Prof dr. Adrian Creţu

AMELIORAREA PLANTELOR, PRODUCEREA ŞI MULTIPLICAREA SEMINŢELOR ŞI

MATERIALULUI SĂDITOR

2

Introducere

Oferta pământului românesc este deosebit de generoasă, fie prin variabilitatea condiţiilor orografice, a climei, a solurilor, fie prin diversitatea favorabilităţii tehnologiilor aplicate în practica agricolă. Astfel, de la nivelul Mării Negre (cota 0), până la păşunile alpine de la Rucăr-Bran (cota 2000), energia de relief sub 150 de metri cuprinde 47% din teritoriu, fragmentarea reliefului este între 0,40 km/km2 la câmpie şi 3,00 km/km2 la munte. Această diversificare orografică se află într-o totală dependenţă cu diversitatea condiţiilor de climă şi sol. Pe o orizontală de câteva sute de kilometri distanţă (ex. Constanţa-Braşov), vom identifica aproape toată gama solurilor şi condiţiilor de microclimat menţionate mai sus. Mai adăugăm la această analiză şi diversitatea practicilor agricole, a cerinţelor, a obiceiurilor locale şi chiar nivelul de instruire a populaţiei care ocupă şi exploatează aceste spaţii ecologice.

Rezultă astfel necesitatea şi oportunitatea activităţii de creare a noilor soiuri şi hibrizi specializaţi, capabili să valorifice pe deplin diversitatea ecologică şi să satisfacă cerinţele de consum agro-alimentar intern şi extern.

Nu în ultimul rând, menţionăm şi necesitatea ca sămânţa şi materialul săditor-singurul factor realizat de agricultori pentru agricultură-să fie înlocuite la intervale de timp mai mari (soiurile la 2-3 ani) sau mai mici (hibrizii F0-anual).

Toate aceste consideraţii precum şi cerinţa agriculturii de a realiza progrese evidente în obţinerea unor produse agro-alimentare diversificate, ecologice, calitative şi în cantităţi suficiente, ne-au determinat să elaborăm prezentul manual.

În strategia dezvoltării economico-sociale a României, agricultura trebuie să înregistreze transformări profunde, astfel ca aceasta să devină o variantă a activităţii industriale, pe un circuit închis (producţie – industrializare/semiindustrializare-desfacere), până la nivelul localităţilor, unităţilor agricole/proprietarilor, în care implementarea tehnologiilor neconvenţionale/biotehnologiilor să reprezinte o dominantă majoră. Aceasta ar însemna: obţinerea de soiuri/hibrizi specializaţi după folosinţe, cu potenţial de producţie ridicat şi cu o rezistenţă activă sporită la stres; asigurarea necesarului de sămânţă şi material de plantat cu o valoare biologică ridicată; diversificarea bazei tehnico-materiale din amonte şi din avalul agriculturii; structuri organizatorice elastice şi rentabile; dezvoltarea şi extinderea creditului agricol şi o legislaţie stimulativă.

Astfel, în domeniul obţinerii de noi soiuri şi hibrizi, precum şi în producerea şi multiplicarea seminţelor, metodele convenţionale de genetică şi ameliorare, deşi au adus şi încă mai aduc un aport major, totuşi, caracterul limitat al acestora impune ca, în cel mai scurt timp să se adopte tehnologii moderne neconvenţionale care se bazează pe marile descoperiri în domeniul biologiei generale, celulare şi moleculare, a geneticii moleculare, a biochimiei, a microbiologiei, a ingineriei genetice etc. Acestea vizează, în principal, modificarea materialului genetic prin lărgirea variabilităţii sale în sensul

3

obţinerii de caracteristici utile, şi operează la nivel de organisme întregi, de celule şi ţesuturi sau la nivel molecular.

Ca surse de hrană, în decursul istoriei, omenirea a folosit aproape 3000 de specii diferite dar, din acestea, doar puţin peste 10%, adică 200 de specii au fost domesticite/cultivate. în prezent, cea mai mare pondere în hrana omului o au cinci cereale ( grâu, orez, porumb, orz, sorg) cu 60-70%, urmează tuberculiferele (cartof, topinambur) cu 10%; zahariferele (trestia şi sfecla de zahăr) cu 5% şi leguminoasele boabe cu aproape 10%.

Ecuaţia cea mai atent urmărită pe plan mondial, dar şi în ţara noastră, este: ≥

Se poate realiza şi păstra echilibrul sistemului ? Acest raport nu depinde numai de creşterile cantitative ale recoltelor, dimpotrivă

mai intervin: -dezvoltarea inegală social-economică a omenirii, pe zone naturale;

• astăzi, 25% din populaţia globului – reprezintă populaţia civilizată şi produce 75% din necesarul de alimente;

• în acelaşi timp, 75% din populaţia subdezvoltată produce numai 25% din alimentele necesare; -repartizarea inegală şi inechitabilă a bogăţiilor naturale;

• numai 25% din cele 1.500 milioane hectare – teren arabil pe glob se află în zone cu climă favorabilă agriculturii;

• restul de 75% din terenul arabil se află în zone aride, ori cu exces de umiditate (nefavorabile). -ritmul de creştere a producţiei principalelor specii este foarte diferit de la o zonă

geografică la alta, de la o etapă istorică la alta şi de la un an la altul, în funcţie de factorii naturali, sociali-economici etc.

REZOLVAREA – constă în: 1. Progresul tehnic şi tehnologic (îngrăşăminte, irigaţii, pesticide, mecanizarea

lucrărilor solului). Aceste măsuri sunt realizate de persoane care activează în afara sistemului.

2. Progresul genetic (biotipurile cultivate) – realizate de cei ce lucrează în şi pentru sistem = AMELIORATORII.

Exemplu: Creşterea producţiei la porumb-în ultimii 50 de ani-se datorează:

Specificare NEIRIGAT IRIGAT TOTAL

1. Progres tehnic şi tehnologic 70% 30% 100%

2. Progres genetic 30% 70% 100%

TOTAL 100% 100% -

PRODUC}IA DE ALIMENTE Cerin]ele de consum ale

omului, aflate `n continu\

4

IMPORTANŢA AMELIORĂRII PLANTELOR, PRODUCERII ŞI MULTIPLICĂRII SEMINŢELOR ŞI MATERIALULUI SĂDITOR

Cursul de Ameliorarea plantelor completează pregătirea specialiştilor din Agricultură şi Montanologie cu următoarele aspecte:

1. - Tehnici şi tehnologii specifice pentru amelioratori, care desfăşoară studii şi activităţi de genetică aplicativă: crearea de noi soiuri şi hibrizi; testarea – omologarea viitoarelor forme biologice performante etc.

2. - Tehnici şi tehnologii specifice de ameliorare pentru fiecare specie mai importantă: modul cum acestea au evoluat în ţara noastră, cunoaşterea structurii genetice a soiurilor şi hibrizilor cultivaţi în raport cu nivelul productivităţii acestora. Se ştie că obiectivul major al fiecărui ameliorator constă în creşterea capacităţii de producţie; dar acest obiectiv se află sub un strict control poligenic şi suferă acţiunea/interacţiunea factorilor de mediu, procesele fiziologice, biochimice, ale metabolismului etc.

La început, omul-ameliorator a eliminat progresiv unele defecte cu care se prezentau soiurile şi hibrizii; astăzi, şi mai ales în viitor, omul-ameliorator trebuie să-şi confecţioneze un IDEOTIP urmând ca pe parcurs, prin metode noi de ameliorare să identifice indivizii – ELITĂ care se aseamănă cât mai mult cu ideotipul.

3. - Cunoaşterea unor metode pentru obţinerea de categorii biologice superioare cu care să se continue multiplicarea

Aceste activităţi poartă denumirea de PRODUCERE a seminţelor şi materialului săditor; sunt realizate numai în Staţiunile de Cercetări Agricole şi sub supravegherea atentă a amelioratorilor.

4. - Cunoaşterea tehnologiilor specifice loturilor semincere şi de hibridare. Mai putem folosi şi termenul de MULTIPLICARE (înmulţire) a seminţelor şi materialului săditor. Această activitate o realizează toţi agenţii economici autorizaţi ca multiplicatori (înmulţitori) de seminţe.

În esenţă, cursul de ameliorarea plantelor cuprinde două părţi: Partea I : CREAREA DE NOI SOIURI/HIBRIZI-se începe cu materialul

iniţial, se continuă cu câmpurile de ameliorare şi se finalizează cu omologarea şi zonarea noului soi/hibrid.

Partea a-II-a: PRODUCEREA ŞI MULTIPLICAREA SEMINŢELOR – se începe cu soiul omologat şi zonat, se continuă cu câmpurile de producere/multiplicare.

5

Cap.1. OBIECTIVELE AMELIORĂRII PLANTELOR

1.1. DEFINIRE : Obiectivele ameliorării plantelor reprezintă o însumare la

un singur individ (plantă) a unui număr cât mai mare de însuşiri şi caractere valoroase, ce conferă posibilitatea acestuia de a fi cultivat de om, pe areale mai mari sau mai mici.

1.2. CE REPREZINTĂ UN SOI/HIBRID NOU: o populaţie de

plante cultivate, denumită CULTIVAR, care depăşeşte cu cel puţin 10% soiul/hibridul – martor omologat şi zonat, la unul sau mai mulţi indicatori de productivitate, calitate, rezistenţe, prelucrare etc.

Soiul/hibridul nou trebuie să se mai caracterizeze prin: distinctibilitate, omogenitate, stabilitate biologică şi genetică.

Distinctibilitate – se diferenţiază de soiurile cunoscute prin cel puţin un caracter important care se manifestă constant şi poate fi uşor definit sau descris. La hibrizi, distinctibilitatea constă în identificarea uşoară a caracterelor la părinţi precum şi formula originală de împerechere a acestora.

Omogenitate – ansamblul caracterelor/însuşirilor luate în considerare la identificare (distinctibilitate) se manifestă în mod uniform la majoritatea indivizilor ce compun cultivarul (soiul cultivat).

Stabilitate-în urma reproducerii succesive caracterele şi însuşirile esenţiale specifice se menţin la valorile iniţiale sau apropiate acestora.

1.3. CLASIFICAREA OBIECTIVELOR AMELIORĂRII Multitudinea şi diversitatea obiectivelor ameliorării plantelor, care pot avea priorităţi

diferite în funcţie de mediul ambiental, cerinţe social-economice, nivelul dezvoltării tehnice şi tehnologice etc. impune o grupare în funcţie de cerinţele fundamentale pe care trebuie să le îndeplinească noul soi/hibrid: distinctibilitate, omogenitate şi stabilitate biologică şi genetică.

Aceste cerinţe pot fi materializate, total sau parţial, la un singur soi/hibrid, dacă se acţionează prin ameliorarea componentelor următoarelor grupe de obiective:

1.3.1. – Ameliorarea componentelor capacităţii de producţie 1.3.2. – Ameliorarea componentelor calităţii 1.3.3. – Ameliorarea însuşirilor de rezistenţă activă la stresuri 1.3.4. – Ameliorarea reacţiei favorabile a plantelor la intensivizare. Amelioratorii experimentaţi cunosc faptul că nu se poate acţiona în modificarea

pozitivă şi concomitentă a unui număr mare de caractere şi însuşiri pentru acelaşi individ. Explicaţia acestui dezavantaj constă în controlul genetic foarte riguros al tuturor caracterelor şi însuşirilor la plante. Atunci, pentru atingerea obiectivului principal propus, se va acţiona în procesul de ameliorare numai asupra componentei, a cărei modificare pozitivă determină modificări în lanţ (condiţionate) şi la alte

6

caractere/însuşiri. Măsura are la bază cunoaşterea cu precizie a corelaţiilor pozitive/negative ce se manifestă în acţiunea/interacţiunea factorilor genetici, tehnologici sau naturali.

În principiu, la majoritatea plantelor cultivate se cunosc acţiunile/interacţiunile ce condiţionează corelaţii pozitive sau negative; iar la un număr mai redus de specii s-au întocmit deja “hărţi genetice” la care se cunoaşte rolul şi contribuţia fiecărui cromozom.

Precizăm că succesul în ameliorarea plantelor mai depinde şi de bogăţia materialului iniţial, de diversitatea acestuia şi de prezenţa unei variabilităţi genetice – ereditare pronunţate.

Cu obiective de ameliorare clare, bine cunoscute şi delimitate, cu un material iniţial bogat ce prezintă o variabilitate genotipică pronunţată, cu metode de ameliorare precise şi riguros aplicate, cu o muncă tenace, perseverentă şi laborioasă, orice ameliorator poate să-şi vadă ideotipul realizat într-un interval de timp mai scurt. Fără îndeplinirea acestor cerinţe, amelioratorul poate dovedi că este un valoros funcţionar, dar fără nici o creaţie proprie pentru care a activat, uneori, o viaţă întreagă.

1.3.1. Ameliorarea componentelor capacităţii de producţie DEFINIRE – capacitatea de producţie, productivitatea sau producţia unei plante, ori

grup de plante cultivate (cultivar) se defineşte ca fiind totalitatea producţiei obţinute într-un ciclu de vegetaţie. Capacitatea de producţie este cel mai important obiectiv al cultivării plantelor, dar şi cel mai important obiectiv de ameliorare, la toate speciile cultivate. În acelaşi timp este riguros controlat genetic printr-o multitudine de corelaţii pozitive şi negative, ca urmare a controlului poligenic şi al linkajului genetic. Nu omitem nici faptul că factorii naturali şi tehnologici neereditari modifică semnificativ nivelul producţiei de la un an la altul şi acoperă contribuţia factorilor genetici-ereditari, astfel că amelioratorii identifică mai greu aportul separat şi în interacţiune al tuturor factorilor ce contribuie la realizarea producţiei (productivităţii).

a) Componentele capacităţii de producţie – sunt elementele morfo-productive ce contribuie la obţinerea producţiei totale, principale sau secundare. Aceste componente diferă de la o specie la alta şi se compun după cum urmează:

- La grâu, orz, secară: nr. spice/m2; nr. boabe/spic; greutatea boabelor din spic; MMB;lungimea spicului, nr. flori fertile etc.

- La porumb boabe: nr.ştiuleţi/plantă, nr. rânduri boabe/ştiulete; lungimea ştiuletelui; diametrul ştiuletelui; nr. boabe/ştiulete; greutatea boabelor/ştiulete; greutatea totală a ştiuletelui; MMB; randament în boabe/ştiulete etc.

- La leguminoase boabe: nr. ramificaţii tulpinale; nr păstăi/plantă; nr. boabe/păstaie; nr. boabe/plantă; greutatea boabelor/plantă; MMB etc.

La realizarea producţiilor, în afară de componentele capacităţii de producţie mai contribuie:

7

b) Densitatea plantelor la unitatea de suprafaţă-plantele cu talie mare, cu habitusul dezvoltat, deşi prezintă componente productive individuale ridicate, pierd prin densitatea mai redusă la unitatea de suprafaţă. Dimpotrivă, plantele cu talie mică, cu habitusul redus, permit o densitate mai mare şi compensează semnificativ nivelul indicilor productivi.

c) Raportul dintre tardivitate – precocitate – reprezintă un factor ce influenţează producţia. Se ştie că plantele tardive (cu perioadă lungă de vegetaţie ) sunt mai productive în comparaţie cu plantele precoce (cu perioada scurtă de vegetaţie); între aceste două componente, la acelaşi individ existând o corelaţie negativă (inversă).

Aşa cum s-a menţionat, handicapul formelor precoce, mai slab productive, poate fi înlăturat prin creşterea densităţii plantelor la hectar, datorat taliei mai reduse. Ruperea corelaţiei negative dintre precocitate şi productivitate s-a realizat pentru prima dată în România, la specia ORZ DE TOAMNĂ, la soiul MIRAJ.

EXPRIMARE – capacitatea de producţie a unei plante dintr-un cultivar se exprimă în funcţie de scopul şi destinaţia producţiei.

a) După destinaţia producţiei avem: producţie principală şi secundară. Producţia principală-producţia destinată consumului uman, industrializării sau

furajării (ex. producţia de boabe la cereale, leguminoase boabe, plantele uleioase etc.). Producţie secundară-diferenţa de producţie înregistrată la partea supraterestră

(aeriană) a plantei: tulpini, frunze, inflorescenţe etc. şi care pot avea folosinţă în industrie, furajare şi chiar consum uman (ex. paiele, cocenii, vrejii, frunzele rădăcinoaselor, inflorescenţele plantelor medicinale, aromatice, hamei, cornul secarei).

b) După modul de înregistrare avem: producţie totală înregistrată sub formă de substanţă uscată, unde se include şi producţia de rădăcini (PRODUCŢIA TOTALĂ = PRODUCŢIA SUPRATERESTĂ + PRODUCŢIA SUBTERANĂ); producţia fizică-producţia principală brută şi producţie utilă (STAS) – producţia recalculată pe baza unor parametri convenţionali (legali).

DETERMINARE-În procesul de ameliorare, când numărul de plante-elită este redus, capacitatea de producţie se determină şi se raportează pe un singur individ. Atunci când materialul biologic valoros obţinut (seminţele) este într-o cantitate mai mare şi satisfăcătoare, se poate obţine capacitatea de producţie prin cântărire directă. Avem deci, determinarea producţiei pe bază de componente, la începutul ameliorării când producţia se raportează la un singur individ (câmpul cu material iniţial, câmpul de hibridare, câmpurile de inducere a mutaţiilor, poliploidiei, câmpurile de selecţie cu hibrizi-F1; mutante, poliploizi etc.); şi determinarea producţiei prin cântărire directă şi raportată la unitatea de suprafaţă.

Datele obţinute se exprimă sub formă de: -greutate: - grame/ spic, calatidiu, păstaie, ştiulete, panicul etc. - grame/plantă - kilograme pe plantă; pe m2; pe hectar etc.

8

-volume: -masă hectolitrică/masă volumetrică; -masă 1000 boabe etc. -dimensiuni: - lungime/grosime ştiulete, spic, panicul etc. - diametre calatidii, rădăcini sfeclă, tuberculi etc. -indicatori sintetici:- valori relative (procente) la creşteri/scăderi de producţie;

diferenţe etc. -coeficienţi, indici, raporturi etc.

Toate aceste moduri de exprimare se pot aplica în acelaşi fel la producţia totală, producţia principală, producţia secundară şi la alte tipuri de determinare a capacităţii de producţie.

Capacitatea de producţie potenţială-reprezintă producţia maximă realizată de soi/hibrid, obţinută pe câmpurile de testare şi înscrisă în caracteristicile de bază la Registrul de Stat când a fost omologat şi zonat. Potenţialul maxim de producţie al unui soi/hibrid se obţine atunci când sunt asiguraţi în optim toţi factorii ambientali: căldură, umiditate, fertilizante, protecţie la boli/dăunători, epocă optimă la lucrările tehnologice etc., dar şi valoarea biologică maximă a cultivarului (indivizilor cultivaţi), exprimată prin puritatea biologică egală cu 100.

Capacitatea de producţie reală-reprezintă producţia totală obţinută de cultivatori. Potenţialul maxim de producţie al unui soi/hibrid este considerat ca nivelul de referinţă, egal cu 100 (sămânţa autorului), de la care se apreciază toate etapele obţinerii categoriilor biologice superioare (PRODUCEREA SEMINŢELOR), a categoriilor biologice inferioare (MULTIPLICAREA SEMINŢELOR), precum şi modul cum se respectă de către cultivatori cerinţele tehnologice specifice.

Cercetările din ţara noastră evidenţiază că nivelul actual de dezvoltare a tehnicii şi tehnologiei din agricultură oferă condiţii ca un soi/hibrid nou să producă aproximativ 60–70% din potenţialul său productiv.

La aceasta trebuie să mai adăugăm şi faptul că pe o durată mare de timp soiurile/hibrizii suferă efectele negative ale “eroziunii genetice” sub acţiunea factorilor distructivi ai structurii genetice. Rezultă astfel obligativitatea amelioratorilor de a crea noi soiuri/hibrizi care să-i înlocuiască pe cei vechi, precum şi obligativitatea cultivatorilor de a preschimba sămânţa şi structura soiurilor/hibrizilor cultivaţi.

Capacitatea de producţie de perspectivă-reprezintă producţia viitoarelor soiuri/hibrizi – obiectiv de ameliorare, la care trebuie să se ajungă în urma finalizării, prin omologare, a procesului de ameliorare.

Se menţiona la începutul capitolului faptul că, în prezent, amelioratorii nu mai folosesc metoda eliminării defectelor actualelor soiuri/hibrizi, ci îşi construiesc un ideotip (tip de plantă perfectă, imaginar) şi apoi încep să construiască folosind metode adecvate. În esenţă, formarea recoltelor sub aspect cantitativ şi calitativ, se realizează în creuzetul numit “plantă” (fenotip – F), care valorifică acţiunea şi interacţiunea factorilor genetici (G) şi a factorilor de mediu (M); adică: F = G + M.

9

O productivitate ridicată se va realiza, în mod firesc, numai dacă cerinţele plantelor, pe întreaga perioadă de vegetaţie, sunt satisfăcute la nivel optim.

ETAPELE CREŞTERII PRODUCŢIEI-la principalele plante cultivate din România, pot fi următoarele:

a) Etapa soiurilor locale – provenite prin selecţie din populaţiile locale şi care asigură producţii satisfăcătoare la nivelul unor areale geografice mici şi în condiţiile unor tehnologii deficitare.

b) Etapa soiurilor ameliorate şi a hibrizilor extensivi – provenite prin: - selecţie individuală repetată în cazul soiurilor polimorfe; - selecţie recurentă cu testarea capacităţii combinative în cazul formelor

parentale ce compun hibrizii extensivi. Nivelul capacităţii de producţie, prin cultivarea acestor forme biologice, cu structuri

genetice mai bogate, a crescut de 2–3 ori faţă de soiurile locale. Dispunem şi astăzi în cultură de soiuri polimorfe la grâu, orz, secară, leguminoase boabe etc., precum şi hibrizi extensivi la porumb, floarea soarelui, sorg etc.

c) Etapa soiurilor şi hibrizilor intensivi – obţinuţi prin: - selecţie individuală repetată practicată în cadrul generaţiilor segregante ale

hibrizilor (F2; F3; F4 etc.) pentru identificarea formelor transgresive şi compunerea soiurilor multiliniale pentru autogame;

- selecţie recurentă şi convergentă cu testarea capacităţii combinative şi a intensităţii heterozisului în F1, la hibrizii alogamelor.

Nivelul producţiilor la soiurile/hibrizii intensivi a crescut de 4-5 ori faţă de soiurile locale şi s-a dublat faţă de formele extensive. Este cazul soiurilor multiliniale de grâu, orz etc. şi a hibrizilor simpli de porumb, floarea soarelui, poliploizii de la secară, trifoi, sfeclă şi soiurile sintetice de la gramineele şi leguminoasele furajere perene.

d) Etapa soiurilor/hibrizilor superintensivi – cu niveluri ale producţiei de 6 –7 ori superioare soiurilor locale sau cu o dublare faţă de formele intensive. Acest nivel al producţiilor înseamnă peste 13–15 t/ha la porumb boabe, peste 10 t/ha la grâu etc. şi constituie obiectivul major pentru amelioratorii tuturor speciilor.

1.3.2. Ameliorarea calităţii producţiei Calitatea, ca şi capacitatea de producţie, este o însuşire foarte complexă şi de mare

importanţă în activitatea de ameliorare şi este conferită de: a. – Conţinutul în substanţe de bază (proteine, glucide, grăsimi). b. – Conţinutul în principii active (lizină, triptofan, metionină etc.). c. – Însuşiri tehnologice (grad de extracţie, însuşiri culinare şi de panificaţie,

calitatea fibrei etc.). Trebuie să facem precizarea că există o interacţiune permanentă între componentele

productivităţii şi cele ale calităţii, după cum se înregistrează numeroase interacţiuni între cantitate, calitate şi condiţiile agroecologice şi tehnologice.

10

1.3.2.a. Ameliorarea conţinutului în substanţe de bază Ameliorarea conţinutului de proteine – reprezintă cel mai important obiectiv

calitativ, deoarece constituie componentul de bază al protoplasmei celulelor şi contribuie la formarea, creşterea, dezvoltarea, reînnoirea şi repararea organismului. În plus, proteinele intră în componenţa tuturor enzimelor, condiţionând buna desfăşurare a proceselor metabolice care stau la baza vieţii. Rolul plastic şi fiziologic al proteinelor în viaţa organismelor este atât de mare, încât lipsa sau insuficienţa acestora afectează cel mai profund şi cu cele mai grave consecinţe sănătatea organismului.

Căile principale de asigurare cu proteine sunt: - crearea de noi soiuri şi hibrizi cu conţinut ridicat de proteine; - dezvoltarea efectivelor de animale şi furajarea acestora cu proteine care nu se

folosesc în alimentaţia umană. Este dovedit că pentru 1 kg proteină de origine animală se consumă 3,0–3,5 kg proteine vegetale conţinute în cereale şi leguminoase boabe, care ar putea să fie utilizate direct în consumul uman;

- utilizarea proteinelor din subprodusele rezultate prin industrializarea cărnii, laptelui etc.;

- extinderea şi diversificarea proteinelor din flora şi fauna acvatică (peşti, moluşte, crustacee, alge etc.);

- obţinerea proteinelor prin biosinteză microbiologică; - obţinerea de proteine şi aminoacizi prin sinteză chimică. Sursa cea mai importantă o constituie însă, în continuare, tot crearea de soiuri şi

hibrizi cu un conţinut ridicat de proteine, bineînţeles şi cu realizarea unei capacităţi de producţie mari.

Printre factorii care influenţează conţinutul de proteine al plantelor menţionăm: factorii genetici, condiţiile ecologice (clima, solul) şi condiţiile tehnologice, în special îngrăşămintele cu azot.

Un rol important în variabilitatea conţinutului de proteine aparţine interacţiunii dintre constituţia genetică a soiului şi condiţiile ecologice de cultură, în sensul că genotipurile dotate cu homeostazie genetică pronunţată reacţionează puţin la factorii externi, în timp ce genotipurile înzestrate cu plasticitate fenotipică mare valorifică mai eficient condiţiile de climă favorabile creşterii şi dezvoltării, sporindu-şi astfel conţinutul în substanţe proteice. De exemplu la grâu, cercetările din ţara noastră arată că la soiurile cu plasticitate fenotipică ridicată contribuţia genotipului la producţia totală de proteine este cuprinsă între 40–50%, în timp ce la genotipurile homeostatice această contribuţie a genotipului este mai mare, peste 50–60%. Cel de-al doilea factor – condiţiile de mediu – se prezintă cu influenţe certe asupra conţinutului de proteine, iar interacţiunea genotip x mediu s-a dovedit semnificativă. Al treilea factor – condiţiile tehnologice, în special îngrăşămintele cu azot, şi fosfor măresc conţinutul genotipurilor în proteine.

11

Ameliorarea conţinutului în glucide – prezintă interes deosebit pentru speciile şi producţiile folosite în fabricarea amidonului, dextrinei, a zahărului, spirtului etc.

Privitor la controlul genetic al conţinutului în amidon, cercetările au arătat că această însuşire este determinată de un număr mare de gene, iar bogăţia în amidon se manifestă dominant. Soiurile de cartof bogate în amidon sunt heterozigote pentru genele care controlează conţinutul în amidon.

Ameliorarea conţinutului de grăsimi – ca şi cel de proteine, se află sub influenţa aceloraşi factori: genetici, de mediu şi tehnologici. Diferenţa constă în intensitatea cu care acţionează fiecare factor în parte. Conţinutul şi calitatea uleiului sunt în mai mare măsură influenţate de factorii tehnologici decât conţinutul în proteine.

Cu toate că principalele plante care produc ulei în ţara noastră au în general un conţinut satisfăcător în ulei, totuşi, acest caracter poate fi substanţial îmbunătăţit atât prin lucrări sistematice de ameliorare, cât şi prin aplicarea unor tehnologii de cultură corespunzătoare. Cel mai spectaculos rezultat al ameliorării conţinutului de ulei, pe cale genetică, s-a înregistrat la floarea soarelui, unde, faţă de 45–49% cât se găsea la vechile soiuri, s-a ajuns la 63–68% la cei mai buni hibrizi simpli obţinuţi între liniile consangvinizate. Se prevede ca procentul de ulei să crească la porumb cu 1% (la 7–8% în anul 2000 faţă de 6–7% în 1990), la soia cu 2% (de la 25–26% la 27–28%), la floarea soarelui cu 2% (de la 54–55%, la 56–57%), la ricin cu 2% (de la 56–57%, la 58–59%), iar la inul de ulei tot cu 2% (de la 44–46% la 46–48%).

Ameliorarea conţinutului în substanţe de bază-întâmpină dificultăţi precum: - corelaţia negativă ce se manifestă între producţia de seminţe şi conţinutul în

substanţe utile. Astfel, la grâu, soiurile productive prezintă un conţinut mai redus în proteine, acelaşi lucru întâlnindu-se şi la porumb;

- corelaţia negativă ce se manifestă între conţinutul de proteine şi conţinutul de ulei, situaţie întâlnită la porumb, soia, floarea soarelui;

- lipsa unor cunoştinţe precise cu privire la controlul genetic al sintezei şi depunerii acestor substanţe utile, face foarte grea stabilirea unei strategii adecvate pentru ameliorarea acestor însuşiri.

1.3.2.b. – Ameliorarea conţinutului în principii active esenţiale Un obiectiv deosebit de important al ameliorării este reprezentat de îmbunătăţirea

conţinutului producţiiilor în principii active esenţiale, deosebit de utile şi necesare organismului uman. Asfel, în cazul proteinelor, interesează în mod deosebit proporţia acizilor aminici esenţiali ca: arginina, fenilalanina, histidina, izoleucina, leucina, lizina, metionina, treonina, triptofanul şi valina. Lipsa unui aminoacid din seria celor 10 menţionaţi mai sus împiedică formarea proteinelor chiar dacă ceilalţi nouă sunt prezenţi. Mai precizăm că cei 10 aminoacizi esenţiali nu pot fi sintetizaţi de organismul animal (cu excepţia rumegătoarelor). Singura sursă de sinteză o reprezintă plantele.

Conţinutul în lizină-la germoplasma mondială a grâului este între 2,2 – 4,2 g/100 g proteină; la orz este între 2,8-5,9 g/100 g proteină; la porumb între 2,0–5,0 g/100 g

12

proteină, iar la leguminoase boabe este între 6,0–7,5 g/100 g proteină. Dacă la grâu conţinutul în lizină este mai greu de modificat pe calea hibridărilor, la orz, prin identificarea genei recesive “lys” care controlează sinteza lizinei, s-a obţinut soiul Hiproly, care la o producţie medie de 8–10 t/ha boabe realizează şi un conţinut mediu de lizină egal cu 4,0–4,3 g/100 g proteine. Acesta este şi motivul pentru care orzul concurează cu mult succes porumbul în anumite zone de cultură. La porumb boabe, prin descoperirea în 1964 a genelor “opaque – 2 “ şi “floury – 2” care controlează sinteza lizinei, s-a reuşit ca prin lucrările de ameliorare, conţinutul în lizină să crească de la 2–3 g/100 g proteină la porumbul normal, la 4–5 g/100 g proteină la hibrizii noi de porumb. Din păcate, s-a descoperit că gena “opaque – 2” provoacă şi unele efecte negative asupra porumbului atunci când se acţionează pe intensificarea activităţii acestei gene în modificarea conţinutului de lizină.

Conţinutul în triptofan – deşi modest, fiind între 0,4–1,2 g/100g proteină la porumb şi între 1,0–1,5 g/100 g proteină la mazăre, fasole, linte, soia, se prezintă cu efecte foarte bune atât în proteinogeneză, dar mai ales în metabolismul uman.

Conţinutul în metionină-la leguminoasele boabe este cuprins între 1,0–1,5 g/100 g proteine şi are efect limitativ în proteinogeneză atunci când acest aminoacid lipseşte. De asemenea, metionina se găseşte într-o proporţie de 1,3–1,6 g/100 g proteine în seminţele de rapiţă, iar la floarea soarelui, fructele conţin metionina într-o proporţie de 3,0–3,2 g/100 g proteine.

1.3.2.c – Ameliorarea însuşirilor tehnologice Printre însuşirile tehnologice, ca obiective majore pentru ameliorare avem:

la grâu: calitatea glutenului ca element esenţial la morărit şi panificaţie; la orzoaică: conţinutul ridicat în amidon, redus în proteine şi bobul mare

cu uniformitate ridicată; la leguminoase boabe: îmbunătăţirea capacităţii de fierbere şi reducerea

procentului de coji; la floarea soarelui: creşterea proporţiei acidului linoleic faţă de acidul

linolenic; la inul ulei: creşterea gradului de sicativitate a uleiului; la inul şi cânepa pentru fibre: lungimea tehnică, fineţea, elasticitatea,

flexibilitatea şi rezistenţa la torsionare; la cartof: însuşirile culinare, conţinutul în amidon; la sfecla de zahăr: reducerea substanţelor nezaharoase din suc, gradul de

extracţie al zahărului; la plantele furajere: creşterea digestibilităţii şi reducerea conţinutului de

celuloză, lignină şi alcaloizi. Detaliile privind ameliorarea acestor însuşiri vor fi prezentate la fiecare specie

în parte.

13

1.3.3. Ameliorarea rezistenţei active a plantelor Prin rezistenţa plantelor se înţelege capacitatea plantelor de a anihila acţiunea

directă sau indirectă a factorilor de stress într-o anumită zonă geografică, şi de a continua procesele vitale în mod normal. Rezistenţa plantelor poate fi ereditară şi momentană, neereditară.

Rezistenţa pasivă se datorează lipsei de sincronizare între acţiunea negativă a factorului stresant şi faza critică a plantei pentru factorul stresant respectiv. De exemplu, rezistenţa la secetă a genotipurilor precoce, rezistenţa la anumite boli prin depăşirea fazei critice de atac sau prin lipsa condiţiilor favorabile atacului etc.

Rezistenţa activă se datorează lipsei de sensibilitate pe care o manifestă genotipul la acţiunea stresantă a factorului respectiv, chiar dacă acesta acţionează în momentul critic sau are condiţii favorabile de manifestare. Distingem următoarele forme de rezistenţă:

a. Rezistenţa plantelor la stresuri climatice b. Rezistenţa plantelor la stresuri fitopatologice a – Ameliorarea rezistenţei plantelor la stresuri climatice

Odată cu domesticirea plantelor, multe dintre însuşirile de rezistenţă la stresurile climatice s-au pierdut datorită faptului că atenţia amelioratorilor a fost concentrată mai mult pe capacitatea de producţie. Aşa se explică de ce unele soiuri şi chiar hibrizi cu capacitate mare de producţie prezentau rezistenţe slabe la stresurile climatice. În comparaţie cu ameliorarea rezistenţei la boli şi dăunători, ameliorarea rezistenţei la stresurile climatice se face mult mai uşor, deoarece sursele mondiale de germoplasmă asigură genele necesare pentru toate formele de rezistenţă la condiţiile nefavorabile de mediu, iar acestea, introduse în noile genotipuri, se menţin de la o generaţie la alta.

Rezistenţa la temperaturile scăzute – primăvara, după însămânţarea culturilor şi uneori chiar după răsărirea culturilor, se ivesc numeroase cazuri cu temperaturi scăzute sau chiar cu zăpadă. În această situaţie plantele termofile ca: porumbul, sorgul, fasolea, soia etc., suportă efectul negativ al unor stresuri climatice deosebite, fie indirect prin acţiunea temperaturii, fie direct prin îngheţare. O rezistenţă reală sporită la aceste specii ar avea efecte pozitive deosebite, fie prin siguranţa vegetaţiei plantelor, dar mai ales prin avansarea epocii optime de semănat şi decalarea fazelor critice la efectele nocive ale secetei pe timpul verii.

Rezistenţa la iernare – constituie o însuşire complexă, cu un determinism genetic complicat. Totuşi, s-a demonstrat că la baza acestei rezistenţe se află o serie de reacţii biochimice şi procese fiziologice condiţionate genetic, dar şi influenţate semnificativ de condiţiile mediului ambiant. Însuşirea de rezistenţă la iernare este controlată poligenic, dar, la rândul lor, însuşirile elementare sunt şi ele controlate genetic. Acest tip de rezistenţă interesează mai mult cerealele de toamnă (grâu, secară, orz), lucerna şi alte culturi care, pe durata iernii, în zonele de stepă şi silvostepă cu strat de zăpadă subţire, pot fi distruse de îngheţurile şi efectele negative ale temperaturilor scăzute.

14

Rezistenţa la secetă, şiştăvire – prezintă interes deosebit în ameliorarea soiurilor destinate zonelor sudice şi estice ale ţării, adică pentru zonele unde se manifestă mai pregnant efectele negative ale secetei.

Se cunoaşte că rezistenţa la secetă este o însuşire complexă, pentru care participă un număr însemnat de gene. Astfel, dintre însuşirile care măresc rezistenţa la secetă sunt: dezvoltarea sistemului radicular puternic şi adânc, capacitatea mare de absorbţie a sistemului radicular, intensitatea redusă a transpiraţiei, capacitatea mare de sinteză a substanţei uscate, coagularea albuminei la temperaturi cât mai ridicate etc.

În ansamblu, rezistenţa la secetă se manifestă prin întârzâierea apariţiei ofilirii, prin menţinerea pe o durată lungă de timp a ofilirii reversibile şi prin revenirea uşoară la turgescenţa normală atunci când regimul hidric se îmbunătăţeşte. Germoplasma valoroasă pentru această rezistenţă se află în zonele cu precipitaţii reduse.

b – Ameliorarea rezistenţei plantelor la stresuri fitopatogenice Pe plan mondial, pagubele anuale produse de boli şi dăunători, numai la culturile de

cereale, reprezintă 18–20% din total producţie. Cauzele care produc aceste pagube sunt următoarele: introducerea în cultură a soiurilor şi hibrizilor intensivi, cu capacitate mare de producţie, dar la care nu s-a lucrat pentru ameliorarea rezistenţelor la stresuri; cultivarea pe suprafeţe mari a unui număr restrâns de soiuri/hibrizi; migrarea din zonele de inocul primar a raselor fiziologice noi; apariţia de noi rase fiziologice prin recombinare, mutaţii, heterocarioză etc.; nerespectarea rotaţiilor prevăzute în tehnologiile clasice; aplicarea unilaterală a dozelor mari de azot şi practicarea neraţională a irigaţiilor; utilizarea pe scară largă a rezistenţei verticale în defavoarea rezistenţei orizontale; imunorezistenţa specifică mărită a unor agenţi fitopatogeni; contactul brusc dintre gazdă şi patogen, despărţiţi cândva (iniţial) prin spaţii geografice mari. Prin acest contact se asigură extinderea rapidă a bolii. Agresivitatea puternică a agenţilor fitopatogeni este cauzată de:

• creşterea numărului speciilor, subspeciilor şi raselor de agenţi fitopatogeni prin recombinări, mutaţii şi alte procese genetice;

• variabilitatea genetică foarte ridicată a agenţilor patogeni; • capacitatea mare de adaptare a noilor rase fiziologice la condiţiile variabile

ale mediului ambiant; • toleranţa ridicată a agenţilor fitopatogeni la anumite concentraţii ale

tratamentelor fitosanitare aplicate fie preventiv, fie curativ; • prolificitatea ridicată şi posibilităţile mari de migrare ale agenţilor

fitopatogeni. Toate aceste neajunsuri pot fi rezolvate prin următoarele căi:

- perfecţionarea metodelor de combatere şi a sortimentului de pesticide; - crearea de noi soiuri şi hibrizi cu rezistenţă activă sporită.

15

Ultima soluţie, de mare perspectivă, este economică, nepoluantă, dar necesită folosirea unei germoplasme adecvate şi metode specifice de ameliorare.

Sursele de germoplasmă, cu genotipuri rezistente la stresurile fitopatogenice se găsesc la populaţiile locale, la soiurile autohtone şi în mod deosebit în centrele genice ale fiecărei specii de plante cultivate.

În aceste centre genice pot fi identificate numeroase gene care să controleze în mod diferenţiat toate rezistenţele plantelor la atacul de boli şi dăunători.

Ca metode specifice de ameliorare a acestor rezistenţe, se foloseşte cu mult succes hibridarea simplă de tip backcross sau hibridarea repetată.

Ameliorarea rezistenţei la boli – ameliorarea rezistenţei la boli, începută după 1900, a căpătat o activitate cu caracter ştiinţific după ce s-au lămurit şi explicat întrebările legate de modul de atac şi evoluţie a bolii, faptul că paraziţii şi boala prezintă aceeaşi evoluţie şi sunt supuse aceloraşi legi ca şi cele ale plantelor pe care le atacă.

În prezent, în ameliorarea rezistenţei la boli se au în vedere două tipuri de rezistenţă: rezistenţa verticală şi rezistenţa orizontală.

Rezistenţa verticală-se realizează atunci când noul soi/hibrid manifestă o rezistenţă activă mai mare pentru o anumită rasă fiziologică, faţă de altă rasă a aceluiaşi agent patogen. Ea mai poate fi definită ca însuşirea patogenului de a se modifica, motiv pentru care această rezistenţă verticală este temporară. Prezenţa rezistenţei verticale în planta-gazdă întârzie apariţia bolii, cantitatea de inocul se reduce semnificativ şi de aici prezenţa atacului este nesemnificativă.

Cu cât vor apare noi soiuri/hibrizi cu rezistenţă verticală sporită, cu atât şi agenţii patogeni se vor diversifica şi îşi vor mări virulenţa, chiar dacă la început se înregistrează o rezistenţă verticală semnificativă.

De aceea, rezistenţa verticală este mai eficientă în cazul plantelor anuale comparativ cu cele perene, precum şi în cazul patogenilor nespecializaţi comparativ cu patogenii specializaţi.

Cu privire la controlul genetic al rezistenţei verticale se cunoaşte că acest tip de rezistenţă este de regulă monogenic şi în cazuri rare poate fi poligenic.

Rezistenţa verticală are deci o durabilitate şi o stabilitate redusă. Atât timp cât patogenul nu dezvoltă o nouă rasă fiziologică, mai virulentă, rezistenţa verticală se menţine şi este totală. În momentul apariţiei unei noi rase fiziologice, rezistenţa verticală se pierde, motiv pentru care sunt necesare noi lucrări de ameliorare pentru obţinerea de noi genotipuri cu rezistenţă activă la noul agent patogen.

Rezistenţa orizontală-se realizează în cursul filogeniei plantă-gazdă când aceasta şi-a creat o rezistenţă naturală activă, fiind permanent în contact cu atacul patogenului. Se mai defineşte ca rezistenţă permanentă sau stabilă. Această formă de rezistenţă este comună şi se găseşte la toate plantele vechi existente în cultură. La soiurile noi introduse în cultură rezistenţa orizontală este slabă.

16

Controlul genetic al acestei rezistenţe este poligenic, numărul genelor care concură la exprimarea ei fiind de la câteva până la sute de mii. Această formă de rezistenţă prezintă anumite avantaje ca:

- prezintă o mare stabilitate şi permanenţă; - este cumulativă şi progresivă, uşurând astfel lucrările de ameliorare; - nu produce poluarea mediului, întrucât nu necesită tratamente fitosanitare

intense, comparativ cu rezistenţa verticală. Ameliorarea rezistenţei la dăunători – pierderile anuale de recoltă, pe plan

mondial, datorate atacului dăunătorilor se ridică la aproape 30 miliarde dolari (circa 14%). În România pierderile anule medii prin atacul dăunătorilor sunt de 12% la grâu, 8% la ovăz, 3% la orez, 14% la porumb, 15% la cartofi, şi câte 10% la sfeclă, legume, floarea soarelui, leguminoase boabe şi plante furajere.

Măsurile de combatere a dăunătorilor, pentru a se reduce volumul acestor pierderi se grupează astfel: crearea de soiuri/hibrizi cu rezistenţă activă la stresul dăunătorului, combaterea chimică şi combaterea tehnologică.

Dintre toate aceste metode, crearea de soiuri/ hibrizi rezistenţi la dăunători constituie cea mai eficientă şi nepoluantă metodă. Deşi dificilă, această metodă prezintă şi alte avantaje: durabilitatea mare (odată dobândită se transmite ereditar, generaţie după generaţie peste 100 ani) şi relaţia inversă dintre extinderea genotipurilor rezistente şi reducerea numărului dăunătorilor.

Sursele de germoplasmă pentru acest tip de rezistenţă se găsesc mai întâi la speciile sălbatice şi apoi la speciile înrudite. Cu toate acestea puţine sunt cazurile de rezistenţă activă la atacul dăunătorilor.

1.3.4. Ameliorarea reacţiei favorabile la intensivizare a plantelor În condiţiile unei agriculturi intensive, noile soiuri şi hibrizi vor trebui să

îndeplinească anumite cerinţe specifice cum ar fi: a – Reacţie favorabilă la condiţii de irigare şi fertilizare. b – Reacţie favorabilă la condiţii de mecanizare. a-Pe suprafeţele irigate – genotipurile ce se vor cultiva trebuie să îndeplinească

următoarele cerinţe: - să posede o mare capacitate de producţie; - să valorifice superior apa şi ceilalţi factori de vegetaţie; - să prezinte rezistenţe sporite la stresurile fitopatogenice.

La noi în ţară obţinerea de soiuri/hibrizi specifici numai pentru suprafeţele irigate se află în faza iniţială. Dispunem de puţine soiuri specifice pentru condiţii de irigare la grâu, soia, hibrizi de porumb, de floarea soarelui, de sorg, precum şi unele creaţii noi de plante furajere perene.

b – Reacţia favorabilă la mecanizare – pentru mecanizarea integrală a tehnologiilor de cultivare se impune ca noile genotipuri să îndeplinescă cerinţele:

să prezinte portul plantei erect, compact;

17

să dezvolte un sistem radicular puternic şi profund; inserţia ştiuleţilor pe planta de porumb să fie la o înălţime uniformă; inserţia primelor păstăi pe tulpina leguminoaselor boabe să fie la o distanţă cât

mai mare faţă de sol; maturizarea boabelor (fructelor) să fie cât mai uniformă; să prezinte o rezistenţă ridicată la scuturare şi cădere; boabele (fructele) să reziste la turaţii sporite ale aparatului de treier etc.

Ameliorarea rezistenţei plantelor la cădere Rezistenţa plantelor la cădere este o însuşire importantă, fiind obligatorie pentru

cerealele păioase, porumb, floarea soarelui şi pentru plantele textile, deoarece, în lipsa acesteia, chiar în condiţiile unor producţii ridicate, la recoltarea mecanizată se înregistrează pierderi foarte mari.

Să menţionăm şi faptul că, prin cădere, plantele sunt uşor atacate de boli şi dăunători, se întârzie maturizarea şi se grăbeşte deprecierea producţiei sub raport cantitativ şi calitativ.

Rezistenţa la cădere este o însuşire ereditară, controlată poligenic, dar, în acelaşi timp, este influenţată foarte puternic de condiţiile de mediu şi cele tehnologice. Printre factorii a căror ameliorare poate asigura o rezistenţă activă la cădere sunt:

- dezvoltarea unui sistem radicular puternic şi profund; - dezvoltarea pe tulpină a ţesuturilor mecanice care asigură o bună elasticitate

tulpinii. Această elasticitate este dată de raportul dintre celuloză şi lignină. Se ştie că îngrăşămintele cu potasiu reduc conţinutul în celuloză din tulpină;

- îmbunătăţirea tehnologiei de cultivare: densitatea plantelor să fie optimă, raportul NPK optim, regimul hidric din sol normal etc.

S-au identificat gene care controlează talia plantelor – caracter a cărui reducere măreşte semnificativ rezistenţa plantelor la cădere.

Ameliorarea rezistenţei plantelor la scuturare Pierderile de recoltă prin scuturare pot avea loc înainte de recoltare, pe timpul

recoltării şi în timpul transportului plantelor atunci când treieratul se face staţionar. Ca obiectiv al ameliorării prezintă interes deosebit la cerealele păioase şi la

leguminoasele pentru boabe, la care, fie prin întârzâierea recoltării, fie prin maturizarea eşalonată, se înregistrează mari pierderi.

Se pot scutura: boabe, spiculeţe, spice, capsule, calathidii etc. Rezistenţa activă la scuturare este controlată poligenic, fiind influenţată şi de:

structura anatomică a paleilor, modul de inserţie a glumelor, natura ţesutului mecanic ce se dezvoltă în glume, palei, în rahis, gradul de înclinare a inflorescenţei, forma şi mărimea seminţei (fructului) etc.

