Отбор в первичном семеноводстве газонных трав

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ  И ОБРАЗОВАНИЯ УКРАИНЫ

ЛУГАНСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМЕНИ ТАРАСА ШЕВЧЕНКО

Факультет естественных наук

Кафедра садово-паркового

хозяйства и экологии

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Селекция и семеноводство»

на тему:

ОТБОР В ПЕРВИЧНОМ СЕМЕНОВОДСТВЕ ГАЗОННЫХ ТРАВ

Выполнил:

Проверил:

Луганск, 2008 

СОДЕРЖАНИЕ

Введение          3

Семеноводство         4

Современная система  семеноводства     5

Задачи семеноводства        8

Методы отбора         11

Производство элитных семян       18

Особенности агротехники  семеноводческих посевов   20

Основные виды газонных трав      23

Вывод          46

Литература          47

ВВЕДЕНИЕ

Создание высококлассного  газона — вещь дорогостоящая, требующая, в первую очередь, семян высокого качества. Экономия на семенах в ущерб качеству может привести в конечном итоге к созданию чего-то, лишь отдаленно напоминающего газон. Стоимость семян газонных сортов всегда выше стоимости семян аналогичных видов кормовых, так как ясно, что чем меньше генеративных побегов, тем выше класс газона. В то же время на семенных посевах отсутствие генеративных побегов ведет к резкому снижению урожайности и повышению стоимости семян.

Проблема обеспечения семенами газонных трав стоит очень остро. В условиях России для создания 1 га декоративных газонов нужно иметь примерно 0,51,0 га уборочной площади семенников газонных трав. Конечно, нужны свои сорта, адаптированные к местным почвенно-климатическим и другим экологическим условиям. Но пока это отдаленная перспектива. В основном семена разных видов мятлика, полевицы и овсяницы красной закупают за границей, где их селекция и семеноводство хорошо организованы. Особого внимания заслуживает стремление селекционеров Финляндии, Норвегии, Швеции и других стран вывести не только морозоустойчивые, но и неприхотливые к почвенному плодородию сорта, в частности устойчивые к высокой кислотности.

Исходя из этого, можно  считать, что данная тема является очень  актуальной в наши дни, поэтому в данной работе подняты вопросы семеноводства газонных трав.

СЕМЕНОВОДСТВО

Семеноводство — отрасль сельскохозяйственного производства, в задачу которой входит размножение семян районированных и перспективных сортов и гибридов в количествах, необходимых для производства, при сохранении или даже улучшении их высоких посевных, сортовых качеств и урожайных свойств. Без хорошо налаженного семеноводства не может быть высокопродуктивного, интенсивного хозяйства. Плохое состояние семеноводства приводит к большим потерям урожая.

Начало плановой работы по семеноводству в нашей стране было положено декретом «О семеноводстве», подписанном В. И. Лениным в 1921 г. Этим декретом предусматривалась организация семеноводческих хозяйств, а в масштабах государства — создание государственного фонда сортовых семян. В последующие годы система семеноводства несколько раз видоизменялась и по мере развития сельского хозяйства совершенствовалась.

В 1976 г. ЦК КПСС и Совет Министров СССР приняли постановление «О мерах по дальнейшему улучшению селекции и семеноводства зерновых, масличных культур и трав», в котором сформулированы задачи по переводу семеноводства на промышленную основу и установлен порядок производства сортовых семян и обеспечения ими колхозов и совхозов.

СОВРЕМЕННАЯ СИСТЕМА СЕМЕНОВОДСТВА

Промышленное семеноводство — это производство семян в специализированных семеноводческих хозяйствах или в семеноводческих подразделениях, осуществляемое интенсивными методами на базе комплексной механизации и автоматизации всех технологических процессов производства семян.

