Сравнительная характеристика образцов люцерны в питомнике конкурсного сортоиспытания

УДК 633.31:631.52

Сравнительная характеристика образцов люцерны в питомнике конкурсного сортоиспытания

Соложенцева Л. Ф., кандидат сельскохозяйственных наук

Писковацкий Ю. М., доктор сельскохозяйственных наук

Федеральный научный центр кормопроизводства и агроэкологии им. В. Р. Вильямса

141055, Россия, Московская обл., г. Лобня, Научный городок, корп. 1

E-mail: vniikormov@mail.ru

Люцерна имеет большое значение в системе устойчивого сельского хозяйства, обеспечивая получение высокопитательных кормов (сена, силоса, сенажа, зелёного корма). Высокая отавность люцерны позволяет даже в Нечерноземье ежегодно получать по три укоса зелёной массы с содержанием в сухом веществе 14–24% сырого протеина. При возделывании этой многолетней культуры не требуется внесения азотных удобрений, поскольку она сама пополняет почву азотом. Люцерна обладает устойчивостью к засухе, благодаря мощной корневой системе и высокой густоте стояния травостоев она хорошо защищает почву от эрозии. В условиях увеличения засушливости климата возникает необходимость расширения её посевов в северных регионах страны. В настоящее время необходимо создание сортов люцерны с хорошей адаптацией к современным экологическим условиям, а также улучшение развития семеноводства этой культуры. Часто растения люцерны в высокой степени подвержены поражению болезнями и вредителями. Поэтому для специалистов ВНИИ кормов по селекции люцерны важным является создание перспективного исходного материала, а на заключительном этапе — новых сортов многоукосного, сенокосного и пастбищного типов использования с высокой кормовой и семенной продуктивностью, устойчивостью к основным болезням и неблагоприятным факторам среды в условиях Нечернозёмной зоны. В статье приведены результаты оценки образцов люцерны изменчивой в 2014–2018 годах в питомнике конкурсного сортоиспытания по показателям зимостойкости, продуктивности кормовой массы, питательной ценности, устойчивости к основным болезням и др. Наиболее перспективными можно считать образцы СГП 12, СГП 387, превышающие стандарт (сорт Луговая 67) по продуктивности зелёной массы соответственно на 8,3 и 12,0%, продуктивности сухой массы — на 14,2 и 12,4%, высоте — на 3,5–11,6%, устойчивости к болезням (развитие бурой пятнистости, увядания и корневой гнили в среднем на 10,0–30,0% менее стандарта). Даны рекомендации для селекционной практики.

Ключевые слова: люцерна, селекция, гибрид, сорт, урожайность, устойчивость, фузариоз, бурая пятнистость.

Люцерна считается одной из наиболее ценных кормовых культур, способной решить проблему дефицита белка во многих регионах Российской Федерации. Люцерна — довольно теплолюбивое растение. В связи с потеплением климата в настоящее время она может возделываться и в северных районах страны (Писковацкий, Косолапов и др., 2008; Писковацкий, Ненароков, Степанова и др., 2002; Писковацкий и др., 2015).

Для эффективного люцерносеяния в стране в настоящее время требуется не менее 16 тыс. т семян культуры, в том числе около 15 тыс. т — с целью создания посевов кормового назначения, а в перспективе для отрасли кормопроизводства — не менее 27 тыс. т. Однако производство семян люцерны за последние десятилетия резко снизилось (в 3,5 раза) и составляет около 8 тыс. т. В разных регионах страны ежегодно производится всего от 11 до 55% объёма семян люцерны от потребности. Это связано с тем, что довольно часто отсутствуют благоприятные природно-климатические условия для роста, развития и семеноводства, особенно в отношении сортов «южной» селекции. Анализ производства семян этой культуры показал, что в областях Центрального региона урожайность семян составляет лишь 40–65 кг/га. Основными причинами этого являются слабая адаптация используемых в производстве сортов к сложившимся в настоящее время экологическим условиям, высокая степень развития болезней и повреждения вредителями и другие (Золотарев, Переправо, 2015; 2016; Золотарев, Переправо, Степанова, 2016). С изменением климата может усиливаться значимость новых возбудителей болезней. Особенно сложным этот процесс может быть у болезней, имеющих в качестве возбудителей множество видов, а иногда и родов патогенов (в частности, фузариоз люцерны и корневая гниль) (Пуца и др.,1999; Соложенцева и др., 2010; 2015; Соложенцева, 2014). Возбудителями фузариоза могут быть более 10 видов грибов рода Fusarium sp., а корневой гнили — многие виды грибов (в том числе из рода фузариев) и бактерии.

