Задание - Автоматизированная информационная система ГУ

МИНСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ
КАЗАХСТАН
СЕМИПАЛАТИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
имени ШАКАРИМА
Документ СМК 3 уровня
УМКД
УМКД
042.042-14.4.0120.54/03УМКД
Редакция №2
2011
Рабочая учебная
от 01.09.2011г.
программа дисциплины
взамен редакции №1 от
«Селекция и
18.09 2010
семеноводство
сельскохозяйственных
культур»
УЧЕБНО – МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС
ДИСЦИПЛИНЫ
«Селекция и семеноводство сельскохозяйственных культур»
для специальности: 5В080100 «Агрономия»
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ
Семей – 2011
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
СОДЕРЖАНИЕ
1.
2.
3.
4.
5.
Глоссарий
Лекции
Практические и лабораторные занятия
Курсовая работа и дипломный проект (работа)
Самостоятельная работа студентов
Страница 2 из 88
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 3 из 88
1 Глоссарий
1.1 Акклиматизация - одна из форм интродукции растений, когда
приспособление популяции к новым условиям обитания происходит за счет
генетического сдвига на основе естественного или искусственного отбора
вследствие выживания наиболее приспособленных к новым условиям
генотипов.
1.2 Акт апробации - документ, устанавливающий сортовую чистоту или
типичность сортового посева, засоренность трудноотделимыми и другими
культурными и сорными растениями, карантинными сорняками, поражение
болезнями и повреждение вредителями.
1.3 Аллогамия - оплодотворение в результате слияния мужской и женской
гамет при перекрестном опылении.
1.4 Аллополиплоид - полиплоид, возникший путем объединения
хромосомных
наборов разных видов (например, скрещиванием АА х ВВ → F1АВ) и последующим удвоением числа хромосом (АВ→ААВВ) или скрещиванием
автополиплоидов (АААА х ВВВВ →F1ААВВ).
1.5 Амфидиплоиды - межвидовые гибриды, в соматических клетках которых
содержится по диплоидному хромосомному набору от каждой из
родительских форм (синоним - аллотетраплоид).
1.6 Аналитическая селекция - селекция, основанная на отборе родоначальных
элитных растений из естественной популяции, местного или иного сорта.
1.7 Андрогенез - развитие жизнеспособного зародыша из ядра мужской
гаметы (или двух слившихся мужских ядер) в цитоплазме яйцеклетки.
1.8 Анеуплоидия - гетероплоидия, т.е. увеличение или уменьшение числа
хромосом, некратное основному числу хромосом вида.
1.9 Апомиксис - замена полового размножения неполовым процессом, при
котором образуется жизнеспособный зародыш и развивается новый организм
без слияния мужской и женской гамет. А. подразделяют на партеногенез,
апогамию и адвентивную эмбрионию.
1.10 Апробатор - лицо, аккредитованное и зарегистрированное в
установленном
порядке для обследования сортовых посевов в целях определения их
сортовой чистоты или сортовой типичности растений, засоренности
сортовых посевов, поражения болезнями и повреждения вредителями
растений.
1.11 Апробация - обследование семенного посева с целью определения его
сортовой чистоты (или типичности растений), засоренности, пораженности
болезнями и поврежденное вредителями путем осмотра растений на корню
или отбора апробационного снопа.
1.12 Апробационный сноп (образец) - сноп (образец) из растений или их
частей,
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 4 из 88
отбираемый в соответствии с установленной методикой по проведению
апробации сортовых посевов.
1.13 Аутбридинг - неродственное скрещивание или переопыление.
1.14 Аугогамия - самооплодотворение вследствие самоопыления.
1.15 Автополиплоидия - образование полиплоида путем кратного увеличения
в клетках наборов хромосом одного и того же вида (например, АА →
АААА).
1.16 Базисные семена - семена, получаемые за рубежом от посева
селекционной элиты.
1.17 Биологическая устойчивость - выживаемость растений в процессе
вегетации при воздействии на них комплекса неблагоприятных факторов.
Выражают в процентах сохранившихся к уборке растений.
1.18 Биологическое засорение сорта - засорение сорта в результате
естественного переопыления разных сортов и культур или вследствие
возникновения мутаций.
1.19 Биотехнология - использование биологических процессов и систем в
различных областях сельского хозяйства, промышленности и медицины. В
селекции - применение микроклонального размножения, эмбриокультуры и
культуры меристем и пыльников, сомаклональной изменчивости,
соматической гибридизации протопластов, методов генной инженерии и др.
1.20 Видовая прополка - удаление из посева примесей, относящихся к другим
видам растений.
1.21 Вирулентность - степень патогенности данного штамма микроорганизма
в отношении определенного сорта или вида растений при естественном или
искусственном заражении.
1.22 Внутривидовая изменчивость - изменчивость в пределах вида,
обусловленная его генетической гетерогенностью.
1.23 Возвратные скрещивания (беккроссы) - повторные скрещивания гибрида
с одной из родительских форм (часто многократные).
1.24 Восстановители фертильности - формы, при скрещивании с которыми
потомство линий и сортов с ЦМС получается фертильным.
1.25 Гаметоциды - вещества селективного действия, применяемые для
химической кастрации цветков. Они препятствуют нормальному развитию
пыльников и пыльцы, не оказывая при этом заметного отрицательного
влияния на формирование женских генеративных элементов.
1.26 Гаплоиды - особи, в клетках которых содержится половина
соматического набора хромосом, специфичного для данного вида.
1.27 Генная инженерия - один из вариантов генетической инженерии, когда
генетико-инженерные манипуляции осуществляют на уровне отдельных
генов или их фрагментов.
1.28 Генная мужская стерильность (ГМС) - андростерильность,
обусловленная генами хромосом.
1.29 Генофонд - совокупность генов, которые имеются у особей,
составляющих данную популяцию или коллекцию сортообразцов.
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 5 из 88
1.30 Гены внеядерные (плазмогены) - гены, локализованные в органеллах
цитоплазмы (в митохондриях, пластидах).
1.31 Гетерозис - увеличение мощности и жизнеспособности гибридов
первого поколения по сравнению с родительскими формами.
1.32 Гибридизация - скрещивание двух или большего числа родительских
форм, различающихся между собой по отдельным или многим признакам и
свойствам.
1.33 Гибридный питомник - питомник, в котором высевают и изучают
гибридный материал, проводят отбор родоначальных растений для закладки
селекционного питомника.
1.34 Гомеостаз - способность биологических систем противостоять
нарушениям условий среды и динамически так изменять реакцию генотипа,
что функции организма существенно не меняются.
1.34 Гомогамия - одновременное созревание в цветке рыльца и тычинок.
1.35 Государственный реестр охраняемых селекционных достижений –
реестр сортов и гибридов, на которые Госкомиссией выданы патенты,
охраняемые законом в течение 30 лет (на сорта плодовых культур - 35 лет).
1.36 Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к
использованию - список сортов и гибридов, рекомендованных для
сертификации.
1.36 Грунтовой контроль - установление принадлежности растений и семян к
определенному сорту и определение сортовой чистоты растений посредством
посева семян в грунт и последующей проверки растений.
1.37 Двойные межлинейные гибриды - гибриды от скрещивания двух
простых межлинейных гибридов.
1.38 Дефицитный сорт - недавно районированный сорт, спрос на семена
которого не удовлетворен полностью.
1.39 Диаллельные скрещивания - скрещивания, предусматривающие
получение гибридов в пределах определенной группы сортов или линий во
всех возможных комбинациях. При селекции на гетерозис к ним прибегают
для определения специфической комбинационной способности.
1.40 Динамическое сортоиспытание - испытание, при котором у сортов ряд а
культур (картофель и др.) изучают динамику накопления урожая в течение
вегетации.
1.41 Закрепители стерильности - фертильные сорта или линии, которые при
скрещивании с андростерильными формами дают мужское стерильное
потомство.
1.42 Заявитель - физическое или юридическое лицо, производящее или
заготавливающее, или упаковывающее семена сельскохозяйственных
растений и реализующее их, зарегистрированное в установленном порядке в
органах Государственной регистрации и подавшее заявку в орган по
сертификации на проведение сертификации семян;
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 6 из 88
1.43 Зональное (экологическое) сортоиспытание - испытание, проводимое в
различных экологических условиях для всесторонней и быстрой оценки
новых, перспективных сортов.
1.44 Иммунитет растений (фитоиммунитет) - невосприимчивость к болезни,
проявляющаяся у растений при контакте с ее возбудителем в благоприятных
для заражения условиях.
1.45 Инбредная линия (инцухт-линия) - линия перекрестноопыляющейся
культуры, полученная путем многократного принудительного самоопыления.
1.46 Инбридинг (инцухт) - получение у перекрестноопыляющихся растений
потомства от принудительного самоопыления.
1.47 Индивидуальный отбор - отбор, основанный на индивидуальной оценке
по потомству отобранных элитных растений.
1.48 Интродукция - перенос в какую-либо страну или область видов или
сортов растений, не произраставших ранее в данной местности.
1.49 Инцухт-депрессия - снижение жизнеспособности и продуктивности
потомств аллогамных растений в результате их принудительного
самоопыления.
1.50 Исходный материал - культурные растения и их дикие сородичи,
используемые для получения новых сортов и гибридов растений.
1.51 Кастрация цветков - удаление незрелых пыльников в цветках
материнских форм перед их опылением при проведении скрещивания.
1.52 Клон - генетически однородное потомство, полученное путем
вегетативного размножения материнского растения или его отдельной части.
1.53 Кленовый отбор - индивидуальный отбор у вегетативно размножаемых
растений.
1.54 Коллекционный питомник - питомник, в котором проводят
первоначальное изучение исходного материала в целях выделения наиболее
перспективных форм.
1.55 Конвергентные скрещивания - параллельные возвратные скрещивания
разных сортов-доноров с одним и тем же рекуррентным родителем в целях
передачи ему нескольких ценных признаков одновременно.
1.56 Конкурсное (основное) сортоиспытание - завершающее испытание
новых перспективных сортов перед передачей лучших из них в
государственное сортоиспытание.
1.57 Контрольный питомник - питомник, в который поступает материал из
селекционного питомника. Здесь его впервые оценивают по урожайности.
1.58 Коэффициент размножения - отношение массы кондиционных семян в
урожае к массе высеянных семян.
1.59 Ксении - проявление признаков отцовской формы у гибридных семян,
развившихся на материнском растении.
1.60 Лабораторный сортовой контроль - установление принадлежности семян
к определенному сорту и определение их сортовой чистоты посредством
проведения лабораторного анализа.
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 7 из 88
1.61 Линейный сорт - сорт самоопыляющейся культуры, берущий начало от
одного элитного растения и проверенный на гомозиготность по потомству.
1.62 Линия - потомство гомозиготного растения у самоопыляющихся
культур.
1.63 Массовый отбор - отбор, при котором урожай отобранных элитных
растений после браковки объединяют и высевают на одной делянке без
оценки по потомству.
1.64 Маячные растения - растения какой-либо высокостебельной культуры,
высеваемые для обозначения рядков отцовской формы на участке
гибридизации кукурузы.
1.65 Многолинейный (мультилинейный) сорт - сорт, состоящий из смеси
линий, одинаковых по морфологическим и хозяйственно полезным
признакам, но различающихся по устойчивости к различным расам
возбудителя болезни.
1.66 Мутант - новый организм с измененным признаком, возникшим
вследствие мутирования отдельного гена или перестройки хромосомы.
1.67 Негативный отбор - выбраковка из посева худших особей.
1.68 Общая комбинационная способность (ОКС) - средняя ценность
самоопыленных линий или сортов в гибридных комбинациях при селекции
на гетерозис. Для определения ОКС обычно осуществляют топкроссы с
тестером.
1.70 Опыление - перенос пыльцы на рыльца пестиков.
1.71 Оригинальные семена (ОС) - семена сельскохозяйственных растений в
первичных звеньях семеноводства, произведенные оригинатором сорта или
уполномоченным им лицом и предназначенные для дальнейшего
размножения.
1.72 Оригинатор сорта - физическое или юридическое лицо, которое создало,
вывело, выявило сорт сельскохозяйственного растения и (или) обеспечивает
его сохранение и данные о котором внесены в Государственный реестр
селекционных достижений, допущенных к использованию.
1.73 Отборщик проб - лицо, аккредитованное в установленном порядке для
проведения официального отбора проб от подготовленных партий семян.
1.74 Отдаленная гибридизация - скрещивание организмов, относящихся к
разным видам или родам.
1.75 Охраняемые категории сорта - клон, линия, гибрид первого поколения,
популяция.
1.76 Партенокарпия - образование бессемянных плодов.
1.77 Партия семян - определенное количество однородных по
происхождению и качеству семян одного сорта (вида).
1.78 Патент на селекционное достижение - выдается селекционеру или его
правопреемнику Госкомиссией на селекционное достижение, отвечающее
критериям охраноспособности (новизна, отличимость, однородность,
стабильность),и удостоверяет исключительное право патентообладателя на
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 8 из 88
его использование. Регистрируется в Государственном реестре охраняемых
селекционных достижений.
1.79 Перспективный сорт - новый ценный сорт, проходящий сортоиспытание
и размножаемый, но еще не районированный.
1.80 Повторение - часть площади сортоиспытания, включающая один полный
набор испытуемых сортов.
1.81 Повторность - число повторений в сортоиспытании.
1.82 Поликросс - метод определения общей комбинационной способности в
условиях свободного переопыления всех, оцениваемых образцов. Применяют
при работе с кормовыми растениями (люцерна, злаковые).
1.83 Полевое обследование - оценка качества работы по выращиванию
гибридных семян на участках гибридизации, соблюдения норм
пространственной изоляции и полноты мужской стерильности растений при
размножении стерильных аналогов, линий или сортов.
1.84 Посевные качества семян - совокупность признаков, характеризующих
пригодность семян для посева. Качество семян нормируется по следующим
показателям: 1) сортовая идентификация, 2) сортовая чистота, 3) чистота
семян,4) всхожесть, 5) засоренность семенами культурных растений и
сорняков, 6) зараженность болезнями, передающимися через семена;
1.85 Провокационный фон - искусственно создаваемый фон для ускорения
оценки селекционного материала на устойчивость к тому или иному
неблагоприятному фактору: болезням, вредителям, засухе, низким
температурам, затоплению и др.
1.86 Пространственная изоляция - размещение посевов различных сортов и,
культур на определенном расстоянии друг от друга для предотвращения
переопыления.
1.87 Протокол испытаний - документ, содержащий данные о результатах
оценки качества семян (анализа пробы семян на соответствие
государственным и отраслевым стандартам).
1.88 Районирование - установление районов возделывания новых сортов и
гибридов по результатам государственного сортоиспытания.
1.89 Регистрация посевов - осмотр сортовых посевов на корню без отбора
снопа для апробации с последующим документальным оформлением в
установленном порядке результатов осмотра.
1.90 Репродукционные семена (РС) - семена сельскохозяйственных растений,
полученные от последовательного пересева элитных семян (первое и последующие поколения - РС1, РС2 и т.д.). Репродукционные и гибридные (F1) семена, предназначенные для производства товарной продукции, обозначают
РСт.
1.91 Самостерильность - неспособность к самооплодотворению.
1.92 Селекционное достижение (юрид.) - сорт (сорт, гибрид, клон, линия,
популяция и др.).
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 9 из 88
1.93 Селекционный материал - весь сортовой и гибридный материал,
отбираемый и используемый селекционером в процессе селекционной
работы.
1.94 Селекционный питомник - питомник, в который поступает
селекционный материал из гибридного, коллекционного и специальных
питомников для его
первоначальной сравнительной оценки и отбора лучших потомств.
1.95 Семена - любые части растений (клубни, луковицы, плоды, саженцы,
собственно семена, соплодия, части сложных плодов и др.), применяемые для
воспроизводства сортов сельскохозяйственных растений или для
воспроизводства видов лесных растений.
1.96 Семенной посев - посев, урожай сортовых семян с которого
предназначен для высева на товарных площадях.
1.97 Семена охраняемого сорта - семена сорта, зарегистрированного в
Государственном реестре охраняемых селекционных достижений.
1.98 Семена элиты (элитные семена, ЭС) - семена, получаемые от
оригинальных семян и соответствующие требованиям государственных
стандартов и иных нормативных документов в области семеноводства. Число
поколений элитных семян определяет оригинатор сорта.
1.99Семенной контроль - система мероприятий по проверке посевных
качеств
семян в процессе их производства, хранения и реализации.
1.100 Семеноводство - специальная отрасль сельскохозяйственного
производства, обеспечивающая массовое размножение сортовых семян и
получение гибридных семян при сохранении их чистосортное™,
биологических и урожайных качеств.
1.101 Сорт-популяция - сорт, включающий растения, различающиеся
генотипически.
1.102 Сортовой посев - посев, сортовая принадлежность которого
подтверждена документами на семена и его апробацией.
1.103 Сортовая типичность - показатель сортовой чистоты в процентах у
перекрестноопыляющихся культур.
1.104 Сортовая чистота - процентное отношение стеблей или растений,
типичных для данного сорта, к общему количеству стеблей или растений
всех сортов и форм той же культуры.
1.105 Сортовой контроль - мероприятия по определению сортовой чистоты и
установлению принадлежности растений и семян к определенному сорту
посредством проведения апробации посевов, грунтового контроля и
лабораторного сортового контроля.
1.106 Сортовые качества семян - совокупность признаков, характеризующих
принадлежность семян к определенному сорту сельскохозяйственных
растений.
1.107 Сортообновление - замена семян лучшими семенами того же сорта.
Сортосмена - замена старых сортов новыми районированными сортами.
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 10 из 88
Специфическая комбинационная способность (СКС) – комбинационная
способность линии или сорта, определяемая величиной гетерозиса в какойнибудь конкретной комбинации. СКС оценивают на основе диаллельных
скрещиваний.
1.108 Стабильность селекционного достижения - неизменяемость основных
признаков после неоднократного размножения сорта.
1.109 Суперэлита - предшествующее элите звено размножения семян.
1.110 Тестер - сорт или гибрид, используемый в качестве отцовской формы
для определения общей комбинационной способности самоопыленных
линий.
1.111 Участки гибридизации - участки, на которых выращивают семена
гетерозисных гибридов.
1.112 Чистая линия - потомство одного исходного гомозиготного по всем
генам самоопыляющегося растения.
1.113 Элитные растения - растения, отбираемые селекционером в качестве
родоначальных для создания нового сорта.
2 Лекции
Лекция
№
1Введение.
Селекция
как
наука
сельскохозяйственного производства.
Содержание лекционного занятия:
1. Основные этапы развития селекции
2. Задачи селекции
3. Методы селекции
4. Связь селекции с генетикой и другими науками
и
отрасль
Наука о выведение новых сортов сельскохозяйственных культур называется
селекцией. В истории развития приемов выведения новых сортов можно
выделить четыре этапа: примитивную, народную, промышленную и научную
селекцию.
Задачей селекции является разработка способов получения высоких
урожаев. Селекция как наука о методах выведения сортов и гетерозисных
гибридов с.-х. растений.
Основной метод селекции — отбор. Другие методы: гибридизация,
мутагенез, полиплоидия, гаплоидия, инбридинг, биотехнология, генная
инженерия.
Генетика и эволюционное учение Дарвина как теоретические основы
селекции. Связь ее с теоретическими дисциплинами: цитологией,
эмбриологией, фитопатологией, энтомологией, экологией, систематикой,
физиологией растений, а также с прикладными науками: растениеводством,
агрохимией, земледелием.
Подразделение отрасли: ВНИИ растениеводства и его функции (сбор,
изучение, распространение и сохранение растительных ресурсов для
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 11 из 88
селекции),селекционные учреждения, селекцентры (селекционная работа),
Государственная комиссия РФ по охране селекционных достижений.
Продукт отрасли – сорт (гетерозисный гибрид) как средство с.-х.
производства. Экономическое значение селекции.
Тема: Генная инженерия.
Открытие способности чужеродной ДНК проникать в клетку хозяина и
объединяться с ее геномом привело к возникновению нового направления в
молекулярной биологии, получившего название генной (генетической)
инженерии.
Генная
инженерия
–
целенаправленное
изменение
наследственных свойств животных и растений путем синтеза, то есть
создания действующих генов и искусственным путем, или извлечения генов
из одних организмов и введения их в клетки других организмов.
Теоретическая основа генной инженерии – универсальность генетического
кода.
В связи с тем что одни и тем же кодоны (триплеты нуклеотидов)
программируют включение аминокислот в белковые молекулы у всех
организмов – человека, животных, растений, бактерий, а также вирусов –
теоретически возможно осуществлять гибридизацию на молекулярном
уровне путем переноса отдельных отрезков ДНК в любые чужеродные
клетки. В отличие от обычной гибридизации, когда происходит
рекомбинация хромосом родственных организмов, при генной инженерии
осуществляется объединение ДНК любого происхождения и может идти
обмен генами между далекими родами, семействами, классами и даже
царствами (животные растения) организмов.
При генной инженерии перенос генов осуществляется не половыми
клетками, как при обычном скрещивании, и не ядром, как при соматической
гибридизации клеток, а с помощью искусственно создаваемых генетических
элементов – векторов (векторных молекул). Вектор – специально
сконструированная плазмида (внехромосомные молекулы ДНК, способные к
автономной репликации и передающиеся в дочерние клетки при делении
бактерий) или вирус, в геном которых можно внедрить чужеродную
генетическую информацию. В качестве векторов используют в основном
плазмиды, выделенные из классического объекта молекулярной генетики –
кишечной палочки. Перенос гена в чужеродную клетку называется
трансгенозом. Переносить можно искусственно синтезированный ген или
блок генов.
При осуществлении генной инженерии возникают большие трудности. Они
связаны главным образом с тем, что ген, введенный в другой организм извне,
должен быть встроен в его генетический аппарат, адаптироваться в новой для
него генной и физиологической среде и начать функционировать в сложной
исторически сложившейся системе регуляторных блоков. В настоящее время
известно несколько методов трансгеноза. Один из них – трансдукция с
помощью вирусов и фагов, к ДНК которых можно химически или с помощью
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 12 из 88
ферментов приращивать почти любые участки ДНК одной клетки и
переносить их в другие клетки. Таким путем недавно удалось переместить из
клетки мыши в бактерии E. Coli ген, контролирующий синтез инсулина –
гормона, регулирующего сахарный обмен в крови млекопитающих.
Очевидно, скоро станет доступным получение в бактериальных клетках этого
гормона.
У высших организмов большие перспективы для переноса чужеродной
наследственной информации открываются в результате разработки метода
гибридизации клеток. Доказана возможность трансгеноза с помощью ДНК,
выделенной из клеток и освобожденной от примесей. На искусственной
среде выращивали клетки зародыша цыпленка. В определенный момент к
ним добавляли бромдезоксиуредин, который включался во вновь
синтезированные нити ДНК. По этой метке новые синтезированные за время
наблюдения нити ДНК можно было отличить от старых. В эту среду
одновременно добавляли ДНК, полученную от мыши и меченную тритием,
что позволило отличить ДНК мыши от ДНК цыпленка, которая содержала
или не содержала в качестве метки бром. Через некоторое время после
размножения клеток из них выделяли ДНК и выявляли в ней распределение
меток по брому (ДНК цыпленка) и тритию (ДНК мыши). При этом
обнаруживался обмен кусочками их ДНК: ДНК мыши включалась в ДНК
цыпленка и наоборот.
Возможное
практическое
использованной
генной
инженерии
исключительно велико. В первую очередь оно касается разработки новых
методов лечения наследственных заболеваний человека, связанных с
нарушениями обмена веществ.
Заманчивой представляется проблема биологической фиксации азота –
создание культурных злаков, содержащих гены фермента нитрогеназы,
необходимого для ассимиляции атмосферного азота. Такие гены известны у
некоторых видов бактерий, которым не требуются для роста соли аммония
или азотной кислоты. У них имеется ген nif, обеспечивающий фиксацию
азота. Этот ген кодирует синтез фермента нитрогеназы, который
обеспечивает превращение атмосферного азота в аммоний, используемый в
дальнейшем в синтезе аминокислот. Однако внесение бактериальных nifгенов в растительные клетки представляет очень большие трудности, так как
процесс фиксации азота требует значительных затрат энергии (АТФ) и в силу
того, что ферменты нитрогеназного комплекса не могут работать в
присутствии кислорода. Проведен перенос этих генов от азотфиксируещей
бактерии, которая приобрела способность использовать для построения
своих белков азот воздуха.
В последнее время показана возможность переноса генов бактерий в клетки
растений. Включение в геном растительных клеток бактериальных генов и
синтетических матриц для придания им новых свойств имело бы огромное
значение. Генная инженерия может в дальнейшем беспредельно изменить
возможности отдаленной гибридизации растений.
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 13 из 88
Исторический обзор развития и применения методов
селекции.
Самым длительным в истории селекции был период, связанный с
использованием
естественных
популяций
и
местных
сортов,
формировавшихся под влиянием естественного и простейших приемов
искусственного отбора. В зависимости от продолжительности и направления
действия отбора создавались популяции, часто очень хорошо
приспособленные к неблагоприятным условиям произрастания в той или
иной природно-климатической зоне: засухоустойчивые, зимостойкие,
скороспелые и т.д. Такими популяциями и местными сортами были
представлены на протяжении многих веков все возделываемые в настоящее
время сельскохозяйственные культуры.
Среди большой массы относительно скороспелых, засухоустойчивых или
зимостойких растений нередко встречались формы, существенно
различавшиеся по этим свойствам.