Система семеноводства — это группа взаимосвязанных производственных единиц, обеспечивающих потребности сельскохозяйственных предприятий в сортовых семенах. Она включает следующие звенья. Научно-исследовательские учреждения — оригинаторы (авторы) новых сортов обеспечивают исходным семенным материалом опытно-производственные хозяйства (ОПХ) научно-исследовательских учреждений в зоне районирования сорта. ОПХ сельхозвузов и техникумов производят семена элиты или первой репродукции районированных в зоне сортов. Элита (элитные семена) — семена, полученные из урожая посева элиты с использованием специальных селекционно-семеноводческих методов и приемов и отвечающие по сортовым и посевным качествам требованиям нормативно-технической документации на семена элиты. Элитные семена представляют собой потомство отобранных, самых продуктивных и типичных растений сорта. Высеяв семена элиты, получают первую репродукцию, высеяв семена первой репродукции, получают вторую и т. д. Семена элиты или первой репродукции передают для размножения в специализированные семеноводческие хозяйства (спецсемхозы) или в семеноводческие подразделения. Каждый спецсемхоз ежегодно обеспечивает потребность в семенах нескольких закрепленных за ним хозяйств. Крупные семеноводческие подразделения размножают полученные семена в своих специализированных подразделениях в размерах, полностью обеспечивающих собственные потребности. Основной продукцией спецсемхозов и семеноводческих подразделений должны быть семена.

Спецсемхозы создаются  на базе экономически сильных предприятий с высокой культурой земледелия. Желательно, чтобы они располагались в центре обслуживаемой зоны, в экологических условиях, наиболее благоприятных для формирования высококачественных семян. Между семхозом и обслуживаемыми им хозяйствами должны быть надежные дороги. Количество семхозов в области и районе определяется с учетом местных условий, с тем чтобы они могли полностью обеспечить потребность в семенах закрепленных за ними хозяйств и сформировать государственные ресурсы семян.

По травам созданы специальные семеноводческие станции. В их обязанности входят организация выращивания семян трав в спецсемхозах, заготовка их и доведение до посевных кондиций. Станции оснащены специальным оборудованием для этих целей.

Важное достоинство  системы семеноводства, принятой в 1976 г., — возможность перевода семеноводства на промышленную основу на базе его концентрации и специализации, улучшения материально-технической базы. Обеспечение спецсемхозов и семеноводческих подразделений крупных предприятий типовым набором машин и оборудования позволяет получать семена с минимальными затратами ручного труда. Производство семян отделяется от производства продовольственного и фуражного зерна.

С учетом экономических  и экологических особенностей отдельных регионов осуществляются различные формы специализации семеноводства: внутрихозяйственная — отделения и бригады в крупных хозяйствах, имеющих большие площади посева; внутрирайонная — преобладает в зонах, не имеющих больших различий в экологических условиях; внутриобластная — в областях с резко различающимися экологическими условиями. В этом случае семеноводство концентрируется в районах с наиболее благоприятными для него условиями. По некоторым культурам (травы) осуществляется и межобластная специализация.

Перевод семеноводства на промышленную основу обеспечивает возможность получения необходимых количеств высококачественного семенного материала, быструю сортосмену и сортообновление.

ЗАДАЧИ СЕМЕНОВОДСТВА

В связи с развитием  цветоводства в нашей стране из года в год возрастает потребность в доброкачественных чистосортных семенах. Семеноводством занимаются как специализированные семеноводческие, так и многие цветоводческие хозяйства и цветоводы-любители. В этих хозяйствах ежегодно собирают значительное количество семян одно-, двух- и многолетних растений.

Потребность в семенах  разных видов декоративных растений большая, однако в весовом отношении  она невелика. Это объясняется тем, что у многих видов декоративных растений семена очень мелкие. Трудности семеноводства вызваны очень большим видовым и сортовым составом декоративных растений и не менее разнообразными агробиологическими особенностями их выращивания.

Успех цветоводства во многом зависит от качества применяемых сортов и их семян. Генетика и селекция учат использовать в производстве те сорта, которые в наибольшей мере отвечают условиям данного района, а также местные сорта. Поэтому селекцией таких растений следует заниматься в каждом районе. Семеноводством надо заниматься в районах создания того или иного сорта или близких к ним. В этих условиях не только сохраняются ценные свойства сорта, но еще больше повышается его приспособленность к местным условиям.