Исследования проводили на опытном поле ВНИИ кормов в селекционном севообороте, почвы которого представлены дерново-среднеподзолистыми тяжёлыми суглинками. В качестве стандарта использовали сорт люцерны изменчивой Луговая 67. Посев летний, беспокровный. Площадь делянки — 10 м², опыт заложен в четырёх повторениях.

Методика исследований. Исследования специалистов ВНИИ кормов по селекции люцерны связаны с разработкой направлений и методов селекции новых сортов многоукосного, сенокосного и пастбищного типов использования с высокой кормовой и семенной продуктивностью, устойчивостью к основным болезням и неблагоприятным факторам среды в условиях Нечернозёмной зоны.

В селекционной работе с люцерной используется генетически разнообразный селекционный материал, полученный с помощью межсортовой и межвидовой гибридизации, поликросса, отбора и других методов селекции. В селекционный процесс включаются биотипы, гибриды, дикорастущие популяции, обладающие хорошей приспособленностью к почвенно-климатическим условиям зоны, устойчивостью к частому отчуждению, основным болезням, высокой конкурентной способностью, ранним и дружным отрастанием, кормовым и семенным долголетием. У формируемых популяций проводится тщательный отбор генотипов на раннеспелость, учитывая при этом мощность развития люцерны, фертильность пыльцы, дружность цветения (Методические указания по селекции многолетних трав, 1985; 1993; Писковацкий и др., 2010; 2015).

Цель исследований — выявление и создание материала с высокой продуктивностью, зимостойкостью, устойчивостью к болезням и пр. для дальнейшей селекции.

Результаты исследований. В конкурсном сортоиспытании посева 2014 года в течение 4 лет (2015–2018 годы) проведена оценка по основным хозяйственно-биологическим признакам перспективных образцов люцерны изменчивой.

Погодные условия 2015, 2016, 2018 годов были более благоприятны для роста и развития растений многолетних трав, в том числе и люцерны.

В 2017 году наступление периода вегетации задержалось приблизительно на месяц, поэтому не было третьего укоса. Весна, лето и осень были довольно прохладными. Осадков в целом за год и по сезонам выпало меньше нормы. На протяжении всего вегетационного сезона было мало солнечных дней, что сказалось на фотосинтезе растений, приросте и качестве зелёной массы.

В 2018 году было продолжено изучение хозяйственно ценных признаков образцов люцерны изменчивой. В качестве стандарта использовался сорт Луговая 67, который является одним из лучших для выращивания в травосмесях.

Наиболее важным в селекционной работе является формирование исходного материала на основе выявления и вовлечения в селекционный процесс перспективного материала с хорошей приспособленностью к почвенно-климатическим условиям зоны, высокой продуктивностью, устойчивостью к скашиванию, основным болезням, а также продуктивным долголетием.

Образцы, взятые для исследования в питомнике конкурсного сортоиспытания, получены в результате многолетней селекции.

