Таджикистан — горная страна, в которой на дошны приходится лишь 7% общей территории. Земледелие развито в долинах и предгорьях, вытянутых вдоль рек: Сыр-Дарьи, Вахша, Зеравшана, Кафирнигана, Яхсу, Кзылсу и других.
Богатства недр, благодатный климат, плодородные земли и наличие воды для орошения являются природной базой для развития экономики республики. До революции земледелие в Таджикистане было примитивным. В 1913 г было произведено лишь 630 т хлопка-волокна. Овощеводство было натуральным и занимало 0,4% всей посевной площади.
За годы Советской власти в республике произошли коренные социально-экономические преобразования. Таджикистан стал республикой с развитой промышленностью, высокомеханизированным сельским хозяйством. В последние два десятилетия построены Кайракумская ГЭС, Душанбинская ТЭЦ, гидроэлектростанции на реке Вахш с самой крупной в Средней Азии Нурекской ГЭС мощностью 2,7 млн.квт, Вахшский азотнотуковый завод, Регарский алюминиевый завод, Яванский электрохимический комбинат, начато строительство Рогунской ГЭС. Сельское хозяйство республики стало одной из хлопковых баз страны. По данным ЦСУ Таджикской ССР в 1980 году в республике произведено более одного миллиона тонн хлопка-сырца, 377 тысяч тонн овощей, 152 тысячи тонн картофеля, 127 тысяч тонн плодов бахчевых культур и много другой сельскохозяйственной продукции.
Овощеводство республики является молодой отраслью сельского хозяйства, научная база его начала закладываться лишь в середине тридцатых годов. В 1932 г был организован Средне-Азиатский НИИ плодо-виноградного и овощного хозяйства (НИИПВОХ) в г.Ходженте ныне г. Ленинабад, который в 1935 г был передан Таджикской ССР. В первые годы работы института были проведены экспедиционные обследования основных районов и выявлены местные сорта овоще-бахчевых культур. Ведущими культурами в овощеводстве были лук, морковь, огурец, редис, а среди бахчевых — дыня. Такие культуры как томаты, капуста, свекла были слабо представлены в овощеводстве. Большинство местных сортов представляли популяцию форм и имели низкую урожайность (Бутовченко, Филов, 1948).
Работы по семеноводству овоще-бахчевых культур начаты в 1939 году организацией республиканской конторы «Сортсемовощ». А в 1955 г была организована сеть сортоиспытательных участков, на которых началось планомерное испытание сортов и в результате — районирование наиболее перспективных по хозяйственно-ценным признакам. Основным направлением научных разработок были вопросы сбора, оценки и использования местных сортов овощных и бахчевых культур, повышения урожайности и расширения периода потребления свежих овощей, круглогодичного использования орошаемых земель (Филов, 1948; Земан, 1948; Фадеева, 1949; Шарик ова, Коршикова, 1958; A6aiy-мов, 1964; Тршшель,1964; Земан, Триппель, 1966; Козлова, 1969; Земан и другие, 1972). Проводились опыты по использованию осенне--зимне-весеннего периода года для целей семеноводства двулетних овощных культур (Земан, Салтыков, 1951; Ковдратенко, 1968; Земан, Триппель, 1973).
По данным ФАО и ЦСУ (Кузлякина и другие, 1976) в общем производстве овощей в мире в 1974 г (120 млн.т) на долю лука приходится 13% или 15,6 млн.т. Большое количество лука производится в США и Индии (по 1,5 млн.т), Японии (1 млн.т), Испании (917 тыс.т), СССР (807 тыс.т), Турции (635 тыс.т), Италии (496 тыс.т). Самую высокую урожайность лука получают в экономически развитых странах .В Англии, Нидерландах, США, Японии она колеблется в пределах 330350 ц/га, В СССР урожайность лука составляет 100 ц/га, что в определенной мере связано с более низкой биологической продуктивностью климата громадной территории страны, расположенной в основном в холодно-умеренном климатическом поясе с малой тепло- и влагообеспеченностью сельскохозяйственных культур (Шашко, 1967).
