Господарське значення, ботанічна характеристика та біологічні особливості цукрових буряків

МОСПІЛАН зареєстрований для застосування на багатьох культурах у багатьох країнах світу, включаючи Японію. В Україні МОСПІЛАН має широку реєстрацію та дозволений для застосування на картоплі, огірках і томатах у закритому ґрунті, на яблуні, на сільськогосподарських угіддях-проти саранових, на зернових та цукрових буряках.

Тема 17. Хвороби цукрових буряків та боротьба з ними

Цукрові буряки уражуються збудниками хвороб у всі фази свого розвитку і в період зберігання. Особливо поширені й шкідливі такі хвороби: коренеїд, церкоспороз, борошниста роса, пероноспороз. До великих втрат продукції цукрових буряків призводить кагатна гниль коренеплодів, яка розвивається у період зберігання.

Система захисних заходів цукрових буряків від хвороб включає загальні заходи, пов'язані з технологією вирощування культури, і спеціальні, спрямовані на профілактику появи та обмеження розвитку окремих хвороб під час вегетаційного періоду рослин і зберігання коренів.

Важливим заходом захисту цукрових буряків від хвороб є використання стійких сортів та гібридів, дотримання правильної сівозміни, вимог до обробітку ґрунту, внесення органо-мінеральних добрив та інших агротехнічних заходів, які підсилюють розвиток рослин і підвищують їх стійкість до хвороб.

На насіннєвих заводах насіння рослин обробляють захисно-стимулюючими речовинами: протруйник сульфокарбатіон К, 90-95% п. (4 кг/т) або тачигарен 70% з.п. (6 кг/т); інсектицид фурадан т.п.с. (2,5-3,0 л/т); мікродобриво-борна кислота (0,5 кг/т), плівкоутворюючий полімер NаКМЦ (0,2 кг/т), регулятор росту емістим С, в.р. (15 мл у 10 л води на 1 т насіння).

Перед висаджуванням коренів на насінники слід вибраковувати екземпляри з головкою, ураженою червоною, бурою, фузаріозною та іншими гнилями. Важливим запобіжним заходом у боротьбі з коренеїдом є раннє розпушування ґрунту. На маточних посівах протягом вегетації, на насінниках-на початку стеблоутворення знищують рослини, хворі на несправжню борошнисту росу та іржу.

Проти церкоспорозу, несправжньої борошнистої роси, іржі та інших плямистостей бурякові плантації обприскують одним із таких фунгіцидів: авіксил 70% з.п. (2,0-2,4 кг/га); акробат МЦ 69% з.п. (2,0 кг/га); альто супер 330 ЕС к.е. (0,5 л/га); рекс 49,7% к.е. (0,4-0,6 л/га); рекс Т к.с. (0,5-1,0 л/га); імпакт 25 CS к.с. (0,25 л/га); дерозал 50% к.с. (0,3-0,4 л/га); байлетон 25% з.п. (0,6 кг/га); топсин М 70% з.п. (0,6-0,8 кг/га); хлорокис міді 90% з.п. (3,2-4,0 кг/га); танго 50% к.е. (0,6-0,8 л/га); штефазал 50% к.с. (0,3-0,4 л/га); альто супер 330 ЕС к.е. (0,5 л/га); альто 400 SC к.с. (0,2 л/га); колфугосупер; в.с. (2 л/га). На маточних посівах знищують рослини, уражені вірусними хворобами, а на всіх посівах буряків та насінниках систематично проводять захисні заходи проти комах (зокрема, сисних), які є переносниками вірусів.

Змістовний модуль 3. Селекція і насінництво цукрових буряків

Тема 18. Особливості вирощування цукрових буряків на зрошуваних землях

В Україні значна частина зрошуваного буряківництва розміщена в Миколаївській, Одеській, Херсонській, Запорізькій та інших областях. Цей регіон має родючі чорноземні ґрунти, тут тривалий вегетаційний період, проте недостатня кількість опадів стримує розширення бурякових площ. Як показали польові дослідження Інституту зрошуваного землеробства в середньому за 10 років урожайність буряків становила 68,8 т/га, тобто вона майже подвоїлась від застосування зрошення.

