СибНИИ кормов СФНЦА РАН (селекционный центр по кормовым культурам, руководитель)
При создании новых сортов клевера лугового необходимо использование традиционных и совре-менных методов: гибридизация, отборы, гетерозисная и экологическая селекция. Эти методы дав-но используют в селекции растений, однако их необходимо было модифицировать применительно к культуре клевера лугового, учитывая его биологические особенности (долголетие, длина вегетационного периода, зимостойкость) в условиях резко континентального климата Сибири. Методом поликросса в условиях Западной Сибири создана сложногибридная популяция на основе лучших поликроссных потомств позднеспелого типа на диплоидной основе – сорт СибНИИК 10. В результате сочетания методов гибридизации и отборов совместно с ФНЦ «ВИК им. В.Р. Вильямса» впервые для условий Сибири создан сорт Прима — зимостойкий, раннеспелого типа на диплоидной основе. В исследованиях приводится сравнительное изучение двух сортов клевера лугового (СибНИИК 10 и Прима) различного типа спелости по основным хозяйственно ценным признакам. По урожайности зеленой массы и сухого вещества раннеспелый (двуукосный) сорт Прима на диплоидной основе превышает на 9–30 и 17–44% одноукосный позднеспелый сорт СибНИИК 10, по семенной продуктивности превышение до 18% (в благоприятные годы).
клевер луговой, сорт, гетерозисная селекция, поликросс, гибридизация, отбор, урожайность
Введение. В Сибири, среди многочисленных проблем в животноводстве, на первом месте всегда было создание прочной кормовой базы, что связано, прежде всего, с природно-климатическими условиями.
Клевер луговой является важнейшей высокобелковой культурой для кормопроизводства, имеет большое агротехническое значение. Он способен накапливать азот в почве, улучшать физико-химические свойства и поэтому является хорошим предшественником. В клеверосеянии большая роль принадлежит сорту.
В различных зонах нашей страны районировано 110 сортов этой культуры, из них в Западно-Сибирском регионе — 25.
«Традиционно возделываемые в зоне клеверосеяния одноукосные, местные позднеспелые сорта не удовлетворяют в полной мере потребности производства. Эти сорта характеризуются растянутым периодом цветения и созревания семян, часто, особенно во влажные годы, сильно полегают еще до начала цветения, что приводит к большим потерям урожая и ухудшению его качества. Нестабильна и семенная продуктивность этих сортов, что является причиной постоянного дефицита семян.
Создание, наряду с позднеспелыми, скороспелых двуукосных зимостойких сортов клевера имеет большое значение не только для северных регионов страны, но и в целом для всей клеверосеющей зоны России.» (Цит. по: Полюдина Р.И. Новый сорт клевера лугового Прима // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 2019. Т. 49. № 3. С. 41–46. DOI: 10.26898/0370-8799-2019-3-5.)
Материалы, условия и методика исследований. Исследования по селекции клевера лугового проводили на центральной экспериментальной базе Сибирского научно-исследовательского ин-ститута кормов СФНЦА РАН, расположенной в лесостепной зоне Новосибирской области (пос. Краснообск). Почва опытных участков — чернозем выщелоченный среднесуглинистый, рН — 6,6. Содержание гумуса в почве — 5,2%, легкогидролизуемого азота — 7,7 мг, подвижного фосфора — 15,0 мг, калия — 16,0 мг на
Исследования по селекции клевера лугового в СибНИИ кормов начаты в 1976 г. Одним из наиболее эффективных методов селекции для клевера лугового является использование эффекта гетерозиса при создании синтетических и сложногибридных популяций методом поликросса [1]. Разработана схема поликроссного питомника, несколько отличающаяся от описанных в литературе, где предусматривается одиночное рендомизированное размещение растений в 100-кратном повторении. В качестве исходного материала были взяты 36 сортов различного эколого-географического происхождения [2].
Сложногибридная популяция (сорт) СибНИИК 10 сформирована из четырех лучших поликроссных потомств, обладающих высоким эффектом гетерозиса (+11…147%) как по отдельным, так и по ряду хозяйственно ценных признаков в сравнении с исходными материнскими сортами и стандартом Асиновский местный [3].