Зимостойкость растений этого питомника была высокой. В 2018 году в связи с засушливой погодой полегания травостоя не отмечалось. В предшествующие годы самый низкий показатель полегания (1,6 балла) имел образец СГП 387, у других образцов показатель колебался от 1,9 (у СГП 76) до 2,4 балла (у СГП 12 и стандарта Луговая 67). Мощность травостоя люцерны в среднем за 4 года по трём укосам составила 4,1–4,6 балла. Высота травостоя в первом укосе колебалась от 73,6 см (у стандарта) до 77,8 см (у СГП 387), во втором — от 65,2 см (у СГП 76) до 72,7 (у СГП 12) и в третьем — от 47,6 см (у СГП 76) до 57,4 см (у СГП 387). Наибольшее превышение по высоте над стандартом отмечено у образцов СГП 387 и СГП 12 — на 3,5–11,2% (табл. 1).

1. Характеристика образцов в конкурсном испытании по ряду показателей (посев 2014 г.)

Облиственность образцов перед первым укосом была в пределах 42,7–46,1%, перед вторым — 44,5–50,2% и перед третьим — 51,6–60,2%. Наиболее высокой облиственностью в сравнении со стандартом отличался образец СГП 79 — на 2,7–4,4% больше.

По урожайности все изучаемые популяции превзошли контрольный вариант. В среднем за 4 года исследований наибольшее превышение по продуктивности над стандартом имели образцы СГП 387 и СГП 12. По зелёной массе оно составило соответственно 8,1 и 12,0%, по сухой массе — 11,0 и 13,8% (табл. 2).

2. Облиственность растений, урожайность зелёной и сухой массы люцерны в КСИ (посев 2014 г., среднее за 2015–2018 гг.)

Следует отметить, что 2016 год был наиболее благоприятным для роста и развития растений. Поэтому урожайность в этом году была наиболее высокой: образцы СГП 387 и СГП 12 имели продуктивность зелёной массы соответственно 73,7 и 75,8 т/га (на 18,3 и 21,5% больше, чем у стандарта); по урожайности сухой массы образцы СГП 387, СГП 12 и СГП 79 превзошли стандарт на 16,8–29,4% (табл. 3).

3. Урожайность зелёной и сухой массы в питомнике конкурсного сортоиспытания (2016 г., посев 2014 г.)

На концентрацию питательных веществ в объёмистых кормах первостепенное влияние оказывают фазы вегетации растений, в которые они скашиваются. При использовании на зелёный корм люцерну скашивают с фазы бутонизации до фазы начала цветения.

Изучение периода наступления фенологических фаз развития у растений люцерны в конкурсном испытании посева 2014 года показало, что образец СГП 387 более раннеспелый, поскольку основные фазы развития у него наступали в среднем на 3–4 дня раньше.

По данным 2016 года, в зависимости от укоса отмечены небольшие различия по содержанию некоторых питательных веществ: содержание калия в кормовой массе некоторых образцов (СГП 12, СГП 387, СГП 79) со второго укоса было несколько выше; в первом укосе отмечено значительное содержание сырой клетчатки и сухого вещества.

Во втором укосе в 2016 году (конкурсное сортоиспытание) стандарт имел содержание протеина на 2,49–3,86% больше в сравнении с изучаемыми образцами (табл. 4).

4. Питательная ценность люцерны в конкурсном испытании, % (посев 2014 г., учёт 2016 г.)

В среднем за 4 года (2015–2018 годы) достоверные различия по содержанию в кормовой массе сырого протеина, фосфора, калия между изучаемыми образцами встречались довольно редко. Но вследствие того, что продуктивность перспективных образцов значительно превосходила стандарт (табл. 2, 3), сбор протеина и другие показатели также были выше стандарта.

В Нечернозёмной зоне России в настоящее время на люцерне наиболее распространены и вредоносны такие болезни, как фузариоз и бурая пятнистость. Фузариоз может вызывать гибель всходов, увядание растений, поражение корневой системы, из-за этого может снижаться долголетие культуры, продуктивность и др. Бурая пятнистость проявляется в виде поражения надземной массы пятнистостью, массового опадения листьев, что способствует снижению качества корма.