В умовах зрошення при врожайності коренеплодів 40-60 т/га сумарне водоспоживання (транспірація+випаровування з ґрунту) становить в середньому 4500-7000 метрів кубічних а коефіцієнт водоспоживання (кількість води на 1 т врожаю)-112-130 метрів кубічних. З цією кількістю вологи на транспірацію витрачається близько 60, а на фізичне випаровування з грунту - 40%.

Вологозарядковий полив. Його проводять до або після глибокої оранки з таким розрахунком, щоб ґрунт зволожився до 0,7-1 м, поливна норма близько 1000-1200 метрів кубічних на гектар. Цю роботу виконують в прохолодний період осені. Полив до оранки зменшує тягове зусилля знарядь на 30-40%.

Вегетаційні поливи. Другий період вегетації буряків є найбільш відповідальним, оскільки в цей час створюється близько половини врожаю, буряки використовують майже 60% загальних витрат вологи. Тому слід застосовувати більш високі поливні норми 600-700 метрів кубічних на гектар. Для поливів використовують широкозахватні дощувальні апарати "Фрегат", "Дніпро", "Волжанка", ДДА-100МА, ДДН-100. Поливи по борознах здійснюють за допомогою поливних трубопроводів, сифонів-трубок, агрегатів ППА-165У та ін.

Борозни щілини мають у дні щілину завширшки 2-3 і по глибині 15-20 см. Їх нарізають начіпними щілорізами БШН-ЗУ або щілинорізом на рамі КЗУ-0,3. При поливі по борознах глибина їх має становити 12-22см, ширина у верхній частині 35-40 см, відстань між борознами 60-80 см.

Тема 19. Стан і перспективи генетично модифікованих цукрових буряків

Зі вростанням розуміння важливості здорового способу життя збільшився попит на харчові продукти, які не містять шкідливих речовин. Приклади конструювання продуктів "здорового способу життя" (healthy food products) - створення голландськими біотехнологами цукрового буряка, який продукує фруктан - низькокалорійний замінник цукрози. В геном буряка інтродукували ген єрусалимського артишоку, який кодує фермент, що перетворює сахарозу у фруктан. У такий спосіб 90% накопиченої цукрози в трансгенних рослинах перетворюється на фруктан.

В Україні офіційно жоден сорт ГМ-рослин в комерційних цілях не вирощують. ГМ-сорти, створені компанією «Монсанто», досліджували у 1997 та 1998 роках, зокрема картоплю, стійку до колорадського жука, цукровий буряк, стійкий до певних гербіцидів, та кукурудзу, стійку до шкідливих комах. У 1999 році ці випробування було припинено через загрозу негативного впливу трансгенних сортів на здоров'я людини і довкілля.

На створення ГМО-продуктів вчені вийшли через розробки у військовій галузі, пов'язані зі створенням біологічної зброї. Згодом виявилося, що нові відкриття можуть бути корисними з погляду бізнесу, подолання продовольчої кризи у другій половині XX століття. Використання ГМО давало можливість розв'язати ряд найгостріших проблем у сільському господарстві: значно підвищити врожайність культурних рослин та уникнути його втрат при зберіганні. Отже, почали створювати генетично модифіковані сорти найпоширеніших сільськогосподарських культур - сої, кукурудзи, бавовни, рапсу, цукрового буряку, картоплі, стійких до гербіцидів, комах та вірусів.

В результаті проведених досліджень на 2007 р. було отримано декілька ГМ-ліній цукрового буряка, що стійкі до гербіцидів і дозволені для вирощування у США, Японії, Австралії, Філіппінах, Канаді, Росії.

