Pašapputes sugu populācijas un pirmie rezultāti to veidošanā Latvijā 0
Indra Ločmele, Linda Legzdiņa, AREI Priekuļu pētniecības institūts
Latvija ir starp pirmajām desmit ES dalībvalstīm, kur visstraujāk pieaug bioloģiskās lauksaimniecības platības, – Latvija ieņem sesto vietu pēc bioloģiskās lauksaimniecības platības īpatsvara. Viena no galvenajām problēmām bioloģiskajās saimniecībās ir zemākas ražas, tāpēc tajās liela nozīme ir piemērotu šķirņu izvēlei.
Vairākums šobrīd audzēto graudaugu šķirņu ir veidotas konvencionālajos audzēšanas apstākļos. Šīs šķirnes ir pārbaudītas arī bioloģiskajos apstākļos, un atsevišķas no tām tiek ieteiktas audzēšanai. Piemēram, vasaras miežiem Latvijas augu šķirņu katalogā ir atrodamas piecas šķirnes, kas pēc pārbaudes tiek ieteiktas arī bioloģiskajām saimniecībām, bet vienai no galvenajām maizes labībām – kviešiem – tāda norāde ir tikai vienai vasaras kviešu šķirnei, bet ziemas kviešiem – nevienai.
Turklāt pašapputes sugām (kviešiem, miežiem, auzām) tirgū dominē līnijšķirnes, kas tiek veidotas, selekcijas procesā no krustojumiem atlasot individuālus augus, tos katru atsevišķi pavairojot un izvērtējot. Tādējādi pašapputes sugām šķirnes sākums ir viens augs un visi tā pēcnācēji ir identiski, tādējādi uz lauka visi augi būs gan ģenētiski, gan vizuāli vienādi.
Šādas šķirnes parasti nodrošina augstu ražu un kvalitātes rādītājus ar minerālo mēslojumu un augu aizsardzības līdzekļiem nodrošinātos apstākļos. Bet bioloģiskajās saimniecībās tās nereti nevar realizēt savu ražas potenciālu, jo tur augi pakļauti dažādiem stresiem – tiem jāspēj paņemt no augsnes barības vielas, kas nav tik viegli pieejamā formā, kā lietojot minerālmēslus; jākonkurē ar nezālēm, jo tās netiek ierobežotas, izmantojot herbicīdus; augus apdraud dažādas slimības un kaitēkļi, kurus nevar ierobežot, izmantojot fungicīdus un insekticīdus. Tāpēc svarīgi ir veikt jaunu šķirņu selekciju tieši bioloģiskajos apstākļos, iekļaujot jaunajās šķirnēs pazīmes, kas svarīgas bioloģiskajā lauksaimniecībā.
Selekcijas virziens – kombinēto krustojumu populācijas veidošana
Selekcija bioloģiskajai lauksaimniecībai Latvijā notiek vairākām laukaugu sugām: vasaras miežiem, auzām, kartupeļiem, ziemas un vasaras kviešiem, ziemas rudziem, zirņiem. Jaunas šķirnes izveidošana ir ilgstošs process, jāveic krustošana, pavairošana un jāpārbauda tūkstošiem paraugu, no kuriem reti kurš pārsniedz standartšķirņu rādītājus tādā mērā, lai tiktu reģistrēts kā jauna šķirne. Tāpēc likumsakarīgi, ka šķirņu birums nav liels. Šo procesu būtiski ietekmē arī selekcijas darbam atvēlētais nelielais finansējums.
Bet arī šobrīd, strādājot pie jaunu šķirņu veidošanas, kas piemērotas bioloģiskajiem apstākļiem, pašapputes sugām pamatā tiek veidotas jau iepriekš minētās līnijšķirnes. Savukārt vienā šķirnē iekļaut visas pazīmes, kas ir svarīgas, audzējot bioloģiski, ir praktiski neiespējami, tāpēc selekcionāriem būtu jānodrošina plašs dažādu šķirņu spektrs ar daudzveidīgām pazīmēm, bet, kā jau minēts, tas ir ilgstošs darbs, kam nav atbilstoša finansējuma.
