Влияние отдельных элементов технологии гибридного семеноводства на семенную продуктивность материнской формы огурца F1 Мурава

Огурец – традиционный овощ российских огородов и наиболее доходная культура тепличных комбинатов. В общем объёме выращиваемых тепличных овощей он занимает около 70% [1,2]. В последние годы в РФ про- исходит усиленное строительство тепличных комплексов. Увеличиваются площади в защищенном грунте под овощными культурами и под огурцом, в частности. По оценке ассоциации «Теплицы России», общая площадь теплиц в стране в 2017 году выросла почти на 10% и достигла 2,6 тыс. га [2]. Значительные объемы овощей и зелени поставляют крупнейшие действующие тепличные агрокомбинаты: «Южный», «Майский», «Выборжец» и др. [2].

Согласно данным исследовательской компании «Технологии роста»: «С марта по октябрь страна теперь обеспечена свежими огурцами на 90-95%, с ноября по февраль – на 50%. Оставшуюся долю рынка в этот период занимает импорт» [2]. Объём огурцов, произведенных в сельскохозяйственных организациях РФ в защищённом грунте в 2017 году составил в целом 733,4 тыс. т, во внесезонный период – 578,3 тыс. т. Обеспеченность свежими огурцами составила 78,9% [3].

Однако, следует отметить, что в настоящее время площади защищённого грунта, в основном, заняты под гибридами огурца иностранной селекции. На мировом рынке доминирует несколько крупных транснациональных компаний, в том числе: Mоnsanto (США), Syngenta (Швейцария), Bayer CropScience (Германия), Limagrain (Франция), TAKII (Япония), Rijk Zwaan (Нидерланды), Sakata (Япония). Пять из них контролируют 75% мирового рынка семян [4]. В России коммерческое производство семян овощей в настоящее время по организационнохозяйственным причинам не ведется. Очень важно не только создать гибрид огурца, который по всем параметрам устраивает производителей овощной продукции, но и наладить производство гибридных семян с высокими сортовыми и посевными качествами.

Материнскими формами гетерозисных гибридов огурца служат линии женского (ж 0 ) и преимущественно женского (ж 1 -ж 3 ) типов цветения. Такие образцы наиболее желательны для гибридного семеноводства [5,6,8]. Отцовскими формами гибридов огурца, предназначенных для защищённого грунта, зачастую являются линии, насыщенные женскими цветками, или гинойкистные формы [7]. Однако такие формы закладывают недостаточное для опыления материнской формы количество мужских цветков. Для смещения пола в сторону дополнительной закладки мужских цветков чаще всего применяют следующие ростовые вещества: гибберелловая кислота (ГК) и азотнокислое серебро (AgNO 3 ) [8,5,9,10,11]. Установлено, что опрыскивание физиологически активными веществами в виде водных растворов оказывает влияние на определение пола цветка огурца только при воздействии в период от появления цветочного бутона до закладки венчика (IV-V этапы органогенеза) [12]. Концентрация, кратность и сроки обработок этими препаратами индивидуальны для каждого образца и требуют дополнительного изучения [13,14].

С целью повышения урожайности семян партенокар-пических гибридов огурца зачастую рекомендуется высевать отцовские формы раньше материнских [8], изменять соотношение рядов материнских и отцовских форм [15]. При этом следует учитывать сроки начала цветения родительских форм мужскими и женскими цветками, количество цветков в узле и т.д.

Целью исследований была разработка отдельных элементов технологии семеноводства перспективного гибрида огурца F1 Мурава селекции ФГБНУ ФНЦО, позво- ляющих повысить урожайность семян при малообъёмной технологии выращивания.

Для достижения поставленной цели были поставлены следующие задачи:

• 1.    Выявить оптимальные сроки (фазы) и кратность обработок гибберелловой кислотой отцовской формы гибрида F 1 Мурава, позволяющие индуцировать достаточное, для опыления материнской формы, количество мужских цветков.

• 2.    Подобрать сроки посева родительских форм, позволяющие повысить семенную продуктивность гибрида F 1 Мурава.

Материал и методы

Исследования проводили в ФГБНУ ФНЦО в первом обороте зимней теплицы типа «Ришель» при малообъёмной технологии выращивания в 2017-2018 годах в питомнике гибридного семеноводства огурца. Объект исследований – родительские формы гибрида F 1 Мурава.

Материнская форма (Л.44) – раннеспелая, женского типа цветения, закладывает 1-2 завязи в узле. Зеленец средней длины, цилиндрической формы, с глянцевой поверхностью, опушение завязи простое, белое.

Отцовская форма гибрида (Л.64) – раннеспелая, преимущественно женского типа цветения (единичные мужские цветки), зеленец очень короткий, крупнобугорчатый, белоопушённый.

На посев использовали оригинальные семена родительских форм, размноженных в предыдущие годы в лаборатории селекции и семеноводства тыквенных культур ФГБНУ ФНЦО.

