Особенности репродуцирования самоопыленных линий подсолнечника в условиях недостаточного пчелоопыления

Введение. При первичном и промышленном семеноводстве родительских форм гибридов подсолнечника важную роль играет опыление растений на участках размножения и участках гибридизации. Изучению роли различных факторов, влияющих на этот процесс, посвящено много исследований. В большинстве работ указывается, что опыление осуществляется главным образом насекомыми, в основном медоносной пчелой [1-5]. Однако в условиях недостатка медоносной пчелы важную роль в опылении могут играть одиночно живущие пчелы как естественные обитатели биоценозов [9].

Оптимальная нагрузка пчелосемей составляет от одной до трех в расчете на 1 га посева в том случае, если пасека стоит в непосредственной близости от посева [6]. Если же расстояние от пасеки до семенного участка увеличивается до трех километров, то нагрузка пчелосемей должна составлять не менее 20 ульев на гектар [7].

Принято считать, что ветер играет незначительную роль в переносе пыльцы подсолнечника [1; 2; 7]. В то же время, в опытах Плотникова А.И. [1] достаточно высокий процент завязывания семян у кастрированных растений подсолнечника, изолированных с помощью проволочной сетки, наблюдался на расстоянии 10, 25 и даже 50 метров. По этой причине им был сделан вывод о том, что ветроопыле-ние имеет относительно большое значение при переопылении растений подсолнечника в пределах одного и того же массива, чем в разных массивах, удаленных друг от друга на расстояние 200250 метров.

Экспериментальные данные, полученные в последние годы [8], подтвердили наличие переноса пыльцы подсолнечника ветром до расстояния 900 метров. Результаты этих опытов согласуются с данными по переносу пыльцы ветром у культурного и дикорастущего подсолнечника, полученными другими авторами [10;11].

Таким образом, можно предположить, что роль ветроопыления может быть весьма существенной при опылении растений подсолнечника внутри одного массива. В условиях полного отсутствия пчелосемей только опыление дикими насекомыми в сочетании с ветроопыле-нием может обеспечить завязываемость семян.

Участки размножения самоопыленных линий, а также участки гибридизации закладываются чередующимися рядками стерильной материнской и фертильной материнской или фертильной отцовской формы соответственно. По этой причине вероятность переноса пыльцы ветром и оплодотворения материнской формы существенно возрастают. Однако установить отдельно влияние ветроопыления и опыления дикими насекомыми-опылителями при этом достаточно трудно.

В предлагаемой работе нами изучен характер оплодотворения материнской стерильной формы в условиях полного отсутствия пчелосемей. В частности, рассмотрен вопрос о завязываемости семян в рядках стерильной материнской формы на различном расстоянии от рядков линии-опылителя, а также влияния защит- ных полос линии-опылителя на продуктивность участков гибридизации.

Материал и методика. Исследования проводили в ФГУП «Березанское» Коре-новского района Краснодарского края в период 2008-2011 гг.

Участки размножения стерильных материнских форм закладывали по схеме 8:0:6, где 8 - число рядков стерильной линии, 0 - незасеянный рядок, 6 - число рядков линии-опылителя.

Участки гибридизации закладывали с соотношением рядков 12:4 и 12:2, где 12 - число рядков стерильной материнской формы, 4 или 2 - число рядков линии-опылителя.

В период цветения проводили удаление нетипичных и фертильных растений в рядках стерильной материнской формы, а также гибридных растений в рядках линии-опылителя.

Уборку проводили вручную. На каждом рядке материнской формы обмолачивали по 20 корзинок в отдельные пакеты. В лаборатории проводили подсчет числа выполненных семянок.

При изучении влияния защитных полос из линии-опылителя на продуктивность участков гибридизации проводили обсев отцовской линией-опылителем по периметру участка сплошным массивом шириной 30-40 м.

Пробы для анализа количества выполненных семянок у стерильной материнской формы отбирали на расстоянии 20, 50, 100, 200 и 300 метров от защитной полосы.

Результаты и обсуждение. При репродуцировании самоопыленных линий в условиях достаточного пчелоопыления обычно используются схемы посева с соотношением рядков стерильной формы и линии-опылителя как 4:1 или 5:1. Обоснованием этому послужили работы болгарских ученых, установивших, что при таком соотношении родительских форм нагрузка пыльцевых зерен достигает 2000 шт. на один цветок стерильной материнской линии [12].

В отечественной практике зачастую приходится иметь дело с недостаточной нагрузкой пчелосемей или даже полным их отсутствием. Вследствие этого приходится корректировать схемы посева участков размножения в сторону увеличения пропорции линии-опылителя.

В наших опытах изучена схема посева с соотношением рядков стерильной материнской формы и линии-опылителя 8:0:6 с пропущенным незасеянным рядком между ними. Подвоза пчелосемей к участкам не было.

Приведенные данные (табл. 1) показывают, что в условиях отсутствия пчело-опыления достоверных различий в количестве выполненных семянок у стерильных растений материнской формы на различном расстоянии от рядков линии-опылителя в диапазоне 1,4-3,5 м не наблюдалось. Тем самым подтверждено, что выбранная схема посева обеспечивает равномерное опыление всех рядков, включая наиболее удаленные центральные рядки в посеве стерильной самоопы-ленной линии.

Таблица 1

Количество выполненных семянок у стерильной материнской формы на участках размножения и гибридизации по схеме 8:0:6

ФГУП«Березанское», 2009-2011 гг .

