грунта в 2021 году составили 2,8 тыс. га (7,3% в общих размерах). По отношению к 2020 году, они сократились на 21,9% (на 0.8 тыс. га), за 5 лет – на 53,0% (на 3,2 тыс. га). Основные посевные площади огурца открытого грунта приходились на хозяйства населения и составили 36,2 тыс. га (92,7% в общем объеме). Но и в этом секторе за год они сократились на 1,2% (на 0,4 тыс. га), за 5 лет – на 10,6% (на 4,3 тыс. га) [5]. Предполагается, что сокращение площадей под огурцом – результат конкуренции с мощными тепличными комбинатами южного региона, которые в 2020 году произвели более 300 тыс. т внесезонных овощей (Краснодарский край – 102,4 тыс. т, Ставропольский – 86,8 , Карачаево-Черкесская Республика 42,1, Волгоградская область – 54,3 тыс. т). Успешно работают тепличники и в Дагестане, Чеченской Республике, Кабардино-Балкарии, Адыгее, к ним подключается и Крым. Выращиванию огурца стали уделять меньше внимания в связи с сокращением объемов, запрашиваемых переработчиками, а также из-за нехватки рук для уборки короткоплодных и корнишон-ных гибридов [6].

По данным ФАОСТАТ, Россия занимает второе место в мире по потреблению огурца (1,7 млн т) и восьмое – по потреблению томата (3,5 млн т), однако находясь лишь в третьем и втором десятке списка по потреблению на душу населения. При этом собственного производства в нашей стране недостаточно, в прошлом году Россия импортировала 460,22 и 55,2 тыс. т плодов огурца [7].

Направления селекции определяются её назначением, а также современными требованиями производства. Учитывая основные площади под огурцом, селекция стала больше ориентироваться на мелкие фермерские хозяйства и на запросы индивидуальных хозяйств.

Основная задача селекции огурца для открытого грунта – создание высокоурожайных, с дружным плодоношением гетерозисных гибридов и сортов с комплексной устойчивостью к основным болезням и урожайностью для многосборовой культуры 45-70 т/га.

Мелкоплодные партенокарпические гибриды огурца для открытого грунта и весенних плёночных теплиц, универсального назначения в настоящее время пользуются большим спросом у овощеводов-любителей и фермеров. Их преимущества, по сравнению с пчёлоопыляемыми гибридами, заключаются в более высокой ранней урожайности, способности завязывать плоды в любую погоду (пасмурную, холодную, дождливую), при полном отсутствии пчёл и других насекомых, необходимых для опыления пчёлоопыляемых сортов. К сожалению, большинство партенокарпических гибридов огурца в открытом грунте имеют слабую корневую систему, отличаются низкой устойчивостью к неблагоприятным факторам

Рис. 1. Филиалы ФГБНУ ФНЦО, занимающиеся селекцией огурца

Fig. 1. Branches of the FSBSI FSVC, engaged in cucumber breeding

окружающей среды, а зачастую, и к болезням [8]. Сегодня существует довольно много партенокарпиче-ских гибридов огурца, в том числе и для открытого грун-та,но большинство из них не предназначены для высококачественной засолки.

Селекцией огурца длительное время занимались: во ВНИИССОК (бывшая Грибовская овощная станция, ныне – головное учреждение Федерального научного центра овощеводства), ВНИИО (филиал ФГБНУ ФНЦО), а также на овощных опытных станциях: Кировской, ЗападноСибирской, Приморской, Воронежской и Бирючекутской (ныне также филиалы ФГБНУ ФНЦО). В результате создано более 90 сортов и гибридов огурца для различных регионов РФ, адаптированных к местным условиям [9,10].

Из-за сложной экономической ситуации селекция огурца на Воронежской и Бирючекутской станциях была приостановлена.В настоящее время ведется селекция огурца для открытого грунта, в основном, в головном учреждении Федерального научного центра овощеводства, ВНИИО – филиале ФГБНУ ФНЦО, а также на Западно-Сибирской ООС и Кировской ООС. Возобновляется работа по селекции огурца на Приморской и Бирючекутской овощных опытных станциях (рис.1).

