Значение  селекции для сельскохозяйственного  производства и различных  отраслей промышленности

СОДЕРЖАНИЕ

Введение 
1. Значение сортов растений в сельскохозяйственном производстве 
2. Селекция животных и ее роль в сельском хозяйстве 
3. Роль селекции микроорганизмов для развития микробиологической промышленности 
Заключение 
Список литературы

ВВЕДЕНИЕ

Полноценное питание  людей, их здоровье, источники энергии — это основные проблемы, которые волнуют все человечество. Особенно важно обеспечение населения продовольствием: этот вопрос волнует не только специалистов сельского хозяйства, но и политиков, демографов, социологов, мировую общественность. По данным экспертов ООН, за последнее тысячелетие население Земли возросло в 18 раз. И если для первого удвоения его численности в этот период потребовалось 600 лет, то для второго — только 230, а для последнего — менее 38 лет. 
Быстрый рост народонаселения привел к тому, что его потребности существенно стали опережать производство сельскохозяйственной продукции. Особенно резко этот разрыв отмечается в развивающихся странах. Здесь проживает две трети населения Земли, а производится только 38 % сельскохозяйственной продукции. Такие условия приводят к необходимости повышения продуктивности растений и снижения затрат искусственной энергии на выращивание единицы продукции. Без селекции эту проблему решить невозможно. 
Одним из примеров возрастания роли селекции могут служить расчеты ученых США, показывающие, что сокращение вегетационного периода хлопчатника до 120 дней (вместо 160-180) позволит снизить расход удобрений на 80 %, воды на орошение — на 50 и инсектицитов (препаратов против вредителей и болезней) — на 75 %. При этом себестоимость единицы урожая уменьшится на 43 %. Использование раннеспелых, с одновременным созреванием коробочек, сортов хлопчатника позволяет существенно снизить и трудовые затраты, поскольку обеспечивает уборку урожая за один проход комбайна. Энергетические затраты на возделывание и уборку хлопчатника при этом сократятся на 33 % на единицу площади. 
Значение селекции в промышленных разработках энергосберегающих технологий возделывания сельскохозяйственных культур будет возрастать, т. к. только с ее помощью можно создать и приспособить для нужд человека такие типы растений, для возделывания которых требуются меньшие энергетические ресурсы. 
Возможности селекционного улучшения сельскохозяйственных культур очень велики. Это важнейший фактор повышения урожайности. По оценкам ученых, в послевоенный период селекция обеспечила половину прироста сельскохозяйственной продукции, в первую очередь зерновых культур. Без коренного изменения селекционным путем самой морфологии растений, пшеницы и риса, без создания короткостебельных, устойчивых к полеганию сортов интенсивного типа, отзывчивых на внесение высоких доз минеральных удобрений, был бы невозможен тот научно-технический прогресс в области сельского хозяйства развивающихся стран (Мексики, Индии и др.), который получил название «зеленой революции». Велика роль селекции и в развитии животноводства. Большую роль селекционные приемы и методы играют в развитии определенных отраслей микробиологической промышленности.