Путем отбора лучших растений из местных сортов-популяций были
созданы многие селекционные сорта различных культур. Исходную
популяцию, использовавшуюся в качестве лучшего сорта, подвергали
разложению на составляющие ее линии, лучшие из них отбирали,
размножали и использовали в дальнейшем как новые селекционные сорта.
Этот метод, основанный на анализе линий, из которых состоит популяция, и
отборе лучших из них, получил название аналитической селекции, а
создаваемые этим методом сорта называются линейными.
Аналитическая селекция стала первым этапом научной селекции. Она
использовала огромное разнообразие сортов-популяций, созданных
человеком за многовековую историю земледелия и оказалась исключительно
эффективной. За короткий срок в различных странах были созданы сотни и
тысячи селекционных сортов, имевших в большинстве случаев
существенные преимущества по целому ряду признаков и свойств по
сравнению с исходными сортами-популяциями.
Но
дальнейшее
повышение
требований
сельскохозяйственного
производства к селекционным сортам привело к необходимости применения
метода гибридизации. Так возникла синтетическая селекция, при которой в
одном гибридном организме достигается сочетание свойств и признаков двух
и большего количества родительских форм. Гибридизация значительно
расширила творческие возможности отбора и стала основным методом
создания исходного материала. Благодаря гибридизации человеком созданы
такие формы растений, которые в природе могли бы появиться очень нескоро
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 14 из 88
или не появиться вообще. Дав обоснование методам отбора и гибридизации,
генетика затем разработала новые методы получения исходного материала.
Так, на основе самоопыленных линий были получены гетерозисные гибриды,
значительно более урожайные, чем обычные сорта.
Широкое распространение в качестве новых источников исходного
материала получили полиплоидные формы и мутации, создаваемые в
результате искусственного мутагенеза. Появились первые полиплоидные и
мутантные сорта различных сельскохозяйственных культур.
В зависимости от биологических особенностей различных культур,
требований, предъявляемых к новым сортам, характера исходного материала
и других условий в селекционной работе могут использоваться различные
методы.
Тема: Внутривидовая гибридизация.
Гибридизация – процесс скрещивания между собой двух или большего
числа последовательно вовлекаемых в него наследственно различающихся
родительских форм. Организмы, получающиеся в результате искусственного
или естественного скрещивания и объединяющие в себе наследственные
свойства и признаки разных особей, называются гибридами.
При внутривидовой гибридизации скрещивающиеся особи принадлежат к
одному виду.
Гибридизация делится на искусственную и естественную (спонтанную).
Естественная гибридизация широко распространена в природе. Она
происходит не только между особями одного сорта, разновидности или вида,
но и между растения различных видов и родов. Например, во время цветения
при близком произрастании могут скрещиваться разные сорта мягкой яровой
пшеницы, яровая пшеница с озимой, кормовая свекла с сахарной, мягкая
пшеница с твердой, пшеница с рожью, пыреем и эгилопсом, сорго с
суданской травой и т.д.
В основе гибридизации лежат перекомбинации генов и трансгрессии. Ее
нельзя рассматривать как простое арифметическое суммирование признаков
и свойств растений. Родительские организмы передают своему потомству не
признаки, а гены в результате чего в каждом поколении гибридов признаки,
контролируемые этими генами, развиваются вновь. Так , в некоторых
случаях при скрещивании двух безостных форм пшеницы в гибридном
потомстве появляются около четверти остистых растений. Объясняется это
наличием у родительских особей рецессивных генов, определяющих
развитие этого признака. В гибридном потомстве рецессивные гомозиготы
дали начало развитие остей.
При скрещивании двух сортов ячменя, имеющих в среднем длину колоса 8
см, у некоторых растений длина колоса может достигать 10 см и более. Это
новообразование связано с трансгрессией – суммирующим действием
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 15 из 88
полимерных генов, определяющих длину колоса. При гибридизации
соответствующим образом подобранных родительских пар могут возникать
трансгрессии по самым различным хозяйственно полезным признакам:
урожайности, высоте растений, длине вегетационного периода и др.
Урожайность двух инцухт-линий кукурузы может составлять 40-50 %
урожайности исходного сорта, из которого они получены. При скрещивании
таких линий между собой урожайность гибридных растений первого
поколения достигает 130 % и более урожайности исходного сорта. В данном
случае в результате гибридизации инцухт-линий объясняется гетерозисом.
Таким образом, в результате гибридизации можно получать новые
организмы, способные не только сочетать признаки и свойства исходных
родительских форм, но и развивать совершенно новые качества.
Вопросы для самоконтроля:
1. Каковы задачи селекции как науки и отрасли сельскохозяйственного
производства?
2. Каковы достижения селекции в нашей республике и за рубежом?
3. Значение селекции как науки.
4. Каковы теоретические основы селекции?
5. Взаимосвязь селекции и семеноводства с другими биологическими
науками?
6. Назовите основные этапы селекционной работы.
Рекомендуемая литература:
1. Гуляев Г. В., Дубинин А.П. «Селекция и семеноводство» - 4-е изд.,М.: Агропромиздат, 1987.
2. Ю.Б. Коновалов «Практикум по селекции семеноводству полевых
культур».: Москва Агропромиздат 1987
Лекция № 2,3 Понятие о сорте, исходном материале и методах его
создания.
Содержание лекционного занятия:
1. Понятие о сорте.
2. Морфологические и хозяйственно-биологические признаки и свойства
сорта.
Сортом называется группа сходных по хозяйственно-биологическим
свойства и морфологическим признакам культурных растений, отобранных
и размноженных для возделывания в соответствующих природных и
производственных условиях с целью повышения урожайности и качества
продукции. Сорта сельскохозяйственных растений различаются по
происхождению и способам выведения. По происхождению они делятся на
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 16 из 88
местные и селекционные. Понятие о сорте и гетерозисном гибриде. Сорта,
получаемые путем скрещивания и отбора из гибридных популяций,
называют гибридными. Морфологические и хозяйственно-биологические
признаки и свойства сорта. Сорта народной селекции. Селекционные сорта.
Сорт и агротехника. Сорта для возделывания на различных агрофонах: по
разным предшественникам, на поливе и на богаре, при различной
обеспеченности хозяйств минеральными и органическими удобрениями и т.
д. Сорт как эффективная защита против болезней и вредителей. Сорт в общей
системе интегрированной защиты растений. Роль сорта в повышении
качества с.-х. продукции и ее сохранности в условиях длительного хранения,
в снижении потерь при уборке. Энергосберегающая и экологическая функция
сорта.
Сорт создается человеком и является средством сельскохозяйственного
производства. Сортом называется группа сходных по хозяйственнобиологическим свойствам и морфологическим признакам культурных
растений,
отобранных
и
размноженных
для
возделывания
в
соответствующих природных и производственных условиях с целью
повышения урожайности и качества продукции. При этом важно
подчеркнуть следующие основные моменты:
1. Группа растений, составляющих сорт, имеет общее происхождение. Она
представляет собой размноженное потомство одного или немногих
растений.
2. Размножая родоначальные исходные растения, в их потомстве путем
отбора добиваются сходства по хозяйственно-биологическим свойствам
и морфологическим признакам. Степень этого сходства в зависимости
от исходного материала и методов отбора может быть различной.
3. Сорт создается для возделывания в определенных природных и
производственных условиях. При наличии соответствующих природных
и производственных условий сорт должен обеспечивать получение
устойчиво высоких урожаев и качественной продукции.
Сорта сельскохозяйственных растений различаются по происхождению и
способам выведения. По происхождению они делятся на местные и
селекционные. Местными называются сорта, созданные в результате
длительного действия естественного и простейших приемов искусственного
отбора при возделывании той или иной культуры в определенной местности.
Очень много хороших местных сортов различных культур создано в
результате народной селекции. Многие из них, обладая большим
разнообразием хозяйственно-биологических признаков, служат ценным
исходным материалом для выведения селекционных сортов.
Селекционными называются сорта, созданные в научно-исследовательских
учреждениях на основе научных методов селекции. Они отличаются
значительно большей выравненностью по морфологическим признакам и
хозяйственно-биологическим свойствам: линейные сорта, сорта-клоны,
мутантные сорта и сорта гибридного происхождения.
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 17 из 88
Сорта-популяции
получают
путем
массового
отбора
перекрестноопыляющихся
или
самоопыляющихся
растений.
Они
наследственно
неоднородны.
Сорта-популяции
самоопылителей
в
большинстве случаев неоднородны морфологически и по хозяйственнобиологическим свойствам. Сорта-популяции перекрестноопылителей
благодаря постоянному перекрестному опылению отличаются высокой
выравненностью. Все местные сорта и сорта перекрестноопыляющихся
культур – сорта-популяции.
Линейными называются сорта, выведенные путем индивидуального отбора
у самоопыляющихся культур. Линейный сорт – это размноженное потомство
одного растения, поэтому он отличается высокой выравненностью по всем
признакам и свойствам. Под влиянием естественного переопыления,
механического засорения и мутации линейные сорта постепенно утрачивают
свою однородность. К линейным сортам относятся озимая пшеница
Ульяновка и Горьковчанка, яровая пшеница Лютесценс 62 и Эритроспермум
841, овес Победа и Советский, ячмень Винер и Нутанс 187, просо
Саратовское 853, Веселоподолянское 38 и ряд других.
Мутантные сорта создают путем отбора из популяций, полученных под
воздействием мутагенных факторов. Районированы мутантные сорта озимой
пшеницы Киянка, яровой пшеницы Новосибирская 67, ячменя Темп и
Минский, сои Универсал, люпина Киевский скороспелый, фасоли Санарис 75
и др.
Сорта, получаемые путем скрещивания и отбора из гибридных популяций,
называют гибридными. У самоопылителей они менее выравнены, чем у
сорта-линии. Из них иногда можно путем повторного отбора выводить новые
сорта. Почти по всем культурам большинство районированных сортов –
гибридные. Среди них озимая пшеница Безостая 1, Прибой и Одесская 51,
яровая пшеница Саратовская 46, Московская 35 и Ленинградка, овес Друг и
Славутич, ячмень Одесский 100, Носовский 9, просо Скороспелое 66 и
Саратовское 6, рис Старт и Спальчик. Иногда из гибридной популяции
отбирают не одну, а несколько морфологически однородных, но
биологически различных гибридных линий. Объединение потомства таких
линий дает гибридный многолинейный сорт. К таким сортам относятся
озимая пшеница Одесская 51, яровая пшеница Московская 35, яровой ячмень
Донецкий 4 и др. Такие сорта отличаются экологической пластичностью и
занимают большие ареалы.
Сорта-клоны получают путем индивидуального отбора у вегетативно
размножаемых растений (картофеля, топинамбура, лука и др.). Они являются
потомством одного вегетативно размножаемого растения, поэтому имеют
очень высокую степень выравненности. Изменение их происходит под
влиянием естественного мутагенеза. У картофеля к сортам-клонам относятся
Зазерский, Скороспелка 1, Майкопский и др.
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 18 из 88
Вопросы для самоконтроля:
1. Что такое сорт? Требования, предъявляемые к сорту производством.
2. Классификация сортов по происхождению и способам выведения.
3. Исходный материал, его виды и способы создания.
4. Принципы эколого-географической систематики культурных растений.
5. Учение Н.И. Вавилова о центрах происхождения и формировании
культурных растений.
6. Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости и его
значение.
7. Создание мировой коллекции сельскохозяйственных растений и
использование ее в селекции.
Рекомендуемая литература:
1. Гуляев Г. В., Дубинин А.П. «Селекция и семеноводство» - 4-е изд.,М.: Агропромиздат, 1987.
2. Ю.Б. Коновалов «Практикум по селекции семеноводству полевых
культур».: Москва Агропромиздат 1987
Лекция № 4Аналитическая и синтетическая селекция.
Содержание лекционного занятия:
1. Аналитическая селекция
2. Синтетическая селекция
Путем отбора лучших растений из местных сортов-популяций были
созданы многие селекционные сорта различных культур. Исходную
популяцию, использовавшуюся в качестве лучшего сорта, подвергли
разложению на составляющие ее линии, лучшие из них отбирали,
размножали и использовали в дальнейшем как новые селекционные сорта.
Этот метод, основанный на анализе линий, из которых состоит популяция, и
отборе лучших из них, получил название аналитической селекции, а
создаваемые этим методом сорта называются линейными.
Но дальнейшее повышение требований сельскохозяйственного
производства к селекционным сортам привело к необходимости применения
метода гибридизации. Так возникла синтетическая селекция, при которой в
одном гибридном организме достигается сочетание свойств и признаков двух
и большего количества родительских форм. Народные сорта как исходный
материал для селекции. Ценные хозяйственно-биологические свойства этих
сортов. Селекционные сорта созданные на их основе. Генетическая
рекомбинация как основа комбинативной и трансгрессивной селекции.
Подбор пар для гибридизации по принципу взаимного дополнения и по
наименьшему числу отрицательных признаков и свойств. Подбор пар по
эколого-географическому принципу. Другие принципы подбора пар для
скрещивания.
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 19 из 88
Методика и техника гибридизации. Подготовка растений к гибридизации.
Механическая, термическая и химическая кастрация. Фертильность пыльцы.
Способы хранения пыльцы. Основные способы опыления.
Вопросы для самоконтроля:
1. Что такое местный сорт, сорт-популяция, чистая линия?
2. Генетическая структура популяции и чистой линии, эффективность
проводимого в них отбора.
3. Значение естественных популяций в селекции растений.
4. Достижения аналитической селекции.
5. Что такое синтетическая селекция? Ее преимущества перед
аналитической.
6. Внутривидовая гибридизация как основной метод получения
исходного материала для селекции.
7. Типы скрещиваний.
8. Способы кастрации и опыления.
9. Методы подбора родительских пар для скрещиваний.
10.Сорта, созданные с применением внутривидовой гибридизации
Рекомендуемая литература:
1. Гуляев Г. В., Дубинин А.П. «Селекция и семеноводство» - 4-е изд.,М.: Агропромиздат, 1987.
2. Ю.Б. Коновалов «Практикум по селекции семеноводству полевых
культур».: Москва Агропромиздат 1987
Лекция № 5,6 Гибридизация. Мутагенез и полиплоидия.
Содержание лекционного занятия:
1. Гибридизация
2. Получение и идентификация полиплоидных форм растений
3. Получение и отбор мутантных форм растений
Тема: Внутривидовая гибридизация.
Гибридизация – процесс скрещивания между собой двух или большего
числа последовательно вовлекаемых в него наследственно различающихся
родительских форм. Организмы, получающиеся в результате искусственного
или естественного скрещивания и объединяющие в себе наследственные
свойства и признаки разных особей, называются гибридами.
При внутривидовой гибридизации скрещивающиеся особи принадлежат к
одному виду.
Гибридизация делится на искусственную и естественную (спонтанную).
Естественная гибридизация широко распространена в природе. Она
происходит не только между особями одного сорта, разновидности или вида,
но и между растения различных видов и родов. Например, во время цветения
при близком произрастании могут скрещиваться разные сорта мягкой яровой
пшеницы, яровая пшеница с озимой, кормовая свекла с сахарной, мягкая
пшеница с твердой, пшеница с рожью, пыреем и эгилопсом, сорго с
суданской травой и т.д.
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 20 из 88
В основе гибридизации лежат перекомбинации генов и трансгрессии. Ее
нельзя рассматривать как простое арифметическое суммирование признаков
и свойств растений. Родительские организмы передают своему потомству не
признаки, а гены в результате чего в каждом поколении гибридов признаки,
контролируемые этими генами, развиваются вновь. Так , в некоторых
случаях при скрещивании двух безостных форм пшеницы в гибридном
потомстве появляются около четверти остистых растений. Объясняется это
наличием у родительских особей рецессивных генов, определяющих
развитие этого признака. В гибридном потомстве рецессивные гомозиготы
дали начало развитие остей.
При скрещивании двух сортов ячменя, имеющих в среднем длину колоса 8
см, у некоторых растений длина колоса может достигать 10 см и более. Это
новообразование связано с трансгрессией – суммирующим действием
полимерных генов, определяющих длину колоса. При гибридизации
соответствующим образом подобранных родительских пар могут возникать
трансгрессии по самым различным хозяйственно полезным признакам:
урожайности, высоте растений, длине вегетационного периода и др.
Урожайность двух инцухт-линий кукурузы может составлять 40-50 %
урожайности исходного сорта, из которого они получены. При скрещивании
таких линий между собой урожайность гибридных растений первого
поколения достигает 130 % и более урожайности исходного сорта. В данном
случае в результате гибридизации инцухт-линий объясняется гетерозисом.
Таким образом, в результате гибридизации можно получать новые
организмы, способные не только сочетать признаки и свойства исходных
родительских форм, но и развивать совершенно новые качества.
Гибридизация – процесс скрещивания между собой двух или большего числа
последовательно вовлекаемых в него наследственно различающихся
родительских форм. Эксперементальный мутагенез как метод получения
ценных форм сельскохозяйственных растений прочно вошел в селекционную
практику. Используют как физические, так и химические мутагены.
Чаще всего для получения полиплоидов используют алколоид, колхицин, так
как он обеспечивает большой процент полиплоидных форм у всех
сельскохозяйственных культур. Краткая история мутационной селекции.
Роль мутаций в селекции. Физические и химические мутагены. Выявление
мутантов у само- и перекрестноопыляющихся и вегетативно
размножающихся культур. Сорта-мутанты и мутанты как исходный
материал. Достижения мутантной селекции.
Получение автополиплоидов в селекционных целях с помощью колхицинаи
других агентов. Выделение полиплоидов по косвенным признакам.
Цитологический контроль. Пониженная семенная продуктивность
автополиплоидов и методы её повышения.
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 21 из 88
Триплоидные гибриды сахарной свеклы и других культур. Достижения и
проблемы в селекции автополиплоидов.
Тема: Полиплоидия.
Полиплоидия значительно расширяет возможности отбора и гибридизации.
Получаемые полиплоидные формы не являются готовыми сортами, они лишь
исходный материал для селекции. Отрицательная особенность большинства
полиплоидов – пониженная плодовитость, что ограничивает их
непосредственное использование.
Изучение искусственных полиплоидов у различных растений позволило
установить следующие основные закономерности полиплоидии.
1. Растения с небольшим числом хромосом дают более жизнеспособные и
ценные полиплоиды, чем многохромосомные.
2. Перекрестноопыляющиеся
растения
лучше
отзываются
на
полиплоидию, чем самоопылители.
3. Практически более ценные полиплоиды получаются у растений,
возделываемых для использования их вегетативных органов (кормовые
растения, корнеплоды и др.), значительно большие трудности
возникают при создании полиплоидов у растений, выращиваемых на
семена.
Использование полиплоидов. Вследствие пониженной плодовитости
тетраплоидные сорта зерновых культур пока не получили широкого
применения в производстве.
Многие культурные растения создавались на основе естественной
полиплоидии, но подвергались гибридизации и длительному отбору. В
результате этого сохранились лишь наиболее приспособленные к условиям
среды формы со сбалансированным мейозом. Очевидно, этим же путем
должна идти и селекция искусственных полиплоидов.
Важно создать большое количество тетраплоидов на основе различных по
генотипу сортов для скрещивания их между собой. Практически ценно
скрещивание тетраплоидов, полученных на основе отдаленных в экологогеографическом отношении сортов, например зимостойких забайкальских,
саратовских, харьковских сортов ржи с устойчивыми к полеганию
западноевропейскими сортами.
Использование амфидиплоидов. Первые константные промежуточные
пшенично-ржаные гибриды были получены в 1921 г. в Римпау и Германии.
Их генетическая природа в то время не была установлена, и в селекции они
длительное время не пользовались. В 1918г. Г.К. Мейстер наблюдал
образование таких гибридов в естественных скрещиваниях между пшеницей
и рожью. Поскольку в одном таком гибридном организме сочетались полные
наборы хромосом двух разных родов растений – пшеницы и ржи, С.Г.
Навашин назвал их амфидиплоидами. Позднее В.Е. Писарев получил 56хромосомные яровые и озимые амфидиплоиды от скрещивания яровой и
озимой пшеницы с рожью. Очень большое значение для понимания явлений
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 22 из 88
амфидиплоидов и разработки методов преодоления бесплодия отдаленных
гибридов имели работы Г.Д. Карпеченко.
Использование триплоидов. У некоторых культур полиплоидия
используется для создания триплоидных гибридов. У таких гибридов
одновременно сочетается эффект полиплоидии и гетерозиса. Наиболее
ценные результаты этот метод дает при работе с сахарной свеклой. Он
основан на получении тетраплоидных форм этой культуры и скрещивании их
с обычными диплоидными сортами.
Наибольшие результаты в селекции сахарной свеклы за последние четверть
века получены при использовании экспериментальной полиплоидии.
Полиплоидные сорта сахарной свеклы значительно превосходят лучшие
диплоидные сорта как по урожаю корней так и по содержанию сахара.
Внедрение их в производство увеличивается с каждым годом .
Помимо высокой урожайности и сахаристости, триплоидные гибриды
сахарной свеклы отличаются повышенной устойчивостью к церкоспорозу.
Ими занято более 15 % общей площади посевов этой культуры в нашей
стране.
Тема: Искусственный мутагенез
Искусственный мутагенез – новый важный источник создания исходного
материала в селекции растений. Применении ионизирующих излучений и
химических мутагенов значительно увеличивает число мутаций. Однако
значение экспериментального мутагенеза для селекции растений было
понято не сразу.
А.А. Сапегин и Л.Н. Делоне – первые исследователи, показавшие значение
искусственных мутаций для селекции растений. В их опытах, проводившихся
в 1928-1932 гг. в Одессе и Харькове, была получена целая серия
хозяйственно полезных мутантных форм у пшеницы. Несмотря на это, к
применению экспериментального мутагенеза в селекции растений
длительное время продолжали относиться отрицательно. Лишь в конце 50-х
годов к экпериментальному мутагенезу проявили повышенный интерес. Он
был связан, во-первых, с крупными успехами ядерной физики и химии,
давшими возможность использовать для создания мутаций различные
источники ионизирующих излучений и высокореактивные химические
вещества, и во-вторых, с получением этими методами на самых различных
культурах практически ценных наследственных изменений.
Большую ценность представляют мутации, обладающие устойчивостью к
грибным и другим заболеваниям. Создание иммунных сортов – одна из
главных задач селекции, и в ее успешном решении большую роль должны
сыграть методы радиационного и химического мутагенеза.
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 23 из 88
С помощью ионизирующих излучений и химических мутагенов можно
ликвидировать отдельные недостатки у сортов сельскохозяйственных
культур и создавать формы с хозяйственно полезными признаками:
неполегающие, морозостойкие, холодостойкие, скороспелые, с повышенным
содержанием белка и клейковины.
Возможны два основных пути селекционного применения искусственных
мутаций: прямое использование мутаций, полученных у лучших
районированных сортов, и в процессе гибридизации.
В первом случае ставится задача улучшения существующих сортов по
некоторым хозяйственно-биологическим признакам, исправления у них
отдельных недостатков. Этот метод считается перспективным в селекции на
устойчивость к заболеваниям. Предполагается, что у любого ценного сорта
можно быстро получить мутации устойчивости и сохранить при этом
нетронутыми другие хозяйственно-биологические признаки. Это дало бы
возможность селекционерам быстро реагировать на расообразование
паразитов.
Метод прямого использования мутаций рассчитан на быстрое создание
исходного материала с нужными признаками и свойствами. Однако прямое и
быстрое использование мутаций при тех высоких требованиях, которые
предъявляются к современным селекционным сортам, далеко не всегда дает
положительные результаты.
Выбор исходного сорта для получения мутаций так же важен, как подбор
родительских пар при гибридизации. Для создания нужных мутаций
необходимо учитываться способность сортов к образованию тех или иных
мутаций, а также частоту их возникновения. Выявлено, что чем ближе сорта
по своему происхождению и генотипу, тем более сходны в частоте и
характере возникающих мутаций, и, наоборот, чем генетически сорта менее
родственны, тем более они различаются по мутационной изменчивости.
Таким образом, закономерности искусственного мутагенеза у различных
сортов подчиняются закону гомологических рядов в наследственной
изменчивости.
Для получения хозяйственно ценных мутаций наиболее широко
применяются гамма-лучи, лучи Рентгена и нейтроны, а из химических
мутагенов – алкилирующие соединения: этиленимин, нитрозоэтилмочевина,
этилметансульфонат и др. Концентрация химических мутагенов и дозы
ионизирующих излучений не должны быть очень высокими.
Химические мутагены обычно используют в виде водных растворов 0,050,2 %-ной концентрации при продолжительности намачивания семян от 12 до
24 ч. При этом обеспечивается лучшее выживание растений и сохранение
среди них мутаций с хозяйственно полезными признаками. Не следует
допускать большого разрыва во времени между обработкой семян и их
посевом, так как в противном случае может снизиться всхожесть и возрасти
повреждающий эффект. Чтобы снизить повреждающее действие мутагенов,
обработанные семена рекомендуется промывать в проточной воде.
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
1.
2.
3.
4.
5.
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 24 из 88
Вопросы для самоконтроля:
Значение отдаленной гибридизации для селекции.
Причины нескрещиваемости отдаленных видов и родов, методы их
преодоления.
Причины бесплодия отдаленных гибридов первого поколения и
методы восстановления их плодовитости.
Какие ученые внесли неоценимый вклад в развитие отдаленной
гибридизации?
