Приведены результаты селекционных исследований, проведенных на Центральной экспериментальной базе Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Федеральный научный центр кормопроизводства и агроэкологии им. В. Р. Вильямса (ФНЦ «ВИК им. В. Р. Вильямса») в Нечерноземной зоне Российской Федерации. Представлены краткие данные по семенной продуктивности перспективных образцов и гибридов люцерны, созданных в отделе селекции люцерны. Продолжительное время селекция люцерны велась, в основном, в направлении получения новых сортов с высокой урожайностью кормовой массы и мало внимания уделялось урожайности семян, что привело к созданию хороших сортов по сбору зеленой массы и средних или даже плохих по семенной продуктивности. Поэтому создание сортов с высокой кормовой и семенной продуктивностью — первостепенная задача селекции люцерны. Для этой цели используются основные методы селекции: поликросс, межвидовая и межсортовая гибридизация и отборы. У полученных популяций проводится тщательный отбор на раннеспелость, фертильность пыльцы, дружность цветения растений, учитывается мощность гибридов, их облиственность и другие полезные показатели. По характеру цветения и опыления люцерна относится к перекрестноопыляющимся растениям. Для сельскохозяйственного производства необходимо иметь сорта люцерны не только с высокой, но и стабильной семенной продуктивностью, не зависящей от условий среды произрастания и наличия опылителей.
селекция, люцерна, сорта, гибриды, семена
Люцерна — культура, которая отличается экологической пластичностью, долголетием, высокой урожайностью кормовой массы и рядом других ценных свойств. Селекция люцерны в ВНИИ кормов им. В. Р. Вильямса направлена на разработку принципиально новых высокоурожайных сортов люцерны многоукосного, сенокосного и пастбищного типов использования со стабильно высокой по годам семенной продуктивностью. Для условий Нечерноземной зоны люцерна считается относительно новой культурой. Неблагоприятные погодные факторы зоны, неудовлетворительный уровень перекрестного опыления сдерживают и затрудняют селекционную работу по семеноводству данной культуры. Успешное развитие люцерносеяния неразрывно связано с селекционными достижениями в создании высокопродуктивных сортов для различного хозяйственного использования, совершенствованием системы сортового семеноводства и освоением сельхозпроизводителями современной агротехники выращивания данной бобовой культуры. Долгое время селекция люцерны велась в направлении создания сортов с высокой урожайностью кормовой массы, что привело к созданию хороших сортов по урожайности кормовой массы и плохих или средних по семенной продуктивности [1; 2]. Только на последних этапах селекционного процесса небольшое внимание стало уделяться урожайности семян. Созданы сорта люцерны Селена и Соната, семенная продуктивность которых в условиях Нечерноземной зоны достигает 153–267 кг/га [3; 4].
Для селекционно-семеноводческой работы с люцерной большое значение имеют морфологические и биологические особенности цветения, оплодотворения и плодообразования. Люцерна является факультативным перекрестником, но наряду с высокой фертильностью при перекрестном оплодотворении имеет место и самоопыление. Степень фертильности варьирует и в пределах вида и даже отдельных популяций, что зависит от генетических особенностей, происхождения сорта, условий опыления и др. Тип оплодотворения у люцерны имеет много особенностей (самонесовместимость, самофертильность, мужская стерильность). Нормальное опыление и плодообразование люцерны происходит при наличии диких одиночных пчел и, отчасти, шмелей. Семенные посевы люцерны посещают свыше 150 видов диких пчел и шмелей. Но в каждой зоне, где выращивается культура, имеется всего лишь 5–7 основных опылителей. Среди диких одиночных пчел наиболее многочисленны галикты, мегахилы (листорезы), мелиты, меллитургии, рофиты и др. При хорошем опылении насекомыми общая картина цветения люцерны кажется невзрачной, однообразной, посевы семенников принимают серую окраску, запаха нектара не чувствуется. Если же опылителей недостаточно, поле представляет собой яркий ковер с приятным ароматом. Считается, если раскрыто 90 % и более цветков — обеспеченность опылителями отличная, 70–80 % — очень хорошая, 55–65 % — хорошая, менее 50 % — плохая. На гектаре посевов для хорошего опыления растений люцерны требуется от 3 до 5 тысяч самок диких пчел. Шмели также активно посещают посевы люцерны и хорошо ее опыляют. Медоносные пчелы хорошо посещают посевы люцерны, но при этом опыляют очень мало цветков. Для опыления цветков люцерны требуются только сильные пчелиные семьи [5; 6].
