Voronezh, Russian Federation
Voronezh, Russian Federation
Russian Federation
Yellow alfalfa (Medicago falcate L.) is important for feed production in the Central Chernozem region. It can be successfully cultivated in fodder, field and grassland crop rotations, as well as in hayfields and pastures. For the fullest realization of the potential of yellow alfalfa, it is necessary to create varieties adapted to the soil and climatic conditions of the region. The limiting factor of the effective economic use of yellow alfalfa in the Central Chernozem region of Russia is the insufficient number of zoned varieties. The zoned alfalfa varieties that exist today do not fully meet the requirements of modern feed production and the tasks of breeding new varieties with a complex of economically valuable signs and properties in conditions of insufficient moisture are becoming urgent. The created varieties should be drought-resistant, with a deep root system, capable of forming a high feed mass and a stable seed yield. Earlier, a highly productive variety of yellow alfalfa Pavlovskaya 7 was created at the Voronezh experimental station. The Pavlovskaya 7 variety is characterized by high resistance to fungal diseases and mycoplasmosis, drought resistance, long (up to 12 years) productive longevity. Breeding work is being carried out at the Voronezh experimental station to breed new varieties of yellow alfalfa. Currently, a new variety of yellow alfalfa has been created and is being prepared for transfer, characterized by increased feed and seed productivity, resistance to mycoplasmosis.
yellow alfalfa (Medicago falcate L.), varietal samples, green mass, competitive variety testing, productivity, dry matter
Введение. Наиболее эффективной и перспективной кормовой культурой для большинства регионов страны является люцерна, ареал эффективного возделывания видов которой охватывает обширную территорию, характеризующуюся большой разностью почвенно-климатических условий [1–5]. Вследствие этого люцерна обладает высоким полиморфизмом сортотипов и их способностью адаптации к флуктуирующим факторам среды обитания [5]. В условиях увеличения засушливости климата в степной зоне среди культивируемых люцерн рекомендуется расширение посевов наиболее засухоустойчивого вида — люцерны желтой (серповидной) (Medicago sativa L. subst. falcata (L.) Arcang.). Благодаря ее высокой и стабильной по годам продуктивности в складывающихся условиях эта культура может быть основой устойчивого развития кормопроизводства [5; 6].
В странах с теплым климатом преимущественно культивируется люцерна посевная, а в северных — люцерна изменчивая. Сорта люцерны желтой менее урожайные и выращивают их на небольших площадях как в нашей стране, так и за рубежом, хотя она повсеместно встречается в природных растительных сообществах на территории Евразии [1; 7]. Ареал производственного возделывания люцерны желтой в основном приурочен к степной, а также к центральным и южным засушливым районам лесостепной зоны европейской части страны, Западной и Восточной Сибири, горного Алтая [5]. Люцерна желтая по сравнению с двумя другими культивируемыми видами более устойчива к микоплазмозу («карликовой кустистости»), что определяет ее ближайшую перспективу преимущественного использования в кормопроизводстве южных районов люцерносеяния [5; 8; 9].
В последние годы в Центрально-Черноземном регионе России наблюдается выраженная тенденция аридизации климата. Участились экстремальные факторы и стрессовые явления, такие как интенсивное повышение среднемесячной температуры воздуха, уменьшение количества осадков и неравномерности их выпадения в течение вегетационного периода. Все это негативно сказывается на росте и развитии культур и приводит к снижению их продуктивности. Одним из направлений адаптации функционирования растениеводства к негативной трансформации агрометеорологических условий и климатических ресурсов территории, прогрессирующему развитию термоаридного тренда, является расширение ареала возделывания культур с большим адаптивным потенциалом [10]. При этом роль сорта очень важна в конкретных природно-климатических условиях выращивания. С целью снижения значительных потерь в растениеводческой продукции и ущерба в экономике сельского хозяйства крайне необходима разработка эффективных приемов и методов селекции для создания адаптивных, пластичных, высокопродуктивных сортов, устойчивых к экстремальным условиям среды [11–14].
По мнению многих исследователей, для каждого региона России необходимо иметь сорта, способные реализовать почвенно-климатический потенциал зоны, обладать устойчивостью к различным возможным стресс-факторам [15]. Созданные сорта должны быть устойчивы к засухе, с глубокой корневой системой, способны формировать высокую кормовую массу и стабильный урожай семян.
