Направления в селекции и семеноводстве овощных корнеплодных культур

УДК 635.1:631.527

В. И. Леунов

Представлено состояние селекции и семеноводства овощных корнеплодов. Раскрыты основные проблемы, связанные с созданием и размножением этой группы культур. Приведен и описан будущий Комплексный план научных исследований (КПНИ), показано его как возможное положительное влияние на селекцию и семеноводство столовых корнеплодов, так и некоторые недочеты.

Ключевые слова: овощные корнеплоды, селекция, семеноводство, качество семян, Госреестр, КПНИ.

Корнеплодные культуры занимают значительную долю как в товарном, так и в нетоварном (любительском) овощеводстве. Это очень крупная группа культур, которая включает морковь, свеклу, редис, редьку европейскую, редьку китайскую, сельдерей корневой, репу, брюкву, дайкон, фенхель, пастернак, петрушку корневую.

В крупнотоварном овощеводстве представлены две основные культуры: морковь и свекла столовая. Общая площадь под морковью – 70000 га, из них 30000 га в товарных хозяйствах. Под свеклой столовой, соответственно, 43000 га и 17000 га. В отдельных регионах и хозяйствах есть опыт возделывания и распространения редиса, его перевода из мелкотоварной культуры, какой она была, в крупнотоварную. Сегодня товарной культурой редиса занято более 4000 га, из них почти 400 га в защищенном грунте (пленочные теплицы). Хотя в целом общая площадь посева под культурой – около 40000 га. Все остальные корнеплодные культуры: мелкотоварные или нетоварные.

Цель статьи – раскрыть, какие проблемы стоят перед селекцией и семеноводством овощных корнеплодов, и каким образом они могут быть решены в рамках Федеральной научно-технической программы развития сельского хозяйства на 2017 – 2025 годы.

В Госреестре за 2017 год большая часть оригинаторов представлена отечественными организациями [1] (табл. 1).

Анализ таблицы приводит нас к следующим выводам.

1. Существует группа нераспространенных в товарном овощеводстве культур: редька, пастернак, брюква, репа, причем в России их возделывали традиционно. Доля зарубежных оригинаторов по этой группе или отсутствует полностью, или составляет 4–7%.
2. Вторая группа объединяет: сельдерей корневой, дайкон, фенхель, редьку китайскую, петрушку корневую. Культуры, которые входят в эту группу также мало распространены в товарном овощеводстве, но большую часть их стали возделывать у нас в XIX–XX веках. Поэтому результаты отечественной селекции этих культур еще 30 лет назад насчитывали в Реестре по 1–2 образца. Сейчас это количество возросло, но наиболее качественные образцы в Госреестре по этой группе по-прежнему зарубежные, их доля составляет 8–37%.
3. Третья группа включает в себя культуры, наиболее распространенные и в товарном, и малотоварном и в нетоварном овощеводстве: морковь и свекла столовая, редис. Она самая объемная по количеству. В ней присутствуют не только сорта, но и гетерозисные гибриды F₁, причем как отечественной, так и зарубежной селекции. Но влияние отечественных гетерозисных гибридов F₁ на товарное производство практически не заметно по определенным причинам.

Качество самих отечественных селекционных достижений невысоко и непригодно для товарного овощеводства.

Семеноводство гетерозисных гибридов более сложно, чем сортов-популяций и требует соответствующих природных условий, специализированных хозяйств, обеспеченных кадрами и материально. У нас значительная часть этих условий не выполняется.

Путь от времени создания современного селекционного достижения до его появления и распространения на полях товарных производителей очень длителен и затратен. Осуществить его возможно в рамках государственно-частного партнерства. Кроме этого селекционеру очень важно знать заказ на будущий сорт (гибрид) от производителя, а не только выполнять государственное задание для Госреестра.

Несмотря на то, что в Реестре представлено достаточно много отечественных оригинаторов по корнеплодным культурам, общий подход к ведению селекционной работы у них практически одинаков. Это работа с сортами-популяциями, которые создают гибридизацией и отбором, или часто просто массовым отбором с оценкой по фенотипу из нужного сортообразца. Такая работа создает большое количество сортов, которые между собой отличаются очень небольшим числом признаков, а простота или даже примитивность работы приводит к тому, что они могут удовлетворить только невзыскательного потребителя, не связанного с рынком [2].