1. ЗНАЧЕНИЕ СОРТОВ  РАСТЕНИЙ В СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОМ  ПРОИЗВОДСТВЕ

Сорт — это созданная человеком для удовлетворения своих потребностей совокупность культурных растений, происходящих от одного или нескольких родоначальников и обладающих относительно одинаковыми, наследственно закрепленными ботанико-биологическими и хозяйственными признаками и свойствами, которые позволяют в определенных природных и производственных условиях получать высокие и устойчивые урожаи продукции требуемого качества. 
Сорт (или гибрид) как средство сельскохозяйственного производства — один из важнейших элементов научно-технического прогресса в сельском хозяйстве, обеспечивающий получение необходимого количества высококачественной продукции. 
Внедрение новых ценных сортов обеспечивает увеличение урожайности, а следовательно, производства зерна и другой сельскохозяйственной продукции. Многочисленные примеры свидетельствуют о высокой экономической эффективности селекции. Так, расчеты показали, что уже за первые 10 лет после внедрения в производство сорта озимой пшеницы безостая-1 каждый рубль затрат на его селекцию окупился в производстве суммой дохода в 2027 рублей. 
Благодаря внедрению новых сортов и ежегодному сортообновлению подсолнечника выработка растительного масла за год в конце 60-начале 70-х гг. в нашей стране возросла на 0,8-1 млн т. Экономисты подсчитали: если бы хозяйства выращивали сорта довоенного периода, то для получения такого количества масла необходимо было дополнительно посеять подсолнечник на площади 3 млн га. Для вспашки, обработки почвы, посева и уборки урожая с этой площади потребовалось бы несколько десятков тысяч тракторов, комбайнов и других сельскохозяйственных машин, десятки тысяч рабочих рук. 
Производство гетерозисных гибридных семян кукурузы ранее строилось на обрывании метелок на материнских растениях вручную, на что ежегодно тратилось примерно 2-2,5 млн человеко-дней. Причем данная операция совпадала с уборкой ранних зерновых культур, что создавало крайнюю напряженность с рабочей силой. 
Перевод группой селекционеров — М. И. Хаджиновым, Г. С. Гамевым и др. — гибридов на мужскую стерильность в 60-е гг. позволил избавиться от этих затрат. 
Подобных примеров очень много, в том числе и по зарубежным странам. Так, удвоение урожайности сельскохозяйственных культур в Европе за 100 лет (с 1820 по 1919 г.) наполовину было обеспечено успехами селекции. К середине нашего века урожайность в Европе увеличилась на 50 %, причем половина прироста была обусловлена селекцией. В результате внедрения в США гибридной кукурузы валовые сборы зерна этой культуры значительно возросли. 
Интенсификация сельскохозяйственного производства выдвигает на первый план задачи создания сортов и гибридов с высоким потенциалом продуктивности, который в условиях производства реализовался бы не менее чем на 70-80 %.

Основное требование, предъявляемое к сорту или  гибриду любой сельскохозяйственной культуры, — высокая урожайность. Вновь выведенный сорт может получить распространение в производстве только в том случае, если он дает более высокие и устойчивые урожаи, чем лучшие из существующих сортов данной культуры. 
Сорта должны обладать экологической пластичностью, т. е. сохранять стабильно высокую урожайность в разных природно-климатических условиях. 
Примером таких сортов служат районированный еще в 1929 г. сорт яровой пшеницы лютесценс-2, который выращивали на огромной площади в восточных, южных и центральных областях нашей страны, а также сорта озимой пшеницы безостая-1 и мироновская-808, занимавшие в СССР несколько миллионов гектаров и возделываемые в ряде других стран. 
Современные сорта должны быть приспособлены к условиям высокомеханизированного сельскохозяйственного производства с применением машин для посева, посадки, обработки и уборки. 
У всех зерновых культур и льна ценятся в этом отношении сорта с устойчивым к полеганию стеблем и неосыпающимся зерном. 
У кукурузы важным показателем служит высота прикрепления початка. Если она менее 30 см, применять комбайновую уборку сортов и гибридов нельзя. 
У пропашных культур (хлопчатник, кунжут, томат и другие) важно иметь сжатый тип куста, что облегчает проведение междурядной обработки. 
Необходимы сорта хлопчатника и клещевины, сбрасывающие листья ко времени созревания коробочек. 
У подсолнечника механизированную уборку могут затруднять ветвление и разный наклон корзинок. 
