Селекция – значительно более экономичный способ повышения урожайности и качества продукции по сравнению с другими путями решения этих задач: химизацией, механизацией и т.п. Создание и внедрение в производство новых сортов и гибридов требует значительно меньших затрат по сравнению с интенсификацией технологии возделывания, в то же время эффект нового сорта (гибрида) проявляется в повышении урожайности на 30-35% в первый же год его внедрения в производство на всей возделываемой под ним площади.
Экологическая роль селекции связана с созданием устойчивых к болезням и вредителям сортов и гибридов, требующих значительно меньших затрат на средства защиты растений.
Основные направления селекции любой сельскохозяйственной культуры определяются потребностью производства и биологией самой культуры. Для большинства возделываемых культур они примерно одинаковы. Это – селекция на высокий выход основной продукции, устойчивость к неблагоприятным погодно-климатическим условиям выращивания, устойчивость к болезням и вредителям, технологичность, качество продукции.
Требования к сортам и гибридам любой сельскохозяйственной культуры будут меняться в зависимости от зоны их возделывания и характера их использования.
Создаваемые селекционные сорта и гибриды должны отвечать целому набору требований. Наглядно это можно представить на самой проработанной в селекционном плане культуре – пшенице.
Потенциальная урожайность современных сортов озимой пшеницы достигла уровня в 10-12 т/га.
Селекция пшеницы на дальнейшее повышение урожайности связывается с созданием высокоинтенсивных сортов, т.е. сортов, способных отвечать большими прибавками урожая на дополнительные вложения в агротехнику, и пластичных сортов, способных обеспечивать получение достаточно высоких урожаев зерна в различные по метеорологическим условиям годы.
Сорта для интенсивных технологий возделывания должны обладать:
- устойчивостью к применению гербицидов и других пестицидов;
- различной продолжительностью вегетационного периода;
- засухоустойчивостью, зимостойкостью (для озимой пшеницы), устойчивостью к низким температурам вегетационного периода, переувлажнению, повышенной кислотности почвы, солонцеватости. Различают сорта, устойчивые к весенней засухе, характерной для Западной Сибири, и к летней, обычной в Поволжье. Первые относительно позднеспелые с длительным периодом кущения, «пережидающие» в этой фазе засуху, вторые - скороспелые, успевающие в основном завершить налив зерна до наступления наиболее критической ситуации. Выделяют также устойчивость к воздушной и атмосферной засухе, суховею, жаростойкость.
В соответствии с преобладающими в конкретной зоне неблагоприятными факторами зимостойкость связывают с устойчивостью к низким температурам, к выпреванию, вымоканию, ледяной корке, выпиранию.
- технологичностью возделывания и уборки, которая предусматривает создание неполегающих, устойчивых к осыпанию сортов с толстой, прочной соломиной и мощной корневой системой.
Устойчивость к полеганию часто связывают с короткостебельностью. Однако чрезмерное уменьшение высоты растений ведет к снижению урожайности. Для каждой климатической зоны существует оптимум высоты. Так, для центра Нечерноземной зоны оптимальная высота растения составляет 0,9-1 м. Боковые побеги не должны отставать в росте и развитии от главных, а зерно не должно прорастать на корню.
- устойчивостью к болезням и вредителям: различным видам ржавчины (стеблевой, бурой, желтой), головни (твердой, карликовой, пыльной), мучнистой росе, корневым гнилям, септориозу, бактериальным и вирусным болезням. В эпоху глобального потепления климата усилилось распространение и вредоносность фузариоза колоса, ставшего основным тормозом на пути создания крупноколосых сортов пшеницы. Большое значение придается также устойчивости к шведской и гессенской мухам, хлебным пилильщикам, пьявице и другим вредителям. В зависимости от зоны внимание уделяется устойчивости к определенным патогенам и вредителям. Так, устойчивость к стеблевой ржавчине особенно важно учитывать при создании сортов для Северного Кавказа, устойчивость к мучнистой росе - при создании сортов для южных и юго-восточных районов, устойчивость к карликовой головне - только при селекции озимой пшеницы для Северного Кавказа и Закавказья.
Высоким качеством зерна, хорошими мукомольными и хлебопекарными свойствами. По хлебопекарным качествам у пшеницы мягкой выделяют сорта сильной пшеницы (твердозерной), средней силы (филеры) и слабой. Первые характеризуются высоким содержанием белка (не менее 14%) и клейковины (не менее 23%).
Селекцию сильной пшеницы ведут в районах, где климатические условия обеспечивают возможность получать зерно высокого качества. В СНГ это в основном южные и юго-восточные районы европейской части, Западная Сибирь.
Если суммировать все требования к сортам пшеницы, то важнейшими в настоящее время являются относительная стабильность урожаев по годам, устойчивость к болезням и вредителям, качество зерна.
В адаптивно-ландшафтном земледелии необходим тщательный подбор культур и сортов. В настоящее время в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию на территории Российской Федерации, включено 360 сортов мягкой озимой, мягкой яровой, твердой озимой, твердой яровой и тургидной пшеницы. Можно сказать, что проблемы интенсивности, технологичности и качества продукции озимой пшеницы селекцией решена.
В России после 90-х годов на 63% сократились посевы кукурузы, однако урожайность этой культуры всегда значительно выше, чем других зерновых хлебов. Урожайность ее в среднем составляет 2,6-2,8 т/га. Селекционеры добились заметных успехов в селекции кукурузы на раннеспелость. Скороспелые гибриды Катерина СВ. Светоч, Мария (универсального использования), К 180, К 190 (на силос) принципиально отличаются от ранее созданных гибридов. Их возделывание экономически оправдано даже в южных регионах, где ранее предпочтения отдавались средне- и позднеспелым гибридам.
Проведение конкурсного, экологического, государственного и производственного сортоиспытания позволяют с достаточно большой достоверностью выделить реакцию сортов и гибридов на выращивание их в различных почвенно-климатических условиях, вплоть до условий определенного хозяйства. Именно в результате проведения такого сортоиспытания определяется адаптивность сорта, т.е. его приспособленность к определенным условиям выращивания и экологическая пластичность, т.е. способность обеспечивать высокий выход основной продукции в различных почвенно-климатических условиях.
Имеется два подхода к использованию селекционных достижений. Один из них предполагает использование высокопластичных сортов и гибридов. Другой – использование высокоадаптивных к конкретным почвенно-климатическим условиям сортов и гибридов.
В условиях адаптивно-ландшафтного земледелия особое значение приобрела разработка паспортизации селекционного достижения. Именно такая паспортизация сорта, разработка его сортовой агротехники позволяет использовать данное селекционное достижение с максимальной эффективностью и направленностью. При разработке сортовой агротехники сорта в первую очередь учитываются такие его свойства, как реакция на предшествующую культуру, качество обработки почвы, сроки посева, уровень минерального питания, необходимость в средствах защиты растений.
В результате возможности выбора из большого набора сортов и их паспортизации во многих зонах наметился переход от 2-3 ко множеству сортов. Эта «мозаика» наглядно видна на уровне района-области-края. Однако в каждом хозяйстве не следует иметь более 2-3 сортов, различающихся по продолжительности вегетационного периода, степени устойчивости к наиболее вредоносным патогенам. Такой подход значительно снизит риск механического засорения сорта и обеспечит стабильный сбор зерна в различные годы выращивания, лучше впишется в адаптивно-ландшафтную систему земледелия.