Russian Federation
The article gives an analysis of the influence of variety, self-pollination, cross-pollination on the seed yield components in bird’s-foot trefoil (Lotus corniculatus L.).The test results are designed for further planning of breeding work with this crop and finding sources of self-compatibility.The research was carried out in 2019, in the breeding greenhouse of the Federal Williams Research Center of Forage Production and Agroecology.We organized greenhouse experiment. Plants were grown in 3 l vessels. Soil fertility and acidity were moderate. 40 genotypes of varieties Smolenskiy 1 (Smolensk State Agricultural Experimental Station named after A.N. Engelhardt) and Izis (Research and Practical Center of National Academy of Sciences of the Republic of Belarus for Arable Farming) were analyzed. After self-pollination of flowers, the infructescense decreased by more than 15 times, the number, weight, and plumpness of seeds, decreased by more than 30 times.The average number of seeds in a bean decreased by 2 times. The average weight of 1 seed decreased by 8.5%. The average bean length decreased by 0.7 cm. The difference between plumpness of seeds from Izis genotypes and Smolensky 1 genotypes after self-pollination is statistically significant. No genotypes with high self-compatibility were found. It is necessary to continue the search for this hereditary feature among genotypes of various eco-geographical origin. To create inbred lines, it is necessary to increase the number of self-pollinated flowers. To facilitate the manual pollination of the flowers of bird’s-foot trefoil, a technique should be developed.
bird’s-foot trefoil, seed yield components, variety, cross-pollination, self-pollination, self-compatibility
Лядвенец рогатый является ценной, но пока малораспространенной кормовой культурой. Среди его достоинств можно выделить неприхотливость к условиям выращивания, устойчивость к переувлажнению, кислой почве, вредным организмам, долголетие, высокую белковую продуктивность и способность обогащать почву биологическим азотом [1]. Одни исследователи сообщают, что потенциал семенной продуктивности лядвенца составляет 500–600 кг/га [2]. Другие приводят интервал 800–1100 кг/га [3]. С учетом того, что масса 1000 семян лядвенца рогатого находится в интервале 1,2–
Цель исследований. В связи с вышеизложенным целью наших исследований было изучение влияния самоопыления на структуру урожая семян лядвенца рогатого двух сортов в сравнении с перекрестным опылением.
Методика и условия проведения опыта. Эксперимент выполняли в условиях вегетационного опыта, в сосудах объемом
Результаты исследований и их обсуждение. Подтвердились наблюдения предыдущих исследователей [6] о том, что цветки лядвенца рогатого после опыления не отличаются от неопыленных, что усложняет ручное опыление этой культуры. Все 20 генотипов каждого сорта после перекрестного опыления оставили потомство. Три генотипа Смоленский 1 и два генотипа Изис завязали семена после перекрестного опыления. Согласно данным таблицы, самоопыление оказало сильное отрицательное влияние на число завязавшихся бобов.
По сравнению с перекрестным оно снизилось в 12–19 раз. Межсортовые различия по доле завязавшихся бобов в общем числе опыленных цветков были статистически недостоверными.
Таблица. Структура урожая семян изучаемых сортов лядвенца рогатого
в зависимости от типа опыления
|
Вариант опыления |
Сорт |
Доля завязавшихся бобов |
Число завязавшихся бобов |
Число завязавшихся семян |
Среднее число семян в бобе, шт./боб |
Масса завязавшихся семян, г |
|
Самоопыление |
Смоленский 1 |
0,04 ± 0,04 |
4 |
27 |
6,8 |
0,032 |
|
Изис |
0,07 ± 0,05 |
7 |
39 |
5,6 |
0,050 |
|
|
Перекрестное |
Смоленский 1 |
0,79 ± 0,08 |
79 |
1051 |
13,3 |
1,440 |
|
Изис |
0,87 ± 0,07 |
87 |
1001 |
11,5 |
1,331 |
|
Вариант опыления |
Сорт |
Средняя масса одного семени, мг |
Доля выполненных семян |
Число выполненных семян |
Средняя длина боба, см |
Средняя толщина боба, см |
|
Самоопыление |
Смоленский 1 |
1,19 |
0,59 ± 0,19 |
16 |
1,7 ± 0,2 |
0,23 ± 0,06 |
|
Изис |
1,28 |
0,90 ± 0,10 |
35 |
1,4 ± 0,2 |
0,18 ± 0,05 |
|
|
Перекрестное |
Смоленский 1 |
1,37 |
0,86 ± 0,02 |
909 |
2,2 ± 0,2 |
0,26 ± 0,01 |
|
Изис |
1,33 |
0,85 ± 0,02 |
855 |
2,3 ± 0,4 |
0,23 ± 0,02 |
При самоопылении среднее число семян в бобе у сорта Смоленский 1 было выше на 21,4%, чем у сорта Изис, однако суммарное число завязавшихся семян было на 30,8% меньше из-за меньшего числа образовавшихся бобов. При перекрестном опылении генотипы сорта Изис сформировали на 10,1% больше бобов, но семян меньше на 4,8% из-за меньшего количества семян в бобе.
Масса завязавшихся от самоопыления семян в варианте Смоленский 1 на 36,0% меньше, чем в варианте Изис. Это связано с тем, что помимо меньшего числа завязавшихся семян средняя масса одного семени была меньше на 12,4%. Однако реакция 20 генотипов сорта Смоленский 1 по сравнению с сортом Изис на перекрестное опыление была иной. По массе они сформировали на 8,2% семян больше, что объясняется как большим числом семян (на 5,0%), так и большей (на 3,0%) средней массой одного семени.
В целом же, после перекрестного опыления развивались более тяжеловесные семена. В зависимости от сорта увеличение массы одного семени составило 3,9–15,1%.