Когда местные условия  для семеноводства слишком суровы, вследствие чего семена получаются с  низкими посевными качест вами и обходятся дорого, то в таких случаях семеноводство организуют в районах с более благоприятными почвенно-климатическими условиями. Урожайность семян в южных хозяйствах значительно выше, чем в северных, производственные затраты ниже, резко снижается себестоимость семян, причем расходы на их пересылку незначительны. В то же время нельзя злоупотреблять семенами южной репродукции, ибо при многократной репродукции сорта в несвойственных для него условиях он может переродиться и изменить свои признаки. Поэтому размножение какого-либо сорта в других районах необходимо ограничивать одно-двукратной репродукцией и регулярно обновлять исходный материал, используя для семеноводства оригинальные элитные семена размножаемого сорта из районов, где он выведен или культивируется в массе.

Термин «селекция» происходит от латинского слова selectio, означающего отбор или выбор. Дарвин различал три категории отбора: методический, бессознательный и естественный.

Методический отбор представляет собой планомерную систему мероприятий, направленных на получение более совершенных сортов растений и пород животных.

Бессознательным отбором человечество стало заниматься еще на заре земледельческой культуры, отбирая, сохраняя на племя, на семена лучшие особи и зерна.

Естественный отбор  постоянно действует в природе, благодаря чему особи, лучше других приспособленные к сложным, изменяющимся в течение веков условиям, выживают, а менее приспособленные — погибают.

В селекционной практике нужно уметь выбрать наиболее существенные в хозяйственном и биологическом отношении признаки и свойства, которые следует развивать при создании сорта. Можно привести целый ряд важных признаков и свойств декоративных растений, с которыми приходится иметь дело при селекции. К ним в первую очередь относятся: размеры, окраска, аромат цветка, его строение (в том числе махровость), обилие, время и продолжительность цветения, высота, компактность растения и другие декоративные достоинства, их устойчивость против заболеваний, заморозков, засухи, вымокания и т. д.

Селекционные работы с декоративными растениями ведутся как в государственных учреждениях, так и многими цветоводами-любителями. Большое количество сортов разных декоративных растений выведено учеными и селекционерами-любителями.

МЕТОДЫ ОТБОРА

Отбор составляет сущность селекционной  работы при любом методе селекции. Применяя гибридизацию, полиплоидию мутагенез и т. д., мы лишь создаем исходный материал. Выделить же из него ценные формы можно только отбором.

Отбор бывает негативный и позитивный. При негативном отборе улучшение исходной популяции достигается путем удаления нежелательных форм растений. При позитивном отборе селекционер выделяет и отбирает только наилучшие типы растений. Остальной материал его не интересует.

Отобранные лучшие исходные растения называют элитными, отборными. Потомства элитных растений в последующие годы изучают, выбраковывают худшие и отбирают лучшие растения. Отбор может быть однократным, когда выделение отдельных растений проводится только один раз, после чего полученный материал только изучается и размножается, и многократным, когда отдельные растения отбираются несколько лет подряд.

Отбор и последующие  оценки в потомствах ведутся по комплексу ценных признаков и свойств, что требует оценки отбираемых растений в течение всего онтогенеза, так как разные свойства и признаки проявляются в разное время. Отборы необходимо проводить в течение ряда лет при разных погодных условиях. Особое внимание обращают на признаки, которые в данной зоне имеют решающее значение для получения высоких и устойчивых урожаев.

Основные методы отбора — массовый и индивидуальный.

Массовый отбор.

При массовом отборе семена со всех отобранных растений объединяются и на второй год работы высеваются на элитном поле, где проводится второй отбор. Часть семян его на третий год работы используется для посева опять на элитном поле, а оставшейся частью семян закладывается сортоиспытание и размножение первого выпуска. В процессе сортоиспытания проводится сравнение с исходным сортом и районированным (стандартом). Цель его — выяснить эффективность отбора. В течение нескольких последующих лет работа проводится таким же образом. Если один из выпусков сорта окажется значительно лучше стандарта, то он передается в государственное сортоиспытание.

Схемы массового отбора у самоопыляющихся и перекрестноопыляющихся культур близки, хотя имеют и определенные различия:

- у самоопылителей применяется однократный и многократный отбор, у перекрестноопылителей — только многократный;

- у самоопылителей изучать материалы отбора и размножать их можно без изоляции друг от друга и от других сортов; у перекрестноопылителей нужно пространственно изолировать от других сортов и друг от друга все участки с селектируемым материалом и посевы для размножения. При этом использовать для дальнейшей работы семенной материал с участков испытания нельзя вследствие переопыления его пыльцой исходного сорта и стандарта.