Семена материнской формы сеяли в два срока: одновременно с отцовской – 10 января (вариант А) и на неделю позже – 17 января (вариант В). В 2018 году и материнскую и отцовскую форму сеяли в два срока – 10 и 17 января.

На постоянное место в теплицу огуречные растения высаживали в возрасте 25-30 суток, в мешки с торфосме-сью по схеме 160 х 40-45 см. Родительские формы гибрида Мурава: отцовскую – Л.64 и материнскую – Л.44 высаживали на участке гибридизации по схеме 1:3.

Формирование растений проводили следующим образом: до 5-7 узла растения ослепляли, удаляя все завязи и боковые побеги. Далее, выше 1 м оставляли цветки и завязи на основном побеге, а боковые побеги выщипывали. Начиная с 18-19 узлов боковые побеги прищипывали на 1 лист, один плод. Перед шпалерой оставляли 2-3 листа, 2-3 плода.

Стимулировали появление мужских цветков на отцовской форме путём трёхкратной обработки точки роста растений гиббереллином (концентрация 0,09-0,1%) (через сутки) в фазу 2-х и 3-х настоящих листьев. Повторную обработку гибберелловой кислотой (ГК) проводили через 7-8 суток (табл.1). Контрольные растения – без обработки. Опыление растений в рядках материнской формы проводили вручную.

Результаты

Обычно мужские цветки появляются на растениях через две-три недели после обработки гибберелловой кислотой. В 2017 году одна трёхкратная обработка отцовской формы ГК в фазу 3-х настоящих листьев стимулировала появление небольшого количества растений (060%) с мужскими цветками в нижних узлах, которых было недостаточно для опыления материнской формы (рис. 1). Хорошее опыление проходило, начиная с 15-16 узла и выше. Повторная обработка ГК через неделю вызвала небольшое увеличение мужских цветков в 9-10 узлах, но мужских цветков по-прежнему не хватало для опыления

Таблица 1. Сроки посева и варианты обработок гибберелловой кислотой отцовской формы гибрида F1 Мурава (зимняя теплица, 1-й оборот)

Table 1. Sowing dates and treatment options for paternal Gibberellic acid of the hybrid form F 1 Murava (winter greenhouse, 1st turn)

Вариант Дата посева Первая трёхкратная обработка Вторая трёхкратная обработка дата фаза дата фаза А 10.01 5-7.02 2 настоящих листа 14-16.02 4-5 настоящих листьев В 10.01 9-10.02 3 настоящих листа 20-22.02 8-9 настоящих листьев С 17.01 20-22.02 3 настоящих листа 01-03.03 5-6 настоящих листьев материнской формы, в связи с чем в 2018 году во всех вариантах опыта проводили повторные обработки ГК и добавили более раннюю обработку – в фазу 2-х настоящих листьев. В 2018 году более ранняя обработка модификатором пола (вариант «А») вызвала массовое появление (у 90-100% растений отцовской формы) мужских цветков в 12-25 узлах, более поздняя (вариант «В») – в 1625 узлах (рис.1).

Рис. 1. Влияние обработок гибберелловой кислотой отцовской формы на закладку мужских цветков, 2018 год

Fig. 1. The effect of paternal form of Gibberellic acid treatments on the laying of male flowers, 2018

Искусственное опыление растений материнской формы было начато 05-06.03 – в варианте «А» в 10-11 узлах, в варианте «В» – в 6-7 узлах.

Посев материнской формы на 7 суток раньше обеспечил цветение женских цветков на растении на 5 узлов выше.

Рис. 2. Нагрузка семенными плодами отдельных узлов материнской формы (теплица "Ришель", первый оборот, 2018 год)

Fig. 2. The load of seed fruits of the individual nodes of the maternal form

(greenhouse "Richelle", first turn, 2018)

Обработка ГК растений отцовской формы, высеянной на неделю позже (вариант «С»), в фазу 3-х настоящих листьев оказалась более эффективной по сравнению с обработкой в эту же фазу растений более раннего срока посева. Очевидно сказалось улучшение условий выращивания – повышение температуры и улучшение освещённости.

С целью повышения урожайности гибридных семян огурца зачастую рекомендуется высевать отцовские формы раньше материнских. Поэтому одна часть растений материнских форм была высеяна одновременно с отцовскими («А»), вторая – на 7 суток позже («В») (табл. 2).

При ранних сроках посадки рассады наиболее целесообразна закладка семенников в верхней половине главной плети или на ветвях первого порядка верхней трети стебля. Выход семян из одного семенника в этом случае ожидается намного выше, чем из нижних плодов, так как, чем позже образовывался семенник, тем лучше условия формирования семян. Для этого ослепляют и удаляют из 5-7 нижних узлов цветки и зачатки боковых побегов, и тогда закладка плодов начинается с 8-10 узла [6].