Наибольшая разница в поражении болезнями отмечается в период эпифитотии. Наиболее интенсивное развитие бурой пятнистости наблюдалось в сентябре 2015 года и июле 2016 года. Поражённость у стандарта достигала 60,0–68,0%. В 2015–2017 годах развитие бурой пятнистости у изучаемых образцов было меньше, чем у стандарта, в среднем на 10,0–30,0% (табл. 5).

5. Устойчивость образцов люцерны к бурой пятнистости в конкурсном испытании (посев 2014 г., учёт 2015–2016 гг.)

Развитие увядания и корневой гнили также было значительно (на 10–30%) меньше, чем у стандарта.

В 2018 году развитие болезней надземной массы у люцерны было слабым, поскольку для этого не хватало влаги.

Заключение. В питомнике конкурсного сортоиспытания в сложившихся экологических условиях 2014–2018 годов наиболее перспективными для дальнейшей селекции можно считать образцы СГП 12, СГП 387, превышающие стандарт (сорт Луговая 67) по продуктивности зелёной массы соответственно на 8,3 и 12,0%, сухой массы — на 14,2 и 12,4%, высоте травостоя — на 3,5–11,6%, устойчивости к болезням (развитие бурой пятнистости, увядания и корневой гнили в среднем на 10,0–30,0% менее стандарта).

Литература

1. Золотарев В. Н. Адаптивно-экологическое районирование товарного семеноводства клевера лугового и люцерны / В. Н. Золотарев, Н. И. Переправо // Инновационные технологии в адаптивно-ландшафтном земледелии: коллективная монография. — Иваново: ПрессСто, 2015. — С.380–385.

2. Золотарев В. Н. Состояние травосеяния и перспективы развития семеноводства многолетних трав в России и Нижневолжском регионе / В. Н. Золотарев, Н. И. Переправо / Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса. Наука и высшее профессиональное образование. — 2016. — № 1 (41). — С.93–101.

3. Золотарев В. Н. Биологические основы агроэкологического семеноводства люцерны в России / В. Н. Золотарев, Н. И. Переправо, Г. В. Степанова / Вестник российской сельскохозяйственной науки. — 2016. — № 4. — С.44–47.

4. Методические указания по селекции многолетних трав / ВНИИ кормов им. В. Р. Вильямса. — М., 1985. — 190 с.

5. Методические указания по селекции многолетних трав / ВНИИ кормов им. В. Р. Вильямса. — М., 1993. — 112 с.

6. Основные виды и сорта кормовых культур: итоги научной деятельности Центрального селекционного центра / ВНИИ кормов им. В. Р. Вильямса. — М.: Наука, 2015. — 545 с.

7. Агротехника возделывания сортов люцерны селекции ВНИИ кормов им. В. Р. Вильямса на семенные и кормовые цели: рекомендации / Ю. М. Писковацкий, В. М. Косолапов, В. Е. Михалёв и др. — М., 2008. — 39 с.

8. Создание перспективного материала люцерны с высокой семенной продуктивностью / Ю. М. Писковацкий, М. Г. Ломова, Л. Ф. Соложенцева, М. В. Ломов, А. В. Пьянков, В. Е. Михалёв, Н. В. Сапрыкина // Научное обеспечение кормопроизводства и его роль в сельском хозяйстве, экономике, экологии и рациональном природопользовании России: материалы Международной научно-практической конференции, посвящённой памяти академика А. А. Жученко. — М., 2010. — С.97–101.

9. Фитоценотическая селекция люцерны / Ю. М. Писковацкий, Ю. М. Ненароков, Л. Ф. Соложенцева и др. // В сборнике: Кормопроизводство: проблемы и пути решения. — М.: ГНУ «ВНИИ кормов им. В. Р. Вильямса» Россельхозакадемии, Росинформагротех, 2007. — С.284–290.

10. Селекция люцерны для многовидовых агрофитоценозов / Ю. М. Писковацкий, М. Г. Ломова, Л. Ф. Соложенцева, М. В. Ломов // Многофункциональное адаптивное кормопроизводство. Вып. 5 (53). — М.: Угрешская типография, 2015. — С.159–168.