Примеры сортов растений, созданных с помощью отдаленной
гибридизации.
Рекомендуемая литература:
1.Гуляев Г. В., Дубинин А.П. «Селекция и семеноводство» - 4-е изд.,М.: Агропромиздат, 1987.
2. Ю.Б. Коновалов «Практикум по селекции семеноводству полевых
культур».: Москва Агропромиздат 1987
Лекция № 7Методы отбора: индивидуальный и массовый.
Содержание лекционного занятия:
1. Индивидуальный отбор
2. Массовый отбор
Отбор – обязательный этап селекционной работы. Различают два основных
вида отбора: индивидуальный и массовый. При массовом отборе растения,
отобранные из популяции объединяют в один образец, но лишает
селекционера возможности проверить правильность отборов по потомству;
при индивидуальном – потомство каждого отобранного растения
испытывается отдельно. Преимущества и недостатки. Виды популяций, из
которых ведется отбор, и особенности такого отбора. Методы отбора в
зависимости от способа опыления и размножения растений. Понятие о
линии, семье, клоне. Схема одно- и многократного массового отбора.
Индивидуальный отбор из гомозиготных популяций у самоопылителей.
Отбор из гибридных популяций самоопылителей. Метод педигри. Метод
пересева. Индивидуальный отбор у
перекрестников. Индивидуальносемейный и семейно-групповой отбор. Метод половинок (резервов).
Клоновый отбор у вегетативно размножающихся растений. Выделение
элитных сеянцев в селекции многолетних плодовых культур.
Тема: Методы отбора
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 25 из 88
Учение Ч.Дарвина о естественном и искусственном отборе. Ч. Дарвин в
своей теории эволюции органического мира установил, что в основе
образования новых форм (пород и сортов) в сельскохозяйственной практике
и новых форм (разновидностей видов) в природе лежит один и тот же общий
процесс – отбор (селекция). Согласно его учению, отбор делится на
естественный,
осуществляемый
в
природе,
и
искусственный,
осуществляемый по воле человека.
Отбор основывается на изменчивости и наследственности организмов.
Человек при помощи отбора видоизменяет и развивает (совершенствует) те
признаки, которые отвечают его требованиям, создавая таким путем новые
породы животных и сорта растений. Но искусственный отбор не сводится к
простому выбору лучших форм из числа уже имеющихся в популяции. В
подавляющем большинстве случаев он предполагает постепенное
накопление и закрепление из поколения в поколение незначительных,
нередко едва уловимых различий.
Ч. Дарвин различает два вида искусственного отбора: бессознательный и
методический. На протяжении многих тысячелетий люди проводили
искусственный отбор бессознательно не ставя перед собой никакой цели. Для
размножения отбирали лучшие колосья, более крупные семена или более
вкусные коренья. Такой непреднамеренный, бессознательный отбор,
повторяясь из поколения в поколение, создавал новые культурные растения.
При методическом отборе человек заранее ставит себе цель улучшить то
или иное растении, определяет, какие признаки и в каком направлении он
будет изменять. Методический искусственный отбор стали применять только
с конца 18 века и достигли при его помощи выдающихся результатов.
Творческая роль отбора. В учении об искусственном отборе Ч. Дарвин
теоретически обобщил тысячелетнюю практику по созданию пород
домашних животных и сортов культурных растений. В своих произведениях
« Происхождение видов» (1859) и «Изменение домашних животных и
культурных растений» (1868) он проводит многочисленные примеры
совершенствования домашних животных и культурных растений путем
отбора.
Могущественное действие отбора проявилось в изменении содержания
сахара в сахарной свекле. Оно впервые было установлено в 1747 г. и
составляло тогда всего 6 %. В конце 18 века началась промышленная
переработка этого корнеплода. За два с четвертью века благодаря отбору
содержание сахара в сахарной свекле повысилось до 19-20 %, а в лучших
селекционных сортах даже до 21-22 %. Таким образом, в результате селекции
за исторически небольшой период была создана новая сахароносная
культура. В результате планомерной длительной селекции в несколько раз
увеличились клубни картофеля, а содержание крахмала в них возросло с 8 до
20 % и выше.
Творческое значение приобретает, опираясь на непрерывную и
разнонаправленную изменчивость организмов, вызываемую процессами
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 26 из 88
мутации
гибридизации.
Условия
внешней
среды
не
создают
приспособительной изменчивости организмов. Она идет в различных
направлениях в одних и тех же условиях, но отбор устраняет менее
приспособленные формы и сохраняет хотя бы в незначительной степени
более приспособленные к данным условиям организмы, численность
которых в исходной популяции будет непрерывно увеличиваться. Например,
в местности с коротким летом возникают как более скороспелые, так и более
позднеспелые формы растений, но в результате отбора будет сохраняться и
увеличиваться количество скороспелых форм и уменьшаться количество
позднеспелых, то есть формообразование постепенно пойдет в направлении
сокращения продолжительности вегетационного периода исходной
популяции. Аналогичным образом в засушливых местностях под
воздействием различных внешних условий (повышенной температуры,
ультрафиолетовых лучей, недостатка влаги в воздухе и почве и т.д.)
образуются формы и менее и более засухоустойчивые. Но отбор будет
сохранять и накапливать в популяции более засухоустойчивые формыи
отметать менее приспособленные к засушливым условиям.
Экотипы, сформировавшиеся в засушливых местностях, менее
продуктивны, чем происходящие из увлажненных зон, у них меньше размеры
колоса и более мелкое зерно. Это объясняется тем, что степень
ксероморфности и величина продуктивности растений связаны обратной
зависимостью. В засушливых районах у отдельных растений возникают
признаки повышенной продуктивности, но это снижает их стойкость к
засухе. Мелкоколосые и мелкозерные формы оказываются более
засухоустойчивыми, чем крупноколосые и крупнозерные: отбор сохраняет и
накапливает в популяции численность первых форм и устраняет вторые. В
очень редких случаях среди популяций, формировавшихся в засушливых
местностях, возникают крупнозерные формы, которые сохраняются и
вытесняют постепенно мелкозерные; значит, у них в результате проявления
наследственных особенностей (более мощной корневой системы или
повышенной фотосинтетической способности) в той или иной степени
разрывается физиологическая несовместимость высокой продуктивности и
засухоустойчивости. Такие формы представляют большую ценность для
селекции.
В условиях увлажненного климата при больших дозах удобрений идет
отбор высокопродуктивных форм, не обладающих признаками достаточно
высокой засухоустойчивости. Аналогично создаются морозоустойчивые
экотипы и сорта озимых культур.
Свойства высокой продуктивности и морозоустойчивости физиологически
трудно совместимы в одном типе растений. Западноевропейские сорта
озимой пшеницы отличаются высокой продуктивностью, но они
слабоморозостойки. Известно, что урожайность и содержание белка в зерне
также связаны обратной зависимостью: с повышением урожайности
уменьшается
процент
белка
в
зерне.
Высокопродуктивные
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 27 из 88
западноевропейские сорта пшеницы и ячменя имеют низкий процент белка.
Сорта этих же культур, созданные в засушливых степных районах, обладают
меньшей продуктивностью, но в их зерне содержится значительно больше
белка.
Физиологическая несовместимость многих важнейших хозяйственно
ценных свойств растений не абсолютна. При помощи селекции в той или
иной степени преодолевать.
Совместное действие искусственного и естественного отбора.
Оба вида отбора в селекции растений неразрывно связаны между собой.
Применяя искусственный отбор лучших растений из той или иной
популяции, селекционер обязательно должен учитывать результаты
предшествующего действия на нее естественного отбора. Из популяции,
экологически не приспособленной к данным условиям возделывания, сорт
вывести нельзя.
Подавляющее большинство селекционных сортов самоопыляющихся
культур получено из естественных и гибридных популяций в результате
однократного отбора и последующего размножения отдельных лучших
растений. Но отбор не был бы творческим методом. Если бы все его значение
сводилось только к выделению родоначальных растений будущих сортов. На
самом деле отбор обязательно включает подбор или искусственное создание
исходных популяций. Это особенно хорошо видно при использовании метода
сложной ступенчатой гибридизации, когда новый сорт создается в результате
последовательного вовлечения в скрещивания большого числа подбираемых
родительских форм и многократно повторяющегося накапливающегося
отбора.
При выведении сорта из естественной популяции однократный
искусственный отбор накладывается на результаты длительного действия
естественного отбора, в результате которого сформирован данный экотип.
Лучшие растения, отбираемые из гибридной популяции от скрещивания двух
родительских пар, могут стать родоначальниками будущего сорта только
тогда, когда хотя бы одно из них экологически приспособлено естественным
или искусственным отбором к возделыванию в условиях определенной
местности.
Эффективность отбора определяется прежде всего генетическими
различиями между особями, составляющими исходную популяцию.
Возможности отбора тем больше, чем сильнее выражена гетерозиготность по
данному признаку или свойству. По мере уменьшения гетерозиготности
эффективность последующих отборов в том же направлении снижается. Если
гетерозиготность исчерпана, действие отбора прекращается. Поэтому чем
большим числом генов определяется свойство или признак, тем длительнее
действует отбор.
Такие признаки, как остистость или безостость, красная или белая окраска
колоса, наличие или отсутствие опушения колосковых чешуй у пшеницы,
определяются одной парой генов, поэтому они закрепляются в создаваемых
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 28 из 88
сортах в результате однократного отбора. Формирование признаков
скороспелости, высокостебельковости, устойчивости к нескольким расам
какого-либо заболевания и многим другим болезням достигается в результате
длительного естественного или многократно повторяемого искусственного
отбора.
Необходимость отбора по комплексу признаков
В зависимости от поставленных перед селекционером задач отбор ведется
по отдельным, нескольким или многим признакам.
Односторонний отбор по одному какому-либо признаку без учета связи его
с другими особенностями растения может иметь отрицательные последствия,
если в результате его нарушается физиологическая слаженность процессов,
влияющих в целом на формирование продуктивности и урожайности.
Например, отбор на увеличение крупности зерна, если он одновременно не
сопровождается отбором на лучшее развитие корневой системы, может быть
безрезультатным. Повышение крупности зерна у отбираемых форм в этом
случае приведет, как правило, к снижению озерненности колоса.
Односторонний отбор на скороспелость в некоторых климатических
условиях может сопровождаться снижением продуктивности растений, а
отбор на увеличение массы корня у сахарной свеклы – уменьшением
содержания сахара и т.д. Поэтому селекцию следует вести не по одному
признаку или свойству, а комплексно.
Главные показатели, на которые необходимо обращать внимание при
отборе – урожайность (продуктивность), устойчивость к неблагоприятным
условиям возделывания (засуха, низкая температура и др.), высокое качество
продукции, устойчивость к болезням и сельскохозяйственным вредителям,
пригодность к механизированному возделыванию.
В практической селекции применяют два метода отбора: массовый и
индивидуальный. В зависимости от поставленных задач, культуры, биологии
цветения, характера исходного материала и других условий каждый из этих
методов имеет ряд вариантов.
Массовый отбор
Из исходной популяции одновременно отбирают большое число
растений – от нескольких сотен до нескольких тысяч. Обычно делают это
непосредственно в поле, выбирая из посева лучшие растения по комплексу
тех признаков, которыми должен обладать будущий сорт. Все отобранные
растения дополнительно просматривают в лаборатории для установления
типичности, отсутствия заболеваний, выполненности зерна и т.д. Растения,
имеющие какие-либо отрицательные признаки, удаляют. Урожай всей массы
растений, оставшихся после браковки, объединяют и высевают на
следующий год на одном участке. Следовательно, будущий сорт - это
потомство всей массы лучших отобранных растений.
Массовый отбор делится на однократный и многократный. В некоторых
случаях улучшение исходной популяции по требуемым признакам
достигается сразу же после одного отбора – это однократный отбор. Такой
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 29 из 88
отбор может быть результативным у самоопыляющихся культур. У
перекрестноопыляющихся растений, как правило, необходим многократный
отбор. В первый год из исходной популяции (местного сорта) отбирают
лучшие, элитные растения. Их урожай объединяют и на следующий год
высевают для повторного массового отбора. Часть семян урожая первого
отбора высевают в сортоиспытании. Здесь результаты первого отбора
сравнивают с исходной популяцией, а также лучшим стандартным
районированным сортом. Урожай повторного массового отбора используют
на посев для проведения третьего отбора и дальнейшего сортоиспытания.
Если
сортоиспытание
дало
хорошие
результаты,
организуют
предварительное размножение нового сорта и испытание его на
государственных сортоиспытательных участках. В последующие годы
работу по этой схеме продолжают в таком же порядке до получения нужных
результатов.
У сортов отдельных культур при прекращении отбора некоторые
показатели (например, сахаристость у сахарной свеклы) снижаются. Для
предотвращения этого массовый отбор проводят в течение периода
использования сорта в производстве. Это непрерывный массовый отбор.
Преимущества метода массового отбора – его простота, доступность и
быстрота проведения. Массовый отбор применяют в семеноводстве как
метод сохранения морфологических и хозяйственно-биологических
признаков выращиваемых сортов.
Одна из разновидностей массового отбора – негативный отбор, когда
отбирают не лучшие растения, а удаляют из посева худшие из них.
Негативный отбор также часто применяют в семеноводческой работе: для
прополки семеноводческих посевов озимой пшеницы от ржи, чечвицы от
плоскосемянной вики, для удаления растений, пораженных головней и т.д.
Массовый отбор дает хорошие и быстрые результаты в том случае, когда
его задачи совпадают с направлением естественного отбора. Например, если
в популяции имеются раннеспелые формы и этот признак в данной
местности решающий для получения устойчивых урожаев, массовый отбор
на скороспелость может быть очень эффективным. То же и при отборе на
зимостойкость или засухоустойчивость. Чем популяция экологически более
приспособлена к данным условиям возделывания в ходе естественного
отбора, тем лучшие результаты может дать массовый отбор. В целом он
оказывается
значительно
эффективнее
по
отношению
к
перекрестноопыляющимся растениям, чем к самоопылителям, однако в
селекции на улучшение качества продукции (повышение сахаристости,
белковости, крахмалистости) возможности этого вида отбора ограничены.
Большой недостаток метода массового отбора – невозможность проверить
отбираемые растения по их потомству. Массовый отбор стараются проводить
на участках, выравненных по рельефу и плодородию почвы. Но все равно в
общем урожае наряду с большинством наследственно ценных растений
присутствуют и такие, которые выделяются в результате положительных
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 30 из 88
модификаций, вызванных лучшим увлажнением почвы, микрорельефом и
действием других случайных благоприятных условий. В последующих
повторных отборах вследствие неоднородности условий выращивания
выбраковать такие наследственно малоценные растения очень трудно, а при
однократном отборе невозможно.
В каждой популяции в результате случайного характера изменчивости
число растений, обладающих сочетанием наиболее ценных хозяйственных
признаков, обычно очень невелико. Они могут быть значительно
продуктивнее в сравнении с большинством хороших типичных растений, но
на общем урожае всех отобранных растений ценные качества таких форм не
скажутся. Таким образом, массовый отбор не позволяет выделять из
популяций наиболее ценные в селекционном отношении формы и
реализовать их преимущества. Это второй очень большой недостаток
данного метода.
Недостатки, присущие методу массового отбора, устраняются при
использовании метода индивидуального отбора.
Индивидуальный отбор
Сущность этого метода состоит в том, что отбирают отдельные растения и
потомства каждого из них в дальнейшем размножают отдельно, то есть
исходные родоначальные растения многократно проверяют по потомству.
При этом потомство худших, случайно отобранных растений
выбраковывают, продолжая работу с лучшими из них.
Количество родоначальных (элитных) растений, выделяемых при
индивидуальном отборе, зависит от размеров исходного образца, характера
изменчивости популяции, условий и возможностей, которыми располагает
селекционер. Обычно оно составляет от нескольких сотен до 2000-3000
растений.
При работе с самоопыляющимися культурами применяют однократный
индивидуальный отбор. Исходным материалом являются естественные,
гибридные и мутантные популяции.
Из исходной популяции отбирают и раздельно обмолачивают лучшие
растения. Урожай всех оставшихся после браковки элитных растений на
следующий год высевают отдельно в селекционном питомнике. Здесь
бракуют худшие линии (семьи) и оставляют лучшие. Каждая линия (семья),
высеваемая в селекционном питомнике, получает определенный номер, под
которым она проходит все дальнейшие испытания. Все линии до присвоения
им в конце испытания наименований называют номерами.
На второй год оставшиеся после браковки номера высевают в
селекционном питомнике второго года, а лучшие из них – в контрольном
питомнике (КП), в котором также бракуют худшие и выделяют лучшие
номера. В таком же порядке лучшие номера поступают в предварительное
сортоиспытание (ПС), из него в конкурсное (КС), а затем в государственное
сортоиспытание (ГС). Одновременно с испытанием проводится
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 31 из 88
предварительное размножение самых лучших номеров (ПР) и начинается
семеноводческая работа с ними.
Метод индивидуального отбора значительно более сложен и трудоемок в
сравнении с массовым отбором. Новый сорт при индивидуальном отборе
зарождается из одного элитного растения, масса семян которого, например, у
большинства зерновых культур обычно превышает 1-1,5 г. Следовательно,
для выведения и размножения нового сорта требуется много времени. Но эти
недостатки метода перекрываются его огромным преимуществом –
возможностью оценки и сравнения отбираемых элитных растений по их
потомству на всех стадиях селекционного процесса, а следовательно, и его
высокой результативностью.
Сорта, выведенные методом индивидуального отбора, как правило, стойко
сохраняют свои хозяйственно-биологические качества во множестве
поколений. Однако это постоянство относительное.
Под влиянием расщепления, естественной гибридизации и мутагенеза у них
появляются ценные формы, и отбор их может дать новые, лучшие сорта. Для
использования таких полезных – новообразований проводят повторные
внутрисортовые отборы. В практике селекционной работы известны примеры
успешного применения повторных внутрисортовых отборов из гибридных, а
в некоторых случаях из линейных сортов. Так, путем повторного
внутрисортового отбора из сорта озимой пшеницы Безостая 4 выведен сорт
Безостая 1, из сорта яровой пшеницы Шортандинка – сорт Пиротрикс 28.
Клоновый отбор
Индивидуальный отбор в селекции растений, размножаемых вегетативно,
называется клоновым отбором. Клон – потомство одного вегетативно
размножаемого растения. Например, растения, выросшие из клубней одного
куста картофеля, будут клоном.
Клоновый отбор применяют для выведения новых сортов как на основе
гибридного материала, так и существующих сортов. Потомство одного
самого лучшего клона, если оно в процессе испытания и размножения
окажется отвечающим всем поставленным требованиям, становится сортом.
Индивидуальный отбор у перекрестноопыляющихся растений
В связи с постоянным переопылением и расщеплением сорт
перекрестноопыляющихся культур нельзя вывести путем однократного
индивидуального отбора, поэтому в селекции этих растений применяют
многократный индивидуальный отбор, когда отбор элитных растений
проводят не однократно, а повторяют несколько раз до тех пор, пока не будут
достигнуты нужные результаты. Многократный отбор может перейти в
непрерывный. В этом случае элитные растения из лучшей семьи выделяют из
года в год, пока полученный на ее основе сорт высевается в производстве.
Различие между многократным и непрерывным отборами условно, оно
зависит только от продолжительности проводимой работы. При
многократном индивидуальном отборе у перекрестноопыляющихся культур
из исходной популяции (образца) отбирают элитные растения с нужными
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 32 из 88
хозяйственно полезными признаками. Урожай из семян на следующий год
высевают раздельно по семьям на делянках в селекционном питомнике.
Семьи сравнивают между собой, худшие бракуют, из лучших снова отбирают
элитные растения для посева в селекционном питомнике следующего года.
Здесь также отбирают элитные растения, бракуют худшие растения и семьи;
лучшие семьи объединяют и используют на посев конкурсного
сортоиспытания (КС) и предварительного размножения (ПР). Дальнейшая
работа ведется в том же порядке.
При получении хороших результатов в конкурсном сортоиспытании новый
сорт передают для посева на государственные сортоиспытательные участки и
одновременно организуют семеноводческую работу. При необходимости
отбор элитных растений из лучших семей продолжают.
Таким образом, сущность данного метода заключается в последовательно
повторяемом отборе лучших элитных растений из лучших семей. В связи с
тем что индивидуальный отбор на протяжении многих лет ведут в основном
по одним и тем же показателям, результаты его могут постепенно
улучшаться. При наличии в исходной популяции гетерозиготности по
нужным признакам и свойствам и умелой работе он часто завершается
созданием нового сорта.
У самоопыляющихся и вегетативно размножаемых растений элитные
растения при индивидуальном отборе оценивают по их потомству с высокой
степеью достоверности, поскольку формирование сорта у этих культур
происходит только на основе материнской наследственности. У
перекрестноопыляющихся же растений потомство формируется в результате
переопыления, то есть на основе объединения материнской и отцовской
наследственности, и у тех или иных элитных растений оно может быть
неудовлетворительным не в результате неправильного отбора, а вследствие
переопыления их с нежелательными отцовскими формами. Поэтому в
селекционной работе с перекрестноопыляющимися культурами важно не
только правильно вести отбор элитных материнских растений, но и
подбирать такие отцовские растения-опылители, которые не ухудшали бы, а
по возможности улучшали наследственные качества потомства. В общем
виде задача сводится к необходимости контролировать отбор не только по
материнской, но и по отцовской линии.
В селекционной работе используют два основных варианта многократного
индивидуального отбора: индивидуально-семейный и семейно-групповой.
При индивидуально- семейном отборе семена каждого элитного растения
высевают по семьям на отдельных изолированных площадках. Между
площадками устанавливают такое расстояние, при котором исключается
возможность переопыления потомства одного растения в пределах семьи.
Благодаря этому быстро достигается выравнивание, то есть усиление и
закрепление тех признаков, по которым ведется отбор. В этом достоинство
индивидуально-семейного отбора. Но при этом длительном применении
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 33 из 88
данного метода наблюдается снижение продуктивности растений (депрессия)
как следствие близкородственного оплодотворения.
Отмеченный недостаток в значительной степени устраняется при семейногрупповом отборе. Отобранные родоначальные элитные растения разбивают
на несколько групп (обычно 3-4). В каждую группу подбирают семьи,
относительно сходные по хозяйственно-биологическим и морфологическим
признакам. В то же время каждая такая группа семей представляет собой
популяцию, состоящую из потомства в той или иной степени наследственно
разнородных растений.
Группы семей высевают на изолированных площадках, в пределах каждой
группы семьи высевают тоже раздельно, но рядом. Следовательно, потомства
растений различных групп между собой переопыляться не могут, но
происходит переопыление потомств растений в пределах каждой группы.
При этом методе отбора выравненность потомства достигается медленнее и
несколько труднее, но зато устраняется опасность близкородственного
переопыления и создаются достаточные возможности для накопления и
усиления тех признаков и свойств, по которым ведется отбор.
Метод половинок
При многократном индивидуальном отборе у перкрестноопыляющихся
растений, чтобы исключить нежелательное влияние отцовских родительских
форм, применяют так называемый метод половинок (остатков). Он позволяет
контролировать отбор не только по материнской, но и по отцовской линии.
Сущность его состоит в том .что урожай каждого элитного растения делят на
две части (половинки). Одну из них высевают в селекционном питомнике,
другую хранят в резерве. Семена лучших потомств, выделившихся в
селекционном питомнике, вследствие их опыления неизвестными
отцовскими формами для посева в следующем году не используют.
Селекционный питомник в следующем году засевают семенами резервных
половинок. На третий год в этом питомнике высевают семена половинок
урожая тех растений, потомства которых в предыдущем году были лучшими,
и от лучших отобранных растений вновь собирают семена, разделяя их на
две части, и т.д. При этом методе каждый цикл отбора, несмотря на его
длительность, дает более существенное изменение признака, чем каждый
цикл простого семейного отбора. Благодаря своим достоинствам он получил
широкое распространение в селекционной работе. Длительное и
систематическое применение метода половинок позволяет добиться в
популяции существенных сдвигов в нужном направлении.
Индивидуальный отбор при длительном и систематическом его проведении
позволяет добиваться в популяциях перекрестноопыляющихся растений
существенных сдвигов в желательном для селекционера направлении.
У перекрестноопыляющихся растений индивидуальный отбор можно
эффективно применять, используя гетерозис. При этом семьи, отбираемые на
высокое содержание какого-либо вещества, например сахара у сахарной
свеклы, скрещивающихся между собой для повышения продуктивности.
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 34 из 88
Многие лучшие сорта сахарной свеклы, подсолнечника, озимой ржи и других
перекрестноопыляющихся культур выведены методом многократного
индивидуального отбора.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Вопросы для самоконтроля:
Что такое естественный и искусственный отборы?
В чем заключается творческая роль отбора?
Понятие о массовом и индивидуальном отборах.
В чем недостатки и достоинства массового и индивидуального
отборов?
Опишите технику проведения отбора.
Каковы основные варианты массового отбора и их практическое
использование в селекции и семеноводстве?
Особенности
индивидуального
отбора
у
самои
перекрестноопыляющихся, и вегетативно размножаемых культур.
Сорта, полученные методами индивидуального и клонового отборов.
Рекомендуемая литература:
1.Гуляев Г. В., Дубинин А.П. «Селекция и семеноводство» - 4-е изд.,М.: Агропромиздат, 1987.
2. Ю.Б. Коновалов «Практикум по селекции семеноводству полевых
культур».: Москва Агропромиздат 1987
Лекция № 8,9 Организация и техника селекционного процесса.