* * *

Obiectivele ameliorării plantelor prezentate anterior corespund etapei actuale a dezvoltării acestor cercetări, în condiţiile din ţara noastră. Dar, în viitorul nu prea îndepărtat, corespunzător nevoilor economiei naţionale, ameliorarea plantelor va trebui

18

să-şi modifice profund metodele de investigare şi să realizeze noi tipuri de plante care să depăşească limitele biologice actuale sub raportul productivităţii şi calităţii şi mai ales sub raportul rezistenţelor.

Noile metode neconvenţionale de inginerie genetică constituie, deja, pentru multe state practici concrete cu care se realizează noi obiective ale ameliorării plantelor ca:

- realizarea de genotipuri de grâu, porumb, floarea soarelui etc., cu capacitatea de fixare pe cale simbiotică sau asimbiotică a azotului atmosferic;

- realizarea de hibrizi somatici care nu manifestă segregare.

1.4. FACTORII CARE HOTĂRĂSC ALEGEREA OBIECTIVELOR AMELIORĂRII PLANTELOR

În ameliorarea plantelor, cunoaşterea precisă a obiectivelor şi alegerea judicioasă a acestora prezintă o mare importanţă.

Complexul de factori, în funcţie de care se aleg obiectivele ameliorării plantelor, se clasifică în factori naturali şi factori social-economici.

1.4.1. Factorii naturali Grupele principale de factori naturali care influenţează în mare măsură alegerea

obiectivelor ameliorării plantelor sunt următoarele: Condiţiile de climă-deosebit de diversificate, de la nivelul mării până la cele mai

mari altitudini, influenţează foarte puternic problematica ce trebuie rezolvată pentru aceeaşi specie de plantă cultivată.

Noile soiuri sau hibrizi, intensivi sau superintensivi, vor trebui să valorifice foarte eficient specificul condiţiilor locale de climă pentru o anumită zonă de cultură. De exemplu în cazul hibrizilor extratimpurii şi timpurii de porumb, deşi fac parte din aceeşi grupă de precocitate, obiectivele ameliorării şi particularităţile biologice ale genotipurilor se diferenţiază atunci când se cultivă drept cultură succesivă în sudul ţării, faţă de situţia când se cultivă în ogor propriu în zonele nordice şi intramontane. Aşa se explică de ce pentru zona de sud programul de ameliorare a porumbului timpuriu şi extratimpuriu aparţine ICCPT – Fundulea, iar pentru zona de nord a ţării acelaşi program aparţine SCA Suceava şi SCA Turda.

Condiţiile de sol – au o importanţă minoră în determinarea obiectivelor ameliorării. Avem totuşi cazuri când se impune crearea de noi genotipuri specifice cultivării solurilor podzolice (SCA Albota), a solurilor sărăturate şi cu exces de apă (SCA Brăila), a solurilor nisipoase (SCA Caracal), a terenurilor erodate (SCA Podu Iloaiei, SCA Turda), a solurilor cu aport freatic (SCA Lovrin) etc.

1.4.2. Factorii social-economici Principalii factori social-economici, în funcţie de care, într-o anumită etapă, se

stabilesc principalele obiective ale ameliorării plantelor sunt: Nivelul tehnic al dezvoltării forţelor de producţie din agricultură. Atunci când

agricultura dispune de o puternică bază tehnico-materială, de cantităţi suficiente de

19

îngrăşăminte, pesticide şi mari suprafeţe amenajate pentru irigaţii, se impune obligativitatea amelioratorilor de a crea noi soiuri şi hibrizi care să valorifice din plin aceste condiţii deosebit de favorabile.

Nu prezintă interes şi nici nu se recomandă folosirea unor genotipuri extensive în condiţiile practicării unei agriculturi intensive, după cum nu este eficientă nici situaţia inversă.

Cerinţele economiei naţionale –este unul din factorii social-economici care influenţează în mare măsură priorităţile obiectivelor ameliorării plantelor.

Atunci când se trece de la o agricultură extensivă la o agricultură intensivă, ameliorarea plantelor trebuie să rezolve întreaga constelaţie de obiective ce vizează mărirea capacităţii de producţie a noilor soiuri şi hibrizi.

Realizându-se etapa de agricultură intensivă, obiectivul major al ameliorării se îndreaptă spre creşterea calităţii producţiei şi odată cu aceasta la realizarea de soiuri şi hibrizi specializaţi. Este cazul soiurilor de grâu destinate industriei pastelor făinoase (Triticum durum), a soiurilor de grâu pentru consum uman, a hibrizilor de porumb pentru consum uman, a hibrizilor de porumb pentru furajarea animalelor, a celor folosiţi în industria amidonului, în extragerea uleiului etc.

La toate aceste considerente mai este necesară şi solicitarea industriei prelucrătoare pentru anumite genotipuri de plante cu calităţi deosebite în prelucrare (fibre, uleiuri etc.) sau cu grad ridicat de extracţie (zahăr, amidon etc.).

Nivelul de pregătire profesională-al celor care activează în agricultură imprimă alegerea unor anumite obiective specifice ale ameliorării plantelor. Astfel, greutăţile întâmpinate în asigurarea forţei manuale care să execute răritul la sfecla de zahăr au determinat crearea soiurilor monogerme etc.

Întrebări recapitulative: 1. Cum se defineşte un obiectiv al ameliorării plantelor? 2. Ce reprezintă şi care sunt condiţiile obligatorii ce definesc un nou soi/hibrid? 3. Cum se clasifică şi care sunt principalele caracteristici ale obiectivelor

ameliorării plantelor? 4. Prezentarea şi determinarea principalelor componente ale capacităţii de

producţie la unele specii cultivate; 5. Prezentarea, determinarea şi caracterizarea componentelor calităţii producţie; 6. Prezentarea, determinarea şi caracterizarea însuşirilor de rezistenţă; 7. Prezentarea, determinarea şi caracterizarea reacţiei favorabile la intensivizare; 8. Factorii care determină alegerea obiectivelor ameliorării plantelor: clasificare,

caracterizare.

20

Cap. 2. STUDIUL MATERIALULUI INIŢIAL Dintre speciile plantelor existente pe glob, în decursul istoriei, omul a cultivat şi

folosit un număr foarte mic şi, dintre acestea, numai pe cele mai productive şi uşor de cultivat. Tendinţa reducerii numărului de plante cultivate este atât de mare încât, în prezent, aproape întreaga existenţă a omenirii este dependentă numai de patru specii: grâu, orez, porumb şi cartof.

După datele FAO, în producţia totală mondială a speciilor de plante cultivate, primele patru specii menţionate anterior deţin peste 55%, pentru ca restul de 45% să aparţină producţiei unui număr de peste 30 de specii cultivate. Această situaţie face ca omul zilelor noastre să devină tot mai vulnerabil, întrucât aprovizionarea şi, deci, existenţa lui depinde de succesul sau insuccesul producţiei celor patru specii de plante cultivate. În această privinţă, situaţia nu este chiar atât de alarmantă întrucât majoritatea statelor lumii au găsit şi pun în aplicare soluţii eficiente care urmăresc siguranţa recoltelor, dar şi măsuri de diversificare a fondului genetic vegetal util omului. Dezvoltarea tehnicii şi tehnologiilor determină introducerea şi extinderea noilor metode neconvenţionale în ameliorarea plantelor, ceea ce vor permite obţinerea unor genotipuri cu mult mai productive şi mai puţin dependente de factorii naturali.

Principalele obiective ale specialiştilor care activează în domeniul asigurării fondului genetic vegetal (germoplasmă) utilizat ca material iniţial în procesul de ameliorarea plantelor sunt:

- asigurarea surselor de gene necesare sporirii capacităţii de producţie la actualele specii de plante;

- ameliorarea însuşirilor de rezistenţă la boli, dăunători, factorii nefavorabili de mediu şi îmbunătăţirea calităţii producţiei;

- asigurarea unei mai mari diversităţi de specii, care pe baza unor analize din punct de vedere genetic, biochimic, botanic şi agronomic să poată fi utilizate ca surse noi de materii prime, fie în industria alimentară, fie în industria farmaceutică, fie în industria chimică;

- depistarea printre speciile sălbatice a unor specii susceptibile să devină noi plante de cultură, introducerea lor în procesul de ameliorare, creşterea indicilor de productivitate, încât să devină competitive cu vechile specii cultivate.

2.1. IMPORTANŢA MATERIALULUI INIŢIAL Materialul iniţial – folosit în ameliorarea plantelor se defineşte prin formele

spontane şi cultivate de plante, cu care se începe procesul de creare a noilor soiuri şi hibrizi destinaţi îmbunătăţirii sortimentului existent.

Succesul procesului de ameliorare se datorează în mare măsură valorii şi abundenţei materialului iniţial, ansamblului genelor valoroase a căror acumulare se urmăreşte în genotipurile noi create.

21

Instituţiile şi persoanele care se ocupă cu ameliorarea plantelor trebuie să dispună de un material iniţial bogat şi valoros, ceea ce înseamnă că trebuie să îndeplinească următoarele cerinţe:

- fondul genetic trebuie să determine valori foarte mari ale componentelor productivităţii plantelor comparativ cu martorul omologat şi zonat;

- însuşirile de rezistenţă să prezinte valori maxime, la nivelul cerinţelor viitoarelor soiuri ce urmează a înlocui soiurile existente;

- să conţină o variabilitate genetică foarte ridicată (coeficientul de eritabilitate să prezinte valori mari);

- să corespundă, sub toate aspectele, obiectivelor ameliorării. Termenul de material iniţial are o accepţiune asemănătoare cu cel de

germoplasmă, acesta din urmă câştigând din ce în ce mai mult teren. După calculul efectuat de James E. – 1961, în Statele Unite, 70% din colecţiile de

soia, 98% din cele de trifoliene şi 66% din cele de ovăz au fost pierdute. De asemenea, Reitz L. P. şi Cradoock J.C. – 1969, menţionează că 75% din formele de orez şi peste 75% din formele de secară au dispărut. La grâu pierderile sunt mai mici.

Constatăm deci o “eroziune genetică” evidentă şi semnificativă. Pentru a se micşora sau chiar anula aceste pierderi cauzate de eroziunea genetică se

încearcă, din ce în ce mai insistent, constituirea unor organisme şi instituţii care să se ocupe de colectarea şi conservarea de germoplasmă în “bănci de gene”.

Băncile de gene sunt organizate în 44 state, includ 145 de instituţii specializate în care se conservă aproape 200.000 forme de porumb şi peste 100 forme de teosinte. Din cele 145 de instituţii specializate pe plan mondial numai 14 deţin condiţii de climatizare cu umiditate şi temperatură controlată. Din aceste 14 instituţii specializate, în America sunt 8, în Asia 4 şi în Europa 2.

În România, prospectarea, colectarea, evaluarea, conservarea şi folosirea resurselor genetice proprii se realizează la ICCPT Fundulea, SCA Turda, SCA Podu Iloaiei, iar la SCA Suceava se găseşte deja prima Bancă de gene, cu peste 10.000 de forme biologice.

2.2. FORMELE MATERIALULUI INIŢIAL Orice material biologic care posedă gene utile procesului de ameliorare şi din care

se pot separa, prin selecţie, genotipuri noi, constituie un material iniţial de perspectivă. Crearea soiurilor şi hibrizilor corespunzători obiectivelor ameliorării este condiţionată de existenţa, la specia cultivată sau la cele înrudite, a genelor dorite sau de posibilitatea obţinerii acestor gene prin mutaţii, precum şi de transferarea lor cu uşurinţă la noile forme biologice.

Variabilitatea genotipică a materialului iniţial poate fi naturală sau creată artificial de către ameliorator. De asemenea, variabilitatea artificială poate fi obţinută de ameliorator folosind metodele clasice (convenţionale) sau metodele moderne ale ingineriei genetice (neconvenţionale). Clasificarea materialului iniţial folosit în ameliorarea plantelor se prezintă astfel:

22

1. Material iniţial de bază: a. Flora spontană; b. Populaţiile locale;

c. Soiurile locale; d. Soiurile ameliorate.

2. Material iniţial nou, creat de către ameliorator: 2.1. Folosind metode convenţionale:

a. Populaţiile hibride; b. Liniile consangvinizate; c. Formele mutante; d. Formele poliploide.

2.2. Folosind metodele neconvenţionale: a. Materialul folosit în tehnologia ADN recombinat; b. Materialul rezultat prin culturi de celule şi ţesuturi “in vitro”; c. Materialul folosit în obţinerea haploizilor; d. Materialul folosit în hibridările somatice.

La toate aceste categorii de material iniţial folosit în ameliorarea plantelor mai menţionăm materialul autohton sau din import.

2.2.1.a. Materialul iniţial reprezentat prin flora spontană - se compune din speciile spontane, înrudite cu specia la care se lucrează pentru ameliorare. Fiind rezultatul unui îndelungat proces de selecţie naturală, speciile spontane sunt bine adaptate şi dotate cu însuşiri valoroase ca: rezistenţă la ger, rezistenţă la secetă, rezistenţă la boli, plasticitate ecologică ridicată. În acelaşi timp însă, speciile din flora spontană prezintă numeroase caracteristici nevaloroase ca: rezistenţă slabă la scuturare, maturizare neuniformă (eşalonată), capacitate de producţie redusă, calitate inferioară şi germinaţie neuniformă.

2.2.1.b. Materialul iniţial reprezentat prin populaţiile locale – create prin selecţie naturală, dar şi rezultat al selecţiei empirice efectuată de către om. Formate timp îndelungat, în diferite zone naturale, populaţiile locale se caracterizează prin: rezistenţă mare la acţiunea factorilor nefavorabili, o mare plasticitate ecologică datorată numărului mare de biotipuri componente etc. Variabilitatea ridicată existentă în cadrul acestui material iniţial a permis obţinerea a numeroase soiuri ameliorate, numai pe baza selecţiei individuale repetate (ex. soiul de fasole F-51, F-332, la in-soiul Deta, la orz Cenad-345 etc.). Populaţiile locale de porumb au furnizat linii consangvinizate.

2.2.1.c. Materialul iniţial reprezentat prin soiuri locale – este asemănător populaţiilor locale, cu deosebirea că soiurile locale sunt obţinute prin metode specifice ameliorării şi sunt înregistrate în Registrul de Stat pentru Soiuri şi Hibrizi. Soiurile locale, omologate şi zonate sunt cuprinse în Lista Oficială de Soiuri şi Hibrizi, pot fi multiplicate şi comercializate de către agenţii specializaţi.

La soiurile locale multiplicarea şi comercializarea se poate face numai la formele înscrise în Lista Oficială.

23

2.2.1.d. Materialul iniţial reprezentat prin soiurile ameliorate – obţinute în mod deliberat de către om prin folosirea metodelor ştiinţifice de ameliorare, constituie fondul cel mai valoros al materialului de bază.

Cunoscându-se originea soiului, metoda specifică de obţinere şi toate caracteristicile agroproductive, soiurile ameliorate se caracterizează prin:

- capacitate de producţie ridicată; - indici de calitate superiori; - însuşiri de rezistenţă valoroase etc.

Avându-se în vedere aceste calităţi deosebite, soiurile ameliorate constituie un material iniţial de bază folosit cu precădere în lucrările de hibridare – fie direct ca linii pure (autogame), fie indirect, ca linii consangvinizate (alogame).

Uniformitatea ridicată a soiurilor ameliorate, ca urmare a lucrărilor anterioare de selecţie, nu permite separarea prin selecţie a unor genotipuri noi.

Acesta este şi motivul pentru care în lucrările de hibridare, soiurile ameliorate devin un material iniţial, de bază, deosebit de valoros.

2.2.2. Materialul iniţial nou, creat de către ameliorator Variabilitatea genotipică naturală a materialului iniţial de bază, în majoritatea

cazurilor se dovedeşte insuficientă pentru realizarea de noi genotipuri, la nivelul cerinţelor actuale şi de perspectivă ale agriculturii.

În consecinţă, orice ameliorator foloseşte şi alte metode convenţionale sau neconvenţionale pentru provocarea pe cale artificială a variabilităţii genotipice. În succesiunea lor, metodele folosite pentru obţinerea variabilităţii genotipice artificiale au existat mai întâi cele convenţionale ca: hibridarea, consangvinizarea, mutageneza, poliploidia după care mai ales în ultima perioadă s-au extins metodele neconvenţionale, cuprinse în termenul de inginerie genetică.

2.2.2.1. Materialul iniţial nou creat prin metode convenţionale 2.2.2.1.a. Populaţiile hibride ca material iniţial nou creat de ameliorator, aflate

în curs de segregare (F2–F6) reprezintă o importantă sursă de variabilitate genotipică, în special la plantele autogame. În afara indivizilor care întrunesc caracteristicile dorite ale genitorilor, în urma segregării apar şi unele transgresiuni, deosebit de importante pentru ameliorare. Condiţia esenţială pentru obţinerea unor forme segregante valoroase o constituie alegerea judicioasă a genitorilor, care trebuie să fie cât mai diferenţiaţi genetic. În acest scop se folosesc hibridările îndepărtate, atât între speciile cultivate, cât şi între cele cultivate şi speciile din flora spontană. Astfel, la grâu, se fac hibridări între Triticum aestivum şi Agropyron pentru obţinerea formelor rezistente la rugina brună. De asemenea, la secară, pentru obţinerea de forme rezistente la iernare se fac hibridări între Secale cereale şi Secale montanum, iar la cartof, rezistenţa la temperaturi scăzute se capătă prin hibridarea între Solanum tuberosum şi Solanum acaule.

Populaţiile hibride, ca material iniţial de ameliorare, în generaţiile segregante (F2–F4) se mai numesc şi material de ciclul II, iar obiectivul principal constă în obţinerea de

24

noi linii consangvinizate, linii care datorită recombinărilor de gene şi procesului segregării pot să întrunească o combinaţie de gene mai favorabilă, faţă de liniile iniţiale folosite în obţinerea hibrizilor respectivi.

2.2.2.1.b. Liniile consangvinizate ca material iniţial nou creat de ameliorator reprezintă cel mai valoros material iniţial pentru plantele alogame.

Aceste organisme homozigote sunt rezultatul desfacerii materialului iniţial, heterozigot, în biotipurile constituente, ca urmare a autopolenizărilor repetate.

După cum se ştie, liniile consangvinizate, ca organisme homozigote, nu se folosesc ca atare în procesul de ameliorare, deoarece prezintă o vitalitate redusă. În schimb, liniile consangvinizate oferă posibilitatea obţinerii de hibrizi cu un efect heterozis maxim. Ca material iniţial de ameliorare, liniile consangvinizate pot fi folosite în obţinerea diferitelor combinaţii hibride, care în generaţiile segregante pot realiza diferite forme transgresive. În acest sens fiecare ameliorator îşi produce sau îşi procură singur liniile consangvinizate pe care le foloseşte ca material iniţial în procesul ameliorării.

2.2.2.1.c. Formele mutante ca material iniţial nou creat – constituie o importantă sursă de variabilitate genetică şi deci un material iniţial de ameliorare valoros pentru multe specii de plante cultivate. Formele mutante valoroase pot da naştere unui soi nou sau pot prezenta însuşiri deosebit de rezistente care pot fi utilizate în continuare la diferite tehnici de ameliorare. Folosirea agenţilor mutageni în scopul obţinerii şi selecţiei de mutante valoroase la plantele cultivate a devenit în ultimile două decenii o metodă obişnuită în programele de ameliorare. Privitor la procedeele practice de inducere şi de selecţie a mutaţiilor la diferite categorii de plante, ele diferă în primul rând de modul reproducerii plantelor, de scopul urmărit, de gradul de mutabilitate, de organele supuse tratamentului şi de constituţia genetică a materialului biologic.

Un rol deosebit în reuşita ameliorării plantelor prin mutageneză îl are valoarea practică a materialului iniţial cu care se începe procesul mutaţional. De regulă se folosesc biotipurilecele mai valoroase, urmând a se face unele îmbunătăţiri la însuşirile care frânează obţinerea unei productivităţi maxime, în anumite condiţii de cultură.

2.2.2.1.d. Formele poliploide ca material iniţial nou creat -reprezintă o sursă importantă de variabilitate, mai ales pentru speciile cu număr mic de cromozomi.

Poliploizii, ca material nou creat, dau posibilitatea creşterii dimensiunilor celulelor şi organelor, rezultând astfel sporirea producţiei de masă vegetativă. Poliploizii artificiali, ca atare, nu prezintă interes pentru practica agricolă la toate speciile datorită gigantismului lor, duratei prelungite a perioadei de vegetaţie şi fertilităţii scăzute; dar, pentru obiectivele ameliorării plantelor, aceştia prezintă interes deosebit. În cazul plantelor ornamentale, pomi, arbuşti fructiferi, sfeclă, secară, trifoi, bumbac etc., poliploizii artificiali prezintă interes.

În ultima vreme, capătă extindere folosirea haploizilor în programele de ameliorare, deoarece se obţin forme complet homozigote într-un interval de timp mai scurt cu 6-8 ani faţă de metoda autopolenizării repetate a plantelor alogame (consangvinizare).

25

2.2.2.2. Materialul iniţial nou creat prin metode neconvenţionale Cu toate rezultatele bune înregistrate până în prezent prin metodele convenţionale

de ameliorare, există părerea unanimă că agricultura modernă şi de viitor trebuie să dispună de noi forme vegetale care să concentreze în structura lor ereditară un număr maxim de gene valoroase, indiferent dacă acestea se găsesc la specii înrudite sau îndepărtate taxonomic.Astfel de forme vegetale nu pot fi create însă prin utilizarea metodelor convenţionale de ameliorare (hibridarea, consangvinizarea, mutageneza şi poliploidia), din cauza unor bariere care se opun transferului de gene existente la speciile îndepărtate taxonomic. Dintre asemenea bariere enumerăm: macrostructuri de împerechere, bariere instinctuale şi etologice, nepotriviri cromozomale de sinaptizare şi disjuncţie, precum şi incongruenţe moleculare la nivelul ADN, ARN şi proteinelor, absenţa omologiilor dintre secvenţele nucleotidelor.

Cercetările efectuate îndeosebi în ultimul deceniu au dus la descoperirea unei posibilităţi cu adevărat extraordinare de obţinere a unor recombinări interspecifice, graţie elaborării unui ansamblu de metode şi tehnici, denumit “inginerie genetică”, care operează “in vitro”, cu gene, cromozomi şi celule întregi, în vederea construirii unei structuri genetice cu proprietăţi şi însuşiri premeditate. Ingineria genetică permite aşadar, manipularea materialului genetic fără participarea proceselor sexuale şi obţinerea de organisme cu caractere şi însuşiri noi. Există astfel posibilitatea manipulării unei singure celule, fie somatice, fie germinale, extinzându-se în acest fel modalităţile de acţionare asupra substanţei ereditare. Deosebit de important este faptul că aplicarea metodelor ingineriei genetice în ameliorarea plantelor duce la scurtarea timpului pentru obţinerea de noi forme vegetale, întrucât există posibilitatea folosirii directe a produselor de meioză (a gameţilor). Se consideră că folosirea metodelor convenţionale în ameliorarea plantelor a permis creşterea nivelului producţiilor agricole de patru ori, în timp ce metodele neconvenţionale vor face ca acest nivel să se mărească de 8-9 ori.

2.2.2.2.a. Materialul folosit în tehnologia ADN recombinat – trebuie să permită izolarea unei gene sau a unui complex de gene dintr-un organism procariot sau eucariot, ataşarea genei respective sau a complexului de gene la o moleculă-vehicul şi transferarea ei la un organism neînrudit, astfel ca, în noul organism, gena respectivă să-şi menţină intacte însuşirile iniţiale. Unul din cele mai importante rezultate pentru practica agricolă şi care se bazează pe tehnologia ADN recombinat este clonarea unui segment de ADN conţinând o parte din genele “nif” (nitrogen fixation), în 1977 de către Ausbel şi colab. Introducerea genelor “nif” la restul plantelor de cultură, pentru reducerea azotului molecular din atmosferă la amoniu şi redarea lui sub această formă plantelor, ar constitui o realizare deosebită în economisirea surselor de energie folosită în prezent în industria îngrăşămintelor cu azot.

2.2.2.2.b. Culturile “in vitro” ca material nou creat -folosit în procesul de ameliorare, reprezintă o posibilitate reală şi foarte valoroasă, mai ales de perspectivă, când nivelul dotărilor tehnice şi tehnologice se va perfecţiona.

26

Acumularea unui nivel important de date privind culturile “in vitro” şi ţesuturi vegetale a contribuit la cunoaşterea mai aprofundată a celulei vegetale, a omnipotenţei acesteia, a mecanismului diviziunii şi diferenţierii celulare, a nutriţiei celulei şi a metabolismului întregului organism. Pe de altă parte, folosirea acestei tehnologii în ameliorarea plantelor şi în sistemul înmulţirii seminţelor şi materialului de plantat prezintă multiple avantaje: multiplicarea rapidă a unor genotipuri valoroase, producerea de material liber de viroze, înlăturarea incompatibilităţii hibridărilor sexuate şi a sterilităţii hibrizilor interspecifici şi intergenerici, obţinerea de plante haploide şi a liniilor izogene, realizarea unei variabilităţi genetice pronunţate, inducerea de mutaţii la nivel haploid şi diploid etc.Culturile “in vitro” de celule şi ţesuturi constituie, de fapt, prima treaptă a ingineriei genetice la nivel celular.

2.2.2.2.c. Materialul folosit în obţinerea haploizilor Folosirea haploizilor ca material iniţial în ameliorarea plantelor prezintă numeroase

avantaje cum ar fi: economisirea substanţială de timp în obţinerea formelor total homozigote, posibilitatea izolării unui număr mare de genomuri individuale folosite apoi în multiple combinaţii hibride, posibilitatea obţinerii de linii izogenice numai într-un singur centru etc. Haploizii scurtează programele de ameliorare cu cel puţin cinci ani comparativ cu metodele clasice de ameliorare (consangvinizare). De asemenea, ameliorarea unei însuşiri esenţiale pentru fiecare specie, cum ar fi capacitatea de producţie, se poate obţine într-un interval de timp mai redus cu 3–4 generaţii faţă de metodele convenţionale deoarece se realizează într-un timp mai scurt fixarea gameţilor într-o formă stabilă şi reproductibilă. În această importantă formă de activitate prezintă mare importanţă calitatea materialului iniţial folosit în obţinerea haploizilor.

2.2.2.2.d. Materialul folosit în hibridările somatice Bazată pe fuziunea protoplaştilor proveniţi de la diferite specii, care pot fi extrem

de îndepărtate din punct de vedere filogenetic, hibridarea somatică oferă posibilitatea obţinerii unor genotipuri vegetale cu mult superioare celor existente.

Se ştie că hibridarea sexuată nu se realizează în mod normal între toate speciile de plante, fie diferenţelor de înrudire, fie existenţei unor deficienţe în formarea organelor de reproducere etc. Toate aceste deficienţe existente la hibridarea sexuată pot fi rezolvate prin hibridarea somatică. În acelaşi timp, comparativ cu hibridarea sexuată, hibridarea somatică prezintă şi unele avantaje:

- posibilitatea folosirii pentru hibridare a unor forme îndepărtate filogenetic, evitându-se astfel restricţiile datorate incompatibilităţii;

- hibrizii somatici nu manifestă segregarea caracterelor şi însuşirilor în descendenţă;

- se pot folosi ca parteneri plante cu înmulţire vegetativă; - se pot obţine hibrizi somatici şi între plante care prezintă anomalii în

morfogeneză; - se pot obţine hibrizi somatici asimetrici şi chiar hibrizi somatici multiparentali.

27

Cu toate speranţele mari pe care le nutresc amelioratorii în hibridările somatice, există unele voci care propun menţinerea unei prudenţe, întrucât până în prezent există puţine dovezi experimentale care să justifice prea mult optimism.

2.3. COLECTAREA, STUDIUL ŞI CONSERVAREA MATERIALULUI INIŢIAL

Realizarea obiectivelor ameliorării necesită existenţa unui material iniţial cât mai numeros şi diversificat.

a. Colectarea materialului iniţial folosit se poate realiza prin: - schimb de seminţe şi material săditor; - organizarea de expediţii ştiinţifice; - colectarea prin intermediul unor instituţii agricole din ţară; - colectarea prin intermediul laboratoarelor de controlul calităţii seminţelor; - colectarea de la diverse expoziţii agricole.

Importanţa prioritară ce se acordă germoplasmei pe plan mondial şi în ţara noastră a determinat înfiinţarea de instituţii specializate care asigură colectarea, studiul şi conservarea materialului iniţial.

b. Studiul materialului ini�ial. Materialul iniţial folosit în procesul de ameliorare, mai întâi este studiat minuţios, folosindu-se următoarele posibilităţi:

- studiul materialului iniţial în câmpul de colecţie; - studiul materialului iniţial în seră; - studiul materialului iniţial în case de vegetaţie; - studiul materialului iniţial în laborator.

Un asemenea studiu, multilateral, durează minimum 3 ani şi se referă la: caracterizarea morfologică, ecologică, biologia creşterii şi dezvoltării, studii de citogenetică, fiziologie, al însuşirilor biochimice, tehnologice şi de productivitate.

Caracterizarea morfologică-vizează: înălţimea plantei, ramificarea tulpinii, mărimea, forma şi culoarea frunzelor, tipul de inflorescenţă, forma şi culoarea florilor, forma, mărimea şi culoarea fructelor, a seminţelor, porozitatea plantei, frunzelor şi fructelor etc. Pe baza caracterelor morfologice se stabileşte, pentru fiecare variantă supusă studiului: unitatea sistematică din care face parte, precum şi particularităţile distincte pe baza cărora se pot stabili deosebirile de alte variante ce fac parte din aceeaşi unitate sistematică.

Studiile ecologice – vizează stabilirea legăturilor (raporturilor) ce există între diferite variante (ecotipuri) din colecţie şi condiţiile locale de mediu. Cu cât un ecotip este mai bine adaptat condiţiilor locale de mediu, cu atât este mai valoros pentru lucrările de ameliorare. În urma acestor studii agroecologice, pentru majoritatea plantelor de cultură în ţara noastră, s-au stabilit următoarele grupe ecologice: de stepă, de silvostepă, de pădure şi premontană-montană. Aceste grupe ecologice sunt strâns legate de zonele naturale ale climei şi solului din ţara noastră şi se caracterizează prin

28

anumite însuşiri şi caractere care permit plantelor să se dezvolte bine în aceste condiţii ecologice specifice.

Studiile referitoare la biologia creşterii şi dezvoltării plantelor constau în urmărirea desfăşurării creşterii pe fazele de vegetaţie, în strânsă corelaţie cu evoluţia condiţiilor pedoclimaterice. Aceste studii ne indică gradul de adaptare a materialului nostru la condiţiile de mediu locale.

Cea mai mare importanţă se acordă studiului biologiei înfloritului şi fecundării, mai ales atunci când se foloseşte metoda de ameliorare prin hibridare. Aceste studii vizează: data formării inflorescenţelor şi florilor, data şi durata înfloritului, gradul de autogamie sau de alogamie, agenţii polenizatori, condiţiile optime de polenizare şi fecundare etc.

Studiile de citogenetică-ne dau informaţii asupra constituţiei genetice a materialului iniţial, în funcţie de care amelioratorul stabileşte metodele şi tehnicile cele mai adecvate ce pot fi folosite în procesul de ameliorare. Studiile de citogenetică se referă la: gradul de homozigoţie sau de heterozigoţie, numărul de cromozomi, ereditatea caracterelor şi însuşirilor, grupele de linkage, ereditatea extracromozomală, reacţia la acţiunea agenţilor mutageni şi poliploidizanţi, gradul şi cauzele compatibilităţii la fecundare, structura genetică a populaţiilor (în funcţie de modul de reproducere) şi factorii care modifică această structură.

Studiul însuşirilor fiziologice ca: rezistenţa la iernare, la secetă, reacţia la condiţiile locale de lumină, etc., ne oferă noi elemente pentru a cunoaşte comportarea materialului nostru pe durata procesului de ameliorare.

Determinarea însuşirilor biochimice privitoare la: conţinutul în proteine, grăsimi, amidon, fibre, zahăr, alcaloizi, vitamine, săruri minerale etc., ne permite să folosim cel mai adecvat material pentru obţinerea soiului/hibridului dorit. Studii importante ale materialului iniţial urmăresc şi determinarea rezistenţei la boli şi dăunători, în special pentru speciile şi rasele cele mai dăunătoare pentru zona în care se lucrează. Asemenea studii se fac în condiţii de infecţie artificială.

Cercetările tehnologice – urmăresc determinarea randamentului de fabricaţie al unui produs (din grâu, secară), calitatea malţului (orz, orzoaică), capacitatea de fierbere a boabelor (leguminoasele boabe), calităţile culinare (leguminoase, cartof), calităţile tehnice ale fibrelor (in, cânepă), sicativitatea uleiului (in, cânepă, floarea soarelui) etc.

Indicii de productivitate se referă la: densitatea plantelor, numărul plantelor fertile pe unitatea de suprafaţă, numărul ramificaţiilor fructifere pe o plantă, numărul de flori fertile pe o inflorescenţă, numărul, mărimea şi greutatea seminţelor/fructelor pe o plantă etc. Toate aceste componente prezintă o deosebită importanţă în aprecierea valorii materialului folosit în procesul ameliorării.

O atenţie deosebită trebuie acordată studiului materialului provenit din import, format în condiţii ecologice diferite faţă de cele specifice zonei în care se lucrează. În aceste situaţii, dacă nu se aplică măsurile specifice este posibil ca materialul, fiind incomplet stabilizat din punct de vedere genetic, să se elimine în întregime proprietăţile

29

şi însuşirile esenţiale specifice care caracterizau acest material. De asemenea trebuie acordată mare atenţie stării fitosanitare. Pentru aceasta, tot materialul importat va fi însămânţat, mai întâi într-un câmp izolat, numit câmp de carantină, după care, pe baza testărilor şi observaţiilor făcute se trece apoi în câmpul de colecţie.

În baza tuturor studiilor prezentate se face caracterizarea materialului iniţial şi se stabileşte valoarea lui în procesul de ameliorare.

c. Conservarea materialului iniţial Având în vedere că o genă sau un complex de gene pot salva, la un moment dat,

pieirea unei specii de bază în alimentaţia umană, ne putem da seama de rolul uriaş al resurselor genetice în viaţa omenirii.

Conservarea genetică a plantelor trebuie să asigure atât viabilitatea seminţelor, cât şi stabilitatea genetică iniţială a materialului supus păstrării. În funcţie de posibilităţile existente şi de particularităţile fiecărei plante, se hotărăşte forma de conservare (seminţe, polen, rădăcini, tuberculi, culturi de ţesuturi etc.). Conservarea genetică se poate realiza pe trei căi principale: “in situ”; “ex situ” şi în bănci de gene.

Conservarea genetică “in situ” (în rezervaţii naturale) – constă în păstrarea populaţiilor în ecosistemele naturale în care s-au format şi dezvoltat şi în care sunt foarte bine adaptate la condiţiile de mediu.

O astfel de conservare este specifică îndeosebi speciilor sălbatice, care în general trăiesc într-un echilibru cu mediul respectiv care este relativ stabil.

Pentru ca rezervaţiile naturale să funcţioneze ca habitate cu evoluţie continuă şi să servească generaţiilor viitoare, trebuie ca durata existenţei lor să fie lungă, iar arealul să fie cât mai mare şi mai reprezentativ. O schemă pentru o astfel de rezervaţie naturală a fost elaborată de Programul UNESCO, în 1973-1974 sub denumirea “Omul şi biosfera”.

Parcuri şi rezervaţii naturale în Europa se găsesc: în Rusia – 86 cu 67 milioane hectare; în Suedia – 17 cu 1,0 milioane hectare; în Finlanda – 20 cu 330.000 hectare; în Polonia – 14 cu 238.000 hectare etc., iar în România – 3 cu 65.000 hectare.

În America de Nord se găsesc 34 de rezervaţii naturale cu 10 milioane hectare, iar în Africa cea mai mare rezervaţie naturală se află în Morogoro din Tanzania. Dintre rezervaţiile naturale din România, în ordinea descrescândă a suprafeţelor ocupate, avem: Retezat, Delta Dunării, Bucegi, Pietrosul Mare al Rodnei şi Ceahlău.

Conservarea genetică “ex situ” (în grădinile botanice) – constă în concentrarea tuturor plantelor în anumite locuri controlate de om, în conformitate cu anumite principii de organizare şi de funcţionare. În general, în întreaga lume, grădinile botanice sunt cele care adăpostesc atât speciile autohtone, adaptate la condiţiile ecologice locale, cât şi speciile străine. Pentru ca o grădină botanică să poată îndeplini şi funcţia de conservare genetică, trebuie ca fiecare colecţie vie ce se găseşte în grădină să fie astfel formată şi dimensionată încât să permită menţinerea structurii genetice a populaţiei respective. Un număr insuficient de indivizi dintr-o populaţie sau cu o recoltare necorespunzătoare a probelor ce asigură conservarea numai a unei anumite părţi din

30

varianta totală a populaţiei duce la modificarea structurii genetice a populaţiei respective. Grădinile botanice pot, de asemenea, contribui la ocrotirea unor plante, îndeosebi a acelora care deocamdată nu pot fi conservate în băncile de gene sau prin culturi de ţesuturi.

În România, cea mai veche şi mai mare grădină botanică se află la Iaşi, înfiinţată în 1856 şi deţine astăzi peste 100 ha, apoi urmează cea de la Bucureşti înfiinţată în 1860 şi ocupă 7 ha, iar cea de la Cluj s-a înfiinţat în 1920 şi deţine suprafaţa de 14 ha.

Conservarea genetică în bănci de gene Băncile de gene sunt instituţii special înfiinţate care au sarcina de a prospecta,

colecta, evalua şi conserva plantele pe termen lung. Conservarea în băncile de gene se realizează mai mult sub formă de seminţe.

Factorii care influenţează conservarea seminţelor în băncile de gene sunt: -factorii anteriori recoltării – seminţe normale, sănătoase, recoltate pe timp uscat şi

netreierate, asigură o păstrare mai îndelungată a seminţelor; -structura şi compoziţia seminţelor – seminţele nedecorticate au o viaţă mai lungă

comparativ cu cele decorticate; -maturitatea seminţei realizată pe deplin asigură o păstrare îndelungată; -repaosul seminal mai lung demonstrează o viabilitate prelungită şi invers; -umiditatea seminţelor – ridicată reduce durata de păstrare; -leziunile mecanice provocate seminţelor la recoltare provoacă reducerea duratei de

păstrare. Condiţiile ce se cer depozitelor care asigură conservarea seminţelor din colecţie

sunt următoarele: -temperatura de depozitare – 100C şi chiar –200C; -conţinutul în umiditate al seminţelor să fie sub 5%; -umiditatea relativă a aerului sub 20%; -conţinutul în bioxid de carbon al aerului din depozit să fie mare; -lumina solară să fie absentă; -conţinutul în oxigen al aerului din depozit să fie redus. Mânuirea în mod corespunzător a genelor valoroase influenţează cu siguranţă

dezvoltarea agriculturii, atât prin creşterea intrinsecă a capacităţii de producţie a noilor soiuri, cât şi prin sporirea rezistenţei acestora la condiţiile nefavorabile de mediu şi la atacul bolilor şi dăunătorilor.

Întrebări recapitulative: 1. Importanţa materialului iniţial folosit în ameliorarea plantelor. 2. Clasificarea şi caracterizarea materialului iniţial. 3. Colectarea studiul şi conservarea materialului iniţial folosit în amelioarea plantelor.

31

Cap. 3. METODELE FOLOSITE ÎN AMELIORARE 3.1. IMPORTANŢA ALEGERII CORECTE A METODEI

DE AMELIORARE Crearea de noi soiuri/hibrizi la plantele cultivate impune adoptarea de metode de

ameliorare adecvate, care să răspundă eficient obiectivului propus. Folosirea unei singure metode sau a mai multor metode consecutiv este în concordanţă cu particularităţile biologice ale speciei cu care se lucrează (modul de reproducere, biologia florală, particularităţile fiziologice etc.), precum şi cu obiectivele ameliorării.

Prima cerinţă în alegerea metodei de ameliorare o reprezintă modul de reproducere a speciei pe care o ameliorăm. Din acest punct de vedere distingem:

a – Plante autogame – cele care se fecundează cu polen propriu (grâu, orz, orzoaică, ovăz, orez, mazăre, fasole, soia, lupin, in, sorg, iarba de Sudan, mei etc.); sunt în general forme homozigote şi, prin aplicarea selecţiei corespunzătoare, se obţine în final un nou soi sau o linie pură. Aceste linii pure sau soiuri pot fi folosite în lucrările de ameliorare fără măsuri speciale de înlăturare a polenizărilor străine, întrucât se polenizează cu polenul propriu.

b – Plante alogame – cele care se fecundează cu polen străin (porumb, floarea soarelui, sfeclă de zahăr, secară, cânepă, lucernă, trifoi, ghizdei, sparcetă, obsigă, golomăţ, păiuşul înalt, păiuşul de livadă, păiuşul roşu, raigrasul aristat, raigrasul peren, timoftica, firuţa etc.) sunt, în general, forme heterozigote, la care se cunoaşte numai forma maternă. Selecţia practicată în cadrul plantelor alogame uneori poate constitui şi factor negativ, atunci când se reduce la minimum numărul indivizilor care asigură polenizarea (se zice că selecţia este prea strânsă). La această categorie de plante se aplică metoda consangvinizării (autopolenizării forţate), pentru a se realiza linii pure homozigote – după 7–8 autopolenizări repetate – care prin hibridare să dezvolte efectul heterozis maxim şi de aici creşterea producţiei prin intermediul hibrizilor F1.

c – Plante cu înmulţire vegetativă (cartoful, trestia de zahăr etc.) au transmiterea neschimbată a caracterelor şi însuşirilor, deoarece refacerea numai pe cale vegetativă asigură obţinerea de organisme heterozigote sau homozigote, aşa după cum au rezultat în urma ultimei hibridări sau înmulţiri sexuate. Prin selecţie clonală se obţin în final linii pure (soiuri), care pot fi modificate numai prin apariţia mutaţiilor sau ploidiei naturale. Între plantele autogame şi cele alogame există o grupă intermediară de plante (Vicia faba, Brassica napus, Sorghum ssp.) care se fecundează fie cu polen propriu, fie cu polen străin. Metodele de ameliorare folosite sunt cele corespunzătoare plantelor autogame şi a celor alogame.

O metodă de ameliorare trebuie să mai ia în considerare şi următoarele: a) Caracterul monoic sau dioic al plantelor – la plantele dioice metoda de

ameliorare prin consangvinizare (autopolenizare repetată) nu este posibilă, în timp ce la plantele monoice consangvinizarea este foarte eficientă.

32

Dintre plantele dioice menţionăm spanacul, sparanghelul, iar dintre cele monoice avem porumbul, ricinul, castraveţii etc.

b) Caracterul hermafrodit – la florile hermafrodite castrarea este dificilă, fiind necesare forme androsterile sau autoincompatibile.

Alegerea şi folosirea celor mai bune metode de ameliorare se face şi în funcţie de caracterele şi însuşirile ce trebuie să le îndeplinească noul soi, precum şi în funcţie de condiţiile naturale pentru zona în care se va cultiva noul soi. Orice metodă de ameliorare folosită trebuie să fie simplă, exactă, ştiinţifică şi să permită atingerea obiectivului propus într-un timp cât mai scurt.

3.2. CLASIFICAREA ŞI CARACTERIZAREA METODELOR Principalele metode folosite în ameliorarea plantelor se clasifică astfel: 3.2.1. Metode convenţionale pentru ameliorarea plantelor 3.2.1.1. Hibridarea. 3.2.1.2. Consangvinizarea. 3.2.1.3. Mutageneza.

3.2.1.4. Ploidia (poliploidia). 3.2.1.5. Selecţia.

3.2.2. Metode neconvenţionale pentru ameliorarea plantelor 3.2.2.1. Tehnologia ADN recombinat. 3.2.2.2. Culturi de celule şi de ţesuturi “in vitro”. 3.2.2.3. Haploidia. 3.2.2.4. Hibridarea somatică. 3.2.1.1. Hibridarea Hibridarea = unirea pe cale sexuată sau parasexuată a doi sau mai mulţi parteneri

cu ereditate diferită. Organismul nou obţinut în urma hibridării poartă numele de hibrid şi posedă o ereditate dublă, triplă sau multiplă, în funcţie de numărul partenerilor din care provine. La hibridările sexuate formele parentale se notează astfel: forma parentală femelă sau maternă se notează cu Ε şi se înscrie prima în cadrul formulei (A), iar forma parentală masculă sau paternă se notează Γ cu şi se înscrie a doua în cadrul formulei (B). De exemplu, hibridarea simplă A x B (A – mamă, B – tată).

Hibridarea este cea mai sigură cale de obţinere a variabilităţii genetice, este cea mai eficientă metodă de creare a unor soiuri/hibrizi noi şi în acelaşi timp reprezintă principala cauză a evoluţiei.

Importanţa hibridării constă în: - constituie principala metodă de creare a materialului iniţial nou;

- pune în evidenţă efectul heterozis la diferite tipuri de hibrizi, folosiţi atât în procesul de ameliorare, dar mai ales în activitatea de producţie;

- reprezintă metoda principală de creare a variabilităţii genotipice în cadrul materialului iniţial folosit în procesul de ameliorare;

- prin hibridare se pot obţine transgresiuni, adică forme hibride care cumulează într-un grad accentuat însuşirile genitorilor;

33

- hibrizii, având o ereditate zdruncinată, sunt mai maleabili din punct de vedere biologic şi poate fi dirijată mai uşor creşterea şi dezvoltarea lor.

Hibridarea nu se face întâmplător, ea se realizează numai pe baza cunoaşterii amănunţite a însuşirilor ereditare ale formelor parentale, precum şi a posibilităţilor de transmitere a acestora în descendenţă.

Variabilitatea ce se obţine în urma hibridării este cu atât mai mare, cu cât formele ce se încrucişează sunt mai puţin înrudite genetic şi cu cât numărul partenerilor care participă este mai mare.

Rezultă astfel că hibridarea nu este o metodă în sine, ci este o metodă de ameliorare aplicată deliberat, pe baza unor programe riguroase.

Aplicată în prezent la toate plantele de cultură, hibridarea , urmată de selecţia în populaţiile hibride, reprezintă metoda fundamentală folosită în toate programele moderne de ameliorare.

Rezultatele aplicării hibridării se concretizează prin cele 95% din soiurile cultivate în prezent pe plan mondial şi care sunt de origine hibridă. Apariţia genotipurilor noi, ca urmare a hibridării, este consecinţa faptului că în procesul de formare a gameţilor la noul organism hibrid, heterozigot, intervine segregarea genelor, libera combinaţie a acestora, recombinarea lor datorită crossing-over-ului precum şi datorită unor transgresiuni. Astfel, prin segregarea alelelor provenite de la cei doi părinţi, hibridul produce, cu probabilitate egală, două tipuri de gameţi şi prin unirea acestora, pe baza legii hazardului, în descendenţele heterozigoţilor pot să apară numeroase genotipuri noi şi diferite. Libera combinare a genelor determină segregarea îndepărtată a fiecărei perechi de gene (respectiv de caractere) în F2, oferind astfel apariţia de noi combinaţii prin regruparea genelor. Asemenea recombinări, care măresc considerabil variabilitatea genotipică, pot să apară şi datorită crossing-over-ului, care favorizează schimbul de gene între cromozomii omologi, ca urmare a conjugării cromozomilor, ruperii şi reunirii segmentelor de cromozom în punctele omoloage. De asemenea, începând cu F2, în cazul eredităţii polimere segregarea şi recombinările permit apariţia unor indivizi la care un anumit caracter se exprimă foarte puternic faţă de valorile celui mai bun părinte, rezultând astfel o transgresiune. Avem posibilitatea ca prin hibridare, în generaţiile segregante să obţinem genotipuri noi prin noi combinaţii, recombinaţii şi transgresiuni.

Măsurile necesare pentru realizarea unei hibridări corecte Succesul hibridării depinde, în mare măsură, de:

- studiul materialului iniţial şi analiza caracteristicilor genetice; - alegerea formelor parentale; - sincronizarea înfloritului formelor parentale; - alegerea plantelor, a inflorescenţelor şi a florilor; - castrarea, polenizarea controlată şi izolarea inflorescenţelor; - metoda de selecţie aplicată în populaţiile hibride; - prelucrarea adecvată a materialului hibrid şi a rezultatelor înregistrate.

