гетерозисный гибрид что это такое
Сорта или гетерозисные гибриды — что выбрать?
«От плохого семени не жди хорошего племени»
Часто перед любителями выращивания овощей на дачном участке возникает вопрос: что лучше сажать – сорта или гетерозисные гибриды? Попробуем разобраться в этом вопросе.
Откуда идут семена
Известный генетик академик Виктор Драгавцев в одном из своих выступлений заметил: «Повышение урожаев кукурузы в Америке только на 4% обеспечивается совершенствованием агротехники и на 96% – генами и созданием новых гибридов кукурузы. Та же картина с озимой пшеницей в Англии: на 5% от улучшения агротехники повышается урожай, а на 95% – от генетико-селекционных технологий». Понятно, что на наших приусадебных участках резервы от внедрения культуры земледелия несколько выше, чем в развитых странах. Однако от свойства семенного материала зависит очень многое.
В России с незапамятных времен были проблемы с «народным» овощеводством. Михаил Васильевич Рытов в книге «Русское огородничество» (Издательство П. Сойкина, 1914 год) писал: «Кроме неумения крестьян многих местностей выращивать хорошие овощи, следует также отметить общее невежество и зачастую безграмотность, не позволяющую приобретать знания книжным путём и вынуждающую довольствоваться только устными советами и примерами культур поблизости. Не малое затруднение представляет также покупка хороших семян по доступной цене; прасолы же, коробейники и базарные торговки наделяют часто крестьян негодными семенами». Сейчас есть определенная ностальгия по старинным русским сортам, дескать, они когда-то были не то, что в наше время. Хочу заметить «…семена идут из средних губерний, более Орловской и Тамбовской, но из 100 сортов только 5% русского производства, остальное приобретается из заграницы» (М.В.Рытов, 1914 г.)
Прошло с тех пор уже 100 лет, а проблемы всё те же. В СССР проблемы с семеноводством решались, появлялись свои очень приличные сорта. К сожалению, сейчас всё пришло в упадок, ученые работают только на энтузиазме. Бытует у огородников мнение, что раз капуста растет в Ленинградской области, то, значит, и семена можно здесь производить. Понятно, не все знакомы с основами селекции. Как отметил известный селекционер по капустным культурам Григорий Монахос: «К сожалению, в России производить семена практически негде. По природно-климатическим условиям наиболее благоприятны для семеноводства гибридов капусты два региона – адлерский район Сочи и дербентский район Дагестана. Первый – курортная зона с Олимпиадой, поэтому там запрещено использовать пестициды (в советские времена разрешалось). Соответственно, там невозможно получить высококачественные семена. Спросом пользуются семена со всхожестью в 96-98%, без использования химии получается 20-30%».
Прежде всем этим условиям соответствовали семеноводческие хозяйства Азербайджана, являвшиеся основными производителями семян капусты для всего СССР. Ученые нашли теперь выход: в России проводят селекцию, размножают родительские формы и отправляют их за рубеж – в Италию, Францию и Австралию – в семенные фирмы мира, где наиболее высококачественное семеноводство. Там семена производятся, после чего экспортируются в Россию. Так что постепенно семеноводство приобретает международный статус. Собственно, это и правильно, не так уж много на земле благоприятных климатических зон для каждой культуры. Например, голландцы больше всех в мире продают семян, но у себя в стране они только размножают исходный материал. А производят их в тех природно-климатических регионах, где можно получить наиболее высококачественную продукцию.
Что такое гетерозисные гибриды
Почему сейчас цивилизованный мир переходит на производство семян гетерозисных гибридов, отказываясь от сортов? Ведь известно: для того, чтобы создать гибрид с гетерозисной силой и определенными качествами, ежегодно в поле испытываются несколько тысяч гибридных комбинаций овощной культуры, и потом не один год проходят исследования. Только для того, чтобы получить нужную комбинацию генов и создать гибрид нужного свойства, от появления идеи до представления нового сорта/гибрида может пройти до 15 лет – столько времени может понадобится на повторное скрещивание, испытание, селекцию и сотрудничество во всей производственной цепочке.
Что такое сорт? Сорт – созданная селекционером отдельная совокупность растений с определёнными признаками (урожайность, скороспелость, размер, окраска и т.д.). Главная особенность сорта – его способность сохранять все свойства в следующем потомстве, так что его легко размножать даже на даче. Но при массовой заготовке семян, да ещё при четвертой репродукции, в течение 3-5 лет происходит вырождение сорта.