Содержание лекционного занятия:
1.
2.
3.
4.
Типичность опыта при испытании сортов
Точность опыта в сортоиспытании
Принцип единственного различия в сортоиспытании
Повторность
Селекционный процесс завершается выведением сорта. Сорта создаются
для производства, поэтому во время испытания в научно-исследовательских
учреждениях им должны давать всестороннюю характеристику в
производственно достоверном полевом опыте.
Три этапа селекционного процесса: создание популяции, отбор растений –
родоначальников (сеянцев), испытание их потомств. Схема селекционного
процесса. Виды селекционных посевов: питомники, сортоиспытания и
селекционные размножения. Виды сортоиспытания: предварительное,
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 35 из 88
конкурсное, динамическое, зональное, производственное. Особенности
селекционного процесса у плодовых растений, его звенья:
коллекционный сад, селекционный питомник, селекционный сад, первичное
сортоиспытание. Типичность, точность опыта и принцип единственного
различия в селекционном процессе. Выбор и подготовка участка для
селекционных посевов и сортоиспытания.
Техника полевых работ. Посев. Уход за селекционными посевами.
Наблюдения. Оценки селекционного материала. Прямые и косвенные,
полевые, лабораторные и лабораторно-полевые, органолептические,
инструментальные, биохимические и биологические. Браковка и учет
урожая. Способы выражения градации признака или свойств в процентах, в
единицах массы, длины и т.д., в баллах.
Тема: Организация
сортоиспытание.
селекционного
процесса
и
Оценка селекционного материала
Главные показатели, характеризующие различные сорта, - их урожайность
и качество продукции. Но эти показатели, во-первых, очень сложны, так как
определяются большим числом отдельных более простых признаков и
свойств, и, во-вторых, они сильно изменяются под влиянием различных
условий выращивания. Селекционер должен хорошо представлять и
правильно оценивать слагающие элементы урожайности и качества
продукции той культуры, с которой ведется селекционная работа в
определенных условиях. Каждый год и на любой стадии селекционного
процесса необходимо точно знать, чем вызваны различия в урожайности и
качестве продукции разных сортов и селекционных номеров.
Все отбираемые в процессе селекционной работы номера и сорта называют
селекционным материалом. Различия по урожайности между сортами и
селекционными номерами могут быть обусловлены разной их
продуктивностью, неодинаковой устойчивостью к неблагоприятным
погодным
условиям,
поражению
болезнями
и
повреждению
сельскохозяйственными вредителями и т.д.
Чтобы новые, передаваемые в производство сорта ежегодно обеспечивали
стабильно высокие урожаи при хорошем качестве продукции, необходимо в
процессе их выведения оценивать селекционный материал по следующим
признакам: 1) продуктивности; 2) устойчивости к неблагоприятным
климатическим условиям возделывания (оценка на зимостойкость и
засухоустойчивость); 3) устойчивости к болезням (оценка на устойчивость к
ржавчине, головне, гельминтоспориозу, фитофторозу и т.д.) и
сельскохозяйственным вредителям; 4) пригодности к механизированному
возделыванию и уборке урожая (оценка на полегаемость и осыпаемость); 5)
качеству продукции (определение содержания белка, крахмала, жира, оценка
мукомольно-хлебопекарных качеств зерна и пшеницы и другие).
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 36 из 88
Сорта сельскохозяйственных культур должны быть экологически
пластичными, давать устойчиво высокие урожаи при меняющихся погодных
условиях, противостоять засухе, болезням и вредителям, иметь стабильное
качество продукции. Для создания таких сортов необходимо всесторонне
оценивать селекционный материал на ранних стадиях выведения сорта;
испытывать гибридные популяции и отбираемые из них линии с учетом
возможного ареала будущего сорта и его хозяйственного использования в
различных экологических и почвенно-климатических условиях, по разным
предшественникам, при разных нормах внесения минеральных удобрений и
т.д.
Признаки, по которым оценивают селекционный материал в процессе
выведения сортов, делятся на две группы: прямые и косвенные. Оценка
сортов и селекционных номеров по прямым признакам дается
непосредственно путем подсчета, взвешивания, измерения и т.д. Например,
число сохранившихся к весне растений – прямой показатель зимостойкости
сортов озимой пшеницы, а степень поражения листьев – показатель их
ржавоустойчивости.
Некоторые свойства сортов можно оценивать по косвенным признакам,
какими чаще всего являются биохимические и технологические показатели.
Например, процент и прочность клейковины – косвенные показатели
хлебопекарных качеств муки различных сортов пшеницы. Высокая
концентрация сахара в клеточном соке растений озимых культур –
косвенный признак морозостойкости сортов. Интенсивность прироста сухого
вещества растений и развитие корневой системы различных сортов зерновых
культур косвенно характеризуют их засухоустойчивость. Наличие
панцирного слоя в семянках подсолнечника служит надежным косвенным
признаком устойчивости сортов к повреждению личинками подсолнечной
моли.
Для оценки всех нужных признаков селекционных материалов используют
два метода: полевой и провокационный.
Полевой метод заключается в наблюдениях и учетах сравниваемых сортов
при посеве их непосредственно в поле. Он позволяет, как правило, давать
наиболее полную и верную оценку, поэтому является главным при изучении
любого селекционного материала. Но этот метод требует в большинстве
случаев длительного времени.
Очень часто дать оценку на устойчивость к действию какого-либо
неблагоприятного фактора не представляется возможным в течение
нескольких лет. Например, оценить селекционный материал озимых культур
на морозостойкость полевым методом можно лишь в холодную зиму, так как
только при таких условиях можно установить различие между сортами при
морозостойкости. Если же селекционный материал испытывают в годы,
благоприятные по перезимовке, то выявить морозостойкие сорта не удается.
Кроме того, сорт, отобранный селекционером за высокую продуктивность,
может впоследствии, когда его будут высевать в производстве, вымерзнуть в
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 37 из 88
первую же холодную зиму. Подобные затруднения встречаются при оценке
селекционного материала полевым методом на устойчивость к засухе,
поражению болезнями, полеганию и т.д.
Для ускорения всесторонней оценки селекционного материала на
устойчивость к различным неблагоприятным условиям одновременно с
полевым применяют провокационный метод. Сущность его состоит в том,
что на изучаемый селекционный материал в любой год преднамеренно
воздействуют тем фактором, на устойчивость к которому хотят оценить.
Провокационный метод не заменяет основной метод оценки, а дополняет его.
Но в то же время значение провокационного метода оценки в селекционной
работе так велико, что без его использования во многих случаях нельзя
вывести хорошие сорта, устойчиво дающие высокие урожаи. Его применение
необходимо при создании морозостойких сортов озимой пшеницы,
ржавчиноустойчивых сортов озимой и яровой пшеницы, заразихоустойчивых
сортов подсолнечника, фитофторо- и ракоустойчивых сортов картофеля и
т.д. Неблагоприятные условия при этом методе создают искусственно тогда,
когда они отсутствуют в естественной природной обстановке при обычном
испытании селекционного материла полевым методом.
Преимущественно провокационного метода оценки заключается в том, что
в большинстве случаев можно регулировать воздействие на растения того
или иного неблагоприятного условия в соответствии с задачами работы. Так,
при оценке сортов на морозостойкость путем искусственного
промораживания растений в камерах холодильных установок можно
регулировать температуру и продолжительность ее воздействия при любых
заданных режимах.
Современная техника позволяет в значительной степени совмещать
преимущества полевого и провокационного методов путем использования
ростовых, вегетационных камер. Такие камеры представляют собой
полностью автоматизированные установки, в которых в любое время года
можно создавать микроклимат, необходимый для испытания новых сортов.
Те условия, действие которых на растения при обычном полевом испытании
приходится изучать годами, становится возможным создавать в любое время
года и регулировать по желанию селекционера. Применение ростовых камер
позволяет получить несколько урожаев в год и тем самым ускорить
селекционный процесс.
При испытании селекционного материала очень важно в наиболее короткий
срок дать всестороннюю и точную оценку изучаемому сорту. Для оценки
устойчивости сортов и селекционных номеров зерновых злаков к
неблагоприятным внешним условиям, заболеваниям растений, а также по
степени выраженности того или иного признака, как правило, применяют
пятибалльную шкалу. Однако в последнее время многие селекционеры
переходят на международную девятибалльную систему, позволяющую
лучше дифференцировать оценку. Показатели 1-2-3-4-5 по пятибалльной
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 38 из 88
шкале соответствуют показателям 1-3-5-7-9 по девятибалльной системе
оценки.
Оценка продуктивности
Продуктивность – это средняя урожайность одного растения. Урожай с
единицы
площади
определяется
произведением
двух
величин:
продуктивности и среднего числа растений. Следовательно, продуктивность
– один из двух показателей, характеризующих урожайность сорта. На самых
ранних стадиях селекционного процесса, когда отбирают элитные растения и
в первые годы испытания их потомства, будущие сорта можно оценивать
только по продуктивности родоначальных растений. Но и позднее, когда
появляется возможность определять урожайность селекционных сортов и
номеров, оценка по продуктивности сохраняет свое значение.
Продуктивность растения у зерновых колосовых культур складывается из
числа колосоносных стеблей, среднего числа зерен в одном колосе и массы
1000 зерен. В селекции зерновых культур на продуктивность большое
внимание
уделяется
таким
физиологическим
показателям,
как
фотосинтетическая продуктивность, соотношение между фотосинтезом и
дыханием и доля зерна в общем урожае. Очень важный показатель –
распределение продуктов фотосинтеза между зерновой и незерновой частью
урожая. У короткостебельных сортов интенсивного типа доля зерна в урожае
увеличена, у них отношение массы зерна к массе соломы приближается к 1,
тогда как у высокорослых сортов оно значительно шире. Создание сортов с
урожайностью 90-100 ц\га связано с увеличением продуктивности колоса в
1,5-2 раза. Созданы линии пшеницы с массой зерна в одном колосе до 3 г.
Внимание селекционеров в последнее время привлекают растения с более
вертикальным расположением листьев. Растения пшеницы, гибридов
кукурузы и сорго с таким (эриктоидным) типом листьев меньше затеняют
друг
друга,
лучше
улавливают
солнечную
энергию,
меньше
переохлаждаются ночью. У них интенсивнее идет процесс фотосинтеза, и
они, как правило, формируют большой урожай.
Оценка селекционного материала по продуктивности очень осложняется
вследствие значительного модифицирования составляющих признаков.
Продуктивная кустистость, число зерен в колосе, масса 1000 зерен у
зерновых культур сильно изменяются под влиянием незначительных
различий в условиях выращивания (микрорельеф, увлажнение, плотность
почвы, распределение питательных веществ, глубина заделки семян и т.д.)
даже в пределах небольшого участка (вплоть до 1 м в квадрате). Часто под
влиянием названных и некоторых других факторов различия по
продуктивности между растениями одного сорта могут значительно
превосходить разницу в средней продуктивности между сортами, резко
различающимися по биологии. Поэтому для правильной оценки
селекционных номеров и сортов по продуктивности необходимо создавать в
питомниках и при сортоиспытании выравненный фон, чтобы уменьшить
влияние модификационной изменчивости.
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 39 из 88
Оценка зимостойкости
Устойчивость урожаев озимых культур в решающей степени определяется
условиями их перезимовки, которые, в свою очередь, обусловлены
агротехникой и наследственными особенностями возделываемого сорта, его
зимостойкостью. Почти во всех зонах возделывания озимых культур
периодически на той или иной площади наблюдается изреживание,
частичная или полная гибель их под влиянием неблагоприятных условий
перезимовки.
Гибель озимых при перезимовке в отдельных зонах и в разные годы
происходит от различных причин. Растения могут вымерзать в начале зимы
при отсутствии или недостаточной мощности снегового покрова, а также от
действия низких температур ранней весной после таяния снега. Очень
опасны для озимых культур зимние оттепели, сопровождающие дождями;
при этом часто образуется притертая ледяная корка, под которой растения
вымерзают или погибают от недостатка кислорода.
При резкой смене температур ранней весной верхний слой почвы от
оттаивает, то замерзает, что нередко ведет к разрыву корневой системы и
гибели растений, называемой выпиранием. В районах с большим снеговым
покровом озимые часто гибнут от выпревания. Оно происходит вследствие
усиленного дыхания растений под снегом при небольших плюсовых
температурах: растения, расходуя продукты ассимиляции, не могут их
пополнять, становятся ослабленными и очень часто поражаются грибными
болезнями – снежной плесенью и фузариозом, ускоряющими их гибель.
Выпревание чаще всего наблюдается, когда снег выпадает рано осенью на
талую землю. На пониженных элементах рельефа, где весной застаивается
талая вода, растения могут гибнуть от вымокания.
Таким образом, зимостойкость растений, то есть их способность
противостоять неблагоприятным условиям перезимовки, - очень сложный
признак, который определяется различными биологическими свойствами
растений и в то же время сильно изменяется под влиянием условий
произрастания. Зимостойкий сорт благодаря устойчивости к выпреванию в
зоне с большим снеговым покровом может оказаться незимостойким в
районах с малоснежными морозными зимами, где зимостойкость
непосредственно связана с устойчивостью растений к низким температурам.
В то же время один из самых морозостойких сортов Ульяновка неустойчив к
выпреванию и поэтому не получил распространения в местностях с большим
снеговым покровом.
При оценке селекционного материала на зимостойкость необходимо
учитывать, что в разные годы перезимовка растений складывается
неодинаково. Большое влияние на перезимовку оказывает закалка растений.
Устойчивость растений к неблагоприятным условиям тем сильнее, чем
больше в их клеточном соке накапливается осенью сахаров и сухих веществ.
Особенно хорошо закалка растений идет при ясной солнечной теплой погоде
днем и небольших отрицательных температурах ночью. В этих условиях
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 40 из 88
накапливающиеся в дневное время в результате ассимиляции сахара мало
расходуется ночью. При высокой и мало меняющейся в течение суток
температуре закалка проходит плохо.
Полевые методы оценки зимостойкости. В селекционной работе
применяют различные полевые методы оценки зимостойкости. При
длительном и систематическом их использовании, особенно при
изменяющихся по годам условиях перезимовки, они могут давать хорошие
результаты.
Глазомерная оценка перезимовки. Весной, когда растения начнут отрастать и
живые растения можно отличить от погибших, последовательно
осматривают один за другим все селекционные номера и сорта, давая
глазомерно оценку их перезимовке по пятибалльной системе. При отсутствии
следов гибели растений перезимовку оценивают баллом 5, при
незначительных повреждениях- баллом 4, при гибели примерно половины
растений – 3, больше половины – 2 и полной гибели или сохранении лишь
единичных растений – баллом 1. Так как при глазомерной оценке
устанавливают лишь относительную степень перезимовки сортов,
необходимо, чтобы весь селекционный материал оценивал один работник.
Оценка перезимовки при весеннем подсчете живых и погибших растений.
Подсчет проводят после того, как листья живых растений достаточно
отрастут, а отмирание поврежденных в зимнее-весенний период растений в
основном закончится. На концевых защитках всех повторений каждого сорта
выделяют по три пробные площадки площадью 1\6 квадратных метров.
Ширина их два рядка, длина – в зависимости от ширины междурядий.
Растения с пробных площадок выкапывают, затем подсчитывают число
живых и погибших. Средний процент перезимовавших ратсний по каждому
сорту определяют отношением числа живых растений к числу всех
выкопанных (живых и мертвых).
Метод монолитов. Это один из наиболее точных и широко
распространенных приемов оценки зимостойкости сортов. В течение зимы на
посевах каждого изучаемого сорта 3-5 раз вырубают монолиты
определенных размеров. Обычно при ручной вырубке они имеют длину 2030 см, ширину 12-15 см и глубину 10-12 см. В каждый монолит должно
попасть не менее 15 растений одного рядка. По каждому сорту берут 4
монолита. Два из них оттаивают при небольших плюсовых температурах, а
затем помещают в теплое помещение для отращивания растений. Через 15
дней подсчитывают число живых и мертвых растений и определяют
состояние перезимовки озимых на день взятия монолита. Два других
монолита без оттаивания помещают в шкафы холодильной установки для
искусственного
промораживания.
Растения
пшеницы
обычно
промораживают при температуре -22-24 градуса в течение 24 или 48 часов.
При таком режиме почти всегда удается установить четкие различия между
сортами по морозостойкости. Если требуется изучить действие на сорта
резкой смены температур во время зимних оттепелей, то монолиты в течение
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 41 из 88
3-5 дней после оттаивания держат в помещении с температурой 5-7 градусов,
а затем промораживают при температуре -10-12 градусов Цельсия.
При использовании данного метода необходимо следить за тем, чтобы
вырубленные монолиты не подвергались длительному промораживанию в
поле, их как можно быстрее нужно доставлять в лабораторию. Во время
очень сильных морозов вырубать монолиты нельзя.
Определение морозостойкости при выращивании озимых на открытых
стеллажах. Семена различных гибридов и линий высевают на открытых
стеллажах, расположенных непосредственно на поверхности земли или на
высоте 40-50 см. При этом под воздействием более низкой температуры
создаются провокационные условия, дающие возможность ежегодно изучать
морозостойкость и выявлять различия между большим числом гибридов и
линий, чего нельзя сделать в обычных полевых условиях.
К их числу относится, например, количество сахаров в растениях и их
динамика. Установлено, что у озимых зерновых культур сахара выполняют
защитную функцию. При благоприятных условиях закаливания в растениях
накапливается больше сахаров, особенно их сложных форм. Для оценки на
зимостойкость сравнивают содержание сахаров в начале, середине и
концовке зимовки. У устойчивых сортов и форм содержание сахаров более
стабильное. Для оценки устойчивости растений к низким температурам
применяют
экспресс
–
метод,
основанный
на
определении
электросопротивления тканей проростков. Этот метод позволяет за один
рабочий день определить морозоустойчивость 1000 растений. Используют и
другие косвенные признаки определения морозостойкости растений.
Оценка засухоустойчивости
Одно из важных средств борьбы с засухой – возделывание
засухоустойчивых
сортов.
Под
засухоустойчивостью
растений
подразумевается их способность наиболее продуктивно использовать воду
при высокой температуре, низкой влажности почвы и воздуха и давать в этих
условиях высокий урожай при хорошем качестве продукции.
Засуха проявляется в трех видах. Она может быть почвенной, атмосферной
и комбинированной.
При почвенной засухе количество воды в корнеобитаемом слое почвы
снижается до величины мертвого запаса. Характерная особенность
почвенной засухи – более или менее постепенное ее наступление. При этом
растения успевают в той или иной степени приспособиться к ней: отмирают
лишние побеги кущения, приостанавливается рост, сокращается испарение
воды и т.д. Все это дает возможность растениям более экономно расходовать
влагу на формирование единицы урожая. При такой засухе даже при
отсутствии осадков в течение 1,5-2 месяцев можно получить
удовлетворительный урожай засухоустойчивых сортов, особенно если в
период налива зерна засушливая погода сменяется благоприятной.
При атмосферной засухе относительная влажность воздуха падает до 1820% и ниже. Она наступает внезапно и обычно начинается сухими, жаркими
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 42 из 88
юго-восточными ветрами, сопровождающимися повышением температуры
воздуха до 38-40 градусов. В большинстве случаев атмосферная засуха
застает растения в период начала налива зерна и наносит большой вред.
Происходит так называемый запал зерна, и урожай его резко снижается.
Особенно вредоносна комбинированная засуха, при которой недостаток
влаги в почве сочетается с атмосферной засухой.
По времени действия на растения засуха может быть весенней, летней и
проявляющейся в течение всего периода вегетации. Под весеннюю засуху
обычно попадают яровые зерновые культуры в фазе всходы –кущение. Этот
тип засухи характерен для Западной Сибири. Летняя засуха проявялется
позднее, когда пшеница выходит в трубку, и продолжается в фазе колошение
– начало налива зерна. Она чаще всего наблюдается в юго-восточных
районах европейской части нашей страны.
Все культуры и сорта имеют в своем развитии так называемый критический
период, когда они оказываются особенно чувствительными к засухе. Для
большинства сортов зерновых культур таким периодом в отношении к
почвенной засухе является фаза выход в трубку – колошение. Воздушная
засуха бывает особенно вредоносной в фазе цветения – начало налива зерна.
Засухоустойчивость растений – очень сложное свойство. Она связана с
экологической приспособленностью сортов и форм к произрастанию в
определенных засушливых условиях. Поэтому ее нельзя, например,
отождествлять просто со скороспелостью на том основании, что скороспелые
сорта, быстро развиваясь, могут избегать вредоносного действия засухи.
Большим числом опытов установлено, что скороспелые формы зерновых
культур
при
раннем
наступлении
засухи
оказываются
незасухоустойчивыми.
Засухоустойчивость обусловливается физиологической слаженностью,
отрегулированностью всех процессов, происходящих во время развития
растений. Засушливые периоды вегетации так же, как и годы с засухами,
сменяются почти в любой местности благоприятными периодами и годами.
Поэтому для производства нужны сорта, экономно расходующие воду во
время засухи и хорошо отзывающиеся на увлажнение.
Оценивать селекционный материал по засухоустойчивости можно
непосредственно в поле по прямым признакам, не закладывая при этом
специальных опытов. В обычных полевых условиях за всеми изучаемыми
сортами и селекционными номерами ведут тщательные наблюдения по
засухоустойчивости, сопоставляют урожай и качество продукции сортов в
засушливые и благоприятные по увлажнению годы.
Важно установить, как влияет засуха на рост растений, величину колоса и
его озерненность, окраску листьев, быстроту их отмирания и т.д. Подобные
наблюдения и учет относительного снижения урожая различных сортов в
засушливые годы позволяют устанавливать степень их засухоустойчивости.
Например, сорта, которые испытывали большое угнетающее действие засухи
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 43 из 88
и дали в тех же условиях меньшие в сравнении с другими сортами урожаи,
менее засухоустойчивы.
Для оценки растений по отношению к почвенной засухе применяют и
косвенные методы. Один из них связан с использованием засушников.
Засушник представляет собой деревянный или легкий металлический каркас
с подвижной крышей из полиэтиленовой пленки, которую надвигают при
выпадении дождя и убирают, как только дождь кончится. Благодаря
прозрачному покрытию условия ассимиляции растений в засушниках и на
контрольных делянках отличаются незначительно.
При помощи засушников растения на части делянок полностью изолируют
от выпадающих осадков. Здесь постепенно создается почвенная засуха.
Растения находятся в естественных условиях, и оценка степени их
засухоустойчивости благодаря этому бывает довольно точной. Степень их
засухоустойчивости определяют в сравнении с урожаями контрольных,
неукрытых частей делянок. Недостаток этого метода в том, что растения,
укрываемые в засушниках от непосредственного промачивания почвы
выпадающими дождями, находятся с контрольными делянками в одинаково
благоприятных условиях по влажности воздуха.
Участок, на котором предполагается установить засушники, не должен
иметь близко залегающих грунтовых вод, иначе результаты опытов могут
сильно исказиться.
Оценка устойчивости к заболеваниям
Многие болезни сельскохозяйственных растений причиняют огромный
ущерб, снижая урожай и его качество. К ним прежде всего относятся
ржавчина пшеницы и овса, корневые гнили пшеницы и ячменя, вирусные
болезни картофеля, вилт хлопчатника и другие. В борьбе с различными
заболеваниями растений наряду с агротехническими средствами очень
большая роль принадлежит устойчивым к поражению сортам. Создание
большинство паразитов имеет огромный коэффициент размножения, к тому
же многие из них представлены в природе очень большим числом
физиологических рас. Расообразовательный процесс идет очень быстро:
возникают мутации, происходит гибридизация между различными расами, в
процессе естественного отбора создаются особо агрессивные, хорошо
приспособленные к неблагоприятным условиям высокоспециализированные
формы.
Очень часто новый сорт считается устойчивым к какому-либо заболеванию,
но при возделывании в производстве через несколько лет начинает
поражаться им. Чаще всего это бывает связано с появлением какой-либо
новой физиологической расы, на устойчивость к которой сорт не
испытывался. Это значительно осложняет создание устойчивых к
заболеваниям сортов. Так, не поражавшиеся до 1973 г. бурой ржавчиной
сорта озимой пшеницы Аврора и Кавказ с появлением нового биотипа 77
расы потеряли устойчивость к этой болезни.
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 44 из 88
При оценке сортов на устойчивость к заболеваниям необходимо учитывать
влияние на растения агротехнических и погодных условий, а также
фенофазы, в которых обычно происходит заражение.
Оценка ржавчиноустойчивости
В разных природно-климатических зонах и в разные годы ржавчина
проявляется неодинаково. При частом и сильном ее распространении
оценивать устойчивость сортов можно непосредственно в поле и по степени
их поражаемости. Если такие условия отсутствуют, применяют
искусственное заражение растений – путем опрыскивания их суспензий спор,
собираемых с пораженных сортов, из расчета 10 л суспензии на 100 кв
метров участка. Правильная оценка ржавчиноустойчивости сортов возможна
только при искусственном заражении чистыми расами.
