Статьи о тыкве

Лудилов В.А.
заведующий отделом семеноводства ВНИИО
доктор с.-х. наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ

На 2005 г. в Госреестр России включено 39 сортов и гибридов арбузов, 29 сортов и гибридов дыни, 41 сорт тыкв, принадлежащих к 3-м видам (крупноплодная – 26, мускатная – 5,  твердокорая – 10). Из них 6 гибридов, 1 сорт арбузов и 2 гибрида дыни иностранной селекции. Посевы бахчевых культур в России в последние годы в целом резко сократились. Если в конце прошлого века основные площади под посевами арбуза занимал сорт Астраханский, то в начале XXI века наибольшим спросом пользуется раннеспелый Фотон и лежкий позднеспелый Холодок. Однако, наибольшие площади занимают не включенные в Госреестр иностранные сорта группы Кримсон: раннеспелые Кримсон Свит и среднеспелый крупноплодный Кримсон Ред. Эти сорта отличаются стабильной урожайностью, устойчивостью к антракнозу и фузариозу, высокой транспортабельностью и хорошими вкусовыми качествами.

К сожалению, ни в одном из экспериментов последних лет не проведено сравнительного изучения отечественных импортных сортов. Основной причиной сложившейся ситуации, на наш взгляд, является то, что отечественные сорта по  комплексу признаков уступают сортам типа Кримсон, а также  снижение сортовых и посевных качеств отечественных сортов то есть нарушения в технологии семеноводства.

По Н. И. Вавилову селекция растений – это эволюция, направленная волей человека. Это значит, что в основе создания жизненности сортов лежат закономерности эволюционной процесса.

Сортам и исходным линиям гибридов свойственна изменчивость, которая вызывается разными причинами: изменением состава сортопопуляции под давлением естественного отбора, разнокачественностью семян, механическим заострением, естественным переопылением с другими сортами и дикими сородичами и. т. д. особенно внимательно следует относится к сохранению состава сортопопуляции. Давление естественного отбора на сортопопуляцию буде тем сильнее, чем дальше отсоят друг от дурга требования к условиям выращинвания, обеспечивающие формирование хозяйственно-ценных признаков сорта с одной стороныи требования к условиям выращивания, обеспечивающие высокую жизненность одной популяции над другой. Поэтому способность высокопродуктивного сорта самостоятельно длительное время сохранять свои признаки и свойства довольно ограниченна.

Наиболее стабильная часть растения – генеративные органы-семена. Они изменяются очень слабо, так как защищены всей системой генетической устойчивости, поэтому семена культурных растений мало отличаются от семян своих диких предков. Чаще всего изменчивость связана не с основными признаками, обеспечивающими генеративные функции, а с вегетативными органами, не являющимися основными для жизнедеятельности растений. Н. И. Вавилов сформулировал концепцию ботанического вида как сложной, подвижной, изолированной морфобиологической системы, связанной в своем генезисе с определенной средой и ареалом, подчиняющейся в своем развитии закону гомологических рядов наследственной изменчивости. Сорт, как культивируемая общность сходных по морфобиологическим свойствам растений, является частью определенного вида, поэтому без вмешательства человека будет развиваться по законам своего вида. И чем сильнее будет давление естественного отбора, тем сильнее будет идти дрейф генов в сортопопуляции.

Обычно   сорт   включает  в  себя   один-два (реже   три) основных биотипа, признаки, у которых близки к среднему их значению в популяции. Таких растений, как правило, бывает  60-90 %. Чем дальше значение признака от среднего, тем реже такие растения встречаются в популяции.

Таких растений, как правило, бывает 60-90 %. Чем дальше  значение признака от среднего, тем реже такие растения встречаются в популяции. Растений с крайними значениями бывает немного – 1-5 %, но они являются частью популяции,  увеличивая ее приспособляемость к меняющимся условиям среды, поэтому они постоянно воспроизводятся в потомстве.