Для Нечерноземной зоны и Сибири на первый план выходит селекция на скороспелость. Большое значение имеет выносливость к временному понижению и перепадам температур. Устойчивость к ложной мучнистой росе, оливковой и угловатой пятнистостям имеет значение для всех регионов РФ.Однако в Западной Сибири бактериоз вредит даже больше, чем пероноспора [11].

На юге России огромный урон огурцу наносят ложная мучнистая роса и бактериоз. На будущий урожай огурца может повлиять полусухой и жаркий климат. Необходима селекция на выносливость к этим факторам внешней среды [12].

На Дальнем Востоке, из-за уникальных природно-климатических условий, ежегодные эпифитотии пероноспороза огурца наблюдаются уже более полувека [13,14,15]. Климат Приморского края обладает рядом нехарактерных для других регионов стрессовых показателей. Это холодная и продолжительная весна; обильные осадки в виде ливней (тайфуны), вызывающие переувлажнение почвы; температурный максимум, приходящийся на август, а не на июль; относительно теплые сентябрь и октябрь; короткий световой день и др. В связи с этим сорта (гибриды), созданные в других регионах страны, а также большинство гибридов европейской селекции, не способны в Приморье показать свою потенциальную продуктивность [16].

Одна из главных проблем производства огурца – большие затраты на уборку урожая, которые составляют до 70% ручного труда. Опыт ряда стран (США, Италия, Франция, Германия и др.), показывает, что успешное решение производства огурца консервного типа может быть только на основе промышленной технологии возделывания, включая самый трудоемкий процесс – уборку урожая. Для этого необходимо иметь специальные сорта и гибриды, пригодные для механизированного возделывания и уборки. Основные требования к ним: короткоплетистость, высокая дружность плодообразо-вания, высокая устойчивость к болезням, определенные

Кабачок Корнишонный

Тыква Россиянка, Воронеж

Тыква Россиянка

физико-механические свойства растений и плодов, способность растений переносить загущенное стояние до 100–150 и более тыс. раст./га и др. На ЗападноСибирской овощной опытной станции выведен ряд сортов и гибридов этого направления [17], необходимость продолжения работы предопределена.

Большое хозяйственное значение имеет создание салатных, транспортабельных, не желтеющих и долго сохраняющих свои качества сортов огурца. Такими качествами, как правило, обладают сорта, относящиеся к сортотипам с белым опушением плода.

По статистическим данным, в Российской Федерации потребность в огурце покрывается преимущественно за счет защищенного грунта – на 79 %, открытого грунта – всего на 10%, доля импорта при этом составляет 11% [18].

По оценкам Тамары Решетниковой, генерального директора исследовательской компании «Технологии Роста», общая площадь эксплуатируемых зимних теплиц в России в 2021 году составляла 3298 га, весенних теплиц – 1017 га, парников и укрытий – 56 га. Явным лидером среди федеральных округов по валовому сбору овощей в защищенном грунте является ЦФО (35%). По прогнозам валовой сбор плодов огурца в 2022-2023 годах незначительно увеличится, лидером по производству этой продукции в России является ГК «Рост» [7].

Для защищенного грунта селекцией огурца в Федеральном центре овощеводства в настоящее время занимаются в головном учреждении и во ВНИИО – филиале ФГБНУ ФНЦО. Основным направлением селекции огурца для защищённого грунта является создание гетерозисных гибридов партенокарпическо-го типа, высоких вкусовых качеств, генетически без горечи,устойчивых к наиболее вредоносным болезням – аскохитозу, белой и корневым гнилям, настоящей мучнистой росе, оливковой пятнистости, ВЗКМО и др. заболеваниям, с потенциальной урожайностью для весенних теплиц (короткоплодные гибриды засолочного типа) 2530 кг/м2, для зимних теплиц, малообъёмной культуры – 30-35 кг/м2. Так как отечественный потребитель, даже во внесезонный период, предпочитает мелкоплодные бугорчатые плоды огурца, основное внимание уделяется этому направлению селекционной работы.

