Особенности проявления основных хозяйственно ценных признаков у сорта подсолнечника мастер в процессе первичного семеноводства

Введение. Приёмы семеноводства подсолнечника в своём развитии прошли ряд качественно различающихся этапов. Сорта народной селекции размножались исключительно с использованием массового отбора лучших растений. Для создания первого селекционного сорта потребовалась организация семеноводства на научной основе с поддержанием его первоначальных свойств [1; 2; 3; 4].

В дальнейшем семеноводство было сконцентрировано на создании первых сортов подсолнечника с повышенной масличностью семянок, таким образом решалась задача вытеснения ими малоценных сортов, высевавшихся в Кубанском крае [1].

Довольно продолжительный период сортосмен, а также существующая методика поддерживающего семеноводства и сортообновления тормозили своевременное внедрение достижений селекции. К тому же использование прежней простой схемы семеноводства и сортообновления районированных сортов приводило во многих случаях к их ухудшению [1]. Возникла острая необходимость в разработке принципиально новых приёмов улучшающего семеноводства подсолнечника. Учитывая эти обстоятельства, В.С. Пу-стовойт разработал ряд принципиально новых теоретических положений и на их основе создал новую, более эффективную систему улучшающего семеноводства, являющуюся продолжением селекционного процесса, а также предложил схему ежегодного сортообновления, которая 18

была официально утверждена Совмином СССР в 1956 г. [4]. В то время сорта подсолнечника, с которыми велась работа по улучшению, высевались на площади около 4 млн га. О темпах их улучшения можно судить по таким данным: за 5 лет в среднем по четырём основным сортам ВНИИМК 6540, ВНИИМК 1646, ВНИИМК 8931, Армавирский 3497 мас-личность семянок увеличилась на 5 %, сбор масла с гектара – на 15–18 %, на 6 дней сократился вегетационный период [1; 4]. Стародавние сорта, такие как ВНИИМК 1646, ВНИИМК 6540, за счет улучшающего семеноводства в 60-е годы прошлого столетия лишь немного уступали лучшим для того времени сортам Передовик и Смена [5]. В итоге улучшающее семеноводство внесло не меньший вклад в становление современного масличного подсолнечника, чем селекция сортов.

В начале 2000 г. произошли важные качественные изменения в селекции и семеноводстве подсолнечника. В результате последовательного использования эффективных методов отбора практически достигнут биологический предел масличности семянок [6]. Ряд специалистов расценил этот факт, как свидетельство исчерпания потенциала разработанных В.С. Пустовойтом методов селекции и улучшающего семеноводства сортов подсолнечника [7; 8; 9; 10]. По мнению А.А. Созинова и Ю.П. Лаптева [ 11 ] , академику В.С. Пустовойту был известен оптимальный уровень интенсивности отборов и это было основой его выдающихся успехов в селекции и семеноводстве подсолнечника.

Схема селекции и первичного семеноводства сортов подсолнечника, разработанная академиком В.С. Пустовойтом, в настоящее время является общепризнанной в мире [12; 13].

У сортов-популяций подсолнечника селекционно-семеноводческая работа основывается на использовании огромного генетического потенциала ботанического вида Helianthus annuus L., имеющего широкий ареал распространения [14; 15].

Сохранение основных хозяйственно ценных признаков сортов-популяций подсолнечника на высоком уровне возможно только при правильном ведении первичного семеноводства. Основные принципы и схемы семеноводства сортов подсолнечника разработаны во ВНИИМК академиком В.С. Пустовойтом и изложены в опубликованных им работах [2; 16; 17]. Придавая важное значение этому разделу, В.С. Пустовойт утверждал, что «семеноводство подсолнечника должно быть построено на той же принципиальной основе, что и селекция» [1].

Схема семеноводства, по мнению академика, при этом должна состоять из звеньев:

• 1.    Отбор типичных для сорта растений;

• 2.    Питомник оценки потомств;

• 3.    Семенной питомник (оригинальные семена);

• 4.    Элита.

На посевах суперэлиты в семенном питомнике в первую очередь проводится отбор типичных для сорта растений, выровненных по высоте и продолжительности вегетационного периода, наклону и форме корзинки. Учитывается также выполненность семянок в корзинке, осыпаемость, устойчивость к патогенам и другие признаки, характерные для данного сорта [18].

