Russian Federation
Russian Federation
The article presents the results of breeding work (2004–2018), aimed to create a highly winter hardiness hay-pasture variety of alsike clover (Trifolium hybridum L.) KB-4M, which forms 9–11 t/ha of dry matter in 2–3 mowings, with a seed productivity 130–150 kg/ha. The breeding population KB-4M was created in the Federal Williams Research Center of Forage Production and Agroecology. This breeding population is a complex hybrid population created as a result of free-confined pollination of tetraploid genotypes. The genotypes of 'Krasavik' variety are female parents. 'Krasavik' variety was created in the Research and Practical Center of National Academy of Sciences of the Republic of Belarus for Arable Farming. Pollinating varieties: 'Alpo' (Norway), 'Högsta' (Sweden), 'Eutetra' (Germany). The breeding population KB-4М is mid-ripening. Period from spring growth till first cutting is 37–47 days, till seeds ripening — 112–120 days. The winter hardiness is quite high (90.0–99.8%). During the period of competitive variety testing (2014–2016) the breeding population KB-4M has demonstrated an advantage over the standard 'Pervenets' in terms of the main economically valuable properties. For the three testing cycles have been demonstrated the following characteristics of yielding ability: green mass — 48.8–64.3 t/ha (9.9–24.6% more than the standard), hay — 9.14–12.37 t/ha (18.2–23.3% more than the standard), seeds — 130–150 kg/ha (18.2–22.7% more than the standard). The nutrient value: crude protein, depending on the cut, 169–223 g/kg dry matter, crude fiber — 139–275 g/kg. In 2020, the breeding population KB-4M was transferred to the state variety testing. This breeding population recommended for hayfields and pastures in all regions of alsike clover cultivation, especially for heavy, loamy, wet soils with high acidity (pH less than 5.5) and thin humus-layer, as well as for: grassing and land resting, cultivation of bog soils and peat bogs, establishment of melliferous crops.
alsike clover, breeding population, complex hybrid population, winter hardiness, green mass, dry matter, crude protein, crude fiber, seed yield
Введение. Кормопроизводство Российской Федерации функционирует в условиях большого разнообразия почвенно-климатических условий, в том числе неблагоприятных. Например, на территории сельскохозяйственных угодий Центрального федерального округа наблюдается значительное распространение кислых почв (57–65%), переувлажнение и заболачивание сенокосов (61%) и пастбищ (35%) [1]. Одним из важнейших условий создания стабильной кормовой базы для животноводства в различных почвенно-климатических регионах является выведение и выращивание новых сортов кормовых культур, адаптированных к комплексу неблагоприятных факторов внешней среды [2; 3]. Многолетние травы, к которым относится клевер гибридный, играют важную продукционную, почвоулучшающую и средообразующую роль в природных и антропогенных кормовых агроэкосистемах [4; 5]. Благодаря генетически обусловленной устойчивости к избыточному увлажнению, повышенной почвенной кислотности, тяжелому гранулометрическому составу клевер гибридный имеет особое значение для кормовых сельскохозяйственных угодий с такими особенностями [6]. В настоящее время в Государственный реестр селекционных достижений включено 15 сортов клевера гибридного [7]. 20% сортового ассортимента этой культуры составляют селекционные достижения последних 10 лет. Потенциал кормовой продуктивности таких районированных сортов селекции ФНЦ «ВИК им. В.Р. Вильямса» как Маяк и Первенец составляет соответственно 9 и 10 т сухого вещества с 1 га [8]. Вместе с тем наблюдается высокая потребность в достаточном количестве семян высших и массовых репродукций этой культуры, которая составляет 2,7 тыс. т [9]. В отечественной и зарубежной селекции клевера гибридного выведение новых сортов на основе создания сложногибридных тетраплоидных популяций, экологическая устойчивость и хозяйственная ценность которых базируется на генетическом разнообразии, является хорошо зарекомендовавшей себя практикой [10; 11; 12; 13].
Цель исследований. В связи с вышеизложенным целью наших исследований было создание высокозимостойкого сенокосно-пастбищного селекционного номера клевера гибридного (Trifolium hybridum L.), способного формировать за два–три укоса 9–11 т/га сухого вещества, семенная продуктивность которого — 130–150 кг/га.