Для любительского огородничества, может быть, это не так и важно. Вроде, даже и семена свои можно получить, экономия выходит. Но, как известно, скупой платит дважды. Почему? В пределах сорта наблюдаются значительные колебания признаков. Некоторые растения урожайные, другие – нет, одни скороспелые, другие – поздние, встречаются растения, о которых говорят: «идет в пустоцвет», одни горчат, другие – нет.
Более однородны сорта, полученные селекционерами путем длительного отбора лучших растений. Самыми однородными по свойствам являются так называемые линии. Линии получают, отбирая лучшее из нескольких поколений путем самоопыления, обычно не менее трех-четырех. Однако при длительном самоопылении обнаружилось уменьшение жизненной силы растения. Это инбредная депрессия.
Селекционеры при скрещивании двух линий получают гибриды F1. Растения гибридов F1 более однородны по своим биологическим и морфологическим признакам, чем обычные сорта. Также они отличаются скороспелостью и более высокой урожайностью, устойчивостью к неблагоприятным факторам среды, болезням и вредителям. Но, в отличие от обычных сортов, с гибридных растений заготавливать семена нельзя. Интересно, что при получении гибридов F1 выявились особые гибриды, у которых хозяйственно ценные признаки значительно превосходили обоих родителей – как материнскую, так и отцовскую формы. Это явление получило название гетерозис, о нём поговорим подробнее позднее.
Что лучше выбрать – сорт или гибрид F1?
Семена овощных культур могут быть сортовыми или гибридными. Что же такое сорт? Это растения, у которых все гены одинаковые. У этих растений «дети» всегда в точности похожи на родителей.
Сорта получают методом отбора и поддерживают с помощью сортовых прочисток, оставляя для получения семян типичные для данного сорта растения.
Из сортовых семян всегда вырастет такое же растение, каким были и его родители. Поэтому с сортами очень удобно работать – все растения одинаковы, стандартны и требуют одинаковой, четкой агротехники.
Конечно, в огороде насекомые постепенно нанесут на цветки пыльцу и от «чужих» растений, и тогда чистота сорта за 6–7 лет может сойти на нет. Но такое вырождение сорта можно значительно замедлить, если отбирать на семена только самые что ни на есть типично сортовые растения.
А гибрид, в отличие от сорта, – результат конкретного, разового скрещивания специально подобранных сортов. Получают гибриды, опыляя изолированные от внешней среды растения искусственно. Для этого нужно в изолированной теплице выращивать два сорта, оба – высшей чистоты сортности (суперэлита), и опыление проводить вручную.
Производство сортовых, а тем более, гибридных семян – очень точная технология, требующая соблюдения многих строгостей. Поэтому гибридные семена и стоят очень дорого.
Собрать семена для посева с гибрида можно, но вырастут из них (в лучшем случае) его родители и бабушки с дедушками. К тому же далеко не все производители семян, у которых часто и закупают их наши известные агрофирмы, в состоянии получить действительно сортовые семена.
Поэтому что же все-таки лучше выбрать для рядового садовода-любителя – сорт или гетерозисный гибрид? И те, и другие имеют определенные преимущества и недостатки.
Преимущества сортов
Преимущества гетерозисных гибридов F1
Внимание! В неблагоприятные годы сорта, приспособленные к определенным местным условиям, могут оказаться более надежными и продуктивными, чем гибриды.
Но важнейшее преимущество гетерозисных гибридов – их значительная, по сравнению с сортами, устойчивость к болезням и вредителям. А это особенно важно при выращивании овощей в пленочных теплицах.
Поэтому если есть возможность, то необходимо приобретать и использовать семена (особенно помидоров, огурцов, капусты, моркови, свеклы) гетерозисных гибридов «F1», несмотря на значительную разницу в цене семян.
Но делать это надо только после совета с грамотным специалистом. Дело в том, что большинство европейских гетерозисных гибридов, полученных в элитных лабораторных условиях западных фирм, не смогут проявить все свои лучшие качества в нашем суровом климате и низком агрофоне на участках любителей (будем искренними), который на порядок хуже, чем в этих лабораториях.
Поэтому предпочтительнее выбирать только отечественные гибриды, которые значительно лучше приспособлены к нашему прохладному и часто дождливому лету.