В связи с тем, что подсолнечник является перекрёстноопыляющейся культурой, необходимо ещё до начала цветения проводить тщательные сортопрочистки для выбраковки нетипичных для сорта растений: высокорослых, ветвистых, больных, слаборазвитых, поражённых заразихой [6; 18]. Таким образом проводится освобождение популяции от биотипов, не свойственных данному сорту. В семенном питомнике сортопрочистки проводятся во время и после массового цветения растений, вплоть до наступления фазы физиологической спелости [19].

Среди сортов-популяций отечественной селекции важное место занимает группа высокомасличных сортов. В задачу наших исследований входило изучение особенностей проявления важных хозяйственно ценных признаков в питомниках оценки потомств по сортам масличной группы.

Материалы и методы. Исследования проводили на центральной экспериментальной базе ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК (г. Краснодар) в 2018, 2020, 2022 гг.

В качестве исходного материала использовали потомства индивидуальных растений семеноводческой элиты сорта Мастер. Отборы проводились на посевах оригинальных семян по общепринятой методике [18]. Масличность семянок определяли методом ядерно-магнитного резонанса на ЯМР-анализаторе АМВ по ГОСТ 8.597–2010 [20].

Для определения показателей изменчивости признаков использовали их среднее, минимальное и максимальное значения, определяли размах изменчивости. Для выявления влияния отбора на изменение структуры популяции индивидуальные растения распределили по группам выраженности признака. Результативность проведённых исследований оценивали по соотношению количества выбракованных растений к общему количеству отобранных растений в исходной популяции.

Погодные условия в годы проведения опытов имели существенные различия по количеству осадков и среднесуточной температуры воздуха (табл. 1).

Таблица 1

Погодные условия в годы проведения исследований

Месяц	Средняя многолетняя		Год
			2018		2020		2022
Количество осадков, мм ± к средней многолетней
Апрель	48		-27,6		+19,5		-20
Май	57		-33,9		+15,2		-20
Июнь	67		+18,6		+77,7		-14,8
Июль	60		+36,1		+10,8		+30,4
Август	48		-13,4		+15,2		-27,2
Сентябрь	38		+68,6		-29,5		-37,2
Сумма осадков за период вегетации	318		+80,9		+108,9		-88,8
Температура воздуха, °С ± к средней многолетней
Апрель	10,9	+3,1		+0,2		+1,4
Май	16,8	+4,2		+1,6		-2,2
Июнь	20,4	+3,1		+2,6		+1,7
Июль	23,2	+1,7		+1,9		+0,2
Август	22,7	+2,6		+3,7		+4,3
Сентябрь	14,7	+2,2		8,5		+3,0
Средняя температура за период вегетации	18,1	+2,8		+3,8		+1,4

Так, например, в 2022 г. наблюдался дефицит осадков в сочетании с повышенной среднесуточной температурой воздуха в период налива и созревания семян – в августе и сентябре. Всего за период вегетации апрель – сентябрь дефицит осадков составил 88,8 мм по отношению к средней многолетней. Превышение среднесуточной температуры воздуха над средним многолетним значением варьировало от +4,3 °С градуса в августе до +3 °С в сентябре.

В 2018 и 2020 гг. осадки за период вегетации превысили среднюю многолетнюю норму на 80,9 и 108,9 мм соответственно. Прошедшие в период вегетации обильные осадки способствовали компенсации недостатка влаги в глубоких горизонтах почвы, что привело к росту урожайности. Температурный режим за все месяцы вегетации превышал среднюю многолетнюю на 2,8 °С и 3,8 °С.

Результаты и обсуждения. Размах изменчивости основных хозяйственно ценных признаков у сортов подсолнечника по результатам изучения в питомниках 20

оценки потомств впервые был описан в работах академика В.С. Пустовойта. На примере сорта ВНИИМК 6540 было установлено: по продолжительности вегетационного    периода    варьирование составляло от 88 до 103 суток, высота растения – от 150 до 213 см, урожайность семян – от 20 до 46 ц/га, масличность семян – от 46,1 до 53,9 % [2].