34

Alegerea formelor parentale-în vederea hibridării, trebuie să fie făcută pe baza următoarelor principii:

- părinţii sau genitorii trebuie să fie homozigoţi, cel puţin pentru perechile de alele care controlează însuşirea sau caracterul urmărit în hibridare. În acest scop, obişnuit se practică hibridarea între liniile pure la plantele autogame şi între liniile consangvinizate la plantele alogame;

- forma maternă să posede unul sau mai multe caractere dominante uşor identificabile în fenotip. Prin aceasta există posibilitatea verificării dacă hibridarea s-a efectuat corect. Astfel, dacă în F1 hibridul respectiv se aseamănă mai mult cu forma maternă, înseamnă că polenizarea s-a realizat cu polen propriu şi deci hibridarea nu a reuşit;

- folosirea ca genitori a unor ecotipuri îndepărtate geografic care oferă posibilitatea obţinerii unor hibrizi valoroşi;

- una dintre formele parentale să fie soiul zonat, bine adaptat la condiţiile specifice locale şi posesor al unor caractere şi însuşiri valoroase;

- cunoaşterea valorii hibridologice a formelor parentale este imperios necesară întrucât în funcţie de aceasta vom şti, din start, dacă vom obţine sau nu hibrizi cu capacitate de producţie ridicată. Această valoare hibridologică (capacitate combinativă ridicată) a formelor parentale se obţine, în F1, folosind hibridarea ciclică, hibridarea dialelă şi hibridarea în masă.

De asemenea, alegerea formelor parentale trebuie să se facă şi în funcţie de: - cunoaşterea perioadei de vegetaţie a fiecărui genitor, în corelare cu perioada de

vegetaţie ce o dorim a fi realizată în viitorul hibrid în F1. Prin aceasta se pot dirija elementele productivităţii cu precocitatea sau tardivitatea;

- cunoaşterea amănunţită a componentelor capacităţii de producţie: capacitatea de înfrăţire, producţia de boabe pe un spic, panicul sau plantă, numărul spiculeţelor fertile într-un spic, MMB etc.

- cunoaşterea însuşirilor fiziologice, biochimice şi tehnologice care condiţionează în mare măsură rezistenţa plantelor la stresurile climaterice, fitopatogene, la cădere, scuturare etc.

Sincronizarea înfloritului la formele parentale – constituie o condiţie obligatorie, întrucât prin aceasta se realizează existenţa unui număr suficient de plante din forma maternă receptive la polenizare, după cum şi un număr suficient de plante din forma paternă care să producă polen.

În funcţie de decalajul existent la înflorit, între formele parentale, sincronizarea înfloritului se poate realiza astfel:

Grăbirea înfloritului se poate realiza prin: - expunerea plantelor la temperaturi mai ridicate; - tratarea seminţelor cu stimulatori de creştere; - aplicarea îngrăşămintelor cu fosfor;

35

- supunerea plantelor la intensităţi mai mari de iluminare; - eliminarea irigaţiilor. Întârzierea înfloritului se poate realiza prin: - expunerea plantelor la temperaturi mai scăzute; - tratarea seminţelor cu inhibitori de creştere; - aplicarea îngrăşămintelor cu azot; - supunerea plantelor la intensităţi mai reduse de iluminare; - aplicarea irigaţiilor.

De asemenea, în imposibilitatea aplicării măsurilor menţionate, sincronizarea înfloritului se mai poate realiza şi prin însămânţarea la epoci diferite a formelor parentale precum şi prin folosirea polenului conservat.

Alegerea plantelor, a inflorescenţelor şi a florilor în vederea hibridării trebuie făcută cu grijă. Alegerea plantelor – din cadrul formelor parentale, se face urmărind ca să fie sănătoase, bine dezvoltate şi să exteriorizeze cât mai pronunţat caracterele şi însuşirile valoroase specifice fiecărui genitor în parte. Alegerea inflorescenţelor-în cadrul unei plante se face astfel: spicul principal la cereale, inflorescenţele bazale la leguminoase, calathidiul principal la floarea soarelui etc. Toate aceste inflorescenţe să fie bine dezvoltate şi să reprezinte caracteristica de bază a formei parentale respective. Alegerea florilor – din cadrul fiecărei inflorescenţe se face diferenţiat, astfel: florile din treimea mijlocie a spicului, florile de la baza racemului etc. Restul florilor din cadrul inflorescenţelor vor fi eliminate cu ocazia lucrărilor de toaletare.

Castrarea, polenizarea controlată şi izolarea inflorescenţelor – sunt operaţii obligatorii în tehnica hibridării şi se consideră reuşite numai atunci când s-a exclus autopolenizarea, iar polenizarea străină, nedorită, a fost eliminată. Înaintea castrării, de fiecare dată, plantele genitorului matern sunt supuse unei toaletări care vizează eliminarea inflorescenţelor nedezvoltate sau a celor necorespunzătoare, eliminarea florilor sterile, a celor nedezvoltate şi a florilor înflorite. Se elimină şi anumite părţi din aparatul vegetativ care împiedică efectuarea castrării în bune condiţii (vârfuri de glume şi palei, frunze etc.).

Castrarea propriu-zisă constă în eliminarea componentelor sexuale mascule din florile genitorului matern înaintea ajungerii lor la maturitate. Ca regulă generală, castrarea se face dimineaţa, după ce se ridică roua, sau seara, pentru a evita căldurile din timpul zilei sau vânturile prea puternice. Anterele trebuie eliminate întregi, iar gineceul trebuie să rămână intact şi nevătămat. În lucrările de ameliorare castrarea se face manual, în timp ce în sistemul producerii şi înmulţirii seminţelor se foloseşte castrarea genetică (androsterilitatea).

Imediat după castrare se execută izolarea florilor sau a inflorescenţelor cu ajutorul izolatorilor din pânză sau din hârtie de pergament. Izolatorii sunt de diferite mărimi şi forme, dar toţi trebuie să asigure o izolare perfectă, să fie uşori şi rezistenţi la acţiunea factorilor externi.

36

Polenizarea-se poate executa forţat, liber sau semiliber. Polenizarea forţată-constă în depunerea polenului proaspăt sau conservat, colectat

de la forma paternă, pe stigmatele florilor castrate ale formei materne. În acest caz izolarea inflorescenţelor este obligatorie, atât la genitorul matern cât şi la genitorul patern, cu scopul de a cunoaşte precis ambii parteneri în realizarea hibridului. Polenizarea cuprinde două etape: etapa recoltării polenului şi etapa polenizării propriu-zise. Colectarea polenului se face sub formă de grăunciori de polen (porumb, secară etc.) sau sub formă de antere întregi (grâu, orz, ovăz etc.).

Tehnica polenizării forţate (după ce s-a realizat proba germinaţiei) constă în ridicarea izolatorului de pe inflorescenţele sau florile castrate şi apoi în depunerea polenului pe stigmatul florii castrate. Depunerea polenului se face cu ajutorul unei pensule fine, pensetă sau cu o spatulă subţire ori cu aparate speciale după sistemul pulverizatorului (la porumb). Imediat după polenizare se instalează din nou izolatorul pe care se notează denumirea formei paterne, data polenizării şi numele executantului.

Polenizarea liberă-se realizează prin polenizarea florilor castrate ale plantelor materne, neizolate, cu polenul plantelor paterne, adus pe cale naturală. În cazul plantelor hermafrodite se îndepărtează staminele din florile plantelor materne, la plantele unisexuat monoice se castrează inflorescenţele mascule, iar la cele unisexuat dioice se elimină toate plantele mascule din forma maternă. La polenizarea liberă se cunoaşte numai genitorul matern, în timp ce genitorul patern este anonim. Această formă de polenizare, întâlnită mai mult în sistemul producerii şi înmulţirii seminţelor, asigură cel mai mare procent de fecunditate şi se obţin forme hibride cu vitalitate sporită. La polenizarea forţată fecunditatea este cuprinsă între 5–25 % iar la polenizarea liberă valorile ajung la 50–75%.

Polenizarea semiliberă (semiforţată) – constă în introducerea sub izolatorul genitorului matern (castrat) a inflorescenţelor întregi provenite de la genitorul patern. Aici polenizarea are loc liber, dar numai cu polenul genitorului patern prestabilit. Se cunosc deci ambele forme parentale din care provine hibridul respectiv. În cele mai multe cazuri, pentru ca inflorescenţele formei paterne să nu se distrugă, tulpina acestora se introduce într-o eprubetă cu apă şi se fixează pe un suport lângă genitorul matern. Se mai poate proceda şi la însămânţarea genitorului patern lângă genitorul matern favorizându-se operaţiile necesare unei polenizări semilibere.

Dacă este necesar, sub acelaşi izolator pot fi introduse inflorescenţe de la mai multe plante din forma paternă. Este important de reţinut că polenizarea este liberă, stigmatul matern manifestându-şi selectivitatea dorită în procesul fecundării, dar numai cu polenul genitorului patern cunoscut. Rezultatele acestei metode sunt asemănătoare cu rezultatele metodei de polenizare liberă.

În lucrările de hibridare polenizarea se face în momentul când stigmatele manifestă cea mai mare receptivitate pentru polen, iar polenul folosit nu şi-a pierdut viabilitatea. Pentru aceasta, la fiecare specie trebuie să cunoaştem durata viabilităţii stigmatelor şi a

37

polenului. Viabilitatea stigmatelor este foarte mică la autogame (datorită autopolenizării) şi mai mare la alogame (împiedicând consangvinizarea).

Receptivitatea maximă a stigmatelor este la câteva zile după înflorit şi scade treptat pe măsura trecerii timpului.

Viabilitatea polenului – este mai scurtă comparativ cu viabilitatea stigmatelor şi se prezintă cu valori maxime în primele zile de la înflorit, după care scade treptat.

3.2.1.1.a. Clasificarea metodelor de hibridare Metodele de hibridare se clasifică astfel:

După numărul genitorilor participanţi: - Hibridare simplă-unde participă numai două forme parentale (A şi B)

reprezentate prin soiuri sau linii consangvinizate. Aici distingem: -hibridarea directă; -hibridarea reciprocă; -hibridarea repetată, retroîncrucişarea (backcross); -hibridarea ciclică; -hibridarea dialelă.

- Hibridarea complexă-unde participă mai mult de două forme parentale. Acest tip de hibridări permite întrunirea într-un singur hibrid a genelor favorabile de la mai multe forme parentale. În această categorie avem:

-hibridarea în două etape când se obţin H.T. şi H.D.; -hibridarea în mai multe etape când se obţin soiurile sintetice; -hibridarea în masă (de tip polycross). După gradul de înrudire a genitorilor participanţi: - Hibridarea apropiată (intraspecifică)- toate metodele prezentate anterior - Hibridarea îndepărtată-la care genitorii sunt îndepărtaţi din punct de

vedere genetic. Aici distingem – hibridări interspecifice (genitorii aparţin aceluiaşi gen) şi hibridări intergenerice (genitorii aparţin aceleiaşi familii).

3.2.1.1.c. Folosirea hibrizilor Aşa după cum s-a menţionat la definirea hibridării sexuate, produsul nou obţinut,

denumit hibrid, întruneşte toată bogăţia de posibilităţi ereditare ale formelor parentale. Hibridul, prin heterozigoţia maximă înregistrată în F1 manifestă un pronunţat efect heterozis cu implicaţii majore în practica agricolă (este cazul hibrizilor comerciali de la plantele alogame producătoare de seminţe: porumb, sorg, floarea soarelui etc.). În generaţiile segregante, F2, F3, ....Fn, hibrizi sexuaţi nu mai prezintă interes pentru practica agricolă ci, pentru studiile de genetică şi pentru activitatea de ameliorare. Hibrizii sexuaţi se utilizează:

1. Pentru practica agricolă-hibrizii comerciali, în generaţia F1 prezintă intensitatea maximă a heterozisului. Heterozisul sau vigoarea hibridă implică superioritatea hibrizilor din F1 faţă de ambele forme parentale şi nu se poate confunda cu dominanţa totală (hibridul poate fi egal cu unul din părinţi) ori cu dominanţa parţială

38

(hibridul se apropie de unul dintre părinţi). Generaţia F1 a hibrizilor, pentru lucrările de ameliorare, nu prezintă importanţă. Aceasta se datorează uniformităţii pronunţate a hibrizilor din F1, provocată de starea de heterozigoţie maximă. Mai precizăm că intensitatea heterozisului se diferenţiază şi în funcţie de ataşamentul speciei la alogamie. Astfel, la porumb boabe, specia cu ataşament maxim la alogamie (autogamia deţine o pondere foarte redusă şi numai în anumite condiţii vitrege), prin autopolenizare forţată-practicată la obţinerea liniilor consangvinizate homozigote – plantele suferă puternic şi, tocmai din acest motiv, atunci când sunt lăsate să fie polenizate liber (hibrizii F1) sunt foarte “recunoscătoare” printr-un efect heterozis maxim. Nu acelaşi lucru se observă la hibrizii de la specia bob alimentar (Vicia faba, var. major L.) care prezintă 50% alogamie şi 50% autogamie. Consangvinizate, formele parentale de bob alimentar realizează hibrizi sexuaţi cu efect heterozis minim în F1; aceasta deoarece plantele suportă bine şi autopolenizarea (autogamia).

O a doua precizare pentru hibrizii sexuaţi se referă la modul de manifestare a fenomenului heterozis în F1. Astfel, la hibrizii alogamelor (ex. porumbul) efectul heterozis se manifestă total şi uniform la toţi indivizii. Prin aceasta înţelegem că heterozisul afectează morfologia, fiziologia şi metabolismul plantei în mod egal pentru toţi indivizii cultivaţi în F1. De aici rezultă marea uniformitate a acestora.

Dimpotrivă, la hibrizii autogamelor (ex, grâul) efectul heterozis din F1 se manifestă unilateral şi individual, rezultând astfel un efect heterozis mediu şi cumulat prin contribuţia specifică a fiecărui individ. Prin aceasta înţelegem că hibrizii de grâu prezintă în F1 efect heterozis diferenţiat pentru unul sau mai multe caractere/însuşiri, dar care nu se regăsesc identic la restul indivizilor. Vom avea plante cu efect heterozis la mărimea spicului, altele la greutatea boabelor, altele la talie ş.a.m.d. Valoarea intensităţii heterozisului este valoare medie ponderată, fiecare individ aducându-şi contribuţia într-o măsură mai mare sau mai mică. Din aceste considerente, hibrizii autogamelor prezintă în F1 efect heterozis mai mic în comparaţie cu hibrizii alogamelor. Studiul şi determinarea intensităţii heterozisului se realizează la aplicaţiile practice.

2. Pentru ameliorarea plantelor- hibrizii prezintă interes numai începând cu generaţia F2, până în F3-4, adică numai în generaţiile segregante. Prin segregare există posibilitatea obţinerii unei variabilităţi ridicate pe care amelioratorii pot acţiona în vederea identificării formelor transgresive valoroase. Segregarea în raportul de 3 : 1 (1 : 2 : 1) pentru aceeaşi însuşire/caracter controlată monogenic ne dă imaginea numărului imens al combinaţiilor ce se pot obţine la fiecare generaţie.

3.2.1.2. Consangvinizarea Consangvinizarea – reprezintă autofecundarea forţată a plantelor alogame care, în

mod obişnuit se fecundează cu polen străin. Se consideră consangvinizare, autofecundarea forţată a plantelor alogame unisexuat monoice (porumbul), a plantelor alogame cu flori hermafrodite (secara, floarea soarelui etc.) precum şi încrucişarea indivizilor înrudiţi la plantele alogame unisexuat dioice (cânepa).

39

La autogame, autopolenizarea reprezintă un fenomen biologic normal şi natural, ca rezultat al adaptării filogenetice şi fără consecinţe negative asupra organismului , la alogame, unde reproducerea se face cu participarea polenului străin, autofecundarea reprezintă un fenomen anormal, cu repercusiuni negative asupra organismului.

Rezultatul consangvinizării plantelor alogame sunt liniile consangvinizate. Aceste linii sunt homozigote (ca şi liniile pure de la autogame), cu o largă folosinţă în hibridare pentru obţinerea şi exploatarea fenomenului de heterozis (vigoare hibridă), cu cea mai mare intensitate. Diferitele generaţii consangvine sunt notate cu simbolurile C0, C1,...Cn. Importanţa consangvinizării

Principalele avantaje ale consangvinizării ca metodă de ameliorare sunt: - reprezintă, până în prezent, calea cea mai importantă de creştere a capacităţii de

producţie la plantele alogame. Prin autopolenizarea alogamelor un număr de 6–7 generaţii (C6 sau C7) se obţin liniile consangvinizate, cu o stare de homozigoţie de peste 98%. Prin folosirea acestora la hibridare, se obţine la hibrizii F1 un efect heterozis maxim asupra componentelor de bază ale capacităţii de producţie;

- reprezintă metoda de bază în crearea de material iniţial nou pentru ameliorare. Acest material nou se obţine prin cultivarea hibrizilor în generaţiile segregante (F2....F5).

Singură, consangvinizarea, nu contribuie la crearea de noi forme valoroase deoarece efectele ei biologice determină unele consecinţe negative asupra genotipului. Completarea consangvinizării cu hibridarea pentru obţinerea de hibrizi, determină în final, indirect, posibilităţi reale şi contribuţii importante în procesul de ameliorare.

Reacţia plantelor la consangvinizare este foarte diferită, fiind totuşi condiţionată de fidelitatea fiecărui genotip faţă de alogamie sau de autogamie. Astfel porumbul, la care alogamia deţine ponderea cea mai mare, reacţia la consangvinizare este foarte puternică şi de aici rezultă şi efectul heterozis maxim. La sfecla de zahăr, la cânepă şi în special la dovleac, unde procentul de autogamie este mare, reacţia la consangvinizare este mică şi de aici efectul heterozis al hibrizilor în F1 este foarte mic.

Efectele consangvinizării şi baza lor genetică Consangvinizarea plantelor alogame se exteriorizează în fenotip prin trei efecte

principale şi anume: a. – Reducerea vitalităţii plantelor. b. – Scăderea variabilităţii în cadrul liniilor consangvinizate. c. – Desfacerea populaţiei iniţiale în biotipurile constituente. 3.2.1.2.a. Reducerea vitalităţii plantelor-este foarte evidentă chiar de la prima

autopolenizare şi se manifestă prin: - scăderea vertiginoasă a capacităţii de producţie, determinată de reducerea

valorii componentelor ei de bază; - creşterea ponderii plantelor slab dezvoltate, a celor nedezvoltate sau a celor cu

defecte morfologice şi fiziologice; - scăderea vertiginoasă a taliei plantelor, a numărului de frunze pe plantă, a

mărimii frunzelor şi, de aici, scăderea valorilor suprafeţei foliare, a intensităţii fotosintetice, a randamentului fotosintetic etc.;

- apariţia de plante albinotice, sectoare internervurale pe frunze cu deficienţe clorofiliene, anomalii florale, etc.;

40

- sensibilitate ridicată la boli, cădere, scuturare. Reducerea vitalităţii se manifestă mai puternic în primele generaţii de

consangvinizare, după care la C7–C10 se înregistrează un minimum de consangvinizare, ceea ce înseamnă că reducerea vitalităţii la următoarele consangvinizări este foarte mică.

Depresiunea prin consangvinizare se manifestă la toate speciile alogame indiferent de gradul lor de autosterilitate, fiind în corelaţie directă cu ponderea polenizării plantelor cu polen străin (alogamie). Astfel, dacă alogamia deţine o pondere ridicată în totalul plantelor polenizate (cum e cazul la porumb), atunci şi curba scăderii vitalităţii plantelor consangvinizate este mai abruptă, iar minimum de consangvinizare apare mai de timpuriu (la porumb după C6–C7 ).

Dacă dimpotrivă alogamia deţine o pondere mai redusă (ex. dovleacul), curba scăderii vitalităţii este lentă, iar minimum de consangvinizare se instalează mai târziu.

3.2.1.2.b. Scăderea variabilităţii în cadrul liniilor consangvinizate Acest efect negativ se manifestă prin uniformitatea fenotipică ridicată a indivizilor

unei linii consangvinizate în generaţii avansate de autopolenizare. Uniformitatea fenotipică ridicată este determinată de gradul ridicat de homozigoţie şi reducerea corespunzătoare a heterozigoţiei.

3.2.1.2.c. – Desfacerea populaţiei iniţiale în biotipurile constituente Reprezintă efectul negativ care prezintă cea mai mare importanţă pentru lucrările

de ameliorare şi fără importanţă pentru activitatea de producţie. Datorită acestui efect, consangvinizarea repetată a alogamelor permite izolarea genotipurilor homozigote valoroase cu importanţă pentru lucrările de ameliorare.

Numărul maxim de genotipuri homozigote ce se pot obţine dintr-o plantă consangvinizată se poate determina în funcţie de numărul factorilor heterozigoţi existenţi iniţial, înaintea consangvinizării folosind relaţia:

x = 2n în care: x = numărul genotipurilor homozigote iar n= numărul factorilor heterozigoţi existenţi înainte de consangvinizare.

Trecerea factorilor dominanţi şi recesivi în stare homozigotă şi gruparea lor în cele mai variate combinaţii posibile, desfacerea materialului iniţial supus consangvinizării, atunci când posedă numai o singură pereche de factori are loc după următorul model:

Nr. gen. consang.

HETERO-

ZIGOŢIE (%)

C0 Aa 100,0 C1 Aa Aa aa 50,0 C2 Aa Aa aa 25,0 C3 Aa Aa aa 12,5 C4 Aa Aa aa 6,3 C5 Aa Aa aa 3,2 C6 Aa aa 1,6 C7 Aa aa 0,8

41

c. Folosirea liniilor consangvinizate în ameliorarea plantelor Vitalitatea scăzută a liniilor consangvinizate ca rezultat al homozigoţiei se

concretizează printr-o capacitate de producţie redusă. În consecinţă, liniile consangvinizate nu prezintă importanţă pentru producţia agricolă; în schimb prezintă mare interes în obţinerea efectului heterozis la hibrizii F1.

Astfel, în funcţie de etapele hibridării şi de numărul liniilor consangvinizate participante, hibrizii ce se obţin prin folosirea liniilor consangvinizate pot fi:

Hibrizi simpli – (A x B) – obţinuţi prin încrucişarea a două linii consangvinizate care posedă o capacitate combinativă specifică ridicată. Aceşti hibrizi posedă cel mai mare efect heterozis şi oferă cele mai mari sporuri de producţie, întrucât starea de heterozigoţie este în proporţie de 100%. Datorită faptului că producţia de sămânţă în F0 la hibrizii simpli este mică, iar preţul de cost este foarte ridicat, s-a trecut la producerea de sămânţă comercială de hibrizi triliniari sau dubli la care heterozisul este diminuat.

Hibrizii triliniari – (A x B) x C – obţinuţi prin încrucişarea dintre un hibrid simplu – ca formă maternă şi o linie consangvinizată-ca formă paternă.

Hibrizii dubli – (A x B) x (C x D) – obţinuţi prin încrucişarea a doi hibrizi simpli. Faţă de hibrizii simpli, hibrizii dubli prezintă efectul heterozis mai scăzut datorită segregării hibrizilor simpli parentali.

Hibrizii complecşi – ( A x B) x (C x D) x (E x F) x (G x H) – se folosesc mai puţin deoarece efectul heterozis este foarte mult diminuat.

Toţi aceşti hibrizi ce se obţin se folosesc numai o singură generaţie, F1, pentru scopurile de producţie; pentru scopurile ameliorării se folosesc în continuare generaţiile segregante F2–F5.

Soiurile sintetice – se obţin prin încrucişarea liberă a unui număr mai mare de patru linii consangvinizate şi care manifestă o capacitate de combinare specifică ridicată. Soiurile sintetice se pot menţine în cultură mai multe generaţii întrucât efectul heterozis se menţine mai mult timp. Este metoda de ameliorare la culturile furajere perene (leguminoase şi graminee).

Heterozisul şi folosirea lui în ameliorarea plantelor Heterozisul (vigoarea hibridă) – reprezintă suma caracterelor şi însuşirilor care

determină superioritatea hibrizilor din F1, faţă de ambele forme parentale. Vitalitatea , vigurozitatea, fertilitatea şi productivitatea ridicată a hibrizilor din F1 se datorează stării de heterozigoţie ce predomină la hibrizii din F1.

Din punct de vedere al caracterelor şi însuşirilor afectate, se deosebesc mai multe forme de heterozis: somatic (modificarea creşterii şi dezvoltării); reproductiv (modificarea numărului, mărimii şi greutăţii seminţelor); adaptiv (modificarea reacţiei la condiţiile de mediu) şi metabolic (modificarea proceselor metabolice).

Heterozisul de tip reproductiv prezintă cel mai mare interes pentru scopurile producţiei agricole, în timp ce restul formelor de heterozis interesează activitatea de ameliorare a plantelor.

42

Evidenţierea efectului heterozis, pentru un anumit caracter sau însuşire, se face prin determinarea valorilor respective, mai întâi la cele două forme parentale şi apoi la hibridul obţinut în F1. Efectul heterozis, exprimat prin indicele heterozis (Ih) se calculează astfel:

în care:

X(F1)- valoarea medie a caracterului/ însuşirii la hibridul F1; X(A) - valoarea medie a caracterului/ însuşirii la forma maternă; X(B) - valoarea medie a caracterului/ însuşirii la forma paternă;

3.2.1.3. Mutageneza Mutaţiile sunt schimbări ereditare bruşte care apar în constituţia genetică a unui

individ sub acţiunea unor factori mutageni. Indiferent de felul şi natura lor, mutaţiile sunt importante pentru că dau naştere la constituţii ereditare noi, ce se transmit ereditar. Spre deosebire de hibridare, unde schimbarea genotipului se datorează recombinării factorilor ereditari ce aparţin la doi indivizi diferiţi, în mutageneză genotipul se schimbă sub acţiunea unor factori externi, fără participarea unei eredităţi străine.

Sediul tuturor mutaţiilor îl constituie aparatul ereditar şi, mai ales, constituentul de bază al acestuia, ADN. Fără ca sursa mutagenă să acţioneze la nivelul ADN, nu se poate vorbi de mutaţii sau de procese mutagene. Întotdeauna mutaţiile apar brusc, la nivelul materialului genetic, dar manifestarea lor se poate evidenţia mai devreme sau mai târziu, în mod direct (prin analize biometrice), sau indirect (prin analize biochimice) în funcţie de numeroşi factori ca: structura genetică a indivizilor, organul indus, tipul de mutaţie, agentul mutagen etc. Mutaţiile pot să apară la toate organismele şi reprezintă o posibilitate considerabilă de realizare a variabilităţii genetice.

Mutaţiile se deosebesc de modificaţii, care sunt schimbări fenotipice provocate de mediu şi nu sunt ereditare. Un exemplu tipic de modificaţie îl oferă plantele de ciuboţica cucului (Primula sinensis). Atunci când plantele acestei specii cresc în zone cu temperaturi mai mari de 300C prezintă florile de culoare albă - var. alba, iar atunci când temperatura scade sub 300C prezintă florile de culoare roşie – var. rubra. Hibrizii în F1 dintre plantele cu flori albe şi cele cu flori roşii, vor prezenta florile numai de culoarea dominantă-roşie, indiferent de temperatura zonei. Modificările nefiind ereditare, nu interesează în procesul de ameliorare. În activitatea de ameliorare prin mutageneză se foloseşte următoarea terminologie:

Mutaţia - biotipul care a suferit mutaţia; Genă mutantă - gena modificată prin mutaţie; Mutageneză - procesul de schimbare a materialului genetic; Agent mutagen - factorul fizic, chimic sau biologic care acţionează asupra

materialului genetic producând mutaţia;

( )( ) ( )

100

2XX

FXBA

1 ×+

= Ih( )

( ) ( )100

XXFX2Ih

BA

1 ×+

×=

43

Genă sălbatică - (gena standard) – gena din care provine mutaţia. M0; M1...Mn - mutantele pe generaţii atunci când nu se precizează agentul mutagen. X0 ; X1 ; X2 ... Xn -mutantele obţinute prin folosirea razelor X . Γ0 ; Γ1 ; Γ2... Γn – mutantele obţinute prin iradieri cu raze gamma. β0 ; β1 ; β2..... βn -mutantele obţinute prin iradieri cu raze β.

3.2.1.3.a. Clasificarea şi caracterizarea mutaţiilor a – După modul de apariţie: - Mutaţii naturale - Mutaţii artificiale b – După mărimea efectului fenotipic: – Macromutaţii – Micromutaţii c – După modul de manifestare: - Mutaţii morfologice - Mutaţii fiziologice - Mutaţii biochimice d – După locul apariţiei: - Mutaţii gametice - Mutaţii somatice e – După natura substratului material al eredităţii: - Mutaţii cromozomale - Mutaţii extranucleare - Mutaţii genice. – Mutaţiile naturale (spontane) – sunt schimbări bruşte ale genomului, fără

intervenţia omului. Cauzele care determină mutaţiile naturale sunt: - efectul razelor cosmice care este mai pregnant la mari altitudini; - radioactivitatea pământului prin conţinutul în uraniu, radiu; - radiaţiile carbonului şi potasiului din plante; - variaţiile de temperatură în regiunile reci ale globului; - prezenţa în exces a manganului în sol etc.

Frecvenţa mutaţiilor naturale se consideră a fi de 2–5%, din care numai 1% sunt vizibile. La autogame frecvenţa mutaţiilor este mai mică în comparaţie cu plantele alogame şi cele cu înmulţire vegetativă. Prima mutantă naturală a fost identificată de Sprenger, în 1590 la Chelidonium majus – fiind denumită Chelidonium laciniatum.

În continuare s-au mai identificat mutante naturale la: fragi (fragul monofil); la plop (piramidal); la grâu (formele speltoide şi pitice); la cânepă (formele intersexuate); la lupin (formele fără alcaloizi); la cartofi (tuberculi de culoare diferită) etc.

Unele mutante au o mare folosinţă practică. Exemplu: peste 85% din suprafaţa cultivată cu lalele în Olanda, reprezintă culturi cu forme mutante (se cunosc peste 60 de mutante de lalele).

44

Se consideră că variabilitatea ridicată ce se înregistrează la legume şi flori este o consecinţă a mutaţiilor naturale provocate prin oscilaţiile permanente de temperatură pe faze de vegetaţie (seră, solar, câmp etc.). Fiind greu de prevăzut, mutaţiile naturale nu prezintă interes deosebit în ameliorarea plantelor.

a2 – Mutaţiile artificiale (induse) – reprezintă schimbările bruşte provocate de om în laborator sau în câmp, prin intermediul agenţilor mutageni. Mutaţiile artificiale s-au înregistrat în 1927 de către H.J. Müller, prin folosirea razelor X asupra Drosophilei melanogaster. Prin iradiere cu raze X, frecvenţa mutaţiilor artificiale pentru această specie a crescut de 150 ori comparativ cu 1-2% la mutaţiile naturale. Ulterior, numeroşi cercetători care s-au ocupat de mutageneză au constatat următoarele:

- rata mutaţiilor artificiale este direct proporţională cu doza de iradiere; - nu există nici o deosebire între mutaţiile naturale şi cele artificiale; - modificările mutagene se transmit ereditar.

S-a desprins astfel concluzia că mutaţiile artificiale reprezintă o posibilitate foarte mare în crearea unei noi variabilităţi genetice cu implicaţii majore în activitatea de ameliorarea plantelor.

3.2.1.4. Ploidia (poliploidia) Ploidia sau poliploidia reprezintă fenomenul genetic de multiplicare a garniturilor

cromozomale sau a cromozomilor. 3.2.1.4.a.– Importanţa poliploidiei-constă în rezolvarea unor probleme cuprinse în

principal pe următoarele trei grupe: - probleme privind evoluţia apariţiei noilor soiuri de plante, poliploidia fiind

factorul primar care a contribuit în mare măsură la formarea actualelor soiuri şi speciilor de plante cultivate. Este important de remarcat că există o corelaţie pozitivă între gradul de poliploidie şi valoarea plantelor cultivate. La aceasta mai adăugăm că cea mai mare parte din producţia mondială de glucide, grăsimi şi de proteine sunt realizate de către plantele poliploide. De asemenea, s-a mai constatat că în cadrul aceluiaşi gen, speciile poliploide prezintă importanţă mai mare comparativ cu speciile cu număr redus de cromozomi. Acesta a fost şi motivul care a stat la baza obţinerii poliploizilor artificiali. Determinând apariţia unor plante mai viguroase , prin creşterea volumului celulelor în urma multiplicării garniturilor cromozomiale şi prin favorizarea fixării unor hibrizi interspecifici sub formă de amfidiploizi, poliploidia a dat naştere la noi specii (ex. triticale) care s-au extins dincolo de arealul de existenţă a speciilor diploide.

- probleme privind ameliorarea plantelor prin inducerea pe cale artificială a variabilităţii genetice şi selecţionarea celor mai valoroase descendenţe. Odată cu descoperirea factorilor poliploidizanţi, ameliorarea plantelor a folosit şi va folosi avantajele pe care le poate oferi multiplicarea garniturilor sau numărului de cromozomi, cum ar fi:

a) – obţinerea unor dimensiuni mai mari ale diferitelor părţi ale plantei, ceea ce constituie un mare avantaj mai ales la speciile cultivate pentru organe vegetative sau în

45

floricultură (ex. sfecla de zahăr şi furajeră, trifoiul roşu, viţa de vie, narcisele etc.). Trebuie făcută precizarea că la plantele producătoare de seminţe acest avantaj (mărirea dimensiunii) este anulat prin scăderea fertilităţii poliploizilor;

b) – sporirea productivităţii şi a calităţii – exemplu, la porumbul tetraploid (4 x) se obţin plante mai viguroase, mai productive şi cu 20% spor în vitamina A faţă de porumbul diploid;

c) – obţinerea unor caractere noi, prin poliploidizare care la formele diploide nu există (ex. sfecla poliploidă este mai rezistentă la cercosporioză comparativ cu sfecla diploidă, secara tetraploidă are calităţi biochimice superioare etc.);

d) – favorizarea polenizării străine prin poliploidizare se foloseşte cu succes la ameliorarea sfeclei de zahăr. Astfel, prin folosirea ca formă maternă, sfecla tetraploidă într-o anumită proporţie şi a formei paterne sfecla diploidă, se obţine sămânţa hibridă triploidă care prezintă două avantaje în activitatea de producţie şi anume: primul avantaj datorat poliploidizării prin creşterea masei vegetative a rădăcinii şi al doilea avantaj datorat efectului heterozis al hibrizilor în F1 prin obţinerea de sporuri mari de producţie, atât faţă de formele tetraploide, cât şi faţă de formele diploide;

e) – sterilitatea poliploizilor cu număr impar de garnituri reprezintă un mare avantaj economic pentru unele specii de plante cum este cazul pepenilor verzi sau galbeni. Prin încrucişarea tetraploizilor cu diploizi rezultă triploizii fără seminţe, datorită sterilităţii hibrizilor în F1;

f) – fixarea stării de heterozigoţie reprezintă o mare perspectivă pentru ameliorare. Dublarea numărului de cromozomi permite ca fiecare gamet să posede doi cromozomi omologi, care pot fi diferiţi din punct de vedere al genelor. Astfel se pot obţine plante cu grad mai mare de heterozigoţie, care să rămână neschimbat chiar şi atunci când se autopolenizează. Prin această metodă ar fi posibilă fixarea heterozisului mai multe generaţii succesive, la acelaşi nivel, pentru porumb şi alte specii cultivate;

g) - îmbinarea genomurilor de la specii diferite, prin poliploidizare şi realizarea amfidiploizilor, aşa cum e cazul hibridului grâu x secară, denumit triticale.

- probleme privind genetica interacţiunilor ce se realizează între genotip şi fenotip, între genotip şi mediu, interacţiuni care vor explica în viitor importante aspecte ştiinţifice ce vor fi folosite în cadrul “ingineriei genetice”.

Se pretează la poliploidizare: - speciile de plante cu garnituri cromozomiale reduse; - speciile de plante alogame se pretează mai bine faţă de cele autogame; - speciile de plante cu înmulţire vegetativă se pretează mai mult comparativ cu

cele ce se înmulţesc sexuat.

3.2.1.5. SELECŢIA PRACTICATĂ ÎN PROCESUL DE AMELIORARE 3.2.1.5.a. Importanţa selecţiei În sens larg, selecţia (alegerea) reprezintă un proces natural sau artificial, care

favorizează supravieţuirea sau înmulţirea preferenţială a unor plante sau a unui grup de

46

plante. În ameliorarea plantelor se foloseşte numai selecţia artificială. Aceasta constituie o anumită metodologie specifică pe care o aplică amelioratorul asupra materialului iniţial, din care se extrag şi se înmulţesc plantele sau grupele de plante ce corespund obiectivelor ameliorării. Alegerea (selecţia) acestor genotipuri noi şi valoroase poartă denumirea de plante elită şi continuă pe toată durata procesului de ameliorare şi chiar în etapa producerii şi înmulţirii seminţelor.

Există o diferenţă evidentă între cerinţele unei plante elită folosită în procesul de ameliorare şi planta elită folosită în procesul producerii de sămânţă, după cum urmează:

În procesul de ameliorare – planta elită trebuie să corespundă obiectivului (obiectivelor) ameliorării.

În procesul producerii de sămânţă -planta elită trebuie să corespundă caracterelor şi însuşirilor tipice (originale) soiului sau hibridului iniţial zonat şi omologat.

Selecţia (alegerea) se practică atât în materialul iniţial de bază, cât şi în materialul iniţial nou creat: în primul caz, soiurile nou create se consideră obţinute prin metoda specifică de selecţie aplicată, iar în cel de al doilea caz, soiul nou obţinut se consideră că aparţine fie metodei de hibridare, fie consangvinizării, mutagenezei ori ploidiei (poliploidiei). În acest ultim caz, selecţia doar completează şi finalizează obţinerea noului soi. Oricum, în funcţie de materialul iniţial folosit, se adoptă metodele diferenţiate şi specifice de selecţie.

3.2.1.5.b. Baza teoretică a selecţiei – constă în variabilitatea genotipică a materialului iniţial, de eritabilitatea ridicată a caracterelor şi însuşirilor urmărite şi de posibilităţile pe care le are amelioratorul de a găsi, în materialul iniţial plantele elită ce corespund scopurilor ameliorării. Întrucât selecţia nu crează forme noi, ci doar reţine plantele valoroase din materialul iniţial, variabilitatea genotipică a acestuia este hotărâtoare pentru eficienţa selecţiei.

Variabilitatea oricărui material iniţial (de bază sau nou creat), cuprinde două componente: variabilitatea caracterelor şi variabilitatea însuşirilor acestuia.

Caracterele-reprezintă totalitatea particularităţilor morfologice distinctive ale unui individ ca: formă, mărime, culoare, structură etc.

Însuşirile-reprezintă totalitatea particularităţilor fiziologice, biochimice şi tehnologice ale unui individ ca: precocitate, calitate, rezistenţă la stresurile climatice şi fitopatogenice etc.

Oricare caracter sau însuşire al unei forme vegetale, prezintă-într-o măsură mai mare sau mai mică-modificaţii şi variaţii.

Modificaţiile-reprezintă totalitatea variabilităţii provocate de către condiţiile de mediu. Modificaţiile nu sunt ereditare şi de multe ori încurcă munca amelioratorului deoarece, într-o anumită măsură acoperă variabilitatea. S-a stabilit pe cale experimentală că, cu cât gradul de modificabilitate al unui caracter/ însuşire este mai mic, cu atât vor fi mascate mai puţin variaţiile ereditare. Aşa se face că pentru selecţie se consideră drept corespunzătoare acele caractere/însuşiri care au un grad redus de

47

modificabilitate (adică V < 10) şi drept necorespunzătoare acele caractere/ însuşiri cu un grad mai mare al modificabilităţii (V > 10).

Variaţii – reprezintă totalitatea variabilităţii condiţionate genetic. Această variabilitate genetică se transmite ereditar, prezintă cea mai mare importanţă în procesul de ameliorare şi se află în corelaţie inversă cu modificaţiile. Cu cât variabilitatea genetică va fi mai mare, modificaţiile vor fi mai mici, iar şansele reuşitei în ameliorare sunt mai mari.

Mărimea variabilităţii într-un anumit grup de indivizi se calculează cu ajutorul varianţei (s2). Pe această bază, dacă vom nota modificaţiile cu M, iar variaţiile genetice cu G şi variabilitatea totală sau fenotipică cu F, vom avea

sau

Separarea celor două componente ale variabilităţii fenotipice, adică variabilitatea

modificaţiilor (s2M) şi variabilitatea genotipică (s2

G) prezintă cea mai importantă preocupare în activitatea de ameliorare. În acest scop s-a stabilit că variabilitatea genotipică, fiind cea care se transmite pe cale ereditară, să fie exprimată prin coeficientul de eritabilitate (heritabilitate) sau varianţa aditivă (h2).

Coeficientul de eritabilitate se determină astfel:

Determinările concrete ale acestor indici se realizează în cadrul aplicaţiilor practice. În afara modificaţiilor şi variaţiilor, în studiul genetic al caracterelor trebuie să se

ţină seama şi de existenţa corelaţiilor. Prin corelaţie se înţelege legătura ce există între două sau mai multe caractere, legătură ce se manifestă de aşa manieră încât caracterele respective nu se pot despărţi, transmiţându-se ereditar, în bloc. S-a stabilit de asemenea, că există corelaţii aparente, care în realitate sunt modificaţii şi corelaţii reale, condiţionate genetic, sunt ereditare fiind datorate fenomenelor de asociere a unor gene.

Variabilitatea genotipică este influenţată în mare măsură de specie, dar, mai ales de modul reproducerii plantelor.

La autogame-prin autofecundare continuă, rezultă genotipuri homozigote, deci, identice din punct de vedere genetic. În acest caz întreaga variabilitate fenotipică aparţine modificaţiilor (s2

M) provocate de influenţa condiţiilor de mediu. Eventualele variaţii genotipice care pot să apară, şi aceasta cu totul întâmplător, se datorează mutaţiilor, hibridărilor şi poliploidizărilor naturale (spontane). Astfel, selecţia este eficientă doar repetată de maximum 2-3 ori, întrucât imediat se instalează uniformizarea populaţiilor, rezultând liniile pure.

La alogame-ca urmare a polenizărilor străine repetate, a recombinărilor genetice anuale, populaţia se află într-o stare de heterozigoţie permanentă. Aici variabilitatea genotipică (s2

G) este diferită de zero, se menţine la valori ridicate, coeficientul de

F = M + G s2F = s2

M + s2G

48

eritabilitate este mare, iar selecţia, în special selecţia individuală repetată este foarte eficientă şi chiar necesară.

La plantele cu înmulţire vegetativă-(cartoful) – prin reproducerea numai pe cale vegetativă nu se înregistrează variaţii, ci doar modificaţii. Variabilitatea genetică, datorată doar mutaţiilor, hibridărilor şi ploidizărilor spontane, este mică şi efectul selecţiei redus.

3.2.1.5.c. Clasificarea şi caracterizarea metodelor de selecţie Prima lucrare ce se execută în cadrul oricărei metode de selecţie, constă în

alegerea plantelor elită. După modul cum se aleg plantele elită distingem următoarele metode de selecţie:

1. Selecţia în masă-elitele alese vor fi amestecate şi semănate în amestec; 2. Selecţia individuală-elitele alese vor fi individualizate şi urmărite separat în

următoarele descendenţe 3.2.2. METODE NECONVENŢIONALE FOLOSITE ÎN AMELIORARE Deşi aportul metodelor convenţionale în ameliorarea plantelor nu a fost epuizat

complet, se conturează părerea că agricultura viitorului se va găsi într-un impas generat de cerinţele alimentare mereu în creştere şi diminuarea surselor de producere a acestora.

În acelaşi timp, geneticienii şi amelioratorii consideră că ieşirea din acest impas este posibilă prin crearea de noi genotipuri de plante prin metode neconvenţionale care permit cumularea în structura ereditară a unei plante a unui număr mare de gene valoroase, chiar dacă acestea se găsesc la specii îndepărtate taxonomic. Menţionăm că metodele convenţionale de ameliorare nu pot rezolva acest transfer, datorită existenţei unei mari diferenţe între genele speciilor îndepărtate taxonomic. Dintre asemenea bariere menţionăm: macrostructuri de împerechere, bariere prin nepotriviri cromozomale, de sinaptizare şi disjuncţie, în incongruenţa moleculelor de la nivelul ADN, ARN şi a proteinelor, absenţa omologiilor dintre secvenţele nucleotidelor, nepotrivirea subunităţilor proteice de a forma enzime oligometrice sau multimetrice etc.

Recombinările interspecifice obţinute în ultimile decenii, graţie ansamblului de metode neconvenţionale cuprinse în genericul “inginerie genetică” oferă şanse reale de rezolvare la timp şi integral a tuturor cerinţelor de consum ce le solicită viitorul mileniu. Facem precizarea că toate metodele neconvenţionale operează cu gene, cromozomi, celule, ţesuturi sau organe întregi, fără participarea proceselor sexuale ci, numai a proceselor asexuate (vegetative). Sunt considerate, până în prezent, ca metode neconvenţionale ce se folosesc în ameliorarea viitoarelor genotipuri de plante, următoarele:

3.2.2.1. – Tehnologia ADN recombinant; 3.2.2.2. – Culturile “in vitro”; 3.2.2.3. – Metoda haploidiei; 3.2.2.4. – Hibridările somatice (hibridările celulare).

49

3.2.2.1. TEHNOLOGIA ADN RECOMBINANT Revoluţia eficienţei biologice reprezintă un concept lărgit în care pot fi incluse

toate intervenţiile omului asupra patrimoniului ereditar al organismelor vii în scopul transformării lor potrivit intereselor practice. Obiectivul major al modificării organismelor este crearea de ideotipuri care să reunească caractere şi însuşiri avantajoase ce se află dispersate în cadrul varietăţilor dintr-o specie sau chiar în cadrul speciilor mai îndepărtate. Asemenea noi recombinări de material genetic prin metode convenţionale, mai ales între speciile îndepărtate sunt supuse unor numeroase bariere ca: dificultăţi de împerechere, nepotriviri cromozomiale, incongruenţe moleculare la nivelul ADN, ARN şi chiar a proteinelor.

Toate asemenea obstacole în realizarea de recombinări interspecifice pot fi depăşite prin folosirea unor noi tehnici şi tehnologii cuprinse într-un termen generic de “inginerie genetică”, cu scopul de a obţine noi structuri genetice cu proprietăţi premeditate.

Până în prezent, cea mai cunoscută şi utilizată metodă a ingineriei genetice o reprezintă TEHNOLOGIA ADN RECOMBINANT – metodă ce permite amplificarea unor fragmente de ADN ori ansamblarea diferită a unor fragmente de ADN în cadrul unui genom, astfel încât se obţine o nouă structură genetică. De asemenea, prin aceeaşi tehnologie, se poate introduce într-un organism receptor gene diferite ce pot contribui la realizarea unei protecţii biologic active, la creşterea capacităţii de replicare şi exprimare fenotipică etc. Tehnologia ADN recombinant reprezintă şi un instrument valoros în cunoaşterea bazelor genetice fundamentale, în manipularea/clonarea genelor pentru obţinerea de noi organisme programate. În acelaşi timp, fiind un instrument de introspecţie a materialului genetic, tehnologia ADN recombinant facilitează analiza expresiei genice, a reglării expresiei genice, contribuie la elucidarea mecanismelor de transfer, la studiul rearanjărilor genetice pe timpul diferenţierii şi embriogenezei.

Astfel prin manipularea genelor există posibilitatea obţinerii unor progrese remarcabile în următoarele direcţii generale:

1 – Modificarea genetică a microorganismelor sub raport cantitativ/calitativ, dar şi prin obţinerea de noi produse microbiene (enzime, antibiotice etc.).

2 – Modificarea genetică a plantelor superioare prin creşterea productivităţii, îmbunătăţirea indicilor calitativi, introducerea capacităţii de fixare a azotului atmosferic.

3 – Transferul de gene la microorganisme pentru a sintetiza noi proteine, hormoni. 4 – Transformarea genetică a celulelor ce prezintă defecte ereditare. Obiectivele majore ale tehnologiilor ADN recombinant sunt, deci, obţinerea de noi

substanţe deosebit de valoroase, cu costuri reduse, valorificarea materiilor prime şi a materialelor neexploatate, echilibrarea balanţei proteice, energice etc.

3.2.2.2. CULTURILE “IN VITRO” Culturile de explante “in vitro”, fragmente sau celule detaşate din plante

superioare, reprezintă biotehnologii de mare perspectivă în dezvoltarea unor industrii (în prezent şi în viitorul apropiat), biotehnologii care deja au revoluţionat practica agricolă tradiţională în special în domeniul producerii de sămânţă şi de material săditor.

50

Succesele din ultimii ani – obţinute în realizarea de embrioni somatici – fac posibile, din punct de vedere tehnic şi tehnologic, automatizarea operaţiunilor de recoltare a acestora din mediul de cultură şi încapsularea lor pentru producerea de seminţe artificiale. De asemenea, există posibilitatea robotizării întregului lanţ tehnologic de operaţii “in vitro” ceea ce va asigura o mărire a eficienţei muncii de multiplicare clonală, pe medii aseptice la o serie de plante cu interes economic şi cu scăderea treptată a costurilor materialului semincer şi săditor.