Различие между государственной селекцией и частной в селекции сортов-популяций очень существенно. Для государственной организации работа заканчивается внесением в Госреестр. Для частной организации создание и «жизнь» селекционного достижения определяется финансами, вложенными в создание, продвижение – рекламу, продажу и т.д. То есть деньги, вложенные в создание сорта, должны быть, как минимум, возвращены.

В нашей стране представлено очень небольшое количество отечественных оригинаторов, которые занимаются гетерозисной селекцией корнеплодов. Они работают в первую очередь по моркови и редису, ведется работа по столовой свекле и редьке европейской. Исследования, связанные с морковью продолжаются у нас уже более 30 лет. И, хотя в Госреестре присутствует 21 гетерозисный гибрид данной культуры, на полях производителей вы их не найдете. Количество иностранных гибридов только по моркови превосходит количество отечественных почти в 7 раз. Это значит, что перед потребителем находится гораздо больший набор различных признаков. Результаты исследований по гаплоидам с морковью, которые были начаты около 15 лет тому назад, не привели к тому, что селекционеры получили в руки инструмент, ускоряющий создание выравненных линий. Поэтому они по-прежнему работают традиционными методами. А это значит, что на создание пары стерильной линии с закрепителем стерильности требуется не менее 12-14 лет.

Работа по созданию гетерозисных гибридов редиса на основе ЦМС более успешна в силу биологии растения редиса.

Состояние по гетерозисным гибридам у свеклы столовой в нашей стране примерно такое же, как по сахарной свекле. Просто важность культур для страны различна. В связи с этим еще длительное время будут востребованы сорта – популяции особенно по признаку двусемянности.

Изучение и создание гетерозисных гибридов у редьки европейской на основе признака самонесовместимости ведется в нашем институте.

Таким образом, анализируя состояния отечественной селекции по корнеплодным культурам можно сделать следующие выводы: селекционную работу по созданию сортов-популяций очень часто проводят просто массовым отбором с оценкой по фенотипу из нужного сортообразца, вместо принятой в свое время работы в селекционных питомниках; уровень селекционной работы по созданию гетерозисных гибридов у основных товарных корнеплодных культур, моркови, свеклы столовой и редиса не позволяет иметь необходимый набор линейного материала для создания гибридов с соответствующими признаками, которые были бы востребованы у производителя товарной продукции.

Большая часть овощных корнеплодов двулетние культуры. Однако семеноводство их состоит, как и обычно, из двух частей. Это – оригинальное, или первичное семеноводство сортов-популяций и линий и массовое, или товарное семеноводство сортов и гибридов.

До недавнего времени существовала методика оригинального семеноводства сортов, при котором для корнеплодных культур было три семеноводческих питомника. Сегодня весьма немногие оригинаторы используют это правило из-за длительности во времени и дороговизны за счет большой доли ручного труда (рис.).

Поэтому качество оригинальных семян остается на совести оригинаторов.

Товарное, или массовое семеноводство овощных корнеплодов, также почти ушло с территории нашей страны. Осталось очень небольшое количество хозяйств, производящих семена для нетоварного производства. Отечественные компании, которые работают на той доле рынка, связанной с товарными производителями, выращивают эти семена за границей. У этого есть свои причины.

В мире существуют зоны, где производят семена овощных культур и лучшего качества и более дешевые, чем в России. Это общеизвестно. За последние 25 лет у нас практически были потеряны специалисты (всех уровней), которые умеют выращивать семена овощных от посева семян до первичной очистки полученных семян, в то время как для того, чтобы обеспечивать производителей товарных овощей семенами, последние должны иметь совершенно другие параметры, чем семена для пакетов.

Так, например, на рынке семян сейчас используют стандартные и натуральные семена, которые должны обладать следующими параметрами, представленными в таблице 2.

Кроме этого существуют требования к посевным качествам семян на профессиональном рынке (табл. 3).