Первоначально при отборе семеноводческой элиты проводили анализ индивидуальных растений по массе семян с корзинки. Результаты отбора (табл. 2) показывают, что исходная популяция заметно отличалась непостоянством по данному признаку. При среднем значении 185 г с корзинки размах варьирования за три года (2018, 2020, 2022) составил 135 г с колебаниями от 106 до 241 г.

Таблица 2

Варьирование признака массы семян с корзинки при отборе семеноводческой элиты сорта Мастер

ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК, 2018, 2020, 2022 гг.

Показатель	Значение признака, г
	среднее	максимальное	минимальное	размах
Исходная популяция отборов
Масса семян с корзинки, г	185	241	106	135
Колебания по годам	153–202	201–290	70–115	131–175
Коэффициент вариации, %	16,9	18,3	29,2	-
После проведения выбраковки
Масса семян с корзинки, г	191	210	123	87
Колебания по годам	160–214	201–254	99–115	102–139
Коэффициент вариации, %	17,1	8,2	19,2	-

Отличия также установлены и в зависимости от условий года. Это мы наблюдаем в величине коэффициента вариации по годам 18,3–29,2 %.

Выбраковка в процессе семеноводства растений с нежелательными для сорта признаками позволяет улучшить его практически в любом направлении, что позволило создать популяцию, более ста- бильную по признаку массы семян с корзинки. Величина коэффициента вариации при этом составила 8,2–19,2 %. Подтверждением того, что масса семян с корзинки не является важным признаком при отборе и оценке индивидуальных растений семеноводческой элиты среднеспелого сорта Мастер, послужило среднее значение признака, его колебания по годам и величина коэффициента вариации, которые после проведённых выбраковок практически не изменились.

Важно не обеднить в процессе первичного семеноводства наследственную основу сорта, сохранить его пластичность.

Оценку проводили на однорядковых делянках при густоте стояния 55 тыс. раст/га. Это позволяет максимально приблизить условия выращивания растений к производственным для наиболее точного определения их потенциальных возможностей. В то же время такое загущение растений в питомнике оценки потомств значительно увеличивает конкуренцию растений за ресурсы внешней среды, создавая при этом дополнительную изменчивость исходного материала [4]. Для уменьшения влияния этого фактора и повышения точности опыта академиком В.С. Пустовойтом [1] предложена схема, предусматривающая парное размещение контроля при оценке семей (N-K-N). Контрольные делянки засевали семенами суперэлиты сорта Мастер урожая последнего года.

Одним из значимых признаков в питомнике первичного семеноводства является высота растений. Важно отметить, задачей семеноводства является сохранение показателей структуры популяции у потомств, отобранных для дальнейшего размножения на уровне контроля.

Сорт Мастер представляет собой популяцию, состоящую из мощно развитых высокорослых растений. Приведённые данные показывают (табл. 3), что у контроля средняя высота за период 2018, 2020, 2022 гг. составила 195 см с колебаниями по годам от 180 до 219 см.

Таблица 3

Варьирование индивидуальных растений подсолнечника по высоте в питомнике оценки потомств сорта Мастер

ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК, 2018, 2020, 2022 гг.

Показатель	Значение признака, см
	среднее	макси мальное	минимальное	размах
Контроль (оригинальные семена)
Высота растения, см	195	219	180	39
Колебания по годам	180–211	212–223	173–194	29–39
Коэффициент вариации, %	10,3	11,7	10,9	-
Исходная популяция питомника оценки потомств
Высота растения, см	196	230	178	52
Колебания по годам	178–206	208–230	170–191	38–39
Коэффициент вариации, %	9,6	12,0	13,4	-
После проведения выбраковки
Высота растения, см	195	220	181	39
Колебания по годам	171–202	206–229	168–190	38–39
Коэффициент вариации, %	9,1	10,8	7,6	-

Такая высота способствует сохранению стабильности по урожайности в годы с различным сочетанием климатических условий, что является важным мотиватором повышения конкурентоспособности среднеспелого сорта Мастер. Проведённая нами работа в питомнике первичного семеноводства привела к сохранению структуры популяции сорта по высоте растений практически на одном уровне с контролем.

Результаты конкурсного, экологического и производственного испытаний подтверждают высокий потенциал урожайности сорта Мастер. Главной задачей первичного семеноводства является сохранение этого признака на высоком уровне, поэтому в питомнике оценки потомств ему уделяется первостепенное внимание.

