Postęp w hodowli buraka cukrowego
advertisement
Postęp w hodowli buraka cukrowego Dr Wacław Wiśniewski KWS Agroservice Dobór odmiany jest bardzo ważnym, ale ostatnim elementem decydującym o sukcesie w uprawie buraka. Nawet najlepsza i najbardziej wyrafinowana odmiana nie zniweluje niedociągnięć i błędów w agrotechnice. Jest to ostatnie ogniwo optymalizacji plonu. Odmiana pokaże swoje zalety i odpłaci sowicie wysokiej jakości plonem tylko wtedy, gdy zastosuje się prawidłową uprawę, precyzyjne dostosowane do potrzeb nawożenie i staranną ochronę przed chwastami i szkodnikami. Dobra odmiana nigdy nie będzie lekarstwem na niedociągnięcia agrotechniczne i niestaranną uprawę. Plantatorzy i przemysł cukrowniczy oczekuje od odmian dodatkowych cech, które ułatwią i uproszczą uprawę buraków a zwłaszcza zmniejszą nakłady ponoszone na ich produkcję. Postęp w hodowli, mimo że bardzo kosztowny stanowi dla producenta buraków najprostszy i najtańszy sposób na opłacalną uprawę buraków. Do końca ubiegłego wieku najważniejszym kryterium decydującym o atrakcyjności odmiany był plon korzeni, zawartość cukru i wysoka jakość przetwórcza surowca. Odmiany konkurowały zwłaszcza plonem korzeni który decydował w tych czasach o opłacalności uprawy. Ten kierunek hodowli osiągnął praktycznie swój kres. Plonowanie odmian zbliża się w dobrych warunkach do 100 ton z ha, zawartość cukru znalazła swe ograniczenie w biologicznych możliwościach rośliny. W ostatnim roku zdarzały sie plantacje buraków dające plon powyżej 18 ton cukru z 1 ha. Nowe odmiany oprócz dobrego plonowania musiały mieć coś więcej. Tak narodziła się hodowla odmian odpornych i tolerancyjnych. Jej szybki rozwój rozpocżyna się prawie 100 lat temu w Kalifornii, kiedy na plantacjach buraka pojawiła się niezmiernie groźna choroba – kędzierzawka wierzchołkowa, nazywana także kalifornijską. Tamtejszy przemysł cukrowniczy został uratowany dzięki wyhodowaniu odpornej odmiany US 1. Podobna sytuacja w latach siedemdziesiątych zaistniała w południowej Europie na skutek epidemicznego rozprzestrzenienia się rizomanii, choroby wirusowej przenoszonej za pośrednictwem zasiedlającego glebę grzyba Polymyxa betae. W wyniku intensywnych prac hodowlanych udało się uzyskać odmiany, które z powodzeniem można uprawiać na zainfekowanych polach, podczas gdy nie odporne ulegają w takich warunkach zupełnemu zniszczeniu przez chorobę. Początkowo odmiany tolerancyjne nie były doskonałe. W warunkach braku infekcji plonowały o 15-20% gorzej niż odmiany standardowe. Wymagało to dokładnego rozeznania stopnia i lokalizacji choroby i tylko na takich polach stosowano takie odmiany. Hodowcy szybko uporali się z tym problemem i już w 2003 roku COBORU zarejestrowało pięć odmian tolerancyjnych, które również przy braku infekcji plonowały na wysokim poziomie tak jak zwykłe odmiany. Był to wielki postęp, który umożliwił profilaktyczne ich stosowanie, bez konieczności dokładnego rozpoznania rozmiarów infekcji. W następnych latach liczba odmian tolerancyjnych oddawanych do dyspozycji plantatorów szybko wzrastała. Od kilku lat wszystkie rejestrowane w Polsce odmiany są tolerancyjne na rizomanię. Przed hodowcami jednak nowe wyzwanie w zakresie tej horoby. W Europie rozprzestrzenia sie nowy typ rizomanii (Patotyp P) na który nie są odporne dotychczasowe odmiany tolerancyjne. Trzeba wiec szybko uzyskać formy odporne na ten patotyp zanim zagrozi nam miebezpieczeństwo. Nie mniej ważne były prace hodowlane związane z uzyskaniem odmian tolerancyjnych na chwościka burakowego czy choroby grzybowe takie jak Aphanomyces, Fusarium i Rhizoctonię - niebezpieczne dla buraków zarówno w fazie siewki jak i wywołujące zgnilizny korzeni. W przypadku tych patogenów uzyskano już sukcesy w wymiarze odmian komercyjnych. Problemem pozostaje Parch pasowy (Actinomyces sp.), Phoma betae, i Rhizoctonia violacea w przypadku których trudności dotyczą ustalenia i pozyskania źródła tolerancji. Zarejestrowanych