Степень устойчивости к ржавчине определяют по проценту площади
листьев, занятой ее пустулами. Обычно для этого применяют специальные
шкалы. Кроме того, устойчивость сортов к ржавчине можно определять,
пользуясь балловой оценкой, по реакции растений на внедрение инфекции в
их ткани. Например, различные типы поражения листьев пшеницы бурой
листовой ржавчиной определяют по пятибалльной системе. Баллом 0
отмечают невосприимчивость растений, когда никаких признаков
заболевания нет, баллами 1,2,3 и 4 – соответственно очень слабое, слабое,
среднее и сильное поражения. Следует помнить, что у растений устойчивых
сортов клетки при проникновении гиф гриба отмирают. Гриб не может
развиваться в мертвой ткани и погибает вместе с пораженными им клетками
с образованием характерных некротических пятен. Способность к
образованию некрозов – важнейшее защитное свойство растений против
ржавчины.
Оценка устойчивости к головне
Потери урожая зерновых культур от пыльной и твердой головни довольно
значительны. В некоторые годы количество стеблей, пораженных головней,
может достигать несколько процентов. Кроме того, заражение зерновых
культур головней – одна из основных причин ежегодной выбраковки их
посевов при апробации из числа сортовых.
Наиболее надежное средство борьбы с головней, особенно пыльной, создание не поражающихся ею сортов. Так как биология и способы,
которыми происходит заражение растений пыльной и твердой головней,
различны, то и методы оценки устойчивости к этим видам заболеваний
неодинаковы. При оценке устойчивости сортов к пыльной головне
обязательно учитывают естественное их поражение на всех стадиях
селекционного процесса.
Искусственное заражение цветков проводят во время цветения и некоторое
время спустя после него. Растянутый период заражения служит показателем
сильной восприимчивости растений к инфекции. Наиболее распространен
вакуумный метод искусственного заражения. Он осуществляется с помощью
специального прибора – инфекционной вакуум-камеры. Вследствие очень
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 45 из 88
быстрого перепада атмосферного давления (от 760 до 250 мм ртутного
столба) суспензия спор головневого гриба быстро приникает внутрь цветков
заражаемого колоса.
Оценка устойчивости к мучнистой росе
Мучнистая роса поражает все зерновые колосовые культуры, а также
многолетние злаковые травы. У растений, листья которых поражаются
мучнистой росой, усиливается транспирация, ассимиляция же ослабляется,
вследствие этого получается щуплое зерно и значительно снижается урожай.
Наибольшую опасность мучнистая роса представляет для ячменя.
Установлено несколько специализированных физиологических рас этого
гриба.
Один из приемов оценки на устойчивость к мучнистой росе – осенний
посев селекционных номеров в теплице для самозаражения. Для
искусственного же заражения изучаемых сортов мицелий гриба с
пораженных листьев размножают на фильтровальной бумаге в чашках Петри
при температуре 10-20 градусов. Быстро образующиеся конидии используют
для заражения всходов.
При создании сортов ячменя, обладающих комплексным иммунитетом к
мучнистой росе, селекционный гибридный гибридный материал оценивают
на устойчивость ко всем известным физиологическим расам этого гриба.
Оценка устойчивости к повреждению вредными насекомыми
У насекомых, повреждающих культурные растения, специализация
выражена значительно слабее, чем у грибов, бактерий и вирусов. В
большинстве случаев то или иное насекомое повреждает все формы данного
вида растений, а часто и все виды данного рода. Так, клоп-черепашка в
одинаковой степени повреждает зерно всех разновидностей и сортов озимой
и яровой пшеницы, для саранчи не существует не только видовых или
родовых различий, но и различий между отдаленными в систематическом
отношении семействами растений. Подобные примеры не составляют
исключения. Все это очень осложняет борьбу с сельскохозяйственными
вредителями методами селекции. В то же время в результате совместной
работы селекционеров и энтомологов постепенно накопился большой
материал, свидетельствующий о различной повреждаемости отдельных
сортов разными видами вредных насекомых. Эти данные имеют
исключительно большое значение, так как дают возможность создавать сорта
полевых и других сельскохозяйственных культур, устойчивых к опасным
вредителям.
Сорта и формы растений, не повреждаемые сельскохозяйственными
вредителями или обладающие способностью компенсировать причиненные
им повреждения, называются устойчивыми. Различия в степени повреждения
разных
сортов
сельскохозяйственных
растений
обусловливаются
следующими причинами.
1. Анатомо-морфологические особенности сортов. У некоторых сортов
отдельные органы и ткани имеют такое строение, которое затрудняет
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 46 из 88
проникновение насекомого в них или препятствует повреждению. Эти
особенности связаны со строением эпидермиса, наличием кутикулы,
опушенности, воскового налета и т.д. Например, у подсолнечника
известны панцирные и беспанцирные сорта. Они различаются между
собой по анатомическому строению оболочки семянки. У панцирных
сортов в семенной оболочке между пробковым слоем и склеренхимой
имеются темноокрашенные клетки с высоким содержанием углерода,
образующие так называемый панцирный слой. Он надежно
предохраняет семянки от прогрызания их личинками подсолнечниковой
моли. Устойчивость некоторых сортов пшеницы к гессенской мухе
обусловлена тем, что на верхней стороне листьев у них имеются узкие и
мелкие бороздки, затрудняющие откладку яиц этими насекомыми.
Численность гессенской мухи на устойчивых к этому вредителю сортах,
таких, например, как озимая пшеница Киянка, снижается более чем в
1000 раз. Различная степень поражения сортов пшеницы шведской
мухой в значительной степени зависит от формы и плотности
прилегания к стеблю листового влагалища. Гибели личинок гессенской
и шведской мух во многом способствует быстрое огрубение стеблей,
наблюдаемое у ряда сортов.
2. Фенологические особенности роста и развития сортов. Различия в
прохождении фенологических фаз у разных сортов могут влиять на
степень их повреждения некоторыми насекомыми. Например, сорта
ячменя и яровой пшеницы, у которых фазы всходов и кущения проходят
раньше откладки яиц шведской мухой, меньше повреждаются этим
вредителем. Различная степень повреждения сортов гороха гороховой
зерновкой зависит о сроков цветения и образования бобов.
3. Способность
сортов
восстанавливать
рост
поврежденных
насекомыми органов и тканей или компенсировать повреждения. При
повреждении растений пшеницы личинками шведской мухи некоторые
сорта способны образовывать вторичные побеги кущения. Хорошо
кустящиеся сорта ячменя при повреждении одного стебля
компенсируют его потерю не образованием нового, а усиленным
развитием оставшихся неповрежденных стеблей.
4. Особенности биохимического состава тканей и органов различных
видов и сортов растений. Как уже отмечалось, один из самых опасных
вредителей картофеля – колорадский жук – полностью поедает растения
всех сортов и видов картофеля, кроме тех, в листьях и стеблях которых
содержится алкалоид демиссин. На этом основана селекция сортов
картофеля, устойчивых к жуку, с использованием путем гибридизации
дикого вида, который содержит демиссин и устойчив к этому
вредителю.
Повреждения растений вредными насекомыми учитывают во всех
питомниках и на посевах размножений сортов.
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 47 из 88
В годы массового распространения того или иного вредителя появляется
возможность дать более полную оценку устойчивости селекционного
материала. При этом необходимо обязательно учитывать влияние погодных и
агротехнических условий на численность насекомых и их вредоносность в
годы изучения. Степень устойчивости сортов определяют путем подсчета
среднего числа пораженных растений (стеблей) или по количеству вредных
насекомых, приходящихся на единицу площади (1 кв.м.).
Для
оценки
повреждаемости
зерновых
колосовых
культур
скрытостебельными вредителями (шведская и гессенская мухи,
зеленроглазка, стеблевая блоха и др.) проводят лабораторный анализ взятых
в поле растений. При этом определяют общее число поврежденных растений,
а также отдельно число главных и боковых стеблей у них. При
необходимости дать более быструю и точную оценку устойчивости
селекционного материала к вредителям применяют провокационные методы.
Оценка селекционного материала в связи с механизацией возделывания
и уборки урожая
Современные сорта всех полевых культур должны обладать признаками,
облегчающими комплексную механизацию их возделывания и уборки. Для
зерновых очень большое значение имеет устойчивость к полеганию.
Полегание хлебов не только затрудняет механизированную уборку урожая,
но и ведет к большим его потерям. Особенно опасно оно во время цветения
или в начале налива зерна. Устойчивость к полеганию – обязательное
требование к сортам интенсивного типа. Известно много примеров, когда
хорошо приспособленные к местным условиям сорта (высокозимостойкие и
засухоустойчивые) исключаются из производства вследствие их сильного
полегания.
Во многих случаях устойчивые и неустойчивые к полеганию сорта и
формы различаются между собой по анатомическому строению стебля.
Устойчивые, как правило, имеют более мощную склеренхимную ткань и
большую толщину междоузлий. Два первых междоузлия у многих из них
более укороченные. Листовые узлы у неполегающих сортов значительно
толще, с большим количеством пучков и сильным развитием механических
элементов. Корни у них более толстые и прочные, располагаются радиально.
У полегающих сортов корни размещаются более вертикально, механическая
ткань у них менее развита.
Оценивают устойчивость селекционных материалов к полеганию в полевых
условиях по пятибалльной шкале. Отсутствие полегания отмечают баллом 5,
слабое полегание (стебли слегка наклонены) – баллом 4, среднее полегание
(угол наклона стеблей к поверхности почвы равен 45 градусов) – баллом 3,
сильное полегание оценивают баллом 2 и очень сильное полегание, когда
механизированная уборка урожая невозможна, - баллом 1. Важно учитывать,
в какие фазы происходит полегание и наблюдаются ли в этом отношении
различия между сортами.
Оценка селекционных материалов по качеству продукции
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 48 из 88
Создавая новые селекционные сорта, необходимо оценивать селекционный
материал не только по количеству урожая, но и по его качеству. Разработаны
довольно точные методы, позволяющие определять процент белка и
технологические качества зерна пшеницы и ячменя, сахаристость корней
сахарной свеклы, содержание крахмала в клубнях картофеля, процент масла
в семенах подсолнечника, количество, длину и прочность волокна
прядильных культур и т.д. на различных стадиях селекционного процесса.
Сортовые различия по содержанию некоторых важных аминокислот (лизин
и триптофан) в белках пшениц позволили вести селекцию на улучшение
качества белка у этой культуры. Очень важное значение имеет селекционная
работа на улучшение аминокислотного состава белков кукурузы. Известны
формы кукурузы Опейк-2 и Флаури-2, в зерне которых намного больше
лизина и триптофана, чем у распространенных в производстве сортов и
гибридов. Считается, что замена у кукурузы неполноценного белка
полноценным обеспечила бы такой же экономический эффект, какой был
получен в результате внедрения в производство гибридной кукурузы.
Важнейшие признаки, характеризующие качество зерна пшеницы
следующие: количество белка и клейковины, прочность клейковины, а также
наличие витаминов, зольность, активность ферментов амилазы и протеазы.
Именно от них прежде всего зависят питательность, вкусовые качества и
внешний вид хлеба. Клейковиной называют комплекс белковых веществ –
глиадина (44%) и глютенина (41 %), содержащихся в зерне. Сырая
клейковина выделяется при промывании теста водой, во время которого
удаляется большая часть крахмала, отрубей и растворимых веществ. Для
механической отмывки клейковины создан целый ряд отечественных и
зарубежных приборов.
Качество хлеба во многом зависит от технологических свойств муки, одним
из которых является сила муки. Сорта мягкой пшеницы, из муки которых
выпекается высококачественный хлеб, называются сильными. Зерно сильных
пшениц характеризуется высокой стекловидностью (у краснозерных сортов
не менее 70 %, у белозерных не менее 60 %), повышенным содержанием
белка (не менее 14 %) и сырой клейковины (в муке первого сорта не менее 32
%), а также хорошими технологическими качествами (объемный выход хлеба
из 100 г муки не менее 550 мл; внешний вид и пористость мякиша не менее 4
баллов). При испытании физических свойств теста упругость должна быть не
менее 80 мм, отношение упругости теста к его растяжимости от 0,8 до 2,0 и
удельная работа деформации 1 г теста (собственно сила муки) – не менее 280
единиц альвеографа (еа).
Важнейшее качество зерна сильных пшениц – его способность при
смешивании в количестве 20-40 % с зерном обычных сортов давать муку
таких же технологических свойств, как и в чистом виде, поэтому сорта
сильных пшениц называют сортами - улучшителями.
Среди районированных сортов яровой пшеницы – самый лучший по
технологическим свойствам муки – сорт Саратовская 54. Он выделяется
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 49 из 88
стабильно высоким содержанием белка в зерне, объемным выходом хлеба,
лучшей его пористостью. Качество клейковины у него выше, чем у
Саратовской 29. В сухие и влажные годы этот сорт устойчиво сохраняет
высокие показатели сильной пшеницы.
Прямой связи между содержанием белка, клейковины и силой муки нет.
Количество белка и клейковины – это признаки, очень сильно изменяющиеся
под влиянием условий выращивания. Они в большей степени зависят от
уровня агротехники, в частности от количества и сроков внесения удобрений.
Технологические свойства муки, ее сила – это признак генетический. Не
количество, а качество клейковинных белков, их компактность определяют
силу муки.
Все сорта должны быть сильными генетически, иметь хорошую прочную
(эластичную) клейковину. Наблюдается отчетливая отрицательная
корреляция между урожайностью и содержанием белка и клейковины. С
увеличением урожая количество протеина и клейковины уменьшается,
поэтому очень важно создавать высокоурожайные сорта с высоким
содержанием клейковины. В условиях орошения необходимо выращивать
сильные пшеницы.
На силу муки отрицательное влияние оказывают многие условия. Сильные
по своей природе сорта пшеницы теряют силу муки при повреждении зерна
клопом-черепашкой, прорастания зерна в валках и на корню, при поражении
растений ржавчиной, полегании и образовании большого количества
подгона. Для получения высококачественного зерна сильных сортов
необходимо выполнять все агротехнические требования, разработанные для
выращивания пшеницы по интенсивной технологии в условиях той или иной
природно-климатической зоны.
Качество зерна пшеницы характеризуется следующими основными
внешними признаками:
 стекловидность (определяется на разрезе зерна по внешнему виду или
на специальном приборе – фотоэлектрическом диафоноскопе;
включение мучнистых белых вкраплений в зерне стекловидных
пшениц – отрицательный признак);
 форма зерна (лучшей считается бочонкообразная, она свойственна
пшенице);
 глубина бороздки (с увеличением глубины бороздки выход муки
уменьшается).
Хлебопекарные качества и силу муки сортов и селекционных иатериалов
оценивают в технологических лабораториях. Эта работа включает
следующие основные этапы.
1. Определение набухаемости и скорости осаждения муки в слабом
растворе уксусной кислоты (метод седиментации). Для работы этим
методом достаточно 2-5 г зерна, которое размалывают на
специальной микромельнице. Непосредственно для анализа берут
навеску муки от 0,5 до 3.2 г. Набухаемость муки определяют на
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 50 из 88
шкале прибора по величине осадка: если осадок равен 5 мл, то
качество муки высокое, при величине осадка от 3,1 до 5 мл – среднее
и при 3 мл – низкое.
Метод седиментации – ориентировочный. Его применяют на первом этапе
оценки селекционных номеров, когда в распоряжении селекционера имеется
небольшое количество зерна. Он позволяет освободиться лишь от заведомо
слабых пшениц.
Образцы, имеющие набухаемость свыше 5 делений шкалы, в дальнейшем
для определения силы муки проходят всестороннюю оценку с
использованием более точных приборов и методов.
Высокая производительность седиментационного метода (два человека за
рабочий день проводят около 100 анализов) позволяет анализировать
большое число образцов.
2. Определение свойств теста (водопоглотительной способности и
времени тестообразования). На этом этапе силу муки устанавливают
значительно достовернее, чем на предыдущем.
Определяя свойства теста, фаринограф по каждому испытываемому образцу
вычерчивает карту – фаринограмму. Основной показатель фаринограммы –
время от окончания образования теста до начала его размножения. Тесто
должно долго выдерживать замес, чтобы из него мог получиться хороший
хлеб. Набухаемость муки отличной, но если тесто не выдерживает
длительного замеса, качество хлеба будет низким.
У сильных пшениц время до начала разжижения теста должно быть не
менее 7 мин. Для работы на фаринографе обычно требуется навеска теста 50
г, но существуют микрофаринографы, для которых достаточна навеска всего
10 г.
3. Определение эластичности клейковины, ее способности к
растяжению под влиянием воздуха. Это свойство клейковины определяют на
альвеографах. В прибор запрессовывают навеску теста из 5 г муки.
Альвеограф автоматически вычерчивает карту-альвеограмму, важнейший
показатель которой – удельная работа деформации 1 г теста, измеряемая в
джоулях.
Слабые сорта пшеницы имеют силу муки менее 280 еа. У сильных пшениц
этот показатель в зависимости от условий выращивания колеблется в очень
больших пределах: от 280 до 1000 еа.
3. Пробные выпечки хлеба из изучаемых образцов пшеницы. В
специальных лабораторных печах выпекают небольшие хлебцы.
Микровыпечки делают из 5 г муки, выпечки полумикрометодом – из
70 г. Хлебцы, полученные в результате пробных выпечек из
различных образцов, сравнивают между собой и с лучшими
стандартами по хлебопекарным качествам: объемному выходу,
внешнему виду, пористости мякиша и т.д.
Окончательную оценку качества зерна и муки изучаемых образцов дают,
учитывая данные, полученные на всех четырех этапах работы.
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 51 из 88
Тема: Организация и техника селекционного процесса
Селекционный процесс завершается выведением сорта. Сорта создаются
для производства, поэтому во время испытания в научно-исследовательских
учреждениях им должны давать всестороннюю характеристику в
производственно достоверном полевом опыте. Это означает, что если новый
сорт по урожайности превышает старый, районированный по данным
сортоиспытания, например, на 4 ц\га, то и в производственных условиях эта
прибавка должна иметь примерно такую же величину. Чтобы получить
производственно достоверные результаты при испытании сортов,
необходимо на всех стадиях селекционного процесса обеспечивать
типичность опыта и соблюдать принцип единственного различия.
Типичность опыта при испытании сортов. Изучение и испытание сортов
в селекционно-опытных учреждениях должны проводиться в условиях,
максимально приближенных к тем, в которых в дальнейшем предполагается
эти сорта выращивать. Типичными, то есть характерными для будущей зоны
возделывания сорта, должны быть как почвенно-климатические, так и
производственно-агротехнические (предшественники, способы посева,
применение удобрений и т.д. ).
Точность опыта в сортоиспытании. На одном участке определенной
площади испытывают несколько сортов или селекционных номеров. Каждый
из них высевают на небольшой делянке, составляющей небольшую часть
площади этого участка. Как бы хорошо ни был убран участок для
сортоизучения, в пределах его всегда будут некоторые различия по рельефу,
почвенному плодородию, засоренности и т.д. Поэтому урожай любого сорта,
высеваемого на одной делянке, всегда в той или иной степени будет
отличаться от того урожая, который был бы получен, если сорт размещали на
всей площади участка сортоиспытания. Степень соответствия полученного в
сортоиспытании урожая какого-либо сорта предполагаемому, который он
мог бы дать на всем этом участке, называется точностью опыта.
Принцип единственного различия в сортоиспытании. При испытании
сортов и селекционных материалов все агротехнические условия должны
быть для них одинаковыми (почвенное плодородие, обработка почвы, норма
высева, глубина заделки семян, способ вспашки и т.д.). Единственное
различие в таком опыте – норма реакции разных сортов (их
наследственность)
на
одинаковые
производственно-агротехнические
условия. Изучаемый фактор в сортоиспытании один – сорт. При соблюдении
этих принципов результаты сортоиспытания будут точными и
производственно достоверными.
Участок, на котором предполагается проводить сортоиспытание, должен
быть типичным для данной местности по рельефу, почвенному покрову и
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 52 из 88
предшествующей агротехнике, выравненным по почвенному плодородию и
другим показателям в такой степени, чтобы ошибки в оценке сортов
вследствие неодинаковых условий были наименьшими, а точность опыта –
достаточно высокой. Все сорта нужно размещать по одному
предшественнику, одинаковыми на всей площади участка должны быть
обработка и система удобрения, рельеф горизонтальным или с небольшим
уклоном в каком-либо одном направлении.
Несмотря на все меры, принимаемые для повышения точности опытов при
сортоиспытании и проведении селекционно-опытных посевов, они всегда
сопровождаются ошибками, обусловленными несовершенством или
неисправностью используемых приборов и машин, субъективностью в
оценке сортов, неоднородностью микрорельефа, почвенного плодородия и
т.д.
Существует много различных способов повышения точности опыта при
изучении селекционных материалов. Большинство из них связано с
размерами, формой, направлением, размещением и повторностью делянок
при изучении сортов.
Для зерновых культур лучшим соотношением ширины и длины сторон
делянок в питомниках и сортоиспытаниях считается от 1:20 до 1:50, для
пропашных культур лучше всего подходят однорядковые делянки. При
удлиненной форме делянок улучшается использование техники. При этом
возможен посев за один проход сеялки, а уборка – за один проход комбайна.
Размеры делянок для закладки того или иного питомника или
сортоиспытания
устанавливают в зависимости от пестроты почвенного
плодородия,
назначения
питомника,
биологических
особенностей
возделываемой культуры и агротехники. Общая, или посевная, площадь
делянки подразделяется на учетную, которую учитывают при изучении и
определении урожайности сорта в сортоиспытании и неучетную – защитную
площадь по обеим длинным сторонам посевной площади.
В течение длительного времени лучшими для сортоиспытания культур
сплошного посева считались делянки площадью 50- 100 кв.м. С созданием
малогабаритных машин во многих селекционных центрах сортоиспытание
яровых зерновых культур проводят на делянках площадью 10 кв.м., а озимых
– 25 кв.м. В селекционных питомниках размер делянок зависит от количества
семян и может быть очень небольшим. В некоторых питомниках применяют
однорядковые делянки длиной 1 м.
Точность опыта в сортоиспытании можно повысить, увеличивая не только
площадь делянки, но и число повторностей делянок, засеваемых одним и тем
же сортом.
Повторность – число делянок каждого сорта – позволяет получать
контрольные показания урожайности сорта в разных местах участка, на
котором ведется сортоиспытание. Часть площади сортоиспытания,
включающая полный набор сортов, называется повторением. С увеличением
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 53 из 88
числа повторностей точность опыта повышается, причем гораздо быстрее,
чем при увеличении размеров делянки.
Размеры делянок, число повторностей и форму делянок определяют,
исходя из конкретных условий (характер участка, назначение питомника,
количество семян и т.д.). На участках, неоднородных по почвенному
плодородию и микрорельефу, размеры делянокуменьшают, а число
повторностей увеличивают и наоборот.
Сортоиспытание проводят, как правило, в четырех-, шестикратной
повторности. При большем числе повторностей точность опыта возрастает
незначительно.
Чем больше испытывается сортов, тем труднее разместить делянки всего
опыта и даже одного повторения в пределах участка, однородного по
плодородию и микрорельефу; кроме того, делянки одного и того же сорта по
площади участка накладываются неравномерно. Для устранения этих
недостатков применяют метод блоков, при котором все изучаемые сорта
(50,100 и более) группируют в отдельные самостоятельные блоки. В каждом
блоке высевают сорта-контроли, общие для всего сортоиспытания данной
культуры.
Достоверность результатов сравнения сортов и селекционных материалов
зависит от способа распределения делянок в сортоиспытании или питомнике.
Существуют два способа размещения повторений: в один ярус (ряд) и в два и
большее количество ярусов (рядов). При этом необходимо соблюдать
следующие требования:
1) соседние делянки должны соприкасаться между собой своими
длинными сторонами;
2) делянки одного и того же сорта нельзя размещать близко как в
горизонтальном, так и в вертикальном положении;
3) необходимо, чтобы каждый сорт охватывал все разнообразие
почвенного плодородия в пределах участка, избранного для
сортоиспытания; в одном повторении все сорта по возможности
нужно размещать в более однородных условиях по почвенному
плодородию, рельефу и агрофону;
4) сорта одного повторения размещают только в одном ярусе;
5) нельзя располагать рядом сорта, значительно различающиеся по
продолжительности вегетационного периода, мощности развития
надземной массы и корневой системы.
Для повышения точности опыта во всех селекционных испытаниях
высевают сорта-контоли. Контролем называют сорт, с которым сравнивают
по урожайности и другим хозяйственно-биологическим признакам все
другие испытываемые сорта или селекционные номера. Такой сорт является
единицей сравнения. В качестве контроля обычно используют лучший сорт,
районированный и возделываемый в хозяйствах данной области или зоны.
Контрольный сорт можно также использовать для повышения точности
проводимого опыта, в этом случае его называют стандартом.
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 54 из 88
Для размещения делянок в повторениях сортоиспытания чаще всего
применяют систематический метод, при котором порядок следования
сортов в каждом повторении устанавливают по заранее составленной схеме,
предусматривающей последовательное размещение сортов (1, 2 ,3, 4, 5, 6 – 1ое повторение; 1, 2, 3, 4, 5, 6 – 2-ое повторение и т.д.) или ступенчатое (1, 2,
3, 4, 5, 6 -1-ое повторение; 4, 5, 6, 1, 2, 3 – 2-ое повторение).
Техника полевых работ
Обеспечение наиболее полной сравнимости изучаемых сортов и
селекционных материалов – одно из важнейших требований организации
селекционного процесса. Все работы в селекционных питомниках и на
участках
сортоиспытаний
нужно
проводить
одновременно
и
высококачественно. Навоз и минеральные удобрения (однородные по
составу) распределяют на участке равномерно и заделывают на одинаковую
глубину. При разбивке делянок нужно следить, чтобы на них не попадали
свальные и развальные полосы.