Tomēr pastāv iespēja, kādā veidā varētu īsākā laikā izveidot šķirni, kas satur pietiekamu pazīmju daudzveidību, kas svarīgas, audzējot bioloģiski. Tā ir kombinēto krustojumu populāciju veidošana. Populāciju šķirnes tradicionāli tiek veidotas un audzētas svešapputes sugām, piemēram, rudziem, bet tādas var veidot arī pašapputes sugām. Te gan jāpiebilst, ka par šķirnēm tās, pēc pašlaik pieņemtās terminoloģijas, saukt nevar, jo neatbilst šķirnes definīcijai – nav viendabīgas un stabilas.
Veidojot kombinēto krustojumu populācijas, krustošana tiek veikta, izmantojot grupu vecākaugu (piemēram 10 šķirnes un/vai selekcijas līnijas), kas izvēlētas pēc dažādām pazīmēm, kas svarīgas bioloģiskajā lauksaimniecībā. Vecākaugus sakrusto visās iespējamajās kombinācijās, vienu gadu iegūtās sēklas no katra krustojuma pavairo un tad mehāniski sajauc kopā, ņemot no katra krustojuma vienādu sēklu skaitu. Šādu populāciju veido ģenētiski atšķirīgi augi, kurus turpmāk audzē un novāc kopā. Tajā notiek tikai dabiskā izlase, izdzīvo un lielāku ražu dod augi, kas piemēroti attiecīgajiem audzēšanas apstākļiem.
Kombinēto krustojumu populācijas priekšrocības
Sējot šādu populāciju konkrētā saimniecībā, laika gaitā pieaug augu skaits, kas šajos apstākļos jūtas vislabāk. Laika gaitā var iegūt populāciju, kas ir piemērota audzēšanai konkrētā saimniecībā. Šādas populācijas ir veids, kā palielināt sējuma daudzveidību, tādējādi nodrošinot lielāku izturību pret stresiem, piemēram, sausā gadā daļa populācijas augu varētu kompensēt citu augu neveiksmi, kas savukārt to varēs kompensēt mitrākā gadā. Turpretī tīro līniju šķirņu sējumos šī kompensējošā spēja neizpaužas vai izpaužas daudz mazākā mērā, jo visiem augiem vajadzības ir vienādas.
Populācijām, pateicoties tam, ka satur atšķirīgus augus, piemīt mainības spēja, kas ļauj pakāpeniski piemēroties klimatiskajiem apstākļiem un saimniekošanas veidam. Tā kā populācijās nepārtraukti notiek pārmaiņas un tās mainās atkarībā gan no audzēšanas gada, gan saimniecības apstākļiem, nevar uzturēt un iegūt nemainīgu sēklas materiālu, tāpēc tās neatbilst vadlīnijām par pašapputes sugu šķirņu viendabību, stabilitāti un atšķirību.
Pirmā Latvijā izveidotā kombinēto krustojumu populācija – Mirga
Pašlaik (2014.–2021. gadā) Eiropas Savienībā notiek Eiropas Komisijas pagaidu eksperiments, kura ietvaros ir atļauta populāciju sēklas materiāla tirdzniecība, un gūtā pieredze tiks izmantota, ieviešot izmaiņas normatīvajos aktos, kas padarīs iespējamu šādu populāciju pārbaudi, reģistrāciju, sēklu tirdzniecību un audzēšanu. Eksperimentā ir iekļautas četras sugas – kukurūza, auzas, kvieši un mieži – un piedalās ES valstis Lielbritānija, Itālija, Francija un Vācija.
Agroresursu un ekonomikas institūta (AREI) Priekuļu pētniecības centrā ir uzsākta vasaras miežu kombinēto krustojumu populāciju veidošana un izpēte, un viena no populācijām ir iekļauta minētajā eksperimentā. Zinātniskajā literatūrā informācijas par populāciju veidošanu šobrīd ir maz un tajā ir atšķirīgi secinājumi gan par to ražību, gan izturību pret augu slimībām, gan konkurētspēju ar nezālēm.
Minētajā eksperimentā ir iekļauta Priekuļos izveidotā vasaras miežu populācija ar nosaukumu Mirga, kas ir pirmā Latvijā izveidotā kombinēto krustojumu populācija. Tā ir veidota, krustojot pamatā vietējas izcelsmes vecākaugus, kam ir bioloģiskajai lauksaimniecībai svarīgas pazīmes, piemēram, nodrošina konkurētspēju ar nezālēm – laba augsnes nosegšana un strauja augu attīstība augšanas sākumā, laba graudu raža un ražas stabilitāte, kā arī vecākaugus, kas ir izturīgi gan pret miltrasu, gan tīklplankumainību, gan putošo melnplauku.