Селекционная работа по созданию диплоидного сорта клевера лугового 15-10-Д (Прима) начата в 1990 г. А.С. Новоселовой и М.Ю. Новоселовым в ФНЦ «ВИК им. В.Р. Вильямса» и продолжена с
В ФНЦ «ВИК им. В.Р. Вильямса» (1990–2000 гг.) в условиях искусственного климата, используя методы гибридизации (ВИК 7 ´ Бурятский дикорастущий) и отборов, создана гибридная популяция 15-10-Д (2n). Исследования продолжены в СибНИИ кормов СФНЦА РАН (2000–2005 гг.). В условиях резко континентального климата Западной Сибири заложен селекционный питомник (рассадой) гнездовым способом (60 ´ 60 см). Методом негативного массового отбора проведена жесткая браковка. Из наиболее скороспелых, продуктивных и зимостойких форм сформирована популяция 15-10-Д (2n), которая изучалась в контрольном, конкурсном сортоиспытании (посев 2006, 2008, 2010 гг.) при двух способах закладки: рядовом — на зеленую массу и широкорядном — на семена. Учетная площадь делянки —
В
Результаты исследований и их обсуждение. В Сибири до 70-х годов XX в. возделывали местные сорта клевера лугового, районированные в 40-х годах прошлого столетия, приспособленные к возделыванию лишь в локальных районах. Это являлось сдерживающим фактором для клеверосеяния [5].
Для расширения зоны клеверосеяния нужны были новые сорта, более зимостойкие, скороспелые, с высокой кормовой и стабильной семенной продуктивностью, большой экологической пластичностью и выраженной способностью эффективно использовать биоклиматический потенциал региона.
Перспективным направлением в селекции перекрестноопыляющихся культур в настоящее время, как в России, так и за рубежом, является создание синтетических и сложногибридных популяций с использованием гетерозиса в течение нескольких поколений.
Впервые в Сибири методом поликросса целенаправленно подобраны генотипы, обладающие эффектом гетерозиса (11–122%) по ряду хозяйственно ценных признаков, исходными материнскими сортами которых являются: Дуванский местный, Уфимский 1, Стендский поздний и Печорский улучшенный, из которых сформированы сложногибридные популяции, в том числе сорт СибНИИК 10 [5].
Сорт СибНИИК 10 имеет повышенную семенную продуктивность — 3,1 ц/га (стандарт Асиновский местный — 2,06 ц/га). Сорт обладает высокой зимостойкостью (90%). Урожайность абсолютно сухого вещества составляет 59 ц/га (у стандарта — 44 ц/га). Наиболее скороспелый: созревает на 8–10 дней раньше стандарта. С
В России (и в Сибири) наряду с позднеспелыми ведутся исследования по созданию раннеспелых зимостойких сортов клевера лугового.
Метод гибридизации используется в селекционной работе с клевером луговым в ФНЦ «ВИК им. В.Р. Вильямса», где получены гибриды от скрещивания географически отдаленных дикорастущих популяций клевера Печорский, Кольский, обладающих высокой зимостойкостью, с высокоурожайными раннеспелыми, но слабозимостойкими формами. По урожаю сена в сумме за два года пользования все гибриды превышали стандарт, что служит доказательством биологической полезности перекрестного искусственного скрещивания географически отдаленных сортов и дикорастущих популяций клевера [6].
На основе этих методологических разработок в России созданы качественно новые сорта клевера лугового Ранний 2, Трио, Орлик, Метеор и др., которые характеризуются высокой урожайностью сухого вещества (90–100 ц/га) и семян (4–5 ц/га), повышенной зимостойкостью и раннеспелостью (созревают на 10–15 дней раньше стандартов ВИК 7, СибНИИК 10) [5; 7; 8; 9; 10]. В результате сочетания методов решена сложная проблема селекции клевера лугового на скороспелость и преодолена генетическая отрицательная корреляционная связь между признаками зимостойкости и скороспелости генотипов клевера лугового на диплоидной основе [7].
В ФНЦ «ВИК им. В.Р. Вильямса» применительно к клеверу луговому разработана селекционная схема эффективного использования метода гибридизации и отборов, обеспечивающая создание новых признаков и их закрепления, сокращение сроков селекции на первых этапах в 1,5–2 раза в условиях искусственного климата. С помощью этих методов стало возможным преодоление генотипического барьера отрицательной коррелятивной связи между зимостойкостью и раннеспелостью [7; 8].
