Биологическое и технологическое обоснование семеноводства F1 гибридов капусты белокочанной

Высота семенных растений изогенных инбредных линий капусты белокочанной при выращивании в условиях открытого грунта значительно варьирует, от 62 до 110 см. в зависимости как от генотипа, так и от возраста маточника, который определяется сроком посева.

В пленочной теплице, где высокая относительная влажность воздуха сочетается с меньшей интенсивностью ультрафиолетовой инсоляции и более высокой температурой воздуха, растения быстрее приживаются и более интенсивно растут. Высота растений сортотипа Амагер в условиях пленочной теплицы увеличивается в 1, 5 раза по сравнению с открытым грунтом. Инбредные изогенные линии сортотипа Лангендейкская зимняя в большей степени реагируют на условия внешней среды. Их высота в пленочной теплице выше, чем в открытом грунте в среднем в 1, 8 раза. Значительное варьирование по высоте семенных кустов обусловлено генетическими особенностями инбредных изогенных линий, степенью их адаптивности к изменяющимся условиям внешней среды. Сильным ростом выделяются линии сортотипа Лангендейкская зимняя. В пленочной теплице, где условия внешней среды позволяют в большей степени раскрыть генетический потенциал растения, средняя высота семенного куста этих изогенных линий достигала 150 см, что почти в два раза превышает высоту растений, выращиваемых в открытом грунте. Изогенные линии Амагер характеризуются средней высотой куста при выращивании в пленочной теплице - 140см.

Инбредные изогенные линии, в силу своих генотипических особенностей характеризуются неодинаковой реакцией на условия внешней среды. Высокой степенью отзывчивости на благоприятные условия выращивания отличаются изогенные линии Т7к2, достигающие в высоту 176-178 см и изогенные линии Би 8, семенной куст которых достигает высоты 171-172 см.

На высоту семенного куста существенное влияние оказывает возраст маточника. Маточники первого и последнего сроков посева отличаются более низкими темпами линейного роста, чем маточники средних сроков посева - 20 апреля и 5 мая. Такая закономерность наблюдается как в пленочной теплице, так и в открытом грунте. Разница в высоте семенников в среднем составляла 10 см. Низкорослость семенников, полученных из крупных маточников первого срока посева, объясняется замедленными темпами дифференциации верхушечной почки, что зачастую приводит к формированию семенных кустов 3-го и 4-го типов ветвления. У маточников последнего срока посева недостаточный рост обусловлен малым запасом пластических веществ.

Анализ семенной продуктивности показывает на большие генотипические различия исходных инбредных линий. При выращивании растений в открытом грунте и пленочной теплице высокой продуктивностью выделяются инбредные самонесовместимые линии сортотипа Амагер, отличающиеся сравнительно коротким периодом яровизации. Среди линий сортотипа Лангендейкская зимняя высокий урожай семян дают инбредные линии изогенных пар Т6, Вб 4 и Зм 57, которые по биологическим свойствам стоят ближе к линиям сортотипа Амагер.

Рост и развитие семенных растений изогенных инбредных линий капусты белокочанной средних сроков созревания

Изучение характера роста и развития семенных растений изогенных инбредных линий капусты белокочанной средних сроков созревания проводились в условиях открытого грунта Центральной Нечерноземной зоны России. Фенологические наблюдения, проведенные в течение вегетации семенных растений, полученных от маточников разных сроков посева, указывают на значительные различия в прохождении фаз развития. У семенников, полученных от маточников позднего срока посева, фазы бутонизации и цветения наступают позже, чем у семенников, полученных от маточников раннего и среднего сроков посева.

Маточники раннего срока посева формируют высокие семенные кусты с длинными побегами первого порядка ветвления и бульшее общее число побегов и стручков, по сравнению с маточниками более поздних сроков посева. При этом промежуточные гибриды по высоте растений, длине побегов первого порядка ветвления и общему числу боковых побегов приближаются к семенникам сортов, а иногда превосходят их, уступая только по числу стручков на растении.

Онтогенетический возраст растения сказывается и на типе ветвления семенников. У всех изучаемых генотипов капусты белокочанной среднего срока созревания преобладает первый тип ветвления. В зависимости от возраста маточного растения доля семенников первого и второго типов ветвления изменяется. Наиболее сильное ветвление отмечено у исходных сортов, у которых доля растений со вторым типом ветвления составляет в среднем 40, 7%. У самонесовместимых инбредных линий и промежуточных гибридов семенников второго типа ветвления было соответственно 22, 2 и 32, 3%. У семенников, полученных от маточников позднего срока посева отмечено уменьшение количества растений второго типа ветвления.

Наибольшая урожайность семян получена на семенниках, выращенных из маточников раннего срока посева, наименьший - позднего. Эта закономерность наблюдается во все годы исследований, как у растений самонесовместимых инбредных линий и промежуточных гибридов, так и у исходных сортов. Семенная продуктивность инбредных линий была в 2, 5-3 раза ниже, чем у растений сорта Слава грибовская 231. В то же время у промежуточного гибрида, полученного в результате скрещивания этих инбредных линий, семенная продуктивность возросла в два раза по сравнению с родительскими инбредными линиями, хотя и оставалась на 27% ниже, чем у исходного сорта.