Значительное повышение рентабельности защищённого грунта в целом возможно лишь за счёт внедрения новых высокопродуктивных гибридов, позволяющих существенно повысить урожайность, а также за счёт новых технологий возделывания, способствующих снижению затрат на производство культуры, повышению качества продукции, за счёт оптимизации условий развития растений.В связи с этим многие тепличные комбинаты стали переводить выращивание овощных куль-тур,в том числе и огурец,на малообъёмную технологию выращивания, которая позволяет значительно повысить урожайность, качество продукции, рентабельность производства. В настоящее время малообъёмная технология выращивания огурца в защищённом грунте занимает 10-15%, а в отдельных хозяйствах – более 40%. Таким образом, учитывая вышеизложенное, перед селекционерами возникла задача: создать для малообъёмной технологии возделывания высокопродуктивные, конкурентоспособные гибриды огурца партенокарпического и пчёлоопыляемого типа с высокими вкусовыми качествами, групповой устойчивостью к наиболее вредоносным болезням и абиотическим стрессам.

Зачастую в защищённом грунте в зимнее-весеннем обороте условия выращивания не всегда вполне благоприятны для роста и развития огуречных растений. Поэтому необходимо работать над выносливостью гибридов к недостатку света, перепадам и пониженным температурам почвы и воздуха. Селекция на хорошую завязываемость плодов огурца очень важна для защищенного грунта, но немаловажна и селекция одностебельных или слабоветвящихся форм, желательно с ограниченным ростом. Это может в значительной степени облегчить уход за растениями в защищенном грунте и, в результате, сэкономить и время, и средства.

Сейчас срок жизни нового гибрида практически любой культуры защищенного грунта составляет 4-5 лет. Поэтому постоянно нужно вести работу по поиску новых гибридов, должен быть налажен своеобразный конвейер по обновлению уже имеющегося многообразия сортов и гибридов

В настоящее время не удовлетворяется потребность населения не только в плодах огурца, но и кабачка, патиссона,тыквы.Во всём мире селекция до сих пор остаётся наиболее эффективным и экологически

Рис.2. Филиалы ФГБНУ ФНЦО, занимающиеся селекцией тыквы, кабачка и патиссона

Fig.2. Branches of the FSBSI FSVC, engaged in the selection of pumpkin, zucchini and squash

чистым способом повышения урожайности сельскохозяйственных культур и качества продукции. В ФГБНУ ФНЦО ведется селекция этих культур для различных регионов РФ (рис.2).

В первую очередь, селекционеры создают холодостойкие и скороспелые сорта для Нечерноземной зоны и более северных регионов России. Скороспелые сорта необходимы производству не только в регионах с недостаточно теплым климатом, но и в более южных – с целью получения ранней продукции в овощном конвейере, особенно вблизи промышленных центров. Для условий юга, где развита перерабатывающая промышленность, нужны также засухоустойчивые и жаростойкие сорта [22].

Ведется селекция по следующим признакам: дружность плодоношения; компактность, разреженность куста кабачка, патиссона; кустовой тип растения тыквы крупноплодной; женский тип цветения; мягкое опушение черешка листа у кабачка; многоплодность, пор-ционность тыквы. Плоды не должны иметь сильно выступающих ребер,то есть поверхность должна быть гладкой, что удобно для переработки. Имеет значение и толщина мякоти плодов, плотность коры и другие признаки. Актуальна селекция кабачка и тыквы на устойчивость к настоящей мучнистой росе,особенно, для юга России [20, 21].

К сожалению, в сетевых магазинах, в основном, представлены плоды кабачка иностранных гибридов. Перед селекционерами стоит задача создать отечественные гибриды кабачка, не уступающие по характеристикам наиболее распространенным Голландским гибридам. Большим спросом пользуются кабачки и патиссоны с яркоокрашенными плодами.

На полках сетевых магазинов зачастую можно встретить плоды мускатной тыквы иностранной селекции. Мускатная – самая теплолюбивая и позднеспелая тыква. Скороспелые сорта этого вида можно сеять в Краснодарском и Ставропольском краях. Чаще всего можно встретить этот вид в Средней Азии и Закавказье, так как оптимальной для этой тыквы является температура 30…40°С [22]. Вопрос импортозамещения отечественными сортами мускатной тыквы, более скороспелыми, с плодами высоких вкусовых и технологических качеств, в настоящее время тоже волнует селекционеров ФГБНУ ФНЦО. Решением этого вопроса активно занимается Быковская селекционная овощная опытная станция.