В отличие от других бобовых культур у люцерны цветок закрытого типа, и, чтобы произошло опыление, его необходимо принудительно раскрыть. Наукой установлено, что отдельные растения популяции могут завязывать бобы и семена при самоопылении с искусственным вскрытием цветов. Автотриппингу способствуют экстремальные условия среды: повышенная температура, чрезмерная сухость воздуха. В популяциях люцерны имеются растения, у которых признак автотриппинга генетически обусловлен и высоконаследуем. Цветение травостоя в благоприятных условиях продолжается около 20–30 дней. Каждая кисть цветет в среднем 10 дней. Ежедневно распускается около пяти цветков; способность к оплодотворению сохраняется в течение трех–пяти дней. Пыльцевые трубки достигают завязи через 7–9 часов после опыления. В завязи люцерны 10–12 семяпочек, но образуется всего 5–7 семян. Число завязавшихся семян зависит в сильной степени от погодных условий и наличия опылителей [7; 8].
В повышении урожайности семян более надежным способом является создание сортов люцерны с легко раскрывающимися цветами. Сорта люцерны Вега 87 и Пастбищная 88, выведенные во ВНИИ кормов им. В. Р.Вильямса характеризуются более легким триппингом цветов. На таких сортах и роль медоносных пчел, как переносчиков пыльцы, неизмеримо возрастает.
В ФНЦ «ВИК им. В. Р. Вильямса» продолжаются научные исследования по селекции люцерны изменчивой (Medicago varia Mart.). Опыты проводились в селекционном севообороте. Почва опытных участков дерново-подзолистая, тяжелосуглинистая, с общей влагоемкостью 41 %, с плотностью 2,6 г/см², полевая влагоемкость — 30%. Глубина пахотного горизонта — 20–
Содержание на
В селекционный процесс включали биотипы, гибриды, отдельные растения, обладающие хорошей приспособленностью к почвенно-климатическим условиям зоны (недостаточно высокой температуре воздуха 17–18 ºС и избыточном увлажнении), устойчивостью к частому отчуждению, болезням культуры, с высокой конкурентной способностью, ранним и дружным отрастанием весной и после укосов, продуктивным кормовым и семенным долголетием.
В контрольном питомнике посева
1. Семенная продуктивность лучших гибридов в контрольном питомнике посева 2007 г.
|
Гибрид |
2008 г. |
2009 г. |
В среднем за 2 года |
|||
|
г/м2 |
% к стандарту |
г/м2 |
% к стандарту |
г/м2 |
% к стандарту |
|
|
Вега 87, стандарт |
15,0 |
100,0 |
19,0 |
100,0 |
17,0 |
100,0 |
|
С-1 |
19,0 |
126,7 |
21,0 |
110,5 |
20,0 |
117,6 |
|
П 123-1306 |
22,0 |
146,7 |
25,0 |
131,6 |
23,5 |
138,2 |
|
Б-305 |
18,0 |
120,0 |
24,0 |
125,8 |
21,0 |
123,5 |
|
П 141-1304 |
24,0 |
160,0 |
30,0 |
157,9 |
27,0 |
158,8 |
|
С 3-8 |
17,0 |
113,3 |
24,0 |
126,3 |
20,5 |
120,6 |
|
МН-1310 |
21,0 |
140,0 |
20,0 |
105,3 |
20,5 |
120,6 |
|
С-253 |
23,0 |
153,3 |
28,0 |
147,4 |
25,5 |
150,0 |
|
НСР05 |
1,8 |
|
2,0 |
|
4,1 |
|
Отбор лучших растений с высокой семенной продуктивностью не дает нужных результатов, поэтому в селекции люцерны используется генетически разнообразный материал, полученный методами межсортовой и межвидовой гибридизации, поликросса, отбор форм с легким триппингом цветов и т. д. Хорошие результаты получены в тепличном комплексе при создании сложно-гибридных популяций. Их формирование происходит на основе специально отобранных биотипов и клонов, выделенных из простых гибридов, которые уже прошли комплексную оценку в коллекционных и селекционных питомниках в полевых условиях.
В селекционных питомниках (посев 2009 г.) прошли оценку 32 популяции люцерны, в основном пестрогибридного сортотипа. В качестве контрольного варианта использовали сорт люцерны Вега 87. Лучшие гибриды, выделившиеся по семенной продуктивности, которые будут использоваться в дальнейшей селекционной работе, приведены в таблице 2. У гибридов F2–F4, полученных с использованием методов внутривидовой и отдаленной гибридизации отмечали высокую зимостойкость 97–99 %. На третий год пользования на делянках сохранялось в среднем 70–80 % травостоя люцерны.