2. Лінія ACS-BVIII III 1--3 (T120--7) отримана методом трансформації рослин за допомогою A. tumefaciens, толерантна до гербіциду фосфінотріцину (РРТ) і глюфоцинату амонію

До нором гена cp4-epsps, що кодуює синтез фермента 5-енол-пирувилшикімат-3-фосфатсинтазі (СР4 ЕРSPS) є Agrobacterium tumefaciens (At) strain CP4. Даний фермент стійкій до дії гліфосату. Була зроблена агро бактеріальна трансформація цукрового буряка лінії А1012 із використанням плазміни PV-BVGT03, основними генетичними елементами якої є наступні:

• ген cp4-epsps із At strain CP4, що кодує фермент SP4 EPSPS, який визначає стійкість до гліфосату;

• 35S промотор віруса мозаїки ранника, що регулює роботу гена cp4-epsps у рослини;

• послідовність СРТ 2, що кодує хлоропластний транзитний пептид від Arabidopsis thaliana, потрібний для доставкі білка CP4 EPSPS до хлоропластів -- місцю синтезу ароматичних амінокислот у клітині;

• E9--3ґ -- термінатор із гена rbcs із Pisum sativum;

• модифікований 35S промотор віруса мозаїки цвітній капусти, що регулює роботу гена gus;

• ген gus, що кодує в-D-глюкуронідазу із E. coli;

• ген gox -- синтетичний ген гліфосатоксідоредуктази на основі послідовності із Ochromobactrum anthropii strain LBAA;

• послідовність СРТ 1, що кодує хлоропластний транзитний пептид від А. thaliana, потрібний для доставкі білка GOX до хлоропластів;

• NOS 3ґ -- термінатор гена нопалінсинтази із At;

• ген npt II, що кодує синтез неоміцинфосфотрансферази із транспозона Tn5, забезпечує стійкість до антибіотиків та використовується у якості маркерного гена.

Результати комплексних досліджень по оцінкі безпеки ГМ-цукрового буряка лінії 77, стійкої до гербіциду гліфосату, і цукору, що вироблено із неї, показали відсутність в них токсичних властивостей. (Росія: РАН, РАМН, РАСХНЛ). Вивчення хімічного складу коренеплодів ГМ-цукрового буряка лінії 77 і цукрового піску із неі підтвердило його ідентичність складу цукрового піску та коренеплодів, що вирощувались за традиційній технології.

На основі результатів проведених досліджень Державної санітарно-епидемиологичної службою Російської Федерації надано дозвіл на використання ГМ-цукрового буряка лінії 77 у харчової промисловості та реалізації населенню без обмежень.

Тема 20. Особливості технології вирощування насіння цукрових буряків безвисадковим способом

Для зменшення обсягів робіт і затрат на вирощування маточних коренеплодів застосовують безвисадковий спосіб вирощування насіння буряку.

При цьому строки сівби зміщуються на 1--20 липня, а на півдні України - на серпень. Сіють з міжряддям 70 см на глибину 3-4 см. З появою сходів проводять мілкі розпушування міжрядь для знищення бур'янів, чи застосовують хімічний метод боротьби з ними. Перед настанням морозів, коли температура ґрунту на глибині залягання коренеплодів знизиться до 5-6°С, рослини буряку підгортають, закриваючи їх шаром ґрунту 10-15 см.

Рано навесні головки і розетки листків звільняються від земляного укриття з допомогою борін, перевернутих зубами до верху, проводячи боронування по діагоналі до рядків.

Після відкриття рослин догляд полягає у розпушуванні міжрядь. Глибина першого розпушування 10-14 см, наступних - 7-8 см.

Необхідно зазначити, що безвисадкові посіви мало поступаються за врожайністю насіння висадковим, але забезпечують значний економічний ефект. Проте існує загроза загибелі рослин взимку в роки з різким зниженням температури (до мінус 25-30°С), або відсутності снігового покриву при менших морозах (-15-25°С).

Тема 21. Система насінництва та основні напрямки і завдання селекції цукрових буряків

Цукровий буряк має велике народногосподарське значення як харчова, стратегічна, кормова культура, яка біологічно надто складна, трудомістка в сільськогосподарському виробництві, промисловій переробці.

У 1886--1917 pp. в Україні була створена широка мережа селекційних станцій по цукрових буряках. Розпочинаючи з 1920 року, з метою більш раціонального розміщення і використання, було закрито їх більше половини, а в першу чергу закривалися ті, які не витримали конкуренції. Залишені лише станції, які мали високий рівень наукових досліджень, високопродуктивні сорти і володіли ефективними (в той час) методами селекції.