Достоинства массового  отбора — его простота и быстрота, а также то, что у перекрестноопылителей не происходит обеднения наследственной основы сорта. Главный недостаток массового отбора — невозможность проверить отобранные растения по потомству, так как семена их смешиваются, обезличиваются. Ценны лишь те формы, которые свои хорошие свойства передают потомству, А среди отобранных растений много модификаций, имеющих хорошие показатели только потому, что в год отбора они попали в лучшие условия, чем другие растения.

В настоящее время массовый отбор целесообразно применять только при селекции новых, вводимых в культуру растений или культур, мало проработанных в селекционном отношении. Но в семеноводстве он еще применяется.

Индивидуальный отбор.

При индивидуальном отборе каждое элитное растение обмолачивается отдельно от других, а полученные семена высевают на отдельном участке, что дает возможность проверять отобранные растения по потомству, по их наследственной ценности и выбраковывать плохие потомства. Количество отбираемых элитных растений колеблется от нескольких сотен до многих тысяч.

При однократном отборе у самоопылителей семена с каждого  отобранного элитного растения высевают в селекционном питомнике на отдельных участках. Потомство каждого отобранного растения у самоопылителей называют линией. Линии сравнивают с районированным сортом, лучшие линии отбирают, а худшие выбраковывают. Повторный отбор из лучших линий не проводят. В последующие годы проводятся дальнейшее изучение линий, отбор лучших и выбраковка худших. Лучшие линии одновременно размножают. Размер участков с каждым годом увеличивается. Начиная с контрольного питомника, каждую линию изучают в нескольких повторениях. Одна-две лучшие линии (сорта) на 6—7-й год параллельно с конкурсным испытанием проходят производственное испытание. Таким образом, при однократном отборе выделение лучших растений проводится один раз, а в последующие годы они изучаются по потомству и одновременно размножаются.

Однократный отбор эффективен, если отбираемые растения гомозиготны. Если отбираются гетерозиготные растения, то применяется многократный индивидуальный отбор. При этом в потомстве каждого отобранного растения индивидуальный отбор проводится несколько раз, до прекращения расщепления. Лучшие константные линии изучаются по той же схеме, что и при однократном отборе. Этот метод применяют при работе с гибридами, мутантами и т. п.

У самоопыляющихся культур индивидуальный отбор позволяет получать сорта с высокой морфологической и биологической однородностью. Недостаток индивидуального отбора — его сложность и громоздкость. Каждое отобранное растение нужно проверить по потомству. При этом необходимы большие масштабы работы, повышающие вероятность нахождения форм с нужным сочетанием ценных свойств и признаков.

У перекрестноопыляющихся культур индивидуальный отбор имеет  свои особенности. Перекрестноопылители отличаются от самоопылителей гетерозиготностью  наследственной основы, что обусловливает сложное расщепление и большое разнообразие потомства. Поэтому у этой группы культур применяется многократный или непрерывный отбор, так как однократный индивидуальный отбор эффекта не дает.

У перекрестноопыляющихся культур отбор ведется только по материнским растениям, поскольку неизвестно, пыльцой каких растений опылилось отбираемое растение. Для повышения эффективности отбора необходимо контролировать переопыление, не допуская опыления ценных растений пыльцой малоценных форм, которые следует удалять из посева до цветения. Однако нельзя допускать и обеднения наследственной основы селектируемого материала, это неизбежно ведет к депрессии.

Нужно обеспечить широкое  переопыление, сохранение биологического богатства отбираемых форм. Совмещать оба эти противоречивые условия трудно.

Различные схемы индивидуального отбора в разной степени отвечают каждому из этих условий. В порядке возрастания степени контролирования опыления схемы индивидуального отбоpa у перекрестноопылителей можно расположить следующим образом: 1) семейный отбор; 2) семейно-групповой отбор; 3) метод половинок (метод резервов) и 4) метод индивидуально-семейного отбора.