Посевные качества семян, полученных от семенных растений онтогенетически разного возраста, практически не изменялись.

Рост и развитие семенных растений изогенных инбредных линий капусты белокочанной ранних сроков созревания

Семеноводство капусты белокочанной ранних сроков созревания имеет свои особенности, обусловленные биологическими характеристиками и сравнительно коротким вегетационным периодом. Для получения качественных, хорошо сформировавшихся и не переросших маточников, посев семян следует проводить в более поздние сроки, чем посев на товарные цели. Возраст маточного растения оказывает существенное влияние на рост и развитие семенников, их семенную продуктивность.

Исследованиями, проведенными в условиях открытого грунта, установлено неодинаковое развитие семенных растений родительских самонесовместимых инбредных линий капусты белокочанной ранних сроков созревания в зависимости от возраста маточника. Маточники наиболее позднего июльского срока посева не формируют семенные растения и к концу вегетации большей частью погибают.

Маточники инбредных линий раннего срока посева (в начале июня) формируют хорошо развитые сравнительно высокие семенные растения с более длинными побегами, большим числом побегов первого порядка и формируют больше стручков. Они превосходят по морфологическим и биометрическим показателям семенники, выращенные из маточников более позднего срока посева 20 июня. Семенные растения инбредных самонесовместимых линии в целом уступают по биометрическим показателям сортам и значительно варьируют между собой. Наиболее мощные семенники формируют самонесовместимые инбредные родительские линии скороспелой кочанной капусты Нп 21к и Дт 46к.

Хорошо сформированные семенники инбредных самонесовместимых линий, выращенные из маточников раннего срока посева, отличаются более высокой семенной продуктивностью, по сравнению с семенными растениями, полученными из онтогенетически более молодых маточников позднего срока посева 20 июня.

Продуктивность семенных растений исходных самонесовместимых инбредных линий капусты белокочанной ранних сроков созревания изменяется в зависимости от генотипа от 12 до 20 г/раст. при раннем сроке посева маточников и от 13 до 15 г/раст. при более позднем посеве маточников (20 июня). Семенники родительских самонесовместимых инбредных линий Нп21к и Дт46к, характеризуются высокой урожайностью семян - 36, 4 и 26, 3 г/раст. при ранних сроках посева маточников и 32, 7-29, 7 г/раст. при позднем посеве 20 июня.

Рост, развитие и семенная продуктивность исходных самонесовместимых линий позднеспелой капусты в зависимости от температуры хранения маточников

Значительное влияние на сроки наступления и окончания цветения семенников оказывает температурный режим хранения маточников. Все изученные самонесовместимые инбредные линии капусты белокочанной поздних сроков созревания одинаково реагировали на повышение температуры в период хранения маточников. Семенники из маточников, хранившихся при повышенных температурах, быстрее начинают отрастать, отличаются быстрым ростом цветоносов и раньше зацветают. Так, при хранении при температуре +3…+4^оС цветение семенников начинается в среднем на 6 суток раньше, а при хранении при температуре +5…+6 ^оС - на 11 суток раньше, чем при обычном температурном режиме 0…+2 ^оС. При более теплом температурном режиме хранения маточников в среднем на 5-6 суток сокращается продолжительность цветения семенных растений (табл.12).

При обычном температурном режиме хранения маточников наиболее ранними сроками начала цветения в условиях защищенного грунта характеризуются инбредные самонесовместимые линии изогенной пары Т6, несколько позже начинается цветение у Би8. Наиболее поздние сроки начала цветения отмечены у изогенной пары Хд3. Повышение температуры хранения маточников инбредных самонесовместимых линий способствует ускорению наступления фенологических фаз развития семенных растений.

Растения позднего срока посева 20 мая независимо от температурного режима хранения маточников начинают цвести позже. Продолжительность цветения у них короче, чем у семенников от более крупных маточников ранних сроков посева.

Различия в степени дифференциации конуса нарастания, обусловленные разными температурными режимами хранения маточников, отражаются на высоте семенного куста, его строении и продуктивности. Наиболее высокие семенные растения формируют маточники, хранившиеся в обычном температурном режиме 0…+2 ^оС. Повышение температуры хранения маточников до +5…+6 ^оС приводит к уменьшению высоты семенников в среднем на 10, 5%.. При теплом хранении +5…+6 ^оС процессы жизнедеятельности растений протекают более активно, интенсивно используются запасные пластические вещества, что приводит к быстрому истощению семенного растения. У семенников, полученных из маточников, хранившихся при повышенном температурном режиме, к моменту уборки в кочерыге наблюдается отмирание паренхимных тканей. Следует отметить, что повышение температуры хранения маточников до +3…+4 ^оС не оказывает существенного влияния на высоту семенного растения.

