Создание технологичных сортов

Основа современного промышленного плодоводства и садо­водства — интенсивные технологии производства продукции, важнейшим элементом которых является сорт. Поэтому новые промышленные сорта должны соответствовать требованиям, предъявляемым к ним современными технологиями интенсивного плодоводства.

В селекционных программах по созданию технологичных сор­тов следует четко выделить основные параметры, к которым дол­жен приближаться такой сорт. Очень важно выделить из требова­ний, предъявляемых к новому сорту, признаки, лимитирующие проявление того или иного важного качества или свойства, а так­же дополнительные, нелимитирующие, но существенные призна­ки, способствующие формированию оптимального комплекса

ИЗ

признаков необходимого типа. Например, из комплекса требова­ний, предъявляемых сорту черной смородины, пригодному к ме­ханизированной уборке, к лимитирующим относятся сле­дующие четыре (по О. Ф. Якименко и В. С. Новопокровской):

зона размещения ягод в кроне куста должна находиться на вы­соте 0,3—1,8 м от поверхности почвы;

ягоды в кисти должны созревать одновременно (не менее 90%);

усилие отрыва ягод от кисти должно составлять 50— 150 г;

усилие, затрачиваемое на раздавливание ягод, должно превы­шать 200 г.

Сорт черной смородины, удовлетворяющий этим требованиям, пригоден для механизированной уборки урожая.

К нелимитирующим признакам такого сорта смороди­ны относятся следующие: форма кроны от пряморослой до раски­дистой; отсутствие на кусте полеглых ветвей; диаметр ветвей у ос­нования 20 мм; высота растений 1,2—1,8 м; продолжительность периода съемной зрелости более семи дней, устойчивость ветвей к механическим повреждениям, за четыре года допускается гибель не более 30 % ветвей.

Такой подход к созданию технологичных сортов требует анали­за важнейших признаков дерева или куста, имеющих прямое или косвенное отношение к формированию параметров сорта, при­годного для механизации всех процессов ухода за растением и уборки урожая.

Слаборослость деревьев — важнейшее условие создания интен­сивных сортов независимо от того, вручную или механизирован­ным способом будут убирать плоды. Проблему низкорослости можно решить двумя путями: выведением слаборослых сортов и созданием карликовых подвоев. Первый путь более кардиналь­ный, второй — более быстрый, так как позволяет использовать в слаборослых садах хорошо проверенные старые сорта.

Поскольку слаборослые сорта некоторых плодовых культур (в частности, груши, черешни,, абрикоса, сливы) сильнее снижают рост на слаборослом подвое, для решения проблемы создания низкорослых подвоев наиболее оптимально будет сочетание в привойно-подвойной комбинации слаборослого сорта и карлико­вого подвоя. Поэтому необходима селекция на создание как сла­борослого сорта, так и слаборослых подвоев.

Для насаждений интенсивного типа важное значение имеют форма и густота кроны дерева или куста. В северной зоне плодо­водства, где практикуют укрытие кроны снегом и создают стелю­щиеся сады яблони, перспективно выделение сортов с плакучей естественной стелющейся кроной. Это не только обеспечивает хо­рошую зимовку деревьев, но и позволяет разработать специфичес­кие интенсивные технологии.

Создание насаждений с высокой плотностью размещения рас-

тений требует использования сортов с компактной и колонновид-ной (цв. ил. 6, 7) кроной. Для насаждений интенсивного типа, в которых применяются машинная обрезка и уборка плодов встря-хивателями, подходят сорта с редкими кронами и размещением плодов ближе к скелетным ветвям, преимущественно на обраста­ющих веточках. Для насаждений типа лугового сада необходимо создавать сорта, закладывающие много генеративных почек на од­нолетнем приросте.

Интенсивные технологии предъявляют определенные требова­ния и к габитусу ягодных культур. Для земляники — наличие пря­мостоячих прочных цветоносов; для малины — прочный стебель; для крыжовника, шиповника, ежевики — отсутствие колючек и полегших стеблей.

Машинная уборка также предъявляет жесткие требования к ка­честву плодов и ягод. Прежде всего они должны дружно созревать, быть пригодными для одноразовой уборки. Особенно необходимо создание сортов, отвечающих этим требованиям, для культур с ра­стянутым периодом созревания плодов: малины, земляники, ак­тинидии, в меньшей степени — персика и вишни. Плоды сортов, пригодных для машинной уборки, должны характеризоваться плотной мякотью и кожицей, интенсивной окраской плодов, лег­ким отделением плодов от плодоножки. Для качества плодов виш­ни, черешни и смородины очень важен сухой отрыв — образова­ние пробкового слоя в месте отрыва плода от плодоножки, пре­пятствующего выделению сока.