В Таджикистане местное население потребляет значительно больше лука, чем в среднем по стране, поэтому по удельному весу в посевах овощей лук традиционно занимает одно из первых мест. В настоящее время в республике луком занято 4 тыс.га, а урожайность колеблется в пределах 180-200 ц/га. Однако, передовые хозяйства и бригады получают по 400-500 ц/га лука репки. Стабильно высокие урожаи лука получают овощеводческие колхозы и совхозы Орджоникидзе абадского района (Триппель, Каримов, 1979).
Второе место по значению и использованию среди луковых культур занимает чеснок. Общая потребность чеснока в стране определена в объеме около 100 тысяч тонн в год (Комиссаров, 1971). Фактическое производство чеснока в стране значительно меньше. Площадь, занятая посевами чеснока в колхозах и совхозах республики, составляет лишь 120-150 га. Более значительны посевные площади чеснока в Узбекистане, а в Казахстане они составляют около 1300 га (Лахин, 1978). Урожайность чеснока в республиках Средней Азии и на юге Казахстана колеблется в пределах 30-35 ц/га, как и в среднем по стране. Концентрация посевов, проведенная в последние годы в колхозах Чимкентской и Джамбульской областей Казахской ССР, где в хозяйствах высаживают по 60-100 га чеснока, позволила поднять урожайность до 60-70 ц/га. Местные жители этих областей, ежегодно занимающиеся выращиванием чеснока на приусадебных участках, получают по 150-180 ц/га,используя высокопродуктивный посадочный материал и особые приемы агротехники (загущенные посадки, высокий фон плодородия почвы). Все это говорит о больших резервах повышения урожайности лука репчатого и чеснока.
Жизнь растений протекает на фоне определенных внешних условий, зависящих от географического положения зоны возделывания. Элементы климата (свет, тепло, влага) являются необходимыми факторами жизни растений, так как только при их благоприятном сочетании осуществляются процессы фотосинтеза, поглощения питательных веществ из почвы и их превращения. В жизни растений лука и чеснока велика роль таких элементов климата, как температура и душна дня. В зависимости от широты местности климатические факторы распределяются различно: в высоких широтах их сочетание в течение года менее благоприятно для жизни растений, чем в низких широтах.
В долинах Таджикистана вегетация растений лука и чеснока возможна круглогодично. Такие возможности имеются далеко не во всех климатических зонах страны, а лишь в субтропиках Кавказа и на юге республик Средней Азии. В этом заключается одна из особенностей среднеазиатской климатической зоны.
При выращивании растений лука и чеснока в различные сезоны года резко меняются условия их жизни, что приводит к изменению основных хозяйственно-ценных признаков. Поддержание и продление жизни сорта связано с проведением ряда селекционно-семеноводческих мероприятий и размножением, осуществляемых в циклах первичного и сортового семеноводства. Сохранение сортовых признаков и урожайных качеств семян тесно связано с воздействием на растения климатических факторов, с характером действия естественного и искусственного отбора, особенностями агротехники.
Острый дефицит семян лука в стране образовался в связи с трудностями его семеноводства в умеренной зоне, где неустойчивость погодных условий и сильное поражение семенников пероноспорой резко снижают урожайность и качество семян. В республиках Средней Азии и на юге Казахстана, где высокие температуры и сухость воздуха улучшают вызревание семян и снижают поражение растений пероноспорой, урожайность семян лука выше, чем по РСФСР и Украине в 1,5-2 раза. На республики Средней Азии и Казахстан приходится значительная часть производства семян лука и до 30% объема заготовок семенного чеснока в стране.