Степень дифференциации конуса нарастания к моменту высадки маточников после хранения определяет число генеративных побегов, ветвистость семенников, их семенную продуктивность. Наибольшее число побегов первого порядка формируется при хранении маточников в теплом режиме +5…+6 ^оС, на 21, 7% больше, чем при обычном режиме хранения. Раннее начало дифференциации конуса нарастания при теплом хранении маточников, хотя и усиливает ветвление, но в гораздо большей степени истощает семенное растение в процессе дальнейшего роста и развития. Оптимальным температурным режимом хранения маточников инбредных самонесовместимых линий капусты белокочанной поздних сроков созревания в условиях Центральной Нечерноземной зоны можно считать хранение при температуре +3…+4 ^оС. Этот температурный режим не только увеличивает число генеративных побегов на семенном растении в среднем на 20%, но и обеспечивает их полноценное продуктивное развитие.

Температурный режим хранения маточников следует рассматривать в связи со сроками их посева (табл.11).

Таблица 11. Семенная продуктивность растений самонесовместимых инбредных линий капусты белокочанной поздних сроков созревания в зависимости от температурного режима хранения маточников и срока посева, г/раст. (1986-1987 годы)

Крупные маточники раннего срока посева в меньшей степени реагируют на повышение температуры при хранении. Наиболее чувствительны к температуре хранения маточники позднего срока посева 20 мая.

Таким образом, продуктивность семенных растений инбредных самонесовместимых линий капусты белокочанной определяется их генотипическими признаками, способностью адаптироваться к изменяющимся условиям внешней среды, онтогенетическим возрастом маточников при закладке на хранение, температурным режимом хранения.

Максимальная семенная продуктивность семенных растений инбредных самонесовместимых линий капусты белокочанной поздних сроков созревания отмечена при хранении маточников при температуре +3…+4 ^оС. Вместе с тем четко обозначены генотипические особенности изучаемых самонесовместимых инбредных линий. У изогенных пар Т5 и Би8, отличающихся сравнительно ранним началом дифференциации конуса нарастания, наиболее высокая семенная продуктивность при хранении

маточников при температуре +3…+4 ^оС. У линий с более длительным периодом яровизации - Хд3-321 и Хд3-331 наибольшая семенная продуктивность получена при хранении маточников в теплом режиме +5…+6^оС. Эффективность теплого хранения зависит также от возраста маточников.

Результаты проведенных исследований показывают, что при всех температурных режимах хранения наибольшей семенной продуктивностью характеризуются растения средних сроков посева 20 апреля и 5 мая. Причиной относительно низкой семенной продуктивности семенных растений раннего срока посева 5 апреля является позднее начало дифференциации конуса нарастания и формирование маловетвистых семенников. При позднем посеве маточники не успевают набрать достаточный запас пластических веществ. Максимальный урожай семян у растений инбредных самонесовместимых линий изогенной пары Т6 получен при среднем сроке посева (5 мая) при хранении маточников при температуре +3…+4 ^оС. У изогенной пары Хд3 наибольшей семенной продуктивностью отличаются растения среднего срока посева (5 мая) при хранении маточников при температуре +5…+6 ^оС, у семенных растений изогенной пары Би8 наиболее продуктивными были растения среднего срока посева 20 апреля при хранении маточников при температуре +5…+6 ^оС.

В проведенных исследованиях не выявлено прямой зависимости между температурой хранения маточников и посевными качествами семян.

Урожайность семян и семенная продуктивность инбредных линий капусты белокочанной. Урожайность семян и семенная продуктивность инбредных линий капусты белокочанной в зависимости от густоты стояния растений

Изучение зависимости семенной продуктивности самонесовместимых инбредных линий капусты белокочанной позднего срока созревания от густоты стояния семенных растений проводили в условиях пленочной теплицы. Результаты исследований показали, что уменьшение площади питания растений самонесовместимых инбредных линий приводит к формированию маловетвистых семенников с низкой семенной продуктивностью. На загущенных посадках (0, 28 м²) в целом по опыту количество побегов первого порядка ветвления уменьшается в 1, 2 раза, а второго порядка - почти в полтора раза (табл.12).

Таблица 12. Семенная продуктивность инбредных самонесовместимых линий капусты белокочанной поздних сроков созревания в зависимости от площади питания и сроков посева маточников, %. Пленочная теплица (1987-1988 годы)

В большей степени на уменьшение площади питания реагируют мелкие маточники позднего срока посева 20 мая. Характер ветвления семенников, полученных от маточников позднего срока посева, с увеличением площади питания растений существенно изменяется. На разреженных посадках количество побегов второго типа ветвления у семенников инбредной изогенной пары Т7к2 увеличивается в 1, 6 и 2 раза по сравнению с загущенной посадкой, а у изогенной пары Хд7 - в 2, 3 и 2, 1 раза. Улучшение архитектоники семенника с увеличением площади питания четко прослеживается на всех растениях инбредных самонесовместимых линий капусты белокочанной позднего срока созревания независимо от их онтогенетического возраста.

Повышение доли побегов второго типа ветвления у семенных растений удлиняет период цветения и повышает семенную продуктивность. Семенная продуктивность изогенной инбредной пары Т7к2 с увеличением площади питания семенников повышается от 6, 2-5, 8 до 23, 5-22, 6 г/растение в среднем, у изогенной инбредной пары Хд7 от 9, 5-8, 9 до 35, 3-35, 5 г/растение.