Šīs populācijas veidošanai 2013. gadā tika veikti krustojumi starp 10 iepriekš izvēlētiem vecākaugiem – šķirnēm ‘Balga’, ‘Jumara’, ‘Saule PR’ (Latvija) un ‘Mik 1’ (Krievija), kā arī sešām Priekuļos izveidotām selekcijas līnijām. Krustojumi notika visās iespējamajās kombinācijās – kopumā veikti 90 krustojumi. Vispirms iegūtais materiāls pavairots, lai iegūtu nepieciešamo sēklas daudzumu lauka izmēģinājumu uzsākšanai.
Populācija Mirga lauka izmēģinājumos pārbaudīta 2015.–2018. gadā. Lai iegūtu pēc iespējas vairāk datu ražas un ražas stabilitātes raksturošanai, tā sēta AREI divos pētniecības centros – Priekuļos un Stendē bioloģiskajā un integrētajā saimniekošanas sistēmā. Tādā veidā populācija šajos četros izmēģinājuma gados tika audzēta atšķirīgos apstākļos, jo, pirmkārt, Priekuļos un Stendē ir atšķirīgi augsnes un meteoroloģiskie apstākļi, otrkārt, abās vietās tie sēti gan bioloģiskajos, gan integrētajos laukos.
Audzēšanas nosacījumu raksturojums
Bioloģiskajos laukos Priekuļos priekšaugs bija zaļmēslojums, bet Stendē – griķi; nezāļu ierobežošanai augu cerošanas fāzē tika veikta ecēšana. 2015. gadā pēc sējas Stendē lietusgāze izpostīja bioloģiskajā laukā iesēto izmēģinājumu, bet 2018. gadā Stendē integrētajā laukā tas netika sēts, tāpēc kopumā tika iegūti rezultāti septiņos bioloģiskajos un septiņos integrētajos laukos.
Integrētajos laukos gan Priekuļos, gan Stendē priekšaugs bija kartupeļi. Saskaņā ar augsnes analīzēm tika lietoti kompleksie minerālmēsli, rēķinot to normu 5 t/ha ražas iegūšanai. Nezāļu ierobežošanai lietots herbicīds, bet, lai labāk izvērtētu slimību izturību, fungicīds netika lietots.
Meteoroloģiskie apstākļi bija atšķirīgi gan starp audzēšanas gadiem, gan arī starp vietām – Stendi un Priekuļiem. Labvēlīgāki miežu attīstībai tie bija 2015. gadā abās vietās (izņemot minēto lietusgāzi) un 2016. un 2017. gadā Stendē. Savukārt Priekuļos 2016. gadā sausais maijs aizkavēja augu attīstību un jūnijā, kad bija pietiekams mitrums, augiem veidojās atzalas. 2016. un 2017. gadā paaugstinātais nokrišņu daudzums jūlijā un augustā pagarināja augu veģetācijas periodu un apgrūtināja ražas novākšanu.
Savukārt sausie un karstie 2018. gada apstākļi gan Priekuļos, gan Stendē izraisīja augiem sausuma stresu. Tātad kopumā šajos četros izmēģinājuma gados populācija Mirga tika audzēta dažādās vidēs, kas ir ļoti labi tās izvērtēšanai.
Populācijas Mirga izvērtējums
Populācija salīdzināta ar miežu līnijšķirnēm: ‘Abava’, kas ir ekoloģiski plastiska šķirne, ‘Rasa’ – standartšķirne bioloģiskajai lauksaimniecībai piemērotu šķirņu saimniecisko īpašību novērtēšanā, un ‘Rubiola’ – reģistrēta ar mērķi audzēšanai bioloģiskajiem zemniekiem.
Priekuļos bioloģiskajos apstākļos populācija bija ražīgāka nekā visas kontroles šķirnes. Lai gan statistiski nozīmīgs populācijas ražas pieaugums, kas bija 27%, tika iegūts tikai 2018. gadā salīdzinājumā ar šķirnēm ‘Rasa’ un ‘Rubiola’, kad augiem bija sausuma stress, tomēr šie rezultāti liecina, ka populācija ražo līdzvērtīgi vai nedaudz labāk nekā šķirnes. Būtiskais populācijas ražas pieaugums sausuma stresa izraisītos apstākļos sasaucas ar iepriekš minēto teoriju, ka populācija sastāv no atšķirīgiem augiem un daļa augu šādos sausos apstākļos jutās un ražoja labāk nekā šķirnes, kuras sējums sastāv no identiskiem augiem.