Очень ценны для промышленных технологий сорта с плодами, не перезревающими в течение длительного времени. Например, сорта алычи Аштаракская 2, Кремень, Гранит, окрашенные плоды которых в технической спелости могут находиться на дереве 2— 4 нед, не осыпаясь. Заслуживают внимания сорта абрикоса, алычи и некоторых других культур, плоды которых устойчивы к гниению и хорошо подвяливаются на дереве, что облегчает получение сухо­фруктов хорошего качества. Эти свойства также должны найти применение в селекционных программах.

Современные технологии могут предъявлять неодинаковые и даже противоположные требования к одному и тому же признаку у различных культур. Если короткая и прочная плодоножка у вишни и черешни — желательный признак, поскольку благодаря этому плоды лучше воспринимают вибрацию от машин и опадают, то у облепихи и войлочной вишни селекцию ведут в противоположном направле­нии — на удлинение плодоножки, что также облегчает сбор.

Интенсивные технологии требуют создания сортов без колючек как традиционных, так и новых культур (крыжовника, малины, ежевики, барбариса и алычи). Для некоторых культур (малины, вишни и сливы, а также для подвоев косточковых культур) с по­мощью селекции необходимо снизить порослеобразовательную способность корневой системы.

8.6. ВЫВЕДЕНИЕ ПОДВОЕВ

Правильный подбор подвоев — необходимый элемент совре­менных интенсивных технологий. Создание подвоя интенсивного типа — не менее, а иногда и более важная проблема, чем выведе­ние нового сорта. Основные требования к современному подвою следующие: адаптивность, т. е. способность переносить воздей­ствие стрессовых факторов, простота размножения: семенные подвои должны иметь высокую полевую всхожесть семян, а кле­новые — легко размножаться вегетативно (черенками, отводами, корнями). В питомнике они должны быть положительно охарак­теризованы по следующим свойствам: своевременная пригодность к окулировке, легкость отделения коры, слабое ветвление расте­ния в течение длительного времени, хорошая совместимость с сортами той культуры, для которой они предназначены.

По силе роста подвои делят на сильно-, средне- и слаборослые. Особенно ценятся слаборослые подвои, пригодные для создания интенсивных и суперинтенсивных садов.

Основное направление селекции семенных подвоев — выделе­ние среди сортов и основных подвоев, используемых в питомни­ках как семенные популяции, неизвестных форм, наиболее цен­ных в подвойном отношении, дающих константное потомство и повышающих продуктивность привитых деревьев больше, чем та­кие общепринятые подвои, как сеянцы яблони сортов Боровинка, Грушовка московская, Розмарин черкесский и др. Первые сорто­вые семенные подвои, созданные в результате осуществления спе­циальных селекционных программ, — слива Евразия 43 (А. Н. Ве-ньяминов, Воронежский аграрный университет), персик Памир-ский 5, Тихорецкий 4, Алевра 2 (И. М. Ряднова, Крымская опыт­но-селекционная станция), Спутник (И. М. Шайтан, Украинский ЦРБ) — значительно превосходят по основным подвойным пока­зателям сеянцы культурных сортов сливы и персика, широко ис­пользуемые в питомниках.

Особенно интенсивно.разрабатываются селекционные про­граммы по созданию новых семенных подвоев косточковых расте­ний — сливы, алычи, персика, абрикоса, черешни, вишни, минда­ля. Кроме отбора лучших семенных форм из числа образцов дико­растущих видов и местных мелкоплодных сортов в создании неко­торых подвоев [Спутник (персик гансуанский х персик Давида), Евразия 43 (китайско-американская сливах терн)] был использо­ван метод межвидовой гибридизации. Есть примеры создания ге-терозисных гибридных комбинаций при естественном переопыле­нии двух сортов (подвои Гибрид 1 и Гибрид 2, выведенные во Франции Ж. Граселли, гибриды от переопыления сортов сливы Сен-Жюльен орлеанский и Бромптон).

Очень эффективны селекционные программы по созданию константных подвоев у самоплодных культур, в частности пер-

сика и абрикоса, сеянцы которых не проявляют депрессии при самоопылении (в отличие от сливы и вишни). Ценные подвой-ные формы из популяций персика Чгови выделены в Армении Л. А. Апояном. Подвойные сорта персика GF 305, Монклар, Не-магард, Ловел, Сибериан Ц, Кернэхтер созданы за рубежом.