Название питомника	Сте-риль-ная линия	Линия -опылитель	Расстояние до рядков опылителя, м	Выполненных семянок, шт./раст.
Участок размножения линии ВК-678	ЦМС ВК-678А	ВК-678Б	1,4	486±59
			2,1	424±59
			2,8	446±43
			3,5	452±43
Участок гибридизации гибрида ЦМС Кубанский 86	ЦМС ВК-678А	ВК-276Б	1,4	431±63
			2,1	343±56
			2,8	420±71
			3,5	365±58
Участок гибридизации гибрида ЦМС Кубанский 93	ЦМС ВК-678А	ВК-653Б	1,4	420±54
			2,1	408±72
			2,8	413±67
			3,5	396±71

Наиболее распространенной схемой посева при получении семян первого поколения гибридов подсолнечника на ЦЭБ ВНИИМК является схема с соотношением рядков материнской и отцовской форм 12:4.

Изучение процесса оплодотворения стерильной материнской формы при работе по этой схеме показало, что такие линии – опылители, как ВК-508, ВК-551, ВК-580 обеспечивают равномерное опыление растений материнской формы в рядках, находящихся на расстоянии 0,7 -4,2 метра от отцовской формы (табл.2). Это указывает на достаточную ее эффективность в производстве при отсутствии пчелоопыления.

Таблица 2

Количество выполненных семянок (шт./раст.) у стерильной материнской формы на участках гибридизации с ветвистым опылителем по схеме 12:4

ФГУП«Березанское»

Назва -ние ги-бри-да	Линия-опыли-тель	Год изу-че-ния	Расстояние до рядков опылителя, м
			0,7	1,4	2,1	2,8	3,5	4,2
Гермес	ВК-508	2008	734± 70	728± 135	715± 92	617± 103	711± 133	711± 67
Меркурий	ВК-551	2009	1388± 208	1217± 176	1477± 138	1386± 166	1369± 168	1430± 166
Юпитер	ВК-580	2009, 2011	1025± 106	1107± 89	1102± 94	1115± 67	1177± 108	1224± 107
Авангард	ВК-585	2010	1064± 86	855± 96	1001± 136	990± 112	818± 144*	1099± 28
Альтаир	ВК-585	2010	1915± 118	1510± 174	1286± 240	1600± 308	1145± 192*	1270± 196*

В то же время у линии ВК-585 такая закономерность не наблюдается, поскольку отмечено недоопыление рядков материнской формы, удаленных на 3,5 и 4,2 метра от отцовской формы. По-види-мому, это связано с генетическими особенностями линии ВК-585, имеющей более короткий период цветения и меньшую высоту растений по сравнению с другими изученными линиями-опылителями.

Таким образом, можно констатировать, что при промышленном семеноводстве гибридов Авангард и Альтаир в отсутствии пчелосемей может происходить недобор урожая за счет недоопыления центральных рядков полосы стерильной материнской формы. Иными словами, семеноводство этих гибридов нуждается в первоочередном обеспечении пчело-опылением.

В большинстве зарубежных фирм при выращивании гибридных семян подсолнечника используется схема посева с соотношением материнской и отцовской форм 10:2 или 12:2. По свидетельству некоторых авторов [13], такая схема посева обеспечивает полноценное опыление стерильной материнской формы при наличии достаточного количества пчелосемей.

В наших опытах изучена возможность сокращения числа рядков отцовской линии-опылителя при переходе к использованию схемы 12:2 вместо традиционной 12:4. Полученные результаты показывают, что в условиях отсутствия пчелосемей снижение пыльцевой нагрузки линии-опылителя приводит к резкому уменьшению числа выполненных семянок у материнской формы (рис.1). Такая тенденция наблюдается вне зависимости от расстояния рядков материнской формы до отцовской линии.

Рисунок 1 — Количество выполненных семянок у стерильной материнской формы гибрида Юпитер при разных схемах посева

Следовательно, при отсутствии пчелосемей нельзя сохранять долю рядков отцовской формы ниже соотношения 12:4.

В условиях недостаточного пчелоопы-ления или даже полного отсутствия пчелосемей на семеноводческих посевах гибридного подсолнечника возникает необходимость компенсировать неблагоприятное воздействие данного фактора. Одним из таких способов может оказаться обсев по периметру участка гибридизации защитной полосой линии-опыли теля. По данным болгарских ученых [14], применение этого метода оказывает положительное влияние на генетическую чистоту семян первого поколения гибридов подсолнечника.

Проведенные нами опыты показали, что при отсутствии пчелосемей наблюдается положительное влияние защитных полос отцовской линии-опылителя на за-вязываемость гибридных семян (рис. 2). Это влияние распространяется у гибрида Меркурий на 100 м, а у гибрида Юпитер -на 200 м, после чего отмечается существенное уменьшение количества выполненных семянок у стерильной материнской формы.

Рисунок 2 – Влияние защитных полос отцовской линии-опылителя на завязываемость гибридных семян

Выводы. В условиях недостаточного пчелоопыления участки размножения стерильных материнских форм должны закладываться с соотношением рядков ЦМС-аналога и линии-опылителя 8:6. Данная схема посева обеспечивает равномерное опыление всех рядков материнской формы за счет увеличения пропорции линии-опылителя.

При выращивании семян первого поколения гибридов Гермес, Меркурий и Юпитер должна использоваться схема посева с соотношением рядков материнской и отцовской форм 12:4. Для гибридов Авангард и Альтаир требуется увеличение пропорции линии-опылителя ВК-585 по сравнению со схемой посева 12:4.

Схема посева участков гибридизации с соотношением рядков материнской и отцовской форм 12:2 является нерациональной вследствие резкого снижения завязываемости гибридных семян.

Обсев участка гибридизации по периметру защитной полосой линии-опылителя повышает продуктивность материнской формы. Влияние защитной полосы распространяется у гибрида Меркурий на 100 м, а у гибрида Юпитер – на 200 м.