Для дальнейшего размножения используется популяция со средней урожайностью 3,17 т/га по сравнению с 3,02 т/га у контроля. Колебания урожайности по годам составляют в среднем от 2,81 до 3,76 т/га (0,95 т/га) против 2,05–3,21 т/га (1,16 т/га) у контроля. Коэффициент вариации у семей, отобранных для дальнейшего размножения, составил 7,6 % против 16,1 % у контроля (табл. 4).

Таблица 4

Варьирование признака урожайности у индивидуальных растений и сорта Мастер в питомнике оценки потомств

ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК, 2018, 2020, 2022 гг.

Показатель	Значение признака
	среднее	максимальное	минимальное	размах
Контроль (оригинальные семена)
Урожайность, т/га	3,02	4,32	1,72	2,6
Колебания по годам	2,05–3,21	3,10–4,41	1,85–2,21	1,25–2,20
Коэффициент вариации, %	16,1	29,9	11,7	-
Исходная популяция
Урожайность, т/га	2,76	4,36	1,23	3,13
Колебания по годам	2,36–3,47	3,34–4,66	1,23–1,43	2,11–3,23
Коэффициент вариации, %	9,9	20,3	18,2	-
Показатели потомств, отобранных для размножения
Урожайность, т/га	3,17	4,38	1,68	2,70
Колебания по годам	2,81–3,76	3,34–4,66	1,23–1,43	2,11–3,23
Коэффициент вариации, %	7,6	14,4	22,4	-

На основе полученных данных можно сделать вывод об эффективности проведения оценок и отборов в звеньях первичного семеноводства сорта. Стабильность сохранения структуры популяции сорта Мастер в процессе первичного семеноводства подтверждается и при анализе изменчивости по масличности семянок (табл. 5).

Таблица 5 Варьирование признака масличности у индивидуальных растений и сорта Мастер в питомнике оценки потомств

ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК, 2018, 2020, 2022 гг.

Показатель	Значение признака, %
	среднее	максимальное	минимальное	размах
Контроль (оригинальные семена)
Масличность семян, %	52,8	55,1	49,8	5,3
Колебания по годам	49,1–55,1	52,0–58,1	45,9–50,4	6,1–7,7
Коэффициент вариации, %	3,8	1,9	5,8	-
Исходная популяция
Масличность семян, %	52,8	55,9	50,2	5,7
Колебания по годам	49,1–55,9	53,0–58,3	46,2–50,9	6,8–7,4
Коэффициент вариации, %	3,3	2,1	5,4	-
Показатели потомств, отобранных для размножения
Масличность семян, %	53,1	55,9	50,2	5,7
Колебания по годам	50,1–56,0	53,1–58,4	47,8–50,9	5,3–7,5
Коэффициент вариации, %	3,4	2,6	6,1	-

Для выработки растительного масла среднеспелый сорт подсолнечника Мастер, имеющий среднюю масличность 52,8–53,1 %, является значительным селекционным достижением. Полученные нами результаты показывают, что за три цикла проведения исследований по первичному семеноводству масличность у популяции, отобранной для последующего размножения, увеличилась на 0,3 % (53,1 % против 52,8 % у контроля). Колебание этого показателя по годам изменилось от 50,1 до 56,0 % (на 5,9 %) по сравнению с контролем – от 49,1 до 55,1 % (на 6 %). Практически неизменными остались значения коэффициентной вариации масличности по годам – 3,4–3,8 %, что указывает на высокий уровень однородности популяции, сохраняющейся на этапе первичного семеноводства.

Заключение. В результате проведённых исследований выявлена существенная изменчивость основных хозяйственно ценных признаков, а именно: по высоте растений варьирование составило 9,1– 10,3 %, по урожайности – 7,6–16,1 %, по масличности – 3,4–3,8 %. При этом структура популяции среднеспелого сорта Мастер остаётся стабильной благодаря эффективной системе первичного семеноводства, разработанной академиком В.С. Пустовойтом.

Сорт подсолнечника Мастер относится к среднеспелой группе. Его вегетационный период составляет 96 суток. Сорт обладает высокой потенциальной продуктивностью (с урожайностью 4,0–4,2 т/га) и хорошей экологической пластичностью, способен наиболее полно использовать ресурсы среды в большинстве хозяйств Северо-Кавказского региона.