Материал и методы. Опыты закладывали в селекционно-тепличном комплексе и полевых условиях биологического севооборота Центральной экспериментальной базы ФНЦ «ВИК им. В.Р. Вильямса». В ходе предварительных исследований 18 коллекционных образцов различного эколого-географического происхождения по кормовой и семенной продуктивности выделили селекционные популяции Alpo (Норвегия), Högsta (Швеция), Eutetra (Германия) и Красавик (Республика Беларусь) [13]. В 2004 г. в качестве материнской основы для скрещивания выбрали сорт Красавик. Сорта-опылители — Alpo (Норвегия), Högsta (Швеция) и Eutetra (Германия). В результате свободно-ограниченного опыления тетраплоидных генотипов с последующей серией биотипических отборов в течение 2005–2013 гг. создали сложногибридную популяцию КБ-4М, которая была материалом для исследования в трех циклах конкурсного сортоиспытания закладки 2014, 2015 и 2016 гг. в сравнении с районированным тетраплоидным сортом-стандартом Первенец. Использование травостоев двух–трехукосное.
Работу выполняли с учетом методических рекомендаций [14; 15].
Полученные результаты подвергли статистической обработке методом дисперсионного анализа по Б.А. Доспехову [16].
Содержание в сухом веществе сырого протеина и сырой клетчатки определяли в лаборатории массовых анализов ФНЦ «ВИК им. В.Р. Вильямса».
Результаты исследований и их обсуждение. Растения сортономера КБ-4М формируют полупрямостоячий куст (рисунок). Кустистость средняя, 12–15 побегов/растение. Стебли утолщенные (0,4–0,5 см в диаметре), голые, высотой в фазу бутонизации 45–56 см, в начале цветения — 51–71 см. Окраска узлов светло-зеленая. Среднее число междоузлий — 10, с амплитудой колебаний 8–14. Среднее число укороченных (менее 0,5 см) междоузлий —1, с амплитудой колебаний 1–2.
Листья тройчатые, без рисунка, с парными прилистниками, без опушения и воскового налета, более жесткие, чем у диплоидных сортов. Листочки темно-зеленые, яйцевидные, слегка морщинистые, с зубчатым краем по всему периметру. Прилистники удлиненно-яйцевидные с заострением наверху, без опушения, белой окраски с зеленым жилкованием, без антоцианового пятна. Данным морфологическим признаком растения сортономера КБ-4М отличаются от растений сорта Первенец, у которых прилистники имеют антоциановое пятно. Соцветие — головка овальной формы, средней плотности, высотой 1,6–1,8 см, диаметром 2,3–2,5 см. Средняя длина цветоносов — 8,8–10,6 см. Цветки мотылькового типа, розовые. Семена мелкие, округло-сердцевидной формы, мелкие, 1,0–1,5 мм. Окраска семенной кожуры многоцветная (темно-фиолетовая, коричневая и зеленая). Масса 1000 семян — 0,9–1,5 г. Твердосемянность в годы с достаточным увлажнением — до 15%, в засушливые, жаркие годы — до 40%. Сортономер среднеспелый. Вегетационный период от начала весенней вегетации до первого укоса — 37–47 дней, до созревания семян — 112–120 дней.
Рисунок. Типичное растение селекционной популяции КБ-4М
В течение трех циклов испытания сортономер КБ-4М обеспечивал статистически достоверную прибавку к продуктивности стандарта Первенец — 4,6–15,3 т/га, за исключением посевов первого года пользования после закладки в 2014 г., когда они находились на уровне стандарта (таблица).