Посев – одна из наиболее ответственных работ при сортоизучении. Для
посевов в селекционных питомниках и на участках сортоиспытаний
применяют тракторные навесные сеялки, ручные сеялки и сажалки. Любой
питомник и участки сортоиспытания должны быть засеяны в течение одного
дня. Необходимо особенно тщательно следить за равномерностью высева и
глубиной заделки семян. Очень большое значение имеют подготовка и
проверка семенного материала, расчет норм высева, установка сеялки.
Уход за селекционными посевами. Селекционные посевы нужно содержать
в образцовом порядке. За ними проводят тщательный и своевременный уход
с соблюдением полного единообразия для всех испытываемых сортов.
Дорожки в сортоиспытаниях и питомниках должны быть рыхлыми и
чистыми от сорняков и иметь такую ширину, которая позволяла бы
проводить механизированный уход за посевами.
Физические наблюдения имеют большое значение при изучении
селекционных материалов. Для оценки сортов очень важно знать время
наступления и длительность различных фаз, а также общую
продолжительность вегетационного периода – от полных всходов до полной
спелости. Отмечают начало и конец каждой фазы: начало, когда 10 % , а
конец, когда 75 % общего числа растений на делянке вступило в данную
фазу. Фенологические наблюдения на посевах сортоиспытания или любого
питомника должен выполнять один человек в одно и то же время суток.
Для учета густоты стояния растений на делянках сортоиспытания во всех
повторениях после появления полных всходов выделяют и закрепляют
пробные площадки. На каждой делянке по диагонали на равных расстояниях
выделяют 3 (у яровых) или 4 (у озимых) пробные площадки, при сплошном
посеве культур они составляют два смежных рядка, а при широкорядном –
один рядок. Выделенные рядки фиксируют колышками. Число растений на
пробных площадках подсчитывают дважды – в фазе полных всходов и перед
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 55 из 88
уборкой (для определения степени изреживаемости сортов за период
вегетации).
Проведение выключек на делянках. Несмотря на все меры, принимаемые
для высококачественного проведения работ и по охране селекционных
посевов, иногда урожай на отдельных небольших частях делянки того или
иного повторения по случайным причинам резко снижается (посев, поклев
птицами, повреждение сельскохозяйственными вредителями и т.д.). В этих
случаях из учетной площади делянки перед самой уборкой урожая делают
выключки, которые представляют собой площадки, имеющие форму
квадрата или правильного прямоугольника.
Защитные полосы. Чтобы избежать постороннего влияния на учетные
делянки со стороны граничащих с ними участков и повреждения их,
устраивают защитные полосы. Они делятся на окаймляющие, краевые и
концевые. Окаймляющие защитные полосы имеют ширину 2-3 м, они
отделяют участок, занятый сортоиспытанием или каким-либо питомником,
от других опытов или посевов. Краевые защитные полосы выделяют по
концам повторений, примыкающих к дорогам. Они имеют такую же ширину,
как и учетные делянки. Концевые защитные полосы – это небольшие
площадки, отделяемые по длинной стороне делянок.
Уборка и учет урожая. Для уборки сортоиспытаний, питомников и
размножений зерновых культур используют малогабаритные самоходные
комбайны «Сидмастер», «Сампо» и др. Принимаются необходимые меры по
предотвращению всех видов потерь урожая и смешения сортов. Урожай
сортов приводится к одинаковой влажности (для зерновых культур 14 %).
В селекционном процессе применяется общепринятая система записей
наблюдений и форм учета и селекционных материалов: посевные ведомости,
журналы фенологических наблюдений, каталоги исходного материала и
другая документация.
Селекционные севообороты
На селекционных посевах и участках сортоиспытания строго соблюдается
установленное в севообороте для всех сортов культур нужно создавать
оптимальные условия, при которых они в полной мере могут выявить свои
наследственные возможности. В то же время селекционный севооборот в
своих основных звеньях должен быть достаточно типичным для принятого в
данной области (зоне) чередования культур. Например, если озимую
пшеницу в производственных условиях высевают преимущественно по
черному пару, то и сортоиспытание должно проходить в таких же условиях.
В тех районах, где колхозы и совхозы перешли на возделывание этой
культуры по занятым парам, в селекционном севообороте сортоизучение ее
следует выполнить по аналогичным предшественникам.
Иногда необходимо давать оценку сортам озимых культур при
возделывании и по чистым и по занятым парам. Для этого в селекционном
севообороте должно быть два вида пара: чистый и занятый.
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 56 из 88
При определении размера полей селекционного севооборота нужно
учитывать необходимость уравнительных посевов для каждой культуры в
следующем году. Это достигается двумя способами: каждой культурой
засевают два поля – на одном размещают опытные посевы, на другом
размножают лучшие сорта ее (уравнительные посевы); каждое поле делят на
две равные части – на одной размещают селекционные, на другой уравнительные посевы. Примерная схема селекционного севооборота при
размещении селекционных и уравнительных посевов на одном поле
следующая.
Чистый пар
Озимая пшеница
Селекционные посевы
уравнительный посев
(размножение сортов)
Зерновые бобовые
Уравнительный посев
селекционные посевы
(размножение сортов)
Яровая пшеница
Селекционные посевы
уравнительный посев
(размножение сортов)
Овес или ячмень
Уравнительный посев
селекционные посевы
(размножение сортов)
Селекционные посевы и их назначение
Селекционный материал необходимо оценивать на разных стадиях работы,
но количество семян, имеющееся в распоряжении селекционера на
различных этапах селекционного процесса, неодинаково. В гибридных и
селекционных питомниках оно измеряется граммами, в сортоиспытании
достигает нескольких килограммов. Это определяет последовательность
прохождения селекционного материала, методику оценки и испытания его на
различных стадиях работы.
Различают три основных вида селекционных посевов.
1. Питомники. В большинстве питомников вследствие недостатка семян
селекционные номера высевают на небольших делянках, поэтому здесь,
как правило, оценивают только продуктивность.
2. Сортоиспытания. Проводят оценку новых сортов в условиях,
приближающихся к производственным.
3. Размножение перспективных сортов. Оценка и размножение
выведенных сортов с сохранением сортовой чистоты.
Высевая новые перспективные сорта, необходимо добиваться получения
высокого коэффициента размножения семян (КР). Коэффициентом
размножения называется отношение количества полученных в урожае семян
к количеству высеянных.
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 57 из 88
Для
получения
высоких
коэффициентов
размножения
семян
перспективных сортов применяют широкорядные способы посева, вносят
большие дозы удобрений, проводят поливы и т.д.
Виды питомников
Питомники бывают четырех основных видов: исходного материала
(коллекционные и гибридные); селекционные; контрольные; специальные.
Коллекционные питомники служат для первичного изучения нового
материала и отборов для закладки селекционных питомников. В них обычно
высевают 200-300 образцов каждой культуры, а иногда и больше.
В один год могут быть высеяны не все сорта, а часть их, например 1\2 или
1\3. В каждом образце культуры сплошного посева 500-1000 семян, а
пропашных – 100-200 семян или клубней.
Площадь делянки для зерновых культур обычно равна 1-5 кв.м., для
пропашных – 10-20 кв.м. Посев, как правило, без повторностей, контроль
размещают через 10-20 номеров.
Гибридные питомники предназначены для оценки гибридных популяцих и
отбора, начиная с F2, лучших элитных растений для закладки семей
селекционного питомника. Высевают семьи первого и последующих
поколений всех гибридных комбинаций.
Размер делянки зависит от количества семян в каждой комбинации. Посев
без повторностей. Для по каждой комбинации высевают родительские
формы.
В селекционных питомниках проводят первоначальную оценку (по
продуктивности, содержанию жира, белка, технологическим качествам
зерна) и отбор лучших потомств отдельных элитных растений для
дальнейшего изучения и размножения.
Высевают от нескольких сот до нескольких тысяч линий и гибридных
семей. Число высеваемых семян и площадь делянки различны и зависят от
урожайности исходных элитных растений. Через каждые 5-10 номеров
высевают контроль.
В контрольных питомниках оценивают по урожайности отобранные в
предыдущем питомнике селекционные номера, осуществляют контроль за
правильностью отбора элитных растений по элементам продуктивности
путем оценки их потомства по урожайности на небольших делянках. Обычно
высевают от 100 до 200 селекционных номеров, а в некоторых научноисследовательских учреждениях, где работу ведут в большом масштабе – до
600-700 номеров. В этом случае испытание ведут, группируя селекционные
номера в две серии, закладывая соответственно первый и второй
контрольные питомники. Например, в первом контрольном питомнике
высевают 200, во втором – 400 номеров. Посев проводят специальными
селекционными сеялками точного высева.
Площадь делянки обычно 10 кв.м., по зерновым культурам при большом
числе номеров часто делянка имеет площадь 2-5 кв.м. Повторность двух-,
четырехкратная, через 5-10 номеров высевают контроль.
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 58 из 88
К специальным питомникам относятся провокационные питомники для
оценки отбираемых селекционных номеров на устойчивость к заболеваниям
при искусственном заражении. Их закладывают параллельно основным
питомникам – селекционным и контрольным.
Работу с самоопыленными линиями с использованием ЦМС ведут на
отдельных изолированных площадках, также являющихся питомниками
специального назначения.
Сортоиспытание в процессе выведения сортов и гибридов
Известно 4 вида сортоиспытаний: предварительное, конкурсное,
производственное и специальное.
Предварительное сортоиспытание. Лучшие селекционные номера,
выделенные в контрольном питомнике, здесь впервые получают название
сортов, которые и проходят первоначальное испытание. Обычно испытывают
не менее 25-300 сортов, а при большем масштабе работы 100 и более. В этом
случае испытание ведут по сериям. Одну из них размещают в первом
предварительном сортоиспытании, а другую – во втором. Сеют весной
тракторной сеялкой с принятой в производстве нормой высева. Площадь
делянки обычно равна 10-25 кв.м. Повторность четырехкратная. Контроль
высевают через 5-10 сортов.
Конкурсное испытание. Из большого набора сортов, испытывавшихся в
предварительном сортоиспытании, самые лучшие поступают в конкурсное
сортоиспытание. Здесь им дает основную оценку по комплексу
хозяйственно-биологических признаков, сравнивают между собой и с
лучшими сортами других селекционно-опытных учреждений. Сорта,
успешно выдержавшие конкурсное испытание и показавшие неоспоримые
преимущества по урожайности в сравнении с контролем и лучшими сортами
других научно-исследовательских учреждений, ценные для данной зоны,
передают в государственное сортоиспытание.
Результаты конкурсного сортоиспытания обязательно подвергают
статистической обработке.
Производственное сортоиспытание. Его проводят для хозяйственной
оценки самых лучших перспективных сортов, которые намечают передать в
государственное сортоиспытание. Сравнивают, как правило, два сорта:
перспективный и лучший районированный. Их высевают на делянках
площадью 1-2 га в двух повторениях с соблюдением всех условий, типичных
для производства данной зоны.
Специальное сортоиспытание. Его организуют в том случае, когда
необходимо дать оценку сортов по признакам, которые не могут быть
выявлены достаточно полно при испытании их в обычных условиях, или
когда требуется дать характеристику сортов по реакции на особые условия
выращивания. С этой целью проводят сортоиспытание на разных агрофонах,
динамическое, зональное (экологическое) и некоторые другие.
Сортоиспытание на разных агрофонах. Чтобы установить реакцию сортов
на орошение и выявить лучшие из них для возделывания в этих условиях,
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 59 из 88
сравнивают один и тот же набор специально подобранных сортов при поливе
и без него (в богарных условиях).
Динамическое сортоиспытание. У некоторых культур (картофель, кукуруза
на силос и др.) бывает очень важно определить не только конечный валовой
урожай, но и выяснить ход его накопления в течение вегетации. В селекции
ранних сортов картофеля наибольшую ценность представляют дающие
наивысший урожай в самые ранние сроки уборки. При селекции кукурузы
для центральных и северных областей также очень важно знать динамику
накопления сухого вещества у разных гибридов по фазам вегетации. Для
этого и применяют динамическое сортоиспытание, при котором урожайность
сортов и гибридов определяют при различных сроках уборки: ее начинают с
определенной даты или фазы и проводят в несколько сроков через
определенное число дней. В связи с этим площадь делянки динамического
сортоиспытания увеличивают в 1,5-2 раза по сравнению с обычной.
Экологическое сортоиспытание. Для всесторонней и быстрой оценки
новых, наиболее ценных сортов в различающихся экологических условиях их
испытывают в других научно-исследовательских учреждениях. Обычно
такие сорта высевают по типу конкурсного сортоиспытания для сравнения со
своими новыми сортами и сортами, районированными в данной зоне.
Результаты зонального сортоиспытания используют при составлении плана
государственного сортоиспытания и для оценки состояния селекционной
работы в различных научно-исследовательских учреждениях.
Способы ускорения селекционного процесса. В процессе селекционной
работы новый сорт зерновых культур проходит длительный путь от отбора
родоначального элитного растения до районирования. На это затрачивается
обычно не менее 10-12 лет. Для ускорения селекционного процесса и
сокращения сроков испытания применяют различные приемы и методы
работы. Прежде всего важно правильно подбирать родительские формы для
скрещивания. Для выращивания двух-трех гибридных поколений в год
используют теплицы, посев яровизированными семенами, а для повышения
коэффициента размножения семян – широкорядные разряженные посевы с
уменьшенной нормой высева в условиях высокого агрофона. Для этих же
целей применяют, когда предоставляется возможность, вегетативное
размножение и клонирование растений. Необходимо проводить испытания и
оценку селекционных номеров на провокационных фонах на
морозостойкость, засухоустойчивость, устойчивость к болезням и
вредителям.
Особенно выдающиеся номера можно испытывать и размножать, минуя
отдельные звенья принятой схемы селекционного процесса. Следует
организовать предварительные размножение семян особенно ценных
номеров параллельно с конкурсным в государственном и экологическом
сортоиспытаниях.
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 60 из 88
Большое значение для ускорения селекционного процесса имеют
селекционный комплекс. Используя их, удается ускорить процесс выведения
новых сортов на 2-3, а по некоторым культурам на 4 года.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Вопросы для самоконтроля:
Что такое типичность, точность опыта и принцип единого
различия в селекции?
Назначение рекогносцировочных и уравнительных посевов.
Каковы способы повышения точности опыта?
Методы размещения делянок в повторностях.
Механизация работ в селекционном процессе.
Требования, предъявляемые к технике полевых работ в селекции
(посев, уход, уборка, учет урожая и т.д.).
Виды селекционных питомников и их назначение.
Виды сортоиспытаний, их назначение и способы проведения.
Основные приемы ускорения селекционного процесса.
Рекомендуемая литература:
1.Гуляев Г. В., Дубинин А.П. «Селекция и семеноводство» - 4-е изд.,М.: Агропромиздат, 1987.
2. Ю.Б. Коновалов «Практикум по селекции семеноводству полевых
культур».: Москва Агропромиздат 1987
Лекция № 10,11 Государственное испытание и охрана селекционных
достижений.
Содержание лекционного занятия:
1. Задачи и организация государственного сортоиспытания
2. Производственное испытание сортов, проводимое государственными
сортоучастками
3. Порядок включения новых сортов в государственное сортоиспытание
4. Районирование сортов.
Задачи государственно сортоиспытания с.-х. культур состоит в том, чтобы
давать всем испытываемым сотом и гибридом сельскохозяйственных культур
всестороннюю, объективную и точную оценку и отбирать наиболее
урожайные и ценные по качеству и другим признакам сорта и гибриды для
их районирования и внедрения в производство. Система государственного
сортоиспытания: Испытание сортов на хозяйственную годность, охрана
селекционных достижений, ведение Государственного реестра селекционных
достижений,
выдача
патента
и
авторского
свидетельства.
Конкурентоспособность селекционных достижений: новизна, отличимость,
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 61 из 88
однородность, стабильность. Срок действия патента в зависимости от
культуры. Классификация сортоучастков по используемой производственной
базе и характеру работы. Методика и техника сортоиспытания. Наблюдения,
учеты и анализы прииспытании сортов на сортоучастках на хозяйственную
годность. Испытание селекционного достижения на отличимость,
однородность, стабильность. Организация и порядок обеспечения
сортоучастков семенами само- и перекрестноопыляющихся культур.
Создание собственных семенных и страховых фондов на сортоучастках.
Конечный результат работы всей системы государственного сортоиспытания
– определение районов распространения новых сортов, то есть их
районирование.
Тема:
Государственное
сортоиспытание
районирование сортов и гибридов
и
Задачи и организация государственного сортоиспытания. Чтобы лучше
использовать достижения селекции, сорта, создаваемые в научноисследовательских учреждениях, необходимо окончательно оценить и
определить районы их будущего возделывания. Этим занимается
государственное сортоиспытание. Оно представляет собой независимую от
селекционно-опытных учреждений систему всесторонней оценки новых
сортов сельскохозяйственных культур для правильного их размещения на
территории страны.
Главная задача государственного сортоиспытания состоит в том, чтобы
давать всем испытываемым сортам и гибридам сельскохозяйственных
культур всестороннюю, объективную и точную оценку и отбирать наиболее
урожайные и ценные по качеству и другим признакам сорта и гибриды для
их районирования и внедрения в производство.
По характеру работы госсортоучастки делятся на следующие виды:
полевых культур (неорошаемые, орошаемые – на мелиорированных землях);
овощных культур; субтропических культур (неорошаемые и орошаемые);
специальные (фитопатологические и энтомологические). Большое внимание
в государственном сортоиспытании уделяется вопросам агротехники сорта.
На сортоиспытательных станциях испытывается широкий набор сортов.
Любая административная территория (область, край, республика) включает
районы, в той или иной степени различающиеся в почвенно-климатическом
отношении.
В пределах одной области, но в разных ее зонах могут районироваться
разные сорта одной и той же культуры. Каждый сортоучасток или
сортоиспытательная станция обслуживает 4-5 административных районов, а
иногда и целую зону районирования. Административное и методическое
руководство работой сортоучастков на территории области осуществляет
областная инспекция по сортоиспытанию во главе с инспектором. Инспекция
непосредственно
подчиняется
Госкомиссии
по
сортоиспытанию.
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 62 из 88
Большинство сортоучастков работает на базе совхозов и крестьянских
хозяйств.
Сортоучастки имеют небольшой штат постоянного персонала:
заведующий, помощник заведующего и 2-3 технических работника. Совхоз
(колхоз) по договору с сортоучастком выполняет все полевые работы,
выделяет необходимое количество рабочих и сельскохозяйственной техники.
Все работы, связанные с сортоиспытанием, хозяйствам оплачивает
сортоучасток по утвержденным для них нормам выработки и расценкам.
Для сортоиспытания и размножения новых сортов хозяйство выделяет
постоянный земельный участок, на котором вводится свой севооборот. Вся
работа по сортоиспытанию ведется по единой методике, утвержденной
Госкомиссией по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур.
Испытываемые сорта сравнивают с лучшим, районированным в данной
области (зоне) сортом, который берут в качестве контроля (стандарта).
Повторность в опытах шестикратная. Учетная площадь делянки, как правило
100 кв м. При использовании малогабаритной техники размер делянок по
ряду культур составляет 25 и даже 10 м кв. Сорта получают всестороннюю
оценку по комплексу хозяйственно-биологических признаков: урожайности,
качеству продукции, устойчивости к заболеваниям и вредителям,
пригодности к механизированному возделыванию.
Государственное сортоиспытание зерновых культур на каждом сортоучастке
проводят в течение трех лет, а технических культур – 3-4 года.
Одновременно с основным испытанием на делянках лучшие, наиболее
перспективные сорта испытывают в течение 2-3 лет в производственных
условиях. После этого ценные сорта районируют, а неперспективные
снимают с дальнейшего испытания. В исключительных случаях допускается
районирование особенно ценных сортов после двухлетнего испытания.
Производственное испытание сортов, проводимое государственными
сортоучастками
Правильное и быстрое определение пригодности нового перспективного
сорта для производства устанавливают в результате производственного
сортоиспытания. По итогам одно-, двухлетнего испытания на делянках
сортоучасток организует испытание нового перспективного сорта в
хозяйствах своей зоны. В одном хозяйстве испытывают один сорт. Его
сравнивают с районированным стандартным сортом без повторностей.
Площадь опытной делянки для зерновых культур 2-4 га, для картофеля - 1-2
га.
Испытывают сорта на сортоучастках при высокой агротехнике. Благодаря
этому большинство сортоучастков получает высокие урожаи всех
сельскохозяйственных культур, сорта которых они испытывают. Средняя
урожайность зерновых культур на сортоучасток нашей страны на всей
площади посева почти в 2 раза выше, чем в колхозах и совхозах.
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 63 из 88
Сортоучастки размножают семена новых перспективных сортов и передают
их для посева тем хозяйствам, на базе которых они работают, а также
окружающим колхозам и совхозам.
Порядок включения новых сортов в государственное сортоиспытание
Выведенный селекционно-опытным учреждением сорт может быть передан
в государственное сортоиспытание, если он значительно превосходит по
урожайности (по зерновым культурам не менее чем на 2 ц\га) старый,
районированный в данной зоне стандартный сорт, не уступает ему по
качеству продукции и другим хозяйственно полезным признакам, а также в
том случае, если значительно превосходит старый районированный
стандартный сорт по качеству продукции или другим полезным признакам
при равной с ним урожайности.
Новые сорта передают в государственное сортоиспытание по данным
трехлетнего конкурсного испытания в своем научно-исследовательском
учреждении и одно-, двухлетнего производственного испытания. При
передаче нового сорта в государственное сортоиспытание ему присваивают
название, на него представляют характеристику (описание) по установленной
форме, где приводят результаты испытания и указывают требования сорта к
агротехнике. Прилагают фотографии репродуктивных органов растения,
оригинальные семена (плоды). Одновременно образец семян нового сорта
передают в ВИР.
Ко времени передачи нового сорта в государственное сортоиспытание
научно-исследовательское учреждение должно иметь достаточное
количество семян для проведения испытания на других сортоучастках и в
производственных условиях. По зерновым и зерновым бобовым культурам
требуется примерно 15-20 ц семян.
В первый год все сортоучастки получают семена нового сорта
непосредственно от научно-исследовательского учреждения, в котором он
выведен. В последующие годы для посева сортов самоопыляющихся культур
используют семена, выращенные на сортоучастке.
Семена сортов перекрестноопыляющихся культур сортоучастки получают
ежегодно от селекционно-опытных учреждений своей области (края), или их
размножение организуется на одном из сортоучастков для рассылки всем
другим сортоучасткам, испытывающим данный сорт.
Районирование сортов
Конечный
результат
работы
всей
системы
государственного
сортоиспытания – определение районов распространения новых сортов, то
есть их районирование.
Установлен следующий порядок районирования новых сортов.
Сортоучасток по данным основного и производственного сортоиспытания
составляет годовой отчет о своей работе. Результаты сортоиспытания
рассматривают сначала на совещании специалистов и руководителей
хозяйств зоны обслуживания сортоучастка, а затем на областном
агрономическом совещании, созываемом областным агропромышленным
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 64 из 88
комитетом (АПК) и областной инспекцией по сортоиспытанию
сельскохозяйственных культур.
Областное агрономическое совещание разрабатывает проект сортового
районирования на следующий год, вносит предложения по снятию сортов с
испытания и исключению из числа районированных или прекращению
первичного семеноводства. Окончательное решение по этим вопросам
выносит АПК.
Результаты
работы
Госкомиссии
по
сортоиспытанию
сельскохозяйственных культур свидетельствуют о высоком уровне развития
селекции в нашей стране. Для всех основных почвенно-климатических зон
выведены, районированы и внедрены в производство приспособленные к
местным условиям высокоурожайные и ценные по качеству продукции сорта.
Вместе с тем результаты государственного сортоиспытания указывают на
необходимость улучшения работы по некоторым важным направлениям
селекции отдельных культур: на устойчивость к заболеваниям,
засухоустойчивость, зимостойкость озимых культур, качественный состав
продукции, пригодность для возделывания по индустриальным технологиям
и т.д.
Вопросы для самоконтроля:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Задачи государственного сортоиспытания.
Условия и порядок включения новых сортов В госсортоиспытание.
Структура государственного сортоиспытания и типы госсортоучастков.
Методика конкурсного государственного сортоислытания.
Методика производственного государственного сортоиспытания.
Порядок и принципы районирования сортов.
Что такое перспективный и дефицитный сорт?
Рекомендуемая литература:
1.Гуляев Г. В., Дубинин А.П. «Селекция и семеноводство» - 4-е изд.,М.: Агропромиздат, 1987.
2. Ю.Б. Коновалов «Практикум по селекции семеноводству полевых
культур».: Москва Агропромиздат 1987
Лекция № 12,13Введение. Семеноводство как наука и отрасль сельского
хозяйства.
Содержание лекционного занятия:
1. Задачи и организация семеноводства
2. Основные этапы развития семеноводства
Семеноводство – специальная отрасль сельскохозяйственного производства,
занимающаяся массовым размножением сортовых семян при сохранении их
чистосортности, биологических и урожайных качеств. Схемы и методы
производства элиты самоопыляющихся, перекрестноопыляющихся и
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 65 из 88
вегетативно размножаемых культур. Особенности производства семян
многолетних
кормовых
культур.
Семеноводческие
питомники.
Индивидуальный и массовый отборы. Методы ускоренного получения элиты.