Во ВНИИ кормов (1990–2000 гг.) в ус-ловиях искусственного климата, с использованием метода гибридизации и отборов создана гибридная популяция 15-10-Д (2n). В СибНИИ кормов в условиях лесостепи Западной Сибири в 2000–2005 гг. проведены отборы зимостойких высокоурожайных форм. Созданная популяция испытывалась в трех циклах конкурсного сортоиспытания (посев 2006, 2008, 2010 гг.). Сортообразец характеризуется высокой зимостойкостью (97,0–99,0%), на уровне стандарта СибНИИК 10 (табл. 1).
1. Биологическая характеристика сорта Прима
|
Сорт |
Год посева |
Зимостойкость, % |
Продолжительность периода, дней |
||||||
|
Год пользования |
|||||||||
|
1-й |
2-й |
1-й |
2-й |
1-й |
2-й |
1-й |
2-й |
||
|
до 1-го укоса |
от 1-го до 2-го укоса |
до созревания |
|||||||
|
Прима |
2006 |
99,0 |
98,0 |
66 |
60 |
54 |
55 |
110 |
105 |
|
2008 |
98,5 |
97,5 |
66 |
66 |
60 |
58 |
123 |
115 |
|
|
2010 |
98,0 |
97,0 |
60 |
74 |
60 |
57 |
121 |
117 |
|
|
СибНИИК 10, st |
2006 |
98,5 |
95,5 |
79 |
72 |
— |
— |
125 |
111 |
|
2008 |
98,0 |
97,0 |
84 |
77 |
— |
— |
144 |
127 |
|
|
2010 |
99,0 |
96,0 |
73 |
80 |
— |
— |
131 |
128 |
|
Период от весеннего отрастания до первого укоса у сорта Прима составляет 60–74 дня, от первого до второго укоса — 54–60, от отрастания до созревания — 105–123 дня, у СибНИИК 10 — 72–84 и 111–144 дня соответственно. Семена созревают у раннеспелого сорта Прима во второй–третьей декадах августа (в засушливые годы в первой), а у позднеспелого сорта СибНИИК 10 — в первой и второй декадах сентября.
Раннеспелый сорт Прима дает два полноценных укоса, а позднеспелый сорт СибНИИК 10 во втором укосе дает отаву. Урожайность зеленой массы в первом укосе у сорта Прима в зависимости от погодных условий и от года пользования травостоем варьировала от 101 до 450 ц/га, во втором укосе — от 39 до 334 ц/га. Максимальная урожайность за два укоса составила 587 ц/га (2009 г.) — 127% к СибНИИК 10 (табл. 2).
2. Урожайность зеленой массы клевера лугового сортов Прима и СибНИИК 10
(конкурсное сортоиспытание), ц/га
|
Сортообразец |
1-й год пользования |
2-й год пользования |
За два года |
|||||||||
|
1-й укос |
2-й укос |
сумма за 2 укоса |
% к СибНИИК 10 |
1-й укос |
2-й укос |
сумма за 2 укоса |
% к СибНИИК 10 |
1-й укос |
2-й укос |
сумма за 2 укоса |
% к СибНИИК 10 |
|
|
Посев 2006 года |
||||||||||||
|
Прима |
450 |
97 |
547 |
130 |
183 |
39 |
222 |
94 |
633 |
136 |
769 |
118 |
|
СибНИИК 10 |
360 |
61 |
420 |
100 |
190 |
38 |
228 |
100 |
550 |
99 |
648 |
100 |
|
НСР05 |
27,9 |
11,3 |
31,1 |
|
37,2 |
16,0 |
41,3 |
|
||||
|
Посев 2008 года |
||||||||||||
|
Прима |
401 |
186 |
587 |
127 |
101 |
103 |
204 |
109 |
502 |
289 |
782 |
121 |
|
СибНИИК 10 |
305 |
156 |
461 |
100 |
148 |
40 |
188 |
100 |
453 |
196 |
642 |
100 |
|
НСР05 |
45,2 |
66,2 |
68,8 |
|
46,8 |
32,8 |
48,0 |
|
||||
|
Посев 2010 года |
||||||||||||
|
Прима |
143 |
54 |
196 |
121 |
240 |
334 |
576 |
125 |
383 |
388 |
772 |
124 |
|
СибНИИК 10 |
115 |
47 |
162 |
100 |
222 |
238 |
460 |
100 |
337 |
285 |
622 |
100 |
|
НСР05 |
2,96 |
34,9 |
2,86 |
|
42,3 |
34,9 |
61,3 |
|
||||
Урожайность сухого вещества за два укоса у сорта Прима — 42–135 ц/га, средняя за шесть лет изучения — 87 ц/га, что на 36% выше СибНИИК 10 (рис. 1).