Урожайность семян с единицы площади варьирует меньшей степени, максимальный уровень отмечен при выращивании на площади питания 0, 42 м². Наибольшая урожайность семенников у изогенной инбредной пары Т7 получена от маточников среднего срока посева 5 мая на площади питания 0, 35 м², а у самонесовместимой изогенной пары Хд7 при высадке маточников среднераннего срока посева 20 апреля при площади питания 0, 42 м².

Сильная инбредная депрессия самонесовместимых инбредных линий и их высокая чувствительность к неблагоприятным факторам возделывания, в данном случае уменьшению площади питания в загущенных посадках, приводит к снижению семенной продуктивности, не компенсируемой увеличением количества растений на единицу площади в отличие от семенников инбредных самонесовместимых линий капусты белокочанной средних и ранних сроков созревания, возделываемых в открытом грунте, у которых масса маточника не имеет столь важного влияния на рост и развитие семенных растений.

Урожайность семян и семенная продуктивность инбредных линий капусты белокочанной в зависимости от минерального питания

Опыты проводили на разных уровнях минерального питания растений: низком, среднем, повышенном и высоком. Дозы NPK расчетные. Нормы внесения удобрений рассчитывали на планируемую урожайность 40, 50, 60 и 70 т/га, контролем служил вариант без внесения удобрений, обеспечивающий урожайность капусты белокочанной 30-35 т/га. Материалом для исследований служили растения инбредных линий, используемых при массовом семеноводстве F₁ гибридов, Би 192 и Хт 51 пм.

Повышенный уровень минерального питания в первый год жизни растений, оказывал существенное влияние на массу маточников инбредных самонесовместимых изогенных линий (рис.1).

На повышенном и высоком уровнях минерального питания масса маточников изогенной инбредной линии Би 192 увеличивается на 55, 6%, Хт 51пм - на 48% по сравнению с контролем (1- без внесения удобрений).

Различия генетических признаков инбредных самонесовместимых линий, а также степень депрессии проявляется в показателях массы маточников, их реакции на уровень минерального питания, темпах яровизации, поражаемость болезнями в период хранения (рис.1).

Различия по степени дифференциации конуса нарастания ко времени высадки маточников оказывают существенное влияние на рост и развитие семенных растений второго года жизни. Фенологические наблюдения показали различия в сроках начала и продолжительности цветения в зависимости от генотипа и уровня минерального питания растений в первый год жизни.

Рис. 1.Масса маточников самонесовместимых инбредных линий капусты белокочанной поздних сроков созревания в зависимости от уровня минерального питания (2003-2005 гг.)

Рис.2. Сохранность маточников самонесовместимых инбредных линий капусты белокочанной поздних сроков созревания в зависимости от уровня минерального питания (2003-2005 гг.)

Семенная продуктивность инбредных самонесовместимых линий капусты белокочанной поздних сроков созревания обусловлена генотипическими особенностями и зависит от уровня минерального питания в первый год жизни растений. Высокой отзывчивостью на внесение удобрений в первый год жизни обладает линия Хт 51 пм. Рост семенной продуктивности на повышенном и высоком уровнях минерального питания в первый год возделывания культуры увеличивается на 40-65, 6% по сравнению с неудобренным фоном. Количество семян с одного растения увеличивается в среднем от 21, 2 г в контроле до 29, 7-35, 1 г у семенников из маточников, выращенных на удобренных вариантах (рис. 3).

Инбредная самонесовместимая линия Би 192 в меньшей степени отзывается на применение удобрений в первый год культуры. Рост продуктивности семенников, полученных от маточников, выращенных на повышенном и высоком уровнях минерального питания, составил 22, 0-27, 6% по сравнению с контролем.

Рис.3. Семенная продуктивность самонесовместимых инбредных линий капусты белокочанной поздних сроков созревания в зависимости от уровня минерального питания в первый год жизни (2003-2005 гг.)

На посевные качества семян инбредных самонесовместимых линий капусты белокочанной поздних сроков созревания уровень минерального питания маточников в первый год жизни не оказывал какого-либо существенного влияния.

Урожайность семян и семенная продуктивность инбредных линий капусты белокочанной в зависимости от предпосадочной обработки маточников

Прием предпосадочной обработки маточников после вырезки раствором гиббереллина, как в открытом грунте, так и в пленочной теплице оказывает положительный эффект на продуктивность семенных растений. Обработка маточников после вырезки водным раствором гиббереллина в концентрации 75 мг/л повышает семенную продуктивность инбредной самонесовместимой линии Хд4 в 3 раза, Дв8 - в 2, 2 раза. Под действием гиббереллина в концентрации 100 мг/л маточники разного возраста формируют хорошо разветвленные семенники с большим количеством генеративных побегов.

