ЕКОЛОГІЧНА СЕЛЕКЦІЯ РОСЛИН І СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКЕ ВИРОБНИЦТВО

ЕКОЛОГІЧНА СЕЛЕКЦІЯ РОСЛИН І СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКЕ ВИРОБНИЦТВО.

У сільськогосподарському виробництві накопичилася низка негативних тенденцій: зниження стійкості агроекосистем, підвищення енергоємностісільськогосподарського виробництва, забруднення півлюантами навколишнього середовища та сільськогосподарської продукції. У зв'язку з цим основними пріоритетами сучасного сільського господарства є висока та стабільна продуктивність агроекосистем, ресурсо та енергоекономічність, природоохоронність, висока та екологічно безпечна якість. Вирішальне значення у реалізації цих пріоритетних завдань належить культурі та сорту.

Культура та сорт визначають:

1) продуктивність та стійкість агроценозів;
2) особливості технології вирощування та, отже, антропогенне навантаження на навколишнє середовище;
3) інтенсивність накопичення полютантів у продукції.

Отже, саме сорт визначає можливість подолання негативних тенденцій сільського господарства. Такий підхід вимагає нового погляду на завдання, що стоять перед селекціонерами, створення нового напряму — екологічної селекції рослин, що поєднує три напрями: адаптивну селекцію, селекцію енергетично ефективних сортів та селекцію рослин на зниження вмісту полютантів у продукції. Кінцева мета екологічної селекції – створити біологічні передумови для розробки та впровадження енергоефективних та природоохоронних технологій виробництва екологічно безпечної продукції рослинництва.

Адаптивна селекція рослин вирішує більш вузьке завдання - отримання сортів та гібридів з максимальною та стійкою продуктивністю в умовах регіону, для якого ведеться відбір.

Основними її особливостями на відміну традиційнихметодами є регіональний характер і екологічна цілеспрямованість селекції, орієнтація не на потенційну, а на реальну продуктивність; єдина стратегія середовищ на всіх етапах селекційного процесу; відбір на продуктивність та стабільність на різних етапах селекції; екологічна організація селекційного процесу внаслідок кооперації селекційних установ регіону; використання традиційних та розробка нових методів селекції для підвищення адаптивного потенціалу рослин. Нами запропоновано метод оцінки еколого-генетичних параметрів генотипів, популяцій та середовищ, який дозволяє виявити загальну та специфічну адаптивну здатність генотипів, їхню екологічну стабільність; дає можливість провести комплексну оцінку середовища як тла для відбору. Застосування методу на різних етапах селекції овочевих рослин та картоплі показало його високу ефективність та дозволило виявити деякі аспекти проблеми взаємодії генотипу та середовища у селекції рослин.

Показано відносну незалежність середнього значення ознаки генотипу та його екологічної стабільності, що говорить про можливість виділення сортів, що мають продуктивність і стабільність. Стабільність ознак продуктивності може поєднуватися з нестабільністю ряду морфобіологічних ознак. Встановлено відсутність тісного зв'язку між проявом репродуктивного та адаптивного гетерозису.

Запропоновано концепцію основних сукупностей середовищ при створенні та виробничому використанні сорту. Кожна сукупність середовищ являє собою погодно-кліматичні та агротехнічні умови на окремих етапах селекції та використання сорту: у селекційних установах, пунктах екологічного та державного випробування, насінницьких та товарних господарствах. Для контролю основних параметрів середовищ(типовість, диференціююча та передбачувальна здатність), а також реалізації принципу екологічної цілеспрямованості на кінцеву сукупність середовищ (виробничі умови майбутнього регіону обробітку сорту) можна використовувати сорти-тестери, які раніше випробувані в Держсортомережі.

Показано перевагу середніх за значенням ознаки (продуктивності) середовищ у порівнянні з багатими та бідними. У середніх середовищах зберігається мінливість генотипів за нормою реакції та максимальна ефективність відбору на загальну адаптивну здатність. Відбір у багатих чи бідних середовищах може призвести до втрати екологічної стабільності та виділення вузькопристосованих генотипів.

Другий напрямок екологічної селекції рослин – створення енергетично ефективних сортів.

Сорти рослин повинні відповідати певному рівню витрат антропогенної енергії. За рівнем енерговитрат можна виділити три технології та три концептуальні моделі сортів, що їм відповідають.

Біологічне чи альтернативне землеробство, що характеризується мінімальним рівнем енерговитрат на одиницю продукції. Цій технології відповідають сорти низького внеску енергії (low input variety).

Напівінтенсивні технології, богарне землеробство, яке відрізняється середнім рівнем енерговитрат. Для цих технологій потрібні екологічно стабільні або напівінтенсивні сорти, сорти широкого ареалу (input efficient variety). Інтенсивні технології, зрошуване землеробство, захищений ґрунт, які є найбільш енергоємними за вкладом антропогенної енергії. Підвищений рівень енерговитрат повинен відповідати сорту інтенсивного типу (input responsive variety).

Для створення енергетично ефективних генотипів бажана їхня оцінка на агрофонах при різних вкладах антропогенної енергії протягом рядуроків, що дозволить вичленувати дві компоненти енерговитрат генотипів: витрати на чуйність до регульованих факторів середовища та на стійкість до нерегульованих.

Внутрішньовидова генетична різноманітність рослин за вмістом полютантів дозволяє шляхом відбору генотипів з мінімальним виносом полютантів зменшити їх накопичення в продукції в 2-5 разів. Селекція на зниження накопичення полютантів повинна включати три етапи: оцінку вихідного матеріалу та відбір донорів мінімального накопичення на забрудненому тлі; селекцію за господарсько-цінними ознаками та ознаками, пов'язаними з накопиченням поллютантів на незабрудненій ділянці; проведення заключних етапів відбору (конкурсне випробування) на забрудненій території за умови паралельної оцінки на "чистому" фоні. Ефективним засобом зниження накопичення нітратів та важких металів у плодах томату може бути гетерозисна селекція.

Таким чином, екологічна селекція рослин має такі відмінні риси:

відповідність моделі сорту рівню енергетичного внеску до технології його обробітку;
поєднання в одному генотипі високої продуктивності, екологічної стабільності та екологічно безпечної якості;
підвищення інформативності селекції шляхом ефективного використання "малого інформаційного каналу" - реалізації генетичної інформації в онтогенезі та "великого інформаційного каналу" - передачі генетичної інформації при відборі в популяції, що селектується, на всіх етапах селекції;
екологічна організація селекційного процесу, адекватність (типовість) умов відбору на кожному етапі селекції майбутньої еконіші сорту, об'єктивна інформація про продуктивність, стабільність та якість урожаю генотипів; зняття інформаційних перешкод, пов'язаних із взаємодією генотип-середовище.

На основі цих відмінних моментів екологічної селекції можна виділити три концептуальні моделі сортів рослин (табл. 118).