Способ ускоренного получения семян и маточников свёклы в один год с использованием малообъемной технологии

Оригинальная статья / Original article УДК: 635.11:631.527.2:631.17

Свёкла столовая является значимым компонентом современного питания человека за счет уникального биохимического состава, возможности её употребления в свёжем виде в течение года, высокой сохранности и доступности для широких слоев населения [1]. В последние годы с развитием быстрых услуг в сфере питания при производстве салатов, сублимированных и замороженных супов, чип- сов, снеков, порошков для приготовления смузи и мороженого, а также возрастающим объёмом потребления микрозелени свёкла столовая уверенно вошла в пятерку самых потребляемых в России овощей [2, 3]. В процессе эволюции для сохранения и продолжения рода растения выработали важное свойство – лабильность перехода вегетативной фазы в генеративную. В оптимальных условиях первая фаза достаточно продолжительная и приводит к образова- нию крупного вегетативного органа, а в экстремальных условиях она резко сокращается. Таким образом, используя особенности роста и развития растений, можно разрабатывать приемы их выращивания, в одних случаях замедлять развитие, и тем самым увеличивать корнеплод, а в других случаях – ускорять его и получать семена, что требуется в семеноводстве и селекции для ускорения селекционного процесса [4]. Свёкла нуждается в фототермической индукции для перехода от вегетативной к репродуктивной стадии. Главным элементом в этой индукции является яровизация которая выражается в потребности растения в низких температурах на стадии розетки [5, 6, 7, 8]. Попытки ускорить селекционный процесс и получать семена двулетних культур на свёкле за один год проводили давно, и использовали следующие методы: яровизация наклюнувшихся семян в холодильной камере с низкими положительными температурами или их промораживание, яровизация рассады в различной стадии развития, осенние или ранневесенние посевы, а также обработка различными химическими вещества- ми.

• 1.    Посев яровизированными семенами. На наличие связи между степенью стеблевания в год посева и продолжительностью воздействия низкими температурами на прорастающие семена указывают работы ряда авторов [9, 10]. При яровизации семян свёклы, намоченных в течение 24 48, и 96 часов, было установлено, что чем продолжительнее время замачивания, тем выше при посеве доля растений которые развиваются по однолетнему циклу развития зацветают и образуют семена, минуя стадию развития корнеплода. В дальнейших исследованиях показано, что овощные культуры не могут полностью пройти яровизацию в наклюнувшихся семенах, а лучше её проходят в рассаде достигшей определённой для каждого вида, сорта фазы развития [11].

• 2.    Использование подзимних или ранневесенних посевов. С целью ускорения развития двулетников рядом исследователей была предпринята также попытка заменить яровизацию прорастающих семян осенним, подзимним и сверхранними посевами, по аналогии с посевом озимых культур, но 100% стеблевания и созревания семян получить не удавалось.

• 3.    Обработка семян химическими мутагенами или праймерами. В основном селекционные усилия сосредоточены на вегетативном производстве свёклы и на подавлении цветушности из-за негативного влияния на урожайность [12, 13, 14]. Даррант и Маш (1990) сообщили о повышенной скорости стеблевания пропитанных тирамом семян свёклы

• 4.    Высадка растений яровизированной рассадой. Основным фактором, вызывающим цветушность, является температура. На ее проявление влияют длина дня, условия минерального питания, увлажнения, фаза развития растения, место происхождения и экологические условия, в которых формировался данный генотип. При этом проявление цветушности может быть неодинаково в разных группах сортов и даже между сортами одной и той же группы [16, 18]. Так, для свёклы Бордо 237, наиболее успешно рассада проходила яровизацию в фазе 4-5 настоящих листьев. Яровизация рассады лучше шла при 3..5°С, но проходила и при более высокой температуре 8…10°С, хотя и медленнее [19, 20].

сахарной [15]. Гидропраймирование семян значительно улучшало всхожесть, снижало необходимое количество суток роста для перехода к репродуктивной стадии. Чрезмерная обработка может негативно повлиять на развитие эмбриона семени, поэтому молекулярная основа сверх-праймирования будет оценена в будущих исследованиях [16].

По результатам поиска в Евразийской патентно-информационной системе EAPATIS и Espacenet имеется патент на «Способ выращивания семян сахарной свёклы» [17].Исследователи добились ускорения развития растений, которое проходило по однолетнему циклу, минуя стадию корнеплода, используя синергизм действия низкотемпературной обработки семян продолжительностью 60-70 суток при 2…3°С и стимуляторов: янтарной кислоты и (0,005%) и гиббереллина (250 мг/л), а также ингибитора – гидразида малеиновой кислоты в концентрации 50 мг/л с последующим выращиванием на высоком агрофоне с внесением значительных доз минеральных и органических удобрений.