Анализ результатов исследований показывает, что обработка маточников гиббереллином способствует увеличению числа побегов первого и второго порядков ветвления, повышает семенную продуктивность растений. Степень отзывчивости исследуемых генотипов на обработку маточников гиббереллином неодинакова. Положительная реакция на обработку биологически активным веществом наиболее выражена у инбредной линии Хд4. Семенные растения после обработки маточников гиббереллином формировали в 1, 53 раза больше побегов первого порядка и в 3, 25 раза - побегов второго порядка. У инбредной линии Дв8 количество побегов первого и второго порядков увеличивалось соответственно в 1, 21 и 1, 20 раза.

Увеличение числа генеративных побегов указывает на то, что гиббереллин в небольших концентрациях 75-100 мг/л стимулирует процессы дифференциации конуса нарастания. Эффективность его действия при предпосадочной обработке маточников выше у генотипов с поздним началом процесса яровизации. Следует также отметить, что действие гиббереллина наиболее выражено при обработке маточников ранних сроков посева, отличающихся более поздним началом процесса яровизации. Обработка маточников гиббереллином не оказывает существенного влияния на посевные качества и размер семян. При всех вариантах обработки семена отвечали уровню I класса.

Использование для обработки корней маточников индолил-уксусной кислоты (ИУК) также стимулирует формирование побегов первого и второго порядков, что в итоге существенно повышает семенную продуктивность растений. В результате исследований определена оптимальная концентрация индолил-уксусной кислоты для предпосадочной обработки корней маточников - 200 мг/л. Семенная продуктивность инбредных самонесовместимых линий капусты белокочанной поздних сроков созревания увеличивается у Хд4 в 1, 7 раза, у Дв8 - в 1, 3 раза. При обработке индолил-уксусной кислотой маточников разных сроков посева наибольший положительный эффект получен на молодых маточниках позднего срока посева, характеризующихся небольшими размерами и ранними сроками дифференциации конуса нарастания. Применение индолил-уксусной кислоты для предпосадочной обработки маточников не приводит к снижению посевных качеств и размеров семян.

Семеноводство F₁ гибридов капусты белокочанной поздних сроков созревания

Поддержание и размножение исходных самонесовместимых изогенных линий осуществляется в зимних теплицах, производство семян родительских самонесовместимых линий - в пленочных теплицах. Производство F1 гибридных семян в условиях Центральной Нечерноземной зоны осуществляется в пленочных теплицах и в открытом грунте. В условиях субтропиков семеноводство F1 ведется в открытом грунте беспересадочным способом.

Поддержание и размножение исходных самонесовместимых изогенных линий. Растения самонесовместимых линий при высоком уровне самонесовместимости не завязывают семена при опылении цветков своей пыльцой или пыльцой других растений данной линии, так как пыльца на рыльцах родственных несовместимых растений не прорастает. Как было показано в наших исследованиях, самонесовместимость начинает проявляться в рыльце за 1-2 суток до раскрытия цветка, и достигает наивысшей активности в молодых цветках. Поэтому семена самонесовместимых инбредных линий получают гейтеногамным опылением бутонов, которое проводится вручную. В условиях Центрального Нечерноземья эту работу выполняют на растениях, выращиваемых в зимних теплицах.

Посев маточников можно проводить в два срока - в середине мая и в первых числах июля. Убирают их до наступления заморозков -1…-2 ^оС. С наступлением холодной погоды в сентябре-октябре у растений под воздействием низких положительных температур начинается процесс яровизации. Маточники майского срока посева имеющие к моменту уборки небольшой, сравнительно рыхлый кочан, помещают в хранилище для хранения и дальнейшего прохождения яровизации. В конце декабря - начале января их высаживают в зимнюю теплицу, где температуру поддерживают на уровне +2…+7 ^оС. Растения июльского срока посева в конце октября имеют хорошо сформированную розетку листьев. Их после уборки высаживают в зимнюю теплицу по схеме (110+40)х30 см, температуру в теплице поддерживают на уровне +2…+7 ^оС. Начиная с первой половины февраля, когда процесс дифференциации конуса нарастания завершается, температуру воздуха в теплице постепенно повышают до 15…18 ^оС. Перед наступлением цветения растения изолируют. После того, как на побегах раскроется по 5-6 цветков, проводят скрещивание с целью генетического анализа на гомозиготность и принадлежность к данной линии. С целью получения семян с растений самонесовместимых инбредных линий проводится гейтеногамное опыление бутонов.

Через три недели после опыления цветков по развитию стручков уже можно выяснить результаты генетического анализа. Примеси удаляют, а на соответствующих требованиям анализа растениях стручки от опыления бутонов собирают вручную по достижении ими белесой окраски створок и бурой окраски семян. Срезанные стручки дозаривают в помещении и после полного высыхания обмолачивают.

Такой способ размножения самонесовместимых инбредных линий позволяет получать в среднем по 10-15 семян в стручке. В целом опытный оператор при 8-часовом рабочем дне за период цветения растений может получить до 500 г семян.