В настоящее время в Центрально-Черноземном (5) регионе районировано 23 сорта люцерны отечественной селекции, в том числе девять сортов люцерны синей, 11 сортов изменчивой и три сорта желтой, а также девять зарубежных сортов: восемь сортов синей люцерны и один изменчивой [16]. Существующие сегодня районированные сорта люцерны не в полной мере отвечают требованиям современного кормопроизводства. Из них три наиболее «старых» сорта люцерны желтой: Краснокутская 4009, Кубанская желтая и Павловская 7 (пойменный экотип) районированы с 1939, 1948, 1957 гг. в Нижневолжском, Уральском, Северо-Кавказском и Центрально-Черноземном регионах [2]. Вследствие ограниченного сортового сортимента актуальными становятся задачи по выведению новых сортов с повышенной урожайностью, конкурентной способностью в травосмесях и увеличению долголетия использования этой культуры в полевых севооборотах при многократном режиме скашивания [17]. Наряду с высоким потенциалом кормовой продуктивности и долголетием нужны новые сорта люцерны, обеспечивающие формирование высокого урожая семян в местных условиях. В связи с обширным ареалом произрастания люцерны желтой для повышения эффективности ее использования необходимо выведение и внедрение в производство географически и экологически дифференцированных сортов, обладающих более широкой амплитудой устойчивости к абиотическим стрессовым факторам и стабильной семенной продуктивностью [8]. Ранее на Воронежской опытной станции был создан высокопродуктивный сорт люцерны желтой Павловская 7. Растения сорта Павловская 7 характеризуются высокой устойчивостью к поражению грибными болезнями и микоплазменной контаминации Acholeplasma laidlawii (микоплазмозу), засухоустойчивостью, продолжительным (до 12 лет) продуктивным долголетием [4; 9].
Цель работы: изучение и оценка выделившихся образцов люцерны желтой по уровню урожайности зеленой массы, воздушно-сухого вещества, семенной продуктивности для создания сортов с комплексом хозяйственно ценных признаков и свойств в условиях недостаточного увлажнения степной зоны Центрально-Черноземного региона.
Материалы и методы. Климат Воронежской области умеренно-континентальный, характеризуется жарким и сухим летом, зимой с частыми оттепелями и неустойчивым снежным покровом, короткой и интенсивной весной с частыми суховеями. В целом климатические условия благоприятны для выращивания большинства сельскохозяйственных культур. По влагообеспеченности область относится к поясу недостаточного увлажнения. Годовая сумма осадков составляет 450–570 мм, максимум их приходится на июнь–июль. С мая по сентябрь выпадает 240 мм, в засушливый период — 136–179 мм осадков. Большое количество осадков летом бывает интенсивностью до 5 мм, которые считаются неэффективными. Среднегодовая температура воздуха +6,6 ºС. Периоды без осадков, превышающие 10–20 дней, бывают ежегодно. В сочетании с юго-восточными суховеями это приводит к засухам, которые наблюдаются один раз в 3–4 года, иногда 2–3 года подряд. Характерны следующие особенности: резкие температурные контрасты, быстрые переходы от довольно холодной зимы к жаркому лету, сухость воздуха, частая повторяемость засух.
Почвы лугового севооборота имеют следующую характеристику: пойменные, тяжелосуглинистые, погребенные маломощными зернистыми карбонатными наносами с содержанием в пахотном слое гумуса по Тюрину 4,06–4,10%, подвижного фосфора 4,0 мг, калия 32 мг на 100 г почвы по Мачигину (табл. 1). Почвы среднеобеспеченны доступными формами P2O5 и K2О. Реакция рН водной вытяжки верхнего горизонта — 7,0.
1. Агрохимическая и агрофизическая характеристика почвы
|
Горизонт почвы, см |
Гумус, % |
Р2О5, мг/100 г почвы |
K2О, мг/100 г почвы |
Удельный вес, г/см3 |
Объемный вес, г/см3 |
рН |
|
0–20 |
5,01 |
4,04 |
24,94 |
2,62 |
0,94 |
7,1 |
|
20–40 |
4,89 |
2,32 |
16,87 |
2,61 |
1,04 |
7,2 |
|
40–60 |
4,36 |
1,08 |
10,72 |
2,54 |
0,95 |
7,2 |
|
60–80 |
3,88 |
0,81 |
7,02 |
2,59 |
1,00 |
6,8 |
|
80–100 |
2,72 |
0,39 |
3,71 |
2,68 |
1,02 |
6,7 |
Исследования с люцерной желтой проводились в луговом севообороте, объектами исследования стали сложногибридная популяция люцерны желтой СГВ-12 и индивидуальный отбор высокопродуктивных образцов из сорта люцерны желтой Павловская 7. Посев ранневесенний, рядовой, учетная площадь делянки — 10 м2, повторность четырехкратная. В качестве стандарта использовался сорт люцерны желтой Павловская 7.
