Взаимоотношения «генотип - среда обитания» как фактор стабилизации урожайности

В настоящее время мы активно вмешиваемся в процессы роста и развития растений, стремясь их регулировать по своему усмотрению. Так, обеспечивая на определенной фенологической фазе хорошие условия для роста (оптимальная температура, необходимое освещение, влажность и минеральное питание), но, задерживая развитие, то есть переход в следующую фазу, в производстве добиваются увеличения сбора урожая вегетативной массы.

Кроме того, как указывал академик Н.П. Дубинин в предисловии к книге

А.П. Федорова и Л.П. Чельцовой (1990), от правильного понимания закономерностей онтогенеза зависит возможность управления ростом и развитием организмов. Важнейшие хозяйственно-ценные признаки растений - устойчивость к неблагоприятным условиям (засухоустойчивость и зимостойкость), болезням и вредителям, продолжительность вегетативного периода (скороспелость и позднеспелость) и, в конечном итоге, величина и качество урожая - определяются особенностями онтогенеза.

Значение этого отмечал и Н.И.Вавилов (1965), который видел одну из важнейших задач науки в том, чтобы научиться «действительно управлять передвижением фаз в росте растений», поскольку от их длительности зависят устойчивость растений к неблагоприятным условиям (зиме, засухе) и заболеваниям, формирование урожая.

Биологию индивидуального развития растений изучали многие авторы: К.А. Тимирязев (1878), G. Klebs (1913), W.W. Gamer, H.A. Allard (1923), И.И. Туманов (1940).

Изучение взаимоотношений генотипа и среды обитания (сельскохозяйственной экологии) впервые было начато в Италии экологом Дж.Ацци (1932) в Перудже. В СССР эти работы были организованы

Н.И.Вавиловым в институте растениеводства (ВИР).

Кроме этого, ведущее место в критерии значимости фона занимает не абсолютная величина урожая, а его сочетание с экологической устойчивостью (Синская, 1963) и повторяемостью по годам при изменении набора генотипов (Кильчевский, 1986).

Большую ценность имеют работы по использованию экстремальной для вида среды с целью ускорения селекционного процесса. Особое место в этих исследованиях занимают экологические фоны для оценки растений на устойчивость репродуктивной системы (Пивоваров и др.,1994).

Использование традиционных методов при создании адаптивных сортов неперспективно. Наиболее эффективно работы в этом направлении можно проводить методами экологической селекции, одним из которых является выделение и оценка исходного материала по параметрам адаптивности на экофонах. В этой связи определенный практический интерес представляет изучение сроков посева в различных эколого-географических пунктах, как фонов, способствующих выделению форм, сочетающих продуктивность и экологическую устойчивость (Мамедов, Добруцкая, 1994).

Поскольку у организмов выработались приспособления к определенным условиям внешней среды, их нормальное развитие стало возможным только при данных условиях. Изменение последних может приводить к изменению наследственных факторов (мутации) и к изменению процессов индивидуального развития, вызывающему видоизменение фенотипа, т.е. к изменению проявления действия генов. Реализация наследственного признака или свойства организма является результатом взаимодействия генотипа и условий внешней среды (Лобашев, 1967).

Учет влияния факторов среды в процессе индивидуального развития растений (что имеет большое значение при производственном использовании сортов) глубоко обосновал Н.И Вавилов. Его знаменитые географические посевы сортов растений проводились с целью выявить реакцию развития на экологические условия. Новые данные о реализации системы генотипа растения в разных условиях среды получены в ряде экспериментов А. А. Жученко (1980). В связи с этим, особую значимость приобретают сроки посева, создающие различное сочетание и напряжение климатических факторов в течение вегетации растений (Синская, 1948). А, создавая определенные внешние условия, можно направлять действие генов в нужную нам сторону, то есть управлять процессами индивидуального развития организма (Лобашев,1967).

В научной практике на основе изменчивости признаков под влиянием окружающей среды разработаны различные агротехнические приемы, которые способствовали, возможно, более полному выявлению наследственных качеств растения (Тимофеев и др., 1960).

Успех опытной работы во многом зависит от правильности выбора фона, на котором ведется испытание и отбор генотипов, так как фон играет активную роль, обеспечивая ту или иную степень изменчивости в селекционной популяции. Этот запас изменчивости обусловливает возможность приспособления к смене условий среды. Поэтому научно-обоснованный выбор фона для объективного анализа количественных признаков и их дифференциация при отборе генотипов необходима для повышения эффективности оценки на экологическую стабильность (Мамедов, Турдикулов, 1993).

На большую значимость сроков посева указывают также В.А. Епихов и

В.М. Сиротин (1988). По их мнению, значение параметров стабильности и гомеостатичности, полученные на основании изучения образцов овощного гороха при разных сроках посева в одном пункте, аналогичны значениям таких же параметров, полученные при изучении образцов в разных пунктах посева, из чего можно сделать вывод о возможности целесообразного использования разных сроков посева в адаптивной селекции для изучения исходного материала.