Производство семян родительских самонесовместимых линий и F₁ гибридов. Семена родительских самонесовместимых линий получают скрещиванием двух исходных самонесовместимых изогенных линий одной пары. Вследствие биологических особенностей исходных самонесовместимых линий капусты белокочанной поздних сроков созревания семена родительских линий производят в условиях пленочных теплиц. При выращивании растений в условиях открытого грунта часто наблюдается гибель соцветий и вегетативное израстание семенников. Семена гибридов первого поколения получают скрещиванием родительских самонесовместимых линий. Технология производства семян родительских самонесовместимых линий и F₁ гибридов отличается только масштабами производства.

В условиях Центрального Нечерноземья выращивание маточников родительских линий капусты белокочанной поздних сроков созревания проводят рассадным способом в пленочных теплицах.

Агротехника выращивания маточников близка к технологии выращивания капусты белокочанной позднего срока созревания на продовольственные цели. Но при выращивании маточников следует строго соблюдать такие параметры, как густота стояния растений и уровень минерального питания. Оптимальная схема посадки рассады 70х50 см. В отличие от посадок на продовольственные цели, маточники не требуют высокого уровня минерального питания.

Оптимальный температурный режим хранения маточников +2…+3 ^оС. Хранение маточников при температуре 0…+1 ^оС не позволяет растениями полностью пройти яровизацию к моменту высадки, а хранение при более высокой температуре +4…+5 ^оС ускоряет прохождение яровизации, но ухудшает приживаемость маточников и уменьшает семенную продуктивность.

Предпосадочная подготовка маточников включает в себя вырезку кочерыг и обработку их биологически активными веществами, стимулирующими корнеобразование и ускорение приживаемости растений после посадки в поле или пленочную теплицу.

Выращивание F₁ гибридных семян в пленочных теплицах. Растения самонесовместимых родительских линий капусты белокочанной поздних сроков созревания из-за инбредной депрессии отличаются пониженной жизнеспособностью и очень чувствительны к стрессовым факторам, поэтому при производстве семян родительских линий и семеноводстве F₁ гибридов необходимо создавать условия, наиболее благоприятные для их роста и развития. Оптимальные условия для развития семенников капусты, особенно позднеспелых сроков созревания, повышения их семенной продуктивности и улучшения посевных качеств семян можно создавать в пленочных теплицах. Высадку кочерыг проводят во второй половине апреля. Оптимальная схема посадки ленточная 90+50 см с расстоянием между растениями в ряду 30 см. В зависимости от генотипа родительских линий цветение семенников начинается через 30-35 дней после высадки маточников и длится в течение 30-40 дней. Перед цветением в теплице устанавливают ульи с пчелами.

Выращивание F₁ гибридных семян в открытом грунте. Наиболее пригодны для выращивания семенников в открытом грунте средние по механическому составу плодородные почвы. Родительские линии высаживают чередующимися рядками. Лучшее переопыление достигается при равном соотношении родительских компонентов 1:1. Перед цветением на поле устанавливаю ульи с пчелами из расчета 10-15 семей на 1 га.

Уборка семян. К уборке семенников приступают в период, когда у большинства растений окраска стручков становится бледно-желтой, а семян - светло-коричневой. Оптимальным сроком уборки считают фазу наступления восковой спелости при влажности средней пробы семян 46-48%.

Беспересадочное семеноводство F₁ гибридов в условиях Дагестана. При беспересадочном семеноводстве F₁ гибридов капусты белокочанной поздних сроков созревания необходимо учитывать особенности прохождения яровизации у родительских линий, которые могут воспринимать воздействие пониженными температурами в более взрослом состоянии, чем среднеспелая капуста (не менее 120 дней от всходов), и это воздействие должно быть длительным. При ранних посевах (начало июня) растения формируют очень плотные кочаны, которые необходимо крестообразно надрезать сверху, чтобы не повредить верхушечную почку и обеспечить нормальное формирование семенного куста, что требует значительных затрат ручного труда. Кроме того, растения с плотным кочаном при заморозках до -8…-10 ^оС, которые бывают в этом районе, очень быстро промерзают и намного сильнее повреждаются. Установлено также, что присущая родительским линиям инбредная депрессия, сильнее проявляется на онтогенетически более старых маточных растениях. При поздних посевах (после 1 августа) растения большинства линий не образуют цветоносный стебель и не дают семян.

Установлено, что максимальная семенная продуктивность достигается у маточных растений, которые при переходе к яровизации были в фазе «мягкий кочан». Такие растения лучше перезимовывают, нормально проходят яровизацию, слабее подвержены влиянию инбредной депрессии, формируют более ветвистые семенники, что в итоге и определяет их высокую семенную продуктивность. При ведении семеноводства F₁ гибридов в условиях субтропического климата Дагестана для посева родительских линий поздних сроков созревания оптимальным является посев в начале июля (с 1.07 по 5.07) и высадка рассады в грунт в третьей декаде августа. Родительские линии высаживают чередующимися рядами, схема посадки 70х40 см. В начале формирования кочана проводят сортовую прочистку и апробацию. При прочистке удаляют все примеси, нетипичные, мутантные, недоразвитые и больные растения.

Оценка экономической эффективности семеноводства F₁ гибридов капусты белокочанной

Существуют различные критерии экономической оценки технологического процесса. Наиболее распространенными из них являются те, которые отражают доходность (прибыльность) и трудоемкость, измеряемые соответственно в денежном выражении и затратах рабочего времени.