Таблица. Основные хозяйственно ценные свойства сортономера КБ-4М
в конкурсном сортоиспытании
|
Показатель |
Год закладки |
Год пользования |
Вариант |
НСР05 |
||
|
КБ-4М |
Первенец |
|||||
|
Урожайность |
зеленой массы, т/га |
2014 |
первый |
65,6 |
61,1 |
4,7 |
|
второй |
63,0 |
55,8 |
6,7 |
|||
|
2015 |
первый |
58,2 |
42,9 |
6,4 |
||
|
второй |
53,3 |
46,7 |
4,1 |
|||
|
2016 |
первый |
66,5 |
52,4 |
5,8 |
||
|
второй |
31,1 |
26,5 |
3,3 |
|||
|
сена, т/га |
2014 |
первый |
12,97 |
11,74 |
1,33 |
|
|
второй |
11,37 |
8,85 |
1,26 |
|||
|
2015 |
первый |
14,60 |
10,85 |
0,49 |
||
|
второй |
10,13 |
9,27 |
0,96 |
|||
|
2016 |
первый |
11,54 |
9,55 |
1,17 |
||
|
второй |
6,73 |
5,26 |
0,71 |
|||
|
семян, кг/га |
2014 |
первый |
135 |
110 |
23 |
|
|
второй |
— |
— |
– |
|||
|
2015 |
первый |
150 |
125 |
15 |
||
|
второй |
— |
— |
– |
|||
|
2016 |
первый |
130 |
110 |
10 |
||
|
второй |
— |
— |
– |
|||
|
Зимостойкость, % |
2014 |
первый |
99,8 |
98,9 |
— |
|
|
второй |
90,0 |
90,1 |
— |
|||
|
2015 |
первый |
98,7 |
93,3 |
— |
||
|
второй |
95,1 |
92,1 |
— |
|||
|
2016 |
первый |
99,3 |
95,1 |
— |
||
|
второй |
93,7 |
90,7 |
— |
|||
В среднем по каждому из трех циклов испытания прибавка к продуктивности зеленой массы посевов Первенца была в пределах 5,8–9,3 т/га (9,9–24,6%). В течение четырех периодов вегетации из шести урожайность сена селекционной популяции КБ-4М была статистически значимо выше, чем у стандарта, на 1,47–3,75 т/га. В первый год пользования закладки 2014 г. и во второй год пользования закладки 2015 г. различия между значениями рассматриваемого показателя испытуемых вариантов были несущественны. В среднем по трем циклам испытания положительные прибавки сена составили 1,73–2,31 т/га (18,2–23,3%). Семенная продуктивность сортономера КБ-4М была выше, чем у Первенца на 20–25 кг, что статистически существенно. Зимостойкость селекционной популяции была высокой, более 90%, так же, как и у стандарта, с отклонениями в пределах –0,1…+5,4 абсолютных процента.
Облиственность травостоев селекционной популяции КБ-4М к первому укосу была 57,3–65,3%, ко второму — 51,3–62,1%, к третьему — 51,3–56,0%. У посевов сорта Первенец к первому укосу она варьировала в пределах 55,0–63,1%, ко второму — 50,3–56,7%, к третьему — 50,0–50,5.
Содержание сырого протеина в сухом веществе селекционной популяции КБ-4М к первому укосу находилось в пределах 173–195 г/кг, на 3–23 г/кг больше, чем у Первенца, ко второму укосу — 169–223 г/кг, на 2–22 г/кг больше, чем у стандарта. Содержание сырой клетчатки к первому укосу варьировало в интервале 184–275 г/кг, в то время как у стандарта — 199–263 г/кг. Содержание сырой клетчатки ко второму укосу изменялось в пределах 139–244 г/кг, у Первенца — 144–251 г/кг.
Для селекционной популяции КБ-4М, как и для стандарта, и для самой культуры, свойственна неустойчивость к засухе. Растения характеризуются высокой чувствительностью к десикантам. В связи с этим не рекомендуется их применение на семенниках данной селекционной популяции.
Зеленая масса и сено, полученные от посевов сортономера КБ-4М, охотно поедаются животными в смеси с другими видами бобовых и злаковых трав. Растения активно фиксируют азот из воздуха и накапливают его в почве с пожнивно-корневыми остатками. Посевы не требуют внесения дорогостоящих азотных удобрений. На бедных питательными веществами почвах хорошо отзываются на внесение фосфорных и калийных удобрений.
Учитывая биологические особенности культуры, посевы клевера гибридного КБ-4М можно выращивать на сенокосах и пастбищах с тяжелыми, суглинистыми, сырыми почвами повышенной кислотности (рН менее 5,5).
Выводы. Таким образом, в среднем за три цикла исследований селекционная популяция КБ-4М характеризовалась высокой зимостойкостью. Средняя урожайность зеленой массы составила 56,3 т/га и превысила стандартный сорт Первенец на 8,7 т/га (18,3%). Сбор воздушно-сухой массы равнялся 11,20 т/га, что на 1,95 т/га (21,1%) продуктивнее стандарта. Средняя урожайность семян составила 138 кг/га, что на 23 кг/га (20,0%) выше стандарта.
В связи с тем, что селекционная популяция КБ-4М имела комплекс хозяйственно-биологических преимуществ пе-ред более ранним селекционным достижением, ее передали в государственное сортоиспытание.
1. Trofimov I.A., Trofimova L.S., Yakovleva E.P. Agrolandshaftnyy podhod k sohraneniyu plodorodiya pochv Central'nogo federal'nogo okruga Rossii // Plodorodie. - 2018. - № 3 (102). - S. 14-17.