jest już wiele odmian o podwójnej tolerancji, zwłaszcza na rizomanię i chwościk burakowy, którego nasilenie w ostatnich latach zdecydowanie wzrasta. Innym ważny patogen, z którum uporała się hodowla odpornościowa jest mątwik burakowy. To groźny nicień żerujący na korzeniach buraka którego nie sposób skutecznie zwalczyć na drodze chemicznej. Obecność mątwika można rozpoznać po charakterystycznych objawach (korzenie są małe, selerowate, o dużej ilości korzeni, tzw.broda korzeniowa. Można również podczas okresu wegetacyjnego gołym okiem zaobserwować na korzeniach buraków białe ciała samic przypominające kształtem cytrynę lub ich brązowe cysty. Najczęstszym obrazem jego obecności jest również placowe więdnięcie roślin, mimo że warunki wodne nie uzasadniają takich symptomów. Obecnie zarejestrowane są w Polsce dwie odmiany o podwójnej tolerancji na rizomanię i mątwika burakowego - Julietta i Sława KWS. Są one z powodzeniem stosowane szczególnie w rejonie Wielkopolski i Kujaw gdzie zagrożenie jest szczególnie duże. Zalety stosowania odmian tolerancyjnych Zastosowania odmian tolerancyjnych ma wiele zalet. Ochrona przed patogenem jest stała, prowadzona od początku wegetacji buraków co powoduje unikanie strat w sytuacji gdzie zwalczanie chemiczne jest jeszcze nieopłacalne. Zapobiega wprowadzaniu pestycydów do środowiska i chroni pożyteczne mikroorganizmy glebowe. Upraszcza zabiegi i nie powoduje niszczenia struktury gleby w trakcie przejazdów, a w końcu jest najtańszą i najbardziej efektywną metodą zwalczania patogenów. W przypadku niektórych chorób i szkodników zastosowanie odmian tolerancyjnych jest jedynym sposobem ochrony plantacji. Obniżenie kosztów uprawy, ochrona środowiska a wręcz zakaz stosowania niektórych substancji czynnych, które zawierają preparaty ochrony roślin to przyczyny, dla których proces hodowli nowych odmian buraka cukrowego musi przyspieszać. Poznanie struktury DNA, gwałtowny rozwój biotechnologii, postęp w dziedzinie technologii molekularnej oraz nowe odkrycia w zakresie badania genomu i stwarzają szersze możliwości wspomagając klasyczne metody hodowli buraka cukrowego. Dotyczy to zwłaszcza szybkiej produkcji czystych linii i komponentów do tworzenia odmian, stosowania markerów molekularnych, a więc przyspieszenia procesu identyfikacji cech całej rośliny bez konieczności jej uprawy. Oceny wartości rośliny dokonuje się na podstawie analizy nasion lub kiełków buraka. Przyspiesza to zdecydowanie proces powstawania nowych odmian. Hodowla roślin transgenicznych (GMO) Hodowla roślin transgenicznych to najnowszy kierunek hodowli wykorzystujący zdobycze biotechnologii i inżynierii genetycznej. Polega on na uzyskaniu nowych pożądanych cech użytkowych roślin na drodze wykorzystania fragmentów DNA z innych gatunków (najczęściej bakterii) i wbudowania ich do genomu rośliny uprawnej. W ten sposób uzyskuje się rośliny o takich cechach użytkowych, które nie daje się osiągnąć tradycyjnymi metodami hodowli. Chodzi tu głównie o odporność na najgroźniejsze dla roślin choroby i szkodniki oraz tolerancję na herbicydy nieselektywne. Najbardziej widoczny postęp uzyskano w dziedzinie hodowli odpornościowej opartej na GMO w zakresie takich gatunków jak soja, kukurydza, bawełna rzepak i warzywa. Całkowity obszar ich uprawy sięgnął w 2010 roku 148 mln ha. W ciągu najbliższych 5 lat prognozuje się, że uprawy takie osiągną areał 200 mln ha. Rośliny transgeniczne uprawiane są w 29 krajach na wszystkich kontynentach. Największe obszary uprawy znajdują się w USA, Ameryce Południowej, Australii, Chinach i Indiach. Prawie 80% roślin GMO uprawianych jest w związku z ich tolerancją na herbicydy totalne (Roundup). Reszta dotyczy tolerancji na szkodniki, lub są to rośliny wykazujące obie te tolerancje jednocześnie. Prace nad uzyskaniem transgenicznych buraków cukrowych tolerancyjnych na herbicydy totalne prowadzono już 20 lat temu. W 1995 roku udało się uzyskać