Отборные семена на каждое поле. Первый этап получения отборных семян

Отборные семена, являющиеся важной частью точной агротехнологии, характеризуются следующими особенностями:

1. получены после размножения семян предыдущей (более высокой) репродукции высокого генетического потенциала;
2. выделены из посевного материала с учётом их расположения на материнском растении;
3. откалиброваны по толщине и, главное, по ширине (по выполненности);
4. прошли пофракционную сепарацию по плотности;
5. не имеют макро- и, главное, микротрещин;
6. комплексно обработаны с учётом заражённости исходного материала и биотеста поля, на которое будут высеяны.

Поскольку первое требование представляет предмет острой конкуренции научных селекционных центров, то последовательно рассмотрим каждое из следующих пяти характеристик.

Пшеница и другие зерновые колосовые

Ранее было замечено, что семена колосовых, которые формируются на главном стебле, имеют значительно лучшие посевные и урожайные качества, нежели семена со стеблей второго и следующих порядков (рис. 1). Кроме того, даже в колосе главного стебля посевные и урожайные качества семян сильно различаются. Качество семян, в зависимости от разного местонахождения семянки (зерновки) на материнском растении, обусловлена разным режимом питания и влиянием материнского растения.

Рисунок 1. Кущение пшеницы и формирование семян.

Это объясняется тем, что закладка колосков и цветков и цветение начинаются в середине колоса или ближе к нижней трети и продолжаются оттуда равномерно к основанию и к верхушке колоса. Существует более или менее выраженная медиальная доминантность: колоски, образованные в середине колоса, крупнее, имеют больше цветков и кариопсов; масса отдельных зёрен в этой части колоса самая высокая. Семена первых периодов формирования имеют более высокие биологические и урожайные качества. Если агрофон поля сильный и погодные условия хорошие, то и другие семена будут выполненные, но потенциал их всё равно не выровняется с ранее сформированными. Первые семена имеют более плотную «упаковку» молекул и количественно отличающийся химический состав. Так, масса 1000 зёрен яровой пшеницы, отобранных с разных частей колоса, различается на 30-45%. Поэтому семена с центральной части колоса в следующем поколении дают бóльшую озернённость и массу 1000 семян, что и определяет урожайность. Быстрое дозревание семян способствует увеличению содержания белка в них. Этот показатель у разных зёрен колоса может различаться на 2,15% (по данным исследований Г.А. Жатовой).

В книге Д. Шпаара «Зерновые культуры» (2012 г.) указано, что даже при снижении нормы высева более, чем на 30%, отборные семена, за счёт озернённости колоса и крупности зерновок, обеспечивают более высокую урожайность (см. таблицу 1). У овса самые репродуктивные семена формируются на конце метёлки, как и у проса, сорго и других метельчатых, а у гречихи, наоборот, нижние ядра раньше остальных формируются и вызревают.

Исследования (С.М. Каленская, В.В. Грищенко и др.) показали, что семена первых сроков формирования у пшеницы, овса и других зерновых культур дают урожай на 15–57% выше. Именно такие крупные и тяжёлые семена являются исходным материалом для подготовки из него отборных семян, ибо уже на этом этапе проявляется их потенциал, обусловленный расположением на материнском растении. Это подтверждается различием посевных свойств семян, сформировавшихся на разноярусных растениях (рис. 2).

Рисунок 2. Зависимость всхожести семян ржи от ярусности их расположения перед уборкой.

Кукуруза

Последовательность формирования зёрен кукурузы в початке такая же, как и у колосовых зерновых – все начинается с середины початка, но крупность семян идет по нисходящей. Большинство исследователей (С.М. Каленская и др.) утверждают, что наиболее полноценные семена кукурузы формируются в средней части початка. Семена из верхней части початка мелкие, их продуктивность ниже, чем у зерновок из основания початка. Они имеют неправильную форму, у них нарушено соотношение между массой зародыша и эндосперма.

При использовании для посева семян из верхней и нижней частей початка развиваются растения, урожай которых на 10–20% ниже, чем из семян средней части початка. В институте растениеводства им. В.Я. Юрьева (НААН Украины) группой учёных (М.М. Макрушин, Г.А. Жатова и др.) были проведены исследования зависимости урожайности кукурузы от плотности семян из разных частей початка. Согласно полученным данным, наиболее продуктивные семена формируются в средней части початка (рис. 3). Было выявлено, что в составе зерновки средней части початка кукурузы содержится больше ферментов.