Первый этап семеноводства F₁ гибридов позднеспелой капусты в условиях Центрального Нечерноземья проводится на семенниках, выращиваемых в зимних теплицах. Маточные растения выращивают в открытом грунте через рассаду. Поддержание и размножение исходных самонесовместимых изогенных линий осуществляется путем гейтеногамного опыления вручную вскрытых бутонов. В зависимости от условий микроклимата в теплице и генотипа инбредной линии в стручке может завязываться от 5 до 20 семян. В структуре затрат на производство семян самонесовместимых инбредных линий основную долю занимают прямые затраты - 68, %. В их структуру входит оплата труда с доплатой и начислениями - 34, 5%, амортизация и текущий ремонт теплиц - 23, 4 %, а также удобрения, электроэнергия, отопление и прочие прямые затраты - 10, 6%. Накладные расходы составляют 31, 5%.

Второй этап семеноводства родительских самонесовместимых линий (промежуточных гибридов) проводится в открытом грунте и пленочных теплицах. Экономическая оценка второго этапа семеноводства дана на примере выращивания родительских линий гибрида F₁ Кария. Анализ расчетов показывает, что затраты на выращивание семян родительских линий F₁ Кария по ценам 1987 года составил в открытом грунте 79, 1 тыс. руб./га, в пленочной теплице - 147, 5 тыс.руб./га.

Производственные затраты включают затраты на производство маточников и выращивание семенников. При производстве маточников основная доля затрат падает на оплату труда - 23, 0%, выращивание рассады - 21, 8%, удобрения и средства защиты растений - 8, 0%. В структуре затрат при выращивании семенников значительная доля падает на оплату труда - 14, 5%, ремонт и амортизацию пленочных теплиц - 34, 0%, содержание пчелиных семей - 6, 0%, удобрения и средства защиты - 4, 0%.

Третий этап семеноводства F₁ гибридов проводится в открытом и защищенном грунте. Основные производственные затраты при семеноводстве гибрида F₁ Кария включали заработную плату 38, 2%, удобрения и ядохимикаты 3, 2%, возделывание и хранение маточников 15, 6%, содержание пчелиных семей 6, 2%. Значительную долю затрат при семеноводстве гибрида F₁ Кария в пленочной теплице составляют расходы на амортизацию и ремонт теплиц - 34, 0% (табл. 15).

С учетом цен на ГСМ и энергоносители 1990 года, семеноводство F₁ гибридов капусты белокочанной поздних сроков созревания в условиях Центрального Нечерноземья экономически выгодно вести в пленочных теплицах, где урожайность семян в 3, 3 раза выше, чем в открытом грунте. Прибыль с 1 га пленочных теплиц в 4, 7 раза выше, чем в открытом грунте. Уровень рентабельности в пленочных теплицах в 2, 5 раза выше, чем в открытом грунте.

Таблица 15. Экономическая эффективность семеноводства F₁ Кария в открытом грунте и пленочной теплице, 1990 год

В новых экономических условиях, при резком повышении цен на ГСМ и энергоносители семеноводство F₁ гибридов позднеспелой капусты в пленочных теплицах Московской области сопряжено с большими затратами и при нынешнем уровне закупочных цен убыточно. Выходом из создавшегося положения может служить беспересадочный способ семеноводства F₁ гибридов капусты белокочанной в условиях субтропиков.

ВЫВОДЫ

1. Научно обоснованы биологические аспекты формирования семян у самонесовместимых инбредных линий капусты белокочанной. Высокая завязываемость семян наблюдается при гейтеногамном опылении бутонов пыльцой 1-3 суточного возраста. В среднем на стручок завязывается 17, 3 семян. При размножении самонесовместимых линий гейтеногамным опылением бутонов в условиях зимней теплицы наибольшее число семян, от 12 до 16 шт./стручок, завязывается при их опылении за 2-4 суток до распускания.

2. Выявлено влияние факторов внешней среды и времени проведения опыления бутонов на семенную продуктивность самонесовместимых инбредных линий капусты белокочанной. При размножении этих линий гейтеногамным опылением бутонов оптимальными условиями, обеспечивающими высокую завязываемость семян, являются температура воздуха 18…20 ^оС и время опыления утром в 7-8 часов и вечером в 18-19 часов.

3. Длительный инбридинг у капусты белокочанной приводит к снижению энергии прорастания и всхожести семян на 4-6%, уменьшению площади листовой поверхности и массы кочана. В последовательных поколениях инбридинга возрастает число листьев до кочана, повышается содержание сухого вещества. У семенных растений замедляется скорость роста, снижается интенсивность ветвления, позже наступает цветение. С увеличением числа поколений инбридинга уменьшается завязываемость семян при гейтеногамном опылении бутонов на 15, 0-26, 1%, снижается фертильность пыльцы с 95, 4 до 87, 7%.