Наиболее перспективны программы, направленные на созда­ние клоновых подвоев, которые позволяют использовать уникаль­ные свойства отдельных индивидов, обладающих ценными адап­тивными и технологическими признаками. Селекция клоновых подвоев различной силы роста направлена на создание подвойных сортов, устойчивых к лимитирующим факторам почвенной среды. В селекции персика необходимо создать клоновые подвои, устой­чивые к гнили корней (асфикация), грибным и бактериальным болезням, нематодам и избытку извести в почве, такие, как Ку­бань 86, GF 677, GF 566, ВСВ 1, ВВА 1 и др.

Селекционеры повсеместно уделяют особое внимание созда­нию слаборослых подвоев типа М 9, М 26, Парадизки Будаговско-го для яблони и айвы, Б 29 для груши, ВВА 1 и ВСВ 1 для сливы и персика, Гизела 5, ВСЛ 2 для черешни. Особенно важное значе­ние такие селекционные программы имеют для сильнорослых плодовых культур (яблони, груши, сливы, абрикоса, черешни), и для всех этих культур такие слаборослые подвои уже созданы.

В настоящее время проходят испытания подвои яблони, со­зданные В. И. Будаговским, Г. В. Трусевичем, И. П. Бережным и другими селекционерами. Созданы надежные клоновые подвои черешни, снижающие рост дерева на 25—30 %, — ВП 1 (А. Ф. Ко­лесникова, ВНИИССПК), ВЦ 13, ЛЦ 52, Л 2 (Г.В.Еремин, А. М. Михеев, Ю. А. Гнездилов, А. П. Перепелица).

Одно из самых важных свойств клоновых подвоев — хорошая совместимость со всеми сортами. Наибольшую ценность пред­ставляют клоновые подвои, совместимые с несколькими плодовы­ми культурами, такие, как Кубань 86, ВВА 1, АП 2, совместимые со сливой, алычой, персиком, абрикосом, миндалем. Это также следует учитывать при разработке селекционных программ по со­зданию новых сортов клоновых подвоев.

Некоторые клоновые подвои обладают еще одним ценным свойством: их можно использовать в качестве семенного подвоя, что и было сделано при размножении подвоев ВП 1, ВЦ 13, Л 2. Создание таких универсальных подвоев и для других культур — одна из важных задач селекции.

Контрольные вопросы. 1. Что такое модель сорта? 2. Какие биологические осо­бенности необходимо учитывать в селекции на высокую продуктивность? 3. Како­вы основные требования к качеству плодов новых селекционных сортов? 4. В чем особенности селекции на устойчивость к неблагоприятным факторам среды? 5. Какие признаки должны сочетаться у сорта, пригодного для интенсивных тех­нологий? 6. Зачем проводят селекцию подвоев и какими свойствами они должны обладать?

Глава 9 ТЕХНОЛОГИЯ СЕЛЕКЦИОННОГО ПРОЦЕССА

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Процесс создания нового сорта плодовых и ягодных растений очень длителен и сложен. Прежде всего составляют селекционную программу и начинают сбор, изучение и подготовку к включению в селекционный процесс исходного материала (рис. 18).

С исходным материалом проводят определенную работу, в част­ности по созданию комплексных доноров — образцов, объединя­ющих ценные признаки различных форм, даже если они не пред-

ставляют пока практического интереса. У некоторых культур, на­пример у персика и земляники, проводят инцухтирование для по­лучения растений, у которых ценный признак находится в гомо­зиготном состоянии. Важное значение имеют изучение и выделе­ние для использования в селекционном процессе образцов кол­лекции видов, дикорастущих форм, гибридов, мутантов с ценными в селекционном отношении признаками, получение но­вых мутантов и полиплоидов.

Только после накопления в достаточном количестве хорошо изученного исходного материала и разработки селекционных про­грамм приступают к созданию селекционного фонда.

Для успешного ведения селекционной работы необходима хо­рошая материально-техническая база: теплицы; лаборатории им­мунитета и биотехнологии, физиологии, биохимии, оборудован­ные современными приборами для оценки исходного и гибридно­го материала и его размножения; земельные площади для селек­ционного питомника, а также селекционного, коллекционного и сортоиспытательного садов.

ТЕХНИКА ГИБРИДИЗАЦИИ

Работу по гибридизации плодовых и ягодных растений начина­ют с изоляции бутонов у материнских растений, а у ветроопыляе-мых видов (ореха грецкого, лещины, облепихи, лоха) — и у отцов­ских. У обоеполых цветков проводят также кастрацию — удаление пыльников до того, как они созреют и из них высыплется пыльца. Кастрацию цветков обязательно проводят у самофертильных сор­тов, особенно при отдаленной гибридизации. Кастрация необхо­дима при проведении генетических опытов, чтобы полностью ис­ключить возможность попадания на пестик пыльцы материнской формы и ее участие в завязывании гибридных плодов.