По данной тематике зарегистрирован патент с названием: «Способ выращивания рассады семенников сахарной свёклы» [21]. Авторы данной методики в первой половине сентября проводили посев в полевых условиях по 3-5 плодиков свёклы сахарной в заполненные почвенным субстратом торфоперегнойные или бумажные конусовидные горшочки (диаметр по верху 6-8 см, по низу 3-4 см, высота 7-9 см). После наступления устойчивого похолодания полученную рассаду переносили в стеклянную теплицу и продолжали выращивать ее при дополнительном освещении и температуре 1-8°С, а с фазы 4-5 пар настоящих листьев – при 1…3°С. В поле рассаду высаживали весной. Таким образом, авторы добивались получения семян за счет яровизации рассады свёклы сахарной по однолетнему циклу развития, минуя стадию корнеплодов, используя только температурный фактор, с нарушением биологии развития двулетней культуры [22]. Исследователи аналогичной работы, которая была проделана в Китае, используя местные природно-климатические условия Харбина, также получили свидетельство на изобретение [23], хотя в России в условиях южных регионов беспересадочным семеноводством занимаются давно [24].

В период 1996-1997 годов на базе ВНИИССОК 4 популяции свёклы столовой в фазе развития рассады 4-5 настоящих листьев проходили яровизацию в подвальном помещении при температуре 4…6°С и досвечивании с интенсивностью освещении 3-4 Клк продолжительностью 14 часов в течение 60 суток, с целью ускорения селекционного процесса. Результаты работы показали, что наиболее отзывчивая популяция свёклы сорта Нежность при яровизации рассады образовывала до 85% продуктивных цветоносов, а райони- рованные сорта (Одноростковая, Несравненная, Бордо 237) до 50% в условиях Московской области с использованием защищенного грунта [25].

Изученный литературный обзор по возможности получения репродукционных семян свёклы в один год с помощью яровизации семян или рассады осенними или ранневесенними посевами, в том числе с индуцированным мутагенезом, для ускорения селекционного процесса или беспересадочного семеноводства показывает, что все существующие методики имеют свои недостатки: могут использоваться однократно с каждой партией семян высоких категорий, приводить к появлению в популяции форм с нежелательными признаками, а доля семенных растений может достигать 7590% от общего количества высаженных.

Наиболее оптимальным способом является метод штек-лингов, сущность которого заключается в том, что используют корнеплоды размером 1-4 см в диаметре, которые выращивают в тепличном комплексе в осенне-зимний период [26] или летом в открытом грунте на хорошо удобренных участках. Использование культуры штеклингов широко применяется на культуре свёклы сахарной: в семеноводстве и при ускоренном репродуцировании селекционно-ценных образцов [27, 28, 29, 30]. Наибольшее число цветущих растений (85%) отмечено в крупной фракции (3-4 см) штеклингов, выращенных при летнем посеве в III декаде июля [31, 32]. Этот метод также имеет свои недостатки по сравнению с традиционной схемой селекции свёклы: происходит увеличение числа упрямцев (растений, которые на второй год вегетации не переходят в репродуктивную стадию развития). В позднеспелых инбредных потомствах увеличиваются потери в период хранения до 10% и в период приживаемости до 30%, а при выращивании семенных растений в условиях защищенного грунта в зимне-весеннем обороте удлиняется этап онтогенеза «посадка-начало цветения». Ускорение двулетней культуры сокращается до 1,5 лет, и использование маточников маленького размера с несформированными сортовыми и хозяйственно-полезны- ми признаками приводит к изменению структуры потомства по отдельным признакам. Поэтому культуру «штеклингов» непрерывно использовать рекомендуется только для предварительной оценки селекционного материала по признаку мужской стерильности [33].

Целью работы была разработка методики получения полноценного потомства у двулетней культуры свёклы за один год, где последовательно бы сохранялись все этапы онтогенеза растений первого и второго года жизни, и которая могла бы использоваться неограниченное количество раз для всех разновидностей Beta vulgaris L: сахарной, столовой и кормовой [34].

Материалы и методы

Исследования проводили на маточных корнеплодах сорта Маруся (рис. 1).