Что такое гетерозис и его использование в селекции растений
Гетерозис: репродуктивный, соматический и адаптивный
Сейчас уже нет тех Муромских, Вязниковских, Клинских, Ржевских огурцов, хотя что-то продают под этим брендом. Известно, что многие старинные сорта сохранились у энтузиастов, которые спасали семена из года в год. Какие-то семена путешествовали по всему миру в карманах или письмах иммигрантов, поэтому в Америке сейчас проще найти старинные сорта России, Италии, Японии, Франции, Германии… Правда, трудно уже проверить, такой ли у них был вкус сто лет назад, но, по заверениям владельцев компаний, торгующих старинными сортами, – точно такими.
Вкус овощей очень зависит от условий произрастания: почвы, климатических и световых параметров. Всем известно, как вкус картофеля зависит от характера почвы, томаты одного и того же сорта, выращенные на юге, слаще и душистее, чем выращенные на севере. Интересно, что очень ядовитый гриб мухомор в северных широтах теряет свою ядовитость, и аборигены употребляют его отвар как пьянящий напиток. Наверное, для каждого участка есть наиболее оптимальный сорт или гибрид.
Вернёмся в современный мир, где все больше становятся востребованными гетерозисные гибриды F1.
Проявление гетерозиса зависит от направления скрещивания и может наблюдаться только в одном из реципрокных (взаимных) скрещиваний, т.е. в качестве материнской и другой раз в качестве отцовской форм. При создании гетерозисного гибрида селекционерам приходится множественно проверять сочетание признаков на их комбинационную способность, т. е. на способность образовывать продуктивные гибриды. Для создания гетерозисных гибридов с определёнными признаками требуется очень высокий уровень оснащения семеноводства, большие материальные затраты. В этой программе задействованы ведущие отечественные и зарубежные селекционные центры и специалисты.
Выше в статье я приводил пример с капустой Коломенской, которая растет предпочтительно на заливных лугах, поглощает уйму влаги. Свойство засухоустойчивости, состоит из 15 компонентов, начиная от артотропности корней, которые должны углубляться вниз, а не идти в стороны и забирать влагу глубоко, до опушенности листьев. Затем энергетика, то есть работа митохондрий. Затем мембраны. Затем осмотическое давление в корневых системах: чем выше осмотическое давление в корешках, тем они у более сухой почвы лучше отнимают влагу. А осмотическое давление – это продукты всех 25 тысяч генов. И как тут можно найти конкретный ген.
Чтобы вывести засухоустойчивый гибрид этой капусты, нужно собрать в одном сорте самые ценные положительные отклонения по каждой из 15 компонент. В гибридах F1 возможно объединение комплекса генов, определяющих устойчивость к основным заболеваниям. Незаменимы они и при получении форм, устойчивых к холоду, жаре, засухе, нарушению режимов питания.
Однако следует ещё заметить, что гетерозисная сила во всей своей мощи проявляется при определенной технологии выращивания того или иного гибрида, соответствующем питании. Агрофирмы, производящие гибриды, обычно дают свои рекомендации, которые желательно соблюдать. Приведу пример, компании «Сингента». Для своих гетерозисных кистевидных гибридов томата она даёт такую рекомендацию: «Формировка кистей должна проводиться для поддержания оптимального баланса растения и формирования одинакового веса плодов на кистях; основная цель – получить от 750 до 1000 граммов общего веса плодов на одной кисти для сохранения хорошего баланса растения и продолжения завязи на последующих кистях.
Формировка кистей в основном проводится на первых 4-х кистях, далее будет появляться меньше цветков, и кисти будут более однородными благодаря правильной загрузке растения плодами и хорошему балансу питания. Удаление цветков может проводиться сразу после завязи, чем скорее, тем лучше, так как это позволит избежать излишнего поглощения питательных веществ.
Пример формировки кисти:
200-250 г: оставлять 4-5 плодов на кисти;
150-200 г: оставлять 5-6 плодов на кисти;
120-150 г: оставлять 6-8 плодов на кисти.
Если при пересадке рассады в грунт температура в теплице ниже оптимальной, кисти будут завязываться неправильно, количество цветков на кисти будет высоким, и растение будет перегружено плодами на первых кистях. Путём формирования кистей на определённое количество плодов этого можно избежать».
Может быть, для овощеводов-любителей это и не столь важно – получать такую однородность плодов, но в коммерческих целях, пожалуй, важно. А вообще любые помидоры, выращенные на своём участке, повышают наше настроение, потому что содержат серотонин – гормон счастья.
Что нужно знать о гетерозисных гибридах культур
Залогом повышения продуктивности аграрной деятельности является выведение новых сортов культур и создание их уникальных гибридов, отличающихся быстрым развитием растений, повышенной устойчивостью к неблагоприятным условиям, заболеваниям и вредителям, раннеспелостью и высокими количественными и качественными показателями урожайности. Для достижения всех этих целей с овощными растениями ведется постоянная селекционная работа.