Работа проводилась с использованием общепринятых методик по селекции и сортоиспытанию многолетних трав [18].
Результаты исследований и их обсуждение. В 2018 г. заложено конкурсное сортоиспытание лучших образцов люцерны желтой, обладающих повышенной кормовой продуктивностью и засухоустойчивостью (рис. 1). В конкурсном сортоиспытании определялась урожайность зеленой и сухой массы, семенная продуктивность, мощность травостоя, облиственность, зимостойкость.
Рис. 1. Конкурсное сортоиспытание люцерны желтой
Годы проведения конкурсного сортоиспытания отличались по влагообеспеченности и температуре воздуха. Это отразилось на интенсивности и особенностях формирования урожая кормовой массы, семян и других признаков и свойств популяций. Продолжительность вегетационного периода люцерны желтой зависит от среднесуточной температуры воздуха, а также от количества осадков. Межфазный период вегетации от начала весеннего отрастания до начала цветения в среднем составлял 79–82 дня, от начала весеннего отрастания до созревания семян — 117–119 дней. В 2019–2021 гг. оценка засухоустойчивости нового селекционного материала показала, что засухоустойчивость сортообразцов СГВ-12 и СП 1-5 высокая, 4,6–4,8 балла (у стандарта Павловская 7 — 4,5 балла). Одним из важных показателей эффективности сортов является их зимостойкость в условиях континентального климата Центрально-Черноземного региона. В питомнике конкурсного сортоиспытания все образцы имели высокую зимостойкость (в среднем 97,2–98%), мощность травостоя (4,6–5,0 балла). В среднем за три года зимостойкость, высота и облиственность растений изучаемых образцов была на уровне стандарта или несколько выше (табл. 2).
2. Характеристика сортообразцов люцерны желтой в конкурсном сортоиспытании
|
Сортообразец |
Зимостойкость, % в среднем за 2019–2021 гг. |
Мощность травостоя, балл |
Облиственность, % |
Высота растений, см |
|||
|
1 укос |
2 укос |
1 укос |
2 укос |
1 укос |
2 укос |
||
|
Средние за 2019–2021 гг. |
|||||||
|
СГВ-12 |
97,2 |
4,8 |
5 |
42,53 |
51,05 |
82,7 |
63,8 |
|
СП 1-5 |
98 |
4,6 |
5 |
46,51 |
53,67 |
83,1 |
64,3 |
|
Павловская 7 (ст.) |
97 |
4,6 |
4,9 |
41,78 |
49,38 |
81,2 |
62,1 |
Установлено, что урожайность люцерны желтой значительно изменялась по годам в зависимости от погодных условий, в частности, от количества выпадаемых осадков в течение вегетационного периода.
По результатам учетов первых укосов зеленой массы урожайность стандарта варьировала от 29,8 до 35,24 т/га, у СГВ-12 — от 30,33 до 38,52 т/га, у сортообразца СП 1-5 — от 32,39 до 38,7 т/га. Во вторых укосах соответственно 7,61–14,27, 8,29–17,34, 7,86–18,61 т/га. Первый укос по фактической величине был всегда выше по сравнению со вторыми укосами. В сумме за два укоса урожайность зеленой массы стандарта Павловская 7 составила по годам 44,73, 49,51, 37,41 т/га; у СГВ-12 — 48,38, 55,86, 38,62 т/га; у СП 1-5 — 49,42, 57,31, 40,25 т/га (табл. 3). Превышение по среднегодовому показателю в пользу сортообразца СП 1-5 колебалось по годам в пределах 2,87–7,8 т/га, или 8–16%.