Сорт Маруся относится к сортотипу Бордо, среднеспелый, получен методом индивидуально-семейственного отбора. Характеризуется полураскидистой листовой розеткой с зелеными листьями овальной формы. Корнеплод округлфй с гладкой ровной поверхностью, маленькой голов-

А. Раскладка отобранных маточных корнеплодов при посадке в грунт в теплице 1, Схема70 х 25 см, 03.02.2020 Б. Отобранные маточные корнеплоды перед посадкой в вегетационные сосуды, 2020-2024 годы

Рис. 2. Внешний вид маточных корнеплодов свёклы столовой сорта Маруся перед посадкой, 2020-2024 годв Fig. 2. Appearance of mother roots of table beet variety Marusya before planting, 2020-2024

Рис. 1. Свёкла столовая сорта Маруся Fig. 1. Marusya table beet variety кой и тонким осевым корешком. Мякоть корнеплода темнокрасная, нежная, без четко выраженных колец. Сорт предназначен для товарного производства и приусадебных хозяйств. Рекомендуется для потребления в свежем виде длительного хранения и переработки. Устойчив к загущению (600 тыс. растений/га), цветушности и перерастанию, отзывчив на внесение больших доз удобрений. Спедняя урожайность в условиях 2023 года – 49 т/га, максимальная – 78,2 т/га, товарность – 95-97%, средняя масса товарного корнеплода 180-250 г, сохранность продукции составляет 95%. В корнеплодах содержится 17,2% сухого вещества, 12,0% сахаров, 11,2 мг% аскорбиновой кислоты и 5,8 мг/г антиоксидантов.

Маточные корнеплоды после уборки хранили при температуре 3-5°С в течение 4 месяцев (октябрь-январь) в контейнерах с полиэтиленовым вкладышем (вместо 6,5 месяцев по традиционной технологии с температурой 1-20С). Перед посадкой маточные корнеплоды отбирали по внешним (форма, размер головки, окраска поверхности, толщина осевого корешка и прочие) и внутренним признакам (окраска мякоти и характер кольцеватости), при этом срезали 1/3 часть корнеплода в зоне наибольшего диаметра со стороны где нет роста корней. Высадку маточников проводили в грунт (рис. 2А, контроль) и в вегетационные сосуды объёмом 3 л (рис. 2Б) в зимней остекленной теплице (далее теплица 1) с 2020 по 2022 годы, и в 2023-2024 годах в поликар-бонатной теплице на стеллажных рассадных установках (далее теплица 2) в вегетационных сосудах. Для предотвращения прорастания корневой системы в грунт в теплице 1 проводили изоляцию при помощи полиэтиленового вкладыша между грунтом и вегетационными сосудами. Температурный режим в теплице 1 днем поддерживался в пределах 18…25°С, ночью около 15.17°С, в теплице 2 условия были более благоприятными: днем 20…25°С, ночью 17…20°С. Ежегодно высаживали от 45 до 62 маточных корнеплодов. Посадку проводили в первых числах февраля, в 2023 году – 23 января.

Растения досвечивали первые 30 суток по 14 часов интенсивностью освещения 3-4 клк лампами ДРЛ-400, в последующем – только в пасмурные дни. За период от посадки до уборки с конца марта до конца мая вручную формировали семенное одностебельное растение, регулярно удаляя лишние цветоносы и розеточные пристеблевые листья нижних порядков, а для ускорения созревания семян проводили пинцировку центрального цветоноса. После уборки семенные растения досушивали в чердачном помещении при температуре 30…40°С в течение 5-6 суток. Высушенные семенные растения обмолачивали, семена дорабатывали вручную и высевали в открытый грунт в конце мая, что является оптимальным сроком для семеноводческих целей. Уход за высаженными маточниками в теплицах и деляночными посевами в открытом грунте проводили по традиционной технологии. Уборку начинали во второй декаде сентября, когда корнеплоды проявляли все апроба-ционные признаки. При уборке проводили учет хозяйственно ценных показателей, таких как средняя масса товарного корнеплода, урожайность, товарность.

Математическую обработку экспериментальных данных проводили методом дисперсионного анализа на персональном компьютере с помощью пакета прикладных программ Exel.

Результаты и обсуждения

В результате проведенных исследований в условиях Московской области в 2020-2025 годах, используя различные типы культивационных сооружений и способы посадки, были получены результаты, представленные в таблице 1.