В этом плане показателен опыт со среднеазиатскими дынями, проведенный нами совместно с Оразовым Г.А. в 1993-1995 гг. В течение ряда лет у сортов среднеазиатских дынь селекции Туркменской опытной станции бахчеводства Кызыл гуляби 498 и Карры-кыз 700 при семеноводстве не велось целенаправленных отборов. Практически шло естественное формирование популяций. В результате у каждой из них сформировалось определенное, достаточно стабильное число морфотипов. В частности, у сорта Кызыл гуляби 498 было выявлено шесть морфотипов, основное отличие которых друг от друга – индекс плода. У сорта Карры-кыз 700 по этому же показателю выделено восемь морфотипов.

В течение четырех лет изучения состав морфотипов оказался довольно стабильным: например, у Кызыл гуляби 498 растений основного морфотипа с индексом плода 1,1-1,2 было 48-56 %, с индексом 1,0-5 %; 1,3-1,4 - 26-29 % и т.д.

При проведении целенаправленного отбора состав популяций резко изменился. В условиях Чарджоу при отборе растений основного морфотипа у сорта Кызыл гуляби 498 в течение трех лет их содержание с 48-56 % возросло до 88-92 %, то есть сорт стал более выровненным (однородным), хотя продолжал выщеплять сопутствующие формы в пределах 1-6 %.

У сорта Карры-кыз 700 после трех лет индивидуально-группового отбора растений основного морфотипа (индекс 1,7)  их содержание увеличилось с 30-33 % до 84-89 %. Ему сопутствовали еще три морфотипа. Остальные полностью элиминировали.

Каждый выделенный нами морфотип, воспроизводив себя в потомстве, но в то же время стабильно выщеплял сопутствующие ему формы в одном и том же пункте прибилзительно в одинаковом количестве у сорта Кызыл гуляби 498 например, морфотип 2 (исходный индекс 1,0) в Чарджоу выщеплял  растений с индексом плода 1,1-1,2 в первый год 81%, во второй – 76%, в третий – 80%, в Теджене соответственно 76, 79 и 80 %. 

Кроме того, в Теджене выщеплялись формы с более удлиненными плодами: в первый год 8%, во 2-й - 6%, в 3-й – 9 %. Такая же закономерность отмечена и у сорта Карры-кыз 700: в Чарджоу морфотип с исходным индексом 1,7-2,0 выщеплял растения с индексом плода 1,5-1,6 в первый год – 6%, во 2-й - 7%, в 3-й – 9%; морфотип с индексом 1,3-1,5 выщеплял форму с индексом 1,7-1,8 соответственно 8,10 и 10%. При этом ни в одном случае не наблюдалось выщепления сразу всех шести-восьми морфотипов: в основном одного и только в редких случаях двух, то есть отмечается постепенная изменчивость популяций, что ведет к постоянному усилению гетерогенности.

Иначе ведут себя сорта при изменении условий выращивания. Испытание морфотипов проводили в трех точках Туркмении: в Ташаузе на богаре при сумме активных температур 4200-4500 °С; в Теджене – при пяти-шести поливах и сумме активных температур 5040 °С; в Чарджоу – при двух-трех поливах и сумме активных температур 5400 °С.

Сорта различались по реакции на условия выращивания: у Кызыл гуляби 498 изменения морфотипов проявлялись сильнее, чем у Карры-кыз 700, но направленность изменчивости сохранилась. У всех морфотипов прослеживалась одна тенденция – при выращивании в Ташаузе увеличивалось вьнцепление форм с меньшим индексом плода, в Теджене – с льшим. Минимальное число сопутствующих форм наблюдалось в Чарджоу – месте создания сорта.

Среднеазиатские сорта дынь обладают низкой адаптивной  способностью, поэтому заниматься их первичным семеноводством можно только в тех зонах, где они стабильно сохраняют генетический потенциал. Этим     объясняются  узкие  ареалы большинства среднеазиатских сортов, их локализация в конкретных оазисах. Перенос семеноводства этих сортов в другие зоны может способствовать потере ими хозяйственно ценных признаков.

На этом примере видно, что для сохранения морфохозяйственной константности сортов нельзя обойтись без постоянного отбора в первичных звеньях семеноводства, который следует вести в зоне создания сорта. Существующая в некоторых НИИ практика выращивания суперэлиты в отличных от места создания сорта условиях ведет к их изменению, а фактически – к потере. Не дает обычно эффекта и вычленение из сортовой популяции какой-либо одной из ее составляющих форм.