2. Характеристика лучших гибридов люцерны по комплексу признаков в селекционных питомниках (посев
|
Гибрид |
Зимостой-кость, % |
Облист-вен-ность, % |
Зеленая масса |
Сухая масса |
Семенная продуктивность |
|||
|
кг/м2 |
% к стандарту |
кг/м2 |
% к стандарту |
г/м2 |
% к стандарту |
|||
|
Вега 87, стандарт |
98 |
34,3 |
4,2 |
100,0 |
1,0 |
100 |
52,7 |
100 |
|
С-220 |
97 |
39,0 |
4,2 |
100,0 |
1,0 |
100 |
56,9 |
108 |
|
МН-2 |
99 |
28,9 |
5,2 |
123,8 |
1,3 |
130 |
56,9 |
108 |
|
С-200 |
98 |
27,1 |
3,9 |
92,9 |
1,0 |
100 |
57,5 |
109 |
|
П-297 |
98 |
36,4 |
4,9 |
116,7 |
1,2 |
120 |
71,4 |
136 |
|
С-265 |
99 |
34,2 |
5,3 |
126,2 |
1,4 |
140 |
61,1 |
116 |
|
СМС-1 |
98 |
31,3 |
4,1 |
97,6 |
1,1 |
110 |
54,4 |
103 |
|
МН-340 |
98 |
35,1 |
4,8 |
114,3 |
1,1 |
110 |
54,2 |
103 |
|
С-110 |
99 |
33,6 |
4,1 |
97,6 |
1,0 |
100 |
53,9 |
102 |
|
СГП80-96 |
98 |
34,2 |
3,8 |
90,5 |
1,0 |
100 |
68,6 |
130 |
|
П-211 |
97 |
35,9 |
5,4 |
128,6 |
1,3 |
130 |
56,9 |
108 |
|
П2-297 |
99 |
34,2 |
4,9 |
116,7 |
1,2 |
120 |
55,6 |
106 |
|
СГП97-107 |
99 |
33,6 |
3,8 |
90,5 |
0,9 |
90 |
58,9 |
112 |
|
СГП-502 |
97 |
34,3 |
3,6 |
85,7 |
0,8 |
80 |
61,1 |
116 |
|
НСР05 |
|
0,2 |
|
0,09 |
|
3,8 |
|
|
Образцы отличались высокорослостью: 68–
Облиственность в среднем за годы оценки колебалась от 27,1 % (С-200) до 39,0 % (С-220), у стандарта Вега 87 — 34,3 %.
По урожайности зеленой и сухой массы выделились образцы МН-2, П-297, С-265, МН-340, П-211, П2-297. Превышение над сортом Вега 87 по зеленой массе составило от 14,3 % у популяции МН-340, до 28,6 % у П-211, аналогичные данные получены и по сухой массе.
Семенная продуктивность в среднем за годы наблюдений была высокая и колебалась от 36,4 (С-381) до 71,4 г/м2 (П-297), у стандарта — 52,7 г/м2. Наибольший урожай семян дали популяции СГП 80-96 (68,6 г/м2) и П-297 (71,4 г/м2), что на 30–36 % выше контрольного варианта (52,7 г/м2).
Оценка коллекционных образцов по семенной продуктивности показала, что в годы с благоприятными погодными условиями для семеноводства (температуры дневные в период цветения 25-27 ºС, влажность 55–60 %) образцы № 27, № 28, ЛГ-2, ЛГ-4, ЛГ-1 превышали стандарт по данному показателю в среднем на 17,8–93,2 % (табл. 3).