3.2.2.3. HAPLOIDIA reprezintă starea (condiţia) ca un organism, ţesut ori celulă să fie constituită din numărul de cromozomi pe care îi posedă gameţii normali ai speciei respective (forma diploidă = 2n, haploidă = n). La plantele superioare (forme diploide sau poliploide) starea de haploidie se confruntă cu greutăţi datorate dominanţei, segregării etc. Haploidia (tehnica de cultură a anterelor) capătă o extindere continuă, astfel că în prezent s-au obţinut haploizi la 150 specii, care aparţin la 52 genuri şi 23 familii mono şi dicotiledonate.

3.2.2.4. HIBRIDĂRILE SOMATICE Realizarea de soiuri/hibrizi superintensivi care să asigure o producţie medie de 12

– 15 t/ha la grâu şi orz, de 20 – 25 t/ha la porumb etc., impune modificarea fundamentală a substratului genetic, a morfologiei, fiziologiei, biochimiei şi ecologiei plantelor, adică transformarea lor genetică. Sunt necesare:

- ruperea şi recombinarea genetică a unor grupe linkage naturale pentru a depăşi antagonismele genetice dintre capacitatea de producţie şi însuşirile de rezistenţă sau dintre producţie şi calitate;

- folosirea de noi surse de germoplasmă; - încorporarea genelor de rezistenţă la noile genotipuri.

Această transformare genetică se poate realiza cu metodele convenţionale de ameliorare numai în anumite limite, după care este necesară folosirea de metode neconvenţionale ce aparţin “ingineriei genetice”, cum ar fi: tehnologia ADN recombinat, culturile “in vitro” şi hibridările somatice.

Întrebări recapitulative: 1. Care sunt cerinţele alegerii corecte a metodei de ameliorare? 2. Clasificarea şi definirea principalelor metode de ameliorare. 3. Măsuri pentru realizarea corectă a unei hibridări. 4. Importanţa şi principalele forme ale hibridării sexuate. 5. Folosirea hibrizilor: efectul heterozis – clasificare, caracterizare, determinare. 6. Importanţa şi efectele negative ale consangvinizării. 7. Folosirea consangvinizării în ameliorarea plantelor. 8. Mutageneza ca metodă de ameliorare: definire, clasificare, caracterizare. 9. Poliploidia ca metodă de ameliorare: definire, clasificare, caracterizare. 10. Folosirea selecţiei - bazele teoretice, clasificare, caracterizare. 11. Importanţa, clasificarea şi definirea metodelor neconvenţionale.

51

Cap.4. AMELIORAREA PLANTELOR AUTOGAME După modul de reproducere plantele se grupează în autogame (polenizare cu

polen propriu), alogame (polenizare cu polen străin) şi plante cu înmulţire vegetativă (cartoful, topinamburul, hameiul etc.). La plantele autogame se întâlnesc trei situaţii: cleistogamia (autogamia strictă), idiogamia (polenizarea se face cu polenul unei singure flori) şi geitogamia (polenizarea se face cu polenul unei singure plante). Genetic, toate aceste trei forme sunt identice, rezultând genotipuri homozigote.

Totuşi, amelioratorii cunosc şi faptul că în condiţii de cultivare nu se poate vorbi de o autogamie perfectă, întrucât influenţe diverse, provocate de climă, tehnologie, agenţi polenizatori, specificul soiurilor etc., modifică polenizarea plantelor existând cazuri când abaterile sunt foarte semnificative. Este citat cazul grâului. cleistogam, când alogamia deţine 14,5% sau chiar 26% la unele varietăţi. Prin aceasta populaţiile autogame prezintă variabilitate genetică. Singurii indivizi ce prezintă variabilitate genetică, în cadrul populaţiei cu autogame, sunt cei heterozigoţi, iar aceştia provin prin abaterile de la panmixie, mutaţii, migraţie, selecţia, driftul genetic etc.

4.1. Ameliorarea grâului comun Importanţă Nici un aliment nu satisface atât de economic cerinţele omului în principii nutritive

şi active ca pâinea de grâu. Conţinutul mare în proteine (7 – 22%) şi structura diversificată a acestora: gliadina 35 – 45%, glutenina 35 – 40%, globulina 15 – 20% şi albumina 2 – 5%, conferă grâului un rol plastic, biocatalitic şi energetic foarte important pentru organismul uman. De asemenea, conţinutul foarte mare în glucide 65 – 70% şi în special zaharurile fermentescibile (maltoza, zaharoza etc.) determină ca pâinea de grâu să fie şi o valoroasă sursă energetică. La acestea trebuie să adăugăm şi conţinutul în grăsimi al embrionului de grâu (2 – 4%) precum şi în vitamina E (4 – 7 mg%).

Făina integrală de grâu (boabele de grâu) conţine complexul de vitamine B1 (tiamina 0,5 – 0,8mg%), B2 (riboflavina 0,2 – 0,4mg%), B5 (acidul pantotenic 3 – 5mg%), B6 (piridoxina 3 – 6mg%), vitamina PP (niacina 2 – 5mg%), grupul de vitamine K1 (filochinona), K2 (farnochinona), K3 (menadiona) şi vitamina H (biotina) în cantităţi mai modeste. În acelaşi timp, boabele de grâu sunt sărace în vitamina A (retinolul) şi au lipsă totală a vitaminelor C şi D. Sărurile minerale ce se găsesc în boabele de grâu sunt: fosfor (300–400mg%), potasiu (200–350mg%), magneziu (100–150mg%), fier şi fluor.

Pâinea de grâu, prin însuşirile de panificaţie conferite de gluten, asigură alimentaţiei umane aproape întreaga serie de acizi aminici esenţiali: leucina, valina, fenilalanina în cantităţi mai mari şi lizina, izoleucina, metionina, triptofanul, treonina şi tirozina în cantităţi mici sau foarte mici. Consumul de pâine favorizează oxigenarea mai bună a organismului, normalizarea metabolismului grăsimilor, colesterolului şi, drept consecinţă, prevenirea arterosclerozei.

În furajarea animalelor grâul este mai valoros faţă de porumb prin: - conţinutul dublu în proteine total (8 – 9% la porumb : 16 – 18% la grâu);

52

- valoarea nutritivă a proteinelor datorată echilibrului aminoacizilor, lipsei substanţelor antinutritive şi antivitaminice precum şi în conţinutul ridicat al acizilor aminici esenţiali;

- nivelul producţiilor medii ridicate şi tehnologia de cultivare mecanizabilă integral;

- preţul de cost al unui kilogram de grâu este mai redus faţă de porumb; - volumul redus la jumătate al cantităţilor de furaje administrate pentru a se

înregistra, la minimum, acelaşi spor de greutate; - timpul disponibil de care beneficiază cultivatorii de grâu ce poate fi folosit

pentru educaţie, sport, divertisment. Obiectivele ameliorării grâului comun Cerinţele unui soi nou de grâu, pentru condiţiile ţării noastre, sunt: capacitatea de

producţie maximă-peste 10 t /ha, conţinutul proteic mare – peste 15 – 17%, conţinutul în gluten uscat – peste 10 – 12%, raport făină/pâine – 1,00/ 1,35, rezistenţa activă la stresurile climatice şi fitopatogenice, reacţia favorabilă în condiţii de intensivizare. Ameliorarea capacităţii de producţie – reprezintă obiectivul fundamental, ştiut fiind că producţia de boabe este o însuşire deosebit de complexă deoarece la realizarea ei interacţionează numeroase elemente morfologice, fiziologice şi tehnologice. Astfel, s-a stabilit că unele caractere ca: MMB, densitatea şi numărul spiculeţelor pe rahis, sterilitatea spiculeţelor bazale şi terminale prezintă o mare stabilitate genetică, în timp ce lungimea rahisului, numărul boabelor în spiculeţ şi numărul boabelor în spicul principal prezintă o stabilitate genetică mijlocie, iar numărul tulpinilor (fraţilor, producţia pe plantă, numărul boabelor pe plantă) are o mare variabilitate.

Producţia de boabe este condiţionată, în ultimă instanţă, şi de rezultanta interacţiunii dintre genotip şi mediu. De aceea, realizarea unui soi nou productiv prin modificarea unui singur factor fizic sau morfologic nu se poate îndeplini, fiind necesară găsirea unor posibilităţi de combinare ereditară a unor cât mai multe componente fără eliminarea sau diminuarea contribuţiei pozitive a unor componente iniţiale.

Astfel, s-a constatat că prin creşterea numărului de fraţi pe plantă spicele devin mai scurte, iar numărul boabelor pe spic scade, în timp ce prin creşterea numărului de spiculeţe fertile şi a numărului de boabe pe spic, mărimea bobului scade şi invers. Creşterea puternică a valorilor medii la una – două din aceste componente, fără diminuarea celorlalte, se poate solda cu o producţie mai mare.

Capacitatea de producţie la grâu este condiţionată de componentele producţiei: numărul spicelor fertile/unitate de suprafaţă, numărul boabelor/spic; greutatea boabelor/spic, precum şi de rezistenţa la boli, dăunători şi condiţii nefavorabile.

Deşi condiţionate genetic, componentele producţiei sunt puternic influenţate de factorii ecologici şi de cei agrofitotehnici. Elementul cel mai influenţat este numărul de boabe/spic, iar cel mai puţin influenţat este greutatea boabelor. Există o corelaţie

53

pozitivă foarte pronunţată între producţia spicului principal şi producţia la unitatea de suprafaţă, precum şi între suprafaţa foliară şi producţie.

Ca obiectiv de ameliorare, capacitatea de producţie la grâul comun a cunoscut şi va cunoaşte o creştere ascendentă, deoarece este cel mai important obiectiv şi are cele mai mari implicaţii în rezultatele economice şi sociale. Atunci când cel mai important aliment pentru om – pâinea – lipseşte, este preferabilă şi pâinea de o calitate mai slabă.

Potenţialul de producţie al soiurilor de grâu din România este cuprins între 7 – 9 t/ ha dar, în condiţii de producţie, cu tehnologia pe care o aplică micii şi marii cultivatori, se asigură 3 – 6 t/ ha (55 – 65% din potenţial). Cauzele acestor nivele mici ale producţiei de grâu comun sunt multe şi se referă la nivelul tehnicii şi tehnologiei, la pregătirea profesională, dar cel mai important factor negativ aparţine structurii genetice a soiurilor. Faptul că soiurile actuale de grâu sunt soiuri polimorfe ori multiliniale, sunt alcătuite dintr-un amestec de mai multe biotipuri sau linii transgresive specializate, în anumite proporţii – determină ca pe parcursul producerii şi multiplicării seminţei să se înregistreze o degradare biologică şi de aici scăderea potenţialului de producţie Ameliorarea calităţii grâului comun

Între capacitatea de producţie şi conţinutul în proteine al boabelor de grâu există, în general, o corelaţie negativă; genele care controlează conţinutul scăzut în proteină sunt înlănţuite cu genele care controlează greutatea bobului.

Totuşi, la unele soiuri, această corelaţie nu se manifestă puternic, existând astfel şanse reale de creştere a calităţii concomitent cu creşterea capacităţii de producţie. În general, soiurile autohtone de grâu conţin 8 – 15% proteine total; 65 – 70% amidon, 1 – 2% grăsimi, săruri minerale, zaharuri etc.

Componentele calitative ale bobului de grâu comun sunt: conţinutul în proteine, conţinutul în gluten şi calitatea acestora. Sub acest aspect proteinele din endosperm: gluteina (47%) şi gliadina (53%), formează împreună un complex coloidal denumit gluten şi care influenţează în mare măsură caracteristicile calitative ale pâinii exprimate prin extensibilitate, elasticitate, rezistenţă la deformare, aspect, gust şi miros plăcut etc.

Grâul pentru pâine trebuie, în primul rând, să aibă însuşiri de măciniş bune, adică să aibă boabele nici exagerat de tari, nici moi, pentru a se măcina normal şi a da o cantitate de făină mare. Grânele cu bobul excesiv de tare au un randament scăzut de măciniş, necesită un consum sporit de energie pentru măcinare. Grânele cu bobul moale se cern mai greu necesitând un timp prelungit de cernere. Grâul pentru pâine trebuie să aibă randament ridicat la măciniş, adică să dea o cantitate cât mai mare de făină din unitatea de greutate boabe şi să aibă un conţinut scăzut de cenuşă. Randamentul la măciniş este influenţat de greutatea hectolitrică.

O făină de bună calitate pentru panificaţie trebuie să aibă şi o capacitate ridicată de absorbţie pentru apă, cerinţe reduse de oxidare, timp de frământare mijlociu sau nu prea lung, o toleranţă satisfăcătoare la frământare şi la mânuirea aluatului şi un bun potenţial în privinţa volumului pâinii. Acesta din urmă este legat şi de cantitatea de maltoză care

54

prin degradare dă naştere la gaze în masa aluatului, ceea ce determină creşterea aluatului şi în final volumul pâinii. Pentru a atinge parametri buni în direcţiile menţionate, grâul trebuie să aibă un conţinut ridicat de substanţe proteice şi un conţinut ridicat de gluten de calitate superioară (elastic, tenace, rezistent). Conţinutul ridicat de substanţe proteice şi o compoziţie echilibrată în aminoacizi a acestora este necesară şi pentru ca pâinea să aibă o valoare nutritivă superioară.

Este cunoscută influenţa asupra calităţii a factorilor climatici, în special a temperaturii şi umidităţii în ultimile două săptămâni dinaintea recoltării. S-a observat că soiurile cu însuşiri superioare de panificaţie sunt mai puţin influenţate de condiţiile nefavorabile din această perioadă.

Conţinutul în proteine, şi în mod deosebit în gluten, prezintă o mare variabilitate atât controlului genic, dar mai ales în privinţa influenţei condiţiilor de mediu şi tehnologice. Astfel, condiţiile specifice din timpul formării bobului influenţează conţinutul în proteine şi gluten după cum urmează:

- umiditatea redusă şi temperatura ridicată (din aer şi sol) măreşte conţinutul de proteine şi gluten;

- umiditatea mare şi temperatura scăzută (din aer şi sol) scade conţinutul în proteine şi gluten;

- fertilizarea cu doze progresive de azot-într-o rată de 50 kg/ha s. a. (N50; N100; N150) determină o creştere a conţinutului proteic cu câte 1% pentru fiecare doză de 50 kg/ha azot s. a.;

- boabele din treimea superioară a spicului au proteină mai puţină comparativ cu restul de două treimi;

Sub aspect calitativ, la grâu interesează şi conţinutul în lizină care este cuprins între 2,0 – 4,2 mg/ 100g proteină. Mai menţionăm că dozele progresive cu azot, deşi măresc conţinutul în proteine total, determină reduceri în conţinutul de lizină.

Posibilitatea creşterii conţinutului proteic şi a calităţii acestuia există, prin realizarea de hibridări intraspecifice şi chiar interspecifice. Astfel, amfiploidul Triticale (grâu x secară) poate mări conţinutul proteic la 18,26 – 21,11 %, în timp ce, în aceleaşi condiţii, grâul avea 13,68%, iar secara 10,80%. Chiar şi mutageneza poate oferi posibilitatea ameliorării calităţii grâului (soiurile Sharbati Sonova şi Novosibiskaia-67).

Ameliorarea precocităţii – prezintă interes pentru toate zonele de cultură din ţara noastră, din următoarele considerente:

- soiurile precoce pot scăpa de efectele negative ale secetei atmosferice şi chiar a solului din timpul verii, înregistrându-se acea rezistenţă pasivă;

- soiurile precoce de grâu oferă posibilitatea practicării sistemului de agricultură cu două culturi pentru boabe pe an pe terenurile irigate. Astfel, dacă grâul se va recolta până la sfârşitul lunii iunie, în zonele sudice irigabile, există posibilitatea obţinerii unor producţii foarte eficiente de porumb boabe (hibrizi timpurii), de fasole boabe (soiuri precoce), de soia (soiuri precoce), sorg, mei, cartofi etc.

55

Precocitatea sub aspectul înspicatului şi coacerii este o însuşire ereditară cu o gamă largă de variabilitate, afectată de mersul condiţiilor de mediu pe durata vegetaţiei.

Precocitatea este o însuşire deosebit de importantă a soiurilor de grâu, ea permiţând o armonizare mai bună între fazele şi stadiile critice de dezvoltare ale plantelor şi condiţiile climatice şi de cultură, ceea ce contribuie la asigurarea unei stabilităţi mai bune a producţiei de boabe. Studiul eredităţii precocităţii trebuie să se bazeze neapărat pe studiul genetic al proceselor fiziologice ale creşterii şi dezvoltării plantelor.

Ameliorarea pentru precocitate trebuie să urmărească, în condiţiile climatice date, perioadele critice ale ontogeniei, în scopul evitării sau atenuării acţiunii distructive a unor factori nefavorabili. Tendinţa actuală de a se cultiva soiuri de grâu mai timpurii în aproape toate zonele ţării este pe deplin justificată şi acest lucru impune orientarea lucrărilor de ameliorare la grâu înspre obţinerea de soiuri precoce, productive şi de calitate superioară, adaptate condiţiilor de mediu locale, rezistente la atacul la boli şi dăunători şi la condiţiile nefavorabile ale mediului extern.

Ameliorarea rezistenţei la iernare – reprezintă un obiectiv important pentru toate zonele de cultură ale grâului, deoarece condiţiile vitrege din timpul iernii (variaţiile termice, terenul neacoperit cu zăpadă sau stratul de zăpadă prea gros, acoperirea cu gheaţă etc.) provoacă distrugerea sau asfixierea plantelor sau sensibilizarea acestora la atacul bolilor. În general, soiurile de grâu autohtone manifestă o rezistenţă sporită la iernare şi, mai ales în ultima vreme, nu s-au înregistrat cazuri de distrugere a grâului pe suprafeţe mari, deşi condiţiile din toamnă n-au fost dintre cele mai favorabile răsăririi şi pregătirii plantelor pentru iernare. Se constată că soiurile rezistente la iernare prezintă anumite particularităţi morfologice şi fiziologice cum ar fi:

- prezenţa nodului de înfrăţire al plantelor mai adânc în sol măreşte rezistenţa; - formele “de toamnă” sunt mai rezistente ca cele “de primăvară”; - portul “culcat” al plantei denotă rezistenţă sporită faţă de portul “erect”; - formele care înfrăţesc mai mult au o rezistenţă sporită; - plantele cu talie mare sunt mai rezistente la iernare; - formele tardive manifestă rezistenţă sporită.

Hibridările intraspecifice, interspecifice şi chiar intergenerice pot asigura obţinerea de soiuri cu rezistenţă la iernare.

Complexitatea determinării genetice a rezistenţei la ger explică, pe de o parte marea diversitate a acestei însuşiri în colecţia mondială şi, pe de altă parte, unele din dificultăţile ce apar în procesul de ameliorare în această direcţie.

Ameliorarea rezistenţei la secetă-prezintă interes deosebit pentru toate soiurile de grâu dar, în mod deosebit, soiurile zonate pentru partea sudică şi sud-estică a ţării. Corelată, în general, cu rezistenţa la îngheţ, având o bază fiziologică apropiată, rezistenţa la secetă este o însuşire ereditară foarte complexă, controlată poligenic şi se manifestă sub două forme: rezistenţă la secetă pasivă-prin precocitate şi rezistenţa la secetă activă prin următoarele însuşiri:

56

- dezvoltarea unui sistem radicular puternic şi profund; - adaptarea sistemului foliar pentru o transpiraţie mai redusă (limbul frunzei mai

îngust, poziţia frunzei oblică sau în unghi foarte ascuţit); - coeficient de transpiraţie redus (sub 400 cm3 apă/ g S.U.); - randament fotosintetic mare; - realizarea de linii izogenice aristate la formele valoroase nearistate.

Pentru evidenţierea genotipurilor rezistente la seceta atmosferică sau a solului, liniile de grâu se cultivă în condiţii naturale sau artificiale şi se reţin cele cu mărimea normală a bobului şi greutatea bobului mare (MMB să depăşească 45 – 50 g) .

Ameliorarea rezistenţei la secetă se poate realiza prin hibridarea soiurilor de grâu mai rezistente sau prin hibridarea intergenerică Triticum x Agropyron.

Ameliorarea rezistenţei la cădere şi scuturare-în condiţiile unei tehnologii intensive şi super-intensive reprezintă o cerinţă obligatorie. Mecanizarea tehnologiei de cultivare a grâului în condiţiile folosirii factorilor de intensivizare (fertilizare, irigare, etc.) impune realizarea de soiuri cu rezistenţă sporită la cădere şi scuturare.

Un soi de grâu cu rezistenţă bună la cădere se caracterizează prin: - tulpina scurtă, cu internodurile ce cresc în lungime de la bază spre vârf; - grosimea tulpinii, a nodurilor şi internodurilor în scădere de la bază spre vârf; - elasticitatea ridicată a paiului, realizată prin structura celulelor şi gradul ridicat

al depunerii ligninei pe pereţii celulelor; - sistemul radicular profund şi bine dezvoltat; - rezistenţa sporită la boli şi dăunători.

De asemenea, un soi cu rezistenţă bună la scuturare se caracterizează prin: - inserţie bună a glumelor şi paleilor pe rahis; - dezvoltarea puternică a ţesutului mecanic la glume şi palei; - structura anatomică a glumelor şi paleilor la boabele golaşe; - gradul de înclinare a spicului; - forma şi mărimea glumelor, paleilor şi bobului etc. Formele de grâu pitice, dublupitice sau triplupitice (cu 1, 2 sau 3 gene pentru

piticire) au redus talia plantei până la 60–80 cm, fără să afecteze capacitatea de producţie şi calitatea, dar au manifestat o rezistenţă sporită la cădere şi scuturare. Ameliorarea rezistenţei la boli şi dăunători

Pentru o serie de boli importante a devenit astăzi posibilă o combatere chimică eficace. Cu toate acestea, luând în consideraţie costul şi dificultăţile aplicării tratamentelor, riscurile de poluare şi posibilitatea adaptării patogenilor la fungicidele folosite, considerăm că, în prezent, continuarea eforturilor de utilizare a posibilităţilor luptei genetice împotriva acestor boli este justificată.

Ameliorarea plantelor a fost definită ca o continuare, dirijată conştient de om, a evoluţiei naturale a speciilor cultivate. Din acest punct de vedere, ameliorarea pentru rezistenţa la boli trebuie privită ca o posibilitate de a dirija evoluţia corelată a plantelor

57

de cultură şi a agenţilor patogeni. De-a lungul a milenii de evoluţie plantele şi patogenii au coexistat, plantele reuşind să supravieţuiască datorită unui complex de mecanisme condiţionate genetic, capabile să reducă fie îmbolnăvirea plantelor, fie consecinţele acestei îmbolnăviri. Acest complex stă astăzi la dispoziţia amelioratorului pentru utilizarea conştientă în vederea reducerii la minimum a pierderilor de recoltă.

Ceea ce este important din punct de vedere al strategiei ameliorării pentru reducerea pagubelor produse de boli este faptul că, pe măsură ce această reducere este mai completă, presiunea de selecţie exercitată asupra populaţiei patogenului este mai puternică şi aceasta duce automat la înmulţirea biotipurilor mai adaptate pentru a depăşi respectivul mecanism de rezistenţă. Cu alte cuvinte, mecanismele care oferă o protecţie completă împotriva patogenilor sunt, din această cauză, mai puţin durabile. Mecanismele de protecţie cele mai stabile sunt cele care permit o dezvoltare cât mai normală a patogenului, ceea ce face ca pierderile să nu poată fi micşorate prea mult.

Metodele folosite în ameliorarea grâului comun În ameliorarea grâului comun se întâlnesc anumite dificultăţi cum ar fi:

- numărul mare de obiective ce trebuie ameliorate (10 obiective şi 13 rezistenţe); - complexitatea unor însuşiri: capacitatea de producţie, calitatea; - structura poligenomică-AABBDD – provenită de la trei specii diferite; - structura polifactorială a caracterelor; - cunoaşterea insuficientă a geneticii unor caractere (controlul genic al

componentelor capacităţii de producţie, al calităţii, al rezistenţei) etc.; Investigaţiile multiple din domeniul citogeneticii au determinat extinderea pentru

cultura grâului a următoarelor metode de ameliorare: selecţia, hibridarea şi mutageneza. Triticale – un gen nou de plantă

O sursă importantă de proteine şi lizină o constituie Triticale un gen de plantă creat artificial de om prin încrucişarea grâului cu secara. Se cunosc două forme de triticale: forma hexaploidă (2n = 6x = 42 cromozomi) rezultată din încrucişarea soiurilor de grâu tetraploide aparţinând speciei T turgidum conv. durum, cu secara diploidă urmată de dublarea numărului de cromozomi la hibridul steril din F1 şi forma octoploidă (2n = 8x = 56 cr.) provenită din hibridarea soiurilor de grâu hexaploide aparţinând speciei T aestivum ssp. vulgare cu secara diploidă, urmată de asemenea de dublarea numărului de cromozomi la hibridul din F1. Ambele forme pot fi de primăvară sau de toamnă. În prezent, atenţia cea mai mare se acordă formelor hexaploide.

Boabele de triticale se utilizează sub formă de pâine, paste făinoase, fulgi, la fabricarea berii şi a spirtului precum şi în nutriţia animală sub formă de nutreţ concentrat, furaj verde sau fân. Formele octoploide, având un conţinut mai mare de proteine, un gluten mai bun şi însuşiri de panificaţie mai apropiate de ale grâului comun, dau o pâine mai bună decât cele hexaploide. Au fost obţinute şi linii de Triticale hexaploid care dau o pâine de bună calitate. Cercetările executate în ultimii ani demonstrează că, la conţinutul de proteine, liniile de Triticale hexaploid variază între

58

11,7 – 22,5% cu o medie de 17,5%. Cel de lizină este cuprins între 2,6%-3,9% cu o medie de 3,4%, iar conţinutul în lizină este corelat negativ cu cel în proteine.

Capacitatea de producţie a formelor de Triticale este încă mică deoarece: - fertilitate redusă; - produce boabe şiştave ca urmare a dezvoltării incomplete a endospermului; - slabă rezistenţă la cădere din cauza paiului slab şi înalt; - tardivitate, însuşire care expune plantele acţiunii secetei; - sensibilitate genetică la fotoperiodism: unele forme cer fotoperioade lungi pentru a înflori şi fructifica riscând de a nu se dezvolta în condiţii de zi scurtă; - adaptabilitate limitată; - susceptibilitate la diferite boli.

4.2. Ameliorarea grâului de primăvară (Triticum durum L.) Grâul de primăvară constituie materia primă ideală pentru fabricarea pastelor

făinoase cu calităţi superioare, deoarece: - determină o rezistenţă mare la rupere a pastelor făinoase; - pastele făinoase au culoarea galben – strălucitoare; - pastele făinoase, prin fierbere, îşi măresc volumul şi devin gustoase.

Ameliorarea grâului durum a fost iniţiată în cadrul ICAR în perioada 1948 – 1954, folosindu-se metoda selecţiei în masă la populaţiile locale din Transilvania. Apoi, în perioada 1953 – 1957 ameliorarea grâului durum se realizează la SCA Studina şi SCA Caracal, reuşindu-se obţinerea primului soi-Arnăut de Studina, prin aceeaşi metodă a selecţiei. Soiul Arnăut de Studina era tardiv, sensibil la cădere, slab productiv, factori ce au limitat extinderea grâului durum, fiind cultivat pe suprafeţe mici în nordul Moldovei, Transilvania, sudul Olteniei şi Dobrogea.

Începând cu 1967, la ICCPT Fundulea şi SCA Caracal sunt iniţiate programe intensive de hibridare care au ca obiectiv ameliorarea rezistenţei la cădere (prin utilizarea genelor pentru talie mică), rezistenţei la iernare şi a calităţilor tehnologice.

S-a folosit germoplasma populaţiilor locale din Transilvania, soiul Arnăut de Studina, soiurile de grâu durum de toamnă importate din fosta URSS – pe de o parte şi pe de altă parte populaţiile hibride semipitice din Mexic, Italia şi Franţa. În lucrările de hibridare s-au mai folosit şi unele soiuri româneşti de grâu comun şi Triticale.

Un prim rezultat a fost omologarea în 1977 a primului soi românesc de grâu durum, de toamnă, semipitic, numit Topaz. Apoi, în 1984, este omologat al doilea soi de grâu durum, de toamnă, numit Rodur, care este mai precoce şi mai productiv decât Topaz.

Experimentările cu grâul durum de toamnă din perioada 1976 – 1986 evidenţiază 3 etape: prima, când s-a obţinut soiul Topaz care depăşeşte soiul martor Apullum 233 cu 17,3% (670 kg/ha spor, faţă de 3850 kg/ha martor), datorită precocităţii, rezistenţei sporite la iernare, taliei reduse şi rezistenţei la cădere; a doua etapă, când se obţine soiul Rodur ce depăşeşte cu 15% soiul Topaz, fiind mai precoce şi mărimea boabelor sporită, iar a treia etapă când se compară cu soiul de grâu comun Lovrin 34 şi se constată că

59

diferenţele de producţie nu sunt semnificative. Diferenţele de producţie pot fi compensate prin preţul mai ridicat al grâului durum.

Trebuie să menţionăm că ambele soiuri de grâu durum de toamnă sunt mijlociu de rezistente la rugina galbenă, sunt rezistente la rugina brună, mijlociu de sensibile la făinare şi septorioză şi sensibile la fuzarioză, în special Fusarium nivale.

Indicii de calitate a soiurilor româneşti de grâu durum de toamnă, determinaţi la ICCPT Fundulea (Elena Oproiu) şi Institutul de Cercetări Alimentare evidenţiază un conţinut în proteine egal cu 14,9% (la soiul Rodur) comparabil cu soiurile cu o largă răspândire pe plan mondial ca: Creso (12,2%); Mexicoli 75 (9,8%); Javaras 79 (9,6%).

De asemenea şi restul indicilor de calitate ce caracterizează cele două soiuri încadrează soiul Rodur în categoria grâului durum de calitate foarte bună iar soiul Topaz în categoria celor de calitate bună.

Programul viitor de ameliorare a grâului durum vizează: - ameliorarea conţinutului de pigmenţi carotenoizi; - ameliorarea rezistenţei la iernare şi fuzarioză; - îmbunătăţirea arhitecturii spicului, pentru a permite o fertilitate mai bună, boabe

mari şi grele; - intensificarea hibridărilor şi retroîncrucişărilor dintre grâul durum şi triticale

pentru a îmbunătăţi creşterea vegetativă de toamnă-primăvară, o morfologie mai bună a tulpinii şi menţinerea în stare verde a părţilor plantei până la maturitatea deplină etc.

Obiectivele ameliorării şi metodele folosite în ameliorarea grâului de primăvară sunt identice cu cele prezentate la grâul comun de toamnă.

4.3. Ameliorarea orzului de toamnă Obiectivele ameliorării orzului de toamnă Ameliorarea capacităţii de producţie – are la bază ameliorarea următoarelor

componente: numărul de spice pe m2; numărul de boabe/spic; greutatea boabelor pe spic; masa a 1000 boabe.

Pentru o producţie de 10 t /ha un soi de orz trebuie să asigure, în medie, 600 spice recoltabile pe m2 (300 de plante cu 1–2 fraţi) cu 40 boabe/ spic şi 42 grame MMB.

Sunt mai productive: - formele “de toamnă” faţă de cele “de primăvară”; - formele “hexastichum” comparativ cu cele “distichum”; - formele aristate comparativ cu cele cu bobul golaş; - formele cu talie mai redusă comparativ cu cele înalte. Ameliorarea calităţii

Orzul furajer, nefiind solicitat de industrie, nu are ca obiectiv major ameliorarea calităţii (se ştie că industria pretinde anumite calităţi). Totuşi, ar fi bine ca paleele să nu depăşească 10% din greutatea boabelor. Aşa a venit ideea obţinerii orzului golaş, dar aceste orzuri sunt slab productive, au rezistenţă slabă la cădere şi scuturare sau ideea

60

obţinerii orzului cu aristalele caduce care sunt, însă, slab rezistente la boli şi iernare. În fine, s-a propus obţinerea de orzuri cu aristele netede dar acestea prezintă o sterilitate pronunţată.

În final, calitatea orzului furajer ar consta în conţinutul şi calitatea proteinelor în special lizina şi triptofanul. Aceste însuşiri se pot ameliora deoarece:

- sortimentul mondial de germoplasmă prezintă valori mari; - există corelaţia pozitivă directă dintre cantitatea şi calitatea la orz. Ameliorarea rezistenţei la iernare - prezintă interes pentru zonele din Transilvania, Bărăgan, Dobrogea şi Moldova; - factorii cu implicaţii majore în împiedicarea unei vegetaţii normale în timpul

iernii a plantelor de orz sunt: temperatura scăzută, oscilaţiile termice cu amplitudine mare la trecerea de iarnă la primăvară, seceta de iarnă, crusta de gheaţă pe zăpadă, stratul de gheaţă direct pe suprafaţa solului, desrădăcinarea (descălţarea), asfixierea, acoperirea plantelor cu praful purtat de vânturi etc.;

- rezistenţa activă la iernare este în corelaţie directă numai cu concentraţia în glucide a sucului celular de la nivelul nodului de înfrăţire; pentru restul acţiunilor individuale sau cumulate ale factorilor enumeraţi anterior plantele de orz nu manifestă o rezistenţă activă, ci doar o aşa-zisă rezistenţă pasivă;

- călirea poate fi considerată o etapă de pregătire a plantelor pentru a putea suporta mai uşor acţiunea negativă a temperaturilor scăzute. Se consideră că o plantă cu rezistenţă slabă la temperaturi scăzute dar călită, suportă aceleaşi temperaturi negative ca şi o plantă cu rezistenţă mare dar necălită. Spre deosebire de grâu, la care călirea se desfăşoară în două faze, la orz, călirea are loc într-o singură fază şi aceasta când în prezenţa luminii şi a temperaturii aerului între 0 – 60C are loc translocarea glucidelor la nivelul nodului de înfrăţire;

-amelioratorii au constatat că rezistenţa mai slabă la iernare a orzului faţă de grâu se datorează ritmului lent, de 1,5 ori mai mic, în care are loc sinteza şi translocarea substanţelor protectoare pe timpul călirii (glucoză, zaharoză, rafinoză, prolină etc.).

Ameliorarea precocităţii – rezolvă următoarele probleme: -evită efectele negative ale secetei pronunţate din iulie prin maturizarea precoce; -favorizează practicarea rotaţiilor anuale intensive mai ales pe terenurile irigate

(boabe-boabe, boabe-furaj, furaj-boabe, furaj-furaj); -permite o eşalonare optimă a recoltării păioaselor; -la orz nu se manifestă corelaţia negativă dintre precocitate şi productivitate,

această corelaţie fiind eliminată de amelioratori. Ameliorarea rezistenţei la secetă şi arşiţe -nu există soiuri de orz cu rezistenţă activă la secetă şi arşiţe; -o plantă ce suportă mai uşor efectele negative ale secetei şi arşiţelor (rezistenţă

pasivă) se prezintă astfel: -precocitate ridicată;

61

-sistemul radicular mai dezvoltat şi profund; -masa foliară mai redusă; -limbul frunzei îngust şi subţire; -numărul mic de stomate active; -prezenţa perozităţii şi a substanţelor ceroase pe frunze şi tulpină; -gradul ridicat de înfrăţire (acoperă mai bine solul). Ameliorarea rezistenţei la boli şi dăunători

- bolile ce pot fi combătute prin tehnologia de cultivare nu constituie obiective ale ameliorării (tăciunele zburător, tăciunele semizburător, tăciunele îmbrăcat, mălura etc.);

- boli ce constituie obiective ale ameliorării pentru creşterea rezistenţei active: făinarea, sfâşierea frunzelor, rugina pitică, rugina galbenă, rugina neagră etc.

Ameliorarea rezistenţei la cădere, frângere şi scuturare-rezistenţele active din această categorie favorizează reacţia favorabilă a plantelor la măsurile de intensivizare.

- rezistenţa la cădere – favorizează recoltarea mecanizată, creşterea capacităţii de producţie şi protejează plantele de infecţie cu boli/dăunători. Rezistenţa la cădere este mai mare la plantele cu talia mică, la cele cu înfrăţire mai mare, la cele cu sistemul radicular bine dezvoltat şi profund, diametrul tulpinii în scădere de la bază spre vârf etc.

- rezistenţa la frângere şi scuturare – prezintă interes atunci când temperatura la maturizare este mare (supracoacere) şi când intervin perioadele de secetă atmosferică.

Metodele de ameliorare la orzul de toamnă sunt selecţia, hibridarea, mutageneza.

4.4. Ameliorarea orzoaicei în România Obiectivele ameliorării orzoaicei

Ameliorarea capacităţii de producţie Ca şi la orzul pentru furaj, la orzoaică ameliorarea capacităţii de producţie

cuprinde aceleaşi obiective dar există şi unele particularităţi specifice orzoaicei:: înfrăţirea mai puternică, mărimea boabelor (cu valori mai ridicate), mărimea embrionului (de asemenea mare), uniformitatea boabelor (care asigură uniformitatea plantulei) etc. Totuşi potenţialul productiv al orzoaicei este mult mai redus în comparaţie cu orzul şi aceasta din cauza celor două rânduri de boabe. Ameliorarea calităţii

Ameliorarea indicilor de calitate la orzoaică reprezintă o cerinţă impusă de tehnologia fabricării berii, dar şi de consumatorii de bere. Astfel, un soi de orzoaică cu însuşiri de calitate superioare va îndeplini următoarele cerinţe: boabele să fie mari şi uniforme; paleile să fie în proporţie redusă şi fine (nu este permisă lipsa lor); energia germinativă mare; conţinut în amidon mare; conţinut în proteine redus ( dar nu lipsă).

Fabricile de bere solicită ca boabele mari să fie în proporţie de peste 80%, germinaţia de peste 95%, conţinutul în proteine sub 10%, iar al paleilor fine să fie de 5 – 7%. Menţionăm că unii indici calitativi se referă şi la calitatea malţului, ca: separarea uşoară a proteinelor din must, hidroliza rapidă a amidonului, procesele favorabile din etapa fermentării şi fierberii, maturizarea etc.

62

Ameliorarea rezistenţei la secetă şi arşiţe Aceeaşi problematică ca la orzul de toamnă. Ameliorarea rezistenţei la cădere, frângere, scuturare sunt obiective specifice intensivizării;sunt obligatorii pentru orzoaică întrucât se depreciază calitatea recoltei, a malţului şi în final a berii. Ameliorarea rezistenţei la boli şi dăunători Idem orzul furajer.

Metodele de ameliorare sunt aceleaşi ca şi la orzul furajer.

4.5. Ameliorarea fasolei Obiectivele ameliorării fasolei

Ameliorarea capacităţii de producţie. După modul de cultură, conţinutul şi destinaţia producţiei, la fasole se identifică mai multe forme: fasolea de câmp (boabe), fasolea mixtă (păstăi, boabe) şi fasolea de grădină - cultivată numai pentru păstăi.

Obiectivele capacităţii de producţie sunt diferenţiate după formele de fasole. O producţie ideală pentru fasole se poate obţine în următoarele condiţii:

- realizarea unui număr optim de plante fertile pe unitatea de suprafaţă; - realizarea uni număr optim de păstăi pe o plantă; - realizarea de genotipuri cu creştere determinată şi nedeterminată în funcţie de

scopul şi destinaţia producţiei. Astfel, pentru un soi de fasole destinat producţiei de boabe, realizarea unei

producţiii de 3500 kg/ha este posibilă dacă: sunt 40 plante/ m2; plantele au câte 6 păstăi, o păstaie are câte 6 boabe, iar MMB este de peste 250 g. La aceste cerinţe mai trebuie adăugate: realizarea de forme cu creşterea determinată, erecte, rezistente la cădere, scuturare, înălţimea de inserţie a primelor păstăi la peste 18–20 cm, maturarea uniformă a păstăilor, boabele să aibă suprafaţa plană la contactul cotiledoanelor pe zona hilului, iar rezistenţa la stresurile climatice şi fitopatogenice să fie activă.

Soiurile moderne de fasole cultivate în cultură pură trebuie să posede o tulpină viguroasă, erectă, rezistentă la cădere etc., caractere ce se pot obţine prin selecţia genotipurilor cu portul pitic în cadrul generaţiilor hibride segregante.

Ameliorarea calităţii – prin creşterea conţinutului în proteine la peste 32% şi în mod deosebit al lizinei şi triptofanului (peste 4,5, respectiv peste 1,5 mg/ 100 g proteine), dar şi prin reducerea procentului de coji sub 8–10%, în timp ce coeficientul de fierbere să fie ridicat (K = 10–15). Nu trebuie neglijat aspectul comercial al boabelor (uniformitatea mărimii, culoarea, forma). Toate aceste caractere şi însuşiri pozitive se pot obţine practicând o selecţie individuală de tip pedigree în cadrul populaţiilor hibride.

Ameliorarea rezistenţei la temperaturi scăzute – cu referire la efectele nocive ale îngheţurilor târzii din primăvară, constituie obiectiv important în ameliorarea fasolei. Avansarea epocii semănatului la fasole cu 10–12 zile, în special la soiurile precoce, prin obţinerea unei rezistenţe active la temperaturile scăzute din primăvară, ar facilita evitarea scăderilor catastrofale de producţie prin efectul temperaturilor ridicate din perioada formării păstăilor.

63

Ameliorarea rezistenţei la secetă şi arşiţe – cel puţin în etapa actuală, vizează numai obţinerea de soiuri precoce şi foarte precoce, dar există şi posibilitatea obţinerii unei rezistenţe active prin folosirea hibridărilor interspecifice (Ph. vulgaris x Ph. acutifolius; Ph. vulgaris x Ph. aureus).

Ameliorarea precocităţii –obiectiv motivat de faptul că soiurile precoce de fasole asigură producţii mai constante prin evitarea efectelor negative ale secetei din partea a doua a vegetaţiei şi pot fi cultivate cu succes pe terenurile irigate, în rotaţiile: grâu-fasole, orz-fasole, secară masă verde-fasole, borceag de toamnă-fasole etc.

Ameliorarea rezistenţei la boli şi dăunători – aşa cum s-a menţionat, rezistenţa la unele boli este controlată monogenic, dar şi poligenic. Ceea ce este deosebit de important este faptul că la planta de fasole s-au identificat genele care controlează fiecare rezistenţă la boli şi, de asemenea, faptul că germoplasma mondială posedă genotipurile cu asemenea rezistenţe. Folosind hibridările interspecifice de tip backcross, în viitor vom dispune de soiuri cu rezistenţă activă la acest important stres. Metode de ameliorare sunt selecţia, hibridarea şi mutageneza.

4.6. Ameliorarea soiei Obiectivele ameliorării

Ameliorarea capacităţii de producţie Un soi productiv de soia va trebui să îndeplinească următoarele cerinţe: să realizeze

în mod constant o producţie medie de peste 4000 kg/ha; conţinutul în proteină să fie de aproape 50%, înălţimea de inserţie a primelor păstăi la peste 20 cm, perioada de vegetaţie scurtă spre mijlocie, cu randament fotosintetic ridicat şi cu rezistenţă activă ridicată la stresurile climatice şi fitopatogenice. De asemenea, viitorul soi de soia va trebui să posede frunzele mai înguste, orientate vertical, cu peţiolul cât mai scurt pentru a facilita pătrunderea luminii la etajele inferioare, menţinerea în stare activă a frunzelor bazale şi creşterea densităţii plantelor la unitatea de suprafaţă. Realizarea obiectivelor este posibilă întrucât germoplasma mondială dispune de astfel de însuşiri şi caractere. Ameliorarea calităţii – vizează creşterea conţinutului de proteină la peste 50% precum şi cel de grăsimi la peste 25%. Trebuie menţionat că, la acelaşi genotip, ambele componente nu pot fi majorate fie datorită controlului genic deosebit de strict şi în multe cazuri în sens negativ, fie datorită tehnologiilor specifice deosebite folosite în industria prelucrătoare. Sunt stabilite condiţionările reciproce între creşterea producţiei cu scăderea conţinutului de proteină, precum şi între creşterea conţinutului în proteină şi scăderea conţinutului în ulei. În acelaşi timp, s-a stabilit că folosirea la hibridare a formelor parentale bogate în proteine sau grăsimi asigură hibrizilor în F2 şi F3 o mare variabilitate a descendenţelor cu proteină mai multă sau a descendeţelor cu grăsimi mai multe. Aşa de exemplu la ICCPT – Fundulea prin această metodă s-a reuşit o creştere a conţinutului în proteină faţă de cei mai valoroşi părinţi cu 18-23% şi a lizinei de la 4,2 la 5,6 mg/ 100 g proteină. Creşteri mai spectaculoase s-au înregistrat la conţinutul de grăsimi fiind de 20–23 % faţă de partenerii cei mai valoroşi.

64

Ameliorarea precocităţii soiei în condiţiile ţării noastre se impune deoarece soiurile precoce şi foarte precoce ar oferi posibilitatea extinderii arealului de cultură, se pretează foarte bine în cultură succesivă pe terenurile irigate din sudul ţării, pot asigura producţii mari şi constante întrucât pot evita efectele negative ale secetei şi arşiţei din timpul verii, în special în partea de sud şi sud-est a ţării.

În ultimă instanţă, soiurile precoce prezintă şi o oarecare rezistenţă pasivă la atacul unor boli şi dăunători. Trebuie menţionat şi faptul că nu se înregistrează un efect pregnant al precocităţii asupra scăderii producţiei la soia. De asemenea, s-a stabilit pe cale experimentală că hibridarea intraspecifică, dar şi interspecifică, prin folosirea genitorilor cu perioadă de vegetaţie scurtă determină obţinerea unor descendenţe hibride, în generaţiile segregante, deosebit de precoce.

Ameliorarea rezistenţei la scuturare – prezintă interes pentru toate soiurile dar, mai ales, pentru soiurile recomandate unei agriculturi mecanizate. Un soi nou de soia cu rezistenţă activă la scuturare trebuie să posede ramuri cu fragilitate redusă, tulpinile să aibă higroscopicitatea redusă, iar păstăile să fie mai puţin sensibile în condiţiile oscilaţiilor diurne ale temperaturii şi umidităţii aerului. Evitarea pierderilor, mai ales la recoltarea mecanizată, se mai poate realiza şi prin crearea de soiuri cu înălţimea de inserţie a primelor păstăi la peste 20 cm faţă de sol. Cercetările genetice au evidenţiat că gruparea primelor păstăi la nivele superioare pe tulpină este controlată de o genă recesivă, în comparaţie cu situaţia normală care este controlată de o genă dominantă.

Ameliorarea rezistenţei la boli – este un obiectiv foarte dificil, pe de o parte datorită numărului ridicat de rase fiziologice şi chiar al numărului mare de boli ce afectează planta de soia, iar pe de altă parte controlul poligenic al unor boli ca: sclerotinia, mozaicul etc., face imposibilă identificarea unor genotipuri rezistente.

Încercările de obţinere a unor genotipuri cu rezistenţă activă prin hibridări intraspecifice şi interspecifice de tip backcross, precum şi prin mutageneză sau poliploidie nu s-au soldat cu rezultate semnificative. La ora actuală se preconizează introducerea într-un singur genotip valoros de soia a genelor de rezistenţă verticală, cu scopul de a se limita schimbarea populaţiilor patogenilor, asigurându-se astfel rezistenţa verticală numai a unui singur genotip şi, indirect, o rezistenţă orizontală pentru întreg arealul ocupat de genotipul respectiv. Prin aceasta se speră a se realiza o oarecare rezistenţă activă la noile soiuri multiliniale de soia. Metodele de ameliorare sunt selecţia, hibridarea şi mutageneza.

Întrebări recapitulative: 1. Importanţa ameliorării grâului comun. 2. Obiectivele ameliorării grâului comun: clasificare, caracterizare, determinare. 3. Triticale: importanţă, obiectivele ameliorării. 4. Orzul şi orzoaica: importanţă, obiectivele ameliorării. 5. Fasolea: importanţă, obiectivele ameliorării. 6. Soia: importanţă, obiectivele ameliorării.

65

Cap. 5. AMELIORAREA PLANTELOR ALOGAME 5.1. Ameliorarea porumbului Obiectivele ameliorării porumbului Ameliorarea capacităţii de producţie – deşi reprezintă obiectivul fundamental în

ameliorarea porumbului, capacitatea de producţie este greu de ameliorat, datorită faptului că la realizarea producţiei participă un număr mare de gene, numeroase componente morfologice – controlate poligenic – şi mulţi factori externi foarte greu de controlat. Cu toate aceste, prin eforturi, s-a reuşit ca la porumb creşterea anuală a capacităţii de producţie să fie, în medie pe an, pe ultimile 4 decenii egală cu 4,5%, în comparaţie cu 3,0% la grâu, 2,5% la sfecla de zahăr, 1,5% la cartof etc.