Получение стабильно высокой урожайности лука и чеснока требует соблюдения ряда агротехнических приемов. В зависимости от особенностей климатической зоны приемы агротехники различны. Разработка их всегда связана с изучением изменчивости признаков в связи с условиями выращивания, с направленным использованием модификационной изменчивости растений.
Большой хозяйственный и селекционный интерес представляют среднеазиатские сорта и дикие виды лука и чеснока, а также интродуцируемые сорта различных эколого-географических групп, которые 7 можно при подстановке определенных экологических условий расчленить на составляющие их генотипы по ряду признаков и получить большое разнообразие перспективного исходного селекционного материала.
Эффективность элементов технологии, селекционно-семеноводческих методов различна и в связи с биологией растений, типом их размножения. При половом размножении шире спектр изменчивости признаков растений, меньше сказывается влияние (последействие) массы посевного материала на проявление признаков и продуктивность потомства, чем при вегетативном размножении.
В условиях интенсификации овощеводства дальнейшее повышение урожайности культур неизбежно связано с ростом затрат «искусственной» энергии, используемой в виде удобрений, пестицидов, машин и т.д. Поддержание высокой продуктивности сортов, требующее дополнительных вложений энергии, приводит к увеличению энергетической «цены» пищевой калории (Жученко, 1980).
Имеется и другой, не менее трудный, путь интенсификации, связанный с максимальным использованием природных ресурсов, как растительных (местных и интродуцированных сортов, дикорастущих видов), так и почвенно-климатических (плодородия почвы, солнечной радиации, тепла, влаги). Этот путь требует меньших дополнительных затрат «искусственной» энергии, но более глубоких знаний взаимосвязей в системе «среда-растение», выявления и создания сортов, хорошо адаптированных к определенным экологическим условиям, построения технологий возделывания, направленных на максимальное использование потенций продуктивности растений. Ибо стабильно высокая урожайность может быть обеспечена лишь при условии сочетания в сорте высокой потенциальной продуктивности с «пригнанностью» к условиям, с устойчивостью к неблагоприятным факторам среды.
Поэтому целью настоящей работы было изучение экологии лука и чеснока различных экотипов, поиск рациональных путей селекции и семеноводства и выявления элементов технологии, основанных на эффективном использовании направленной адаптивной изменчивости растений на фоне условий субтропической зоны Таджикистана.
Для этого потребовалось решить следующие основные задачи:
- собрать и изучить разнообразие местных и интродуцированных сортов, диких видов лука и форм чеснока;
- выявить норму реакции сортов в онтогенезе на условия вегетации, изменчивость признаков зачатковости, ветвления, стрелкования, продуктивности растений;
- определить эффективность использования адаптивной изменчивости в селекции, семеноводстве и технологии выращивания лука репчатого и чеснока.
Решение поставленных задач вытекает из основных положений Продовольственной программы страны по обеспечению потребностей населения и перерабатывающей промышленности овощной продукцией, в том числе луком и чесноком. Особое внимание уделено созданию очагов раннего овощеводства и семеноводства в наиболее благоприятных по климатическим условиям зонах, выведению высокоурожайных, устойчивых к внешним факторам, сортов.
Наиболее благоприятный фон природных условий для решения этих задач по луку и чесноку имеется в республиках Средней Азии, в субтропической зоне Таджикистана.