Рис. 1. Урожайность сухого вещества клевера лугового
сортов Прима (2n) и СибНИИК 10 (2n)
Облиственность растений первого года пользования в первом укосе у сорта Прима составляла 33–45%, во втором укосе — 42–47%, у сорта СибНИИК 10 — 28–42% и 40–42% соответственно. Облиственность второго года пользования в первом укосе у сорта Прима — 42–44%, во втором укосе — 35–39%, у сорта СибНИИК 10 — 39–46% и 40–41% соответственно.
За два года пользования у сорта Прима в среднем по двум укосам облиственность была на 3,2% выше, чем у СибНИИК 10 (табл. 3).
3. Облиственность сорта Прима (конкурсное сортоиспытание)
|
Сортообразец |
1-й год пользования |
2-й год пользования |
За два года |
|||||||||||
|
1-й укос |
2-й укос |
среднее за 2 укоса |
± к СибНИИК 10 |
1-й укос |
2-й укос |
среднее за 2 укоса |
± к СибНИИК 10 |
1-й укос |
2-й укос |
среднее за 2 укоса |
± к СибНИИК 10 |
|||
|
Посев 2006 года |
||||||||||||||
|
Прима |
33 |
42 |
37,5 |
1,5 |
42 |
39 |
40,5 |
–0,5 |
37,5 |
40,5 |
39,0 |
1,5 |
||
|
СибНИИК 10 |
28 |
40 |
36 |
0 |
40 |
41 |
41 |
0 |
34,0 |
40,5 |
37,3 |
0 |
||
|
Посев 2008 года |
||||||||||||||
|
Прима |
44 |
47 |
45,5 |
3,5 |
44 |
39 |
41,5 |
–4,5 |
44 |
43,0 |
45,5 |
— |
||
|
СибНИИК 10 |
42 |
— |
42 |
0 |
46 |
— |
46 |
0 |
44 |
— |
— |
— |
||
|
Посев 2010 года |
||||||||||||||
|
Прима |
45 |
43 |
44 |
2,5 |
42 |
35 |
38,5 |
–1,0 |
43,5 |
39 |
41,3 |
0,8 |
||
|
СибНИИК 10 |
41 |
42 |
41,5 |
0 |
39 |
40 |
39,5 |
0 |
40 |
41 |
40,5 |
0 |
||
|
Среднее |
||||||||||||||
|
Прима |
|
41,9 |
3,2 |
|||||||||||
|
СибНИИК 10 |
|
38,7 |
0 |
|||||||||||
Урожайность семян изучаемых сортов клевера лугового зависит от скороспелости и года пользования травостоем. Урожайность диплоидных позднеспелых сортов первого года пользования выше, чем у раннеспелых. Так, в наших исследованиях у сорта Прима (2n) урожайность у растений первого года пользования варьировала от 2,76 до 3,92 ц/га, обсемененность при этом изменялась от 45 до 56%; у сорта СибНИИК 10 (2n) первого года пользования — от 2,34 до 4,33 ц/га и от 46 до 60% соответственно (рис. 2). В среднем за три года изучения по урожайности семян и обсемененности новый раннеспелый сорт Прима был на уровне позднеспелого сорта СибНИИК 10.
Однако следует отметить, что в неблагоприятные годы, при обилии осадков и пониженной температуре (
Рис. 2. Сравнение обсемененности и урожайности семян первого года пользования сортов клевера лугового
Морфологические признаки сорта клевера лугового Прима. Сорт относится к двуукосному раннеспелому типу, диплоидный (2n), имеет многостебельчатый (47–59 стеблей) полупрямостоячий куст высотой до
Листочки эллипсовидной формы, крупные, слабоопушённые, темно-зеленой окраски. Соцветия — ярко-розовая шаровидная головка. Бобы односемянные, яйцевидные, при созревании коричневого цвета. Семена округло-бобовидной формы, желто-фиолетового цвета, масса 1000 семян 1,97 г (табл. 4).