Кастрацию не проводят у сортов с мужской стерильностью цветков и при использовании в межсортовых скрещиваниях само­бесплодных сортов. В этом случае при отдаленных скрещиваниях среди сеянцев будут встречаться и типичные для материнского вида. Это связано с тем, что чужеродная (других видов) пыльца стимулирует самоопыление. Если самоплодные сорта приходится опылять без кастрации, то это следует делать в самом начале цве­тения — до попадания на рыльце пыльцы материнского вида. Кроме того, у некоторых культур (сливы, вишни, яблони) при от­боре среди сеянцев, полученных от комбинаций, в которых мате­ринской формой был самоплодный сорт, можно удалять депрес­сивные сеянцы, возникшие, как правило, в результате самоопыле­ния.

Обычно кастрацию и изоляцию проводят одновременно за один-два дня до распускания цветков. Ветви для этого выбирают в

средней или верхней части кроны, где на отдельных из них зало­жено много цветковых почек. Ветви, на которых размещают изо­ляторы, не должны быть направлены в междурядье и свисать, что позволит исключить возможность повреждения изоляторов при уходе за садом, особенно при работе техники. Наиболее распро­страненный, но и самый трудоемкий способ кастрации — удале­ние пыльников выщипыванием их пинцетом или проволокой с петлей на конце (по И. В. Мичурину). У некоторых культур, в час­тности у малины, тычинки удаляют вместе с околоцветником (по Л. Бербанку) (рис. 19), надрезая его специальными ножницами или приспособлением А. А. Рязанова. В последнем случае пестик можно изолировать с помощью кусочка ваты или не изолировать, поскольку насекомые не посещают цветки без околоцветника. Од­нако надо учитывать, что в цветках, лишенных околоцветника, рыльце пестика подсыхает, особенно в ветреную и сухую погоду.

При кастрации удаляют на изолируемой ветви (у земляники на цветоносе) все недоразвитые бутоны и раскрывшиеся цветки, а у материнских форм с многоцветковыми соцветиями — часть буто­нов, учитывая то, что из нескольких цветков в соцветии плоды за­вязывают далеко не все, а иногда только один-два (у яблони, гру­ши, сливы). Сразу после кастрации цветки изолируют. Для изоля­ции цветков насекомоопыляемых видов чаще всего используют марлевые изоляторы различных размеров, позволяющие изолиро­вать одну ветвь или дерево целиком. Это могут быть мешки, рука­ва или изоляционные домики.

Для ветроопыляемых растений (облепихи, фундука, грецкого ореха, лоха) марлевые изоляторы непригодны, поскольку они пропускают переносимую ветром пыльцу. В этом случае марлю чаще всего заменяют пергаментом. Используют и другие свето­проницаемые, но плотные материалы.

Бутон Удаление околоцветника Кастрированный до кастрации кастратором цветок (рабочее положение)

Рис. 19. Кастрация цветков путем удаления околоцветника (по Л. Бербанку)

Изоляцию бутонов у тех сортов, которые не нуждаются в каст-

рации, можно проводить заранее, не дожидаясь распускания по­чек. У раздельнополых растений (актинидии, облепихи и др.) изо­лируют и мужские экземпляры, собирая с цветков под изолятора­ми пыльцу.

Пыльцу заготавливают из готовых к распусканию бутонов. Для этого их раскрывают, осторожно выщипывают пыльники, рассти­лают тонким слоем и подсушивают, при этом пыльца высыпается из пыльников. Для ускорения этой работы можно быстро подсу­шить собранные бутоны в термостате при температуре 40 "С, а за­тем измельчить их в кофемолке.

Заготовленную пыльцу хранят до опыления в сухом темном ме­сте. Пыльцу большинства плодовых и ягодных растений принято хранить в эксикаторе, заполненном хлористым кальцием или сер­ной кислотой. Пыльца грецкого ореха и других видов рода Juglans хорошо хранится на льду при естественной влажности воздуха. Пыльцу можно в течение длительного периода хранить при низ­ких положительных температурах, но лучше при отрицательных. Созревшая пыльца может сохранять жизнеспособность в течение нескольких лет, если ее хранить при температуре -20 °С и ниже. В селекционной практике такой способ хранения используют толь­ко при пересылке пыльцы из районов с более поздним прохожде­нием цветения в районы, где оно наступает раньше.