3. Урожайность зеленой массы перспективных сортообразцов
в конкурсном сортоиспытании (посев 2018 г., учеты 2019–2021 гг.)
|
Год пользования |
Сортообразец |
Урожайность зеленой массы, т/га |
% к стандарту |
Отклонение от стандарта + / –, 0 |
||
|
1 укос |
2 укос |
В сумме за 2 укоса |
||||
|
2019 |
СГВ-12 |
35,92 |
12,46 |
48,38 |
108 |
+3,65 |
|
СП 1-5 |
37,1 |
12,32 |
49,42 |
110 |
+4,69 |
|
|
Павловская 7 (ст.) |
33,21 |
11,52 |
44,73 |
100 |
0 |
|
|
НСР05 |
2,21 |
|||||
|
2020 |
СГВ-12 |
38,52 |
17,34 |
55,86 |
113 |
+6,35 |
|
СП 1-5 |
38,7 |
18,61 |
57,31 |
116 |
+7,8 |
|
|
Павловская 7 (ст.) |
35,24 |
14,27 |
49,51 |
100 |
0 |
|
|
НСР05 |
0,43 |
|||||
|
2021 |
СГВ-12 |
30,33 |
8,29 |
38,62 |
103 |
+1,21 |
|
СП 1-5 |
32,39 |
7,86 |
40,25 |
108 |
+2,87 |
|
|
Павловская 7 (ст.) |
29,8 |
7,61 |
37,41 |
100 |
0 |
|
|
НСР05 |
1,75 |
|||||
Урожайность сухого вещества у сортообразца СГВ-12 варьировала от 11,42 до 15,4 т/га, у сортообразца СП 1-5 — от 11,79 до 15,6 т/га. По сухому веществу лучший сортообразец СП 1-5 превысил стандартный сорт Павловская 7 на 7–14%.
В наших исследованиях оценка на семенную продуктивность сортообразцов проводилась при широкорядном способе посева (рис. 2).
Рис. 2. Конкурсное сортоиспытание люцерны желтой на семенную продуктивность
Урожайность семян люцерны желтой зависит не только от сорта и его приспособленности к местным условиям, но и от метеорологических условий в течение всего вегетационного периода, особенно в период цветения, и, в значительной степени, также от численности насекомых-опылителей. По годам пользования и по сортообразцам урожайность семян в конкурсном сортоиспытании колебалась от 0,63 до 2,5 ц/га. Лучший сортообразец, превысивший стандартный сорт Павловская 7 на 31–47%, был СП 1-5. (табл. 4).
4. Урожайность сухого вещества и семян в питомнике конкурсного
сортоиспытания (посев 2018 г., учеты 2019–2021 гг.)
|
Год пользования |
Сортономер |
Урожайность сухого вещества, т/га |
% к стандарту |
Урожайность семян, ц/га |
% к стандарту |
|
2019 |
СГВ-12 |
12,7 |
93 |
1 |
120 |
|
СП 1-5 |
14,6 |
107 |
1,22 |
147 |
|
|
Павловская 7 (ст.) |
13,7 |
100 |
0,83 |
100 |
|
|
2020 |
СГВ-12 |
15,4 |
112 |
2,2 |
122 |
|
СП 1-5 |
15,6 |
114 |
2,5 |
139 |
|
|
Павловская 7 (ст.) |
13,7 |
100 |
1,8 |
100 |
|
|
2021 |
СГВ-12 |
11,42 |
107 |
0,55 |
115 |
|
СП 1-5 |
11,79 |
110 |
0,63 |
131 |
|
|
Павловская 7 (ст.) |
10,72 |
100 |
0,48 |
100 |
Заключение. По итогам конкурсного сортоиспытания по комплексу хозяйственно ценных признаков лучшие показатели получены по сортообразцу СП 1-5. В результате проведенных исследований выделен новый сортообразец люцерны желтой, который обладает сравнительно высокой урожайностью зеленой массы, сухого вещества и семян, что обусловлено устойчивостью к разным стрессовым факторам внешней среды: зимо- и засухоустойчивостью, устойчивостью к болезням и вредителям. В настоящее время сорт готовится к передаче в Государственную комиссию Российской Федерации для регистрации в Государственном реестре селекционных достижений, допущенных к использованию.
1. Goncharov P.L., Lubenec P.A. Biologicheskie aspekty vozdelyvaniya lyucerny. - Novosibirsk : Nauka (Sib. otdelenie), 1985. - 255 s.
2. Zolotarev V.N., Perepravo N.I. Sostoyanie travoseyaniya i perspektivy razvitiya semenovodstva mnogoletnih trav v Rossii i Nizhnevolzhskom regione // Izvestiya Nizhnevolzhskogo agrouniversitetskogo kompleksa: Nauka i vysshee professional'noe obrazovanie. - 2016. - № 1 (41). - S. 93-101.
3. Perepravo N.I., Zolotarev V.N. Sostoyanie i agroekologicheskie osnovy tovarnogo semenovodstva lyucerny v Rossii // Nauchnoe obespechenie agropromyshlennogo kompleksa na sovremennom etape : materialy mezhdunarodnoy konferencii (p. Rassvet, 25 sentyabrya 2015 g.). - Rostov-na-Donu : Izdatel'stvo Yuzhnogo federal'nogo universiteta, 2015. - S. 65-71.