4. Наиболее надежным способом преодоления самонесовместимости и размножения инбредных линий капусты белокочанной является гейтеногамное опыление бутонов. При опылении первых двух бутонов от зоны цветения завязывается в среднем до 5 семян на стручок. Опыление последующих бутонов приводит к формированию 10-12 семян на стручок. В условиях пленочной теплицы завязываемость семян на 18% выше, чем в зимней теплице. Наибольшее количество семян завязывается при опылении бутонов в средней зоне соцветия на центральном побеге и побегах первого порядка ветвления среднего яруса семенного растения. Обработка цветков инбредных линий хлоридом натрия в концентрации 3, 0-3, 5% за 20-30 минут до опыления приводит к завязыванию 10-11 семян на стручок при автогамном опылении.

5. Разработана технология получения маточных растений инбредных линий капусты белокочанной позднего, среднего и раннего сроков созревания. У маточников инбредных линий позднеспелой капусты при более поздних сроках посева 5-20 мая формируется менее плотный кочан, уменьшается число розеточных и кочанных листьев, раньше начинается дифференциация конуса нарастания, сохранность маточников, в зависимости от генотипа, составляет 81-96%. Оптимальными сроками посева при выращивании маточников инбредных линий среднеспелой капусты следует считать 5-20 мая, раннеспелой капусты 5-20 июня.

6. Выявлено влияние температуры при хранении маточников инбредных линий позднеспелой капусты на процесс дифференциации конуса нарастания. Повышение температуры от 0…+2 ^оС до +5…+6 ^оС приводит к ускорению начала дифференциации конуса нарастания. Вместе с тем, хранение маточников при температуре +5…+6 ^оС приводит к снижению выхода пригодных к посадке маточников, а также снижает их приживаемость. Исследования, проведенные в условиях защищенного и открытого грунта показали, что оптимальная температура хранения маточников обуславливающая их высокую приживаемость, находится в пределах 0…+3 ^оС в зависимости от генотипа.

7. На рост и развитие семенных растений изогенных инбредных линий, их продуктивность и посевные качества семян значительное влияние оказывают, как сроки посева на производство маточников, так и условия выращивания маточников. Высота семенных растений поздних сроков созревания в открытом грунте варьирует от 62 до 110 см, в пленочных теплицах от 120 до 189 см в зависимости от генотипа инбредной линии. Морфологические характеристики семенных растений определяются генотипом инбредных линий, онтогенетическим возрастом маточников и условиями внешней среды. Семенная продуктивность инбредных линий в открытом грунте находится в прямой зависимости от погодных условий: при благоприятных условиях в Центральных районах Нечерноземной зоны сбор семян с одного растения достигает 15-20 г. Средняя урожайность семян в пленочной теплице составляет 40, 7 г/растение и варьирует в зависимости от генотипа от 23, 4 до 56, 7 г/растение.

8. Значительное влияние на сроки наступления и продолжительность цветения, рост и развитие семенников, семенную продуктивность оказывает температурный режим при хранении маточников. Хранение маточников при температуре выше +5 ^оС приводит к раннему цветению семенных растений, быстрому окончанию цветения, к ослаблению роста и развития семенников, снижению семенной продуктивности. Оптимальным температурным режимом хранения маточников следует считать +2…+4 ^оС.

9. Определена оптимальная густота стояния семенников исходных и родительских линий при гибридном семеноводстве капусты белокочанной. Оптимальной площадью питания семенников исходных и родительских линий среднеспелой и позднеспелой капусты в условиях пленочной теплицы следует считать 0, 42 м², раннеспелой капусты - 0, 35 м². Уменьшение площади питания при выращивании маточников приводит к формированию слабо ветвистых низко продуктивных семенных растений.

10. Показана высокая эффективность внесения минеральных удобрений на рост и развитие маточников, а также семенную продуктивность инбредных линий. Оптимальным для возделывания маточников, их сохранности в период хранения следует считать средний и повышенный уровень минерального питания. Положительное влияние на рост и развитие семенных растений, а также семенную продуктивность инбредных линий оказывает повышенный и высокий уровень минерального питания.

11. Установлено положительное влияние на рост и развитие семенных растений предпосадочной обработки маточников гиббереллином и индолил-уксусной кислотой. Обработка гиббереллином в концентрации 100 мг/л ускоряет дифференциацию конуса нарастания, приводит к увеличению числа побегов, индуцирует цветение и повышает семенную продуктивность растений. Применение индолил-уксусной кислоты в концентрации 200 мг/л способствует повышению семенной продуктивности у семенников, полученных от онтогенетически молодых маточников.

12. Изучено влияние сроков посева на развитие и прохождение яровизации маточных растений, строение и продуктивность семенников родительских линий позднеспелой капусты белокочанной при беспересадочном семеноводстве в условиях субтропиков Дагестана. Установлено, что высокая семенная продуктивность (0, 60-0, 79 т/га) может быть достигнута при посеве семян в период с 20 июня по 5 июля.

13. Предложена схема и основные элементы технологии семеноводства 4-х линейных гибридов капусты белокочанной на всех этапах семеноводческого процесса. Показана возможность массового производства F₁ гибридных семян в открытом грунте, пленочных теплицах, беспересадочным способом в субтропиках РФ.

14. Показана эко...