2. Kosolapov V.M., Pilipko S.V., Kostenko S.I. Novye sorta kormovyh kul'tur - zalog uspeshnogo razvitiya kormoproizvodstva // Dostizheniya nauki i tehniki APK. - 2015. - T. 29, № 4. - S. 35-37.
3. Nichols P.G.H., Loi A., Nutt B.J., Evans P.M., Craig A.D. et al. New annual and short-lived perennial pasture legumes for Australian agriculture - 15 years of revolution. Field Crops Research. 2007. Vol. 104. Issues 1-3. Pp. 10-23. DOI:https://doi.org/10.1016/j.fcr.2007.03.016.
4. Kosolapov V.M., Trofimov I.A., Trofimova L.S., Yakovleva E.P. Aktual'nye problemy racional'nogo prirodopol'zovaniya v sel'skom hozyaystve // Bioraznoobrazie i antropogennaya transformaciya prirodnyh ekosistem : materialy Vserossiyskoy nauchno-prakticheskoy konferencii, posvyaschennoy 110-letiyu Saratovskogo universiteta i 25-letiyu Voroninskogo gosudarstvennogo prirodnogo zapovednika. - Saratov, 2019. - S. 134-136.
5. Khatiwada B., Acharya S.N., Larney F.J., Lupwayi N.Z., Smith E.G., Islam M.A., Thomas J.E. Benefits of mixed grass-legume pastures and pasture rejuvenation using bloat-free legumes in western Canada : a review. Canadian Journal of Plant Science. 2020, vol. 100, no. 5, pp. 463-476. DOI:https://doi.org/10.1139/cjps-2019-0212.
6. 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 nauch.-prakt. konf. / FGBNU «Vladimirskiy NIISH». - Suzdal', 2015. - S. 92-97.
7. Gosudarstvennyy reestr selekcionnyh dostizheniy, dopuschennyh k ispol'zovaniyu. Tom 1. Sorta rasteniy (po sostoyaniyu na 12 marta 2020 g.). - URL: https://gossortrf.ru/en/gosreestr (data obrascheniya: 17.12.2020).
8. Sorta kormovyh kul'tur selekcii FGBNU «Federal'nyy nauchnyy centr kormoproizvodstva i agroekologii imeni V.R. Vil'yamsa» : monografiya. - M. : Ugreshskaya Tipografiya, 2019. - 92 s.
9. Perepravo N.I., Zolotarev V.N., Georgiadi N.I. Kleveroseyanie i semenovodstvo klevera lugovogo, polzuchego i gibridnogo v Rossii // Mnogofunkcional'noe adaptivnoe kormoproizvodstvo : cb. nauch. tr., vypusk 5 (53). - M. : Ugreshskaya tipografiya, 2015. - S. 184-193.
10. Naydenova G. Breeding of alsike clover (Trifolium hybridum L.) for the conditions of Central Northern Bulgaria. Bulgarian Journal of Crop Science. 2017, vol. 54, no. 4, pp. 35-40. URL: https://www.cabdirect.org/cabdirect/abstract/20183035154.
11. Dabkevičienė G., Statkevičiūtė G., Mikaliūnienė J., Norkevičienė E., Kemešytė V. Production of Trifolium pratense L. and T. hybridum L. tetraploid populations and assessment of their agrobiological characteristics. Zemdirbyste-Agriculture. 2016, vol. 103, no. 4, pp. 377-384. DOI:https://doi.org/10.13080/z-a.2016.103.048.
12. Gripas' M.N., Arzamasova E.G., Popova E.V., Onuchina O.L. Novyy sort klevera gibridnogo Flamingo // Agrarnaya nauka Evro-Severo-Vostoka. - 2016. - № 3 (52). - S. 10-14.
13. Piskovackaya R.G., Makaeva A.M. Ispol'zovanie eksperimental'noy poliploidii i gibridizacii pri sozdanii novogo ishodnogo materiala klevera gibridnogo // Mnogofunkcional'noe adaptivnoe kormoproizvodstvo : sb. nauch. tr., vypusk 13 (61). - M. : Ugreshskaya tipografiya, 2017. - S. 85-91.
14. Metodicheskie ukazaniya po selekcii i pervichnomu semenovodstvu klevera. - M. : VNIIK, 2002. - 72 s.
15. Metodika gosudarstvennogo sortoispytaniya sel'skohozyaystvennyh kul'tur. - M., 1985. - 267 s.
16. Dospehov B.A. Metodika polevogo opyta: S osnovami statisticheskoy obrabotki rezul'tatov issledovaniy. - M. : Kolos, 1979. - 416 s.