Данные таблицы 1 показывают, что при прямой посадке в грунт в теплицу 1 -03.02.2020 года вегетационный период составил 170 суток, как и при обычной технологии в открытом грунте. При этом наблюдали значительный полиморфизм в росте и развитии семенных растений, начиная с продолжительного периода отрастания, составляющего от 43 до 57 суток, так и в последующие этапы онтогенеза развития семенных растений. Формирование цветоноса начиналось на 51 сутки и продолжалось более 1,5 месяцев. В то время, когда одни растения переходили в стадию начала цветения, у других только начинался образовываться цвето-

Таблица 1. Продолжительность основных этапов онтогенеза семенных растений второго года жизни в защищенном грунте с использованием малообъёмной технологии на примере сорта Маруся (2020-2024) Table 1. Duration of the main stages of ontogenesis of seed plants in the second year of life in protected ground using low-volume technology using the example of the Marusya variety (2020-2024)

Этапы онтогенеза	Теплица 1			Теплица 2
	контроль* (зимняя теплица), 2020 год	2021 год	2022 год	2023 год	2024 год
Дата посадки	03.02	05.02	01.02	23.01	06.02
Посадка - отрастание, сут.	43-57	35	30	27	25
Образование цветоноса, сут.	51-100	44	46	36	34
Бутонизация, сут.	90	65	63	51	50
Цветение, сут.	110	87	87	75	65
Созревание семян, сут.	170	138	132	122	108
Дата уборки	22.07	25.06	18.06	25.05	23.05

*Прямая посадка в грунт без использования горшков

Посадка в грунт, 2020 год

Посадка в горшки 2021-20022 годы

2023-2024 годы

Теплица 1                                                Теплица 2

Рис. 3. Внешний вид семенных растений столовой свёклы сорта Маруся в различных условиях защищенного грунта в период 2020-2024 годов (III декада мая).

• Fig. 3. Appearance of table beet seed plants of the Marusya variety in various protected ground conditions in the period 2020-2024 (third ten days of May)

нос (рис. 3). Период созревания семян был также растянут более чем на два месяца. На семенных растениях одновременно происходило побурение семян и продолжалось цветение, поэтому семенные растения на 170 сутки выдергивали и досушивали в условиях защищенного грунта, а затем обмолачивали. При такой схеме посев семенами урожая текущего года был проведен в третьей декаде июля с возможностью получить только штеклинги небольшого размера в условиях пленочных селекционных боксов.

При выращивании маточных корнеплодов в теплице 1 между различными способами посадки общее сокращение вегетационного периода семенных растений сорта Маруся составило в 2021 году 32, а в 2022 году – 36 суток, причем период от до посадки до начала цветения в эти годы был одинаков – 87 суток.

В условиях 2023-2024 годов в теплице 2 с более комфортными условиями роста и развития по сравнению с теплицей 1, дружное отрастание и образование розетки листьев поэтапно было сокращено до с 30-35 суток 25-27 суток в

2021-2022 годах соответственно или до 10 суток. Суммарный же период вегетации аналогично по этим же годам был сокращен с 138-132 до 123-108 суток. Таким образом, за счет создания оптимальных условий для вегетации семенных растений на стеллажных установках теплицы 2 и постоянного формирования семенного одностебельного куста свёклы столовой сорта Маруся, позволило сократить вегетационный период до 30 суток между 2021 и 2024 годами исследований. Необходимо отметить, что при создании малообьёмных условий выращивания, при котором используют вегетационные сосуды значительно ускорялись все этапы развития семенного растения, причем выраженного полиморфизма по продолжительности этапов онтогенеза в их группе не наблюдалось за весь период с 2021 по 2024 годы. Незначительным минусом такой технологии является низкая семенная продуктивность от 3,5 до 15 г/растения, но такого количества достаточно для оценки семенного потомства посевом семян текущего года в полевых условиях.

Таблица 2. Урожайность свёклы столовой сорта Маруся, выращенной по однолетнему циклу по методике «от корнеплода до корнеплода» в 2021-2024 годах

Table 2. Yield of table beetroot of the Marusya variety grown in a one-year cycle using the “from root crop to root crop” method in 2021-2024

Годы и условия выращивания	2021	2022	2023	2024
Показатели	пленочный бокс	открытая теплица с поливом	традиционная технология без полива
Дата посева	22.07	01.07	02.06	30.05
От посева до уборки, суток	82	95	108	110
Товарность, %	95	92	85	95
Доля корнеплода в массе растения, %	56±5,8	66,4±8,5	84±6,8	83±4,8
Средняя масса товарного корнеплода, г	187±41	201±35	200±25	220±30
Урожайность, кг/м2	2,59	3,1	2,51	3,0
НСР 0,5	0,25	0,3	0,2	0,3