Для решения проблемы круглогодового обеспечения населения свежими овощами большое значение имеет создание лёжких и транспортабельных сортов.

В связи с большим разнообразием на отечественном рынке сортов и гибридов огурца и других тыквенных культур, немаловажное значение приобретает качество плодов. Качество урожая определяет целый ряд признаков: внешний вид плода (форма, окраска, стандартность, однородность и др.); повышенное содержание биохимически ценных веществ (органических кислот, витаминов, пектиновых веществ, сахаров, минеральных солей и др.); вкусовые качества плодов (аромат, нежность, сочность, приятная консистенция, отсутствие горечи, остаточных количеств ядохимикатов и др.). Наибольшее влияние на качество плодов оказывает устойчивость к болезням. Поэтому косвенно селекция на качество урожая связана с созданием новых сортов и гибридов с комплексной устойчивостью к болезням.

В литературе имеется много работ о вредном влиянии на здоровье людей нитратов, содержание которых в овощах увеличивается за счёт применения высоких доз азотных удобрений в подкормках. Одним из направлений снижения в овощах нитратов является создание таких сортов, которые бы при высоких дозах внесения азота накапливали нитраты в минимальных количествах.

В последние годы вновь набирают обороты комбинаты по переработке и консервированию овощей и, в частности, тыквенных культур. Большинство из них работает на импортных сортах. Задача селекционеров создать отечественные сорта и гибриды,конкурирую-щие с импортными. Для этого нужно обратить особое внимание на выравненность материала, дружность созревания плодов, пригодность для переработки и хранения.

Сорта столовых тыкв,кабачка и патиссона,идущие на изготовление соков, икры и пюре должны иметь высокий процент сухого вещества. Важное значение имеет окраска и плотность коры плода. Для икры желательны белоплодные сорта кабачка с тонкой корой [19]. Для приготовления консервов из плодов кабачка и патиссона в технической спелости в настоящее время используют в основном крупноплодные сорта, плоды которых приходится нарезать вручную, затрачивая определённое количество времени и средств. Чтобы исключить эту операцию из технологии изготовления консервов, нужны мелкоплодные сорта кабачка и патиссона – корнишонного типа, т.е. 7-14 суточные плоды, имеющие длину 7-10 см, диаметр 3-4 см.

Очень актуально повышение качества плодов и создание сортов тыквы, пригодных не только для переработки, но и для потребления в свежем виде, с порционными плодами, хранящимися длительное время – от трёх до восьми месяцев,без специфического тыквенного привкуса, с высоким содержанием сухого вещества, сахаров, каротина и витаминов [8].

По содержанию полезных для организма веществ тыква превосходит многие овощи и фрукты. Она содержит соли калия,кальция,фосфора,меди,цинка др.В тыкве содержатся витамины: С, В 1 , В 2 , В 6 , Е, каротин. Тыква является важнейшим источником каротиноидов для человека: бета- и альфа-каротина, лютеина и зеак-сантина,играющих фундаментальную роль в обеспечении сумеречного и соответственно цветового зрения у человека [23]. Особое значение имеют пектины тыквы. Они связывают и удаляют из организма соли тяжелых металлов, свинца, ртути и радиоактивные элементы.

Большие перспективы будет иметь селекция тыквенных культур на высокое содержание в плодах антиоксидантов. В ФГБНУ ФНЦО уже начата работа по определению содержания антиоксидантов в семенах и плодах тыквы, планируется такая же работа и по огурцу [24].

Следует отметить, что селекционеры должны работать в одной связке с товаропроизводителями и потребителями. Лишь в этом случае сорт будет востребован на рынке и выращенные овощи всегда найдут своего покупателя. Разработанная для каждого сорта технология выращивания позволит не только повысить его уро-жайность,но и быстрее внедрить в производство.

Об авторе:

Irina B.Korottseva – Cand. Sci. (Agriculture),

head of the laboratory of selection and seed production of pumpkin crops, ,