3. Семенная продуктивность образцов и гибридов люцерны (F2, F3, F4, Syn4)
коллекционного питомника
|
Гибрид, образец |
2013 г. |
2014 г. |
Среднее |
|||
|
г/м² |
% к стандарту |
г/м² |
% к стандарту |
г/м² |
% к стандарту |
|
|
Вега 87, стандарт |
12,9 |
100,0 |
10,6 |
100,0 |
11,8 |
100,0 |
|
Дикорастущая |
0,4 |
3,1 |
2,6 |
24,5 |
1,5 |
12,7 |
|
№ 26 |
1,7 |
13,2 |
7,8 |
73,6 |
4,8 |
40,7 |
|
№ 27 |
10,6 |
82,2 |
14,4 |
135,8 |
12,5 |
105,9 |
|
№ 28 |
— |
— |
27,8 |
262,2 |
13,9 |
117,8 |
|
№ 30 |
5,0 |
38,8 |
11,1 |
104,7 |
8,0 |
67,8 |
|
№ 29 |
5,6 |
43,4 |
12,2 |
115,1 |
8,9 |
75,4 |
|
№ 31 |
1,1 |
8,5 |
1,7 |
16,0 |
1,4 |
11,8 |
|
ЛГ-1 |
30,6 |
237,2 |
15,0 |
141,5 |
22,8 |
193,2 |
|
ЛГ-2 |
17,8 |
138,0 |
12,2 |
115,1 |
15,0 |
127,1 |
|
ЛГ-4 |
22,2 |
172,1 |
10,0 |
94,3 |
16,1 |
136,4 |
|
СП-03 |
9,4 |
72,8 |
3,9 |
36,8 |
6,7 |
56,8 |
|
СП-033 |
12,2 |
94,6 |
4,4 |
41,5 |
8,3 |
70,3 |
|
Спредор |
8,9 |
69,0 |
6,7 |
63,2 |
7,8 |
66,1 |
|
МН-1380 |
— |
— |
6,7 |
63,2 |
3,4 |
28,8 |
|
Алфапора |
3,9 |
30,2 |
3,9 |
36,8 |
3,9 |
33,0 |
|
Шортандинская 2 |
0,2 |
1,6 |
1,1 |
10,4 |
0,6 |
5,1 |
|
Лазурная |
2,8 |
21,7 |
3,3 |
31,1 |
3,0 |
25,4 |
|
Виола |
0,6 |
4,6 |
1,1 |
10,4 |
0,8 |
6,8 |
|
Райхан |
0,6 |
4,6 |
1,1 |
10,4 |
0,8 |
6,8 |
|
Павловская 7 |
3,3 |
25,6 |
8,1 |
76,4 |
5,7 |
48,3 |
|
НСР05 |
8,1 |
|
4,7 |
|
4,5 |
|
Однако более урожайные по семенной продуктивности сорта люцерны в наших почвенно-климатических условиях недостаточно зимостойки (Шортандинская 2, Райхан, Лазурная и др.). Особую селекционную значимость представляют популяции с высокой семенной продуктивностью: № 27, № 28, ЛГ-1, ЛГ-2, ЛГ-4. Особенно выделился образец ЛГ-1.
При искусственной гибридизации в условиях тепличного комплекса получены комбинации с довольно высоким плодообразованием (около 65–70 %), имеющие в среднем на один боб от 4 до 7 шт. семян. В условиях поля процент завязывания бобов и число семян в бобе значительно меньше и составляет соответственно 27–54 % и 1,5–2,5 шт. (из-за менее благоприятных погодных условий).
Таким образом, создание новых сортов люцерны с высокой урожайностью кормовой массы и стабильной по годам, мало зависящей от погодных условий, семенной продуктивностью будет способствовать продвижению люцерны для возделывания в северные районы Нечерноземной зоны Российской Федерации.
1. Малютов М. П. Селекция люцерны на семенную продуктивность в засушливом Заволжье : автореф. дис. … канд. с.-х. наук. - Саратов, 2005. - 16 с.
2. Щебарскова З. С., Пучков М. Ю., Самойлова Н .Н.Агротехнические приемы для повышения урожайности семян люцерны // Вестник Российской Академии сельскохозяйственных наук. - 2014. - № 5. - С. 36-37.
3. Агротехника возделывания сортов люцерны селекции ВНИИ кормов им. В. Р. Вильямса на семенные и кормовые цели (Рекомендации) / Ю. М. Писковацкий, В. М. Косолапов, В. Г. Михалев [и др.]. - М. : ФГУ РЦ СХК, 2008. - 39 с.
4. Писковацкий Ю. М., Соложенцева Л. Ф., Уткина В. И. Селекция люцерны для условий Нечерноземной зоны // Многофункциональное адаптивное кормопроизводство : сб. науч. тр., вып. 12 (60). - М. : ООО «Угрешская типография», 2016. - С. 23-29.
5. Писковацкий Ю. М. Основные направления и результаты селекции люцерны в условиях Центральных районов Нечерноземной зоны : дис. … докт. с.-х. наук в виде научного доклада. - М., 1994. - 85 с.
6. Салфетников А. А., Меремьянина И. А., Кенийз В. В. Эффективность опыления семенных посевов люцерны различными видами пчел // Труды Кубанского ГАУ. - 2012. - № 2 (35). - С. 308-309.
7. Епифанова И. В., Лапина М. Ш., Тимошкин О. А. Селекция люцерны на качество корма и семенную продуктивность // Экология, генетика, селекция на службе человечества : материалы междунар. конф. - Ульяновск. - 2011. - С. 142-144.
8. Парсаев Е. И. Филиппова Н. И. Возделывание люцерны на семена в условиях Северного Казахстана // Актуальные направления селекции и использование люцерны в кормопроизводстве : сб. науч. тр., вып. 4 (52). М. : Угрешская типография. - 2014. - С. 127-132.