Stendē bioloģiskajos apstākļos populācijas raža ne vienmēr pārsniedza šķirņu ražu, bet samazinājums bija nenozīmīgs, un tās raža šajos gadījumos bija 97–98% no kontroles šķirņu ražas. Līdzīgi kā Priekuļos, arī Stendē populācija Mirga bija ražīgāka par visām šķirnēm 2018. gadā, kad bija sausums. Tātad paaugstināta stresa apstākļos populācija ražoja labāk arī Stendes bioloģiskajos apstākļos.
Rodas jautājums – kāpēc arī Stendē tā neražoja visos gados labāk par šķirnēm?
Domājams, to varētu skaidrot ar zinātniskajā literatūrā minēto, ka, populāciju gadu no gada audzējot vienā konkrētā saimniecībā, augi, kas tajā vietā jūtas labāk, arī ražo labāk nekā augi, kas nav saimniecības apstākļiem piemēroti. Tādējādi laika gaitā populācija piemērojas audzēšanas apstākļiem, jo pakāpeniski pieaug apstākļiem piemēroto augu daudzums.
Populācija Mirga pēc izveidošanas tika pavairota Priekuļos, un visus izmēģinājuma gadus sēkla sējai tika gatavota no Priekuļos iegūtās ražas arī izmēģinājumiem Stendē. Iespējams, šīs atšķirības starp Priekuļu un Stendes bioloģiskajiem laukiem norāda uz to, ka populācija pielāgojas jeb adaptējas konkrētiem audzēšanas apstākļiem.
Integrētajos apstākļos aina ir atšķirīga, bet jāteic, ka populācija tika veidota bioloģiskajiem audzētājiem un integrētajos apstākļos to sēja, lai labāk varētu novērtēt ražas stabilitāti. To izvērtējot, secināts, ka tās raža ir stabila tieši bioloģiskajos apstākļos. Tas nozīmē, ka šajos apstākļos populācijas ražas svārstības starp atšķirīgiem gadiem ir mazākas nekā viendabīgo šķirņu ražai. Integrētajos apstākļos 2015.–2017. gadā tika iegūta par 2–17% augstāka populācijas raža nekā šķirnēm ‘Abava’ un ‘Rasa’, bet tai bija grūtāk konkurēt ar ražīgāko no salīdzināšanai izvēlētajām šķirnēm ‘Rubiolu’, un tā varēja nodrošināt 85–104% no tās ražas.
Bet te atkal jāatgriežas pie 2018. gada, kad arī integrētajos apstākļos populācija Mirga ražoja labāk nekā visas šķirnes, ieskaitot ‘Rubiolu’, kuru Mirga ražībā pārsniedza pat par 39%. Tātad sausuma izraisītais stress šo optimālos apstākļos labāk ražojošo šķirni ietekmēja daudz lielākā mērā nekā populāciju.
Populācijas iespējamā izturība pret slimībām un konkurētspēja ar nezālēm
Šādas daudzveidīgas populācijas varētu nodrošināt ne tikai stabilāku ražu, bet arī labāku izturību pret augu slimībām, jo var saturēt plašu diapazonu augu ar dažādiem izturības gēniem pret slimībām, kā arī slimību ierosinātāju pārvietošanos varētu ierobežot populācijas augu atšķirīgā morfoloģija. Labi rezultāti ir iegūti, salīdzinot populācijas Mirga un kontroles šķirņu inficēšanos ar miežu lapu tīklplankumainību.
Gan bioloģiskajos, gan integrētajos apstākļos populācija bija ievērojami mazāk inficējusies ar šo slimību, un jāpiebilst, ka lielāks slimības samazinājums bija gados, kad slimības attīstības līmenis bija augstāks. Savukārt attiecībā uz inficēšanos ar miltrasu neieguvām pārliecinošus rezultātus, ka populācija Mirga inficētos mazāk, jo bioloģiskajos laukos tā tika novērota tikai vienā gadā pavisam nelielā apjomā.