Рисунок 3. Зависимость урожайности кукурузы от плотности семян и расположения их на початке.

Это значит, что процесс прорастания запускается быстрее, тем более, что для набухания семян кукурузы перед началом прорастания требуется воды менее 40% от массы зерновки (у подсолнечника и сои больше – 100%).

Подсолнечник

Большую неравномерность качества семянок в составе одной корзинки исследователи также объясняют неодновременностью их формирования, которое начинается с периферии и перемещается к центру. На первый взгляд, оценка продуктивности семян подсолнечника не вызывает затруднений. Общеизвестно, что семянки подсолнечника формируются избирательно. Самые крупные из них образуются на периферии корзинки, именно с них начинается цветение. А.К. Фурсовой установлено, что доля масла в таких семенах выше, чем в семенах центральной части корзинки, независимо от погодных условий (рис. 4).

Рисунок 4. Масличность семян подсолнечника в зависимости от их расположения в корзинке.

Это легко объясняется тем, что выполненность семянок в центре корзинки всегда ниже, чем на периферии. Исследования В.П. Оноприенко, проведенные с учётом плотности семян разного размера, подтверждают, что крупность семян подсолнечника влияет на их продуктивность (рис. 5).

Рисунок 5. Продуктивность семян подсолнечника в зависимости от крупности, характеризуемая: а - урожайностью; б - масличностью; в - всхожестью.

Согласно данным А.В. Мельникова, полученным при изучении посевных качеств семян подсолнечника, в зависимости от крупности (рис. 6), разница между лабораторной и полевой всхожестью семян обусловлена, прежде всего, их травмированностью.

Рисунок 6. Зависимость посевных качеств подсолнечника от крупности семян.

На первый взгляд кажется, что у крупного семени больше запас питательных веществ, крупнее зародыш, и это может обеспечить активное прорастание при переходе в автотрофный режим развития растения. Однако длительный опыт выращивания сельскохозяйственных культур показал, что всё не так просто. Научные и практические исследования многократно подтверждали, что отбор семян подсолнечника по размерам не всегда обеспечивает наивысший урожай. Поэтому рекомендации по крупности семян подсолнечника, приемлемых для посева, различаются в 2 раза и более. Например, рекомендации по массе 1000 семян в разных странах следующие: в Украине – 40-90 г; в США – 40-80 г; в Аргентине – 40-70 г. А для семян гибридных растений какие-либо ограничения по крупности семян отсутствуют. И это понятно, ибо для оценки семенных качеств семян подсолнечника, кроме крупности, необходимо оценивать ещё и их плотность.

Соя

Как у всех бобовых, семена сои с бóльшим потенциалом формируются в нижних стручках. Отличительная особенность всех бобовых – неравномерность созревания. Стремление к минимальному травмированию семян сои при уборке обуславливает снижение интенсивности обмолота, что приводит к большому количеству необмолоченных стручков. И это хорошо, поскольку в таких стручках нет высокопотенциальных семян, и необмолоченные стручки необходимо отобрать на первом этапе очистки, досушить и повторно обмолотить на товарное зерно. Обмолоченные семена сои в процессе очистки следует пропустить через калибратор, отобрать самые крупные и удалить их из посевного материала, потому что самые крупные бобы сои сразу после обмолота – это недозревшие бобы, имеющие большой размер из-за влажности.

Поскольку цветение и формирование бобов сои начинается на материнском растении с нижних стручков, то и крупность их при равновесной влажности выше. По этому параметру такие бобы отобрать нетрудно. Если свежескошенную сою подсушить до равновесной влажности (12%), то последующая калибровка разделит семена по крупности, согласно их фактическим размерам.

Итак, отборные семена – это выделенные из общего объёма посевного материала семена, которые первыми получили всё необходимое от материнского растения и сформировали предельно высокий семенной и урожайный потенциал. К сожалению, сегодня это практически не учитывается ни на участках размножения, ни на семенных заводах. Пока ясно одно – на первом этапе получения отборных семян необходимо выделить крупные по размеру семена зерновых колосовых и метельчатых (овес, просо, сорго и т.д.), средние – для кукурузы, крупнее средних, но чуть меньше самых крупных – для подсолнечника.