Требования, предъявляемые к семенам элиты. Роль сортопрочисток в
оздоровлении семенного и посадочного материала. Значение биотехнологии
в получении высококачественной элиты.
Понятие (определение) термина «промышленное семеноводство». Принципы
организации
семеноводства:
специализация
возделывания
сельскохозяйственных культур с учетом семеноводческой специфики и
создание современной базы послеуборочной обработки и хранения семян.
Роль научно-производственные объединений в организации семеноводства.
Развитие индустриальной базы семеноводства по обработке, хранению и
подготовке семян к посеву с учетом концентрации их производства.
Создание основных и переходящих фондов семян.
Тема: Общие основы семеноводства
Задачи и организация семеноводства
Семеноводство – специальная отрасль сельскохозяйственного производства,
занимающаяся массовым размножением сортовых семян при сохранении их
чистосортности, биологических и урожайных качеств. Оно решает две
взаимосвязанные между собой задачи. Первая – размножение
высококачественных сортовых семян новых, вводимых в производство
сортов до размеров, определенных потребностью колхозов и совхозов
области или нескольких областей, составляющих зону районирования.
Однако в процессе массового размножения и длительного возделывания
сорта ухудшаются, что ведет к снижению их урожайности. Отсюда вторая
задача семеноводства – сохранение сортовых качеств семян возделываемых в
производстве районированных сортов. В соответствии с этим в
семеноводстве осуществляется сортосмена и сортообновление.
Сортосмена – это замена в производстве на основе результатов
государственного сортоиспытания старых сортов новыми, более
урожайными, лучшими по качеству продукции. Сортосмена – одно из
наиболее
эффективных
средств
повышения
урожайности
сельскохозяйственных культур.
Для обеспечения высокой эффективности сортосмены необходимо
ускоренно размножать новые сорта и проводить ее в сжатые сроки – раз в 4-5
лет на всей площади районирования. Лишь в этом случае будет решена
основная задача семеноводства – быстрая и наиболее полная реализация
достижений селекции. При таком быстром переходе на посевы новых
районированных сортов хозяйства получают от них наибольшую выгоду.
Недопустимо затягивать сортосмену на длительные сроки, так как сорт
может оказаться устаревшим и будет заменяться другим, так и не достигнув
размеров площадей, отведенных ему сортовым районированием.
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 66 из 88
Сортообновление - это замена семян, у которых при размножении
ухудшились сортовые и биологические качества, лучшими семенами того же
сорта.
Переход полностью на сортовые посевы, замена менее урожайных сортов
более урожайными, а также посев высококачественными семенами дает
очень большой экономический эффект – урожай и валовые сборы зерна
могут быть увеличены на 20-25 %. Велико значение сорта и как средства
снижения затрат на производство единицы продукции и ее себестоимости.
Урожайные качества сортов проявляются только при посеве
высококачественными семенами. Подготовкой таких семян, как и
внедрением в производство лучших сортов, и занимается семеноводство.
Достоинства посевного материала оцениваются по посевным и сортовым
качествам семян.
Посевные качества семян определяются их чистотой (степень
засоренности), энергией прорастания, всхожестью, влажностью, массой 1000
семян и степенью зараженности болезнями и вредителями, а сортовые
качества – сортовой чистотой (чистосортностью) и типичностью.
Чистосортность – это отношение числа стеблей основного сорта к общему
количеству развитых стеблей данной культуры, выраженное в процентах.
Только при высокой сортовой чистоте семена наиболее полно передают по
наследству все свои качества и признаки, в том числе и высокую
продуктивность.
Высококачественные семена должны обладать высокой сортовой чистотой,
так и хорошими посевными качествами. Нередко при размножении семян
наблюдаются отклонения показателей их качества в сторону ухудшения.
В переделах этих норм семена по посевным качествам делятся на три
класса, а в зависимости от их чистосортности – на три категории. Наиболее
высокие показатели посевных и сортовых качеств имеют семена первого
класса и 1 категории. Семена, соответствующие по посевным качествам
требованиям ГОСТа, называются кондиционными.
На семеноводческих посевах должны использоваться семена первого
класса, на производственных – первого и второго классов. Использование
семян третьего класса допускается лишь в исключительных случаях.
Сортовые качества семян во многом зависят и от числа их пересевов. Так,
исходные
семена,
выпускаемые
селекционно-семеноводческими
учреждениями для дальнейшего размножения в производстве, называются
элитными, или элитой. Это лучшие семена данного сорта, поступающие в
производство, которые наиболее полно передают его сортовые, то есть
наследственные качества и признаки. К элите предъявляются очень высокие
требования. Эти семена должны иметь наивысшую, почти 100%-ную
сортовую чистоту (допустимая примесь других сортов не более 0,3 %) и
посевные качества не ниже первого класса, не иметь поражений болезнями,
отличаться хорошей выполненностью и выравненностью, а также высокой
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 67 из 88
массой 1000 семян, сохранять преимущественно по урожайности над
другими семенами данного сорта.
Семена, получаемые при последующем ежегодном размножении элиты,
называются репродукциями. Первый пересев элиты дает 1 репродукцию,
пересев 1 репродукции – 1, 2 – 3 и т.д. Чем ниже репродукция семян, тем
более их качество отличается от элитных семян.
При сортообновлении семена 5 и более низких репродукций заменяют
лучшими семенами – элитой, 1 репродукцией того же сорта.
Основные этапы развития семеноводства
Начало развитию семеноводства было положено декретом «О
семеноводстве», подписанным В.И. Лениным 13 июня 1921 г. Началось
организованное размножение сортовых семян.
В 1923 г. была создана Государственная сеть сортоиспытания, в 1924 г.
введена апробация (одобрение) сортовых посевов, в 1926 г. учрежден
государственный контроль за качеством семян, в 1929 г. проведено первое
районирование сортов, в 1934 г. утверждены первые ГОСТы на сортовые
семена зерновых культур.
По мере развития сельскохозяйственного производства развивалось
совершенствовалось семеноводство в нашей стране. Улучшению
семеноводства во многом способствовали постановления, направленные на
устранение недостатков в его организации и укрепление материальнотехнической базы семеноводства.
Причины ухудшения сортов
Выведенный сорт, переданный в производство, довольно стойко сохраняет
свои наследственные качества в ряде поколений. Но в процессе длительного
размножения в производственных условиях присущие данному сорту ценные
хозяйственно-биологические
признаки
постепенно
ухудшаются,
урожайность его снижается. Обусловливается это как механическим
засорением семян, так и биологическими изменениями сорта вследствие
расщепления, появления мутаций, переопыления.
Механическое засорение – одна из основных и наиболее опасных причин
ухудшения сортовых качеств сортов.
Засорение семенами других сортов (сортовое) и культур (видовое)
возможно при посеве, уборке, перевозке, плохой организации работ на току и
при хранении семян, а также при неправильном подборе предшественника.
В семенных посевах наиболее опасна примесь других видов и родов,
например засорение озимой пшеницы рожью, мягкой пшеницы – твердой,
овса – овсюгом и ячменем, ячменя – овсом и пшеницей и т.д. Такие примеси
трудно отделимы при сортировании зерна.
Биологическое засорение происходит от переопыления высеваемого сорта с
другими сортами и формами, когда между ними отсутствует
пространственная
изоляция.
Особенно
опасно
оно
для
перекркстноопыляющихся культур.
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 68 из 88
Расщепление и появление мутаций особенно часто наблюдаются в сортах
гибридного происхождения вследствие их гетерозиготности по тому или
иному признаку. Возникающие в результате расщепления новые формы при
последующем размножении могут привести к нежелательному засорению
посевов основного сорта. К этому же приводят и появляющиеся в посевах
мутации.
Увеличение заболеваемости растений. Болезни, поражающие полевые
культуры, чаще всего передаются через семена. С каждым пересевом число
пораженных растений быстро нарастает, что может привести к выбраковке
посевов из числа сортовых, хотя сортовая чистота в этом случае может быть
достаточно высокой.
Условия выращивания также влияют на урожайные качества семян, поэтому
на семеноводческих посевах следует ежегодно применять семеноводческую
агротехнику,
способствующую
формированию
высококачественного
посевного материала.
В производственных условиях путем сортовых прополок, всех доступных
способов снижения и ликвидации заболевания растений, а также улучшением
условий выращивания растений стараются предотвратить процесс
ухудшения сорта, но полностью избавиться от ухудшения посевных и
сортовых качеств семян практически невозможно.
Организация производства сортовых семян и системы семеноводства
Селекционно-семеноводческая работа в нашей стране ведется на основе
единой централизованной государственной системы, объединяющей
выведение (селекция), испытание (государственное сортоиспытание) и
районирование новых сортов, массовое их размножение при сохранении
биологических и урожайных качеств (собственно семеноводство), заготовки
и контроль за сортовыми (апробация) и посевными (семенной контроль)
качествами семян. Основные звенья системы селекции и семеноводства и их
задачи можно представить в следующем виде.
1. Селекция – выведение новых сортов в селекционных центрах и других
научно-исследовательских учреждениях.
2. Сортоиспытание и районирование – объективная всесторонняя оценка
сортов и гибридов на сортоучастках Государственной Комиссии по
сортоиспытанию сельскохозяйственных культур и установление
районов их производственного использования.
3. Семеноводство – массовое размножение сортов и гибридов с
сохранением их сортовых и урожайных качеств. Производство семян
элиты и 1 репродукции в научно-исследовательских учреждениях и
последующих репродукций в специализированных семеноводческих
хозяйствах, семеноводческих бригадах и отделениях колхозов и
совхозов.
4. Заготовка и реализация сортовых семян- заготовка, хранение и
реализация сортовых семян семеноводческими хозяйствами и
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 69 из 88
заготовительными организациями. Создание необходимых страховых и
переходящих (по озимым культурам) семенных фондов для госресурсов.
5. Сортовой и семенной контроль – проверка сортовых и семенных
свойств семян, проводимая во всех хозяйствах и семенных
государственных инспекциях.
Таким образом, семеноводческая работа проводится в общей системе
селекции и семеноводства, но последнее в то же время имеет свою
собственную систему. Система семеноводства – это группа
взаимосвязанных
производственных
единиц,
обеспечивающих
в
соответствии с государственным планом потребность страны в
высококачественных сортовых семенах какой-либо культуры или групп
культур. В системе семеноводства обеспечивается контроль за сортовыми и
посевными качествами семян, в ее задачу входят заготовки и снабжение
высококачественными сортовыми семенами всех колхозов и совхозов.
Систему семеноводства следует отличать от схемы семеноводства. Схема
семеноводства- это группа питомников и семенных посевов, в которых в
определенной последовательности путем отбора и размножения
осуществляется процесс воспроизведения сорта. В одной и той же системе
семеноводства эта работа может проводиться по разным схемам. Система
семеноводства предусматривает организацию производства сортовых семян,
в то время как схема семеноводства определяет приемы и методы, на основе
которых обеспечивается выращивание семян с высокими сортовыми и
урожайными качествами.
Организация производства сортовых семян той или иной культуры или
группы культур строится с учетом ряда факторов: биологических
особенностей культуры, площадей, занимаемых ею в производстве, норм
высева и урожайности, организационных и технических условий и т.д.
Опытно-производственные
хозяйства
научно-исследовательских
учреждений и учебно-опытные хозяйства сельскохозяйственных вузов
производят семена элиты и 1 репродукции районированных и
удовлетворение потребности в них специализированных семеноводческих
хозяйств, семеноводческих бригад и отделений крупных колхозов и совхозов
для сортосмены и сортообновления.
Специализированные семеноводческие хозяйства, созданные на базе
лучших совхозов с высокой культурой земледелия, размножают полученные
семена с таким расчетом, чтобы обеспечить потребность колхозов и совхозов
обслуживаемой зоны в сортовых семенах для производственных посевов и
заготовки их в государственные ресурсы.
Вопросы для самоконтроля:
1. Понятие о семеноводстве как науке и отрасли сельскохозяйственного
производства.
2. Основные задачи семеноводства.
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 70 из 88
Каковы основные объекты семеноводства?
Факторы, определяющие урожайные свойства семян.
Причины ухудшения сортов и меры их предупреждения.
Сортообновление и сроки его проведения.
Эффективность использования положительных модификаций в
практике семеноводства.
8. Понятие о сортосмене. Значение ускоренного внедрения новых сортов
в производство.
9. Основные причины медленного внедрения новых сортов в
производство и меры по их устранению.
10.Приемы повышения коэффициента размножения семян.
11.Произведите расчеты площадей семенных участков для зерновых
культур в своем хозяйстве.
12.Каковы важнейшие постановления правительства по улучшению
семеноводства в стране?
13.Что такое промышленное семеноводство?
14.Основные принципы его организации.
15.Значение страховых, переходящих фондов и государственных ресурсов
семян.
16.Особенности организации производства семян зерновых, масличных
культур и трав на промышленной основе в РБ.
17.Основные типы специализации семеноводства.
18.Система семеноводства зерновых, зернобобовых и крупяных культур в
РБ.
19.Что собой представляют системы семеноводства многолетних трав,
льна-долгунца, картофеля и кормовых корнеплодов в РБ?
3.
4.
5.
6.
7.
Рекомендуемая литература:
1.Гуляев Г. В., Дубинин А.П. «Селекция и семеноводство» - 4-е изд.,М.: Агропромиздат, 1987.
2. Ю.Б. Коновалов «Практикум по селекции семеноводству полевых
культур».: Москва Агропромиздат 1987
Лекция № 14Сортосмена и сортообновление.
Содержание лекционного занятия:
1.Сортосмена
2. Сортообновление
3. Производство семян элиты
Сортосмена – это замена в производстве на основе результатов
государственного сортоиспытания старых сортов новыми, более
урожайными, лучшими по качеству продукции. Сортосмена – одно из
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 71 из 88
наиболее
эффективных
средств
повышения
урожайности
сельскохозяйственных культур.
Сортообновление – это замена семян, у которых при урожайных сортов более
урожайными, а также посев высокачественными семенами дает очень
большой экономический эффект – урожай и валовые сборы зерна могут быть
увеличены на 20-25 %.
При сортообновлении семеноводческие посевы должны быть обеспечены
семенами элиты. Производство элиты требует высокой квалификации
работников, поэтому выращивание ее поручено научно-исследовательским
учреждениям и сельскохозяйственным вузам. Методы и схемы производства
элиты различны в зависимости от культуры, сорта и условий зоны.
Получают элиту с использованием ряда приемов: интенсивный отбор
лучших растений и семян по урожайности и другим ценным качествам,
выращивание растений в условиях оптимального агрофона, обеззараживание
их от возбудителей болезней и вредителей. Главный из этих приемов –
индивидуальный и массовый отбор, которые сохраняют типичность сорта.
Сортосмена
Селекционно-опытные учреждения непрерывно создают новые сорта и
гибриды сельскохозяйственных культур, которые, как правило, существенно
превосходят старые, распространенные в производстве по урожайности и
другим хозяйственно ценным свойствам. В связи с эти проводят сортосмену.
Каждый период сортосмены представляет собой как бы более высокую
ступень, качественно новый этап совершенствования той или иной
сельскохозяйственной культуры. Так, анализ роста урожайности различных
сортов озимой пшеницы, последовательно сменявших друг друга.
Современное семеноводство все больше характеризуется быстрым
размножением новых высокоурожайных и ценных по качеству продукции
сортов. Быстрая сортосмена – важнейшая задача семеноводческой работы.
Темпы сортосмены – главный показатель уровня организации семеноводства.
Опыт показывает, что там, где хорошо организовано изучение новых
сортов в экологическом и государственном сортоиспытаниях и размножению
перспективного сорта уделяется большое внимание до его районирования,
дальнейшее размножение его идет быстро. Но очень часто новые
районированные сорта размножают и внедряют в производство медленно.
Вследствие этого теряется время и снижается возможность использования
урожайных свойств новых сортов.
Медленная сортосмена служит показателем плохой семеноводческой
работы. Хозяйства, не используя в полной мере более высокую урожайность
новых районированных сортов, упускают возможность получения
добавочного урожая и увеличения валовых сборов сельскохозяйственных
культур. Следует также иметь в виду, что возбудители болезней растений,
очень скоро приспосабливаются к новым сортам. При быстром размножении
и внедрении в производство на больших площадях новых устойчивых сортов
их использование может быть более продолжительным, и вредоносность
заболеваний значительно снижена.
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 72 из 88
При правильно налаженной работе, особенно в начальный период, можно
быстро размножить семена, чтобы полностью обеспечить колхозы и
провести
сортосмену.
Это
подтверждает
опыт
ряда
научноисследовательских учреждений по ускоренному размножению новых
высокопродуктивных сортов. Сортосмена должна опираться на быстрое
сортоиспытание и правильное районирование новых сортов.
Семеноводство дефицитных и перспективных сортов и гибридов.
Дефицитными называют сорта, по которым в зоне, где они районированы
недостаточно семян для посева на площади, установленной планом
сортосмены.
Дефицитный
–
это
новый
районированный,
но
малораспространенный в данной зоне сорт, рекомендуемый для ускоренного
размножения. При любом количестве семян в зоне районирования
дефицитного сорта необходимо организовать ускоренное размножение их и
быстрыми темпами проводить сортосмену до полного вытеснения старого
сорта.
В жизни сорта следует различать два периода: период размножения и
хозяйственного использования . До тех пор пока сорт не занял площади,
которая ему определена по плану районирования, весь урожай
кондиционных семян любых его репродукций следует использовать на
семенные цели. Одна из основных причин медленного размножения и
внедрения нового сорта и производство – преждевременное использование
его семян на продовольственные или фуражные цели. Наиболее часто это
происходит, когда на пути распространения нового сорта встают районные,
областные или республиканские границы. Семена сорта, внедренного в
одних областях, начинают использовать на товарные цели раньше, чем этот
сорт занял предназначенную ему площадь в других областях, также
районирован. Именно по этой причине и в это время резко падают
коэффициенты размножения новых сортов, замедляется дальнейшее
расширение их посевных площадей, тормозится реализация достижений
селекции, производство несет большие и неоправданные потери в
урожайности и валовых сборах продукции. Практика семеноводческой
работы последних лет показывает, что по указанной причине из
семеноводческих каналов ежегодно исключается от 40 до 50 % и более семян
новых внедряемых в производство сортов. Это ведет к большим и
неоправданным потерям урожая.
Опыт быстрой сортосмены при организации ускоренного размножения
семян новых перспективных сортов одновременно с их государственным
испытанием и расчет, проведенный в соответствии с установленным
движением семенного материала в принятой теперь системе семеноводства
зерновых культур, позволяют считать научно обоснованным сроком
сортосмены большинства основных зерновых культур 3-4 года.
Сортообновление
Принципы и сроки сортообновления определяются влиянием условий
выращивания семян на их урожайные свойства, уровнем проведения в
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 73 из 88
хозяйствах мероприятий, предупреждающих ухудшение хозяйственнобиологических признаков сорта из-за засорения посевов и распространения
посевов и распространения болезней. Часто новые ценные сорта уже в 1-2
год их возделывания в хозяйствах выбраковывают из-за несоблюдения
пространственной
изоляции,
механического
засорения
падалицей
предшествующей культуры при посеве, уборке урожая, на токах и в
зернохранилищах. Строгое и последовательное осуществление во всех
хозяйствах системы мероприятий по предупреждению этих нарушений –
одна из важных задач семеноводства. Качество и своевременность
проведения этих мероприятий оказывают решающее влияние на сроки
сортообновления.
Первичное семеноводство (производство
зерновых и зерновых бобовых культур
элитных
семян)
При сортообновлении семеноводческие посевы должны быть обеспечены
семенами элиты. Производство элиты требует высокой квалификации
работников, поэтому выращивание ее поручено научно-исследовательским
учреждениям и сельскохозяйственным вузам. Методы и схемы производства
элиты различны в зависимости от культуры, сорта и условий зоны.
Получают элиту с использованием ряда приемов: интенсивный отбор
лучших растений и семян по урожайности и другим ценным качествам,
выращивание растений в условиях оптимального агрофона, обеззараживание
их от возбудителей болезней и вредителей и др. Главный из этих приемов –
индивидуальный и массовый отбор, которые сохраняют типичность сорта.
Систематический и тщательный отбор обеспечивает чистосортность,
устойчивость к заболеваниям и высокую продуктивность будущей элиты.
При индивидуальном отборе схема выращивания элитных семян, как
правило, состоит из следующих звеньев: питомник испытания потомств 1-го
года; питомник испытания потомств 2-го года; питомник размножения;
суперэлита; элита.
При массовом отборе схема выращивания элитных семян состоит из
следующих звеньев: питомник размножения (1-2-го года); суперэлита; элита.
Однако эффективность массового отбора, как правило, ниже, чем
индивидуального, так как при этом методе не ведут отбор по потомству.
Во избежание механического и биологического засорения и заражения
болезнями все семеноводческие питомники одного сорта необходимо
надежно изолировать от других семеноводческих посевов и особенно от
селекционных питомников данной культуры.
Вопросы для самоконтроля:
1. Сортообновление и сроки его проведения.
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 74 из 88
2. Эффективность использования положительных модификаций в практике
семеноводства.
3. Понятие о сортосмене. Значение ускоренного внедрения новых сортов в
производство.
4. Основные причины медленного внедрения новых сортов в производство и
меры по их устранению.
5.Приемы повышения коэффициента размножения семян.
6.Произведите расчеты площадей семенных участков для зерновых культур в
своем хозяйстве.
Рекомендуемая литература:
1.Гуляев Г. В., Дубинин А.П. «Селекция и семеноводство» - 4-е изд.,М.: Агропромиздат, 1987.
2. Ю.Б. Коновалов «Практикум по селекции семеноводству полевых
культур».: Москва Агропромиздат 1987
Лекция № 15Сортовой и семенной контроль в семеноводстве полевых
культур.
Содержание лекционного занятия:
1. Контроль за посевными качествами
2. Контроль за сортовыми качествами семян.
3. Документация сортовых семян
Контроль за посевными качествами семян осуществляет сеть
государственных семенных инспекций, которые в обязательном порядке
проверяют посевные качества каждой приготовленной к посеву партии семян
от всех хозяйств. Проверка посевных качеств семян семенными инспекциями
ведется по средним образцам, которые поступают из хозяйств. Средние
образцы отбирают по принятой методике от партии семян – определенного
количества однородных семян (одной культуры, сорта, репродукции
сортовой чистоты, года урожая, одного происхождения, занумерованного и
удостоверенного соответствующими документами).
По семенам можно определить лишь некоторые сортовые качества,
например отличить мягкую пшеницу от твердой, белозерную от
краснозерной; по конусу нарастания и опушенности пластинки первого листа
у мягких пшениц распознают сорта озимых и яровых форм.
Важный элемент контроля сортовых семян – их документация.
Документы на семена делятся на две группы: первичные и вторичные.
Первичные документы составляют при государственном контроле качества
семян: при проверке посевных качеств семян – «Удостоверение о
кондиционности семян» или «Результат анализа семян», при проверке
сортовых качеств «Акт апробации» или «Акт выбраковки» и «Акт
регистрации посевов».
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 75 из 88
Сортовой контроль и его задачи. Полевая апробация и регистрация сортовых
посевов, грунтовой и лабораторный контроль. Особенности апробации
отдельных сельскохозяйственных культур. Нормы сортовой чистоты и
категории сортовых посевов. Требования к посевному и посадочному
материалу. Стандарты (ГОСТы)на посевные качества семян. Оценка качества
семян. Определение чистоты, всхожести, подлинности, зараженности
болезнями, пораженности вредителями семян. Документация на сортовые
посевы, семена и посадочный материал.
Тема: Государственный
полевых культур
семенной
и
сортовой
контроль
Контроль за посевными качествами семян осуществляет сеть
государственных семенных инспекций, которые в обязательном порядке
проверяют посевные качества каждой приготовленной к посеву партии семян
от всех хозяйств. Таких инспекций в стране насчитывается до 4000. Только
им представлено право выдавать документы о пригодности семян к посеву,
без которых высевать семена в хозяйстве не разрешается.
Проверка посевных качеств семян семенными инспекциями ведется по
средним образцам, которые поступают из колхозов и совхозов. Средние
образцы отбирают по принятой методике от партии семян – определенного
количества однородных семян (одной культуры, сорта, репродукции,
категории сортовой чистоты, года урожая, одного происхождения,
занумерованного и удостоверенного соответствующими документами).
Контрольная единица – предельное количество семян отдельной партии или
ее части, для определения качества которых отбирают один средний образец.
Партию семян перед взятием образца осматривают, сверяют соответствие
названия сорта внешнему виду зерна. Если семена хранят в мешках, то из
каждого, когда в партии до 10 мешков, берут щупом три пробы – сверху, из
середины и снизу. При хранении насыпью средний образец отбирают
амбарным щупом, как минимум, из 15 разных мест.
Для анализа на посевные качества отбирают исходный образец, а из него
выделяют средний: для определения чистоты, энергии прорастания,
всхожести, жизнеспособности, зараженности болезнями, подлинности, массы
1000 семян, влажности и зараженности амбарными вредителями. Первый
помещают в чистый продезинфицированный мешочек из плотной ткани,
который опечатывают сургучной печатью или пломбируют. Внутрь
вкладывают этикетку. Второй помещают в чистую, сухую, стеклянную
посуду (емкость ее зависит от культуры), пробку которой заливают сургучом
или воском. Этикетку установленной формы наклеивают снаружи.
Учитывая важность правильного отбора среднего образца, семенные
инспекции в порядке государственного контроля берут для анализа из общей
массы посевного материала непосредственно в хозяйствах контрольные
образцы и сопоставляют их с образцами, присланными в инспекцию.