Acumularea în hibrid a unui număr cât mai mare de gene favorabile care să mărească nivelul producţiei este condiţionată de: valoarea genetică a liniilor consangvinizate (ca forme parentale), capacitatea combinativă specifică ridicată, mărimea efectului heterozis şi componentele de productivitate influenţate prin heterozis.

Pentru porumb, principalele componente ale capacităţii de producţie sunt: tipul plantei de porumb; densitatea optimă de plante la hectar; numărul ştiuleţilor pe o plantă; lungimea ştiuletelui; proporţia boabelor în greutatea ştiuletelui (randamentul); numărul boabelor pe ştiulete; mărimea boabelor; greutatea a 1000 boabe (MMB).

Privitor la tipul plantei de porumb, considerăm că este interesantă evoluţia în condiţiile ţării noastre. Astfel identificăm următoarea evoluţie:

- Tipul de porumb cu un singur ştiulete pe plantă-dar un ştiulete mare care să satisfacă cerinţele depănuşatului manual. Reprezintă primul tip de porumb al unei agriculturi bazate pe munca manuală şi tehnologie simplificată.

- Tipul de porumb cu doi ştiuleţi pe plantă sau aşa-zisul “tip prolific” aparţine etapei actuale şi care răspunde mai bine cerinţelor de intensivizare a producţiei de porumb. Acest tip de porumb se pretează la densităţi mai mari (60.000 – 80.000 plante/ ha), la fertilizare mai puternică, la irigare etc.

- Tipul de porumb cu mai mulţi ştiuleţi pe plantă-aşa numiţii hibrizi pitici care se preconizează, permit densităţi mari (100.000 – 120.000 plante/ha) şi o talie redusă întrucât se constată lipsa unei corelaţii negative între talia plantei şi lungimea ştiuleţilor. Privitor la corelaţia negativă dintre densitatea plantelor şi mărimea ştiuleţilor se consideră că aceasta va fi anulată prin modificarea habitusului plantei de porumb. Astfel se consideră că porumbul viitorului va avea următorul habitus: talie mică a plantei; frunzele cu limbul îngust orientat în poziţie cât mai verticală; randamentul fotosintetic al frunzelor să fie mare; realizarea de plante cu frunze brahitice (frunze fără ligulă). Ameliorarea calităţii – pentru producţia de porumb reprezintă una dintre cele mai importante şi actuale obiective care preocupă fiziologii, geneticienii şi amelioratorii. Din punct de vedere economic, interesează mai mult producţia totală de proteină la hectar şi procentul de proteină al hibrizilor. Cercetările de lungă durată (peste 50 ani) au evidenţiat că, la porumb, creşterea procentului de proteină din boabe poate ajunge de la

66

10,9% până la circa 20% şi cel în grăsimi de la 4,75% până la 15%. Prin lucrările de ameliorare şi, mai ales, prin selecţia repetată a indivizilor cu cel mai redus procent de proteină sau de grăsimi s-a ajuns ca după 50 ani, proteina să scadă până la minimum 5%, iar grăsimile până la 1%.

Sporirea cantităţii totale de proteină la porumb este o cerinţă dificil de realizat şi nu rezolvă decât parţial obiectivul calităţii. Se cere în continuare îmbunătăţirea calităţii proteinelor şi, în mod deosebit, la conţinutului în lizină şi triptofan. Se ştie că bobul de porumb conţine două tipuri de proteine: zeină (component proteic prezent în endosperm şi fără aminoacizi esenţiali) şi glutelina, globulina, albumina (componente proteice esenţiale, prezente în endosperm şi embrion). Această din urmă grupă mai conţine lizina şi triptofanul (1,6 respectiv 0,5 g/100 g proteine). Toate încercările de a creşte conţinutul în proteine la porumb s-au soldat cu creşterea numai a conţinutului în zeină şi nu al lizinei, triptofanului sau a altor aminoacizi esenţiali.

Scoaterea din impas a problemei s-a realizat în 1965 (Universitatea din Purdue – SUA) când s-au descoperit genele mutante opaque-2 şi floury-2 care controlează reducerea zeinei de la 54,2% până la 25,4 – 28,7% şi majorarea conţinutului de lizină de la 1,6 până la 3,7 g/100 g proteine, iar cel de triptofan de la 0,3 până la 0,7 – 0,8 g/100 g proteine. Drept consecinţă, valoarea porumbului a crescut de 2–3 ori, sporurile în greutate la animale s-a dublat etc. Se apreciază că această descoperire echivalează ca importanţă cu descoperirea hibrizilor şi efectului heterozis. Transferul acestor gene mutante la porumbul normal se face prin backcrossarea liniilor consangvinizate sau a hibrizilor în F1. Se face menţionarea că gena mutantă opaque-2 provoacă şi unele efecte negative ca: reducerea capacităţii de producţie, scade rezistenţa la fuzarioză, scade capacitatea de păstrare a boabelor şi facultatea germinativă.

Ameliorarea precocităţii. Orientarea spre formele extratimpurii de porumb prezintă avantajele: premergătoare mai bune pentru cerealele de toamnă; consum energetic mai redus; compensarea producţiei scăzute prin creşterea densităţii şi mecanizarea mai uşoară a lucrărilor; se anihilează oscilaţiile mari de producţie datorate carenţelor mari ce apar în aplicarea tehnologiei la formele tardive cum ar fi: fertilizarea neadecvată, realizarea densităţii optime, realizarea lucrărilor în afară de optimum valoric incomplet a resurselor termice.

Obiectivul de precocitate la hibridul de porumb se justifică astfel: -hibrizii precoci pentru zonele de deal, premontane şi chiar montane – unde

temperaturile mai reduse din perioada vegetaţiei împiedică maturarea ştiuleţilor; -hibrizii precoci pentru zonele sudice cu temperaturi ridicate care produc şiştăvirea

boabelor şi diminuarea considerabilă a producţiei; -hibrizii precoci pentru culturi succesive pe terenurile irigabile din sudul şi sud-

estul ţării. Iată de ce, în ţara noastră, programul obţinerii hibrizilor precoci de porumb îşi

găseşte preocupări majore la numeroase Staţiuni de Cercetări ca: SCA Suceava, SCA

67

Turda (pentru hibrizii timpurii destinaţi zonelor premontane şi montane), ICCPT Fundulea, SCA Lovrin (pentru hibrizii timpurii cultivaţi în ogor propriu şi pentru cultură succesivă).

Crearea de forme tolerante sau chiar rezistente la stresul temperaturilor scăzute din primele faze de vegetaţie – foarte frecvente în ţara noastră-precum şi posibilităţile oferite prin utilizarea retardanţilor de germinaţie pentru însămânţarea timpurie sau existenţa unor măsuri neconvenţionale de prelucrare şi conservare a producţiei de porumb (fulguire, însilozare boabe/ştiuleţi etc.), toate pledează pentru folosirea formelor extratimpurii şi timpurii de porumb, care oferă şi avantaje tehnologice.

O altă problemă majoră în ameliorarea precocităţii porumbului o constituie echilibrarea duratei fazei vegetative şi a fazei generative. Astfel, din cele circa 100 zile (durata vegetaţiei la un hibrid timpuriu) necesare obţinerii unei producţii normale de porumb din grupa timpurie, faza vegetativă (semănat-înflorit), de peste 65 zile (65%) este prea lungă, în comparaţie cu faza generativă (formarea bobului-maturitate) care necesită doar 30–35 zile (35%). Scurtarea primei faze este posibilă fie prin intensificarea creşterii vegetative, fie prin creşterea rezistenţei la temperaturi scăzute şi continuarea procesului de sinteză la temperaturi mai joase etc. Asemenea realizări s-au înregistrat deja la hibrizii timpurii noi omologaţi de SCA Suceava şi SCA Turda.

Succesul lucrărilor de ameliorare a precocităţii depinde de precizarea momentului dezvoltării plantelor de porumb când se consideră maturitate fiziologică şi deci, finalul perioadei de vegetaţie, precum şi unităţile în care se exprimă perioada de vegetaţie.

Ameliorarea rezistenţei la temperaturi scăzute prezintă foarte mare interes pentru majoritatea zonelor de cultură din ţară. Posibilitatea ca sămânţa de porumb să germineze normal, fără clocire şi fără atac de mucegai, la temperatura solului de 6–80C, precum şi o rezistenţă activă a plantelor tinere la brume, ar da posibilitatea devansării epocii de însămânţare a porumbului cu 10 – 12 zile şi prin aceasta, unii hibrizi (timpurii, semitardivi) ar scăpa de efectul nociv al temperaturilor excesive din cursul verii. Se menţionează posibilitatea reală de obţinere a obiectivului întrucât, se ştie, liniile consangvinizate provenite din formele de porumb de tip indurata precum şi din cadrul populaţiilor locale prezintă această rezistenţă.

Ameliorarea rezistenţei la secetă şi arşiţă-prezintă interes mai ales pentru hibrizii de porumb cultivaţi în zonele sudice ale ţării, unde temperaturile excesive de la înflorit şi formarea bobului împiedică polenizarea, transferarea asimilatelor în bob şi de aici, şiştăvirea boabelor cu scăderi spectaculoase de producţie.

Hibrizii precoce, cu sistemul radicular mai profund şi bogat, cu creştere intensă în prima fază vegetativă, cu un randament fotosintetic ridicat, cu protandrie redusă şi cantitate mare de polen etc. sunt mai rezistenţi la secetă şi şiştăvire.

Ameliorarea rezistenţei la cădere şi frângere-este o cerinţă majoră mai ales pentru hibrizii de porumb destinaţi suprafeţelor irigate. Se ştie că hibrizii cu rădăcini bine dezvoltate şi profunde, cu o tulpină viguroasă, elastică şi bogată în ţesut

68

sclerenchimatic cu internodurile bazale scurte şi groase etc. prezintă o rezistenţă activă la cădere şi frângere. De asemenea, rezistenţa activă la cădere şi frângere se înregistrează şi la formele pitice de porumb – forme ce vor căpăta o extindere deosebită în viitor pentru considerentele menţionate în primul paragraf.

Ameliorarea rezistenţei la boli – asigură condiţii optime recoltării mecanizate a porumbului, reduce pagubele provocate de ciuperci, bacterii şi virusuri, iar în unele cazuri chiar elimină compromiterea producţiei.

Rezistenţa activă la Ustilago maydis şi Sorosporium holci-Sorghi f. Zeae – ar însemna eliminarea celor 2 – 4% pierderi anuale de producţie la porumb, deşi formele numeroase de tăciune şi lipsa germoplasmei cu o asemenea însuşire de rezistenţă face, deocamdată, imposibilă această realizare. Există tentative, şi chiar s-a realizat un progres, dar nu s-au obţinut hibrizi cu rezistenţă activă la tăciune. Mutageneza este o posibilă metodă ce ar putea permite obţinerea unor gene cu o astfel de rezistenţă.

Rugina comună (Puccinia sorghi) – poate fi eliminată din seria bolilor periculoase deoarece gena Rp1d, transferată prin backcrossare liniilor consangvinizate, asigură o bună rezistenţă activă din partea hibrizilor de porumb.

Pătarea cenuşie a frunzelor de porumb (Helminthosporium turcicum) – poate fi combătută prin crearea de hibrizi cu rezistenţă activă. Există linii consangvinizate la care s-a transferat gena de rezistenţă şi, având în vedere transmiterea dominantă la hibrizi şi condiţionarea monogenică, hibrizii noi obţinuţi prezintă rezistenţă activă.

Rezistenţa la Helminthosporium mayze – care este condiţionată poligenic şi transmiterea acestor gene imprimă o sensibilitate plantelor, în special celor cu androsterilitatea de tipul T (Texas), spre o valoare productivă slabă, nu s-a rezolvat în totalitate. Ceea ce s-a rezolvat este identificarea altor tipuri de androsterilitate la porumb care nu este în linkaj cu genele sensibilităţii la Helminthosporium mayze.

Frângerea tulpinilor porumbului ca urmare a putrezirii bazei lor este una din cele mai păgubitoare boli în toate ţările cultivatoare de porumb. În condiţiile unei agriculturi intensive, cu recoltarea mecanizată, frângerea tulpinilor porumbului determină pierderi anuale între 7–10% din producţie. Acest fenomen este foarte complex şi implică o serie de cauze de origine parazitară şi neparazitară.

Ameliorarea rezistenţei la atacul insectelor – vizează în mod deosebit rezistenţa activă împotriva atacului produs de sfredelitorul porumbului (Ostrinia nubilalis). Liniile consangvinizate americane, iugoslave, cehe şi slovace prezintă în sucul de frunze o “acţiune toxică” ce împiedică pătrunderea larvelor parazitului.

Ameliorarea reacţiei favorabile la intensivizare – din partea plantelor de porumb, prezintă interes atunci când hibrizii respectivi se cultivă numai în condiţii de irigare. Se ştie că prin irigare majoritatea factorilor tehnologici sunt controlaţi. Hibrizii ca organisme cultivate vor trebui să prezinte un nivel ridicat de productivitate, dar, în acelaşi timp, devenind mai sensibili trebuie urmărite şi anumite obiective speciale în ameliorare. Astfel, aceşti hibrizi trebuie să prezinte un metabolism mai activ, un

69

randament fotosintetic mai ridicat (pentru a valorifica superior apa şi elementele nutritive), să tolereze densităţi mari, să suporte umbrirea, să posede o talie mică, o rezistenţă mare la cădere, o dezvoltare profundă a sistemului radicular etc.

Metodele de ameliorare sunt selecţia, hibridarea, consangvinizarea, mutageneza, poliploidia.

5.2. Ameliorarea sorgului Obiectivele ameliorării sorgului

Ameliorarea capacităţii de producţie – şi în cazul sorgului, asemănător tuturor plantelor, reprezintă principala preocupare a amelioratorilor. Producţia medie de boabe la hectar a crescut de la 9.600 kg/ha până la 11.800 kg/ha, existând hibrizi de perspectivă care vor asigura aproape 15.000 kg/ha. Această creştere a producţiei de boabe la sorg se bazează pe creşterea numărului boabelor în panicul, creşterea numărului paniculelor pe plantă şi a MMB. S-au înregistrat progrese deosebite în creşterea rezistenţei la secetă, la atacul afidelor, a toleranţei la alcalinitate şi salinitate. Ameliorarea calităţii sorgului s-a realizat prin sporirea conţinutului în proteine şi al aminoacizilor esenţiali. Conţinutul în proteine a crescut de la 13,5% la 16,5% (F-139-85), iar conţinutul în lizină şi triptofan este egal cu 0,353-0,470 la lizină, respectiv cu 0,091 – 0,121 g/ 100 g substanţă uscată la hibrizii cultivaţi în prezent.

De asemenea, boabele de sorg conţin 75,4% amidon, 3,8% grăsimi, conţinut ce se aseamănă foarte mult cu porumbul. Spre deosebire de porumb care prezintă endospermul galben, hibrizii de sorg prezintă endospermul alb, ceea ce demonstrează un conţinut redus de caroten şi xanthofilă.

Planta verde de sorg este foarte asemănătoare cu cea de porumb, cu deosebirea că la sorg se acumulează în plus alcaloidul “durrină”, care prin hidroliză, sub acţiunea emulsinei, formează acidul cianhidric – foarte toxic pentru animale. Frunzele conţin acid cianhidric de la 3–25 ori mai mult în comparaţie cu tulpinile, în timp ce boabele de sorg nu conţin nici urme de durrină. S-a constatat că durrina se formează mai mult în părţile tinere ale plantei (plantele răsărite, lăstarii regeneraţi după coase) şi că, pe măsură ce vârsta înaintează, conţinutul scade treptat ajungându-se la dispariţia totală în momentul apariţiei inflorescenţei. De asemenea, s-a mai constatat că dozele excesive cu azot, precum şi acţiunea intensităţii luminii măresc procentul de durrină.

Ameliorarea precocităţii sorgului este impusă de necesitatea exploatării integrale a resurselor speciei, în condiţiile ecologice din zonele de cultură.

Sorgul precoce interesează sub aspectul obţinerii a două recolte pe an – una de boabe şi una de boabe-pastă sau a unor cantităţi mari de masă verde prin cosiri repetate şi deci regenerarea rapidă a plantelor precum şi prin creşterea producţiei de boabe/furaje pe unitatea de suprafaţă prin diverse combinaţii cu celelalte culturi. Se constată absenţa sau un efect dominant al corelaţiei negative dintre precocitate şi productivitate.

Ameliorarea rezistenţei la secetă se realizează activ printr-o dezvoltare puternică şi profundă a sistemului radicular, printr-o folosire foarte eficientă a apei, prin

70

randamentul fotosintetic sporit, prin protecţia asigurată de prezenţa stratului de ceară, prin reducerea transpiraţiei la temperaturi ridicate când frunzele se răsucesc etc.

Ameliorarea rezistenţei la atacul afidelor (Schizaphis graminum) – este esenţială în special în faza de plantulă, atunci când au trecut 40–45 zile de la răsărire. Această rezistenţă activă s-a transferat unor linii consangvinizate prin backcrossare cu formele rezistente precum şi prin testarea noilor linii în condiţii de infecţie artificială.

Ameliorarea toleranţei la salinitatea şi alcalinitatea solului-în special în fazele de germinare-răsărire, atunci când are loc creşterea plantulelor tinere, precum şi în faza diferenţierii primordiilor florale, înflorit şi fecundare, prezintă o tematică deosebit de complexă, ce stă la baza noilor linii consangvinizate. Aceste cercetări se execută la Socodor (Arad), Corbu şi Traianu (Brăila) şi vizează identificarea tuturor liniilor cu rezistenţă sporită la aceşti factori.

Metode de ameliorare utilizate sunt selecţia, consanvinizarea, hibridarea.

5.3. Ameliorarea secarei Obiectivele ameliorării secarei Obiectivele ameliorării secarei se diferenţiază în funcţie de scopul pentru care se

cultivă. Astfel, atunci când boabele de secară se folosesc în panificaţie, obiectivele ameliorării vizează obţinerea unor producţii mari de boabe, cu o calitate corespunzătoare şi cerinţele unor rezistenţe care să asigure constanţă şi eficienţă. Pentru secara destinată consumului furajer sub formă de masă verde (fân) obiectivele ameliorării vizează înregistrarea unui ritm intens de creştere şi acumularea unei cantităţi mari de substanţă uscată, cât mai de timpuriu primăvara.

Pentru soiurile de secară cultivate numai pentru producerea scleroţilor obiectivele ameliorării vizează realizarea unui spic bine dezvoltat, astfel ca numărul scleroţilor pe plantă şi deci producţia de scleroţi să fie mare. Se mai urmăreşte la soiurile de tip “ergo” şi o sensibilitate sporită la infecţia cu Claviceps purpurea.

Ameliorarea capacităţii de producţie Un soi nou şi productiv de secară, destinat consumului uman, trebuie să

îndeplinească următoarele cerinţe: să formeze 8–10 fraţi fertili, simultani şi egali pentru a înflori concomitent cu tulpina principală; să realizeze peste 80 boabe în spic, iar MMB să fie peste 50 g. În felul acesta producţia medie de boabe poate fi de peste 10 – 12 t/ha.

Un soi nou destinat producţiei furajere trebuie să asigure o densitate medie de peste 700 – 800 tulpini/m2, plantele să aibă primăvara un ritm intens şi eficient de creştere, sistemul foliar să fie abundent, să fie precoce (pentru recoltarea timpurie primăvara şi pentru obţinerea unor producţii mari în cultură succesivă) şi să conţină principii active valoroase. În acest sens, germoplasma mondială posedă specii cu aceste cerinţe (ex. Secale ruprijanovii – poate forma până la 300 fraţi).

Secara perenă constituie, deocamdată, o problemă de viitor, dar un viitor nu prea îndepărtat deoarece, în ultima vreme, cerinţele unor producţii mari de masă verde primăvara de timpuriu sunt din ce în ce mai mari. Formele actuale de secară perenă

71

(obţinute prin selecţie din secara sălbatică) au capacitatea de înfrăţire foarte mare (până la 300 de fraţi), au rezistenţă bună la secetă şi adaptabilitate bună pentru solurile nisipoase. Defectele acestor soiuri se referă la existenţa de frunze puţine şi înguste şi regenerarea după coasele repetate se face cu diminuarea densităţii de tulpini.

Lungimea spicului principal nu se corelează direct cu talia plantelor aşa cum a fost acreditată o idee mai veche. S-a demonstrat că formele pitice prezintă spicul de lungime normală, uneori chiar cu mult mărită. Astfel formele mijlocii au 9,5–10,0 cm, în timp ce formele pitice au 0,4–10,2 cm.

Ameliorarea calităţii. Bobul de secară posedă o compoziţie chimică similară bobului de grâu, cu excepţia conţinutului de proteine care este ceva mai scăzut. Proteinele din secară conţin prolamină (similară gliadinei din grâu), glutelină, albumină şi globulină. Prin lucrările de ameliorare este necesar să se realizeze: creşterea conţinutului în proteine la peste 15%, conţinutul în gluten să fie mai mare şi de mai bună calitate, bobul să fie sticlos (nu colorat ca la vechile soiuri) pentru a rezulta o făină şi pâine albă iar însuşirile de panificaţie (randamentul aluatului, volumul pâinii, porozitatea, elasticitatea) să fie asemănătoare grâului. Toate aceste caracteristici se află, în mod separat, la unele genotipuri aparţinând genului Secale şi că unele dintre caractere (însuşiri) sunt controlate monogenic (ex. conţinutul în gliadine). În acest sens, hibridările de tip backcross, intraspecifice şi interspecifice pot rezolva aceste cerinţe.

Ameliorarea rezistenţei la cădere şi scuturare. Printre factorii limitativi ai producţiei de secară se numără, în primul rând, rezistenţa slabă la cădere şi scuturare. Pentru remedierea primului obiectiv – rezistenţa la cădere – s-a acţionat în direcţia reducerii taliei, aceasta cu atât mai mult cu cât arealul principal de cultivare a secarei cuprinde regiuni umede şi răcoroase. În ultimii ani, cercetările de genetică au evidenţiat existenţa unui determinism genetic dominant pentru talia scurtă a paiului şi, de aici, rezistenţa mai bună la cădere. Pe această bază, cercetătorii de la SCA Suceava au realizat soiuri diferite de secară grupate după talie astfel: soiuri cu talia înaltă (peste 140 cm), semiînaltă (110 – 130 cm), mijlocie (80 – 110 cm), semipitică (50 – 60 cm) şi pitică (40 – 50 cm). Dintre toate aceste grupe producţia maximă o realizează grupele mijlocii care prezintă o rezistenţă bună la cădere, iar producţia de boabe nu este diminuată semnificativ. Pe această bază s-a evidenţiat corelaţia negativă dintre productivitate şi talia plantei. Rezistenţa la scuturare trebuie îmbunătăţită prin hibridarea cu formele asiatice deoarece pierderile de boabe, la maturitate şi la recoltare, sunt foarte mari. S-a mai constatat că tetraploizii de secară prezintă o rezistenţă sporită la scuturare.

Ameliorarea rezistenţei la iernare. Deşi secara poate suporta şi temperaturi negative de până la –300C totuşi, uneori, această rezistenţă nu se manifestă constant şi densitatea plantelor, în primăvară, este mult diminuată. S-a stabilit pe cale experimentală că tufa culcată, nodul de înfrăţire adânc, sistemul radicular bine dezvoltat etc. reprezintă însuşiri ce măresc rezistenţa la iernare a plantelor de secară. Nu trebuie omisă nici acţiunea nocivă a stratului gros de zăpadă (foarte frecvent în zona de cultură

72

a secarei) care asfixiază plantele şi a variaţiilor diurne ale temperaturii aerului pe timpul topirii zăpezii. Toate aceste consecinţe negative mai pot fi asociate şi cu atacul intens al mucegaiului de zăpadă (Fusarium nivale).

Prin hibridarea de tip backcross a soiurilor valoroase autohtone cu populaţiile de secară din ţările scandinave şi fosta URSS, ori speciile sălbatice (Secale kuprijanovii şi Secale montanum) există certitudinea realizării depline a obiectivului.

Ameliorarea rezistenţei la secetă a secarei prezintă interes mai mult pentru formele furajere cultivate în zonele sudice şi sud-estice. Această însuşire poate fi realizată numai în maniera obţinerii formelor de secară precoce care să evite pasiv, prin maturarea timpurie, efectele negative ale secetei. Dacă această precocitate este grefată pe forme cu consum specific redus de apă, cu stomate mici şi dese pe frunze şi cu stratul de ceară pe frunze şi tulpini, putem aprecia realizarea unei rezistenţe active la secetă.

Eliminarea încolţirii boabelor în spic este un obiectiv specific pentru secară deoarece precipitaţiile abundente şi umiditatea relativă a aerului ridicată din perioada maturităţii favorizează acest fenomen negativ. S-au realizat deja soiuri la care nu încolţesc boabele în spic (Otello – Suedia).

Ameliorarea rezistenţei la boli şi dăunători. Secara prezintă totuşi o gamă redusă de boli, fiind deci rezistentă activ, deşi zonele favorabile de cultură pentru secară oferă posibilitatea apariţiei multor boli. Rezistenţa la mucegaiul de zăpadă (Fusarium nivale) se poate realiza prin testarea noilor genotipuri în condiţii de infecţie artificială şi aplicarea unei selecţii riguroase la indivizii neatacaţi. Rezistenţa la rugini se poate realiza pe calea obţinerii liniilor consangvinizate rezistente din formele italiene şi americane. Dăunătorii secarei sunt aceiaşi ca la grâu, iar efectele de dăunare pot fi înlăturate numai pe calea tratamentelor chimice sau biologice aplicate integrat.

Metodele de ameliorare sunt selecţia, hibridarea, consangvinizarea, mutageneza şi poliploidia

5.4. Ameliorarea florii soarelui Capacitatea de producţie. Încercările de a mări capacitatea de producţie la floarea

soarelui prin îmbunătăţirea unor caractere şi însuşiri individuale nu au dus la rezultate scontate. Obiectivul – capacitatea de producţie (producţia de seminţe) este foarte complex fiind determinat poligenic. De aceea, pentru crearea de genotipuri productive este necesară alegerea descendenţelor cu calathidiul cel mai mare (cu diametrul de 30 – 40 cm), cu forma plană sau convexă, cu zona centrală a seminţelor seci foarte mică, numărul seminţelor pe calathidiu să fie între 1500-2000, de mărime uniformă, cu MMB de 80 – 100 g., cu talia plantei de 130 – 150 cm, cu densitatea de 4–5 plante/m2 şi cu rezistenţa activă bună la stresurile climatice şi fotopatogenice. Toate aceste caractere şi însuşiri vor permite obţinerea unor producţii de peste 5.000 kg/ha.

Hibrizii între liniile consangvinizate, reprezintă o nouă treaptă în dezvoltarea ameliorării florii soarelui, datorită numeroaselor avantaje pe care le prezintă efectul heterozis de tip reproductiv.

73

Uniformitatea taliei, a maturizării şi a celorlalte însuşiri morfo-productive demonstrează superioritatea hibrizilor dintre liniile consangvinizate în comparaţie cu hibrizii dintre soiuri. Exprimarea diferenţiată a heterozisului pentru procentul de coji şi conţinutul în ulei în miez pe de o parte, şi producţia de seminţe şi conţinutul în ulei pe de altă parte, a dus la concluzia că toate liniile consangvinizate trebuie testate asupra capacităţii combinative (care să fie ridicată, atât pentru producţia de seminţe cât şi pentru conţinutul în ulei). Această concluzie – originară în România-a stat la baza elaborării unei scheme originale de testare a capacităţii combinative generale şi specifice la toate liniile consangvinizate ce vor fi folosite în crearea noilor hibrizi de floarea soarelui. Pe baza acestei scheme, în prima etapă (primii 3 ani), toate liniile consangvinizate se testează şi se selectează pe baza principalelor caracteristici agronomice (procentul scăzut de coji şi conţinutul ridicat de ulei în seminţe), iar în etapa a doua (începând cu generaţia a 4-a sau a 5-a), testarea capacităţii combinative generale şi specifice vizează producţia de seminţe şi conţinutul în ulei. Asemenea linii consangvinizate valoroase, posesoare şi a genei Rf pentru restaurarea fertilităţii polenului, pot fi folosite la realizarea seminţei comerciale hibride, pe bază de androsterilitate citoplasmatică şi obţinerea efectului heterozis maxim în F1.

Ameliorarea calităţii- la floarea soarelui înseamnă ridicarea conţinutului în ulei, ridicarea nivelului calitativ al uleiului şi conţinutului în proteine.

Uleiul de floarea soarelui este excelent pentru consumul uman prin conţinutul său redus în acizi graşi saturaţi şi mare în cei nesaturaţi. Acizii graşi nesaturaţi sunt reprezentaţi, în special, prin acidului linoleic şi acidul oleic.

Nu există o corelaţie negativă între creşterea producţiei de seminţe şi scăderea conţinutului sau calităţii proteinei la floarea soarelui, deci prin creşterea producţiei se poate obţine şi o cantitate mărită de proteină la unitatea de suprafaţă (singura posibilitate de creştere a proteinei). Se ştie că există o corelaţie negativă între conţinutul în ulei şi cel în proteine. Dozele mari cu azot nu modifică semnificativ calitatea proteinei, deşi cantitatea creşte. Toate genotipurile de floarea soarelui absorb din sol aceeaşi cantitate de azot şi sintetizează practic aceeaşi cantitate de proteine total, independent de particularităţile lor ereditare. Diferenţierile ce se fac între genotipuri (soiuri, hibrizi etc.) se datorează doar diferenţei la producţia de seminţe şi, de aici, rezultă conţinutul procentual diferit la proteine.

Conţinutul în ulei – raportat la miez, la vechile soiuri de floarea soarelui era cuprins între 56–58% prin selecţie ajungându-se până la 63%, iar la hibrizii dintre liniile consangvinizate a ajuns la 68% (maximum biologic - 70%). Acest conţinut mai poate fi majorat şi prin reducerea ponderii cojilor de la 18–20% până la 14% (reducerea procentului de coji sub 14% nu este dorită întrucât este afectată grosimea stratului carbonogen, care are rol protector şi, de asemenea, prezenţa cojilor favorizează extracţia uleiului din miez în timpul prelucrării industriale). Calitatea uleiului de floarea soarelui – este determinată de raportul ce există între acizii graşi nesaturaţi (acidul linoleic şi acidul oleic) şi acizii graşi saturaţi.

74

Ameliorarea precocităţii – hibrizilor de floarea soarelui prezintă interes pentru următoarele situaţii:

- hibrizii cu perioada de vegetaţie scurtă se comportă mai bine şi asigură producţii mai constante în special în zonele sudice şi sud-estice deoarece scapă de efectele negative ale secetei atmosferice şi secetei solului. Prin aceasta se realizează o oarecare rezistenţă pasivă la secetă;

- hibrizii cu perioadă scurtă de vegetaţie, tot în zonele sudice şi irigabile pot fi folosiţi cu succes în rotaţiile cu două culturi pe an (culturi succesive);

- hibrizii precoce pot să-şi extindă arealul de cultură, mai ales în zonele nordice şi cele cu altitudini mari unde media valorilor termice este mai redusă.

Existenţa unei corelaţii pozitive între producţia de seminţe şi tardivitate nu trebuie să limiteze problematica ameliorării precocităţii. Aici credem că este mai oportună măsura ca, pentru o anumită durată a vegetaţiei – stabilită ca optimă pentru o anumită zonă-să se obţină combinaţiile hibride care asigură cele mai ridicate nivele de producţie sub raport cantitativ şi calitativ.

Ameliorarea rezistenţei la secetă-poate fi realizată atât pe calea obţinerii hibrizilor cu perioadă scurtă de vegetaţie cât şi prin obţinerea de forme cu rezistenţă activă pentru secetă şi, mai ales, la temperaturi scăzute. Obţinerea hibrizilor cu perioadă scurtă de vegetaţie a fost prezentată anterior. În schimb, hibrizii cu rezistenţă activă la secetă pot fi creaţi numai pe baza consolidării la aceştia a unor caractere şi însuşiri specifice cum ar fi: creşterea diametrului tulpinii (ca să acumuleze mai multă apă în lumenul spongios), dezvoltarea unui sistem radicular profund, creşterea perozităţii pe toată planta, reducerea suprafeţei foliare şi mărirea duratei de viaţă a frunzelor bazale, creşterea randamentului fotosintetic, reducerea taliei, poziţia mai verticală a frunzelor. Formele cu rezistenţă activă la acţiunea negativă a temperaturilor scăzute oferă posibilitatea avansării epocii de semănat imediat după topirea zăpezii (cu 2–3 săptămâni faţă de normal) şi, prin aceasta, evitarea efectelor negative a secetei din perioada umplerii boabelor. Un indiciu important de apreciere a elitelor cu rezistenţă activă la secetă îl constituie lipsa ori diminuarea zonei centrale cu seminţe seci din calathidiu.

Ameliorarea rezistenţei la cădere şi scuturare. Căderea plantelor de floarea soarelui micşorează şi depreciază considerabil producţia şi calitatea seminţelor, favorizând atacul bolilor, neuniformizarea maturizării plantelor şi împiedicând recoltarea mecanizată. Prin consangvinizare şi selecţie repetată practicată în cadrul populaţiilor heterozigote se pot obţine linii consangvinizate foarte rezistente la cădere şi, de aici, posibilitatea obţinerii hibrizilor la fel de rezistenţi. Scuturarea seminţelor – condiţionată de compactarea lor pe calathidiu de modul fixării în structura alveolară, de prezenţa paleilor ţepoase, de forma şi poziţia calathidiului pe tulpină etc., poate aduce mari pierderi de recoltă. În selecţionarea liniilor consangvinizate pentru a avea o rezistenţă sporită la scuturare, în primul rând se cere a fi folosit soiul VNIIMK, foarte rezistent.

75

Ameliorarea rezistenţei la boli şi dăunători– constituie obiectiv major pentru această plantă, întrucât în decursul istoriei, unele momente dificile pentru cultura de floarea soarelui au fost provocate tocmai de anumiţi agenţi fitopatogeni.

Prima ameninţare cu dispariţia florii soarelui a venit din partea lupoaiei (Orobanche cumana). Crearea de soiuri cu rezistenţă activă la lupoaie (reacţia bazică a sucului celular din rădăcini, pH > 6,6, nu convine lupoaiei) a permis reluarea în cultură.

Până în prezent s-au identificat 5 rase fiziologice ale parazitului precum şi cele 5 gene de rezistenţă. Reacţia la atac este diferită în funcţie de hibrid.

După aproape două decenii a apărut rugina florii soarelui (Puccinia helianthi), care ameninţa decimarea producţiei. Şi în acest caz, cunoscându-se că această rugină este controlată monogenic şi dominant, prin hibridări de tip backcross cu H. petiolaris, H. lenticularis care posedă gena rezistenţei, s-au obţinut linii consangvinizate rezistente şi, astfel, hibrizii actuali posedă această rezistenţă.

Apoi a intervenit mana florii soarelui (Plasmopara helianthi). La Krasnodar s-au obţinut forme rezistente la mană prin hibridarea interspecifică H. annuus x H. tuberosum var. purpureus.

În concluzie, dispunem de linii de floarea soarelui cu rezistenţă activă (imune) la mană, lupoaie şi rugină. Nu este rezolvată rezistenţa la putregaiul alb (Sclerotinia sclerotiorum) şi la molia florii soarelui (Homoesoma nebulela). Se apreciază că H. tuberosus şi H. rigidus prezintă o rezistenţă sporită la sclerotinia, ceea ce îndreptăţeşte speranţele amelioratorilor în obţinerea unor linii consangvinizate rezistente. Privitor la molia florii soarelui, se ştie că acest dăunător poate fi anihilat prin prezenţa stratului carbonogen pe seminţe.

Metodele de ameliorare sunt selecţia, consangvinizarea, hibridarea, mutageneza şi poliploidia.

5.5. Ameliorarea sfeclei pentru zahăr Ameliorarea capacităţii de producţie-vizează în principal creşterea producţiei de rădăcini. Un soi nou şi productiv de sfeclă pentru zahăr trebuie să îndeplinească următoarele cerinţe: să suporte o densitate de 10 plante/m2 (100.000 plante/hectar), o greutate a rădăcinii egală cu 800–1000 g şi cu peste 20% conţinul de zahăr. La aceasta, soiul nou mai trebuie să posede anumite însuşiri calitative ca: rădăcina conică, suprafaţa netedă, fără şanţuri pronunţate, culoarea miezului albă, sămânţa monogermă etc.

O rezervă importantă în realizarea acestui obiectiv o constituie practica obţinerii unui efect pozitiv cumulat: cel al poliploidizării (prin obţinerea tetraploizilor artificiali) şi cel al efectului heterozis (prin obţinerea hibrizilor-triploizi) în F1. Se consideră că poliploidizarea contribuie la creşterea producţiei de rădăcini cu 18 – 32% (faţă de formele normale diploide), iar hibrizii – triploizi în F1 măresc sporul de producţie cu încă 20%, ceea ce cumulat, înseamnă un spor total de peste 50%.

Ameliorarea calităţii-Pentru sfecla de zahăr calitatea reprezintă un obiectiv major, întrucât se ştie de existenţa corelaţiei negative dintre productivitate şi conţinutul în

76

zahăr. În acelaşi timp, pe lângă conţinutul în zahăr, la sfeclă interesează şi reducerea substanţelor nezaharoase în special a azotului vătămător, a zahărului invertit, a cenuşii, precum şi anumiţi indici tehnologici ca: randamentul de zahăr rafinat (zahăr alb), coeficientul de puritate a zemii etc.

Ameliorarea calităţii se poate realiza prin utilizarea ca genitori la hibridare a soiurilor autohtone valoroase (Lovrin 532, Bod-165 etc.) precum şi a unor forme din germoplasma mondială etc.

Ameliorarea precocităţii – prezintă interes deoarece soiurile precoce: - pentru zonele sudice ale ţării pot evita efectele negative ale secetei; - pot fi folosite în rotaţii cu două culturi pe an ce se practică pe terenurile irigate

din zona sudică şi sud-estică a ţării; - pot mări arealul de cultură al sfeclei de zahăr în zonele de deal şi intramontane

unde regimul termic prezintă valori mai mici; - eliberează terenul timpuriu făcând posibilă fertilizarea şi arătura de toamnă. O cerinţă majoră pentru soiurile precoce o reprezintă capacitatea de producţie

ridicată, care trebuie să fie menţinută până la nivelul unde precocitatea şi productivitatea asigură eficienţa culturii. De asemenea, la soiurile precoce se mai cere să prezinte o capacitate de păstrare îndelungată în silozuri pe durata iernii.

Ameliorarea rezistenţei la secetă Obiectiv necesar pentru soiurile zonate în sudul şi sud-estul ţării, rezistenţa la secetă se corelează foarte bine cu ameliorarea precocităţii. Aceste genotipuri se caracterizează printr-un ritm intens de creştere în primele faze de vegetaţie, cu sistemul radicular bine dezvoltat, cu randamentul fotosintetic ridicat, cu coeficientul de transpiraţie redus, cu durata activităţii fotosintetice a frunzelor mare etc. Germoplasma mondială oferă posibilitatea realizării unei rezistenţe active la secetă prin hibridarea formelor cultivate cu B. lomatogona – foarte rezistentă la secetă.

Ameliorarea rezistenţei la temperaturi scăzute-pentru sfecla ce se însămânţează în prima urgenţă reprezintă o importanţă deosebită. Soiurile moderne de sfeclă trebuie să reziste în primăvară la o scădere a temperaturii de până la –5, -80C.

Soiurile cu coleoptilul roşiatic, sucul celular mai concentrat şi puterea osmotică mai mare prezintă rezistenţă activă la temperaturi scăzute şi chiar îngheţ. De aceea, este necesară folosirea ca genitori a speciilor B. nana şi B. trigyna, urmată de creşterea la temperaturi scăzute a hibrizilor obţinuţi.

Eliminarea formării tulpinilor florifere în primul an – reprezintă un obiectiv major şi specific sfeclei pentru zahăr. Acest mare defect se înlătură uşor prin însămânţarea liniilor noi de sfeclă la începutul iernii, la epoci diferite şi eliminarea din primul an a tuturor indivizilor cu tulpini florifere.

Crearea soiurilor cu sămânţă monogermă-reprezintă de asemenea un obiectiv major pentru sfeclă deoarece prin aceasta se contribuie la mecanizarea integrală a tehnologiei de cultivare a sfeclei pentru zahăr. Sămânţa monogermă oferă şi alte avantaje:

77

- selecţia plantelor elită după greutatea seminţei care se corelează pozitiv cu conţinutul ridicat în zahăr şi cu producţia mare de rădăcini;

- reducerea substanţială a costurilor de cultivare a sfeclei pentru zahăr. Obţinerea monogermiei se realizează prin hibridarea formelor de sfeclă cultivată

cu B. lomatogona şi cu B. nana. Ameliorarea rezistenţei la boli şi dăunători – constituie un obiectiv foarte

important pentru sfecla de zahăr deoarece lipsa efectelor negative ale atacului măreşte randamentul la prelucrare, durata păstrării etc.

Cele mai păgubitoare boli la sfeclă sunt cercosporioza şi virozele. Nu avem până în prezent soiuri de sfeclă cu rezistenţă activă la cercosporioză. Pagubele semnalate în ţara noastră pot ajunge până la 50% la producţia de rădăcini (mai ales pe terenurile irigate, acolo unde umiditatea ridicată cumulată cu căldura mai mare oferă cercosporiozei condiţii favorabile de atac prin distrugerea aparatului foliar). Principala sursă de rezistenţă la cercosporioză constă în hibridarea formelor cultivate cu B. maritima. Soiurile româneşti Câmpia Turzii-34, Lovrin-532, R Poly-1 şi R. Poly-7 au o rezistenţă bună la cercosporioză.

Dintre maladiile virotice, mozaicul şi viroza galbenă produc pagube mari în special în zonele de nord. Prezintă rezistenţă activă B. maritima, B. trigyna şi chiar B. lomatogona.

Dintre dăunătorii sfeclei de zahăr, nematozii produc pagube evidente. Speciile sălbatice B. procumbens, B. patellaris posedă rezistenţă activă pentru acest dăunător.

Metodele de ameliorare sunt selecţia, consangvinizarea, hibridarea, şi poliploidia.

5.6. Ameliorarea lucernei Ameliorarea capacităţii de producţie – vizează creşterea producţiei de masă verde/ fân şi a cantităţii de seminţe. Producţia de masă verde este condiţionată de: numărul de lăstari pe unitatea de suprafaţă; capacitatea de lăstărire a plantei; greutatea lăstarilor; numărul frunzelor pe plantă; conţinutul în substanţă uscată.

Pentru aceasta planta de lucernă trebuie să prezinte sistemul radicular bine dezvoltat şi profund, coletul adânc, refacerea după coase trebuie să fie rapidă, creşterea intensă primăvara, internodurile să fie multe şi lungi etc. Se mai impune ca regenerarea după cosire să se facă repede astfel ca să se obţină 2–3 coase/an în cultura neirigată şi 4–5 coase/an în cultura irigată. Sporirea producţiei de furaj se mai poate realiza şi pe cale genetică, atât direct prin îmbunătăţirea randamentului fotosintetic, cât şi indirect prin diminuarea pagubelor produse de boli şi dăunători.

De asemenea, producţia de seminţe creşte prin mărirea numărului de inflorescenţe, repartizarea uniformă a acestora pe toate ramificaţiile plantei, fertilitatea ridicată a florilor, cu 3 seminţe/păstaie, cu 500–700 păstăi pe plantă şi MMB egal cu 2 grame.

Ameliorarea calităţii furajului – depinde de rezultanta interacţiunii dintre valoarea nutritivă a furajului şi însuşirea de consumabilitate, cu alte cuvinte de relaţia plantă-animal. Componentele calităţii furajului de lucernă sunt compoziţia chimică şi

78

coeficientul de digestibilitate. Consumabilitatea mare sau însuşirea furajului de a fi consumat în cantităţi cât mai mari, într-un interval de timp determinat, este influenţat de compoziţia chimică şi digestibilitate, precum şi de particularităţile morfologice ale plantei, epoca de recoltare şi modul de conservare. Cum în primele etape ale ameliorării nu se pot folosi cantităţi mari de furaje pentru verificarea sporurilor în greutate se adoptă analiza compoziţiei chimice. În acest scop, apreciem că prin conţinutul proteic ridicat (peste 15%) plantele de lucernă prezintă o calitate superioară.

Ameliorarea rezistenţei la iernare – mai ales în condiţiile tehnologiei intensive (cu semănatul din toamnă) se cere a fi rezolvată cu prioritate. S-a stabilit pe cale experimentală, că plantele tinere, cu sistemul radicular bine dezvoltat, cu o tulpină lungă până la 8–10 cm şi cu cel mult două ramificaţii, rezistă până la –18--20 0C.

Ameliorarea rezistenţei la secetă-prezintă interes pentru lucerna cultivată în sudul şi sud-estul ţării. În procesul de ameliorare, genotipurile cu regenerare rapidă, cu repaos vegetativ scurt şi cu ritm intens de creştere între două coase, demonstrează însuşiri de rezistenţă sporită la secetă. Această însuşire se poate fixa şi prin hibridarea interspecifică M. sativa x M falcata sau M. sativa x M. media.

Ameliorarea rezistenţei la cădere – este greu de realizat datorită corelaţiei negative dintre producţia de furaj şi rezistenţa la cădere. Rezistă la cădere plantele cu talia mică, cele cu un aparat vegetativ slab dezvoltat, cu lăstari puţini etc.

Ameliorarea rezistenţei la boli şi dăunători – este obligatorie întrucât atacul bolilor reduce producţia de masă verde şi de seminţe.

Dintre bolile cele mai păgubitoare la lucernă avem: bacteriozele, vestejirea fuzariană şi rugini. Realizarea acestor însuşiri la soiurile de lucernă se face prin hibridările de tip backcross. Astfel la soiul Caliverde (California) s-a transferat gena privind rezistenţa la ofilirea bacteriană şi la făinare posedată de lucerna de Turkestan.

Metodele de ameliorare sunt selecţia, consangvinizarea, hibridarea.

Întrebări recapitulative: 1. Ameliorarea capacităţii de producţie şi a calităţii la porumb. 2. Ameliorarea rezistenţelor şi a reacţiei la intensivizare la porumb. 3. Obiectivele ameliorării sorgului în România. 4. Obiectivele ameliorării secarei în România. 5. Obiectivele ameliorării florii soarelui în România. 6. Obiectivele ameliorării sfeclei pentru zahăr în România. 7. Obiectivele ameliorării lucernei în România.

79

Cap. 6. AMELIORAREA PLANTELOR CU ÎNMULŢIRE VEGETATIVĂ

6.1. Ameliorarea cartofului În programele de ameliorare a cartofului obiectivele urmărite în toate ţările mari

cultivatoare sunt, în general, aceleaşi. În afara unei capacităţi de producţie ridicate, cu o calitate superioară a tuberculilor şi o bună adaptare la condiţiile de climă şi de sol din zonele de cultură, noile soiuri trebuie să manifeste toleranţă, rezistenţă sau imunitate la boli şi insecte parazite.

Ameliorarea capacităţii de producţie este condiţionată de reacţia fiecărui genotip la factorii abiotici (temperatură, umiditate, substanţe nutritive din sol) şi biotici (agenţi patogeni vegetali şi animali) în cadrul cărora se dezvoltă.

Producţia de tuberculi este determinată de numărul de plante la unitatea de suprafaţă şi de greutatea tuberculilor din cuib. Se cere ca prin lucrările de ameliorare să se obţină soiuri capabile să ajungă la maturitate cu 4 – 6 cuiburi la metru pătrat, cu 12 – 15 tuberculi în cuib, care să cântărească 1–2 kg.

De asemenea, noile soiuri trebuie să corespundă unor parametri legaţi de forma, de mărimea uniformă şi de aspectul plăcut al tuberculilor.

De mare importanţă este gruparea tuberculilor în cuib, determinată de capacitatea de a produce stoloni scurţi. Aceasta uşurează mult mecanizarea lucrărilor.

Coaja netedă a tuberculilor şi dispunerea superficială a ochilor sunt considerente de ordin economic, urmărite în ameliorarea cartofului.

Pentru crearea soiurilor extratimpurii şi timpurii destinate consumului de vară, interesează intensitatea procesului de tuberizare. Din acest motiv, în procesul de ameliorare a capacităţii de producţie se urmăresc cu atenţie ritmul rapid de formare a tuberculilor şi dinamica acumulării amidonului.