В результате проведенной работы:
- изучены эколого-биологические особенности, изменчивость хозяйственно-ценных признаков сортов лука и чеснока различных экотипов;
- изучено разнообразие местных и инорайонных сортов лука и чеснока, определено направление их хозяйственного и селекционного использования;
- доказана эффективность использования экологических условий субтропиков Таджикистана в качестве анализирующего фона для расчленения сортов лука на составляющие их биотипы и получения разнообразия селекционного материала различных направлений использования;
- выявлен фон условий, создаваемый позднелетними сроками посева семян, позволяющий завершить цикл индивидуального развития растений лука, минуя фазы формирования и покоя луковицы, на чем основан разработанный нами прием ускоренного размножения семян лука любых сортов в течение одного года (однократная репродукция);
- выведено и передано в Государственное сортоиспытание два новых высокоурожайных сорта чеснока (Душанбинский и Галаба), из которых сорт Душанбинский районирован в Таджикской ССР. Созданы перспективные по урожайности, скороспелости, лежкости луковиц формы репчатого лука, из которых два сорта (Пешпазак и Дусти) переданы в Государственное сортоиспытание. Пешпазак — первый ультраскороспелый озимый (короткодневный) сорт лука отечественной селекции, созревающий в конце мая – начале июня;
- обоснована схема первичного и сортового семеноводства лука и стрелкующихся сортов чеснока применительно к местным условиям и изданы рекомендации (Триппель, 1980; Триппель, Бакурас, 1983).
Основные положения:
- особенности онтогенеза как проявление адаптивной изменчивости различных экотипов лука репчатого и чеснока в связи со сроками посева по сезонам года и интродукцией;
- местные среднеазиатские сорта и дикорастущие виды лука и чеснока, их хозяйственное и селекционное значение;
- особенности селекции и семеноводства лука репчатого и чеснока в связи со спецификой условий долин Таджикистана.
ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ.
-
благоприятными температурными условиями,при которых возможна круглогодичная вегетация растений;
-
продолжительностью дня, изменяющейся в годичном цикле от 9 часов 30 минут (декабрь) до 14 часов 50 минут (июнь), что обеспечивает возможность формирования луковицы у представителей основных экотипов лука и чеснока.
-
При круглогодовых посевах выделяется 3 периода (весенний, позднелетний, осенний), резко различающихся условиями. Круглогодовые посевы создают разнообразие экологических условий и подобны подстановке разных климатов.
-
Установлено, что растения лука репчатого и чеснока при смене условий выращивания подвержены значительной адаптивной изменчивости. Адаптация растений к новым условиям осуществляется как за счет модификационной изменчивости в онтогенезе (изменение признаков зачатковости, ветвления, стрелкования, продуктивности), так и за счет генотипической изменчивости, выражающейся в изменении генетического состава сортовых популяций под действием отбора на фоне анализирующих популяцию условий, в изменении сортов. Выявление спектра адаптивной изменчивости позволяет направленно регулировать структуру популяций, изменять продуктивность растений и на этой основе — получать высокие урожаи с минимальными затратами, эффективнее использовать естественные энергоресурсы зоны возделывания растений.
-
Установлено, что в основе различий морфогенеза, вызываемых внешними и внутренними факторами, лежат ритмы роста ассимиляционного аппарата и особенности формирования луковицы, связанных с изменением типа ветвления, закладкой ростовых и генеративных почек, продолжительностью онтогенеза и продуктивностью растений. Выявлено три морфобиологических типа растений, характерных для представителей основных экотипов лука и формирующихся на фоне условий определенных сроков посева:
- в позднелетнем сроке — растения с предельно-малым ветвлением, цикл индивидуального развития которых составляет 360 дней. Такие растения переходят к стрелкованию, минуя фазу образования луковицы, образуют одну цветочную стрелку и имеют самую низкую семенную продуктивность (первый морфотип);
- в осеннем сроке — растения с максимальным ветвлением, продолжительность онтогенеза которых составляет 650 дней: к концу лета следующего года формируются многозачатковые, ветвящиеся луковицы, при использовании которых в качестве маточников получают на третий год высокопродуктивные семенные растения с 5-7 стрелками (третий морфотип);
- Установлено, что условия долин Таджикистана можно использовать как анализирующий фон для разложения сортовых популяций лука на составляющие их биотипы по реакции растений на длину дня. Выявлены значительные сортовые различия у представителей различных экотипов по признакам вызревания, ветвления луковицы и стрелкования, что необходимо учитывать при интродукции, в селекции и семеноводстве северных и тропических луков в Средней Азии. Резко контрастный экологический фон условий позволяет расчленять сорта, которые в обычных условиях однородны. При этом биотипы, отличающиеся большей стабильностью хозяйственно-ценных признаков, и лучшей адаптацией к новым условиям можно отобрать из интродуци-руемых сортов и гибридного материала (Fg и д). Селекция ускоряется, хотя возможности ее ограничиваются генотипами исходного материала. На этой основе создано два новых сорта лука, переданных в Государственное сортоиспытание (Пешпазак и Дусти); получено разнообразие исходного селекционного материала по скороспелости, продуктивности, лежкости, представляющего интерес для дальнейшей селекции.