На основании длительных наблюдений и практических опытов было сделано открытие о влиянии способа опыления на дальнейшее развитие культур. Впервые обнаружил подобную зависимость Чарлз Дарвин, когда провел сравнение кукурузы, выращенной из семян самоопыленных растений с теми, чьи семена образовались в результате перекрестного опыления. Во втором случае кукуруза отличалась высоким ростом, более мощным стеблем и значительно большей урожайностью (в 1,5 – 2 раза). Подобное изменение в развитии культур было названо «гибридной силой» (американский генетик Джордж Гаррисон Шелл, 1914 г.). А в дальнейшем это явление, заключающееся в зависимости характеристик и показателей растения от перекрестного опыления представителей различных линий, видов, сортов, получило название гетерозиса. Гетерозис у гибридов приводит к улучшению роста культур, усилению в них обменных процессов, а главное – к повышению урожайности. Поэтому использование гетерозиса в выращивании растительной продукции помогает повысить продуктивность и добиться значительных урожаев.
С этой целью в последние годы были выведены гетерозисные гибриды наиболее популярных овощных культур (огурцы, томаты, перец, капуста и др.). По своим характеристикам они превосходят лучшие сортовые образцы, так как cемена получены путем перекрестного опыления избранных сортов, отличающихся высокими качественными показателями и унаследовали преимущества обоих родительских растений.
Среди предложенных селекционерами гетерозисных гибридов огурцов наибольшей популярностью пользуются «Водограй F – 1», «Мурашка F – 1», «Смак F – 1», «Ласточка F – 1», «Самородок F – 1», «Соловей F – 1» и др. Они отличаются возможностью выращивания как в открытом грунте, так и в тепличных условиях, повышенной выносливостью к неблагоприятным условиям среды, устойчивостью к заболеваниям (мучнистая роса, пероноспороз и другие бактериальные и грибковые болезни), самоопыляемостью, продолжительным и обильным плодоношением, универсальным предназначением (для салатов, консерваций, солений). Чтобы ускорить начало урожая гибридных огурцов (на 7 – 10 дней), можно выращивать их через рассаду. Оптимальный возраст сеянцев для высадки в открытый грунт составляет в среднем 25 дней.
Гетерозисные гибриды помидоров опережают родительские сорта началом плодоношения на 10 – 12 дней, а урожайность их вырастает на 45 – 50%. Среди лучших представителей для открытого грунта с ранним периодом созревания: «Тарпан F – 1», «Пинк Топ F – 1», «Бэтмэн F – 1», «Марс F – 1», «Союз-8 F – 1», «Булат F – 1». Для закрытого грунта предпочтительны: «F – 1 Алена», «F – 1 Барвинок», «F – 1 Антошка», «F – 1 Майдан», «F – 1 Мрия», «F – 1 Незалежный» и др.
При выборе семян сладкого перца, предназначенного для выращивания как в открытом, так и в тепличном грунте, следует ориентироваться на такие селекционные находки как «Геркулес F – 1», «Амика F – 1», «Никита F – 1», «Аккорд F – 1», «Бачата F – 1», «Аристотель F – 1», «Актор F – 1», «Белл F – 1» и др.
Для садоводов-огородников вопрос приоритетов при выборе посадочных материалов чаще всего решается в пользу гетерозисных гибридов. Но в этом случае следует помнить, что большинство исключительных качеств гибридных культур сохраняется только в первом поколении растений. Принадлежность к первому поколению обычно указывается на упаковке с семенами в виде буквенного и цифрового обозначения: F – 1. Если же собрать семена у таких растений, то при их выращивании они не унаследуют большинство положительных особенностей своих родителей, поэтому гетерозисные гибриды можно размножать только вегетативным способом. В случае использования сортового посевного материала семена преимущественно сохраняют лучшие качества предшествующего поколения.
К существенному недостатку гибридных семян можно отнести их высокую стоимость, невозможность самостоятельного сбора семян, обладающих теми же высокими показателями и дальнейшего выращивания культур с аналогичными качествами из семян второго и последующих поколений. Но все же гетерозисные гибриды растений с каждым годом все больше и больше завоевывают потребительский рынок. На сегодняшний день в сельском хозяйстве стран Западной Европы, США, Японии использование гетерозисных гибридов культур приближается к 100%.
Правда ли, что сорта вкуснее гибридов?