4. Описание сорта Прима по морфологическим и хозяйственным признакам
|
Элементы описания |
Описание отдельных признаков |
|
Форма розетки |
полулежачая |
|
Куст: форма |
многостебельчатый полупрямостоячая |
|
Стебли: а) высота б) грубость в) опушение г) ветвистость |
округлые, полые, среднетолстые 74–95 см негрубые слабое хорошая |
|
Среднее число междоузлий |
6–7 |
|
Облиственность, % |
равномерная: I укос – 33–45% II укос – 35–47% |
|
Листья: а) величина б) форма в) окраска г) опушение |
длина 4,8–6,0 см, ширина 2,7–3,0 см эллипсовидные темно-зеленая слабое |
|
Соцветие: а) форма б) размеры в) степень рыхлости г) окраска |
шаровидная длина 2,0–2,2 см, ширина 2,3–2,5 см средняя ярко-розовая |
|
Семена: а) величина б) масса 1000 семян в) форма г) цвет |
длина 1,9–2,0 мм, ширина 1,28–1,31 мм округло-бобовидная желто-фиолетовый |
|
Корневая система: а) мощность б) выраженность главного корня в) наличие клубеньков |
мощная слабо выражен многочисленные мелкие |
Цветение дружное.
Зимостойкость и засухоустойчивость высокие.
Урожайность зеленой массы за два укоса составляет от 196 до 587 ц/га, сухого вещества — от 42 до 135 ц/га, семян — от 2,76 до 3,92 ц/га. Средняя урожайность зеленой массы за два укоса составляет 388 ц/га, сухого вещества — 87 ц/га, семян — 3,17 ц/га.
В сравнении с позднеспелым сортом СибНИИК 10 сорт Прима раннеспелого типа на диплоидной основе характеризуется более интенсивным развитием растений, начиная от весеннего отрастания до созревания семян.
Это обусловило и более интенсивное нарастание вегетативной массы к укосной спелости (начало цветения). В результате во все годы испытания сорт Прима в сравнении с СибНИИК 10 имел превышение по урожайности зеленой массы (+21%) и абсолютно сухого вещества (+34%) в сумме за два укоса.
Содержание протеина составляет 16,1%, или +0,26% к сорту СибНИИК 10.
Сорт зимостойкий и более устойчив к мучнистой росе и фузариозному увяданию.
Сорт отзывчив на увлажнение как в первой, так и во второй половине лета, быстро растет, формируя высокий урожай первого и второго укосов, может возделываться на орошаемых землях.
Хорошо произрастает на выщелоченных и оподзоленных черноземах, темно-серых и окультуренных дерново-подзолистых почвах.
Лучшие предшественники — озимая рожь, пропашные, однолетние травы.
Заключение. Раннеспелый диплоидный сорт Прима по урожайности зеленой массы и сухого вещества превышает позднеспелый сорт СибНИИК 10 в первый год пользования на 21–30% и 13–81% и во второй год пользования — на 9–25% и 14–43% соответственно, а по урожайности семян и обсемененности первого года пользования сорт Прима был на уровне СибНИИК 10.
Однако следует отметить, что в неблагоприятные годы для позднеспелого сорта при обилии осадков и пониженной температуре (
Полученные данные свидетельствуют о пластичности и высокой потенциальной возможности гибридной популяции сорта Прима, которая имеет существенное преимущество по основным биологическим и хозяйственно ценным признакам над сортом СибНИИК 10.
1. Кедров-Зихман О.О. Поликросс-тест в селекции растений. - Минск : Наука и техника, 1974. - 127 с.
2. Полюдина Р.И. Поликросс-метод в селекции клевера лугового // Кормопроизводство. - 1982. - № 11. - С. 33-34.
3. Полюдина Р.И. Гетерозисная селекция при создании новых сортов клевера лугового // Сибир-ский вестник сельскохозяйственной науки. - 2004. - № 4. - С. 102-106.
4. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. - М. : Колос, 1979. - 416 с.
5. Полюдина Р.И. Клевер в Сибири : монография. - Новосибирск, 2017. - 348 с.
6. Новоселова А.С. Селекция и семеноводство клевера. - М. : Агропромиздат, 1986. - 199 с.
7. Новоселов М.Ю. Селекция клевера лугового. - М. : Типография ГУ КПК, 1999. - 184 с.
8. Новоселов М.Ю. Клевер луговой // Основные виды и сорта кормовых культур. - М. : Наука, 2015. - С. 22-74.
9. Бушуева В.И., Ковалевская Л.И., Новоселов М.Ю., Авраменко М.Н. Создание и характеристи-ка нового сорта клевера лугового ГПТТ-Ранний // Вестник Белорусской государственной сельскохозяйственной академии. - 2018. - № 1. - С. 28-32.
10. Бекузарова С.А. Селекция клевера лугового : монография. - Владикавказ, 2006. - 175 с.