Ameliorarea calităţii se referă la un complex de caractere morfologice şi de însuşiri biochimice care definesc, în ansamblu, valoarea tehnologică a cartofului. În funcţie de modul de utilizare-în alimentaţia omului, în industrie sau în furajare – calitatea superioară a cartofului trebuie să corespundă următorilor parametri:

Soiurile folosite în scop alimentar trebuie să se aibă aspectul general corespunzător al tuberculilor, însuşiri culinare superioare şi valoarea alimentară ridicată.

Aspectul general al tuberculilor se referă la forma, mărimea, coaja şi miezul acestora. Forma preferată a tuberculilor pentru consum este cea ovală şi cea rotundă. Se preferă tuberculii de mărime mijlocie către mare, cu ochi superficiali, puţin sprâncenaţi, dispuşi în spirală strânsă în partea apicală a tuberculului. Forma tuberculilor şi modul de dispunere a ochilor prezintă importanţă pentru decojirea mecanizată. Coaja tuberculilor trebuie să fie fină, subţire şi netedă cu culoare gălbuie sau roşiatică, dependentă de preferinţele consumatorilor. Culoarea pulpei, determinată de acelaşi considerent, poate fi albă sau galbenă, fără pete ruginii.

80

Calitatea culinară a tuberculilor însumează capacitatea de fierbere şi caracteristicile privind consistenţa pulpei, făinozitatea, umiditatea, rezistenţa la fierbere, structura pulpei, gustul şi mirosul, decolorarea miezului. Indiferent de soi, tuberculii nu trebuie să se sfărâme la fiert, să aibă o consistenţă făinoasă sau untoasă (după preferinţele consumatorilor) şi să prezinte gust şi aromă plăcută. Gustul bun este dat de conţinutul cât mai scăzut în solanină (sub 3 mg%).

Valoarea alimentară ridicată este conferită de conţinutul de amidon, de substanţe proteice şi de vitamine. La soiurile pentru consum uman, conţinutul de amidon trebuie să fie cuprins între 14 – 17% şi anume, maximum 15% la soiurile timpurii din clasa A şi maximum 17% la soiurile cu perioadă mai lungă de vegetaţie din clasele B şi C.

Conţinutul în proteină al cartofului reprezintă circa 2 %, jumătate din aceasta revenind tuberinei, o proteină uşor digestibilă, foarte bogată în lizină. Prin lucrările de ameliorare se urmăreşte sporirea conţinutului de proteină la peste 3% la soiurile tardive şi îmbunătăţirea conţinutului în lizină la toate soiurile.

Noile soiuri, destinate consumului alimentar, trebuie să aibă un conţinut ridicat în vitaminele A, B1, B2, B6, dar mai ales în vitamina C. La unele soiuri conţinutul în vitamina C ajunge la 20 mg la 100 g tuberculi.

Pentru valorificarea în industria alimentară a tuberculilor de cartof se urmăreşte crearea unor soiuri speciale, potrivite pentru prelucrarea tuberculilor în stare proaspătă, a tuberculilor conservaţi sau fierţi. În programele de ameliorare a cartofului, pentru realizarea unei calităţi superioare se folosesc soiuri la care caracteristicile pozitive urmărite sunt bine exprimate. În mod obişnuit, soiurile folosite ca material iniţial trebuie să corespundă în acelaşi timp unei capacităţi ridicate de producţie şi unei calităţi superioare. Sunt folosite în acest sens soiurile zonate de masă şi alte soiuri, ca Bintje, caracterizat prin calitate foarte bună, Katahdin – prin conţinut ridicat în vitamina C, specia S. semidemissum pentru conţinut ridicat de proteină.

Calitatea soiurilor de cartof pentru industrie trebuie să corespundă cerinţelor de prelucrare a tuberculilor în industria amidonului şi în industria fermentativă. La aceste soiuri productivitatea este apreciată pe baza producţiei de amidon la hectar, ceea ce impune realizarea unui conţinut în amidon de peste 20%. Interesează şi mărimea grăunciorilor de amidon, care trebuie să fie redusă şi uniformă la soiurile folosite în industria fermentativă.

Calitatea cartofului furajer este exprimată prin conţinutul ridicat de proteine (peste 3,2%) şi de amidon (peste 23%).

Ameliorarea rezistenţei la temperaturi scăzute este impusă de nerezistenţa cartofului la brumele târzii de primăvară şi timpurii de toamnă, care îi limitează perioada de vegetaţie şi, implicit, capacitatea de producţie. Mărirea rezistenţei la temperaturi scăzute se realizează prin hibridări între S. tuberosum şi S. acaule (rezistă până la –80C), S. demissum, S. semidemissum (rezistente până la –40C), urmate de backcross cu S. tuberosum şi examinarea hibrizilor rezultaţi.

81

Ameliorarea rezistenţei la secetă este determinată de pretenţiile ridicate ale cartofului la umiditatea atmosferică şi a solului. Pentru a asigura producţii ridicate în regiunile secetoase (unde cartoful degenerează în mod obişnuit) este necesară crearea unor soiuri cu sistem radicular adânc şi bine dezvoltat, cu capacitate ridicată de absorbţie radiculară, cu intensitate redusă de transpiraţie şi capacitate de a sintetiza substanţa uscată în prezenţa unei cantităţi reduse de apă. Aceste însuşiri conferă soiurilor posibilitatea de a continua procesul de tuberizare cu intensitate normală chiar şi în condiţii climatice mai puţin favorabile.

Soiurile cultivate în condiţii de irigare în zonele în care regimul pluviometric este deficitar trebuie să fie precoce, să prezinte o tuberizare rapidă şi rezistenţă la mană.

Pentru ameliorarea rezistenţei la secetă se practică hibridările intraspecifice şi interspecifice, folosind ca genitori soiuri ce prezintă această caracteristică sau unele specii spontane (S. andigenum, S. phureja).

Ameliorarea rezistenţei la boli constituie în prezent obiectivul principal urmărit în programele de ameliorare a cartofului ca urmare a pagubelor imense provocate de mană, viroze, râia neagră etc.

În privinţa rezistenţei la mană (Phytophtora infestans) trebuie făcută distincţia între rezistenţa organelor verzi ale plantei şi rezistenţa tuberculilor. Rezistenţa organelor verzi se manifestă prin intoleranţă totală între gazdă şi parazit şi toleranţă la incubaţie prin prelungirea duratei acesteia şi, în consecinţă, pagubele sunt reduse.

Rezistenţa tuberculilor se manifestă prin: rezistenţa la pătrunderea agentului patogen şi rezistenţa la extinderea acestuia.

În realizarea rezistenţei la mană se întâlnesc mari dificultăţi, generate de numărul mare de rase fiziologice existente, cu virulenţă şi agresivitate diferită. Se practică cu succes hibridările îndepărtate între soiurile cultivate şi S. demissum, S. polyadenium, S. commersonii, urmate de backcross cu S. tuberosum şi selecţie riguroasă pentru caracteristicile urmărite.

Rezistenţa la râia neagră (Synchitrium endobioticum) este deosebit de importantă pentru condiţiile ţării noastre. Agresivitatea ridicată a agentului patogen este cauzată de numărul mare de biotipuri existente în cadrul acestei ciuperci, dintre care biotipul G este cel mai păgubitor. Genele de rezistenţă existente la speciile S. demissum, S. chacoense, S. commersonii, S. acaule şi altele se încorporează în soiurile cultivate prin hibridare îndepărtată. Soiurile de cartof zonate în ţara noastră trebuie să fie în mod obligatoriu rezistente la râia neagră.

Rezistenţa la viroze constituie în prezent obiectivul spre care converg lucrările de ameliorare din toate ţările, ca urmare a marii răspândiri a virusurilor şi a implicaţiilor acestora în degenerarea cartofului.

Ameliorarea rezistenţei la dăunători vizează îndeosebi crearea soiurilor rezistente la gândacul din Colorado (Leptinotarsa decemlineata). Rezistenţa la acest dăunător este condiţionată de prezenţa în organele verzi ale plantei a unor substanţe

82

glicoalcaloide specifice, care exercită o acţiune repelentă asupra insectelor, împiedicând hrănirea larvelor, ceea ce duce la moartea acestora. Asemenea substanţe sunt prezente la S. demmisum (demissina) şi la S. acaule (solacaulina).

Ameliorarea precocităţii se referă la data apariţiei maturităţii de recoltare care survine în momentul în care a încetat creşterea tuberculilor în greutate, iar coaja s-a format definitiv. Acest obiectiv trebuie însă apreciat în mod diferenţiat, în funcţie de zonele de favorabilitate pentru cultura cartofului, care pretind soiuri cu durată diferită a perioadei de vegetaţie. Soiurile extratimpurii şi timpurii (70–90 zile) sunt caracterizate printr-o dinamică rapidă de formare a tuberculilor. Aceste soiuri trebuie să acumuleze în condiţiile din sudul ţării 60 – 70% din producţia lor totală până la data de 15 iunie şi să se încadreze în grupa de calitate A. Sunt destinate zonei de cultură a cartofului timpuriu.

Soiurile semitimpurii cu perioada de vegetaţie de 90 – 110 zile sunt destinate consumului din a doua parte a verii. În această grupă se încadrează soiuri cu o capacitate ridicată de producţie şi cu însuşiri culinare superioare, corespunzătoare grupei A de calitate, destinate zonei de cultură a cartofului timpuriu şi zonei favorabile de cultură. Soiurile Bintje, Urgenta, Ostara, Muncel se folosesc ca genitori în această privinţă.

Soiurile semitardive, cu o perioadă de vegetaţie de 100 – 120 zile, constituie fondul de bază pentru consumul din timpul iernii. Soiurile dotate cu o mare capacitate de producţie şi o calitate mai bună a tuberculilor, corespunzătoare grupei B, sunt destinate zonei favorabile de cultură. În această categorie intră soiurile Sante, Desireé, Măgura.

Soiurile tardive, cu peste 120 zile durata perioadei de vegetaţie, completează baza pentru consumul de iarnă. Ele trebuie să se încadreze calitativ în grupele B sau C. Sunt indicate în zona foarte favorabilă cartofului. Soiurile Mekur, Ora, Eba sunt folosite ca genitori pentru obţinerea materialului biologic cu o perioadă lungă de vegetaţie.

Un alt aspect care capătă importanţă pentru ameliorarea cartofului în ultimul timp, legat direct de perioada de vegetaţie, îl constituie durata perioadei de repaos a tuberculilor. Această caracteristică se referă la intervalul de timp cuprins între maturitatea tuberculilor şi capacitatea acestora de a încolţi. Perioada lungă de repaos determină o bună păstrare a tuberculilor, cu pierderi cantitative şi calitative reduse. Pe de altă parte, crearea unor soiuri capabile să dea două recolte pe an impune utilizarea unui material biologic lipsit de perioada de repaos. Pentru realizarea acestui obiectiv se utilizează hibridările dintre S. tuberosum şi S. phureja. Metode de ameliorare sunt selecţia şi hibridarea.

Întrebări recapitulative: 1. Amelioarea productivităţii şi calităţii producţiei la cartof. 2. Ameliorarea însuşirilor de rezistenţă şi a reacţiei favorabile la intensivizare

la cartof.

83

Cap.7. BAZELE GENETICE ALE PRODUCERII ŞI MULTIPLICĂRII SEMINŢELOR ŞI

MATERIALULUI SĂDITOR 7.1. Introducere

Când cultivatorul foloseşte sămânţa, el speră ca aceasta să-l ajute în realizarea obiectivului propus, dar nu cunoaşte că sămânţa este rezultatul muncii amelioratorilor şi multiplicatorilor. Ar mai trebui să ştie că sămânţa se produce/multiplică cu o tehnologie specifică şi că garantează obţinerea unor producţii minime, iar atunci când aceasta nu s-a realizat integral, diferenţa trebuie să fie suportată de multiplicatorul garant.

Oricât de valoros ar fi un soi/hibrid, atunci când este folosit în procesul de producţie agricolă nu-şi poate exprima la cote maxime toate însuşirile valoroase şi în primul rând capacitatea de producţie, dacă sămânţa respectivă nu se produce şi multiplică după anumite reguli ştiinţifice.

În România, ca şi pe plan mondial, producerea şi multiplicarea seminţelor şi a materialului săditor reprezintă un sistem bine conturat, instituţionalizat, şi are la bază continuitatea, în sensul că activitatea de ameliorare a plantelor care vizează crearea şi omologarea de noi soiuri/hibrizi se continuă nemijlocit şi cu activitatea de menţinere la nivel constant a valorii biologice ridicate pe toată durata cât este folosit de cultivatori.

Se ştie că noile soiuri sunt populaţii artificiale, cu valoare intensivă şi superintensivă, iar atunci când sunt exploatate în condiţii de producţie, suportă permanent acţiunea negativă a factorilor naturali ca: selecţia naturală, driftul genetic, migraţia, mutaţia, segregarea întârziată, abaterile de la panmixie etc. Dacă nu se aplică măsuri specifice pentru evitarea sau înlăturarea efectelor negative ale acestor factori, pe toată durata producerii şi multiplicării seminţelor este posibil ca soiul respectiv să-şi schimbe structura genetică şi, drept consecinţă, să-şi diminueze în mare măsură capacitatea de producţie.

Modificarea structurii genetice în sens negativ, înseamnă promovarea biotipurilor bine adaptate la condiţiile de mediu dar cu o productivitate slabă, în defavoarea biotipurilor mai productive dar mai sensibile la condiţiile de mediu. Aceasta înseamnă că, pe durata producerii şi multiplicării seminţelor, este necesară menţinerea permanentă a unui echilibru între biotipurile ce compun soiul respectiv. Se are în vedere menţinerea echilibrului între presiunea selecţiei naturale, care favorizează biotipurile cu capacitate adaptivă mare, dar sunt slab productive şi între presiunea selecţiei artificiale, care trebuie să favorizeze biotipurile cu capacitate adaptivă slabă, dar sunt foarte productive.

Trebuie să mai adăugăm la cele de mai sus şi marea importanţă ce se acordă alegerii corespunzătoare a soiului/hibridului, în funcţie de cunoaşterea condiţiilor reale specifice zonei de cultură, precum şi aplicarea de măsuri tehnologice adecvate evitării impurificărilor biologice sau mecanice.

84

Producerea şi multiplicarea seminţelor şi a materialului săditor este un proces bine organizat şi trebuie să îndeplinească cel puţin următoarele trei cerinţe:

1. Să furnizeze seminţele şi materialul săditor necesar, cu o valoare biologică şi culturală foarte ridicată;

2. Să asigure cantităţile de sămânţă şi material săditor la nivelul tuturor cerinţelor pentru toată structura soiurilor/hibrizilor zonaţi;

3. Să se realizeze o ritmicitate şi o primenire continuă sub raport cantitativ şi calitativ a tuturor soiurilor şi hibrizilor folosiţi în procesul de producţie agricolă.

Pe bună dreptate, personalităţi marcante ale ameliorării plantelor din ţara noastră consideră că sămânţa ocupă o poziţie cu totul aparte în cadrul tuturor măsurilor ce pot fi luate pentru stimularea agriculturii. Astfel, se consideră că dintre toate pârghiile utilizabile pentru mărirea producţiei agricole, sămânţa este singura realizată de agricultură pentru agricultură, în timp ce restul pârghiilor importante ca: mecanizarea, chimizarea, irigaţiile etc., reprezintă contribuţia industriei pentru ridicarea agriculturii.

Categorii de sămânţă SĂMÂNŢA DE SOI = sămânţa ce aparţine unui cultivar (soi/hibrid) cu însuşiri

biologice şi tehnologice superioare, obţinută după o schemă ştiinţifică de selecţie şi o anumită tehnologie specifică prin care se asigură menţinerea caracterelor morfologice şi a însuşirilor fiziologice iniţiale. De asemenea, pentru această categorie de sămânţă există toate documentele oficiale de provenienţă şi de valoare biologică.

SĂMÂNŢA AUTORULUI = sămânţa noului soi la data omologării, produsă sub directa responsabilitate a autorului. Această sămânţă are în componenţa ei toate biotipurile constituente şi reprezintă proba martor, de referinţă, cu toate caracteristicile morfologice şi biologice ale soiului respectiv. De asemenea, această sămânţă mai cuprinde şi toate categoriile biologice conform schemei de selecţie care asigură menţinerea şi înmulţirea soiului respectiv, în funcţie de suprafaţa cultivată.

SĂMÂNŢA DE PREBAZĂ = sămânţa provenită din Baza Super Elită. Se mai numeşte sămânţă de Super Elită şi este produsă în Staţiunile de Cercetări Agricole, conform schemei autorului sau menţinătorului.

SĂMÂNŢA DE BAZĂ = sămânţa provenită din linia consangvinizată sau din soiul omologat (autorizat) produsă sub directa responsabilitate a amelioratorului, potrivit schemei oficiale de selecţie conservativă. Această sămânţă constituie sursa principală de producere a seminţelor certificate. Pentru a intra în procesul de înmulţire, această sămânţă are nevoie de actul ce garantează autenticitatea şi starea sanitară (SEMC – 6), eliberat de unitatea de cercetare. Acest act constituie primul act oficial de provenienţă a seminţei de bază.

SĂMÂNŢA CERTIFICATĂ = sămânţa care posedă actul de valoare biologică (SEM C1 – SEM C4), sau certificatul de puritate varietală (pentru sămânţa importată) eliberat de inspectorii aprobatori, pe baza controalelor efectuate în câmp, unde s-a urmărit puritatea biologică şi starea fitosanitară. Sămânţa certificată provine din sămânţa de bază.

85

CATEGORIE BIOLOGICĂ SUPERIOARĂ = cuprinde categoriile şi etapele PRODUCERII SEMINŢELOR pentru Baza Super Elită, Superelita (sămânţa prebază) şi Elita (sămânţa de bază).

CATEGORIE BIOLOGICĂ INFERIOARĂ = cuprinde toate seminţele certificate şi care aparţin înmulţirilor sau MULTIPLICĂRILOR.

SĂMÂNŢĂ IDENTIFICATĂ = sămânţa provenită din cultivare destinate iniţial consumului şi care, ulterior, pe baza verificărilor în câmp, sub raportul stării generale, autenticităţii şi stării fitosanitare, inspectorul aprobator întocmeşte procesul verbal de recunoaştere (SEM C5). Această categorie de sămânţă are două restricţii:

a) Certificarea se face numai pe baza aprobării Ministerului Agriculturii şi numai în anii cu deficite la sămânţa speciei respective. În aprobarea Ministerului Agriculturii se menţionează cantitatea de sămânţă ce urmează a fi identificată;

b) Sămânţa identificată va fi folosită drept sămânţă pentru specia respectivă numai în anul respectiv, fără dreptul de înmulţire pentru anii următori.

SĂMÂNŢA NECERTIFICATĂ = este asemănătoare cu sămânţa identificată cu deosebirea că inspectorul aprobator identifică sămânţa numai în depozite, fără să aibă posibilitatea executării controalelor în câmp. În această situaţie, întocmirea procesului verbal de recunoaştere se face numai pe baza verificării autenticităţii şi stării fitosanitare a seminţei respective. De asemenea şi această categorie de sămânţă trebuie să îndeplinească aceleaşi restricţii, asemănătoare seminţei identificate (aprobarea Ministerului Agriculturii în cantitatea prevăzută şi folosirea ca sămânţă numai un an).

SĂMÂNŢA COMERCIALĂ PENTRU HIBRIZI – F1 = sămânţa F0 obţinută pe loturile de hibridare (HS; HT; HD), destinată procesului de producţie, care garantează obţinerea unor producţii mari datorită efectului heterozis maxim ce îl manifestă hibrizii în generaţia F1.

7.2. Structura genetică a soiurilor la plantele autogame şi factorii care alterează această structură

Structura genetică a unui soi/linie la plantele autogame cuprinde frecvenţa genotipurilor şi frecvenţa genelor ce îl caracterizează. Din acest punct de vedere, cultivarele autogamelor prezintă, în descendenţă, o structură genetică stabilă, iar frecvenţa genotipurilor homozigote (biotipuri), precum şi frecvenţa genelor, este relativ constantă datorită autofecundării.

În acelaşi timp, se păstrează o anumită proporţie între biotipuri iar numărul redus al acestora în cadrul cultivarului imprimă a anumită uniformitate.

Principalele tipuri de soiuri şi particularităţile genetice ale acestora sunt: a) Soiuri omogene – sunt constituite din biotipuri asemănătoare cu polimorfism

nesemnificativ şi sunt obţinute printr-o selecţie individuală simplă, dintr-un material iniţial uniform cum sunt populaţiile locale şi soiurile mai vechi. Din punct de vedere genetic prezintă o homozigoţie aproape perfectă. De regulă, un soi omogen reprezintă

86

descendenţele succesive ale unei singure linii este considerat o linie pură cu un grad ridicat de homozigoţie.

b) Soiurile polimorfe – sunt constituite din mai multe biotipuri care se deosebesc semnificativ între ele sub raportul caracterelor morfologice şi a însuşirilor genetice. Această diferenţiere păstrează totuşi un echilibru genetic între anumite limite minime şi maxime, ce conferă soiului o individualitate polimorfă.

Soiurile polimorfe sunt rezultatul activităţii de selecţie individuală repetată în cadrul unui material iniţial reprezentat de populaţii sau soiuri ameliorate. Din punct de vedere genetic, liniile extrase din acest material sunt dominant homozigote, mai ales în generaţiile avansate, dar se mai găsesc şi genotipuri (biotipuri) heterozigote într-o proporţie nesemnificativă, datorită aşa-zisei heterozigoţii reziduale ce se menţine în cadrul acestor tipuri de soiuri. Pe durata producerii şi înmulţirii seminţelor, la soiurile polimorfe se cere păstrarea acestui echilibru genetic sau proporţia între biotipurile componente, astfel ca soiul iniţial să-şi păstreze particularităţile morfoproductive specifice. Alegerea biotipurilor componente ale soiurilor polimorfe se face pe baza unor caractere morfologice asemănătoare (ex. aristate/nearistate; spicul roşu/spicul alb etc.), pentru a satisface condiţiile impuse unui nou soi – omogenitate, individualitate etc. Din aceste considerente numărul biotipurilor constituente este redus, fiind egal cu 4 – 6.

c) Soiurile multiliniale – sunt constituite din mai multe linii (obişnuit peste 8 – 10 linii) asemănătoare fenotipic dar diferite sub raportul genelor de rezistenţă la stresuri climatice, la boli, dăunători sau chiar la unele rase fiziologice ale unor boli/dăunători. Aceste linii sunt obţinute tot pe bază de selecţie individuală repetată, practicată în cadrul unor populaţii hibride, aflate în generaţiile segregante (F2–F4). Deosebirea faţă de soiurile polimorfe constă în aceea că, la soiurile multiliniale, populaţia hibridă rezultă prin încrucişarea şi în majoritatea cazurilor prin retroîncrucişarea dintre soiurile omogene şi sursele cu rezistenţe la anumite boli sau rase fiziologice ale unor boli sau cu rezistenţe la stresurile climatice (ger, secetă, arşiţe etc.).

După încrucişare sau după retroîncrucişare, liniile extrase din cadrul generaţiilor segregante sunt testate pentru rezistenţa la atacul provocat de către agentul fitopatogen respectiv pe bază de infecţii artificiale şi, numai după ce au demonstrat concret însuşirile specifice ale unei rezistenţe active, vor fi folosite la constituirea soiului multilinial. Este foarte important ca, pe durata procesului de producere şi înmulţire a seminţelor la soiurile multiliniale, să se păstreze neschimbată proporţia între liniile constitutive la nivelul soiului original. Numai astfel se vor menţine toate particularităţile individuale specifice soiului nou creat.

Trebuie subliniat faptul că un anumit cultivar (soi) îşi menţine particularităţile individuale morfoproductive atât timp cât nu intervin factori care să modifice structura genetică iniţială, specifică. În condiţii de exploatare agroproductivă, cultivarul original, omologat şi zonat, îşi pierde treptat unele dintre însuşirile sale valoroase sub influenţa unor factori naturali şi artificiali.

87

Soiurile multiliniale reprezintă o perspectivă reală de a crea viitoarele genotipuri artificiale superintensive pentru speciile autogame. Faptul că un soi multilinial este compus dintr-un număr mai mare de linii transgresive specializate conferă acestora o mare plasticitate ecologică, o valorificare integrală a diversităţii factorilor ambientali şi, ca o consecinţă, o stabilitate mare a producţiilor ce se obţin.

Factorii principali care alterează structura genetică a cultivarelor la autogame sunt: selecţia, segregarea întârziată, driftul genetic, migraţia, mutaţiile, abaterile de la panmixie.

Selecţia – acţionează în permanenţă, pe toată durata exploatării agroproductive a cultivarului (soiului) respectiv.

Condiţiile naturale sau artificiale în care este exploatat cultivarul respectiv pot favoriza sau defavoriza anumite biotipuri sau linii constituente, situaţie în care omul poate interveni activ aplicând o selecţie direcţională de corecţie. Prin măsurile de corecţie pe care le aplică, omul urmăreşte eliminarea conştientă a acţiunii factorilor care provoacă scăderea potenţialului producitv al cultivarului (soiului) respectiv.

În procentul exploatării agroproductive a cultivarului nou creat, mai ales în procesul producerii şi înmulţirii seminţelor, acţionează trei forme de selecţie: selecţie naturală, selecţie artificială şi selecţie culturală.

Selecţia naturală (direcţională) acţionează atunci când se modifică, de regulă, condiţiile de mediu iniţiale în care a fost testat şi pentru care a fost omologat şi zonat cultivarul (soiul) respectiv. În această situaţie, liniile specializate sau biotipurile destinate extremelor (marginale), adică cele care pot reacţiona favorabil la modificările condiţiilor de mediu, având o capacitate adaptivă mai ridicată, se vor dezvolta mai bine şi vor exercita o presiune de selecţie mărită, în defavoarea liniilor sau biotipurilor mai productive aflate în zona optimului, cu capacitate adaptivă mai mică şi, deci, mai sensibile. Drept consecinţă, structura genetică a cultivarului (soiului) respectiv se va modifica în favoarea liniilor/biotipurilor mai puţin favorizate, determinând astfel o reducere semnificativă a capacităţii de producţie.

Rezultă de aici o implicaţie practică deosebită, în sensul că nu se poate recomanda exploatarea în condiţii de producţie a unor cultivare (soiuri) care nu sunt zonate pentru condiţiile specifice în care se lucrează.

Selecţia artificială (stabilizatoare sau conservativă) este aplicată în mod conştient de om, mai ales în primele etape ale procesului de producere şi multiplicare a seminţelor, are caracter de continuitate şi vizează alegerea individuală repetată a celor mai valoroase plante-elită. În acest context, trebuie să facem precizarea că planta-elită, folosită în sistemul producerii şi multiplicării seminţelor trebuie să îndeplinească cerinţa de tipicitate pentru biotipul/linia ce compune cultivarul (soiul) respectiv. Restul cerinţelor legate de starea sanitară, stadiul creşterii şi dezvoltării etc., sunt identice cu cele ale plantei-elită folosită în procesul de ameliorare şi care trebuie să corespundă pe deplin obiectivului ameliorării. În fazele de producere şi ameliorare a seminţei, selecţia

88

artificială practicată este cea în masă, fenotipică şi negativă, cunoscută sub numele de “purificare biologică”.

Practicarea unei selecţii artificiale greşite (prin alegerea elitelor necorespunzătoare sau purificări biologice nerealizate etc.), cu întârziere sau neadecvată speciei cu care se lucrează, poate modifica structura genetică a cultivarului (soiului) respectiv şi, drept consecinţă, scăderea potenţialului său productiv.

Selecţia culturală acţionează asupra cultivarelor (soiurilor) prin: epoca de semănat, fertilitatea solului, tehnologia de cultivare, epoca de recoltare şi metodele de condiţionare a seminţelor. Atunci când aceste măsuri se aplică în mod uniform şi constant de-a lungul mai multor generaţii, cultivarul (soiul) respectiv îşi menţine constantă structura genetică, mai ales dacă aceste măsuri corespund pe deplin cerinţelor unor performanţe maxime. Modificarea măsurilor de mai sus, la intervale mai mari sau mai mici, determină şi modificarea structurii genetice a cultivarului (soiului) respectiv, cu întregul cortegiu de consecinţe negative cunoscute.

Astfel, epoca de semănat, în cazul speciilor cu forme “de toamnă” şi “de primăvară”, prin însămânţarea repetată a celor “de toamnă” primăvara se înregistrează o anumită dominanţă a formelor “de primăvară” şi o dispariţie treptată a celor “de toamnă”. Drept consecinţă, în cazul revenirii la semănatul de toamnă, vom constata o distrugere totală a plantelor pe timpul iernii, întrucât dominanţa formelor "de primăvară" în structura genetică a cultivarului, în defavoarea celor de toamnă, a eliminat treptat însuşirea de rezistenţă la iernare. De asemenea, cultivatul an de an în condiţii de fertilitate ridicată şi în regim de irigare, va favoriza în cadrul unui soi o creştere a frecvenţei liniilor/biotipurilor intensive, cu o mare capacitate de valorificare a apei şi elementelor fertilizante, în timp ce liniile/biotipurile extensive (mai slab productive) vor fi în minoritate.

Densitatea plantelor, menţinută în mod constant an de an, modifică structura genetică a soiului astfel: densitatea mică, favorizează înfrăţirea şi deci liniile/genotipurile cu înfrăţire puternică; densitatea mare, elimină înfrăţirea şi deci liniile/genotipurile fără înfrăţire vor fi favorizate.

Epoca de recoltare, practicată în mod constant, an de an, modifică structura genetică a cultivarului (soiului) astfel: recoltarea prea de timpuriu favorizează liniile/biotipurile precoce, în timp ce biotipurile tardive nu au ajuns la maturitate, seminţele acestora vor da naştere la plante cu viabilitate scăzută; recoltarea târzie acţionează invers – plantele precoce vor avea boabele scuturate, iar liniile/biotipurile precoce vor lipsi din sămânţa viitoare. Trebuie să precizăm că recoltarea timpurie sau tardivă se foloseşte în procesul de ameliorare pentru obţinerea de linii/biotipuri precoce sau a celor rezistente la scuturare.

Condiţionarea seminţelor cu aceleaşi maşini, set de site şi reglaje constante an de an, favorizează liniile/genotipurile care vor forma aceeaşi dimensiune şi greutate a seminţei cu cea rezultată în urma trecerii prin maşina de condiţionat. Toate

89

liniile/genotipurile care nu formează sămânţa de mărimea şi greutatea reglajelor constante ale maşinii de condiţionat vor fi defavorizate şi structura genetică a soiului respectiv va fi modificată.

Segregarea întârziată-poate modifica structura genetică mai ales la soiurile polimorfe şi multiliniale care au în construcţia lor linii homozigote obţinute prin selecţia individuală repetată practicată în cadrul soiurilor sau populaţiilor hibride. Se ştie că în generaţiile segregante avansate ale hibrizilor se mai înregistrează un grad redus de heterozigoţie (reziduală sau întârziată). Cu cât genitorii folosiţi în obţinerea populaţiei hibride iniţiale au fost mai diferiţi din punct de vedere genetic, cu atât posibilitatea apariţiei unor segregări întârziate este mai mare. Efectele negative ale segregării întârziate se pot combate prin purificări biologice, deoarece plantele heterozigote se manifestă fenotipic printr-o abatere evidentă de la valorile medii.

Driftul genetic (deriva genetică) – reprezintă modificarea întâmplătoare sau orientată a frecvenţei genotipurilor şi a genelor în cadrul unui cultivar (soi). Driftul genetic se manifestă, în mod deosebit, în cadrul populaţiilor mici, unde excesul sau deficitul unui genotip poate modifica radical frecvenţa unei gene, ajungându-se în cazuri extreme până la fixarea definitivă (frecvenţa = 100%) sau la extincţia definitivă (frecvenţa = 0%) a genei respective. Se disting două feluri de drift genetic: drift întâmplător – când modificarea frecvenţei genotipurilor şi genelor din cultivar nu este orientată şi drift orientat – când aceste modificări sunt orientate. Se menţionează că driftul întâmplător este cel mai răspândit. În sistemul producerii şi multiplicării seminţelor, modificarea frecvenţei anumitor linii/genotipuri, în special la populaţiile mici, determină o restrângere a bazei genetice a cultivarului respectiv şi, drept consecinţă, se modifică particularităţile sale individuale agroproductive.

Evitarea acestui efect negativ se realizează prin extragerea unui număr suficient de plante elită, pentru fiecare biotip/linie în parte, din mai multe puncte ale câmpului de alegere şi distribuite uniform pe întreaga suprafaţă. În principiu, numărul de elite extrase pentru fiecare biotip/linie în parte se calculează în funcţie de necesarul de sămânţă şi proporţia de participare la constituirea bazei superelită a cultivarului (soiului) respectiv. Sub nici o formă numărul de elite extrase nu trebuie să fie mai mic de 500, chiar dacă procentul de participare a liniei sau biotipului respectiv este foarte mic; aceasta pentru a se evita efectul negativ al driftului genetic.

Migraţia (contaminarea cu gene străine) – la autogame se poate realiza mai mult prin impurificări mecanice şi mai puţin prin polen, deşi nici această posibilitate nu este exclusă în totalitate. La toate plantele de cultură considerate autogame, se înregistrează proporţii variabile de polenizare cu polen străin, denumită “alogamie reziduală”. Această proporţie de “alogamie reziduală” variază de la o specie la alta, de la un soi la altul, în limite destul de largi, fiind influenţată în mare măsură de condiţiile de mediu. Astfel, seceta excesivă şi temperaturile ridicate determină deschiderea florilor la spicele de grâu cu mult timp înaintea maturării polenului propriu, favorizând polenizarea cu polen străin în proporţii ce pot ajunge până la 45%.

90

De regulă, transferul de gene are loc între populaţiile aceleiaşi specii şi foarte rar între populaţiile ce aparţin la specii diferite. În urma acestui transfer, constelaţia de gene a populaţiei primitoare se îmbogăţeşte cu noi gene care, prin recombinare cu genele autohtone (atunci când condiţiile de mediu şi de cultură devin nefavorabile), dau naştere la noi combinaţii genetice, modificând structura genetică iniţială a cultivarului respectiv.

Efectul migraţiei, în modificarea structurii genetice a cultivarelor autogamelor, mai este influenţat şi de:

- diferenţierea genetică a celor două populaţii: populaţia donatoare (donoare) de unde are loc emigraţia şi populaţia receptoare, unde are loc imigraţia;

- dimensiunea populaţiilor receptoare, dar şi a celor donatoare: cu cât populaţiile sunt mai mici, efectul migraţiei este mai mare.

Migraţia provoacă deci două efecte majore: primul efect se referă la îmbogăţirea/sărăcirea constelaţiei de gene a populaţiei receptoare/donatoare şi al doilea efect se referă la tulburarea armoniei dintre genele autohtone şi deci întârzierea întregului proces evolutiv al populaţiilor respective.

Trebuie făcută precizarea că migraţia modifică temporar structura genetică a cultivarelor autogame deoarece, sub acţiunea selecţiei naturale, după un anumit număr de ani, populaţia respectivă se poate reface şi poate reveni la structura iniţială. Situaţia aceasta poate fi realizată doar sub aspect teoretic, deoarece sub raport practic, migraţia, ca de altfel şi ceilalţi factori negativi, acţionează permanent în direcţia modificării echilibrului genetic al cultivarelor.

Diminuarea sau chiar eliminarea efectelor negative ale migraţiei se face prin: - respectarea riguroasă a rotaţiei culturilor; - realizarea distanţelor de izolare, în special pentru loturile semincere; - evitarea impurificărilor mecanice; - evitarea impurificărilor biologice. Mutaţia – la cultivarele autogame modifică într-o măsură mai redusă structura

genetică deoarece eventualele mutante naturale recurente sau nerecurente sunt eliminate anual prin lucrările de purificare biologică. Totuşi, an de an, pot apare şi mutaţii care sunt determinate de gene dominante sau recesive ceea ce poate imprima o penetraţie şi expresivitate fenotipică mai mare sau mai mică, în funcţie de valoarea adaptivă a mutantei. Genele dominante, cu o bună penetraţie şi expresivitate, pot fi uşor eliminate prin purificări biologice, indiferent dacă au o valoare adaptivă mai mare sau mai mică.

Abaterile de la panmixie – se întâlnesc şi în cazul cultivarelor autogame, ceea ce trebuie reţinut este că abaterile de la panmixie la autogame modifică numai frecvenţa genotipurilor, fără să modifice frecvenţa genelor cultivarului respectiv. Aceasta se realizează astfel: autogamia repetată menţine în stare permanentă homozigoţia dar, prin posibilitatea de care pot beneficia anumiţi indivizi de a se poleniza cu polen străin, apare o stare nouă de heterozigoţie pentru o anumită pereche de gene, modificându-se astfel echilibrul care există între genotipuri, fără a se modifica echilibrul dintre gene.

91

Toţi aceşti factori care alterează structura genetică a cultivarelor autogame pot acţiona separat, dar şi în interconexiune. Astfel mutaţiile, migraţia şi segregările întârziate modifică mai predominant frecvenţa genelor, în timp ce selecţia naturală, driftul genetic, abaterile de la panmixie modifică mai pregnant frecvenţa genotipurilor.

Prin acţiune combinată sau individuală, aceşti factori modifică frecvenţa genelor şi a genotipurilor, modificând structura genetică iniţială a cultivarelor, cu importante repercursiuni negative în procesul ameliorării conservative.

7.3. Structura genetică a cultivarelor alogame şi factorii ce alterează această structură

În cadrul cultivarelor alogame distingem existenţa unui echilibru genetic care asigură o adaptabilitate maximă la condiţiile de mediu specifice. Acest echilibru genetic bazat pe menţinerea nealterată, de la o generaţie la alta, a frecvenţei genelor şi genotipurilor este o consecinţă a posibilităţilor largi de care dispun genele şi genotipurile de a se grupa şi regrupa prin recombinările care au loc la intervale de timp mai mari sau mai mici.

În această importantă categorie, distingem următoarele tipuri de cultivare: - populaţiile sau soiurile cu polenizare liberă; - liniile consangvinizate; - hibrizii F1, folosiţi în activitatea de producţie; - soiurile sintetice. Populaţiile sau soiurile cu polenizare liberă-sunt rezultatul activităţii de selecţie

naturală sau artificială în condiţii de panmixie (polenizare liberă, nediscriminatorie, între indivizi). Întâlnim aici existenţa unui echilibru dinamic între genotipurile heterozigote şi cele homozigote. Condiţiile panmictice, favorabile oferă posibilitatea păstrării acestui echilibru genetic de la o generaţie la alta, chiar dacă au loc recombinări genetice continue. Aici întâlnim manifestarea deplină a legii Hardy-Weinberg, în sensul că: dacă vom considera existenţa numai a unei singure perechi de alele Aa, iar frecvenţa alelei dominante "A" ar fi “p”, frecvenţa alelei recesive “a” ar fi “q”, iar “p” + “q” = 1, atunci în generaţia următoare vom avea p2 + 2pq + q2 , ceea ce înseamnă că frecvenţa genotipurilor homozigote dominante este egală cu p2 (AA), frecvenţa genotipurilor homozigote recesive este egală cu q2 (aa), în timp ce frecvenţa genotipurilor heterozigote este egală cu 2pq (2Aa). Asemenea cultivare întâlnim la secară, leguminoasele şi gramineele furajere perene, plante aromatice şi medicinale etc.

Liniile consangvinizate – sunt obţinute prin autopolenizarea forţată a plantelor alogame, timp de mai multe generaţii. Se caracterizează prin uniformitate, datorită stării de homozigoţie accentuată. Aflate în faza minimului de consangvinizare, liniile respective cu cât vor fi mai uniforme şi cu homozigoţia egală cu 100%, cu atât starea de heterozigoţie a hibridului, în prima generaţie (F1) va fi mai mare şi, drept consecinţă, efectul heterozis va fi maxim. Deci, se doreşte ca liniile consangvinizate să aibă o structură genetică uniformă, apropiată de valoarea de 100%. Liniile consangvinizate

92

prezintă un mare interes pentru obţinerea hibrizilor comerciali (F1) care asigură productivitatea maximă. Liniile consangvinizate se obţin şi pentru fixarea unor caractere şi însuşiri valoroase cu importanţă în ameliorarea plantelor şi în studiile de genetică.

Hibrizii F1 – folosiţi în activitatea de producţie se caracterizează printr-o structură genetică uniformă prezintând o stare de heterozigoţie în proporţie de până la 100%. Datorită acestei stări de heterozigoţie, hibrizii în F1 manifestă un efect maxim al fenomenului de heterozis. Aceşti hibrizi în F1 se obţin prin încrucişări controlate între două sau mai multe forme parentale care pot fi: linii consangvinizate, hibrizi simpli, soiuri etc. Hibrizii în F1 prezintă aceeaşi structură genetică, fie că provin prin încrucişarea soiurilor/liniilor plantelor autogame, fie că provin prin încrucişarea liniilor consangvinizate (hibrizilor simpli) de la plantele alogame.

Trebuie făcută precizarea că toţi hibrizii, începând cu a doua generaţie (F2), precum şi restul generaţiilor, sunt instabili datorită segregării puternice. Înregistrăm astfel, pe măsura creşterii generaţiilor segregante (F2; F3;...Fn), o scădere accentuată a heterozigoţiei şi o creştere corespunzătoare a homozigoţiei. Aceasta este şi motivul esenţial pentru care hibrizii în F1 trebuie realizaţi continuu, an de an.

Soiurile sintetice – sunt formate pe baza interpolenizării mai multor linii sau clone, prin sistemul de hibridare în masă sau polycross. Structura genetică a soiurilor sintetice este heterogenă, fiind alcătuită din forme heterozigote şi forme homozigote, într-un echilibru relativ constant ce se păstrează 2 – 3 generaţii. Întâlnim aici un efect al fenomenului de heterozis (datorat formelor heterozigote şi capacităţii combinative generale ridicate), dar şi un grad ridicat de adaptabilitate la condiţiile de mediu.

Factorii care alterează structura genetică a cultivarelor alogame sunt aceeaşi care s-au prezentat la cultivarele autogame dar aici, semnificaţia şi importanţa lor diferă în funcţie de tipul cultivarului alogam.

Selecţia – prezintă un efect negativ major în cazul populaţiilor şi soiurilor cu polenizare liberă (vezi efectul selecţiei la alogame). În cazul liniilor consangvinizate şi a hibrizilor F1 – selecţia, sub toate formele ei, nu poate modifica semnificativ structura genetică, întrucât aceste tipuri de cultivare se află permanent în supravegherea omului. Totuşi, conştient sau inconştient, omul poate modifica structura genetică a liniilor consangvinizate sau a hibrizilor F1 prin: favorizarea segregării întârziate, folosirea de linii insuficient consolidate, nerespectarea tehnologiilor de cultură şi a metodologiei producerii seminţelor pe loturile de hibridare, schimbarea condiţiilor de mediu etc.

Segregarea întârziată-se prezintă cu efecte negative majore numai în cazul liniilor consangvinizate şi numai atunci când în producerea hibrizilor se folosesc linii consangvinizate insuficient consolidate. Eliminarea acestui efect negativ se realizează prin folosirea de linii consangvinizate consolidate, homozigote sau prin folosirea haploizilor în obţinerea hibrizilor.

Driftul genetic – prezintă efecte negative evidente în cazul populaţiilor şi soiurilor cu polenizare liberă, precum şi în cazul soiurilor sintetice şi a hibrizilor F1. Prin

93

reducerea numărului indivizilor la formele cu polenizare liberă, fenomenul de drift genetic poate fi însoţit de fenomene caracteristice înrudirii consangvine. În cazul soiurilor intetice, efectele negative ale driftului genetic sunt similare populaţiilor şi soiurilor cu polenizare liberă. La hibrizii F1 – efectele negative de drift se înregistrează numai atunci când nu se face castrarea corespunzătoare a formelor materne androfertile.

Migraţia – cu excepţia hibrizilor F1, la restul tipurilor de cultivare alogame migraţia se prezintă cu efecte negative majore. Consecinţele cele mai nefavorabile se pot înregistra în cazul liniilor consangvinizate care, în situaţia nerespectării stricte a distanţelor de izolare, se pot impurifica cu gene străine prin migraţia de polen străin. Aceleaşi efecte se înregistrează şi în cazul soiurilor sintetice precum şi a soiurilor cu polenizare liberă. Pe lângă impurificarea cu gene străine prin polen, migraţia mai acţionează prin impurificări mecanice, efecte la care pot fi supuşi chiar hibrizii F1.

Mutaţia – se prezintă cu efecte minore în cazul liniilor consangvinizate, a hibrizilor F1 şi a soiurilor sintetice. În cazul eventualelor apariţii de mutante există posibilitatea eliminării lor prin purificări biologice repetate. În schimb, la populaţiile şi soiurile cu polenizare liberă mutaţiile se pot manifesta major, mai ales în condiţiile contaminărilor cu polen străin prin migraţie. Eliminarea efectelor negative ale mutaţiei poate fi mai greoaie atunci când mutantele sunt recesive.

7.4. Structura genetică a cultivarelor cu înmulţire vegetativă şi factorii ce alterează această structură

Cultivarele cu înmulţire vegetativă (clonală) se întâlnesc la plantele horticole, la cartofi, la hamei, la speciile forestiere şi ornamentale etc. Aceste cultivare prezintă în descendenţe o structură genetică omogenă, în majoritatea cazurilor cu indivizi heterozigoţi, datorită multiplicării lor pe cale vegetativă.

Existenţa unei variabilităţi genetice foarte reduse pune în evidenţă şi existenţa unei structuri genetice constante, fără posibilitatea alterării ei de la o generaţie la alta. Doar mutaţia somatică ce poate determina o variabilitate somaclonală poate să producă o anumită modificare a structurii genetice a acestor cultivare. Totuşi, în procesul producerii şi înmulţirii materialului de plantare, infecţia virotică poate modifica sub raport calitativ (biologic) materialul folosit şi, de aici, o oarecare deteriorare a materialului folosit. Pentru aceasta măsurile stricte cuprinse în metodologia producerii materialului de plantare vizează eliminarea efectelor negative ale infecţiilor virotice şi a altor infecţii.

Întrebări recapitulative: 1. Necesitatea schimbării seminţelor şi materialului de plantare. 2. Ce înseamnă şi ce cuprind categoriile biologice superioare şi cele inferioare. 3. Factorii alteratori ai structurii genetice la soiurile speciilor autogame cultivate. 4. Factorii alteratori ai structurii genetice la formele biologice ale speciilor

alogame cultivate.

94

Cap.8. PRODUCEREA SEMINŢELOR ŞI MATERIALULUI SĂDITOR

Amelioratorii, prin metode specifice, se ocupă de crearea noilor soiuri şi hibrizi, mai productivi şi cu însuşiri calitative superioare iar cultivatorii folosesc aceste creaţii pentru a satisface atât cerinţele proprii dar, mai ales, cerinţele consumatorilor. Multiplicatorii folosesc scheme adecvate pentru înmulţirea seminţelor la nivelul cerinţelor producătorilor.

Toţi cei care activează în agricultură ştiu că nu este posibil ca un soi nou-omologat şi zonat să fie preluat spre cultivare direct, de către un singur cultivator. Această imposibilitate se datorează cantităţilor mici de seminţe pe care le obţine amelioratorul, cantităţi ce, obligatoriu, trebuie să rămână la dispoziţia amelioratorului (fiind sămânţa–etalon sau sămânţa autorului). Uneori, această sămânţă, conform Legii 75/1995, poate fi pusă la dispoziţia unităţii de cercetare (SCA), desemnată de Ministerul Agriculturii şi Alimentaţiei, pentru a răspunde şi coordona producerea şi multiplicarea seminţelor acelui soi. În acest caz, unitatea desemnată se numeşte menţinător al seminţei standard sau al seminţei autorului. Rezultă astfel că activitatea de producere şi multiplicare a seminţelor şi materialului săditor se realizează de către specialişti cu o înaltă calificare profesională, în unităţi specializate, ce dispun de o dotare şi o organizare superioară.

Conform Legii 75/1995, în România, există şi funcţionează o reţea zonală, teritorială şi judeţeană de structuri specializate, care prin activitatea lor organizează, controlează şi certifică întregul PROGRAM NAŢIONAL ANUAL DE PRODUCERE ŞI MULTIPLICARE A SEMINŢELOR ŞI MATERIALULUI SĂDITOR.