Установлена существенность различий между сортами по доле выполненных семян при самоопылении. В варианте Изис этот показатель был выше, чем у Смоленского 1 на 52,5%, а число выполненных семян — в 2,2 раза. При перекрестном опылении различий между сортами не выявлено. Сорт смоленской селекции реагировал на самоопыление достоверным уменьшением выхода выполненных семян из общего числа завязавшихся на 31,4%. У сорта белорусской селекции различия были на уровне статистической погрешности.
Образовавшиеся от самоопыления бобы были на 0,5–0,9 см короче, чем от перекрестного опыления, что статистически значимо. Различия по средней толщине боба в зависимости от влияния типа опыления были в пределах ошибки опыта. Также не было выявлено достоверных сортовых различий по длине и толщине боба.
Выводы. На примере двух сортов лядвенца рогатого показано, что самоопыление снижало семенную продуктивность и большинство слагающих ее элементов по сравнению с перекрестным опылением.
Среди изученных 40 растений не обнаружено генотипов с высокой самосовместимостью. Поиск генетических источников данного признака целесообразно продолжить среди большего числа генотипов, в том числе различного эколого-географического происхождения. Для создания сортолинейного материала необходимо увеличить число цветков для самоопыления. Следует разработать методику для облегчения процесса ручного опыления цветков лядвенца рогатого.
1. Nelyubina Zh.S., Kasatkina N.I. Vliyanie tehnologicheskih priemov na formirovanie semennoy produktivnosti lyadvenca rogatogo v Udmurtskoy respublike // Agrarnaya nauka Evro-Severo-Vostoka. - 2017. - № 1 (56). - S. 15-20.
2. Piskovackaya R.G., Makaeva A.M., Tolmacheva E.V. Sovremennye napravleniya selekcii i sozdanie adaptivnyh sortov klevera polzuchego, gibridnogo i lyadvenca rogatogo // Innovacionnye tehnologii v adaptivno-landshaftnom zemledelii : sb. dokl. Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferencii / FGBNU «Vladimirskiy NIISH». - Suzdal', 2015. - S. 92-97.
3. Busurmankulov A.B., Kol'cov A.V., D'yachenko I.S. Problemy vozdelyvaniya lyadvenca rogatogo na semena i puti ih resheniya // Materialy mezhdunarodnoy nauchnoy konferencii molodyh uchenyh i specialistov, posvyaschennoy 150-letiyu A.V. Leontovicha (Moskva, 3-6 iyunya 2019 g.). - M. : Izd-vo RGAU-MSHA, 2019. - 519 s.
4. Medvedev P.F., Smetannikova A.I. Kormovye rasteniya Evropeyskoy chasti SSSR : spravochnik. - L. : Kolos. Leningr. otd-nie, 1991. - 336 s.
5. Tolmacheva E.V., Zyatchina G.P., Drobysheva L.V. Izuchenie perspektivnyh obrazcov lyadvenca rogatogo po osnovnym hozyaystvenno-poleznym priznakam // Mnogofunkcional'noe adaptivnoe kormoproizvodstvo : sb. nauch. tr., vyp. 13 (61). - M. : Ugreshskaya tipografiya, 2017. - S. 107-111.
6. Bugaenko N.M., Yanushko S.V., Petrenko V.I., Alehina Yu.V., Shelyuto B.V. Agrobiologicheskie osnovy semenovodstva mnogoletnih bobovyh trav : ucheb. posobie / pod red. A.A. Boyko. - Mogilev : Mogilevskaya obl. ukrupn. tip., 2007. - 256 s.
7. Novoselov M.Yu., Starshinova O.A., Drobysheva L.V., Zyatchina G.P. Vyyavlenie i ocenka geneticheskih istochnikov samosovmestimosti u klevera lugovogo dlya sozdaniya sortov s vysokoy i stabil'noy semennoy produktivnost'yu // Kormoproizvodstvo. - 2017. - № 4. - S. 21-24.
8. Novoselov M.Yu., Starshinova O.A. Sozdanie slozhnogibridnyh populyaciy klevera lugovogo (Trifolium pratense L.) na osnove vysokogeterozisnyh gibridov F1 // Mnogofunkcional'noe adaptivnoe kormoproizvodstvo : sb. nauch. tr., vyp. 13 (61). - M. : Ugreshskaya tipografiya, 2017. - S. 75-80.
9. Bober A.F., Koryagin O.M., Povydalo M.V. Selekciya lyucerny s ispol'zovaniem genov samosovmestimosti i geneticheskih markerov // Zemledelie i selekciya v Belarusi. - 2014. - № 50. - S. 319-325.
10. Kirillov S.S., Polischuk A.S. Rezul'taty samoopyleniya krupnoplodnyh sortov podsolnechnika // Vestnik Buryatskoy gosudarstvennoy sel'skohozyaystvennoy akademii im. V.R. Filippova. - 2019. - № 3 (56). - S. 23-28.
11. Bochkareva E.B., Gorlova L.A., Serdyuk V.V., Strel'nikov E.A. Selekciya inbrednyh liniy rapsa ozimogo dlya sozdaniya roditel'skih form gibridov // Trudy po prikladnoy botanike, genetike i selekcii. - 2019. - T. 180. - № 4. - S. 121-125.
12. Taranenko L.K., Yacishen O.L., Taranenko P.P., Kacan T.A. Samosovmestimost' genotipov vida F. esculentum Moench. i perspektiva ih ispol'zovaniya v selekcii grechihi na geterozis // Zernobobovye i krupyanye kul'tury. - 2012. - № 3. - S. 30-35.
13. Dospehov B.A. Metodika polevogo opyta: S osnovami statisticheskoy obrabotki rezul'tatov issledovaniy. - M. : Kolos, 1979. - 416 s.
