По мнению Г. В. Гуляева и Ф. Л. Гужова (1972) соотношение количества растений опылителя и мужскестерильного компонента при производстве гибридных семян устанавливается определением степени завязывания семян, однако В. Г. Перетятько и Н. А. Перетятько (1979), считают, что степень завязывания плодов еще не свидетельствует о формировании в них нормально всхожих зародышей.
При выборе оптимальной схемы посадки компонентов скрещивания для получения высокой степени завязывания нужно иметь достаточное количество пыльцы во время цветения. Насыщенность воздуха пыльцой зависит от количества растений опылителя на единицу площади и его пыльцеобразовательной способности (Савченко Н. И., Ластович А. С., 1979).
У гибрида Юбилейный в годы исследований степень завязывания гибридных семян была удовлетворительной как при выращивании их раздельным способом, так и корнеплодной смесью компонентов и колебалась в пределах от 85,4 до 88,3 %.
Сравнительно большой процент завязывасмости семян во всех вариантах обусловлен прежде всего высоким уровнем пыльцеобразовательной способности диплоидного многосемянного опылителя. Однако учитывая, что МС-компонент не является полностью стерильным, какая-то часть цветков его все же опыляется пыльцой полустерильных растений второго типа (1/2 МС 2), что безусловно снижает эффект гетерозиса. Это следует учитывать при выборе той или иной схемы выращивания гибридных семян даже когда увеличение соотношения компонентов не вызывает резкого уменьшения урожая и ухудшения качества гибридных семян свеклы.
С увеличением расстояния между МС-компонентом и опылителем, а также с уменьшением количества опылителя в смеси наблюдалась тенденция к снижению степени завязывания семян у диплоидного гибрида Юбилейный и особенно у триплоидных гибридов Дружба и Коллективный, что уменьшало урожай и ухудшало качество семян свеклы.
Эта закономерность прослеживается при определении степени завязывания гибридных семян на семенниках МС-компонента, удаленных на разном расстоянии от опылителя. По мере удаления рядков стерильного компонента от опылителя степень завязывания семян уменьшается, что обусловливалось недостаточным количеством пыльцы.
Так, у диплоидного гибрида Юбилейный при удалении МС-компонента от опылителя на 11,9 м (16-й рядок) степень завязывания семян была самой низкой и составила 81,6 против 88,2 %. У рядков, которые были расположены от опылителя на расстоянии 2,1 м (2-й рядок).
При формировании семян у триплоидных гибридов эта закономерность выражена еще сильнее. Так, у гибрида Коллективный при удалении МС-компонента от опылителя на расстоянии 9,1 м (12-й рядок) степень завязывания семян составила в среднем за два года 65,7 %, при удалении на 2,1 м (2-й рядок) — 83,2%. У гибрида Дружба эти показатели составили соответственно 73,3 и 77,6 %.
Эти данные подтверждают мнение некоторых ученых (Campbell S., 1950), что слишком широкая полоса стерильного компонента является плохой для успешного скрещивания, потому что при применении МС-компонента, который является не полностью стерильным, самоопыление будет происходить в большей степени, если источник пыльцы удален слишком далеко.
В наших опытах степень завязывания гибридных семян была различной в зависимости от плоидности опылителя. Так, у гибрида Юбилейный, где опылитель многосемянный диплоидный, количество завязавшихся гибридных семян в среднем за три года их выращивания раздельным способом колебалось в пределах от 85,4 до 88,3 %, а корнеплодной смесью компонентов — от 85,7 до 87,5%.
У триплоидных гибридов, где-в качестве опылителя используется многосемянная тетраплоидная форма, эти показатели были значительно ниже у гибрида Дружба при выращивании гибридных семян раздельным способом 76,3—81,3 %, корнеплодной смесью компонентов — 77,9—78,3 %, у гибрида Коллективный соответственно 80,5—82,3 и 75,3—80,7 %.
Полученные нами данные подтверждают высказывания многих ученых (Ширяева Э. И., Зайковская Н. Э., 1967; Балков И. Я., 1979; Петрушина М. П., Слюсаренко 3. С., Красовская Г. А., 1978) о том, что качество жизнеспособной пыльцы у тетраплоидов хуже, она значительно крупнее чем у диплоидов, ее биологическая активность слабее.