odmianę H-7. Posiada ona wprowadzony genetycznie enzym pozyskany z pospolitej w glebie bakterii Agrobacterium sp. Sekwencja DNA kodująca ten enzym znajdująca się w genomie buraka umożliwia produkcję tolerancyjnego na glifosat białka, co gwarantuje niezakłócony wzrost rośliny przy zastosowaniu bardzo wysokich dawek preparatu. Buraki odmiany tolerancyjnej bez żadnej reakcji znoszą jednorazową dawkę 12 l Roundup na ha. Ochrona przed chwastami sprowadza się w tym przypadku do dwukrotnego zastosowania preparatów nieselektywnych (Roundup) niezależnie od fazy rozwojowej buraków. Pozwala to skutecznie zniszczyć całą populację chwastów niezależnie od gatunków występujących na polu. Technologia ta daje możliwość elastycznego wyboru terminu zastosowanej ochrony, gdyż wrażliwość chwastów wzrasta wraz z przyrostem ich zielonej masy. W 2005 roku wprowadzono możliwość uprawy buraków cukrowych H7-1 w USA i Kanadzie a w 2007 roku w Japonii. W 2006 roku zasiano pierwszą plantację 110 ha buraków tej odmiany w USA (Idaho). W 2007 roku obsiano burakiem tolerancyjnym na Roundup komercyjną plantację 1000 ha. Obecnie już 95% upraw buraka cukrowego w USA obsiewa się tego typu odmianą. W Polsce do chwili obecnej nie ma prawnej możliwości stosowania tego typu odmian i ocenia się, że przed 2017 rokiem nie znajdą się one w dyspozycji plantatorów. Związane jest to również z procesem rejestracji nowych odmian a procedura taka trwa 3-4 lata. W tej materii obowiązują nas spójne przepisy stosowane na terenie całej Unii Europejskiej. Odmiany takie mogą znaleźć się w palecie oferowanej plantatorom po usunięciu wszystkich wątpliwości związanych z ich użytkowaniem i wprowadzeniu ustaw dopuszczających je do obrotu. Zasady, na których opierają się badania naukowe dotyczące hodowli roślin z zastosowaniem technik molekularnych muszą opierać się na wnikliwej ocenie potencjalnych korzyści oraz ewentualnego ryzyka (produktywność, środowisko, zdrowie). Ważna też jest publiczna dyskusja, a zwłaszcza pełna informacja o celach, zaletach i wątpliwościach związanych z rozwojem biotechnologii, zwłaszcza projektów użytkowych z obszaru GMO. Ozima forma buraka cukrowego – to nowy ciekawy kierunek i możliwość elastycznego pozyskania surowca do produkcji cukru. Buraki takie wysiewa się na przełomie lipca i sierpnia. Zimują one na polu tak jak wszystkie formy ozime roślin uprawnych. Wiosną, gdy rusza wegetacja ich korzenie maja już masę ok 200 g. Wydłużony okres wegetacji umożliwia zbiór takich buraków pod koniec kwietnia. Ich plonowanie jest zadowalające i w doświadczeniach osiąga 60t z ha. Po zbiorze pole może być wykorzystane do zasiewu normalnej rośliny jarej, np kukurydzy. Istnieje również możliwość pozostawienie buraków ozimych do zbioru w późniejszym terminie (wrzesiesień – październik) i uzyskania w ten sposów znacznie wyższych plonów. Do praktyki jednak jeszcze dość długa droga. Uzyskanie takich form wiąże się z wprowadzeniem do buraków genu tolerancji na mróz oraz mechanizmu zapobiegającego wytwarzaniu pędów nasiennych na wiosnę, Ta druga cecha nie może byc jednak stała, gdyż aby uzyskać nasiona z takich odmian trzeba zmusić je do wytworzenia nasienników (on/of). Takie cechy uzyskać można w praktyce tylko na drodze transgenicznej, a więc ta sama historia co z burakami tolerancyjnymi na herbicydy totalne. Tolerancja na suszę – to wyzwanie dla hodowców nie tylko buraka cukrowego. Ocieplenie klimatu, stepowienie pól uprawnych i długie okresy suszy w okresie wegetacji to niestety codzienna praktyka rolników. Kurczace się zasoby wody do nawadniania przy wzmożonym zapotrzebowaniu na żywność stwarzaja konieczność intensywnej uprawy i osiąganie pewnych plonów. Hodowcy pracują nad odmianami które maja szybki początkowy wzrost i głębokie ukorzenianie się. Zmiany dotyczą rownież wzrostu intensywności fotosyntezy i lepszego wykorzystania powierzchni liści. Na odmiany komercyjne tego typu musimy jednak poczekać.