Выравнивание популяции не должно вести к исключению из нее всех морфотипов. Это приведет к снижению ее адаптивности и, как следствие, потере сорта. Основной морфотип должен составлять 80-90 % популяции, остальное – два-три сопутствующих морфотипа.

Для более точного воспроизведения сорта в процессе семеноводства необходимо иметь его селекционный паспорт с указанием процентного соотношения составляющих его морфотипов по основным биологическим и хозяйственно ценным признакам. Практически на сегодня мы этого не имеем, и семеноводство сортовых популяций ведется по интуиции семеновода.

Известно, что замена генетически разнообразных сортов более высокоурожайными сортами и гибридами с высокой степенью ядерной и цитоплазматической однородности во многих странах мира была главной причиной опустошительных эпифитотий на многих сельскохозяйственных культурах. В связи с этим, при министерствах сельского хозяйства и Национальных академиях США, Канады, Австрии, Японии и др. были созданы специальные комитеты, в задачи которых входило предупреждение повсеместного распространения генетически однородных сортов и гибридов (Ларионов Ю.С., 2003).

В то же время генетическое разнообразие является основой их изменчивости при семеноводстве. Наиболее сильно эта  изменчивость проявляется при выращивании семенных растений в условиях, не свойственных биологии сорта. Условия выращивания семян отражаются не только на посевных, но и хозяйственно-ценных признаках выращенных из этих семян растений. Это влияние сказывается в течение 2-3-х поколений. Если же изменение условий, вызвавшее сдвиг сортопопуляции, охраняется и далее, то сорт (линия, семья) перестает быть той биологической общностью с комплексом определенных признаков, которой был данный образец, они адаптируются к новым условиям.

«Многие адаптивные свойства семян можно рассматривать как их своеобразную «онтогенетическую память», влияние которой проявляется в изменении не только урожайности, но и генетической структуры расщепляющихся поколений вследствие различий в посевных качествах семян» (Жученко А.А., 1999).

Пока в целом не ясны особенности формирования «онтогенетической памяти» у разных культур, ее влияние на посевные, сортовые и урожайные качества семян, но выше приведенные опыты четко иллюстрируют ее наличие.

Семена дыни, взятые из одного плода, но размноженные при разной сумме активных температур и влажности почвы, в потомстве дают различный тип отклонений: в потомстве семян из плодов с индексом 1,4, выращенных на орошении при сумме активных температур около 6000 °С в потомстве появилось больше растений с длинными плодами (индекс 1,5-1,6), тогда как в потомстве семян, выращенных на богаре, при сумме активных температур около 4000 °С, появилось больше растений с укороченными плодами (индекс 1,2-1,3).

Как   показывают    вышеприведенные    результаты,    без постоянного отбора через контрольные питомники можно очень быстро потерять наиболее ценные признаки сортов. Особенно важно это учитывать при работе на устойчивость сортов (линий) к болезням.  Изменение наследственности   может   быть   вызвано   и  снижением качества опыления.

Особое значение это имеет для тыквенных культур, у которых отсутствие опылителей приводит к опадению завязей. Биологически каждый плод огурца, арбуза, тыквы может дать 350-400 шт. семян, но фактически образуется в плодах 150-200 шт., а то и меньше. При попадании на рыльце малого количества пыльцы семяпочки оплодотворяются только в отдельной части плаценты, в результате чего происходит неравномерное разрастание околоплодника, образуются уродливые плоды. В потомстве от таких плодов возможно также появление изменений мутационного характера.

Для нормального оплодотворения цветка необходимо количество пыльцы, значительно превышающее потребности семяпочек. Даже на искусственной среде прорастание и рост пыльцевых трубок усиливаются при повышенной густоте посева пыльцы. Тоже и на рыльце пестика: чем больше пыльцы, тем лучше условия для прорастания пыльцевых трубок. Подобное явление отмечено у лука Ершовым И.И. (1978).

У тыкв видов С.maxima и С. реро на образование 1 семени приходится 4,6-5,9 пыльцевых зерен. Пыльца участвует не только в оплодотворении, но и в формировании околоплодника. Если добавить к пыльце своего вида чужую пыльцу, то число пыльцевых зерен необходимых для образования 1 семени снизится до 1,1-2 (Коненков П.Ф., 1962).