11. Новые направления в селекции люцерны и создание экологически дифференцированных, различающихся по типу использования сортов / Ю. М. Писковацкий, Ю. М. Ненароков, Г. В. Степанова, Л. Ф. Соложенцева, М. А. Бегунова / В сборнике: Адаптивное кормопроизводство: проблемы и решения. — М., 2002. — С.294–308.

12. Соложенцев П. Д. Создание методом гаметной селекции исходного селекционного материала люцерны с повышенной устойчивостью к фузариозу / П. Д. Соложенцев, Л. Ф. Соложенцева, М. Н. Агафодорова // В сборнике: Нетрадиционое растениеводство. Селекция и генетика. Эниология. Экология и здоровье: материалы ХIХ международного научного симпозиума. — 2010. — С.381–386.

13. Соложенцева Л. Ф. Селекция люцерны на устойчивость к фузариозу и бурой пятнистости / Л. Ф. Соложенцева // Актуальные направления селекции и использование люцерны в кормопроизводстве: сборник научных трудов ВНИИ кормов им В. Р. Вильямса. — М.: Издательство РАСХН, 2014. — С.137–141.

14. Методические указания по изучению устойчивости кормовых культур к основным болезням на полевых искусственных инфекционных фонах / Н. М. Пуца, Н. В. Разгуляева, Н. Ю. Костенко, Л. Ф. Соложенцева. — М., 1999. — 40 с.

Competitive trial of alfalfa genotypes

Solozhentseva L. F., PhD Agr. Sc.

Piskovatskiy Yu. M., Dr. Agr. Sc.

Federal Williams Research Center of Fodder Production and Agroecology

141055, Russia, the Moscow region, Lobnya, Science Town, 1

E-mail: vniikormov@mail.ru

Being a valuable crop for sustainable agriculture alfalfa is cultivated to produce highly nutritious feeds (hay, silage, haylage, green fodder). Regrowing fast it provides three cuts of green mass with 14–24% of crude protein even in the Non-Chernozem region. The crop requires no nitrogen application since it obtains its own nitrogen from soil. Alfalfa shows resistance to drought and prevents erosion due to heavy root system and high plant density. It is necessary to breed novel alfalfa varieties adapted to current weather conditions as well as to increase its seed production. Diseases and pests often affect alfalfa significantly. Therefore, it is important to develop new promising parent lines and high-productive resistant varieties for multiple cutting, hay, and green fodder production in the Non-Chernozem region. This paper reports on winter hardiness, forage mass yield, nutritional value, and resistance of bastard alfalfa genotypes in 2014–2018. SGP 12 and SGP 387 lines performed the best and exceeded the standard variety (“Lugovaya 67”) in green mass by 8.3 and 12.0%, dry mass — by 14.2 and 12.4%, height — by 3.5–11.6%, respectively. They showed higher tolerance to brown spot, wilt, and root rot by 10.0–30.0%. Additionally, the paper contains breeding recommendations.

Keywords: alfalfa, breeding, hybrid, variety, productivity, resistance, fusarium wilt, brown spot.

References

1. Zolotarev V. N. Adaptivno-ekologicheskoe rayonirovanie tovarnogo semenovodstva klevera lugovogo i lyutserny / V. N. Zolotarev, N. I. Perepravo // Innovatsionnye tekhnologii v adaptivno-landshaftnom zemledelii: kollektivnaya monografiya. — Ivanovo: PressSto, 2015. — P.380–385.

2. Zolotarev V. N. Sostoyanie travoseyaniya i perspektivy razvitiya semenovodstva mnogoletnikh trav v Rossii i Nizhnevolzhskom regione / V. N. Zolotarev, N. I. Perepravo / Izvestiya Nizhnevolzhskogo agrouniversitetskogo kompleksa. Nauka i vysshee professionalnoe obrazovanie. — 2016. — No. 1 (41). — P.93–101.