На материнской форме в варианте «В» опыление было начато с 6-7 узла, в варианте «А» – с 9-10 узла (рис.2). В варианте «А» максимальное количество семенных плодов на растениях материнской формы гибрида Мурава было

Таблица 2. Влияние сроков посева материнской формы на цветение женскими цветками (2017-2018 годы) Table 2. The influence of the timing of sowing the maternal form on the flowering of female flowers (2017-2018)

Материнская форма	Вариант	Дата посева	Цветение женских цветков
			дата	узел
				первый цветок	второй цветок
Л.44	А	10.01	06.03	10-11	7-8
	В	17.01	06.03	5-7	-

Гибридное семеноводство в рядках материнской формы F1 Мурава

Рис.3. Количество растений с засохшими завязями в отдельных узлах в рядках материнской формы

Fig. 3. The number of plants with dried ovaries in individual nodes in the rows of the maternal form

Семенники материнской форме F 1 Мурава

ISSN 2618-7132 (Online) Овощи России №6 2019

заложено с 12 по 18 узел (у 57-100% растений), в варианте «В» – с 8 по 16 узел (у 56-96% растений). В целом семенников было больше, и они были более равномерно распределены на растениях более позднего срока посева (вариант «В»).

Однако не все опыленные завязи развивались в семенник, часть завязей засыхала (рис.3). Завязываемость семенных плодов зависит от ряда причин: условий выращивания, количества и качества пыльцы, качества опыления, количества семенников на растении (плодовой нагрузки), яруса закладки семенника и т.д.

Опыление женских растений проводили вручную ежедневно. Все опыленные женские цветки были отмечены этикеткой. По каждому варианту опыта подсчитывали количество засохших опылённых завязей на растении по отношению к общему количеству опылённых вручную женских цветков (рис.3). На материнской форме раннего срока посева («А»), в основном засыхали завязи у 10-15% растений. Максимальное количество незавязавшихся плодов было в 16 узле (у 28% растений). При более позднем сроке посева («В») завязываемость плодов с 14 по 19 узел падает. В этих узлах не завязались семенные плоды у 26-44% растений.

В варианте «В» по сравнению с вариантом «А» на материнской форме количество засохших опыленных завязей было больше. Возможно это связано с более высокой плодовой нагрузкой на растение в варианте «В» или снижением фертильности пыльцы при повышении температуры воздуха. Следует учитывать и то, что в варианте «В» основная плодовая нагрузка приходилась на 8-18 узлы, а в варианте «А» – на 12-19 узлы, где освещённость была лучше.

Семенная продуктивность растений огурца напрямую зависит от количества семенных плодов на растении, количества семян в плоде и массы 1000 семян. Все эти показатели учитывались отдельно – по каждому варианту опыта (табл.3).

По количеству семенных плодов на растении, количеству семян с одного растения и, соответственно, семенной продуктивности в рядках материнской формы F1 Мурава, вариант «В» существенно превосходил вариант «А». Возможно это связано с улучшением условий выращивания при более позднем сроке посева и, соответственно, лучшим опылением материнской формы. В варианте «В» было раньше начато опыление женских цветков, и это тоже сказалось на количестве семенных плодов. Немаловажную роль сыграло и то, что семенники были более равномерно заложены на растении, чем в варианте «А» (рис.2).

Таблица 3. Семенная продуктивность в рядках материнской формы при гибридном семеноводстве F 1 Мурава, 2017-2018 годы Table 3. Seed productivity in the rows of the maternal form in hybrid seed production F 1 Murava, 2017-2018

Вариант	Количество семенных плодов на растении, шт.	Масса семян с растения, г			Количество семян с растения, шт.
		min	max	x ср
А	6,4 ± 0,29	33.3	35,3	34,3±0,8	1143,3
В	8,3 ± 0,43	47,9	59,1	53,5±0,9	1671,9

Примечания: вариант «А» – посев семян материнской формы одновременно с отцовской, вариант «В» – посев семян материнской формы на неделю позже отцовской

Посевные качества семян, полученных в различных вариантах опыта, были высокими и не зависели от сроков посева родительских форм и ярусов закладки семенников.

Выводы

• 1.    Для хорошего опыления материнской формы гибрида F 1 Мурава следует проводить две трёхкратные обработки отцовской формы гибберелловой кислотой (концентрация

0.09-0.1%) в фазу двух настоящих листьев.

• 2.    Обработка ГК отцовской формы, высеянной на неделю позже, оказалась более эффективной. Очевидно это связано с улучшением условий выращивания при более поздних сроках высадки рассады.

• 3.    При посеве материнской формы на неделю позже отцовской семенная продуктивность гибридных семян была выше, по сравнению с одновременным посевом родительских форм.

Об авторах:

I rina B. Korottseva – Cand. Sci. (Agriculture), Head of the Laboratory for

Selection and Seed Production of Pumpkin Crops,

Alexey S. Ermolaev – graduate student,