Для определения чистоты семян из среднего образца берут две навески по
50 г, каждую из которых исследуют отдельно. Навески разбивают на две
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 76 из 88
группы (согласно ГОСТу): на семена основной культуры (чистые) и на отход,
состоящий из различных примесей. При разности массы всей навески и
отходов определяют содержание чистых семян, а затем вычисляют их
процент. Из остатка среднего образца выделяют семена других культурных
растений, сорняков и подсчитывают их. К ним прибавляют количество семян
других культурных растений из навесок и вычисляют раздельно по сорнякам
и культурным примесям количество их (шт.) на 1 кг семян. Одновременно
устанавливают зараженность семян болезнями.
Всхожесть определяют путем проращивания четырех проб по 100 семян
(для крупносеменных по 50) в увлажненном песке на фильтровальной
бумаге. Проросшие семена подсчитывают в установленные сроки дважды: по
числу семян, проросших за первый срок, определяют энергию прорастания, а
за первый и второй – всхожесть. Эти показатели выражают в процентах.
Для определения массы 1000 семян, имеющих кондиционную влажность
отсчитывают подряд без выбора две пробы по 500 семян. Взвешивают их с
точностью до 0,01 г, переводят на 1000 семян и вычисляют среднюю массу.
По результатам анализа среднего образца семенные инспекции дают
заключение о полном соответствии данной партии семян стандарту на
посевные качества либо о необходимости их дополнительной подработки до
посевных кондиций.
Контроль за сортовыми качествами семян. Семена разных сортов одной
культуры сходны между собой, поэтому определить сортовую чистоту
(сортовые качества) при анализе семян в лабораториях практически
невозможно.
По семенам можно определить лишь некоторые сортовые качетсва,
например отличить белозерную от краснозерной, мягкую пшеницу от
твердой; по конусу нарастания и опушенности пластинки первого листа у
мягких пшениц распознают сорта озимых и яровых форм; по зерну отличают
белозерные и желтозерные семена овса; в лаборатории определяют
типичность и панцирность семянок подсолнечника, примесь пелюшки в
семенах гороха; по цвету ростков можно установить сортовую группу свеклы
и т.д.
Из перечисленного следует, что лабораторный метод сортового контроля
не может быть самостоятельным, его используют лишь как подобный.
Основным же методом государственного контроля сортовых качеств семян
является метод полевой апробации (одобрения, признания).
Поскольку по семенам, засыпанным на хранение, установить сортность
невозможно, а посевы должны проводиться лишь такими сортовыми
семенами, которые отвечают по сортовым качествам требованиям стандарта,
чистосортность семенных посевов определяют в поле на корню,
непосредственно перед уборкой урожая, когда в травостое по внешним
признакам созревших растений легко выявить в посевах основного сорта
примеси других сортов и установить до допустимый процент их по
стандарту.
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 77 из 88
Вопросы для самоконтроля:
1. Значение сортового и семенного контроля.
2. Понятие о методах государственного сортового контроля.
3. Цель и задачи апробации.
4. Подготовительная
работа
перед
проведением
апробации
сельскохозяйственных культур.
5. Методика и техника апробации полевых культур.
6. Составление апробационных документов.
7. Что такое сортовые и посевные качества семян?
8. Контроль посевных качеств семян.
9. Документы о посевных качествах семян.
10.Основные задачи внутрихозяйственного контроля.
11.Каковы требования государственного стандарта к сортовым и
посевным качествам семян зерновых и др. культур?
Рекомендуемая литература:
1.Гуляев Г. В., Дубинин А.П. «Селекция и семеноводство» - 4-е изд.,М.: Агропромиздат, 1987.
2. Ю.Б. Коновалов «Практикум по селекции семеноводству полевых
культур».: Москва Агропромиздат 1987
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 78 из 88
3 ЛАБОРАТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ
Лабораторное занятие № 1,2Индивидуальный отбор пшеницы.
Цель: Знакомство с приемами индивидуального отбора у пшеницы.
Методические рекомендации по проведению работы.
Отбирают наиболее продуктивные колосья. О продуктивности колоса судят
прежде всего по его величине. Колосья должны быть многозерными (4-5
зерен в наиболее развитых колосках середины колоса). Признаком
продуктивного колоса служит отсутствие недоразвитых колосков в его
основании (в зависимости от частоты встречаемости таких колосков
допускается отбор колосьев, имеющих в основании один-два недоразвитых
колоска), хорошая озерненность верхушки. Продуктивность колоска
определяют также, встряхивая его в руке. При этом должна чувствоваться
тяжесть колоса. Обращают внимание на тип колоса, остистость, окраску.
Задание:
1. Провести отбор элитных растений пшеницы мягкой из снопа
2. Сделать лабораторный анализ отобранных растений.
3. Провести отбор по данным лабораторного анализа.
Материалы и оборудование: сноповые образцы с исходным материалом,
весы технические, линейка, разборные доски, шпатели, розетки, пакеты.
Литература: Практикум по селекции и семеноводству полевых культур. М:
Колос С, 2008, С. 5-24.
Вопросы для самопроверки и защиты лабораторной работы:
1.Назовите два основных вида селекционного отбора. Как они проводятся.
2.Назовите основные преимущества и недостатки индивидуального отбора
3.Перечислите основные формы индивидуального отбора у перекрестников и
их особенности.
Лабораторная занятие № 3,4,5,6Планирование селекционного процесса
Цель: Разработка схемы селекционного процесса для мягкой пшеницы.
Методические рекомендации по проведению работы.
Селекционный процесс- это совокупность операций, выполняемых в
определенной последовательности с целью выведения сортов (гибридов)
сельскохозяйственных культур. Питомники и сортоиспытания представляют
собой отдельные звенья селекционного процесса. Совокупность этих звеньев,
построенная в определенной последовательности, составляет схему
селекционного процесса.
Планирование селекционного процесса включает следующие этапы.
1. Определение основных способов работы с селекционным материалом:
характеристика изучения коллекционного материала (тщательное,
длительное изучение коллекций, позволяющие существенно
ограничивать число образцов, привлекаемых для создания популяций,
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 79 из 88
или, напротив, сугубо ориентировочное с использованием для этой
цели широкого круга образцов).
2. Определение схемы селекционного процесса: числа его звеньев и их
назначения, места, где они будут размещаться (поле, теплица), а также
площадей делянок в них, норм высева, числа повторений, способ
размещения образцов в повторении, частота размещения стандарта.
3. Определение технических данных делянок в питомниках и
сортоиспытаниях: длины, числа рядков в делянке, ширины
междурядий, межделяночных и межполосных дорожек (дорог).
4. Определение объема скрещиваний (или других приемов создания
популяций), объема популяций и отборов из них и питомников.
5. Определение системы наблюдений, оценок и учетов.
Задание:
1. Спланировать схему селекционного процесса и элементы методики
селекционных опытов.
Материалы и оборудование: карандаши, линейки, калькуляторы, схемы.
Литература: Практикум по селекции и семеноводству полевых культур. М:
Колос С, 2008, С. 5-24.
Вопросы для контроля:
1. Назовите основные этапы селекционного процесса.
2. Назовите виды селекционных посевов
3.Назовите основные разделы планирования селекционного процесса и дайте
их краткую характеристику.
4. Перечислите факторы, влияющие на результативность работы
селекционера и их основные противоречия.
5. В чем суть характерных тенденций при движении селекционного
материала
от селекционного питомника первого года (СП-1) к конкурсному испытанию
(КСИ)?
Лабораторное занятие 7,8,9,10Подготовка селекционных семян к посеву
Цель: Научиться готовить селекционные семена к посеву.
Методические рекомендации по проведению работы.
Комплектация посева – подготовка образцов к посеву и определение их
фактического числа, которое предстоит высевать в данном год в каждом
звене селекционного процесса. Подготовку семян начинают после
завершения оценок и браковок в данном звене. Чтобы подготовить образец к
посеву, нужно очистить его от сорных примесей (мякины, соломы), слишком
щуплых и битых семян и набрать количество семян, необходимые для высева
на делянке столько раз, сколько повторностей предусмотрено.
Задание:
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 80 из 88
1. Подготовить первые 20 образцов семян для посева в селекционном
питомнике 1-гогода, разметив стандарт через 10 номеров.
Материалы и оборудование: весы технические, линейка, разборные доски,
шпатели, розетки, пакеты.
Литература: Практикум по селекции и семеноводству полевых культур. М:
Колос С, 2008, С. 29-37.
Вопросы для контроля:
1. Как проводится расчет нормы высева для сеялок СР-1М, СКС-6А, СН-10Ц01?
2.Что указывается в посевной ведомости?
3. Как маркируют пакеты с селекционными семенами?
Лабораторное занятие № 11,12,13,14 Определения стекловидности и
натурной массы зерна пшеницы.
Цель: Освоить методики определения стекловидности и натурной массы
зерна пшеницы.
Методические рекомендации по проведению работы.
Определение стекловидности по результатам среза зерен. Отсчитывают из
навески 100 целых зерен без выбора. Каждое зерно разрезают поперек
скальпелем или лезвием бритвы и, осмотрев поверхность среза, относят к
группе стекловидных, мучнистых или частично стекловидных. Зерна с ясно
выраженными мучнистыми пятнами без разрезания по внешнему виду
относят к частично стекловидным.
Определение стекловидности визуальным осмотром целых зерен.
Просматривают 100 целых зерен без выбора и разделяют на стекловидные и
мучнистые. Сомнительные зерна разрезают и после уточнения относят к той
или иной группе. Подсчитывают процент полностью стекловидных зерен.
Результаты записывают по следующей форме:
Сорт_______________________
Определение
стекловидности
Число зерен
Общая
стекловидность
стекловидных мучнистых
Частично
стекловидных
Натурной массой называют массу 1 л зерна, выраженную в граммах, а также
массу 1 гл зерна в килограммах.
Результат записывают с точностью до 1 г по следующей форме:
Сорт, образец
Натура масса, г/л
Первое
определение
Второе
определение
среднее
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 81 из 88
Задание:
1. Определение стекловидности зерна пшеницы
2. Определение натурной массы зерна пшеницы
Материалы и оборудование: образцы зерна сортов овса и пшеницы, лупы,
линейки, скальпели, разборные доски, шпатели, пинцеты.
Литература: Практикум по селекции и семеноводству полевых культур. М:
Колос С, 2008, С. 146-148;
Вопросы для контроля:
1.Какие методы оценки селекционного материала вы знаете?
2. Охарактеризуйте косвенные и прямые показатели оценки селекционного
материала
3.Расскажите методики определения натурной массы у зернофуражных
культур и качества зерна у пшеницы.
Лабораторная занятие № 15,16Определение качества клейковины по
времени брожения теста.
Цель: Освоить методику определения качества клейковины
Методические рекомендации по проведению работы.
Размалывают 12-13г зерна на мельнице. В фарфоровой чашке готовят
дрожжевой раствор из 4-5 мл дистиллированной воды при температуре 35°С
и 0,5 г свежих прессованных дрожжей. Готовое тесто делят на две равные по
массе части, скатывают в два одинаковых шарика. Шарики опускают в
стаканы, заполненные теплой дистиллированной водой, накрывают стеклом
и помещают в термостат при такой же температуре. При небольшом
количестве зерна используют навеску 3-5 г и проводят оценку по одному
шарику.
Характеристика пшеницы по качеству клейковины
Сор
Время
т
Опускан Подняти Начал Продолжительнос Характе Качество
ия
я
а
ть брожения
р
клейковин
шарика
шарика распад
распада
ы
а
шарика
шарик
теста
а
Задачи:
1. Определить качество клейковины образцов зерна сильной и слабой
пшеницы по газообразующей и газоудерживающей способности теста
методом Пельшенке.
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 82 из 88
Материалы и оборудование: линейки, карандаши, калькулятор.
Литература: методические указания
Вопросы для контроля:
1. Продолжительность брожения
2. Как определяют качество клейковины муки?
Лабораторное занятие № 17,18Сортоведение пшеницы.
Цель: Ознакомиться с важнейшими видами, разновидностями и сортовыми
признаками пшеницы.
Методические рекомендации по проведению работы.
Из
большего
разнообразия
видов
наибольшее
значение
для
сельскохозяйственного производства имеют пшеница мягкая и пшеница
твердая. Основные признаки разновидностей пшеницы: наличие или
отсутствие остей, опушение колоса, окраска колоса, остей и зерна. Различают
четыре основных типа окраски: белую, красную, серо-дымчатую, черную.
Сортовые признаки: форма, плотность колоса, характер остей, форма
колосковой чешуи
Задания:
1. Пользуясь определителем, установить виды пшеницы.
2. Разобрать смесь семян по окраске и стекловидности.
3. По хорошо развитым колосьям с помощью определителя установить
разновидности пшеницы.
4. На натуральных образцах изучить сортовые признаки пшеницы.
5. Описать по колосьям основные районированные сорта пшеницы.
6. В наборе колосьев выделить основной сорт и определить примеси.
Материалы и оборудование: колосья видов, разновидностей и сортов
пшеницы, лупы, карандаши, линейки.
Литература: Практикум по селекции и семеноводству полевых культур. М:
Колос С, 2008, С. 247-271.
Вопросы для контроля:
1. Какие виды пшеница Вы знаете?
2. По каким принципам проведена современная классификация рода
Triticum?
3. Дайте сравнительную характеристику мягкой и твердой пшеницам.
4. По каким признакам различаются разновидности пшеницы?
5. Перечислите и дайте описание сортовых признаков пшеницы
Лабораторное занятие № 19,20Сортоведение ячменя.
Цель: Ознакомиться с видами, разновидностями и сортовыми признаками
ячменя.
Методические рекомендации по проведению работы.
У двурядного ячменя различают две группы разновидностей нутанция и
дефициентация. Окраска зерна желтая, зеленая, черно-фиолетовая,
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 83 из 88
коричневая. Форма колосков может быть прямоугольной, квадратной,
ромбической и шестигранной.
Задания:
1. Изучить морфологические признаки ячменя.
2. Определить важнейшие подвиды и разновидности ячменя.
3. Изучить на колосьях сортовые признаки ячменя.
4. Описать распространенные сорта ячменя.
5. В наборе колосьев выделить основной сорт и примеси, определить их
разновидность.
Материалы и оборудование: колосья видов и разновидностей ячменя, лупы,
карандаши, линейки.
Литература: Практикум по селекции и семеноводству полевых культур. М:
Колос С, 2008, С. 281-289.
Вопросы для контроля:
1. Какие виды, подвиды и разновидности ячменя Вы знаете?
2. По каким признакам различаются разновидности ячменя?
3. Перечислите и дайте описание сортовых признаков ячменя.
Лабораторное занятие № 21,22Сортоведение овса.
Цель: Ознакомиться с видами, разновидностями и сортовыми признаками
овса.
Методические рекомендации по проведению работы.
Существует около 70 видов: овес посевной, овес византийский, овес
абиссинский, овес песчаный. Разновидности: раскидистый овес, одногривый
овес, голозерный овес. Окраска зерна: белый, желтый, серый, коричневый,
черный. Тип зерна толстоплодное, среднеплодное, тонкоплодное.
Задания:
1. Изучить морфологические признаки овса.
2. Разобрать смесь зерна овса посевного по окраске и типу зерна.
3. По набору метелок определить важнейшие виды и разновидности овса.
4. Изучить сортовые признаки овса.
5. Описать распространенные сорта овса посевного.
6. В наборе метелок выделить основной сорт и примеси, определить их
разновидность.
Материалы и оборудование: метелки видов и разновидностей овса, лупы,
карандаши, линейки.
Литература: Практикум по селекции и семеноводству полевых культур. М:
Колос С, 2008, С. 296-311.
Вопросы для контроля:
1 .Какие виды и разновидности овса Вы знаете?
2. По каким признакам различаются разновидности овса?
3.Перечислите и дайте описание сортовых признаков овса.
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 84 из 88
Лабораторное занятие № 23,24Сортоведение ржи.
Цель: Ознакомиться с видами, разновидностями и сортовыми признаками
ржи и тритикале.
Методические рекомендации по проведению работы.
Виды ржи: рожь дикая и иранская, рожь горная. Форма колоса: печная
ржаная, ветвисто-лопастая, призматическая, веретенообразная, удлиненноэллиптическая.
Задания:
1. Изучить морфологические признаки ржи и тритикале.
2. По набору колосьев определить разновидности ржи и тритикале.
3. Изучить сортовые признаки ржи и тритикале.
4. В наборе колосьев ржи и тритикале выделить основной сорт и примеси,
определить их разновидность.
Материалы и оборудование: колосья видов и разновидностей ржи и
тритикале, лупы, карандаши, линейки.
Литература: Практикум по селекции и семеноводству полевых культур. М:
Колос С, 2008, С. 271-281; 289-296.
Вопросы для контроля:
1. Какие виды, подвиды и разновидности ржи и тритикале Вы знаете?
2. По каким признакам различаются разновидности ржи?
3. Перечислите и дайте описание сортовых признаков ржи и тритикале.
Лабораторное занятие № 25,26Сортоведение гороха.
Цель: Ознакомиться с видами, разновидностями и сортовыми признаками
гороха.
Методические рекомендации по проведению работы.
Виды гороха: горох красно-желтый, горох посевной. Основными
отличительными признаками под разновидностей гороха посевного
являются: форма и размер семян, переходные формы. Поверхность семян
может быть гладкой, с вдавлинами и морщинистая, гладкими, мозговыми.
Задания:
1. Изучить морфологические признаки гороха.
2. Разобрать смесь зерна гороха по крупности, форме, окраске семян и
рубчика. Определить их разновидность.
3. Описать распространенные сорта гороха.
Материалы и оборудование: смесь зерна гороха, лупы, карандаши, линейки.
Литература: Практикум по селекции и семеноводству полевых культур. М:
Колос С, 2008, С. 340-349.
Вопросы для контроля:
4. Какие виды и разновидности гороха Вы знаете?
5. По каким признакам различаются разновидности гороха?
6. Перечислите и дайте описание сортовых признаков гороха.
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 85 из 88
Лабораторное занятие № 27,28 Апробация озимой и яровой пшеницы,
озимого и ярового ячменя, овса, проса, тритикале.
Цель: Научиться определять категорию посевов на основе результатов
анализа апробируемого снопа у зерновых культур.
Методические рекомендации по проведению работы.
Основной метод сортового контроля – полевая апробация (одобрение,
утверждение), при которой, кроме сортовой чистоты или типичности,
определяют также засоренность посевов трудноотделимыми культурными
растениями, устанавливают карантин.
Апробацию проводят агрономы, которые прошли специальную подготовку
на курсах апробации и имеют удостоверение на право выполнения этой
работы
Задание:
1. Изучить и записать параметры, по которым проводят анализ снопа
апробируемого сорта зерновых культур.
2. Разобрать апробационный сноп на группы побегов. Заполнить акт
апробации.
3. Записать требования, предъявляемые к сортовым посевам по сортовой
чистоте, засорению и поражению болезнями.
3 . Пользуясь исходными данными установить сортовую чистоту,
засоренность, пораженность болезнями и категорию посевов.
Материалы и оборудование: калькуляторы.
Литература: Практикум по селекции и семеноводству полевых культур. М:
Колос С, 2008, С. 458-468.
Вопросы для контроля:
1. Назовите мероприятия осуществляемые в ходе подготовки к проведению
апробации.
2. Перечислите правила проведения апробации?
3. Какие группы стеблей выделяют в апробационном снопе?
5. Как рассчитать сортовую чистоту пшеницы?
Лабораторное занятие № 29,30Документация сортовых семян
Цель: Изучить документы, сопровождающие сортовые семена.
Методические рекомендации по проведению работы.
Важный элемент контроля сортовых семян – их документация. Документы на
семена делятся на две группы: первичные и вторичные. Первичные
документы составляют при государственном контроле качества семян: при
проверке посевных качеств семян – «Удостоверение о кондиционности
семян» или «Результат анализа семян», при проверке сортовых качеств «Акт
апробации» или «Акт выбраковки» и «Акт регистрации посевов».
Сортовой контроль и его задачи. Полевая апробация и регистрация сортовых
посевов, грунтовой и лабораторный контроль. Особенности апробации
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 86 из 88
отдельных сельскохозяйственных культур. Нормы сортовой чистоты и
категории сортовых посевов. Требования к посевному и посадочному
материалу. Стандарты (ГОСТы)на посевные качества семян. Оценка качества
семян. Определение чистоты, всхожести, подлинности, зараженности
болезнями, пораженности вредителями семян. Документация на сортовые
посевы, семена и посадочный материал.
Задания:
1. Ознакомиться с документами, предназначенными для оформления семян
различных категорий.
2. Заполнить документы.
Материалы и оборудование: бланки, карандаши.
Литература: Практикум по селекции и семеноводству полевых культур. М:
Колос С, 2008, С. 495-497.
Вопросы для контроля:
1. На какие посевы оформляется акт апробации?
2. Какие посевы подлежат регистрации?
3. Какие документы оформляются на партию семян, предназначенную для
продажи?
4. Какие документы являются первичными, какие вторичными?
5. В каких случаях выдается сертификат сортовой идентификации?
4 САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТА
4.1 Методические рекомендации по организации самостоятельной
работы студента.
Прежде чем приступить к работе, нужно осмыслить значение и
цель работы, внимательно прочитать и уяснить, что нужно делать, как
ее оформить, затем изучить теоретический материал по рекомендуемой
литературе. Выполните задания, опишите ход работы и сделайте
соответствующие выводы. В конце работы ответьте на контрольные
вопросы.
Практические занятия оформляются в рабочей тетради студента:
-введение (цель работы, оборудование и материалы, исследуемые
объекты);
-некоторые пояснения к работе;
-ход работы;
-результаты (данные);
-ответы и выводы на контрольные вопросы и задания.
При
оценке
учитывается
логичность,
последовательность,
информативность.
В рамках СРС студенты должны посещать библиотеку, работать с
литературой по данной дисциплине. Итоги самостоятельной
работы
студентов над курсом представляются в письменном виде и
также могут
быть обсуждены на занятиях. Часть вопросов
предусматривает подготовку
студентом
устного
ответа.
Оценивание работы студентов в рамках СРС, будет производиться с
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 87 из 88
учетом наличия у студентов всех видов самостоятельных работ по
указанным заданиям и устных ответов на
контрольные вопросы
во время занятий.
4.2 Перечень тем рефератов и контрольные вопросы для текущего и
входного контроля знаний студентов.
№
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Тематика
аудиторная
№
внеаудиторная
Система семеноводства Республики 1 Подбор родительских форм
Казахстан.
гибридизации
Выбор участка для размещения 2 Получение изогенных линий
селекционных питомников.
методами
андрогенеза
и
гипогенеза.
Гетерозис и его использование в 3 Полевые и лабораторные
селекции растений.
методы оценки.
Принципы и сроки сортосмены и 4 Оценка
устойчивости
к
сортообновления.
болезням и вредителям.
Оценка на устойчивость к внешним 5 Способы совмещения времени
условиям.
цветения родительских форм.
Схемы селекционного процесса для 6 Схемы селекционного
самоопылителей.
процесса для перекрестников.
Учеты
и
наблюдения
в 7 Первичное семеноводство.
селекционных посевах.
Технология
послеуборочной 8 Расчет
семеноводческих
обработки семян.
площадей под картофель в
пригородной зоне.
Особенности
семеноводства 9 Особенности семеноводства
вегетативно размножаемых культур.
многолетних трав.
10 Техника посева в питомниках и 10 Оценка
сортов
на
сортоиспытание.
устойчивость
к
засухе,
полеганию и осыпанию зерна.
Перечень контрольных заданий
4.2.1. Селекция как наука, её задача и методы
4.2.2. Селекция как отрасль сельского хозяйства
4.2.3. Основоположники и выдающиеся селекционеры.
4.2.4. Понятие о сорте и его значение в производстве
4.2.5. Исходный материал в селекции растений
4.2.6. Центры происхождения культурных растений
4.2.7. Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости
4.2.8. Интродукция растений.
4.2.9. Ускорение темпов селекции
4.2.10. Принципы подбора родительских пар.
УМКД 042-14.4.01.20.54/03-2011
Редакция №2 01.09.2011г
Страница 88 из 88
4.2.11. Типы скрещиваний.
4.2.12. Успехи и проблемы отдаленной гибридизации
4.2.13. Мутагенез.
4.2.14. Естественный и искусственный отбор.
4.2.15. Методы отбора.
4.2.16. Отбор у перекрестников.
4.3 Список учебно – методических пособий, методических указаний,
книг и т.д.
Основная литература:
4.3.1Гужов Ю.Л., Селекция и семеноводство культивируемых растений. / М.: МИР, 2003. – 536с.
4.3.2 Л.П. Гончаров, Н.П. Гончаров. – Новосибирск: Изд-во Новосибирского
университета, 1993. – 310с.
4.3.3 Практикум по селекции и семеноводству полевых культур. / В.В.
Пыльнев, Ю.Б. Коновалов, А.Н. Березкин и др; Под ред. В.В. Пыльнева. - М.:
Колос С, 2008. – 552с.
Дополнительная литература:
4.3.5.Вадима Г.В., Яблоков А Н., Синицына С.М. Семеноводство полевых
культур. Л.: Колос, 1983
4.3.6Прохоров И.А., Крючков А.В., Комиссаров В.А. Селекция и
семеноводство овощных культур. - М.: Колос, 1997.