При семейном отборе семена с отобранных растений на второй год работы высевают по семьям (потомствам) в селекционном питомнике без пространственной изоляции между семьями. Вводить в качестве контроля районированный сорт нельзя, так как он потенциально хуже, чем отобранные растения. Поэтому контрольные участки засевают смесью семян, высевая по 2—3 семени от каждого отобранного растения. В результате сравнения с таким условным контролем и друг с другом часть семей выбраковывают целиком. Из лучших проводят повторный индивидуальный отбор. Отобранные растения опять высевают по семьям в селекционный питомник и повторяют следующий цикл изучения и отбора. После 2—3 отборов лучших растений отбирают лучшие семьи для изучения, размножения и последующего объединения. Недостатки метода: мало контролируется опыление — происходит переопыление между лучшими и худшими потомствами; нельзя применять в качестве стандарта районированный сорт. Поэтому эффективность метода часто недостаточна.

Семейно-групповой  отбор отличается тем, что отобранные растения делятся на несколько групп, каждая из которых изучается на пространственно изолированном участке. В группу включают растения, близкие по важным хозяйственно-биологическим (скороспелости, устойчивости и т. п.) и морфологическим признакам. В пределах группы семьи не изолируются. Здесь переопыление идет между близкими формами, поэтому быстрее достигается выравнивание показателей и закрепление нужных признаков. После нескольких циклов отборов сорт формируется путем объединения лучших семей в пределах группы.

При использовании метода половинок семена каждого отобранного растения делят на две части: одну часть семян высевают для оценки потомств в питомнике первых половинок. Здесь можно вводить любые стандарты (контрольные сорта). Пространственная изоляция не нужна. Отбор растений в этом питомнике не проводят, задача его — оценить отобранные растения по потомству. Полученный урожай обезличивается. В следующем году в питомнике вторых половинок на изолированном участке высевают вторую часть семян элитных растений, но только тех, которые дали лучшие потомства. Здесь проверенный по потомству лучший материал переопыляется, после чего в нем отбирают лучшие растения. После нескольких циклов отбор — проверка намечают для отбора целые семьи. Сорт формируется либо из одной семьи, либо путем объединения нескольких, близких по характеристикам семей.

Достоинство метода половинок заключается в том, что здесь в большей степени контролируется переопыление, происходит оно только между лучшими потомствами. Благодаря этому результативность работы при данном методе высокая. В питомнике испытания потомства в качестве стандарта можно вводить районированный сорт и тем обеспечить более точную оценку. Недостаток метода — в его длительности: год отбора чередуется с годом испытания потомств. Этот метод можно использовать только для культур с большим коэффициентом размножения.

Дальнейшим развитием метода половинок явился метод резервов. При использовании этого метода каждое отобранное растение в сравнении с контролем изучают по потомству 2 года. Затем резервом семян лучших растений закладывается питомник переопыления. Здесь свободно переопыляются между собой только лучшие образцы, проводится индивидуальный отбор для нового цикла изучения, а семена в лучших семьях объединяются. Эти семьи затем изучают в предварительном и конкурсном испытаниях в сравнении с контролем. Наряду с испытанием резервами семян лучших семей закладываются участки размножения. Параллельно, начиная с питомника второго года изучения, весь материал изучают на инфицированном фоне. По этой схеме в переопылении участвуют только хорошо проверенные по потомству формы. Большое число образцов в питомнике переопыления позволяет избежать сужения наследственной основы селектируемого материала.

При индивидуально-семейном отборе пространственно изолируется каждая семья, поэтому переопыление идет строго в ее пределах. Контролируются не только материнские, но отчасти и отцовские растения, что способствует быстрому накоплению селектируемых признаков и свойств. Но степень близкородственного разведения и депрессия здесь выше, чем в ранее рассмотренных методах. К этому методу прибегают лишь в тех случаях, когда нужно сохранить в селектируемом материале какие-либо особо ценные свойства, которые могут быть утеряны при широком переопылении.

Еще более полный контроль за переопылением обеспечивается в парных скрещиваниях. Отбирают однотипные растения, изолируют их и взаимно переопыляют. Так осуществляется отбор и материнских, и отцовских форм. При этом быстро накапливаются желательные свойства, но депрессия оказывается более сильной.