Все это требует затрат. То есть, необходимы семенные заводы, которые производили бы с семенами: очистку семян от механической примеси; очистку от поврежденных и невыполненных семян; калибровку семян по размеру; калибровку семян по форме; сортировку семян по удельному весу; сушку семян; инкрустацию семян; обеззараживание семян.

О проблеме семенных заводов различной мощности писали уже много [3]. Для комплектации таких заводов отечественной техникой были изготовлены шесть опытных образцов машин, которые могут производить в Воронеже. По качеству своей работы они не уступают зарубежным аналогам [4, 5]. Но со времени их создания прошло уже около 10 лет. За это время в технологических процессах очистки семян произошел еще больший прогресс, связанный с компьютеризацией работы машин и всего завода. В связи с этим отечественные компании укомплектовывают такие заводы полностью за счет зарубежных поставщиков.

Анализируя состояние отечественного семеноводства по корнеплодным культурам можно сделать следующие выводы: методика ведения оригинального семеноводства сортов и линий, устарела, а ее выполнение находится на низком качественном уровне; в стране недостает кадров и технологически укомплектованных хозяйств для ведения семеноводства; требования к качеству семян изменились с учетом требований рынка; проблема решения качественной очистки семян на современном уровне решается отдельными частными компаниями в порядке их личной инициативы без какой – либо помощи государства.

В целом, состояние и селекции и семеноводства по корнеплодным культурам является неудовлетворительным. Как оно может измениться в результате выполнения Комплексного плана научных исследований по селекции и семеноводству овощных культур, который уже почти год разрабатывается под руководством ФАНО?

Цель КПНИ – создание отечественного посевного фонда семян овощных культур отечественной селекции в профессиональном овощеводстве с 20% до 60%, в ЛПХ с 35% до 80%, обеспечение импортонезависимости производственного цикла выращивания овощных и бахчевых культур с использованием концентрации ресурсов, системного планирования и координации исследований организаций-участников и организаций-партнеров в рамках КПНИ за счет применения передовых методов генетики, селекции, семеноводства, диагностики возбудителей заболеваний, разработки интегрированных средств защиты и хранения овощных культур с внедрением полученных результатов в пилотные регионы Российской Федерации для производства конкурентоспособной с.-х. продукции.

Сегодня «План» находится в разработке, тем не менее уже в этой стадии виден комплексный подход. Основные части КПНИ следующие:

• организации – участники, представляющие как государственную, так и частную селекцию;
• возможные планы каждой организации – участника;
• эколого — географическое испытание;
• биотехнологическая работа по созданию исходного селекционного материала;
• маркерный анализ признаков;
• технологии семеноводства;
• защита растений;
• создание самих селекционных достижений;
• интеграция исследований;
• разработка и усовершенствование биотехнологических методов; маркерный анализ источников;
• график реализации проекта.

Организации, которые должны создать к завершению работы КПНИ сорта и гибриды моркови, свеклы столовой, редиса и редьки: ВНИИО, ВНИИССОК, Приморская, Западно-Сибирская, Воронежская, Бирючекутская станции, РГАУ – МСХА вместе с ООО «Селекционная станция имени Н.Н. Тимофеева», Агрохолдинг «Поиск», НИИОЗГ.

Внутренняя работа у всех этих организаций по этим культурам расписана по-разному, что составляет их право.

Но главное здесь пока следующее. Селекционеры будут создавать селекционные достижения согласно плана. Биотехнологи разрабатывают и улучшают методики. По корнеплодам, в частности по моркови, эта работа представлена очень скупо. Маркерный анализ признаков и источников признаков наиболее полно раскрыт по томату и перцу сладкому. Создается впечатление, что по корнеплодам его не будет совсем.

Таким образом, наиболее важные задачи для селекционеров, которые занимаются корнеплодами, ускорение создания гомозиготных линий и генетический контроль признаков, он вряд ли будет выполнен.

Кроме этого не прослеживается взаимодействия – интеграции, в этом состоянии Плана, не только между участниками, но даже внутри организаций.