У 1922 році був створений і розпочав свою роботу по селекції, генетиці, анатомії, фізіології й іншим напрямам Науково-дослідний інститут цукрових буряків -- НІЦ у м. Києві. Основним напрямом наукових досліджень в Уманському селекційному пункті ВНІЦ, на початку його становлення, було створення нових вихідних матеріалів цукрового буряка (2хММ) із залученням інших форм буряків (кормових, столових, листових -- мангольдів, диких -- Beta maritima L, В. lomatogona L. та ін.) Особливу зацікавленість викликають складні схрещування цукрових, кормових та листових буряків, де поєднуються можливості підвищення маси коренеплоду, що притаманне кормовим, із специфічною здатністю цукронакопичення у мангольда, на основі цукрових буряків.

Роздільноплідний цукровий буряк

У 1930 році розпочато селекційну роботу по створенню нової форми роздільноплідного диплоїдного цукрового буряка в Україні. Вже в 1956 році був районований сорт Білоцерківський однонасіннєвий, а в 1958 році Ялтушківський однонасіннєвий. Роздільноплідні форми мали ряд переваг в порівнянні з багатоплідними -- можливість вирощувати цю культуру за інтенсивною технологєю, успішно вести селекційний процес одночасно як за урожайністю, так і за цукристістю коренеплодів і за насіннєвістю.

Із метою підвищення продуктивності перших роздільноплідних сортів була використана міжсортова гібридизація з кращими багатоплідними сортами цукрового буряка (Р06, В020, У 752 та ін.). Роздільноплідний, також як і багатоплідний цукровий буряк -- перехреснозапильні рослини, мають велику індивідуальну мінливість за багатьма ознаками, що забезпечує в кожному поколінні нові комбінації, рекомбінації та мутації. Такі форми вимагають безперервного селекційного процесу по удосконаленню багатьох ознак -- урожаю та цукристості коренеплодів, роздільноплідності, енергії та схожості насіння, неквітучості, стійкості до хвороб, технологічних якостей, що вимагають різних методик та методів синтетичної селекції.

Аутотетраплоїдні цукровий буряк

Роздільноплідний цукровий буряк -- порівняно молода і нова форма, має дуже вузьку генетичну основу походження, яка тривалий час не давала можливості створювати сорти, які могли б конкурувати з добре відпрацьованими високопродуктивними багатоплідними сортами.

Пошук покращання роздільноплідного цукрового буряка проводився в декількох напрямах -- створення міжсортових гібридів; створення експериментальних аутотетраплоїдів та використання явища ЦЧС, з наступним створенням гетерозисних гібридів. Перші дослідження з поліплоїдії у ВНІЦ належать до 30 років ХХ століття. Але тільки в 1956 році розпочались селекційні дослідження за створення автотетраплоїдів (4xmm x 4xMM) для практичної селекції цукрових буряків на Білоцерківській селекційній станції, у ВНІЦ, Уманському селекційному пункті та інших наукових установах. Низька продуктивність, схожість насіння у автотетраплоїдів, і особливо у роздільноплідних, не сприяли практичному використанню поліплоїдії у виробництві.

У 1964--1966 pp. були районовані перші анізоплоїдні популяції -- Білоцерківський полігібрид 1(БцПГ-1), потім БцПГ-2, у 1971 p.-- Внісовський полігібрид-- 5 (ВнПГ-5) і ВнПГ-33, які були створені на основі Ялтушківської однонасінної 4xmm співробітниками ВНІЦ та Уманського селекційного пункту. В широких масштабах проводилась на Уманському селекційному пункті селекційна робота з отримання автотетраплоїдів із кращих сортів диплоїдного багатонасіннєвого цукрового буряка.

Високу урожайність коренеплодів і цукристість мали гібридні комбінації при використанні ЧС-ліній, отриманих із сортів ЧС-В521, ЧС-Ян-3 та тетраплоїдних багаторосткових номерів. Але у виробництві проводилась заміна багатоплідних сортів на роздільноплідні, не зважаючи на нижчі показники за багатьма ознаками, у т.ч. за урожайністю коренеплодів, цукристістю, схожістю насіння й ін.