- Выявлен период года (конец июля – начало августа), при проведении посева семян в который наблюдается стрелкование у всех экотипов лука и формирование семян за один год, минуя фазы образования и покоя луковицы (способ ускоренного размножения семян). На переход растений к стрелкованию большое влияние оказывает развитие вегетативной массы, связанное с возрастом растений. Определены оптимальные срок (конец июля – начало августа) и густота посева (260-280 тыс/га растений), обеспечивающие получение высокого урожая семян (0,57-0,63 т/га) в одногодичном цикле.
- Установлены оптимальные сроки осеннего (25/IX-5/X) и подзимнего (25/ХП-10/1) посева семян лука, гарантирующие получение высокого урожая луковиц при минимальном стрелковании растений. Составлен график возможного поступления урожая лука репки с мая по сентябрь при использовании различных сортов и сроков посева. Показано, что продуктивность семенных растений определяется условиями формирования маточников и семенников, регулируемыми сроками посева-посадки. Осенние сроки посева-посадки стимулируют закладку и формирование большего количества ростовых и генеративных почек, повышают продуктивность растений. Урожайность семян осенних посадок лука составила 0,99 т/га, весенних посадок — 0,46 т/га. Установлены оптимальные срок (начало сентября) и густота (83 тыс/га растений) осенней посадки маточников. Но использование осенних посадок лука в семеноводстве сдерживается отсутствием отбора на лежкость луковиц.
- Наиболее благоприятное сочетание условий жизни для озимых и яровых сортов чеснока создается в Таджикистане при озимой культуре. Реакция озимых сортов на условия яровой культуры резко отрицательна, урожайность снижается на 40-70$. Урожайность яровых сортов при весенней посадке (в условиях тепло-холодного хранения посадочного материала) достоверно не отличается от урожайности озимой посадки. Режим хранения (теплый, холодный) и срок посадки (весной, осенью) регулируют условия, необходимые для проявления фенотипа озимого или ярового растения. Соблюдение этих условий позволяет сохранять признаки сортов в разных климатических зонах их возделывания. В экологическом плане сорта чеснока менее пластичны. Относительно стабильно сохраняют сортовые признаки яровые и озимые стрелкующиеся сорта. Озимые нестрелкующиеся и сорта ослабленного стрелкования экологически наименее пластичны и успешно возделываются лишь в южной зоне с мягкими зимами.
- На онтогенез растений чеснока большое влияние оказывает масса посадочного материала, его морфофизиологическая разнока-чественность (зубок луковицы, воздушная луковичка). При выращивании чеснока из зубков луковицы развитие растений идет по схеме «зубок-луковица». Формирование луковицы из воздушных луковичек проходит поэтапно: воз,душная луковичка-однозубка-малозубка-много-зубковая луковица. При этом луковицы и луковички различаются по массе, ветвлению, темпам роста, относительной продуктивности: чем меньше масса посадочного материала, тем выше относительная продуктивность растений (урожай «сам»). Интенсивность ростовых процессов постепенно снижается от I к III репродукциям. Следовательно, явление омоложения, наблюдаемое в ранние этапы жизни каждого потомства растений, размножающихся половым путем, отмечается и у чеснока при выращивании из воздушных луковичек и приводит к морфофизиологической разнокачественности луковиц, что представляет практический интерес. Установлено влияние сроков посева, массы воздушных луковичек и фона почвенного плодородия на урожайность.