Подбирайте семена и гибриды для вашей местности
При подборе родительских пар для получения гетерозисных гибридов их авторы учитывают влияние на степень проявления гетерозиса условий выращивания гибридных растений, дают соответствующие технологии. Специфическая комбинационная способность значительно больше изменяется под влиянием окружающей среды, чем общая.
Другими словами, комбинация генов работает в определенных внешних условиях, помните, я приводил пример с Муромским огурцом. Небезынтересно отметить, что при неправильно подобранных комбинациях сортов возможно снижение урожайности по сравнению с родительскими формами. Установлено, что выдающиеся комбинации встречаются очень редко: один раз на сотню и даже тысячу скрещиваний. Поэтому хорошая комбинация линий, при которой был обнаружен гетерозис по определенному признаку, дает уникальный гетерозисный гибрид.
И все-таки как же разобраться в том множестве предложений различных агрофирм, которые обычно снабжают свои сорта и гибриды эпитетами только в превосходной форме. Совет здесь достаточно простой, и он вытекает из всего выше изложенного. Поясню: создать качественный семенной материал под силу только компаниям, хорошо оснащённым и имеющим мощную, как научную, экспериментальную, так и производственную базу, располагающим сортовыми участками в зонах с наилучшими почвенно-климатическими условиями для воспроизводства семян определенной культуры.
Итак, обеспечим качественные семена и качественный уход, а там уж гибрид это или сорт, наверное, не так уж важно, хотя, конечно, у гибрида возможностей больше.
Сейчас у опытных огородников среди огурцов лидируют партенокарпические пучковые корнишонные гибриды, устойчивые ко многим болезням, в том числе и к ложной мучнистой росе, которая сгубила многие старинные сорта. Среди таких гибридов есть способные регулировать интенсивность роста зеленцов. Здесь всё для наших дачников выходного дня: приехал в субботу, а в теплице огурчики, да не один в пазухе, а несколько штук, и не перерастают. Но, конечно же, для их роста нужно интенсивное питание. Здесь эффективно применение капельного орошения и внесение водорастворимых удобрений с поливной водой (фертигация), регулирование микроклимата, т.е. использование теплиц с современной технологией.
А вот для удлиненения периода вегетации и получения максимального урожая требуется правильное формирование растений. Один из возможных вариантов: на первых 3-5 узлах пасынки и завязи удаляются полностью, на последующих 2-3 узлах пасынки прищипываются над первым узлом, в дальнейшем пасынки прищипываются над 2-4-м узлом, в зависимости от состояния растений. При достижении шпалеры растения перекидывают через верхнюю проволоку, направляют вдоль ряда, а затем вниз. Если интенсивность роста зеленцов и закреплена генетически, то всё равно нужно помнить, что систематическая, своевременная их уборка повышает урожайность культуры. И о растениях все же лучше вспоминать не только по выходным дням, впрочем, как и о детях.
Некоторые любители-огородники считают, что плоды сортов превосходят по вкусу плоды гибридов. Это не совсем так. Все дело в том, что у гибридов в большей степени при гибридизации формируется специализация продукта. Это может быть большее время хранение плодов, хорошая способность их к транспортировке, красивый товарный вид, устойчивость к определённым болезням. И иногда эти свойства не сочетаются с вкусовыми качествами. Однако сейчас научились производить гибриды с учётом и вкусовых качеств плодов.
Вот пример из мировой селекции: голландская компания «Райк Цваан» убеждена, что сорта и гибриды, обладающие исключительным вкусом, заслуживают отдельного внимания. После обширного исследования ее специалисты вывели ряд сортов и гибридов, которые гарантируют особенный вкус плодов. Они даже выделили их в отдельную группу: «Великолепный вкус».
Старейшая французская компания «Vilmorin», основанная в 1743 году, совместно с известной японской компанией «Mikado Kyowa» представляет на рынке продукцию серии «Коллекция вкуса».
Не знаю, сохранилась ли с середины XIX века во Владимирской области в граде Муроме компания по производству огурцов, однако когда-то славились именно эти огурчики. Нужно осознавать, что старинный сорт может нести какие-то ценные гены, как раз те, которые понадобятся в будущей селекции. К большому сожалению, многие старинные наши сорта вместе с их генами безвозвратно потеряны. Понятно, что меняются экология, климат, появляются новые заболевания, нарушается баланс в мире насекомых, приходится применять химические средства защиты и так далее, а потому требуются сорта и гибриды, способные выдерживать плоды человеческой цивилизации.