Посевные качества семян определяются, в первую очередь, своевременной уборкой и соблюдением технологии сушки семян. Семена из перезрелых плодов тыквы и арбузов обладают пониженной всхожестью и энергией прорастания. Недозрелые (не полностью окрашенные) и нормально вызревшие семена этих культур почти не различаются по посевным качествам, одинаково хранятся, но наиболее высокой урожайностью обладают нормально вызревшие семена урожая предыдущего года (Филов А., 1962).

У дыни канталупы спелость плодов также оказывает большое влияние на всхожесть семян: у более спелых плодов обнаружена повышенная всхожесть семян. У семян, которые перед высушиванием подвергались брожению, всхожесть выше, чем у выделенных  механическим  способом  (Harrington  J.F.,   1959). Однако  необходим четкий контроль за качеством брожения.

У тыквенных культур при температуре наружного воздуха выше 20 °С температура бродившей массы может достигать 38-40 °С. В этих условиях брожение не должно превышать 2-ух суток, в противном случае всхожесть семян арбузов и дынь снижается до 54-63%.  Кроме того, семена арбуза при продолжительном брожении могут менять свой цвет: красные в начале брожения на 5-е сутки становятся светло-коричневыми и почерневшими – на 8-е (Мухаммедов А., Кадыров Д., 1981).

На сушку обычно поступают свежеотмытые семена с начальной влажностью 72-75%. Семена 4-5 часов провяливают. В этом случае их влажность снижается до 60%. Слой таких семян обладает низкой порозностью: межзерновое пространство забито капельной влагой и мезгой. Допустимая скорость теплоносителя не превышает 0,1-0,15 м/сек. В случае превышения скорости в слое образуются сквозные каналы, через которые проходит большая часть воздуха теплоносителя, что замедляет сушку.

Сушка горячим воздухом при 40 °С не ускоряет процесс, но ведет к интенсивному росту корки на греющей поверхности, что вызывает необходимость перемешивать слой каждые 15-20 мин. При активном вентилировании корка не образуется или она получается рыхлой и не затрудняет сушку. Температура воздуха, входящего от теплоносителя, поддерживается от 42 °С в начале, до 46 °С в конце. При влажности семян 30% и ниже семена приобретают хорошую сыпучесть, корка не образуется и нет необходимости перемешивать семена. Температуру теплоносителя можно повысить до 50-52 °С. Наиболее экономично сушить семена при толщине слоя семян 6 см (Голубкович А.В., 1977).

Основным лимитирующим фактором при нагреве семян является их сходная влажность. Между представителями культур, принадлежащих к различным семействам, нет существенных различий по этому показателю: если влажность семян порядка 20 % ,  то нагревать их можно до 50-55 °С, если выше – то до 45 °С.

Это связано, видимо, с тем, что коагуляция белков независимо от происхождения, идет при одних и тех же параметрах (табл. 1).

Семена арбузов, огурцов после искусственной сушки при температуре не выше 55°С улучшают свои посевные качества по сравнению с естественной сушкой и сохраняют их при хранении

Оптимальные температуры нагрева при сушке семян тыквенных культур при влажности их выше 45% – 30 °С, при влажности семян 35-40% – 30-40 °С, при влажности ниже 30% –40- 45 °С (табл. 1). Чтобы поддерживать этот температурный режим, температура теплоносителя должна быть на 8-10 °С выше. С увеличением продолжительности сушки качество семян улучшается. Быстрый съем влаги ведет к нарушению структуры семян: не должна быть уменьшения влажности больше, чем 0,3% в минуту, а общая продолжительность сушки – менее 2 час (Пригода А., Буткевич Ц., 1971).
Проявление посевных качеств семян зависит от условий, в которые они попадают. Особое значение при этом имеют температура и влажность почвы, наличие микробионтов на поверхности семян, микроосемененность почвы.

Наличие даже патогенных микроорганизмов на поверхности семян не обязательно ведёт к заболеванию растений.

Таблица 1
Допустимые температуры нагрева семян тыквенных культур