У растений тетраплоидного опылителя значительно задерживается или нарушается прохождение этапов мейоза и формирования пыльцевых зерен, на триплоидных растениях наблюдаются сбои в этапах эмбриогенеза. Все это в конечном итоге приводит к более низкой степени завязываемости семян у триплондпых гибридов, чем у диплоидных.
Таким образом, чем дальше удалены растения МС-компонента от растений опылителя и чем меньше растений опылителя на плантации, тем ниже степень завязывания семян, меньший их урожай и худшее качество.
Основной семеноводческой задачей при выращивании гибридов на основе ЦМС является увеличение выхода гибридных семян, улучшение их посевных качеств, что в значительной степени зависит от соотношения компонентов скрещивания. С хозяйственной точки зрения не менее важным является увеличение полезной площади, занимаемой МС-компонентом, и, как следствие, увеличение выхода семян с общей площади поля.
Продуктивно используемая площадь поля под МС-компонентом изменяется в зависимости от способа и схемы выращивания гибридных семян. Поэтому урожай семян в опытах с МС-компонента (учетная площадь) и в пересчете на общую площадь имеет разные показатели.
В среднем за семь лет исследований при раздельном способе выращивания больший урожай гибридных семян с общей площади 1,56 т/га получен при посадке компонентов по схеме 16:4. Это на 0,12 т/га больше, чем при схеме 12:4 и па 0,28 т/га больше, чем при схеме 8:4, что обусловлено большей площадью семенников МС-компонента. При одном и том же соотношении компонентов (4:1) уменьшение ширины полосы МС-компонента в два раза (схема посадки 8:2) не обеспечило улучшения посевных качеств семян в сравнении со схемой 16:4, однако их урожай при этом уменьшился с общей площади на 0,17 т/га за счет уменьшения площади, занимаемой МС-компонентом. Еще больший урожай был получен при выращивании смесью компонентов (1,82—1,91 т/га) за счет увеличения площади под МС-компонентом до 85—95 %. Однако односемянность семян при этом уменьшалась.
Установленная закономерность в основном наблюдалась и в полевых опытах Верхнячской опытно-селекционной станции.
В среднем за пять лет при посадке компонентов по схеме 16:4 в сравнении со схемой 12:4 прибавка урожая гибридных семян составила ОД т/га, а их посевные качества не ухудшались. Дальнейшее увеличение ширины полосы МС-компонент а (схема посадки 20 : 4) не способствовало повышению урожая и качества гибридных семян. При схеме посадки 8 : 2 в сравнении со схемой 16:4 (соотношение компонентов 4:1) при одном и том же уровне урожая семян с общей площади (1,39 и 1,33 т/га) имело место увеличение урожая гибридных семян с МС-компонента на 0,26 т/га и их всхожести на 5 %. При выращивании семян смесью компонентов лучшие результаты по урожаю и качеству семян получены в варианте, где опылителя в смеси было 10 %.
Несколько противоречивые данные, полученные па Белоцерковской и Верхнячской опытно-селекционных станциях по двум схемам посадки компонентов 8 : 2 и 16:4 вызвали необходимость провести в 1986 г. производственный опыт в Ульяновском свеклосовхозе Кировоградской области. В этом опыте посадка компонентов по схеме 8: 2 в сравнении со схемой 16 : 4 не имела преимуществ: урожай гибридных семян с общей площади уменьшился на 0,13 т/га (НСР05, 0,08 т/га), их всхожесть составила соответственно 75 и 77 %.
В опытах с триплоиднымп гибридами Дружба и Коллективный прослеживалась такая же закономерность, как и у гибрида Юбилейный. В пересчете па общую посадочную площадь урожай фабричных семян был больше при раздельном способе выращивания по схемам посадки 12:4 или 16:4, смесью компонентов — при использовании 10 или 5 % опылителя. Таким образом, и у триплоидных гибридов увеличение площади поля под МС-компонентом привело к увеличению урожая семян.
Особо важное значение в свекловодстве имеет качество гибридных семян, которое в зависимости от способов и схем их выращивания было у изучаемых триплоидных гибридов разным после первичной очистки.