ПРОИЗВОДСТВО ЭЛИТНЫХ  СЕМЯН

К элитным семенам  предъявляют очень строгие требования. Они должны иметь высокую сортовую чистоту или типичность, быть свободными от болезней, передающихся через семена. Элита должна иметь посевные качества не ниже норм первого класса, обладать высокими урожайными свойствами.

Научно-исследовательские учреждения и учхозы выращивают элитные семена в количествах, необходимых для планового сортообновления в спецсемхозах, а также для создания страховых фондов в размере 25—30% потребности. Переходящие фонды (в зонах, где они необходимы) создаются в размере 100% потребности.

Опытные учреждения выращивают элиту (или первую репродукцию) всех районированных в зоне их деятельности сортов независимо от того, являются они оригинаторами этих сортов или нет. Объем производства по каждому сорту определяется ежегодным планом-заказом на элитные семена по культурам и сортам с учетом задания по вывозу семян за пределы области.

Выбор метода подготовки элитных семян определяется биологическими особенностями культуры, методом выведения сорта и конкретными условиями зоны, где ведется семеноводство. Единое требование для всех зон — выращивание элиты в максимально благоприятных условиях. Семена элиты производятся методом индивидуального и массового (реже) отбора. Индивидуальный отбор применяется по всем сортам самоопыляющихся культур и по сортам перекрестноопылителей, выведенных индивидуальным отбором. Элита сортов, выведенных массовым отбором, производится обычно с применением массового отбора.

Многолетние травы. При производстве элитных семян многолетних трав обычно применяется четырехзвенная схема: питомник сохранения сорта; питомник предварительного размножения; суперэлита; элита.

Растения для закладки питомника сохранения сорта (наиболее типичные, здоровые, с хорошей семенной продуктивностью и т. д.) отбирают на посевах суперэлиты или элиты предшествующего выпуска. Здесь в течение всех лет жизни за растениями ведут тщательное наблюдение, имеющие худшие показатели выбраковывают. Семена с отобранных растений объединяют и используют для посева питомника предварительного размножения, а затем суперэлиты и элиты. При небольшом плане-заказе на элитные семена можно исключить из схемы питомник предварительного размножения. Семена разных лет урожая с одного и того же посева документируют как одну и ту же репродукцию.

Питомники сохранения сорта, предварительного размножения и суперэлиты закладывают в научно-исследовательском учреждении — оригинаторе сорта. Выращиванием элиты из семян суперэлиты, поставляемых оригинатором, занимаются научно-исследовательские учреждения, находящиеся в зоне районирования сорта.

ОСОБЕННОСТИ АГРОТЕХНИКИ СЕМЕНОВОДЧЕСКИХ ПОСЕВОВ

Под семеноводческой агротехникой понимается комплекс специальных семеноводческих мероприятий, направленных на быстрое размножение сортовых семян при сохранении или даже улучшении их высоких качеств. Она должна обеспечить получение высоких урожаев семян с хорошими посевными, сортовыми качествами и урожайными свойствами.

Сортовые качества семенного материала определяются его, сортовой чистотой (у самоопылителей) или типичностью (у перекрестноопылителей), степенью засорения трудноотделимыми культурными и сорными растениями, карантинными объектами и степенью зараженности рядом болезней, передаваемых с семенами. Сортовая чистота у самоопылителей определяется процентным отношением стеблей или растений, типичных для данного сорта, к общему числу стеблей или растений всех сортов и форм той же культуры. У перекрестноопыляющихся культур применяют термин «сортовая типичность». По всем этим показателям к семенному материалу предъявляются высокие требования, определяемые нормативно-технической документацией. Засорение посевов не только снижает их сортовые качества, но и ухудшает товарные качества продукции.

Различают два вида засорения: биологическое — в результате переопыления разных сортов, видов и механическое, когда в семена или посев попадают семена или растения других сортов или культур.

Биологическое засорение обычно наблюдается у перекрестноопыляющихся растений, но иногда может происходить и у самоопылителей вследствие спонтанной гибридизации или появления мутаций. Принято различать видовое засорение, когда посев засоряется другими видами растений, и сортовое, при котором происходит засорение другими сортами и разновидностями того же вида. Для семеноводства более опасно сортовое засорение, так как труднее распознать примесь и избавиться от нее.