З використанням явища ЦЧС у селекції цукрового буряка та створення нового вихідного матеріалу (ЧС 2xmm. ЧС 2хММ), які дали можливість уникнути ряду негативних властивостей (низька схожість насіння, продуктивність) і отримувати високий відсоток гібридів (95--100%), відсунули анізоплоїдні популяції, де при спільному збиранні компонентів гібридної комбінації (4xmm x 2хММ > 3:1) в анізоплоїдній популяції спостерігалось 50--60% (Зх), 20--25% (4xmm), 20--25% (2хММ) при роздільноплідності 80%. Разом із цим, поліплоїдія поки що не виявила всі свої позитивні можливості в селекції цукрового буряка.

Гетерозисна селекція на основі ЦЧС

Для отримання 100% гібридного насіння цукрового буряка та інших господарсько важливих ознак як у нас в країні, так і за кордоном, пішли по шляху створення вихідних матеріалів із використанням явища ЦЧС і на цій основі гетерозисних гібридів.

У 1935--1937 pp. були знайдені О.Ф. Гельмером стерильні по пилку рослини диплоїдного багатоплідного цукрового буряка на Іванівській дослідній станції і при запиленні їх фертильними були отримані гібриди, у яких спостерігалось підвищення продуктивності за урожайністю коренеплодів і збором цукру.

Американський вчений Ф. Оуен (1942--1945 pp.) запропонував генетичне обґрунтування ЦЧС у цукрового буряка, після чого стало можливим використання її в практичній селекції. Відповідно гіпотези Олена, ЦЧС у цукрового буряка обумовлена взаємодією стерильної цитоплазми (S) з двома комплементарними генами ядра х і z (Sxxzz і запилювач-закріплювач стерильності ЧС Nxxzz).

Створення вихідних матеріалів ЦЧС цукрового буряка отримало широкий розвиток в Уманському селекційному пункті ВНІЦ ще в 1959 p. спочатку на багатоплідних цукристих сортах Янаш-1. Янаш-3 й ін. З 1960 р. розпочато селекційну роботу по створенню роздільноплідної форми та продовження доборів ЧС-рослин на 2хММ У-752, Вн-591, Р023 й інших сортах. У 1965 р. були отримані селекційні номери роздільноплідного цукрового буряка Sxxzz 2xmm і запилювачі-закріплювачі ЦЧС 2xmm Nxxzz. що підтверджує можливість створення гомозиготного по двох рецесивних (х, z) факторах і в перехреснозапильних культур.

Дуже мала кількість ЦЧС рослин і особливо запилювачів-закріплювачів стерильності (О-типу) звужують генетичну основу цих матеріалів по багатьох ознаках, тому завжди буде актуальною розробка селекційних методів підтримки, покращання і розмноження цих матеріалів протягом наступних поколінь.

Одна із гібридних комбінацій від схрещування чотирьох ЧС-ліній (ЧС-12, ЧС-35, ЧС-43, ЧС-44) Уманського селекційного пункту при співвідношенні 4:1 з запилювачем Верхняцької селекційно-дослідної станції (В2хММ) була передана у 1977 р. в Державне сортовипробування, під назвою Ювілейний.

Гібриди цукрового буряка на ЦЧС основі можуть бути представлені простими гібридами (з участю однієї ЧС-лінії), подвійними (на основі двох ЧС-ліній) і складними (з участю 5--6-ти ЧС-ліній), які володіють гетерозисом і мають високу пластичність та продуктивність у роки їх оцінки відповідно до перших.

Таким чином, селекційна робота по створенню та використанню гібридів на ЦЧС основі складається з двох основних етапів:

-- створення генетично контрастних по генах m, x, z ЧС-ліній та ліній О-типу, які характеризуються комплексом цінних ознак на першому та другому циклах розвитку;

-- підтримуюча селекція (первинне насінництво), метою якої є збереження в гомозиготному рецесивному стані запилювачів О-типу та ЧС-компонєнта і в той же час гетерозиготного стану генів, що контролюють урожай коренеплодів і цукристість, комбінаційну здатність і високий гетерозис в нащадках.

Сорти і гібриди. Веселоподолянський однонасінний 29 (сорт 2xmm з 1979 р.), Ворскла -- 2хЧСmm х 2хmm -- диплоїдний гібрид, 2003 р); Іванівсько-Веселоподільський ЧС 84 -- 2хЧСmm х 2хmm -- диплоїдний гібрид та багато інших.