Mai precizăm că, în conformitate cu Legea 75/1995: a)-PRODUCEREA SEMINŢELOR ŞI MATERIALULUI SĂDITOR-înseamnă

obţinerea de categorii biologice superioare ca: - sămânţă de prebază -I (Bază Superelită)-pentru soiurile plantelor autogame; - sămânţă de prebază-II (Superelită)-toate soiurile autogamelor; - sămânţă de Bază (Elită)-toate soiurile autogamelor şi a plantelor alogame; - sămânţă de linii consangvinizate sau linii homozigote ca forme parentale

pentru hibrizii simpli comerciali (F1) - sămânţă de hibrizi simpli – forme parentale pentru hibrizi dubli şi triliniari

comerciali (F1); - liniile mutantelor şi poliploizilor destinate obţinerii hibrizilor comerciali; - liniile homozigote destinate polycrossării la soiurile sintetice etc. Activitatea de Producere a seminţelor şi materialului săditor se realizează numai în

Staţiunile de Cercetări Agricole şi Staţiunile Didactice. Acestea dispun de cadre specializate – amelioratorii, de laboratoare dotate cu utilaje şi personal ajutător (de specialitate), dar şi din specializările complementare (economişti, informaticieni, programatori, chimişti, operatori, biologi etc.).

Etapele producerii şi multiplicării seminţelor şi materialului de plantat

De asemenea, în cadrul Staţiunilor, categoriile biologice superioare se amplasează pe terenuri şi în succesiuni de culturi stabilite prin aceeaşi Lege 75/1995 (vezi figura 1).

Actele necesare certificării seminţelor din aceste categorii biologice se întocmesc de către amelioratori şi se aprobă de directorul Staţiunilor de Cercetări Agricole.

b) MULTIPLICAREA SEMINŢELOR ŞI MATERIALULUI SĂDITOR-înseamnă obţinerea de categorii biologice inferioare (sămânţa destinată cultivatorilor). Aceste categorii sunt:

- sămânţa certificată-anul I (C1) – provenită din sămânţă bază elită; - sămânţa certificată-anul II (C2) – provenită din sămânţă C1 (I1); - sămânţa comercială F1 pentru hibrizii simpli (HS), dubli (HD), triliniari

(HT); - sămânţa soiurilor sintetice (C1, C2 etc.) la plantele furajere perene. Activitatea de Multiplicare se realizează de către agenţii economici

specializaţi, propuşi de structurile judeţene (ICSMS) şi aprobaţi, pe bază de concurs, de către MAA. Actele de certificare a acestor categorii biologice se întocmesc şi se eliberează de către Inspectorii de Stat, ce aparţin Inspectoratelor Judeţene de Control şi analiză a Seminţelor şi Materialului Săditor.

Procesul de producţie agricolă are un caracter permanent, ceea ce impune ca producerea şi multiplicarea seminţelor să se desfăşoare an de an, având nevoie de verigile fiecărei etape în parte. Nu este permisă întreruperea acestui ciclu al producerii şi multiplicării seminţelor întrucât prin această activitate se menţine stabilitatea şi posibilitatea reluării procesului de producţie în fiecare an agricol.

Obiectivele principale în producerea şi multiplicarea seminţelor sunt: - menţinerea structurii genetice, a capacităţii de producţie şi a însuşirilor de

rezistenţă la toate soiurile, la nivelul avut în momentul omologării; - păstrarea purităţii biologice a formelor parentale şi asigurarea unui grad înalt

de hibriditate seminţelor comerciale; - menţinerea unei bune stări fitosanitare a seminţelor soiului/hibridului

existent în cultură; - asigurarea permanentă şi în totalitate cu cantităţile de seminţe necesare, de

valoare biologică ridicată.

Întrebări recapitulative: 1. Definirea producerii seminţelor şi materialului săditor; 2. Locul producerii seminţelor şi categoriile; 3. Etapele (câmpurilor) sistemului de producere a seminţelor la speciile

autogame; 4. Etapele (câmpurilor) sistemului de producere a seminţelor la formele

parentale pentru hibrizii speciilor alogame;

98

Cap. 9. MULTIPLICAREA SEMINŢELOR ŞI MATERIALULUI SĂDITOR

Multiplicarea (înmulţirea) seminţelor şi materialului săditor reprezintă sfera de activitate a agenţilor economici specializaţi (agenţi multiplicatori); aprobarea programului anual de multiplicare se face de către Ministerul Agriculturii şi Alimentaţiei, iar Inspectorii Aprobatori de Stat asigură îndrumarea, controlul şi certificarea seminţelor obţinute. Agenţii economici specializaţi au obligaţia folosirii unei tehnologii specifice loturilor semincere şi de hibridare.

Un sistem modern şi eficient de multiplicare a seminţelor trebuie să îndeplinească, obligatoriu, următoarele trei cerinţe:

a. -Elaborarea unei tehnologii adecvate pentru multiplicarea seminţelor fiecărui soi/hibrid, la toate speciile de plante cultivate;

b. -Asigurarea unei colaborări permanente şi eficiente între aprobatorii de stat, cadrele tehnice şi amelioratori;

c. -Introducerea unor norme precise privitoare la controlul calităţii şi certificarea seminţelor, în concordanţă cu caracteristicile genetice şi modul de obţinere a fiecărui cultivar în parte.

9.1 Tehnologia specifică loturilor semincere ale plantelor autogame (cereale păioase şi leguminoase boabe)

La cerealele păioase, deşi prezintă o mare diversitate biologică, morfo-fiziologică şi genetică, există totuşi unele particularităţi comune privind tehnologia loturilor semincere. Având în vedere faptul că din această categorie predomină grâul, vom prezenta în continuare, drept model, tehnologia specifică loturilor semincere cu grâu comun de toamnă, urmând ca unele particularităţi ale celorlalte cereale păioase să fie menţionate la momentul oportun.

a. Amplasarea – loturilor semincere cu cereale păioase va trebui realizată pe terenurile cu textură mijlocie, cu fertilitate ridicată, neîmburuienate, neinfectate de boli şi dăunători, fără exces de umiditate şi cu posibilităţi de irigare. În mod deosebit, se va urmări ca terenul să nu fie infestat cu buruieni greu separabile, care în cazul grâului comun, de toamnă, sunt: Lolium temulentum, Melampyrum spp., Raphanus spp., Rapistrum perene. Pentru evitarea impurificărilor biologice sau mecanice, loturile semincere de grâu vor fi asigurate cu următoarele distanţe minime de izolare:

- grâul comun faţă de: - alte categorii biologice 4m; - grâu comun 4m; - grâu durum 100m; - alte specii de cereale păioase 4m.

99

b. Rotaţia – prezintă importanţă în prevenirea impurificărilor prin samulastră, reducerea gradului de îmburuienire etc. Monocultura pe loturile semincere nu trebuie să revină decât după 2–3 ani. În mod excepţional se admite grâu după grâu pentru sămânţă, numai atunci când se foloseşte acelaşi soi, iar categoria biologică este aceeaşi sau inferioară, iar terenul să fie curat de buruieni şi fără infecţie de boli sau dăunători. Bune premergătoare sunt: leguminoasele anuale şi perene, inul pentru ulei sau fibră, rapiţa, cartoful timpuriu şi de vară. Se poate folosi şi porumbul dacă nu s-au folosit erbicidele triazinice, dacă nu a existat atac de fuzarioză şi dacă pe teren nu au rămas resturi vegetale.

c. Lucrările solului – După premergătoare timpurii, se execută imediat arătura de bază la 20–25 cm adâncime, uniformă, fără bolovani, fără greşuri şi cu încorporarea completă a resturilor vegetale. Lucrarea se execută în agregat cu grapa stelată sau grapa cu colţi rigizi. Concomitent cu arătura de bază se administrează şi se încorporează în sol îngrăşămintele organice şi cele cu fosfor şi potasiu. Până la semănat arătura se întreţine curată de buruieni prin discuire în agregat cu grapa reglabilă. Dacă terenul este prea uscat şi arătura se execută de o calitate necorespunzătoare este necesară, mai întâi, o discuire energică a terenului pentru distrugerea resturilor vegetale şi mobilizarea superficială a solului. Imediat după această lucrare se execută arătura de bază cu aceleaşi cerinţe de calitate.

După premergătoare târzii – se execută mai întâi o discuire energică şi pe direcţia perpendiculară rândurilor de plante pentru distrugerea resturilor vegetale şi pentru mobilizarea superficială a solului. Se execută arătura de bază, imediat, la 20–25 cm adâncime după care se execută discuirea în agregat cu grapa reglabilă. Pregătirea patului germinativ se face cu 1–2 zile înaintea semănatului printr-o lucrare de discuire în agregat cu grapa reglabilă şi o ultimă lucrare în preziua semănatului, cu combinatorul complet echipat. Adâncimea de mobilizare a solului la ultima lucrare trebuie să fie cea la care se însămânţează, adică 4–5 cm.

d. Fertilizarea – Fertilizarea organică, la grâu se poate efectua fie direct, aplicându-se gunoi de grajd, 20–30 t/ha, dacă recoltarea culturii premergătoare se face devreme şi permite aplicarea gunoiului odată cu arătura de bază, fie la cultura premergătoare. Aplicarea directă a gunoiului de grajd este de preferat pe terenurile grele sau acide. În cele mai multe cazuri însă, acesta se aplică la culturile premergătoare, în cantitate de 30–40 t/ha.

Fertilizarea minerală-se face în funcţie de gradul de aprovizionare a solului cu elemente nutritive, de faptul dacă s-a făcut sau nu fertilizarea organică, de planta premergătoare, de tipul de sol, de gradul de aprovizionare a solului cu apă, consumul specific şi recolta dorită.

Raportul între elementele nutritive N:P:K, la cultura grâului este de 1:0,7:0,5. În funcţie de factorii menţionaţi, azotul se aplică în cantitate de 40–120 kg/ha substanţă activă. După premergătoare ca leguminoase se aplică în cantitate

100

de 40–60 kg/ha; după culturi furajere sau prăşitoare recoltate timpuriu se aplică 80–100 kg/ha, iar după culturi prăşitoare recoltate târziu se aplică 100–120 kg/ha. În cazul soiurilor timpurii, doza de azot se reduce cu 10–15 %. În mod asemănător, doza de azot se reduce cu 15–20% în condiţii de secetă. În regim irigat doza de azot sporeşte cu 20–30%. În cazul grâului şi, în general, la cerealele de toamnă, azotul se aplică în două etape, jumătate din doză la pregătirea patului germinativ şi restul primăvara timpuriu, pe terenul încă îngheţat. Pe terenurile în pantă, cu apa freatică la suprafaţă, pe terenurile îngrăşate cu gunoi şi după leguminoase, toată doza se aplică primăvara.

Fosforul şi potasiul se aplică toamna, sub arătura de bază, în doze care să asigure echilibrul cu azotul, ţinând cont de gradul de aprovizionare a solului în aceste elemente nutritive.

e. Semănatul-Epoca optimă de semănat în cazul grâului, în nordul şi centrul ţării, este intervalul dintre 25.09 şi 5.10, iar în sudul ţării, între 1–10.10.

Adâncimea de semănat este de 4–5 cm. În cazul terenurilor uscate, adâncimea de semănat se poate mări cu maximum 1 cm. La soiurile cu coleoptilul scurt (Flamura–85, Fundulea–4) adâncimea de semănat trebuie să fie sub 4 cm.

Desimea de semănat, în mod obişnuit, este în jur de 450–550 boabe germinabile/m2. În cazul înmulţirii rapide a unor soiuri se pot utiliza desimi mici, de 200 boabe germinabile/m2. În acest caz, distanţa între rânduri va fi de 25 cm.

Pentru combaterea bolilor care se transmit prin sămânţă, în mod obligatoriu, sămânţa trebuie tratată. Principalul obiectiv al tratamentului chimic este de a aplica cele mai eficace produse pentru fiecare specie de agent patogen sau dăunător, pe cât posibil cât mai aproape de data de însămânţare, (cu 2–3 zile înainte de însămânţare), pentru a nu influenţa negativ germinaţia seminţelor. Tratarea seminţelor se poate face cu produse sub formă de praf sau soluţie, pe cale uscată, umedă sau semiumedă, cu ajutorul maşinii de tratat seminţe (MTS–1, MTS–4), respectiv maşini speciale pentru tratarea semiumedă.

f. Întreţinerea-Tăvălugitul după semănat poate contribui la o răsărire uniformă, în cazul în care solul este prea uscat, prin punerea în contact a seminţelor cu solul. Pentru cerealele de toamnă, băltirea apei peste semănături poate provoca moartea plantelor prin asfixiere. Evitarea băltirii se poate face prin deschiderea, imediat după semănat, a unor şanţuri pentru scurgerea apei. În microdepresiuni închise trebuie efectuate lucrări de desfundare, de afânare adâncă sau chiar puţuri absorbante. Şanţurile pentru scurgerea apei se verifică la desprimăvărare, când pericolul stagnării apei este mai mare. Cel mai bine este ca loturile semincere să nu fie însămânţate pe parcelele cu pericol de băltire a apei.

Descălţarea se poate preveni prin semănatul la timpul optim, în arătura aşezată şi mai adâncă, acolo unde acest fenomen este mai frecvent. În cazul descălţării, semănăturile trebuie tăvălugite, imediat ce se poate ieşi în teren.

101

Combaterea buruienilor constituie una din cele mai importante lucrări de întreţinere. Ea se face aplicând toate măsurile agrotehnice cunoscute, iar pe cale chimică cu erbicide.

Combaterea bolilor şi dăunătorilor reprezintă o lucrare deosebit de importantă şi constă, în afara măsurilor agrotehnice cunoscute, în efectuarea de tratamente chimice la sămânţă, sol şi pe vegetaţie.

g. Lucrări speciale-Purificările biologice se fac la înspicat şi la coacerea în pârgă. Cu ocazia purificărilor biologice, ce constau în îndepărtarea plantelor netipice soiului, dar care aparţin aceleaşi specii, se mai elimină şi plantele de buruieni cu sămânţă greu separabilă, plantele de cultură cu sămânţă greu separabilă şi plantele bolnave. La prima purificare biologică, plantele ce trebuie eliminate se smulg şi se lasă în lan, excepţie făcând plantele bolnave care se scot din lan. La a doua purificare biologică însă, se smulg şi se îndepărtează din lan toate categoriile menţionate. La determinarea purităţii biologice, se numără plantele aparţinând categoriilor menţionate, chiar dacă au fost smulse dar lăsate în lan, şi dacă au sămânţă formată.

h. Recoltarea-Pentru loturile semincere recoltarea se face în faza de coacere deplină, când umiditatea seminţelor este scăzută (14%), pentru a putea obţine cea mai mare capacitate de germinaţie. Pentru evitarea pierderilor, trebuie acordată o atenţie deosebită reglării combinei, de 2–3 ori pe zi, în funcţie de umiditatea spicelor. Cea mai bună vreme pentru recoltare este vremea caldă, însorită. Pentru evitarea impurificărilor mecanice, dacă se cultivă mai multe soiuri, combina trebuie curăţată foarte bine de la un soi la altul, prin mersul în gol şi cu ajutorul unui jet puternic de aer. Dacă se recoltează diferite categorii biologice din acelaşi soi, mai întâi trebuie recoltată categoria superioară şi numai după aceea se trece la recoltarea categoriei inferioare. Dacă din cauza vremii suntem obligaţi să recoltăm sămânţa la o umiditate mai ridicată, imediat după recoltare, sămânţa trebuie uscată, prin lopătare, solarizare sau uscare cu aer cald. Temperatura aerului în masa de seminţe nu trebuie să depăşească 450C.

După uscare, sămânţa este condiţionată, însăcuită în saci curaţi, noi, până la elită inclusiv. Pentru înmulţirea I sacii se folosesc o dată pe faţă, o dată pe dos. Sacii trebuie etichetaţi cu etichete duble, una în interiorul sacului şi alta cusută în exterior, pe care se notează specia, soiul, categoria biologică, anul şi unitatea producătoare, cantitatea şi dacă sămânţa a fost tratată. După cum s-a arătat, de regulă, tratamentul se efectuează cu câteva zile înainte de semănat, pentru a nu afecta germinaţia seminţei. Sacii se păstrează în magazii speciale, curate, lotizaţi.

Particularităţi deosebite la tehnologia loturilor semincere, comparativ cu cea a grâului sunt: la orzul şi orzoaica de primăvară-epoca de semănat; la ovăzul de primăvară, grâul de primăvară-epoca de semănat şi normele de sămânţă la hectar.

102

Tehnologia specifică loturilor semincere cu leguminoase pentru boabe Principalele culturi de leguminoase pentru boabe, care necesită cantităţi

mari de sămânţă sunt: mazărea, fasolea şi soia. Pe lângă acestea se mai cultivă lintea, năutul, bobul, lupinul, arahidele şi fasoliţa. Specii în general autogame, au o tehnologie de cultură destul de asemănătoare cu a celorlalte autogame.

Lucrări speciale-Purificările biologice la leguminoasele pentru boabe se fac la înflorit şi la coacerea în pârgă. Pe lângă eliminarea plantelor netipice, cu această ocazie se elimină şi plantele de buruieni cu sămânţă greu separabilă, ca de pildă: măzăroiul (Pisum arvense) din cultura de mazăre, sau lintoiul (Vicia sativa var. lensisperma) din cultura de linte. Se elimină şi plantele bolnave.

Recoltarea-În cazul seminţei de soia recoltarea se face cu combina, direct din lan, când umiditatea boabelor a ajuns la 15 %, luându-se măsuri pentru reducerea procentului de boabe sparte şi a pierderilor. Pentru aceasta, aparatul de tăiere se coboară cît mai jos, turaţia bătătorului se reglează la 450 ture/minut. Distanţa dintre bătător şi contrabătător se reglează la 20–30 mm, la intrare şi 8–16 mm la ieşire, reglarea se efectuează de 2–3 ori pe zi, în funcţie de umiditate şi temperatură, distanţa fiind mai mare pe vreme uscată şi caldă. Pe vreme uscată se reduce şi turaţia bătătorului. Mazărea şi fasolea pentru sămânţă se recoltează în două etape, atunci când circa 70% din păstăi au ajuns la maturitate, noaptea, dimineţile cu rouă sau în zilele noroase, evitându-se lucrul pe arşiţă, pentru a evita pierderile prin scuturare.

9.2. Tehnologia specifică loturilor de hibridare la porumb

La porumb, loturile de hibridare se clasifică astfel: - loturi de hibridare cu forme parentale androfertile; - loturi de hibridare cu forma mamă androsterilă de tip citoplasmatic şi

forma tată nerestaurator de fertilitate; - loturi de hibridare cu forma mamă androsterilă de tip nucleocitoplasmatic

şi forma tată restaurator de fertilitate. Indiferent de schema folosită în obţinerea de sămânţă hibridă la porumb, în

linii generale este necesară aplicarea următoarei tehnologii specifice: a. Amplasarea lotului de hibridare – trebuie să fie pe terenuri plane,

fertile, curate de buruieni şi, pe cât posibil, irigabile. Vor fi evitate acele terenuri care prezintă exces de umiditate, cu pericol de inundare, precum şi cele infestate cu Agriotes, Agrostis sau alţi dăunători. Loturile de înmulţire izolată în spaţiu la liniile consangvinizate, precum şi loturile de hibridare simplă şi triliniară se vor amplasa în cultură irigată sau în terenuri cu aport de apă freatică, dată fiind reacţia puternică a liniilor consangvinizate la secetă şi arşiţă. De asemenea, se vor evita terenurile acide, îndeosebi pentru acele linii sau hibrizi ale căror forme parentale,

103

în condiţii de climă caldă şi umedă, asociată cu o fertilitate mai bogată în azot, au o predispoziţie de a germina în faza de lapte-ceară a boabelor (hibrizii Fundulea 96, 102, Suceava 108, Podu Iloaiei 101, Turda 199). Tot cu aceleaşi consecinţe se vor evita solurile grele şi reci la amplasarea liniilor consangvinizate sau a hibrizilor cu forme parentale linii consangvinizate, pretenţioase la pragul termic (Fundulea 420, 412, 315, Lovrin 400, 360, Şimnic 409).

Distanţa minimă de izolare este de 700 m pentru liniile consangvinizate, de 500 m pentru hibrizi simpli şi de 200 m pentru hibrizi triliniari şi dubli.

Semănatul unui număr suplimentar de rânduri cu forma tată a hibridului respectiv, pe latura interesantă a lotului de hibridare poate să reducă distanţa de izolare cu câte 5 m pentru fiecare rând de tată, suplimentar, astfel: până la 120 m, dacă se seamănă 16 rânduri din forma tată la hibrizii dubli şi triliniari, până la 180 m, dacă se seamănă 24 rânduri din forma tată la hibrizii dubli şi triliniari, până la 240 m, dacă se seamănă 32 rânduri din forma tată la hibrizii bogaţi în lizină şi triptofan. Reducerea distanţei de izolare trebuie să aibă acordul inspectoratului aprobator. Pe distanţele de izolare menţionate se va distruge samulastra de porumb provenită din anii precedenţi, înainte de înflorit.

În rotaţie, porumbul poate reveni pe aceeaşi parcelă numai după 4 ani. Ca plante premergătoare se recomandă: leguminoasele, cerealele păioase, cu excepţia soiurilor de grâu atacate de fuzarioză, gramineele anuale şi perene, inul, sfecla de zahăr, cartoful, floarea soarelui.

Pentru ca producerea de sămânţă a fiecărui hibrid să fie garantată şi economică, se impune ca amplasarea loturilor de hibridare să se facă în acele zone în care formele parentale au avut o comportare foarte favorabilă şi favorabilă, indicată prin zonarea producerii de sămânţă la fiecare hibrid în parte şi care diferă, uneori, de zonele de favorabilitate ale hibrizilor în care aceste forme participă.

b. Lucrările solului. Lucrările de pregătire a terenului trebuie începute imediat după recoltarea plantelor premergătoare, prin executarea unei arături uniforme, la adâncimea de 20–22 cm pe solurile uşoare, de 22–28 cm pe solurile mijlocii şi de 28–30 cm pe solurile grele, argiloase. Arătura trebuie efectuată în mod obligatoriu toamna şi nu primăvara. Prin lucrările de pregătire a terenului se va urmări o nivelare perfectă, o mărunţire şi afânare foarte bună, distrugerea buruienilor şi încorporarea resturilor vegetale.

Pregătirea terenului înainte de semănat se face cu grapa cu discuri în agregat cu grapa reglabilă, la desprimăvărare, ultima lucrare efectuându-se în preziua semănatului, de preferat cu combinatorul. În primăverile secetoase, la desprimăvărare se poate face numai o lucrare cu grapa cu colţi reglabili. Pentru obţinerea unor economii de combustibil şi evitarea tasării solului, se recomandă efectuarea concomitentă a mai multor lucrări, ca: administrarea îngrăşămintelor sau insectofungicidelor odată cu lucrările de pregătire a patului germinativ.

104

Lucrările de pregătire a terenului, alături de cele de întreţinere, constituie factorul determinant în realizarea unui lot semincer cu o creştere normală a plantelor, uniform dezvoltate. Aceste condiţii sunt absolut necesare pentru identificarea plantelor netipice şi heterozigote înainte de înflorit, pentru castrarea formei materne printr-un număr mai redus de treceri şi controale, asigurarea coincidenţei la înflorire între parteneri, precum şi maturarea uniformă a seminţelor.

c. Fertilizarea-trebuie să asigure un raport optim între principalele elemente nutritive, azot, fosfor şi potasiu care trebuie să fie de 1,5:1:1, astfel încât să se asigure o creştere normală a plantelor pentru ca acestea să poată exprima potenţialul maxim de producţie, urmărind totodată maturarea timpurie, realizarea unor seminţe sănătoase şi cu indici calitativi superiori.

Dozele economice recomandate pentru azot sunt cuprinse între 60–120 kg/ha. Azotul se aplică primăvara integral sau 2/3 din doză, înainte de pregătirea patului germinativ, restul de 1/3 din doză se va aplica la praşila a doua, cu ajutorul fertilizatoarelor montate pe cultivatoare. La stabilirea dozelor de azot se va ţine cont de următorii factori:

- Formele parentale ale hibridului. În cazul liniilor consangvinizate şi al loturilor de hibridare unde formele parentale sunt linii, sau în cazul hibrizilor simpli mai timpurii, doza de azot va fi de 60–80 kg/ha. În cazul în care formele parentale sunt hibrizi simpli sau linii mai tardive, doza de azot va fi mărită.

- Planta premergătoare. După leguminoasele pentru boabe se vor aplica 60 kg azot/ha, după cerealele păioase 80 kg/ha, după floarea soarelui sau sfeclă de zahăr 100–120 kg azot/ha.

- Gradul de aprovizionare a solului cu apă. Pentru zonele cu precipitaţii mai multe, cu aport freatic, cu condiţii de levigare sau la cultura irigată, doza de azot se măreşte cu 10–20%. Pentru îngrăşămintele cu fosfor dozele recomandate sunt cuprinse, în general, între 50–80 kg/ha P2O5, la soiurile care conţin peste 6 mg P2O5/100g sol. Pe solurile cu un conţinut mai redus de 5 mg P2O5/100g sol, doza se va majora cu 20–30 kg. Fosforul se aplică toamna, sub arătura de bază. Pe solurile uşoare sau pe cele irigate fosforul se poate aplica şi la lucrările de pregătire a patului germinativ, împreună cu îngrăşămintele cu azot, sub formă de îngrăşăminte complexe. Potasiul se va aplica în doză de 60–80 kg/ha, pe solurile uşoare, sărace în acest element. Pe celelalte soluri se va aplica 40–60 kg K2O/ha. Potasiul are un rol determinant în asigurarea calităţii seminţelor, mai ales în cazul formelor tardive. Uneori se observă carenţă în zinc. În aceste condiţii se aplică tratamente cu sulfat de zinc, prin stropiri cu soluţii apoase de sulfat de zinc, 0,25%. Tratamentele se fac odată la 5–7 ani (5–10 kg zinc/ha), aplicându-se 2–3 stropiri, la intervale de 8–10 zile, începând cu faza de 4–5 frunze.

d. Semănatul- Epoca optimă de semănat pentru loturile de hibridare este atunci când, la ora 8 dimineaţa, temperatura în sol a atins 100C, la adâncimea de

105

10 cm şi prezintă tendinţă de creştere. Pentru hibrizii bogaţi în lizină (Turda 125 L, 250 L şi Fundulea 345 L), hibridul zaharat “Delicios” precum şi pentru cei destinaţi pentru culturi succesive (F 28, 102), pragul termic este mai ridicat (13–140C). De asemenea, pentru seminţele al căror cold test prezintă valori scăzute (sub 70%), precum şi pentru hibrizii la care formele parentale sunt mai sensibile la clocire, se recomandă ca însămânţarea să se facă la pragul termic de 12–13 0C, în cazul loturilor de hibridare dublă, şi la 14–150C, în cazul loturilor de hibridare simplă. Temperatura caracteristică pragurilor termice trebuie să se menţină sau să crească în sol, pe toată perioada germinării seminţelor, altfel există riscul ca seminţele să clocească.

Semănatul prea timpuriu, sub temperatura optimă, determină o răsărire neuniformă care are repercusiuni asupra creşterii şi dezvoltării plantelor, iar semănatul mai târziu de epoca optimă influenţează negativ coincidenţa la înflorire a formelor parentale. În anii cu condiţii favorabile, epoca optimă de semănat a loturilor de hibridare se găseşte între 15–30 aprilie, în sudul şi vestul ţării, respectiv între 25 aprilie şi 5 mai, în zonele colinare şi mai nordice ale ţării.

Adâncimea de semănat se stabileşte în funcţie de textura solului şi gradul de aprovizionare cu apă în momentul semănatului, precum şi în funcţie de caracteristicile formelor parentale. Atunci când materialul de semănat are cold testul mai scăzut, adâncimea de semănat trebuie diminuată cu 1–3 cm. De asemenea, dacă MMB-ul este foarte scăzut (sub 100 g), ca în cazul formei tată a hibrizilor Fundulea 98, Podul Iloaiei 101, Turda 228, semănatul se va face la 4–5 cm adâncime, folosind limitatoare de adâncime.

Desimea de semănat este condiţionată de felul formelor parentale şi perioada de vegetaţie a acestora, de nivelul de fertilitate a solului şi de gradul de aprovizionare cu apă. Pentru loturile de hibridare amplasate în sudul ţării, aparţinând grupelor de precocitate 200, 300 şi 400, în cazul în care formele mamă sunt hibrizi simpli, desimea în cultură irigată va fi de 40–50 mii plante/ha, în timp ce, la liniile consangvinizate şi la loturile de hibridare pentru care formele mamă sunt linii consangvinizate, desimea va fi de 45–60 mii plante/ha. În cultură neirigată, desimea se reduce cu 12%, în funcţie de fertilitatea solului şi gradul de aprovizionare cu apă. Pentru loturile de hibridare din grupele de precocitate 90 şi 100, desimea recomandată în cultura irigată este de 60–70 mii plante/ha, iar în cultură neirigată 45–60 mii plante/ha. La forma tată, desimea este mai mare decât la forma mamă cu 10–15 %, urmând a se majora cu până la 40% la forma tată a unor hibrizi, la care formele parentale sunt reprezentate de linii consangvinizate, cu decalaj între parteneri în privinţa sincronizării înfloritului.

Pentru a se realiza în loturile de hibridare desimea plantelor recoltabile menţionată mai sus, numărul seminţelor germinabile trebuie să fie cu 10–15 % mai mare.

106

Semănatul în loturile de hibridare se face în benzi alternative. Paritatea între formele parentale variază în funcţie de potenţialul de polenizare al formei tată şi de sincronizarea înfloritului. Paritatea între formele parentale diferă după metodologia folosită în producerea de sămânţă pentru fiecare hibrid în parte.

La parităţile mai mari, puţin favorabile formei tată (8:2; 8:3; 9:3 sau 12:4) se recomandă polenizarea artificială suplimentară, mai ales când în perioada de înflorire mişcarea aerului este redusă.

Rândurile tată se marchează la ambele capete cu ţăruşi şi se întocmeşte o schiţă exactă a lotului de hibridare. Distanţa între rânduri este de 70 cm.

Pentru obţinerea unui procent de fecundare maxim este necesară o sincronizare cât mai bună între apariţia stigmatelor la forma mamă şi deschiderea anterelor la forma tată.

e. Întreţinere-Spargerea crustei se efectuează cu sapa rotativă, grapa stelată sau grapa cu colţi reglabili, cu colţii orientaţi înapoi. Lucrarea se execută paralel cu rândurile, imediat după ce s-a format crusta, pentru a asigura aerisirea solului şi condiţii normale de răsărire.

- Combaterea buruienilor se face atât prin prăşit, cât şi pe cale chimică. De regulă sunt necesare trei praşile mecanice, praşila I se execută la 10–12 cm adâncime, cu o viteză de deplasare a agregatului de 4 km/oră. În cazul liniilor consangvinizate, care au ritm mai scăzut de creştere, se recomandă montarea discurilor de protecţie pentru a nu acoperi plantele cu pământ. Praşila a II-a se execută la 7–8 cm adâncime, cu o viteză de 10 km/oră, iar praşila a III-a se execută la 5–6 cm adâncime, cu o viteză de 12 km/oră.

Combaterea chimică a buruienilor completează lucrarea efectuată cu cultivatorul şi are menirea să asigure condiţii optime de dezvoltare, îndeosebi în primele faze de vegetaţie, când ritmul de creştere a plantelor este mai încet, mai ales la liniile consangvinizate. Buruienile rezistente la acţiunea erbicidelor se vor distruge prin praşile manuale.

Prezenţa buruienilor în loturile de hibridare nu numai că diminuează producţia, dar determină, în multe cazuri, o creştere neuniformă a celor doi parteneri în loturile de hibridare, creând decalaje la înflorit şi, deci, o polenizare defectuoasă. Boabele obţinute sunt şiştave, dau un randament scăzut la condiţionare şi au germinaţia scăzută, maturarea făcându-se neuniform.

Combaterea bolilor şi dăunătorilor-Etajul cel mai important pentru combaterea în agroecosistemul porumbului este cel din vecinătatea solului. În această zonă şi pe sol se fac aproape toate tratamentele. Pentru multe boli păgubitoare, foliare sau ale tulpinii, cum sunt, de exemplu, helminthosporiozele şi fuzariozele, nu dispunem de mijloace suficient de eficace şi rentabile.

Irigarea are menirea să asigure permanent umiditatea în sol la 70–75% din capacitatea de câmp. Irigarea se face în funcţie de fazele critice pentru apă a

107

porumbului. Norma de udare variază între 500–600 m3/ha, depinzând de condiţiile pedoclimatice. Cunoscând că perioada de sensibilitate maximă a porumbului la lipsa de apă începe cu circa 10 zile înainte de apariţia paniculului şi continuă până la umplerea bobului, udările se vor eşalona astfel:

- prima udare, cu circa 10 zile înaintea apariţie paniculului, pentru a stimula emiterea polenului şi apariţia stigmatelor;

- următoarele udări, la intervale de 10–15 zile, până la începutul coacerii în lapte. După această perioadă udarea devine dăunătoare, întârziind maturarea.

În timpul înfloritului, îndeosebi în perioada de deschidere a anterelor, este bine să se evite irigarea prin aspersiune, pentru a nu stânjeni procesul de polenizare şi fecundare.

f. Lucrări speciale-Purificarea biologică trebuie să asigure puritatea genetică a formelor parentale, încă înainte de înflorit. Această operaţie constă în îndepărtarea plantelor heterozigote şi netipice înainte ca acestea să poată să producă polen. Ea începe în faza de 6–7 frunze, se repetă ori de câte ori este nevoie (3–5 ori) pe măsura diferenţierii plantelor heterozigote şi netipice şi se încheie obligatoriu înaintea înfloritului, când se face ultimul control.

Plantele netipice încep să se diferenţieze în fazele de creştere mai avansată şi se deosebesc prin talia plantelor, mărimea şi culoarea frunzelor, culoarea internodiilor şi nodurilor tulpinii, culoarea stigmatelor. La rândurile mamă din loturile de hibridare, la ultima trecere de purificare se vor înlătura toate plantele subdezvoltate, care pot emite polen mai târziu. Purificarea biologică se execută de către o echipă de muncitori, sub îndrumarea unui cadru tehnic calificat, prin smulgerea sau tăierea plantelor heterozigote sau netipice, de sub colet, ca să nu lăstărească. Lucrarea se execută cu mai multă uşurinţă şi certitudine atunci când înălţimea plantelor nu depăşeşte talia lucrătorilor. Atenţie deosebită se va acorda eliminării plantelor netipice şi heterozigote de pe rândurile tată polenizatoare. Purificatul la rândurile tată se continuă până ce stigmatele formei mamă au încetat să fie receptive (se brunifică), cu condiţia ca, în timpul înfloritului, eliminarea să se facă înainte ca acestea să emită polen.

Purificarea biologică are o importanţă deosebită în special pe loturile de hibridare cu forme parentale materne androsterile. Pe aceste loturi plantele netipice trebuie îndepărtate din lan, prin smulgere sau tăiere de sub colet. Până la deschiderea anterelor şi apariţia stigmatelor, toate plantele netipice şi heterozigote trebuie îndepărtate, deoarece acestea sunt de regulă, androfertile şi, deci, reprezintă în lan o sursă permanentă de impurificare. Plantele netipice şi heterozigote diferă prin talia, mărimea, poziţia, culoarea frunzelor, culoarea internodiilor şi nodurilor tulpinii, culoarea stigmatelor. Purificarea continuă şi în timpul înfloritului, deoarece unele forme netipice pot să se evidenţieze mai tardiv.

108

Acestea trebuie eliminate înainte de a elibera polenul. Purificarea trebuie terminată până la înflorit şi la forma paternă.

Controlul paniculelor formei materne androsterile se face cu scopul de a depista şi castra plantele sau paniculele androfertile din forma sterilă, înainte ca acestea să emită polen. Paniculele cu tendinţă de înflorire pot fi recunoscute după mai multe criterii: au culoarea mai intensă, sunt mai bogate în ramificaţii care au faţă de axul principal unghiuri mai mari, datorită anterelor mai grele, pline cu polen şi apar mai bogate în spiculeţe. Plantele identificate cu panicule androfertile se castrează. Nu se admit mai mult de 0,5% plante androfertile la forma mamă androsterilă, în cazul producerii seminţei hibride F1 pentru producţie, sau 0,2% în cazul producerii de sămânţă la hibrizii simpli forme parentale. Controlul loturilor androsterile se face de o echipă de muncitori instruiţi.

Copilitul se efectuează numai la plantele de pe rândurile mamă, în loturile de hibridare, înaintea înspicatului, prin ruperea copililor de la suprafaţa solului. Se vor controla mai atent loturile cu hibrizii: Suceava 95, Turda 100, 200, 215, 228, Podu Iloaiei 120, Lovrin 360, 400, Fundulea 96, 412, 621 şi Delicios, ale căror forme mamă lăstăresc foarte mult. La plantele rândurilor tată nu se vor elimina copilii, deoarece aceştia asigură o cantitate suplimentară de polen.

Castratul formei mamă constituie lucrarea cea mai importantă ce trebuie efectuată în loturile de hibridare, cu forme materne androfertile, ea determinând în cele din urmă valoarea biologică a seminţelor. Pentru obţinerea unui grad ridicat de hibridare, castrarea paniculelor formei mamă trebuie efectuată înainte ca paniculele să înceapă înfloritul. Dat fiind faptul că, în condiţii de secetă şi arşiţă, formele mamă, ale majorităţii hibrizilor omologaţi, au predispoziţii de a-şi declanşa deschiderea anterelor în timpul ieşirii paniculelor din burduf, se recomandă începerea operaţiunilor de castrare mai de timpuriu, adică în faza de burduf a porumbului (paniculele nu au ieşit din teacă ultimelor frunze), avându-se grijă ca smulgerea paniculelor să se facă în întregime şi nu cu mai mult de 1–2 frunze. Predispoziţie mai accentuată la înflorirea paniculelor în timpul ieşirii din burduf au formele mamă ale hibrizilor simpli. Controlul operaţiei de castrare trebuie să se efectueze sub îndrumarea unui cadru tehnic instruit. Loturile pentru producerea hibrizilor dubli, triliniari şi a hibrizilor simpli pentru producţie, ce depăşesc proporţia de 1% a paniculelor înflorite la forma mamă, la oricare din controale, sau de 2% per total controale, vor fi respinse de la certificare. În cazul hibrizilor simpli, forme parentale, toleranţa este mai redusă (0,5%). În unele ţări castrarea se face mecanic, cu ajutorul unor maşini cu valţuri, prin smulgere, sau cu cuţite rotative, prin tăiere. Evident că în această situaţie cultura trebuie să fie uniformă şi că este necesară corectarea castrării. Există unele încercări de înlocuire a castratului prin pulverizarea unor răşini sintetice care să împiedice eliberarea polenului din panicule sau prin sterilizarea chimică a plantelor mamă.

109

Multiplicarea hibrizilor cu forme parentale materne androsterile – reprezintă metoda ce capătă extindere datorită eliminării parţiale sau totale a lucrării de castrare, operaţie greoaie şi foarte costisitoare.

Unii hibrizi ca Podu Iloaiei 120, Turda 200, 213, 215 prezintă la forma mamă androsterilitate citoplasmatică de tip “T” în timp ce alţii ca Fundulea 102, 308, 315, 370 şi 412, Suceava 108 prezintă la forma maternă androsterilitatea citoplasmatică de tipul ”C”. La acest tip de androsterilitate se folosesc forme paterne (tată) nerestauratoare de fertilitate, motiv pentru care, la forma maternă (mamă) se adaugă în proporţie de 1:1 forme materne androfertile care vor reface fertilitatea polenului la hibrizii din F1. Astfel, la această categorie de hibrizi, forma mamă va fi jumătate androsterilă (ACMS) şi jumătate, forma analoagă androfertilă (ANR)-nerestauratoare de fertilitate. În momentul oportun, forma mamă androfertilă (ANR) se castrează, în timp ce forma androsterilă (ACMS) nu se castrează, astfel că ambele forme se vor poleniza liber cu polenul formei tată androfetil-nerestaurator de fertilitate. Recoltarea ştiuleţilor de la ambele forme mamă se face în amestec. Prin operaţii de uscare, batozare, sortare, calibrare, însăcuire etc., sămânţa se amestecă uniform 50% + 50%.

În prima generaţie (F1) hibrizii proveniţi din forma mamă androsterilă se vor poleniza cu polenul hibrizilor proveniţi din forma mamă androfertilă, proporţia de 1:1 asigurând pe deplin polenul necesar.

Multiplicarea hibrizilor cu forma mamă androsterilă de tip nucleocitoplasmatic şi forma tată androfertilă restauratoare de fertilitate a polenului (Rf). În această situaţie, toate rândurile mamă nu se vor castra, dar, fiind androsterile – se vor poleniza liber cu polenul formei tată androfertil şi restaurator de fertilitate. Hibrizii din prima generaţie (F1) vor avea polenul fertil în proporţie de 100% oferind posibilitatea polenizării libere a tuturor plantelor.

Polenizarea artificială suplimentară asigură o polenizare mai bună şi deci o fecundare mai bună la forma mamă. Polenizarea se face în perioada de eliberare a polenului, între orele 9–13. Se recomandă îndeosebi la loturile de hibridare la care formele tată sunt reprezentate de linii consangvinizate cu producţie relativ scăzută de polen sau care prezintă decalaje la înflorit (Fundulea 98, Suceava 108, Podu Iloaiei 101, Turda 199, 215, 228), precum şi la loturile de hibridare unde se folosesc parităţile mai largi de 8:3; 8:2; 9:3; 12:4 sau 12:5 şi atunci când în timpul înfloritului mişcarea aerului este mai redusă.

g. Recoltarea-Lucrarea poate începe când boabele formei mamă au ajuns la maturitatea fiziologică, momentul recoltării depinzând însă şi de modul de recoltare. Atunci când recoltarea se face manual, umiditatea boabelor poate fi ceva mai mare (30–35%). Când recoltarea se face mecanic, umiditatea boabelor trebuie să fie mai redusă (20–25%). Ordinea în care se va începe recoltatul formelor parentale la maturitate este determinată de starea de sănătate a plantelor, de

110

diferenţele între formele parentale privind caracteristicile morfologice ale ştiuleţilor şi posibilităţile de recoltare mecanizată.

Cel mai bine ar fi ca rândurile formelor tată să fie recoltate ca porumb pentru masă verde sau siloz, după înflorire, când stigmatele formei mamă se brunifică, sau în faza de coacere lapte ceară, în special la hibrizii la care formele parentale nu prezintă deosebiri evidente în ceea ce priveşte aspectul morfologic al ştiuleţilor (Podu Iloaiei 101, 120, Turda 199, 200, Fundulea 270). În cazul în care există deosebiri evidente între formele parentale privitor la aspectul morfologic al ştiuleţilor, iar plantele nu sunt căzute sau frânte (sub ştiulete) se poate începe recoltatul cu forma mamă, cu avizul prealabil al inspectorului aprobator. Atunci când plantele sunt căzute şi frânte şi nu se pot individualiza bine rândurile, recoltatul se va face manual, începându-se obligatoriu cu forma tată şi numai după ce ştiuleţii acestuia au fost scoşi de pe teren se va trece la recoltarea formei mamă.

După recoltare, ştiuleţii se sortează, eliminându-se ştiuleţii netipici, incomplet maturizaţi, atacaţi de boli şi dăunători, cu boabe încolţite. Se vor elimina cu atenţie ştiuleţii atacaţi de putregaiul uscat al tulpinilor şi ştiuleţilor (Diplodia zeae), tăciunele prăfos (Sorosporium holci-sorghi), boli de carantină. De asemenea se vor elimina ştiuleţii atacaţi de tăciune (Ustylago maydis), putregaiul uscat al ştiuleţilor (Nigrospora oryzae), putregaiul roşu (Fusarium graminearum) şi înflorirea parazitară a boabelor (Gibberella fujikuroi). Ştiuleţii la care numai câteva boabe sunt atacate de Fusarium nu se vor elimina în întregime, ci numai partea bolnavă. Nu se vor elimina ştiuleţii tipici, dar incomplet fecundaţi.

Până la expedierea ştiuleţilor la staţiile de uscare, condiţionare şi calibrare, depozitarea ştiuleţilor se va face în condiţii optime, în pătule ridicate faţă de suprafaţa solului şi cu posibilităţi de acoperire la nevoie, pentru a fi feriţi de umezeală, îngheţ şi rozătoare.

Uscarea ştiuleţilor se face în uscătoare speciale, sub acţiunea unui curent de aer cald la 42–45 0C, până ce boabele ating umiditatea de 12–13%. După uscare, seminţele se batozează, condiţionează şi calibrează. De regulă, la porumb, sămânţa se şi tratează (TMTD 75-4 kg/t).Sămânţa obţinută se ambalează în saci de 40 kg se etichetează cu etichete duble pe care se scrie: unitatea producătoare, denumirea hibridului, anul de producţie, numărul de lot, calibrul şi specificarea dacă sămânţa este tratată. Păstrarea seminţelor se face în saci aşezaţi în loturi, în magazii aerisite, ferite de umezeală, dăunători şi rozătoare.

O atenţie specială trebuie acordată seminţei hibrizilor mai tardivi. La aceştia ştiuleţii recoltaţi trebuie expediaţi direct la complexele de uscare, evitându-se depozitarea intermediară. În cazul în care umiditatea boabelor este mai mare de 35–38%, uscarea se va face în două etape, prima la temperatura de 32–350C, până ce umiditatea în boabe coboară la 25–28% şi a doua etapă la temperatura de 40–450C, până ce umiditatea boabelor atinge 12–13%. În timpul manipulării

111

seminţelor (sub formă de ştiuleţi sau boabe) se va reduce la minimum posibil impactul seminţelor cu corpurile tari, deoarece orice vătămare diminuează substanţial viabilitatea, germinaţia şi vigoarea seminţelor.

9.3. Tehnologia intensivă pentru lucerna de sămânţă

Pentru producerea de sămânţă din categoriile biologice de C1 şi C2, lucerna se cultivă în sistem anual, cu însămânţarea la începutul toamnei şi recoltarea seminţei în anul următor, la coasa I. Sistemul este practicat cu succes în zonele favorabile pentru cultura lucernei, din sudul ţării, asigurând producţii ridicate şi stabile de sămânţă şi datorită faptului că previne infestarea culturii cu numeroşi dăunători care atacă inflorescenţele de lucernă şi reduc recolta de sămânţă.

a. Amplasarea- Amplasarea loturilor semincere se face pe terenuri plate, bine drenate, cu o fertilitate naturală mijlocie, spre slabă. Suprafaţa unui lot nu trebuie să fie prea mare (25–30 ha), pentru a se păstra echilibrul ecologic între numărul de polenizatori şi numărul de flori. Loturile semincere nu vor fi amplasate în apropierea unor culturi care necesită tratamente repetate cu substanţe toxice în perioada de înflorire a lucernei. Distanţa de izolare minimă trebuie să fie de 200 m între diferite soiuri de lucernă şi 50 m între diferitele categorii biologice.

În rotaţie lucerna nu revine pe aceeaşi solă mai repede de 6 ani. Bune premergătoare sunt cerealele păioase, plantele furajere anuale, sfecla de zahăr sau furajeră, cartoful, premergătoare care permit o bună pregătire a patului germinativ.

b. Lucrările solului-Arătura de toamnă se impune pe solurile tasate sau încărcate cu resturi vegetale. Adâncimea optimă este de 20–25 cm, cu plugul în agregat cu grapa stelată. În acest caz, pregătirea patului germinativ se face prin lucrări repetate cu grapa cu discuri, ultima lucrare făcându-se în agregat cu tăvălugul inelar. Pe terenurile mai puţin tasate şi cu mai puţine resturi vegetale, rezultate mai bune se obţin în urma pregătirii solului doar cu discul, mai ales dacă eliberarea terenului se face în preajma semănatului.

c. Fertilizarea-În loturile semincere de lucernă, îngrăşămintele azotate nu sunt recomandate, putând contribui la micşorarea producţiei. Îngrăşămintele fosfatice sunt însă necesare. Doza de fosfor se calculează în funcţie de rezerva din sol. În total, solul trebuie să conţină 6–8 mg fosfor mobil la 100 g sol. În lipsa hărţilor agrochimice, dozele de fosfor sunt în funcţie de tipul de sol, astfel: pe cernoziomuri se dau 40–60 kg P2O5/ha, pe soluri brun roşcate de pădure 60–70 kg P2O5/ha. Fertilizarea cu potasiu poate fi necesară mai ales în cazul terenurilor amendate. Dozele de potasiu sunt, în general, reduse, 30–40 K2O/ha. Îngrăşămintele cu fosfor şi potasiu se aplică la arătura de bază.

d. Semănatul-În cazul culturii în sistem anual, epoca optimă de semănat este între 25 august şi 10 septembrie. Semănatul, preferabil a se face în rânduri distanţate la 50 cm, cu o normă de însămânţare de 4–5 kg sămânţă/ha. Desimea în acest caz este de 200–250 seminţe germinabile/m2. Este util pentru lucrările de

112

întreţinere, ca pe urma roţilor tractorului, distanţa între rânduri să fie de 70 cm. Adâncimea de semănat este 2–3 cm. În condiţii optime de semănat şi în cazul în care dispunem de sămânţă puţină, norma de însămânţat se poate reduce la 2 kg/ha.