4. Selekciya i semenovodstvo mnogoletnih trav v Central'no-Chernozemnom regione Rossii / I.M. Shatskiy, I.S. Ivanov, N.I. Perepravo, V.N. Zolotarev, N.V. Saprykina, R.M. Labinkaya, G.V. Stepanova, N.I. Georgiadi, N.F. Tarasenko. - Voronezh : Voronezhskaya oblastnaya tipografiya, 2016. - 236 s.
5. Zolotarev V.N., Perepravo N.I., Stepanova G.V. Sostoyanie lyucernoseyaniya i agrobiologicheskie osnovy adaptivno-ekologicheskogo rayonirovaniya sortovogo semenovodstva lyucerny v Rossii [Elektronnyy resurs] // Adaptivnoe kormoproizvodstvo. - 2016. - № 4. - S. 16-34. (URL: http://www.adaptagro.ru).
6. Lazarev N.N., Kuharenkova O.V., Kurenkova E.M. Lyucerna v sisteme ustoychivogo kormoproizvodstva // Kormoproizvodstvo. - 2019. - № 4. - S. 18-25.
7. Goloborod'ko S.P., Snegovoy V.S., Sahno G.V. Lyucerna. - Herson : Aylant, 2007. - 328 s.
8. Zolotarev V.N., Perepravo N.I., Stepanova G.V. Biologicheskie osnovy agroekologicheskogo semenovodstva lyucerny v Rossii // Vestnik rossiyskoy sel'skohozyaystvennoy nauki. - 2016. - № 4. - S. 44-47.
9. Nauchnye osnovy selekcii i semenovodstva mnogoletnih trav v Central'no-Chernozemnom regione Rossii / S.V. Saprykin, V.N. Zolotarev, I.S. Ivanov, G.V. Stepanova, N.V. Saprykina, R.M. Labinskaya. - Voronezh : Voronezhskaya oblastnaya tipografiya, 2020. - 496 s.
10. Biologicheskie osobennosti i tehnologiya vozdelyvaniya esparceta peschanogo na semena v stepnoy zone Central'no-Chernozemnogo regiona v usloviyah aridizacii klimata / V.N. Zolotarev, I.S. Ivanov, S.V. Saprykin, A.V. Chekmareva // Kormoproizvodstvo. - 2019. - № 8. - S. 19-27.
11. Gruza G.V., Ran'kova E.Ya. Kolebaniya i izmeneniya klimata na territorii Rossii // Izvestiya RAN. Fizika atmosfery i okeana. - 2003. - T. 39, № 2. - S. 166-185.
12. Diagnostika ustoychivosti rasteniy k stressovym vozdeystviyam : metodicheskoe rukovodstvo / pod red. G.V. Udovenko. - Leningrad : VIR, 1988. - 228 s.
13. Kazarin V.F., Kur'yanovich A.A., Volodina I.A. Ispol'zovanie indeksa zasuhochuvstvitel'nosti dlya ocenki polevoy zasuhoustoychivosti obrazcov lyucerny v Povolzhskom regione // Kormoproizvodstvo. - 2015. - № 12. - S. 7-11.
14. Climate Change 2007: adaptation and Vulnerability. Contribution of Working Group II to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel of Climate Change. - Cambridge, UK. - 23 p.
15. Zhuchenko A.A. Resursnyy potencial proizvodstva zerna v Rossii. - M. : Agrorus, 2004. - 1109 s.
16. Stepanova G.V. Sorta lyucerny, rayonirovannye v Central'no-Chernozemnoy zone RF // Mnogofunkcional'noe adaptivnoe kormoproizvodstvo : sb. nauch. tr. Vypusk 24 (72). - M. : Ugreshskaya tipografiya, 2020. - S. 64-78.
17. Saprykin S.V., Saprykina N.V., Zolotarev V.N., Lyubtseva O.N. Comparative characteristics of yellow alfalfa accessions in the nursery of competitive variety testing // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 901 (2021). P. 012031. (doihttps://doi.org/10.1088/1755-1315/901/1/012031).
18. Metodicheskie ukazaniya po selekcii mnogoletnih trav / M.A. Smurygin, A.S. Novoselova, A.M. Konstantinova [i dr.]. - M. : VIK, 1985. - 188 c.