Тема 22. Особливості насінництва гібридів цукрових буряків, створених на основі ЦЧС

Останніми роками в Реєстр сортів рослин України занесена низка високопродуктивних диплоїдних і триплоїдних гібридів цукрових буряків, створених на цитоплазматичній чоловічо-стерильній основі-Білоцерківський ЧС-57, Білоцерківський ЧС-90, Верхняцький ЧС-63, УЛВ ЧС-37, Олександрія, Уманський ЧС-76, Уманський-90, Уманський-97, Ялтушківський ЧС-72, Алтій, Іванівсько-Веселоподільський ЧС-84, Український ЧС-72, Шевченківський, Явір, КВ-Дніпро, КВ-Степ, КВ-Збруч, КВ-Бар, КВ-Ялтушків, КВ-Буг, КВ-Вінниця, КВ-Умань, КВ-Десна, Слов'янський ЧС-94, Анічка, Ворскла, БЦ-СІД. Інститутом цукрових буряків розроблена технологія вирощування насіння гібридів. Вона передбачає розміщення маточних буряків і насінників в сівозміні після кращих попередників, дотримання просторової ізоляції (табл.) між посівами маточних цукрових буряків і насінників, між насінниками різних сортів і гібридів, а при розмноженні насіння компонентів схрещування-між насінниками батьківських форм. Технологія передбачає застосування науково обґрунтованих норм органічних та мінеральних добрив, високоякісне і своєчасне виконання всіх агротехнічних заходів з використанням машин як загального призначення, так і спеціальних, обробку насіння на високопродуктивних насіннєво-очисних агрегатах та насіннєво-очисних сушильних комплексах одночасно з обмолотом насінників.

Площі маточних коренеплодів та насінників цукрових буряків порівняно з іншими сільськогосподарськими культурами досить великі. Тому тут актуальним є впровадження інтенсивної технології, яка передбачає застосування необхідної кількості добрив, пестицидів та інших необхідних матеріально-технічних ресурсів для отримання високої врожайності насіння та забезпечення високого коефіцієнту розмноження насіння.

Оригінатори гібридів-селекційні установи Інституту цукрових буряків (ІЦБ) (Білоцеркіська, Верхняцька, Веселоподільська, Іванівська, Уладово-Люлинецька, Ялтушківська дослідно-селекційні станції та філіал) - вирощують насіння батьківських компонентів (базових ліній) гібридів .

Гібридне (фабричне) насіння виробляють дослідні господарства ІЦБ і спеціалізовані насінницькі господарства, які атестовані згідно з Державним реєстром виробників насіння. Передпосівна підготовка фабричного насіння

Здійснюється на Тростянецькому, Вінницькому, Лебединському та Буринському насіннєвих заводах. У зазначених господарствах допускається вирощування насіння цукрових буряків лише тих категорій, на виробництві яких вони спеціалізуються згідно з Державним Реєстром виробників насіннєвого матеріалу, що визначається сортовою документацією, зокрема Державним стандартом.

Базисне насіння гібридів-однонасінний чоловічостерильний (ЧС) компонент та багатонасінний запилювач (диплоїдний або тетраплоїдний) - розмножують в різних селекційних установах (насіннєвих господарствах). Посіви репродукційних буряків чоловічо-стерильної форми і закріплювача стерильності розміщують в одному господарстві, але на різних дільницях. Технологія вирощування репродукційних буряків як чоловічо-стерильної форми так і закріплювача стерильності та багатонасінного запилювача аналогічна такій для маточних буряків.

Коренеплоди чоловічо-стерильної форми і закріплювача стерильності збирають і зберігають окремо. Садять їх у співвідношенні 1:2 смугами (8 : 4 рядків) з шириною стикових міжрядь 140 см. Догляд за насінниками такий же, як і для одержання гібридного насіння. Обов'язковим заходом є вилучення рослин багатонасінних буряків на обох компонентах перед цвітінням. Після закінчення цвітіння рослини закріплювача стерильності скошують на кормові цілі.

Размещено на Allbest.ru