Pentru combaterea bolilor care se transmit prin sămânţă, aceasta este bine să fie tratată cu fungicide cu spectru larg cum ar fi Cryptodin sau TMTD, în doză de 1,5 kg/t.

e. Întreţinerea-Tăvălugitul după însămânţare poate conduce la o răsărire mai uniformă, prin punerea seminţei în contact mai intim cu solul.

Combaterea buruienilor se poate face atât pe cale chimică, cât şi prin prăşit. Pentru combaterea pe cale chimică se recomandă, primăvara devreme, un tratament cu Acetadin (6–7 l/ha), pentru distrugerea buruienilor crucifere. În continuare se fac 2–3 praşile mecanice. Alături de alte erbicide, ce vor fi prezentate pentru combaterea buruienilor în cultura de trifoi, în culturile producătoare de sămânţă de lucernă se poate folosi şi Etazinul 3585, erbicid cu efect rezidual, nevolatil, în doză de 4–6 kg/ha în cultură neirigată, încorporat în sol la 4–6 cm, cu combinatorul.

Pentru combaterea cuscutei, acţiunea trebuie să înceapă în anul I de vegetaţie. În acest caz, tratamentele trebuie efectuate înainte de cosit. Pentru aceasta se pot folosi erbicidele Aretit (2–4 %) sau Reglone (1%), utilizând 1 litru de soluţie la 1 m2 vatră de cuscută. La 8–10 zile după tratament se verifică efectul tratamentului, iar în vetrele unde au rămas filamente de cuscută nedistruse se face un al doilea tratament. În anii următori de vegetaţie a lucernei, dacă apar vetre de cuscută, tratamentele se vor aplica după cosit.

Combaterea bolilor şi dăunătorilor-Pentru combaterea bolilor la lucernă, de regulă, nu se fac tratamente speciale. Totuşi, pentru combaterea pătării brune a frunzelor (Pseudopeziza medicaginis) se pot efectua tratamente la începutul lunii mai, cu Topsin M-70, în concentraţie de 0,1 %, Dithane M 45 (0,5–1 kg/ha), Benlate 50 (0,5 kg/ha). Pentru combaterea dăunătorilor tratamentele se fac diferenţiat, în funcţie de anul de cultură şi coasă.

Irigarea-Semănatul loturilor semincere de lucernă la începutul toamnei este recomandat numai pe terenuri irigate, unde se poate asigura o răsărire uniformă şi rapidă. Astfel, se fac udări de aprovizionare înainte de semănat sau imediat după semănat, cu cantităţi de apă de 300–350 m3/ha. Repetarea udărilor după răsărit este necesară numai în toamnele foarte secetoase. Primăvara, de regulă, nu este necesară irigarea.

f. Lucrări speciale-Pentru favorizarea formării seminţelor, în perioada când 10% din plante au înflorit, se aduc stupi de albine, socotind 8–10 familii la hectar. Deoarece numai albinele tinere, fără experienţă, sunt eficiente în deschiderea florilor de lucernă, în fiecare săptămână trebuie aduse rame noi cu puiet. Albinele mature evită lovitura pe care o primesc cu prilejul eliberării

113

coloanei staminale din carenă. Purificările biologice se efectuează înainte de înflorit.

g. Recoltarea-Recoltarea în două faze, cosit, uscat şi apoi treierat, nu este recomandabilă datorită riscurilor care apar în cazul unor ploi după cosit. Se preferă recoltarea directă din lan, cu combina Gloria, reglată special. În prealabil, în momentul în care 75–80 % din raceme s-au brunificat, se face tratamentul cu Reglone (5 l/ha) pentru defoliere. Treieratul se face după 7–10 zile, când plantele sunt uscate.

9.4. Tehnologia specifică loturilor destinate producerii materialului de plantare la cartof

Măsurile tehnologice speciale ce se aplică la această cultură urmăresc în principal menţinerea purităţii biologice şi a stării fitosanitare a materialului liber de boli virotice, prin combaterea afidelor transmiţătoare de virusuri, eliminarea surselor de infecţie în cultură, precum şi distrugerea timpurie a masei vegetative, în scopul prevenirii răspândirii infecţiilor virotice.

a. Amplasarea culturii-destinate loturilor producătoare de material săditor la cartof se face pe soluri lutoase sau luto-nisipoase, permeabile, bogate în substanţe nutritive, slab acide, cu pH între 5–6,5. Se va evita amplasarea, loturilor semincere pe solurile podzolice grele sau lăcovişti. Este de recomandat ca terenurile să aibă panta sub 70, cu pânza freatică sub 1,1 m. În rotaţie cartoful poate reveni pe aceeaşi solă după patru ani, în zonele închise, respectiv după trei ani, în afara zonelor închise. Cele mai bune premergătoare sunt leguminoasele anuale şi perene (în afara lucernei), gramineele furajere, cerealele păioase. După sfecla de zahăr şi furajeră, pentru rădăcini sau seminceri, cartoful va urma în al doilea an de cultură. Nu se admit ca premergătoare: inul, lucerna, castravetele, gulia ş.a. deoarece au boli comune.

În vederea prevenirii infecţiilor virotice trebuie să se asigure spaţii minime de izolare de 150-300 m. În loturile semincere aparţinând la soiuri diferite, dar din aceeaşi categorie biologică, este recomandată o distanţă minimă de izolare de 5 m, pentru evitarea amestecurilor mecanice.

Menţionăm faptul că în zonele închise nu se produce deloc cartof pentru consum. În afara zonelor închise, cultivatorilor din vecinătatea solelor în care se face producere de sămânţă trebuie să li se asigure acelaşi material biologic ca cel din unitatea specializată.

b. Lucrările solului-Pentru cartof, solul trebuie mobilizat adânc (28–30 cm), pe solurile mai grele fiind necesară arătura cu subsolaj. Aratul se execută imediat după recoltarea plantei premergătoare, precedat, eventual, de o discuire pentru tocarea resturilor vegetale. Odată cu arătura se administrează gunoiul de grajd şi îngrăşămintele chimice cu fosfor şi potasiu. Până la venirea iernii arătura

114

se menţine curată de buruieni, nivelată prin discuire. Nivelarea solului este importantă, dacă este necesar se foloseşte şi nivelatorul.

În primăvară, patul germinativ se pregăteşte după zvântarea solului cu cultivatorul, la adâncimi de până la 14 cm, cu piese active tip săgeată, sau cu discul în agregat cu grapa cu colţi reglabili.

c. Fertilizarea-Pentru producerea cartofului de sămânţă, se fertilizează cu doze moderate de azot, comparativ cu cartoful de consum, pentru a nu se reduce numărul tuberculilor la cuib şi a nu se obţine tuberculi prea mari, a nu favoriza atacul bolilor şi pentru a determina o comportare mai bună a tuberculilor la vătămare şi păstrare. Doze moderate se recomandă, în special, la soiurile ce formează tuberculi puţini şi mari (Măgura, Jaerla etc.). Fosforul şi potasiul se dau în cantităţi mai mari, favorizând tuberizarea, precocitatea, rezistenţa la boli, la vătămare şi păstrare. Orientativ, pe solurile cu fertilitate mijlocie se fertilizează cu 90–120 kg N/ha, 120 kg P2O5/ha şi 80–120 kg K2O/ha. Corecţii se fac în funcţie de soi, planta premergătoare, fertilizarea cu gunoi de grajd. Îngrăşămintele cu clor se vor evita sau se vor administra din toamnă. Cantitatea de gunoi de grajd ce se poate aplica este în jur de 25 t/ha.

d. Plantatul-În vederea plantării, cartoful se sortează, îndepărtând tuberculii bolnavi, iar colţii mai lungi de 1 cm se rup.

Calibrarea se face în două categorii: fracţia I (calibrul mic), cu diametrul de 30–45 mm, şi fracţia a II-a (calibrul mare), cu diametrul de 45–60 mm.

Plantatul se face la temperatura solului de 6–70C, pe teren zvântat, pentru a nu produce tasări şi a nu se forma bulgări, în timp cât mai scurt (1–2 săptămâni). În cadrul fiecărui soi se plantează mai întâi soiurile tardive şi semitardive. În cadrul fiecărui soi se plantează în ordine calibrul mare şi apoi calibrul mic. Distanţa între rânduri este de 70 (75) cm, cu desimi mai mari comparativ cu cartoful pentru consum cu circa 5–10 mii plante/ha. Se apreciază că pentru soiurile timpurii desimea este de 60 mii plante/ha, iar pentru soiurile târzii şi semitârzii, 55 mii plante/ha. Adâncimea de plantare este de circa 4 cm, cartoful acoperindu-se cu biloane de circa 10–15 cm. Plantarea se face cu maşina de plantat cu trei secţii de câte 2 rânduri (6 SaBP–70).

e. Întreţinerea-La două săptămâni de la plantare se face o rebilonare, folosind cultivatore cu piese RT-O. Pentru culturile plantate pe 2 sau 4 rânduri este indicat cultivatorul CL-2,8 M şi tractorul L-445. Când se plantează pe 6 rânduri se folosesc cultivatoarele CL-4,5 M şi CPU-8 M şi tractorul U-650 M, cu pneuri 12 x 38”, pentru a reduce tasarea solului pe rândul de plante.

După răsărire se mai fac una-două rebilonări. Dacă solul nu este prea tasat, înaintea pieselor de rariţă se vor monta cuţite săgeată care să lucreze la adâncimea de 2–3 cm, fără a scoate bulgări. La culturile irigate, lucrările de întreţinere se vor corela cu udările, după udare refăcându-se biloanele. Bilonul la început este de 9–

115

10 cm, pentru ca la sfârşit să ajungă de 20–22 cm de la suprafaţa solului. Este important ca bilonul să fie încheiat pe coamă.

Combaterea buruienilor se face şi pe cale chimică, nu numai mecanic, prin lucrările de prăşit şi rebilonare. Irigarea uneori este necesară nu numai în zonele de câmpie.

Combaterea bolilor şi dăunătorilor este o lucrare deosebit de importantă. Pentru combaterea manei (Phytophthora infestans) şi a pătării brune a frunzelor (Alternaria porri) se fac tratamente cu Ridomil plus 48 WP în doză de 2,5 kg/ha, Dithane M-45 în doză de 2–2,5 kg/ha. Împotriva rizoctoniozei se poate efectua un tratament la tuberculi. Combaterea afidelor se face începând de la răsărire (90%) la intervale de 12– 15 zile, până cu două săptămâni înaintea distrugerii vrejilor. Pentru combaterea gândacului de Colorado (Leptinotarsa decemlineata) se efectuează mai multe tratamente.

f. Lucrări speciale-Eliminarea plantelor virozate se face în trei reprize, începând când plantele au 20 cm, la înflorit şi cu două săptămâni înainte de distrugerea vrejilor. Plantele virozate, împreună cu tuberculii, se strâng în saci de polietilenă, se scot din cultură şi se ard în locuri special amenajate, sau se îngroapă la 100 m depărtare de lan. Odată cu eliminarea plantelor virozate se elimină şi plantele atacate de putregaiul umed (Erwinia).

Purificările biologice se efectuează la înflorit, când se observă caracterele de tipicitate ale soiurilor, prin îndepărtarea plantelor netipice.

Distrugerea vrejilor (întreruperea vegetaţiei) se face cu scopul de a împiedica migrarea virusurilor din partea aeriană în tuberculi. La categoriile biologice superioare (inclusiv I1), întreruperea se face la avertizarea dată de către I.C.P.C. Braşov, la 10 zile după zborul maxim al afidelor. Distrugerea vrejilor se face pe cale chimică. La materialul I2 distrugerea vrejilor urmăreşte o maturare uniformă a tuberculilor pentru a reduce pierderile la recoltare şi în timpul păstrării. Operaţia se face cu MTV-4 sau cu instalaţii cu lanţuri, când 1/2-2/3 din plante au ajuns la maturitate. După distrugerea vrejilor cartofii rămân în sol 14–21 zile.

g. Recoltarea-Înaintea recoltării se elimină 5–6 rânduri marginale şi 10–12 cuiburi frontale, de la capătul rândurilor, unde virozarea este mai puternică decât în restul culturii. Recoltarea se poate face cu maşina E-649 sau cu combina CRC-2, cu grijă, pe teren zvântat, pentru a evita rănirea tuberculilor.

Înaintea sortării şi calibrării, cartoful se preînsilozează prin depozitarea acestuia în locuri adăpostite, şoproane, sau în grămezi acoperite cu rogojini. Nu se va proceda la acoperirea cu vreji din cauza pericolului de infestare cu mană. În aceste condiţii, cartoful se ţine cel puţin 21 zile, după care se trece la sortare şi calibrare. La sortare se înlătură tuberculii bolnavi, loviţi şi cei care nu se încadrează în dimensiunile prevăzute de standarde. Când necesarul de material de plantare este mare se pot reţine tuberculi şi în afara dimensiunilor standard.

116

Trebuie acordată o mare atenţie igienei locului unde se face sortarea, care trebuie curăţat cu atenţie când se trece de la un soi la altul.

Depozitarea şi păstrarea se poate face în silozuri, în depozite cu ventilaţie forţată sau în pivniţe. Temperatura de păstrare este de 1–30C şi umiditatea relativă 85–93 %. Pentru păstrarea în silozuri există mai multe tipuri de silozuri: Temperatura în siloz trebuie să se menţină relativ constantă 2–4 0C. La început se face controlul temperaturii din masa de tuberculi la fiecare trei zile. Dacă se constată ridicarea temperaturii, trebuie făcută aerisirea şi îndepărtarea focarului de infecţie. Păstrarea în depozite cu ventilaţie forţată se face în boxe, separat pe soiuri şi categorii biologice. Pereţii boxelor trebuie dezinfectaţi cu formalină 2,5% (0,25 l/m2) sau prin fumigare cu sulf (30 g sulf/ m3). După aplicarea tratamentului încăperea se închide ermetic pentru 1–2 zile, după care se face aerisirea puternică 4–7 zile. Umplerea boxei se face în aşa fel ca, de la suprafaţa cartofilor până la plafonul depozitului să rămână 30–40% din înălţimea totală a boxei. În primele zile de la depozitare, temperatura din masa tuberculilor se menţine relativ ridicată 15–180C, şi umiditatea relativă ceva mai scăzută (78–82 %) pentru vindecarea rănilor. În această perioadă ventilarea se face zilnic, în 3–4 reprize a câte 4 ore. Urmează o perioadă de răcire de 4–6 săptămâni, când ventilarea se face zilnic, în 2–3 reprize a câte 4 ore, cu aer la 4–80C.

În perioada de păstrare propriu-zisă (4–6 luni) se face ventilarea cu aer la 2–4 0C, în patru reprize a câte o oră pe zi. În principiu ventilarea se face cu aer mai rece cu 30C, când temperatura în masa de cartofi este până la 70C şi mai rece cu 4–6 0C când temperatura în masa de cartofi este mai ridicată, toamna la depozitare, pentru a preveni formarea condensului pe suprafaţa tuberculilor ori pe pereţii sau tavanul depozitului. Păstrarea în pivniţe se face tot în boxe din scândură şi grătare din leaţuri de brad, la 10–20 cm de la podea. Din loc în loc se pun tuburi de aerisire. Dezinfectarea boxelor se face în mod asemănător ca în cazul depozitelor. Grosimea stratului de cartofi nu va depăşi 1,0–1,2 m, fiind necesar să rămână 1,0–1,5 m de la suprafaţa cartofului până la tavanul pivniţei. La început, după introducerea tuberculilor se face o aerisire puternică a încăperii. Iarna temperatura se menţine la 2–40C. Când este frig ferestrele pivniţei se protejează cu baloţi de paie. Când temperatura afară este de peste 10C, se pot deschide ferestrele pentru aerisire.

Întrebări recapitulative: 1. Ce cuprinde şi cine execută multiplicarea seminţelor? 2. Multiplicarea (tehnologia specifică loturilor semincere) la cerealele păioase; 3. Multiplicarea (tehnologia specifică loturilor semincere) la leguminoasele

pentru boabe; 4. Multiplicarea (tehnologia specifică loturilor de hibridare) la porumb; 5. Multiplicarea (tehnologia specifică loturilor semincere) la lucernă; 6. Multiplicarea (tehnologia specifică loturilor destinate multiplicării materialului

de plantat) la cartof

117

Cap. 10. CONTROLUL, CERTIFICAREA ŞI COMERCIALIZAREA SEMINŢELOR ŞI

MATERIALULUI SĂDITOR 10.1. Aspecte generale

Prezentele reguli şi norme tehnice stabilesc cadrul organizatoric şi tehnic de aplicare a prevederilor Legii 75/1995 privind producerea, controlul calităţii, comercializarea şi folosirea seminţelor şi materialului săditor, precum şi înregistrarea soiurilor de plante agricole, modificată şi completată prin Legea nr. 57/1997 şi prin Legea nr. 13/1997, pentru agenţii economici, persoane fizice şi juridice, care desfăşoară o activitate profesională în domeniu.

Scopurile aplicării prezentelor reglementări sunt: asigurarea protecţiei producătorilor agricoli prin folosirea de seminţe şi

material săditor de calitate corespunzătoare; menţinerea neschimbată de-a lungul anilor a tuturor caracteristicilor

valoroase ale unui soi (hibrid), la nivelul creat de ameliorator şi furnizarea de seminţe cu potenţial biologic corespunzător; facilitarea unui comerţ unitar cu seminţe şi material săditor; stimularea competenţei, dotării şi răspunderii producătorilor şi furnizorilor

pentru asigurarea calităţii seminţelor şi mat.săditor în condiţii de concurenţă; producerea, prelucrarea, controlul calităţii, certificarea şi comercializarea

seminţelor şi materialului săditor pe bază de norme minimale, în concordanţă cu legislaţia naţională şi cu reglementările internaţionale în acest domeniu. În conformitate cu prevederile Legii 75/1995, agenţii comerciali specializaţi,

persoane fizice şi juridice, care produc, prelucrează şi comercializează seminţe se autorizează în acest scop de Ministerul Agriculturii şi Alimentaţiei, respectiv de Inspecţia de Stat pentru Calitatea Seminţelor şi Materialului Săditor prin reprezentanţii săi teritoriali de specialitate, conform procedurii prevăzute în Ordinul M.A.A. nr. 79/1995.

Conform art.21 din Legea 75/1995 este interzisă comercializarea seminţelor şi materialului săditor a căror calitate nu a fost controlată şi/sau certificată de autoritatea naţională, de furnizorul acreditat pentru speciile stabilite prin prezentele reguli şi norme sau de autoritatea naţională desemnată din ţara exportatorului, după caz.

Autoritatea naţională desemnată prin lege pentru efectuarea controlului şi certificării oficiale a seminţelor şi materialului săditor pe teritoriul României este Inspecţia de Stat pentru Calitatea Seminţelor şi Materialului Săditor (I.S.C.S.M.S.) din cadrul Ministerului Agriculturii şi Alimentaţiei îşi exercită atribuţiunile prin Laboratorul Central pentru Controlul Calităţii Seminţelor

118

(L.C.C.C.S.) şi prin inspectoratele teritoriale pentru calitatea seminţelor şi materialului săditor, menţionate în continuare cu iniţialele I.C.S.M.S.

Totodată, I.C.S.M.S. acreditează activitatea sau părţi ale activităţii agenţilor economici autorizaţi, ale persoanelor fizice sau juridice care activează în domeniul controlului şi certificării calităţii seminţelor şi materialului săditor (control în câmp, prelevare probe, analize de laborator). Procedura de acreditare va fi stabilită prin Ordin al Ministerului Agriculturii şi Alimentaţiei.

I.C.S.M.S. supraveghează şi monitorizează activităţile agenţilor economici autorizaţi şi acreditaţi în producerea, prelucrarea şi comercializarea seminţelor şi materialului săditor. Controlul, supravegherea şi monitorizarea se exercită în toate fazele de producere, prelucrare, comercializare, la folosirea seminţelor şi materialului săditor. Certificarea calităţii seminţelor şi mat. săditor reprezintă un ansamblu de operaţiuni de control şi verificare în principalele faze ale procesului de multiplicare, condiţionare şi ambalare care asigură că produsele, procedeele şi serviciile sunt conforme cu regulile şi normele specifice, care constă:

a.-controlul (inspecţia) culturilor semincere pentru stabilirea valorii biologice a seminţelor şi materialului săditor din punct de vedere al identităţii, autenticităţii, purităţii varietale şi stării fitosanitare, care se efectuează în câmp;

b.-controlul prin sondaj în principalele momente ale procesului de recoltare, transport şi prelucrare şi determinarea valorii culturale cuprinzând, în cazul seminţelor, puritatea fizică, facultatea germinativă, starea sanitară sau alţi indici specifici speciei şi care se efectuează prin prelevarea de probe şi analiza acestora după metode standardizate;

c.-controlul stării sanitare privind lipsa organismelor dăunătoare de carantină se realizează direct în câmp sau prin probe analizate în laborator de inspectoratele de protecţia plantelor şi carantină fitosanitară sau Laboratorul central de carantină fitosanitară, care emit documentele de constatare, înainte de certificarea culturii semincere în câmp;

d.-verificarea autenticităţii şi purităţii varietale în pre şi postcontrol prin metode şi tehnici adecvate, prin teste de laborator sau în parcele de control; postcontrolul se organizează pentru toate categoriile biologice de seminţe destinate multiplicării şi se efectuează în câmpurile de testare ale Institutului de stat pentru testarea şi înregistrarea soiurilor (I.S.T.I.S.) sau a altor instituţii abilitate de Ministerul Agriculturii şi Alimentaţiei sau în parcele de control ale furnizorilor acreditaţi;

e.-certificarea oficială se concretizează prin eliberarea documentelor de control în câmp şi analize de laborator şi prin aplicarea pe ambalajele conţinând seminţe sau material săditor care corespund condiţiilor de calitate prevăzute în norme, pe specii sau grupe de specii, a certificatelor oficiale (etichetelor) sau, după caz, a vignetelor şi eventual a sigiliilor (plombelor);

119

f.-certificarea efectuată de furnizorul autorizat şi/sau acreditat se concretizează prin declaraţia furnizorului de conformitate a condiţiilor de calitate cu prezentele reguli şi norme şi eliberarea documentelor specifice şi aplicarea etichetei furnizorului.

Se admit pentru control şi certificare seminţele şi materialul săditor din: • soiurile (şi hibrizii, inclusiv formele parentale ale acestora),

înregistraţi în Lista oficială a României şi Lista recomandată; • soiurile (şi hibrizii) înregistraţi în cataloagele Comunităţii

Europene sau în cataloagele statelor membre ale Uniunii Europene; • soiuri neînregistrate în Lista oficială a României provenite din ţări

din afara Uniunii Europene, care se multiplică conform sistemelor OCDE pe bază de contract în vederea exportului, integral, atât ca sămânţă, cât şi ca produs comercial, în ţări din afara Uniunii Europene;

• genurile şi speciile stabilite de Ministerul Agriculturii şi Alimentaţiei, prin prezentele sau alte reglementări, în concordanţăcu reglementările organismelor internaţionale la care România este parte. Prezentele reglementări nu se aplică seminţelor şi mat. săditor destinat pentru:

• scopuri ştiinţifice (experienţe, selecţie, conservare genetică); • testare în vederea înregistrării în Lista oficială sau brevetări; • seminţele şi materialul săditor produse şi comercializate de micii

producători pe piaţa locală, autogarantate, destinate unor utilizatori neprofesionişti, din speciile de legume, plante aromatice şi material ornamental sau cu scop ornamental.

10.2. CONTROLUL LOTURILOR SEMINCERE Stabilirea provenienţei şi categoriei biologice la înfiinţarea culturilor de

seminţe şi material săditor se face pe baza documentelor menţionate mai jos: Registrul de selecţie conservativă, pentru menţinerea seminţelor şi

materialului săditor din categoriile biologice sămânţa Amelioratorului, Prebază I, II şi Bază, după caz, la caracteristicile iniţiale ale soiului, dacă poartă confirmarea inspectorului aprobator pentru concordanţa faptică cu datele înscrise şi pentru respectarea metodicii de menţinere şi producere a seminţelor conform schemei.

Act de garantare a autenticităţii pentru sămânţa Amelioratorului şi sămânţa de Prebază, după caz.

Certificatul de valoare biologică şi culturală pentru seminţele certificate de ICSMS care poate fi formularul tipizat şi/sau eticheta oficială.

Certificatul de calitate şi/ sau eticheta emise de furnizori. Documente de calitate însoţitoare ale seminţelor şi mat. săditor din import: - certificat de puritate varietală eliberat de autorităţile desemnate, pentru

materialul importat din ţările afiliate la OCDE;

120

- buletine internaţionale tipizate ale ISTA; - etichete tip C.E. (care pot înlocui certificatul de puritate varietală), sau tip

OCDE, ataşate la ambalajele seminţelor şi au următoarele culori: albe cu dunga violet (Prebază), albe (Bază), albastre (Certificată, generaţia I) sau roşii (Certificată, generaţia a II-a), gri (sămânţă necertificată final), galbene intens (Standard), brune (sămânţă Comercială), verzi (amestecuri) la speciile prevăzute de cele două sisteme:

- alte documente prevăzute de reglementările internaţionale la care România este parte;

- certificat de autenticitate şi calitate pentru materialul săditor şi alte specii de seminţe din ţările afiliate şi din ţări neafiliate la U.E.;

- certificat fitosanitar internaţional.

Verificarea amplasării loturilor semincere, distanţelor de izolare şi a rotaţiei

Nerespectarea distanţelor de izolare prevăzute constituie motiv pentru respingerea sau declasarea culturilor. Verificarea amplasărilor loturilor semincere se face pe baza schiţei întocmite pe “Declaraţia de multiplicare”. Nerespectarea rotaţiei poate constitui motiv de respingere sau declasare a culturii conform precizărilor din partea specială. Distanţele de izolare şi restricţiile de rotaţie sunt cele prevăzute în partea specială.

Agricultorii – multiplicatori au obligativitatea încheierii unor convenţii sau înţelegeri scrise cu cultivatorii agricoli învecinaţi pentru asigurarea distanţelor de izolare, când spaţiul propriu nu asigură distanţele normate prin: amplasarea la distanţă corespunzătoare a culturilor, eliminarea plantelor care pot impurifica cultura seminceră sau să permită multiplicatorului de seminţe eliminarea acestora. Aceste înţelegeri (convenţii) vor fi anexate “Declaraţiei de multiplicare”, respectarea acestora rămânând în sarcina multiplicatorului.

Controlul aplicării tehnologiei specifice multiplicării seminţelor şi materialului săditor-În cadrul controalelor privind respectarea lucrărilor specifice producerii seminţelor şi materialului săditor, inspectorul aprobator va verifica:

- combaterea organismelor dăunătoare, în special a celor de carantină, a celor care se transmit prin sămânţă şi a vectorilor virozelor care condiţionează respingerea sau declasarea culturilor, împreună cu inspectorii de protecţia plantelor şi carantină fitosanitară şi cu specialiştii din reţeaua institutelor şi staţiunilor de cercetare, care întocmesc actele de constatare specifice;

- executarea lucrărilor speciale privind purificarea biologică; la culturile alogame purificarea trebuie terminată înainte de începerea emiterii polenului;

- efectuarea lucrărilor de castrare în termen şi de calitate în loturile de hibridare;

121

- eliminarea plantelor atacate de organismele dăunătoare înainte de recoltare, la anumite culturi;

- eliminarea măsurilor pentru evitarea amestecurilor mecanice în timpul recoltatului, transportului şi a depozitării temporare.

10.3. PRELUCRAREA SEMINŢELOR ŞI MATERIALULUI SĂDITOR

Prelucrarea seminţelor şi materialului săditor cuprinde toate fazele de la recoltare până la livrare, şi anume: precurăţirea, uscarea, curăţirea finală, sortarea, fasonarea, tratarea, ambalarea, etichetarea, lotizarea şi depozitarea, efectuate în vederea realizării condiţiilor de calitate prevăzute în norme, în scop comercial sau pentru necesarul propriu. Prelucrarea seminţelor şi materialului săditor pentru oricare fază enunţată la alineatul precedent trebuie finalizată prin ambalare şi etichetare, incluzând închiderea ambalajelor conform prezentelor norme. Se defineşte ca prelucrător proprietarul loturilor de seminţe sau material săditor ce se condiţionează, care:

♦ efectuează prelucrarea utilizând baza materială proprie, închiriată sau prin contract, convenţie de prestare servicii de către alţi prelucrători autorizaţi;

♦ este primul comerciant autorizat al seminţei şi materialului săditor condiţionat şi ambalat conform alineatului precedent.

Prelucrătorii răspund de menţinerea autenticităţii şi purităţii varietale, în timpul manipulării, condiţionării, ambalării, lotizării, păstrării şi comercializării seminţelor şi materialului săditor, precum şi de menţinerea parametrilor minimali de calitate prevăzuţi de prezentele norme pentru a putea fi comercializate.

Pentru certificare, prelucrătorul poate solicita sondarea şi certificarea oficială a seminţei şi materialului săditor de către autoritatea de certificare printr-o cerere denumită “Declaraţie pentru certificare”, cu excepţia cazurilor pentru care este acreditat de a-şi autocertifica sămânţa sau materialul săditor.

Declaraţia pentru certificare va cuprinde: elementele de identificare şi valoare biologică din actul de control în câmp; acordul menţinătorului soiului; de identificare a loturilor care rezultă; declararea valorii culturale informative; intenţia de amestecare a unor partide sau loturi având aceeaşi provenienţă sau provenienţe diferite şi că acestea îşi păstrează autenticitatea şi puritatea varietală pe care au avut-o înainte de condiţionare şi contractul (convenţia) de prestare servicii în cazul în care proprietarul seminţei nu deţine instalaţii proprii de condiţionare şi ambalare.

10.4. CIRCULAŢIA ŞI COMERCIALIZAREA SEMINŢELOR ŞI MATERIALULUI SĂDITOR

Agenţii economici autorizaţi pentru comercializarea seminţelor şi materialului săditor au următoarele obligaţii:

122

să facă dovada certificării, provenienţei, tranzacţiilor şi stocurilor de seminţe şi material săditor care se comercializează, prin ţinerea evidenţei conform prezentelor prevederi;

să respecte normele tehnologice de depozitare, transport şi comercializare specifice fiecărei specii;

să asigure un comerţ modern şi profesionist; să nu comercializeze seminţe şi material săditor necertificate,

neambalate şi neetichetate sau preluate de la agenţi economici neautorizaţi; să respecte inviolabilitatea etichetelor, a ambalajelor originale şi să

păstreze marca furnizorului, în cazul în care aceasta este aplicată pe ambalaj; să fie pregătiţi pentru a da informaţii de folosire a materialului

semincer vândut; să ceară acordul ICSMS sau LCCCS pentru reambalarea de către

un prelucrător autorizat a seminţelor în ambalaje de capacitate mai mică decât cele în care au fost achiziţionate seminţele, în funcţie de cererea utilizatorilor, dacă el însuşi nu este autorizat ca prelucrător;

să ţină evidenţa cantităţilor preluate şi vândute pe soiuri, respectiv pe menţinători şi să achite acestora drepturile de redevenţă dacă este primul vânzător al respectivelor seminţe sau material săditor;

să retragă din circulaţie seminţele şi material săditor devenite inapte calitativ în conformitate cu prezentele norme şi afectate de organisme dăunătoare, să accepte returnarea celor deja vândute sau compensarea lor şi să ia măsuri de îndepărtare urgentă a acestor cantităţi prin valorificare la alte destinaţii sau distrugere, în prezenţa unui reprezentant al ICSMS;

să solicite refacerea analizelor de valoare culturală (în special a germinaţiei) şi stare sanitară când este cazul;

să respecte în totalitatea lor prevederile Legii 75/1995, a prezentelor norme şi a celorlalte reglementări în vigoare privind comerţul.

Circulaţia şi comercializarea la intern Circulaţia timpurie a seminţelor se referă la seminţele contractate şi aprobate

în câmp dar necertificate final. La cererea expresă a primului beneficiar sămânţa poate circula înainte de a se cunoaşte rezultatul oficial al testului de germinaţie sau stare sanitară în următoarele condiţii:

• sămânţa a trecut toate celelalte teste oficiale de analiză a valorii culturale în cazul că a fost condiţionată şi ambalată;

• rezultatul unei analize informative anterioare de germinaţie arată că sămânţa îndeplineşte cel puţin germinaţia minimă normată;

• sămânţa necondiţionată va fi livrată ambalată sau vrac în containere sau mijloace de transport curate, închise şi sigilate;

123

• furnizorul are responsabilitatea să pună la dispoziţia beneficiarului înainte sau la data livrării:

a) o declaraţie că sămânţa a fost livrată înaintea sondării oficiale sau după sondarea oficială dar înaintea obţinerii rezultatelor analizei oficiale de germinaţie, cu specificaţia “seminţe necertificate final”;

b) rezultatul analizei informative; c) numărul de referinţă al lotului atribuit oficial; d) numele şi adresa furnizorului; e) originalul actului de control în câmp, în cazul seminţei brute; f) acordul LCCCS sau ICSMS teritorial al furnizorului.

Întrebări recapitulative: 1. Ce document oficial reglementează controlul, certificarea şi comercializarea

seminţelor în România? 2. Principalele prevederi ale Legii 75/1995; 3. despre controlul loturilor semincere; 4. Despre prelucrarea seminţelor şi materialului săditor; 5. Despre circulaţia şi comercializarea seminţelor şi materialului săditor.

124

CAP. 11. ECONOMIA PRODUCERII ŞI MULTIPLICĂRII SEMINŢELOR ŞI

MATERIALULUI SĂDITOR Etapele producerii şi multiplicării seminţelor însumează un număr de 6–7

ani la plantele autogame şi cele alogame cu polenizare liberă, un număr de 7–8 ani la cartof, 9–11 ani la sfeclă etc. Pe parcursul acestei perioade se execută lucrări specifice care se constituie în cheltuieli de producţie ce trebuie recuperate anual, oferind astfel posibilitatea continuării întregului lanţ tehnologic. Remarcăm şi cu această ocazie faptul că nivelul cheltuielilor este foarte ridicat deoarece: se asigură un nivel tehnologic maxim pentru ca noile genotipuri să nu fie

supuse deprecierii însuşirilor valoroase ale productivităţii (parametri ambientali, protecţia fitosanitară etc.); ritmul de înmulţire trebuie să fie maxim; forţa de muncă folosită are o calificare superioară; intervalul de executare al lucrărilor este foarte scurt; dotarea tehnică trebuie să fie excelentă cantitativ şi calitativ; profesionalismul ridicat al tututor celor ce activează în acest domeniu.

Aşa se explică de ce Producerea Seminţelor la categoriile biologice superioare se desfăşoară numai în cadrul Staţiunilor de Cercetări Agricole şi Silvice, Staţiunile Didactice, iar Multiplicarea categoriilor biologice inferioare se desfăşoară în cadrul agenţilor economici specializaţi şi aprobaţi de MAA. Schema producerii şi multiplicării seminţelor pentru o anumită specie începe cu suprafaţa ce urmează a fi cultivată de către proprietarii de teren (arealul de cultură omologat şi zonat). De exemplu: soiul nou de grâu Moldova–83, creat la SCA Podu Iloaiei şi zonat pentru zona colinară a Moldovei este solicitat de cultivatori pentru a fi cultivat pe 100.000 hectare. Aceasta înseamnă că necesarul de sămânţă C2 (I2) este de 25.000 tone. Costul lucrărilor de multiplicare aplicate de agenţii economici specializaţi este majorat cu 20% faţă de costul producţiei destinate consumului.

În continuare, schema producerii şi multiplicării până ce se asigură cele 25.000 tone grâu sămânţă C2 se desfăşoară astfel:

1. Agenţii multiplicatori-C2 obţin cele 25.000 tone sămânţă pe 10.000 hectare loturi semincere (se consideră că producţia medie este de 3.000 kg/ha şi prin condiţionare vor rezulta 2.500 kg/ha sămânţă utilă).

Pentru însămânţarea celor 10.000 hectare loturi semincere, multiplicatorii au nevoie de 2.500 tone sămânţă C1 (I1).

2. Agenţii multiplicatori–C1–obţin cele 2.500 tone sămânţă C1 pe suprafaţa de 1.000 hectare (la fel, producţia totală va fi de 3.000 kg/ha şi prin condiţionare vor rezulta 2.500 tone sămânţă).

125

Pentru însămânţarea celor 1.000 hectare este necesară cantitatea de 250 tone sămânţă din categoria biologică BAZĂ.

3. Agenţii multiplicatori–BAZĂ-obţin cele 250 tone sămânţă-bază pe suprafaţa de 100 hectare (la fel, din producţia de 3.000 kg/ha, rezultă 2.500 kg/ha). Însămânţarea celor 100 hectare necesită 25 tone sămânţă de PREBAZĂ-II sau Superelită.

4.Producerea în SCA a seminţei de PREBAZĂ II (Superelită)–se realizează pe suprafaţa de 10 ha, de pe care va obţine cantitatea de 25 tone sămânţă PB – II. Pentru cele 10 ha este necesară cantitatea de 2,5 tone sămânţă PREBAZĂ-I sau BazăSuperelită.

5. Producerea în SCA a seminţei Prebază-I (Bază Superelită)–cantitatea de 2,5 tone se realizează pe suprafaţa de 1 ha. Această suprafaţă se însămânţează în benzi cu zone de acces de 37,5 cm lăţime. Asemenea zone de acces vor fi amplasate după fiecare lăţime a semănătorii (4 m). Însămânţarea suprafeţei de 1 ha are nevoie de 200 kg sămânţă produsă în Câmpul de Selecţie.

6. Producerea în SCA a seminţei-CS (câmpul de selecţie). Cele 200 kg sămânţă necesară poate fi obţinută pe suprafaţa de 0,1 ha (considerându-se o producţie medie utilă de 2.000 kg/ha). Pentru însămânţarea a 0,1 ha câmp de selecţie sunt necesare 2 kg sămânţă rezultată de pe Câmpul de Alegere (C.A.).

7. Producerea în SCA a seminţei autorului (SA) pe câmpul de alegere (C.A.)–Câmpul de alegere (CA) se însămânţează cu sămânţa autorului, în rânduri cu distanţa de 50 cm pentru a se permite accesul amelioratorului (menţinătorului). Suprafaţa acestui câmp este de mărimea asigurării unei cantităţi minime de 2 kg sămânţă. Considerându-se, în medie, că un spic valoros, bine dezvoltat, cântăreşte circa un gram, înseamnă că pentru asigurarea celor 2000 grame (2 kg) sămânţă sunt necesare 2000 spice. Deci se vor alege minimum 2000 spice tipice soiului Moldova–83, de către autorul (menţinătorul) SCA Podu Iloaiei. rezultă astfel că se porneşte de la 2000 spice şi după 7 ani se asigură 25.000 tone sămânţă-C2 pentru producătorii individuali ce vor cultiva 100.000 hectare cu soiul Moldova–83.

Sub formă centralizată etapele producerii şi multiplicării cantităţii de 25.000

tone, grâu sămânţă din soiul Moldova-83 se prezintă astfel:

126

Cost sămânţă (%) Nr.

ani ETAPELE

(Câmpurile) Cine execută

Supr. lot sem.

(ha)

Normă de

sămânţă(kg/ha)

Necesarsămânţă

(t)

Prod. medie (kg/ha)

Prod. totală

(kg/ha) Cump. Vânzare

1. Alegerea spicelor (Câmp alegere)

SCA (menţinător)

2000 sp.(2000g)

- - - - - 500

2.

Selecţia descendenţelor

valoroase (Câmp de selecţie)

SCA (menţinător)

0,1 200 2 kg 2500 25 kg 500 400

3. Prima descendenţă

(PB I) SCA

(menţinător) 1 250 0,250 2500 2,5 400 350

4. A doua descendenţă

(PB II) SCA

(menţinător) 10 250 2,5 2500 25 350 300

5. A treia descendenţă

(PB III) SCA

(menţinător) 100 250 25 2500 250 300 250

6. Prima înmulţire

(câmp C 1) Multiplicator 1000 250 250 2500 2500 250 200

7. A doua înmulţire

(câmp C 2) Multiplicator 10000 250 2500 2500 25000 200 150

Beneficiarii sămânţă (cultivatorii) – vor primi 25000t sămânţă pentru 100000 ha grâu

Notă: Producţia medie pe loturile semincere este de 3000 kg/ha, prin condiţionare ramân 2500 kg/ha sămânţă. Cultivatorii plătesc sămânţa la cu preţul de 150% faţă de producţia de consum.

TEME DE PROIECT 1. Să se elaboreze tehnologia specifică lotului semincer de 100 ha, la specia

(se alege una dintre: grâu, orz, orzoaică, secară, fasole, soia, mazăre, lucernă) care va asigura cantitatea de ………tone sămânţă, categoria biologică ……(Bază, C1, C2), de către multiplicatorul………….(denumirea agentului economic), situat în comuna…….., judeţul…………..

2. Să se elaboreze tehnologia specifică lotului de hibridare de 50 ha porumb, hibridul …….. ce va asigura cantitatea de ……..tone de sămânţă comercială F0 , la multiplicatorul ………….(denumirea agentului economic), situat în comuna…….., judeţul…………..

3. Să se elaboreze tehnologia specifică lotului semincer de 20 ha cartof, soiul……., categoria biologică……….. ce va asigura cantitatea de ……..tone de material de plantat, de către multiplicatorul ………….(denumirea agentului economic), situat în comuna…….., judeţul…………..

127

Principalele componente ale proiectului sunt: 1. Schiţa terenului în care se va specifica: sola cu lotul semincer (colorată),

dimensiunile solei, vecinătăţile, distanţe, zone de acces, culturile vecinilor; 2. Amplasarea lotului semincer (după datele prezentate la cap. 9); 3. Distanţele de izolare; 4. Rotaţia; 5. Fertilizarea; 6. Lucrările solului; 7. Sămânţa şi semănatul; 8. Lucrările de întreţinere; 9. Lucrări specifice loturilor semincere/hibridare; 10. Recoltare, transport; 11. Prelucrare, ambalare, comercializare; 12. Eficienţa economică (cheltuielidupă deviz, încasări la livrare); 13. Concluzii, recomandări; 14. Bibliografie.

Lista bibliografică recomandată A. OBLIGATORIE 1. CREŢU A., SIMIONIUC D., CREŢU L., 2000 – Ameliorarea plantelor, producerea şi multiplicarea seminţelor şi materialului săditor. Editura "Ion Ionescu de la Brad" Iaşi.

2. CREŢU A.-1990. Ameliorarea Plantelor şi Producerea de Sămânţă. Vol. I, Curs Lito Iaşi.

3. CREŢU A.-1990. Ameliorarea Plantelor şi Producerea de Sămânţă. Vol. II, Curs Lito Iaşi

4. CREŢU A.-1995. Caiet de lucrări practice. B. FACULTATIVĂ

1. Analele ICCPT-Probleme de Genetică Teoretică şi Aplicativă 2. ENESCU V şi colab.-1994 . Înmulţirea vegetativă prin culturi "in vitro". Ed.

Ceres, Bucureşti 3. Handbook of Breeding and Plant Cell Culture. Vol. 1-6. 4. FRANCO CORENZETTI şi colab.-1994. Miglioramento genetico delle piante

agrarie. Edagricole Bologna

128

Cuprins

INTRODUCERE ŞI IMPORTANŢĂ………………………………………... 2

Cap.1. OBIECTIVELE AMELIORĂRII PLANTELOR……………..…… 5

1.1. Definire…………………………………………………………….……. 5

1.2. Ce reprezintă un soi / hibrid nou…………………...……..………….…. 5

1.3. Clasificarea obiectivelor ameliorării plantelor………………….………. 5

1.3.1. Ameliorarea componentelor capacităţii de producţie……..………… 6

1.3.2. Ameliorarea calităţii producţiei……………………………………… 9

1.3.2.a. Ameliorarea conţinutului în substanţe de bază…………………. 10

1.3.2.b. Ameliorarea conţinutului în principii active esenţiale…………. 11

1.3.2.c.Ameliorarea însuşirilor tehnologice…………………………….. 12

1.3.3. Ameliorarea rezistenţei active a plantelor…………………………….13

1.3.4. Ameliorarea reacţiei favorabile la intensivizare………….…………..16

1.4. Factorii care hotărăsc alegerea obiectivelor ……………………………..18

Cap. 2. STUDIUL MATERIALULUI INIŢIAL ………….………………… 20

2.1. Importanţa materialului iniţial folosit în ameliorarea plantelor………… 20

2.2. Formele materialului iniţial…………………………………………….. 21

2.3. Colectarea, studiul şi conservarea mat. iniţial…………………….……. 27

Cap. 3. METODE FOLOSITE ÎN AMELIORARE ..........……………….. 30

3.1. Importanţa alegerii corecte a metodei de ameliorare…………….……… 30

3.2. Clasificarea şi caracterizarea metodelor de ameliorare…………………. 32

3.2.1. Metode convenţionale………………………………………………. 32

3.2.1.1. Hibridarea……………………………………………………… 32

3.2.1.2. Consangvinizarea………………………………………………. 38

3.2.1.3. Mutageneza…………………………………………………… 42

3.2.1.4. Ploidia (poliploidia)…………………………………………… 44

3.2.1.5. Selecţia……………………….……………………………….. 45

3.2.2. Metode neconvenţionale…………………………………………… 48

3.2.2.1. Tehnologia ADN recombinant………………………….... 49

3.2.2.2. Culturile “in vitro”………………………………………….. 49

3.2.2.3. Haploidia (Androgeneza)…………………………………. 50

3.2.2.4. Hibridările somatice……………………………………… 50

129

Cap.4. AMELIORAREA PLANTELOR AUTOGAME ..........…………… 51 4.1. Ameliorarea grâului comun………………………………………….. 51 4.2. Ameliorarea grâului de primăvară (Triticum durum L.)……………... 58 4.3. Ameliorarea orzului de toamnă………………………………………. 59 4.4. Ameliorarea orzoaicei în România…………………………………… 61 4.5. Ameliorarea fasolei…………………………………………………... 62 4.6. Ameliorarea soiei…………………………………………………….. 63

Cap. 5. AMELIORAREA PLANTELOR ALOGAME ..........……………. 65 5.1. Ameliorarea porumbului……………………………………………… 65 5.2. Ameliorarea sorgului…………………………………………………. 69 5.3. Ameliorarea secarei………………………………………………….. 70 5.4. Ameliorarea florii soarelui…………………………………………… 72 5.5. Ameliorarea sfeclei pentru zahăr…………………………………….. 75 5.6. Ameliorarea lucernei…………………………………………………. 77

Cap. 6. AMELIORAREA PLANTELOR CU ÎNMULŢIRE VEG. ………. 79 6.1. Ameliorarea cartofului……….……………….………………………. 79

Cap. 7. BAZELE GENETICE ALE PRODUCERII ŞI MULTIPLICĂRII SEMINŢELOR ŞI MATERIALULUI SĂDITOR ..........…………………. 83

7.1. Introducere…………………………………………………………… 83 7.2. Structura genetică a soiurilor la autogame…………………………… 85 7.3. Structura genetică a cultivarelor alogame……………………………. 91 7.4. Structura genetică a cultivarelor cu înmulţire veg. …………………... 93

Cap. 8. PRODUCEREA SEMINŢELOR ŞI MAT. SĂDITOR ..........…… 94 Cap. 9. MULTIPLICAREA SEMINŢELOR ŞI MAT.SĂDITOR ………. 98

9.1 Tehnologia specifică loturilor semincere la autogame………….…….. 98 9.2 Tehnologia specifică loturilor de hibridare la porumb………………. 102 9.3.Tehnologia intensivă pentru lucerna de sămânţă……………………. 111 9.4. Tehnologia specifică loturilor la cartof………………………….…… 113

Cap. 10. CONTROLUL, CERTIFICAREA ŞI COMERCIALIZAREA SEMINŢELOR ŞI MATERIALULUI SĂDITOR ..........………………… 117

10.1. Aspecte generale………………….………………………………… 117 10.2. Controlul loturilor semincere……………………………………… 119 10.3. Prelucrarea seminţelor şi materialului săditor……………………….121 10.4. Circulaţia şi comercializarea seminţelor şi mat. săditor …………… 121

CAP. 11. ECONOMIA PRODUCERII ŞI MULTIPLICĂRII SEMINŢELOR ŞI MATERIALULUI SĂDITOR ………………………. 124

Teme de proiect……………………………………………………………… 126