Громадные убытки наносят сельскому хозяйству болезни и вредители. Так, в США зарегистрировано около 25 тыс. болезней культурных растений. Поэтому селекция на устойчивость к болезням и вредителям — чрезвычайно важное направление в селекции всех без исключения культур. 
Важнейший признак сельскохозяйственной продукции — ее качество. Это сложный признак, включающий различные свойства, начиная от биохимического состава, который определяет питательную ценность того или иного продукта, его вкусовые качества, а также транспортабельность, пригодность для хранения. При селекции на качество необходимо учитывать требования отраслей перерабатывающего комплекса. Например, нужны специальные сорта зерновых культур с особыми технологическими качествами для хлебопекарной, пищевой, кондитерской промышленности, для диетического и детского питания, для производства фуража. 
Сорта ячменя, например, могут быть продовольственного, кормового и пивоваренного направления. Сорта, используемые в пивоварении, должны иметь крупное и хорошо выровненное зерно с высокой всхожестью и энергией прорастания, низким содержанием белка. Это обычно двурядный ячмень. 
Сорта картофеля бывают продовольственного, технического и кормового направления. В связи с этим содержание крахмала в клубнях неодинаково. У лучших заводских сортов оно может достигать 30 %. 
Плоды и овощи должны обладать хорошими вкусовыми качествами, высоким содержанием сахаров, сухих экстрактивных веществ, витаминов, хорошо переносить транспортировку и хранение. 
Сорта овощных культур по своему назначению могут быть столово-салатного направления, для потребления в свежем виде (крупноплодные сорта томатов, сладкие сорта лука), для использования в кулинарии (острые сорта лука), для длительного хранения в свежем виде, засолки и квашения, консервирования, сушки, замораживания, приготовления пюре, паст, соков. 
У крупяных и зерновых бобовых культур учитывается развариваемость зерна, у масличных — содержание масла в семенах, у лубяных прядильных — качество волокна. 
Поскольку к сортам различного направления использования предъявляют специфические требования, важно, чтобы селекционеры работали по заказам — заданиям отраслей перерабатывающего комплекса. Новые сорта должны проходить там апробацию по тем параметрам, которые важны для той или иной отрасли перерабатывающей промышленности. 
Сочетание качества сельскохозяйственной продукции с урожайностью — сложная задача для селекционеров. Кроме того, также надо учитывать зоны, пригодные для производства продукции нужного качества. Определены районы для выращивания сильных и ценных сортов яровой твердой пшеницы, ее сильных и ценных сортов. Но еще не установлены зоны для получения продукции для детского и диетического питания, пока не созданы такие сорта. А это крайне необходимо. 
Важным признаком сортов и гибридов различных сельскохозяйственных культур является продолжительность вегетационного периода. 
Для многих природно-экономических зон России и других стран, где период для благоприятного роста растений ограничен температурными условиями, засухой или переувлажнением, важно иметь скороспелые сорта. 
В нашей стране особое внимание уделяется созданию скороспелых гибридов подсолнечника. Такие гибриды отличаются выравненностью, что обеспечивает высококачественную механизированную уборку. 
Чтобы непрерывно удовлетворять потребности населения в свежих овощах и фруктах, следует иметь разные по срокам созревания сорта: ранние, среднеспелые, среднепоздние, поздние и очень поздние. 
Необходимо иметь наборы сортов и гибридов и других культур с разной продолжительностью периода вегетации для каждой почвенно-климатической зоны, чтобы производить уборку урожая с минимальными потерями. 
Для определенных районов необходимо также иметь засухоустойчивые и зимостойкие сорта. Выводятся также сорта для выращивания на орошаемых и осушенных землях. 
Освоение малопродуктивных земель зависит от успехов селекции. От того, появятся ли специальные сорта и гибриды, которые могут давать урожай на кислых, засоленных, заболоченных землях, чистых песках, зависит их использование. В некоторых странах на эти свойства обращают особое внимание. Так, в Бразилии сорта, неустойчивые к кислым почвам, в производство не допускаются. Для решения задач, стоящих перед сельскохозяйственным производством нашей страны, намечены основные направления в селекции по культурам:

1) создание высокопродуктивных  морозостойких сортов озимой  пшеницы для Центрально-Черноземной  зоны и Поволжья; 
2) выведение раннеспелых и среднеранних сортов яровой пшеницы, устойчивых к засухе, для Западной Сибири и Северного Казахстана; 
3) получение высокопродуктивных засухоустойчивых сортов яровой твердой пшеницы и зимостойких сортов озимой твердой пшеницы с повышенными технологическими качествами зерна для макаронной промышленности. 
4) селекция интенсивных, устойчивых к полеганию сортов ячменя, а для засушливых зон — и засухоустойчивых; 
5) выведение высокоурожайных сортов озимой ржи с коротким неполегающим стеблем; 
6) создание скороспелых высокопродуктивных гибридов кукурузы для разных зон; 
7) создание широкого набора сортов гороха, фасоли, чины, чечевицы, нута; 
создание скороспелых высокоурожайных гибридов подсолнечника и сортов, устойчивых к болезням и с высокой масличностью; 
9) выведение ранне- и среднеспелых сортов сои с повышенной урожайностью, особенно для районов Дальнего Востока; 
10) выведение сортов и гибридов сахарной свеклы с повышенной урожайностью, сахаристостью и сбором сахара.

Требования к  современным сортам весьма разнообразны. Селекционеру приходится учитывать несколько десятков признаков при работе с любой культурой. 
Интенсификация земледелия выдвинула проблему селекции сортов, обладающих хорошей отзывчивостью на минеральные удобрения и при этом сохраняющих высокую устойчивость к полеганию. В связи с этим в Мексике Н. Борлауг развернул работу по получению короткостебельных сортов и показал, что при соответствии сорта условиям внешней среды можно добиться увеличения урожайности в несколько раз. 
Получение высокоурожайных карликовых и полукарликовых сортов пшеницы оказалось возможным после открытия японскими учеными генов карликовости. 
За счет внедрения короткостебельных сортов Мексика, Индия и другие страны за 15-20 лет добились крупных успехов в производстве зерна пшеницы, полностью отказавшись от его импорта. 
Если старые высокорослые сорта пшеницы здесь могли давать даже при самых благоприятных условиях (при орошении и внесении минеральных удобрений) максимум 3-4 т зерна с 1 га, то с внедрением новых сортов этот уровень поднялся до 6-8 т с га. Короткостебельные сорта сыграли выдающуюся роль в увеличении производства зерна пшеницы. В Индии в условиях улучшенной технологии производства наивысшая урожайность, достигнутая на демонстрационных участках, составила 10,2 т на га при среднем уровне урожайности на них 4,5 т с га. 
Большую роль в селекции риса сыграл выявленный в одном из сортов ценный карликовый естественный мутант, который дал возможность получить в процессе селекции сорта с отсутствием периода покоя семян. В условиях тропиков такие сорта можно возделывать в любой сезон с использованием для посева свежеубранных семян. 
В селекции картофеля в ряде стран учитывают около 40 признаков одновременно, в том числе и такие, как высокая урожайность, созревание в определенное время, содержание и качество крахмала, белка, витамина С, окраска кожуры и мякоти, величина и форма клубней и глазков, низкое содержание соланина, хорошая развариваемость клубней, вкус, устойчивость к бактериальным и вирусным болезням и колорадскому жуку, заморозкам, нечувствительность клубней к повреждениям при транспортировке и другие. 
Для выведения большинства новых сортов в условиях умеренной зоны совсем недавно требовалось не менее 12-15, а иногда и 18 лет. 
Современная селекция не может мириться с такой продолжительностью выведения сорта. 
Еще Н. И. Вавилов в 1934 г. указывал на необходимость ускорения темпов селекционного процесса за счет обеспечения работы с гибридами в зимний период. Во многих ведущих крупных селекционных центрах нашей страны были созданы первоклассные фитоброны, позволяющие получать два-три поколения растений в год и на этой основе резко ускорять селекционный процесс. Ускорение селекционного процесса — характерная особенность работы селекционно-семеноводческих компаний многих стран мира. Например, американская компания «Wovld Seeds» превратила Калифорнию в огромную теплицу: здесь в течение всего года ежемесячно проводят селекционные посевы и круглый год ведут отбор наиболее продуктивных линий. Калифорнию используют и для массового размножения созданных сортов для получения дополнительного урожая в зимнее время. 
Все это дает возможность более быстро получать новые сорта с определенными признаками, удовлетворяющими запросы сельскохозяйственного производства.

2. СЕЛЕКЦИЯ ЖИВОТНЫХ  И ЕЕ РОЛЬ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ

У животных хозяйственное использование, размножение и улучшение тесно связаны и часто так переплетаются между собой, что четкое разграничение оказывается затруднительным. 
С глубокой древности человечество ведет непрерывный отбор домашних животных, оставляя на племя лучших и используя в потребительских целях худших. Вначале этот отбор был бессознательным, а затем принял характер примитивного методического отбора. Именно таким образом в течение многих тысячелетий сложились многочисленные местные породы, хорошо приспособленные к специфическим особенностям различных стран и народов. Эти породы полностью удовлетворяли потребности натурального хозяйства, но значительно хуже приспособлены к удовлетворению нужд товарного хозяйства, производящего продукты на продажу. Для быстрого выведения новых пород, которые соответствовали бы потребностям товарных хозяйств, требовались более совершенные приемы методического отбора. 
Еще в XVIII в. подметили, что у домашних животных закрепить и развить желательные признаки легче всего путем отбора и скрещивания родственных между собой лучших животных, выделенных селекционером. Этот прием и привел к созданию ряда новых пород, выведенных в Англии и быстро получивших всемирную известность. Но еще во времена Ч. Дарвина выяснилось, что кровное близкородственное разведение, наряду с закреплением желательных для селекционера признаков, таит в себе и большие опасности, связанные с частым появлением нежизнеспособных или уродливых животных. В связи с этим стали скрещивать лучших производителей с не слишком близкими родственниками, что привело к положительным результатам. 
Селекция крупного скота (крупный рогатый скот, лошади, верблюды) — дело особенно длительное и трудное, т. к. у них способность к размножению наступает только на 3-4-м году жизни, и каждое животное имеет большую ценность. Применение в последние годы новых генетических методов в селекции сельскохозяйственных животных привело к существенному улучшению пород. 
Кроме чистопородного разведения, в селекции крупного рогатого скота широко распространено скрещивание различных пород между собой и промышленное выращивание получаемых таким образом гибридов, позволяющее использовать сочетание положительных признаков исходных пород и вместе с тем гетерозис, который возникает в результате скрещивания этих пород. Такие скрещивания могут производиться между двумя примерно равноценными породами, с тем чтобы гибриды использовались не для получения потомства, а только в чисто потребительских целях. Так, гибрид шортгорнов с абердин-ангусами дает великолепное мясо, но он совершенно непригоден для дальнейшего разведения. 
Селекция овощей также берет начало из Англии. Свиньи очень плодовиты и дают в среднем по 13-16 поросят в один опорос. Поэтому у них возможна жесткая браковка и интенсивный отбор не только у хряков, но и у самок. Селекционер может получить 4-5 поколений свиней за тот же срок, за который можно получить только одно поколение крупного рогатого скота. 
Различные породы домашних свиней происходят от двух диких видов: европейского дикого кабана, который дал начало коренным европейским породам свиней, и азиатского дикого кабана, от которого происходят разнообразные азиатские породы. 
Коренные европейские породы свиней сформировались в результате длительного примитивного искусственного отбора в условиях отсталого хозяйства, при плохом кормлении, они были выносливы, но позднеспелы и малопродуктивны. 
В середине XVIII в. английские селекционеры начали работу по повышению скороспелости и улучшению местной породы длинноухой европейской свиньи, в результате чего была выведена порода, отличающаяся повышенной скороспелостью и улучшенным качеством мяса. 
В 1861 г. Тулей представил на королевскую выставку группу свиней, которая поразила всех присутствующих своими выдающимися качествами и сразу же была признана за новую породу, которую назвали йоркширской, затем переименованной в крупную белую. В результате проведенной селекции эта порода стала отличаться повышенной скороспелостью и улучшенным качеством мяса. В настоящее время эта порода, помимо своих хозяйственных ценных особенностей, отличается еще и высокой пластичностью, что существенно увеличивает ее значение для селекционеров. 
Крупная белая порода принимала участие в создании ряда новых пород в Дании, США, на Украине, в России. 
В России завоз партий крупной белой породы был начат в 70-х гг. XIX столетия и с тех пор непрерывно продолжался в течение долгого времени, причем завозились, как правило, очень ценные племенные животные. В результате сложились своеобразные породы, представленные свиньями сального и мясо-сального направлений, крепкой конституции, хорошо приспособленные к пастбищному содержанию. В последние годы в России крупная белая порода представлена несколькими десятками очень ценных линий, численность ее составляет более 50 % от общего количества всех плановых пород свиней в России. 
От скрещивания крупной белой породы с местными породами сибирских свиней, приспособленных к суровому климату, была создана сибирская северная белая порода, имеющая высокую плодовитость, хорошо приспособленная к суровым климатическим условиям северной части Сибири. Другие породы свиней, выведенные в России и имеющие большое значение для развития агропромышленного комплекса, получены путем скрещивания местных свиней с лучшими селекционными породами. 
Приемы селекции, применяемые для получения новых пород свиней, широко используются и у других домашних животных (овцы, козы, норки и др.). В некоторых случаях в селекции этих животных при составлении селекционных программ используются и простые менделевские закономерности наследственности (при наследовании признаков, имеющих практическое значение). Так, у разводимой на зверофермах норки своеобразные окраски шкурки, возникающие в результате мутаций отдельных генов, ценятся значительно выше, чем окраска дикого типа. Аналогичным образом идет селекция каракульских овец, дающих цветные шкурки с различными окрасками (серой, коричневой, дымчатой, золотистой, розовой, белой и др.), наследование которых идет по законам Менделя. 
Селекция птиц, имеющих высокий коэффициент размножения, позволяет производить интенсивный отбор не только у самцов, но и у самок. Быстрая смена поколений и возможность проводить отбор на большом поголовье дает возможность использовать у птиц довольно сложные формы селекции с большой эффективностью. 
Самым благоприятным объектом для применения сложных и совершенных форм селекции служит тутовый шелкопряд. В его селекции, помимо индивидуального отбора и синтетической селекции, основанной на скрещивании сравнительно близких форм, успешно применяются приемы, основанные на использовании индивидуального мутагенеза. 
Хозяйственное значение тутового шелкопряда связано с образованием кокона, из которого получают нити шелка. В связи с этим коконы — основной предмет селекции. Выведено очень большое количество пород тутового шелкопряда, отличающихся по форме, величине и окраске коконов и различным особенностям гусениц.