Сегодня отечественные оригинаторы ведут гетерозисную селекцию моркови, свеклы столовой, редиса и редьки европейской. Успехи в самой селекции этих культур разные, но у товарных производителей наши достижения отсутствуют. Отдельные сорта еще присутствуют, но сорта-популяции – это вчерашний день. И не они будут определять продовольственную безопасность нашей страны.

Всю селекционную работу с этими культурами мы ведем с помощью тех же методов, что и 30 лет назад: изоляторы, переносчики пыльцы, ручная кастрация и изоляция одиночных цветков и кистей, зонтиков, ручное опыление.

Зарубежная практика показывает нам, что итог их работы, который мы видим сегодня на наших полях был достигнут в тесном сотрудничестве селекционеров, биотехнологов, ПЦР-аналитиков в результате продуманного заказа того, кто не только оплачивает их труд, но и занимается последующим продвижением селекционного достижения.

Современное продвижение выглядит следующим образом:

• на этапе конкурсного испытания разворачивается экологическое испытание на полях фермеров (малые площади) – 2 года;
• подача заявки в Госреестр для регистрации;
• предтоварное семеноводство (30 – 50 кг);
• испытания в системе Госсорткомиссия и параллельно – производственные испытания в товарных хозяйствах на площадях до 1 га, выделение особенностей в реакции нового гибрида к различным технологическим параметрам – 2 года;
• подготовка рекламных материалов;
• товарное семеноводство для стартовых продаж (300 – 500 кг);
• товарное семеноводство — 1000 кг.

Но и в этом случае достижение попадет на поле, если оно будет соответствовать запросу производителя. Если мы будем продолжать работать в рамках выполнения Госзадания, то созданные нами селекционные достижения будут никому не нужны, кроме Госреестра.

Каким образом, мы, как научное сообщество, можем повлиять на то, чтобы наши селекционные достижения, как и прежде, возделывались на полях товарных овощеводов?

1. Сегодня при создании нового гибрида или сорта необходимо, чтобы приоритетным по требованиям к признакам было мнение товарных овощеводов и бизнес-структур.
2. Сейчас практически отсутствует связь государственной селекции с производством, или она фрагментарна.
3. Научное сообщество должно работать на опережение по вопросу: какие модели гибридов, а соответственно, конкретные признаки, будут востребованы в ближайшие 5–10 и более лет.
4. Селекционеры, биотехнологи, ПЦР-аналитики должны априори работать только в одном коллективе и выполнять единую задачу.
5. В связи с изменившимися экономическими, климатическими, социальными, научно-технологическими условиями ведения традиционной селекции и первичного семеноводства требования к методике проведения этих процессов необходимо изменить.
6. Поэтому следует провести исследования, которые достоверно, статистически, с помощью новых инструментов и экспресс-анализов подтвердили бы изменения в методиках.

Библиографический список

1. Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к развитию. М.: 2017. 483 с.
2. Леунов В. И. Столовые корнеплоды в России. М.: 2011 . 272 с.
3. Романов Т. С. В России заработал новый семенной завод // Картофель и овощи . 2017. № 8. С. 9–10.
4. Быковский Ю. А., Шайманов А. А., Леунов В. И. Особенности предреализационной обработки семян овощных культур // Картофель и овощи.  2016. №1. С. 32–35.
5. Вольф А. Н., Монахос Г. Ф., Леунов В. И. Машины в селекции и семеноводстве овощных культур. М.: 2012. 218 с.

Об авторе

Леунов Владимир Иванович, доктор с. – х. наук, профессор, врио директора, ВНИИО – филиал ФГБНУ «Федеральный научный центр овощеводства». E-mail: vniioh@yandex.ru

Trends in breeding and seed production of vegetable root crops

V. I. Leunov, DSc., professor, acting director, ARRIVG-branch FSBSO «Federal Scientific Center of Vegetable Growing»
E-mail: vniioh@yandex.ru

Summary. The article presents the state of breeding and seed production of vegetable roots. Discloses the main problems associated with the creation and reproduction of this group of crops. Lists and describes the future Comprehensive research plan (CRP) shows it as a possible positive influence on the breeding and seed production of table root crops and some flaws.

Keyword: vegetable root crops, breeding, seed production, seed quality, the state register, CRP.