Проблему использования пыльцы поздноцветущих по сравне­нию с материнскими отцовских компонентов скрещивания мож­но решить и по-другому. Ветви, срезанные с растений отцовских форм, заранее вносят в теплое помещение, что позволяет приуро­чить цветение к нужному сроку и использовать собранную пыльцу для опыления материнских форм в саду. Это можно делать только после завершения генеративными почками и тканями ветвей пе­риода зимнего покоя. В противном случае почки могут не распус­титься или погибнуть после набухания. Лучшие результаты дает постановка ветвей для подгонки цветения в период начала вегета­ции растений в сосуды с водой. Особое внимание при этом следу­ет уделить обновлению срезов ветвей и периодической замене воды в сосудах. Практикуются также заготовка пыльцы в южных регионах и ее пересылка в северные. Пыльцу упаковывают в пер­гаментные пакеты или помещают в пробирки, которые закупори­вают пробкой или ватой.

Перед использованием пыльцы для опыления, особенно после хранения или пересылки, следует проверить ее жизнеспособность. Для этого обычно используют 15%-ный раствор сахарозы (иногда 5%-ный или 10%-ный) желательно с добавлением 0,1 мг борной кислоты на 100 мл раствора. Каплю раствора сахарозы наносят на предметное стекло. На ее поверхность помещают около 100 пыль­цевых зерен и накрывают покровным стеклом. Температура в по­мещении должна быть 18...20 "С. Проросшие пыльцевые зерна можно обнаружить под микроскопом через 4—5 ч.

Используют и другие методы определения жизнеспособности пыльцы. Более надежные результаты дает проращивание ее на рыльцах пестиков, но этот метод более трудоемкий. Используют также окрашивание пыльцы ацетокармином. Этим методом мож­но выделить нежизнеспособные (пустые) пыльцевые зерна, но не­возможно те (полные), которые утратили жизнеспособность в пе­риод хранения. Однако его используют в практической селекци­онной работе, поскольку он прост и позволяет быстро оценить до­статочно большое число образцов пыльцы.

Опыление проводят при полном распускании цветков и выде­лении пестиками секреторной жидкости. Чаще всего это бывает через один-два дня после начала распускания первых цветков. Опыление в более раннюю фазу (готовых к раскрыванию бутонов, когда проводят кастрацию), а также почерневших и сухих пести­ков менее эффективно. Период восприимчивости пестика к пыль­це варьирует в зависимости от погодных условий и достигает у яб­лони 9—10 сут, а у вишни и сливы — 6—7 сут.

Обычно пыльцу наносят один раз, но при ограниченном объе­ме гибридизации можно наносить дважды, поскольку это повы­шает завязываемость гибридных плодов. Лучше вносить пыльцу в утренние часы, когда рыльце влажное. Если оно подсохло, опыле­ние проводят на следующий день.

При проведении отдаленных скрещиваний пыльцу можно на­носить на недозрелый или стареющий пестик, когда его избира­тельная способность будет ниже, чем в период оптимальной зре­лости (А. С. Татаринцев и др., 1981).

Пыльцу на рыльце пестика наносят различными способами — с помощью пылилок, вырезанных из куска резинки и насаженных на препаровальные иглы (или колючки гледичии), пульверизатора или каким-либо другим способом.

После нанесения пыльцы цветки снова изолируют, навешива­ют этикетку с номером или названием гибридной комбинации, делают запись в журнале гибридизации, указывая число опылен­ных цветков, дату опыления, особенности погодных условий и другие сведения.

Через 2—3 нед после опыления проводят первую ревизию за­вязавшихся плодов, через месяц — вторую (для растений с более позднеспелыми плодами). Обычно изоляторы сохраняют до созре­вания плодов, чтобы избежать поражения вредителями, но во многих случаях их можно снимать и после первой ревизии.

Для получения большого количества гибридных семян, особен­но при отдаленной гибридизации, используют свободное пере­опыление между материнской и отцовской формами в контроли­руемых условиях. Способы достижения этого различны. Наиболее простой — посадка растений материнского сорта в окружение рас­тений отцовского сорта или сортов. Другой прием — прививка ма­теринского сорта в крону отцовского. Проводят также совместную

посадку отцовского и материнского компонентов гибридизации в изоляционном домике, устанавливая там на период цветения улья с пчелами. В этих случаях происходит гибридизация между роди­тельскими формами благодаря естественному переопылению на­секомыми или ветром. При этом удается получить большое коли­чество семян, особенно при межсортовой гибридизации. При межвидовой и особенно межродовой гибридизации в ряде случаев удается преодолеть плохую скрещиваемость видов, которая пре­пятствует получению достаточного числа гибридов путем искусст­венного скрещивания.