Arī integrētajos apstākļos miltrasa bija nelielā apjomā, un jāteic, ka populācijai vienā gadā tā bija zemāka, bet citā nedaudz augstāka kā šķirnēm.
Īpaši labvēlīgi apstākļi putošās melnplaukas attīstībai bija 2017. gadā, kad Priekuļos izmēģinājumā bioloģiskajā saimniekošanas sistēmā uzskaitīti 3,2 augi/m2 (‘Rubiolai’ – 0,9 augi/m2). Ņemot vērā, ka inficētie augi pēcnācējus nedod, populācijā gadu no gada ir prognozējams ieņēmīgo augu īpatsvara samazinājums.
Bioloģiskajā lauksaimniecībā ir svarīga arī augu konkurētspēja ar nezālēm, kas gan Latvijā netiek vērtēta oficiālajās pārbaudēs, nododot jaunās šķirnes. Tika veikts vizuālais novērtējums pazīmēm, kas ir svarīgas konkurētspējas ar nezālēm nodrošināšanā (labības augsnes segums, nezāļu augsnes segums). Starp kontroles šķirnēm šie rādītāji nedaudz labāki tika novēroti šķirnei ‘Abava’, bet te nav runa par nozīmīgām atšķirībām.
Salīdzinot populācijas Mirga konkurētspēju ar kontroles šķirnēm, nenovērojām, ka populācija konkurētu ar nezālēm labāk, rādītāji bija līdzīgi ar šķirnēm ‘Rasa’ un ‘Rubiola’.
Citu rādītāju vērtējums
Priekuļos abos audzēšanas apstākļos tika vērtēta arī augu produktīvā cerošana. Tā kā populācija sastāv no atšķirīgiem augiem, vides apstākļi vienā gadā var būt labvēlīgi vienai daļai augu, savukārt citā gadā – citai. Tāpēc populācijas uzvedība var būt diezgan neprognozējama. Attiecībā uz produktīvo cerošanu rezultāti rāda, ka konkurence starp atšķirīgiem augiem īpaši neietekmēja cerošanu, jo kopumā tā bija vai nu līdzvērtīga šķirnēm, vai labāka.
Piemēram, 2016. un 2017. gadā bioloģiskajos laukos populācijas cerošanas koeficients attiecīgi bija 3,1 un 3, bet šķirnēm attiecīgi robežās no 2,1 līdz 2,4 un no 2,1 līdz 2,7. Savukārt 2015. un 2018. gadā cerošana populācijai un šķirnēm bija līdzvērtīga.
Graudu kvalitātes rādītāji – proteīna, cietes daudzums graudos un tilpummasa – populācijai un šķirnēm kopumā bija līdzvērtīgi. Savukārt attiecībā uz 1000 graudu masu populācijai Mirga tā bija nozīmīgi augstāka nekā ‘Abavai’ un līdzīga ‘Rasai’ un ‘Rubiolai’.
Populācija ir neviendabīga, sastāv no atšķirīgiem augiem, tāpēc morfoloģiski to raksturot ir grūti, jo atšķiras gan augu garums, gan vārpu forma, gan to garums un blīvums. Priekuļos ir izveidotas arī citas vasaras miežu kombinēto krustojumu populācijas, un šogad izmēģinājumos tika pārbaudītas 10 plēkšņaino un kailgraudu miežu populācijas un turpinājās jaunu populāciju veidošana miežiem Priekuļos un kviešiem Stendē. Lai izveidotu šādu populāciju, ir jāveic ļoti apjomīgs krustošanas darbs, tāpēc vienā gadā reāli iespējams veikt krustojumus tikai vienas šādas populācijas izveidei.
Iegūtie rezultāti par populāciju Mirga liecina, ka šāda veida šķirņu audzēšana bioloģiskajā lauksaimniecībā ir perspektīva. EK pagaidu eksperimenta ietvaros Mirgas sēklas materiālu ir iegādājušās un sekmīgi audzē divas bioloģiskās saimniecības. Sakarā ar klimata izmaiņām arī integrētajās saimniecībās apstākļi kļūst mainīgāki, tāpēc šādas populācijas, kas var piemēroties audzēšanas apstākļiem, var izrādīties noderīgas arī tajās.
Plašāks materiāls un tabulas lasāms žurnāla Agro Tops novembra numurā