У триплоидных гибридов при раздельном способе выращивания семян увеличение полосы МС-компонента до 24 рядков привело к снижению их всхожести.
При выращивании фабричных семян гибрида Коллективный смесью компонентов их всхожесть была на уровне всхожести при раздельном способе выращивания и практически одинаковой при разном содержании опылителя в смеси. Однако у гибрида Дружба всхожесть семян, выращенных смесью компонентов, была на 6—7 % выше лучших вариантов с раздельным способом выращивания.
Семена, убранные в вегетационных опытах, без какой-либо обработки имели всхожесть 87—88 %. Это свидетельствует, что благоприятные условия на протяжении вегетационного периода и особенно во время цветения семенников и созревания имеют решающее значение в выращивании доброкачественных семян гибридов на основе ЦМС.
В опытах не наблюдалось существенных преимуществ какого-либо способа или схемы выращивания гибридных семян в фабричных посевах.
При раздельном способе выращивания гибридных семян с соотношением МС-компонента к опылителю 4:1, 3:1 и 2:1 существенных различий по урожаю и содержанию сахара в корнеплодах не наблюдалось, что обеспечило получение почти одинакового выхода сахара с гектара. При выращивании гибридных семян смесью компонентов, содержащей 5 % опылителя, имело место достоверное уменьшение урожая корнеплодов, что уменьшило выход сахара с гектара. Снижение эффекта гетерозиса, по-видимому, обусловлено уменьшением количества сформировавшихся гибридных семян.
В аналогичных опытах на Верхнячской опытно-селекционной станции в 1982—1985 гг., наблюдалась та же закономерность. При севе фабричной свеклы гибридными семенами, выращенными раздельным способом с посадкой компонентов по схемам 12 : 4, 16 : 4 и 20 : 4 выход сахара составил соответственно 7,47; 7,33 и 7,23 т/га; в варианте с семенной смесью, содержащей 10 %, опылителя,— 7,74 т/га. В Березинском и Тальновском свеклосовхозах Черкасской, Глобинском Полтавской, Ульяновском свеклосовхозе Кировоградской области и на Верхнячской опытно-селекционной станции была проведена широкая производственная проверка выращивания гибридных семян по схемам 16 : 4 и 12 : 4 с использованием высадкопосадочных машин ВПС-2,8 и ВПУ-4.
Результаты производственной проверки подтвердили данные полевых опытов. При выращивании гибридных семян раздельным способом по схеме 16 : 4 в сравнении со схемой 12 : 4 на 6 % увеличивается площадь, занятая МС-компонентом.
В результате за счет более продуктивного использования поля в среднем па 0,13 т/га увеличился урожай гибридных семян, а их посевные качества не ухудшились.
Механизированная посадка компонентов гибридов на стерильной основе по схеме 16 : 4 нашла широкое применение в семеноводческих свекловичных совхозах Украины. В конце одиннадцатой — начале двенадцатой пятилеток на всей площади семенники гибрида Юбилейный высаживали по этой схеме.
При раздельном способе выращивания гибридных семян по схеме 16:4 технология посадки компонентов, кинематика посадочных агрегатов принципиально не отличаются от посадки компонентой при выращивании семян элиты с той лишь разницей, что при выращивании фабричных семян на каждый проход посадочной машины с опылителем делают не два, как это принято в элитном семеноводстве, а четыре прохода агрегата с МС-компонентом. Семенники многосемянного опылителя после окончания цветения скашивают на кормовые цели, а гибридные семена убирают только с односемянного МС-компонента.
Таким образом, наиболее рациональной схемой выращивания фабричных семян гибрида Юбилейный раздельным способом, обеспечивающей повышение урожая гибридных семян с общей площади без ухудшения их посевных качеств, является при высадочном способе семеноводства 16:4. Выращивание гибридных семян смесью компонентов упрощает семеноводческий процесс, обеспечивает увеличение выхода гибридных семян с общей площади семенников, однако односемянность их при этом уменьшается. Поэтому такой способ выращивания гибридных семян приемлем только для тех гибридов, у которых клубочки многосемянного опылителя по размеру значительно крупнее гибридных семян, убранных с МС-компонента, что позволяет отделить их в процессе обработки на семенных заводах.