Рис. 4. Внешний вид растений первого года жизни свёклы столовой сорта Маруся, выращенных в пленочном селекционном боксе за 82 суток в 2021 году

Fig. 4. Appearance of first-year beetroot plants of the Marusya variety grown in a film-covered breeding box for 82 days in 2021

Рис. 5. Внешний вид растений первого года жизни свёклы столовой сорта Маруся, выращенных в открытом грунте, полученных по однолетней технологии в 2023-2024 годах Fig. 5. Appearance of beetroot plants of the Marusya variety grown in open ground, obtained using annual technology in 2023-2024

Следует отметить, что более ранняя посадка на 10 суток в 23 году, привела к задержке периода вегетации от момента отрастания – созревания семян на этот же срок (табл. 2, рис. 3), поэтому оптимальным сроком высадки в культивационные сооружения является первая декада февраля.

В условиях 2021 года при посеве семенами урожая текущего года 22 июля в пленочном селекционном боксе за 82 суток растения первого года жизни успевали сформировать типичные для сорта корнеплоды со средней массой 187 г, урожайностью 2,59 кг/м2 и средней долей корнеплода в массе растения 56%. В 2022 году посев был проведен 1 июля, что позволило вегетационный период увеличить до 95 суток, посев провести уже в открытом грунте с возможностью проведения поливов. Средняя масса товарного корнеплода увеличивалась до оптимальных 200 г, при этом уменьшалась масса листовой розетки, увеличивалась доля корнеплода до 66,4% в структуре растения и урожайность до 3,1 кг/м2 (табл. 2, рис. 4).

В условиях 2023-2024 годов посевы проводились в открытом грунте в обычных полевых условиях. Наблюдавшийся дефицит атмосферных осадков в 2023 году за период вегетации составил 73 мм, а в 2024 году 37 мм (по данным АМС ВНИИССОК) и приходился на критические периоды роста и развития свёклы, что привело к низкой урожайности. В условиях 2023 года средняя урожайность за 108 суток вегетации составила 2,51 кг/м2, средняя масса товарного корнеплода – 200 г, причем выросла его доля до 84%, а в 2024 году за 110 суток масса товарного корнеплода составила 220 г, товарность увеличилась с 85 до 95% за счет меньшего количества недоросших корнеплодов из-за недостатка влаги, который был отмечен в 2023 году, а доля корнеплода сохранилась в тех же пределах (табл. 2, рис. 5).

Заключение

Таким образом,при выращивании семенных растений свёклы столовой сорта Маруся с использованием защищённого грунта,досвечивания,малообъёмной технологии с применением вегетационных сосудов,формирования семенного одностебельного куста первого типа ветвления удалось сократить репродуктивную стадию семенных растений со 170 суток (по традиционной технологии) до 108 суток.Посев полученными семенами в открытый грунт позволял получить за вегетационный период 108-110суток корнеплоды с апробационными при-знаками,необходимыми для качественной оценки полученного за один год потомства.

Разработанная методика позволяет сохранить все последовательные этапы развития двулетней культуры свёклы за один год и получить одно поколение от корнеплода до корнеплода. Данный метод можно использовать неограниченное количество раз,т. к. проявляющиеся нежелательные признаки могут быть устранены отбором. Это подтверждается отсутствием на посевах цветушности на протяжении всех лет исследований с 2021 по 2024 годы.

При таком способе размножения дополнительным бонусом является «временная́ изоляция»: цветение проходит в марте-апреле,когда маточные корнеплоды сортов и линий при традиционной технологии ещё находятся в режиме хранения (в производственной практике используется пространственная изоляция).

Методика является универсальной и может использоваться для всех разновидностей Beta vulgaris L.: сахарной,столовой и кормовой.С её помощью при необходимости можно ускоренно размножать имеющиеся и создавать новые сорта,линии и гибриды для промышленных технологий всех корнеплодных культур с двухлетним циклом развития.

с/х института им. В.В. Докучаева).

(patent 491339 a1dated15.11.1975) (V.V.Dokuchaev Kharkiv Agricultural Institute).(InRuss.) 1Shtiints Publishing House.1989.112 p.(InRuss.)

Об авторе:

Vladimir A. Zayachkovsky – Cand. Sci. (Agriculture), Senior Researcher, Laboratory of Breeding and Seed Production of Table Root Crops, , SPIN-код:9397-8691, Corresponding Author,

ISSN 2618-7132 (Online) Овощи России №1 2026

[ 65 ]

Vegetable crops of Russia №1 2026 ISSN 2072-9146 (Print)