- Продуктивность растения, масса луковицы чеснока зависят от массы посадочного зубка: чем больше масса посадочного зубка, тем выше масса луковицы урожая. Масса зубка зависит от сортовых особенностей и определяется ветвлением луковицы: чем больше количество зубков в луковице, тем меньше средняя масса зубка. Внутри сорта продуктивность потомства от многозубковых луковиц всегда ниже продуктивности потомства от среднезубковых, что важно учитывать при отборе посадочного материала на семенные цели.
- Разработаны схемы первичного и сортового семеноводства лука и чеснока, основанные на учете биологии растений и природных условий зоны. Особенностью схемы семеноводства лука является применение метода семейственного отбора, позволяющего контролировать проявление и закрепление признаков, в том числе и лежкости луковиц, в первичном цикле и, тем самым,использовать осенние посадки маточников в элитном и сортовом семеноводстве, что резко повышает урожайность семян и лука репки. Урожайность лука репки из семян суперэлиты, выращенной с применением метода семейственного отбора, повысилась на 25%, а из семян элиты — на 17% в сравнении с урожайностью лука из семян, полученных методом массового отбора. При использовании в первичном семеноводстве чеснока метода клопового отбора прибавка урожая в сравнении с массовым отбором составила 24%. Экономический эффект: по луку — 541 руб/га, по чесноку — 1575 руб/га. Внедрение новой схемы семеноводства лука в производство позволило повысить урожайность семян лука в республике с 0,20 т/га в I97I-I975 г.г. до 0,47 т/га в 1976-1980 г.г. Прибыль с гектара семенников лука составила 2770 рублей, а общий ежегодный экономический эффект — 396 тысяч рублей.
- Изучены среднеазиатские местные сорта и виды дикорастущих съедобных луков, обладающие рядом хозяйственно-ценных признаков (салатные качества, жаростойкость, высокое содержание сухих веществ, засухоустойчивость и другие), что представляет селекционный интерес.
- В агроэкологической группе среднеазиатского стрелкующегося чеснока выделено три биолого-морфологических типа (сортотипа): Майский ВИР, Заилийский и Дунганский местный, чем создана основа лучшего хозяйственного и селекционного использования сортов. Изученные формы дикорастущего чеснока близки к культурному. Выделен образец (№60), морфологически отличающийся от культурного чеснока. Отмечено постоянное вовлечение дикорастущих форм чеснока в хозяйственный оборот и смешение с культурными сортами на юге Казахстана, что создает внутрисортовой подшорфизм растений местных стрелкующихся сортов. Изучение разнообразия среднеазиатского чеснока, его экологической изменчивости позволяет глубже познать полиморфизм форм, создавать новые сорта более широких ареалов.
- В селекции чеснока наиболее эффективным методом отбора является клоновый, что подтверждается результатами селекции: за 8 лет создано 2 новых сорта чеснока (Душанбинский 2 и Галаба), из которых сорт Душанбинский 2 районирован в Таджикской ССР. Экономический эффект от внедрения в производство нового сорта Душанбинский 2 составляет 1345 руб/га.
Практические рекомендации.
- Селекционным учреждениям по овощеводству шире использовать анализирующий фон условий субтропической зоны в целях селекции лука и создания сортов для разных климатических зон страны.
- Госкомиссии по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур развернуть широкое испытание короткодневных луков в озимой культуре в южных зонах страны.
- При организации семеноводства лука острых сортов в условиях Юга рекомендовать широкое производственное испытание способа ускоренного размножения, позволяющего получать семена для товарных посевов в одногодичном цикле, минуя формирование луковицы.
- При выращивании лука и чеснока на продовольственные и семенные цели в Таджикской ССР придерживаться «Рекомендации», разработанных автором или при его участии,что обеспечит получение стабильно высокого урожая.