3. Zolotarev V. N. Biologicheskie osnovy agroekologicheskogo semenovodstva lyutserny v Rossii / V. N. Zolotarev, N. I. Perepravo, G. V. Stepanova / Vestnik rossiyskoy selskokhozyaystvennoy nauki. — 2016. — No. 4. — P.44–47.

4. Metodicheskie ukazaniya po selektsii mnogoletnikh trav / VNII kormov im. V. R. Wilyamsa. — Moscow, 1985. — 190 p.

5. Metodicheskie ukazaniya po selektsii mnogoletnikh trav / VNII kormov im. V. R. Wilyamsa. — Moscow, 1993. — 112 p.

6. Osnovnye vidy i sorta kormovykh kultur: itogi nauchnoy deyatelnosti Tsentralnogo selektsionnogo tsentra / VNII kormov im. V. R. Wilyamsa. — Moscow: Nauka, 2015. — 545 p.

7. Agrotekhnika vozdelyvaniya sortov lyutserny selektsii VNII kormov im. V. R. Wilyamsa na semennye i kormovye tseli: rekomendatsii / Yu. M. Piskovatskiy, V. M. Kosolapov, V. E. Mikhalev et al. — Moscow, 2008. — 39 p.

8. Sozdanie perspektivnogo materiala lyutserny s vysokoy semennoy produktivnostyu / Yu. M. Piskovatskiy, M. G. Lomova, L. F. Solozhentseva, M. V. Lomov, A. V. Pyankov, V. E. Mikhalev, N. V. Saprykina // Nauchnoe obespechenie kormoproizvodstva i ego rol v selskom khozyaystve, ekonomike, ekologii i ratsionalnom prirodopolzovanii Rossii: materialy Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii, posvyashchennoy pamyati akademika A. A. Zhuchenko. — Moscow, 2010. — P.97–101.

9. Fitotsenoticheskaya selektsiya lyutserny / Yu. M. Piskovatskiy, Yu. M. Nenarokov, L. F. Solozhentseva et al. // V sbornike: Kormoproizvodstvo: problemy i puti resheniya. — Moscow: GNU “VNII kormov im. V. R. Wilyamsa Rosselkhozakademii, Rosinformagrotekh, 2007. — P.284–290.

10. Selektsiya lyutserny dlya mnogovidovykh agrofitotsenozov / Yu. M. Piskovatskiy, M. G. Lomova, L. F. Solozhentseva, M. V. Lomov // Mnogofunktsionalnoe adaptivnoe kormoproizvodstvo. Iss. 5 (53). — Moscow: Ugreshskaya tipografiya, 2015. — P.159–168.

11. Novye napravleniya v selektsii lyutserny i sozdanie ekologicheski differentsirovannykh, razlichayushchikhsya po tipu ispolzovaniya sortov / Yu. M. Piskovatskiy, Yu. M. Nenarokov, G. V. Stepanova, L. F. Solozhentseva, M. A. Begunova / V sbornike: Adaptivnoe kormoproizvodstvo: problemy i resheniya. — Moscow, 2002. — P.294–308.

12. Solozhentsev P. D. Sozdanie metodom gametnoy selektsii iskhodnogo selektsionnogo materiala lyutserny s povyshennoy ustoychivostyu k fuzariozu / P. D. Solozhentsev, L. F. Solozhentseva, M. N. Agafodorova // V sbornike: Netraditsionoe rastenievodstvo. Selektsiya i genetika. Eniologiya. Ekologiya i zdorove: materialy KhIKh mezhdunarodnogo nauchnogo simpoziuma. — 2010. — P.381–386.

13. Solozhentseva L. F. Selektsiya lyutserny na ustoychivost k fuzariozu i buroy pyatnistosti / L. F. Solozhentseva // Aktualnye napravleniya selektsii i ispolzovanie lyutserny v kormoproizvodstve: sbornik nauchnykh trudov VNII kormov im V. R. Wilyamsa. — Moscow: Izdatelstvo RASKhN, 2014. — P.137–141.

14. Metodicheskie ukazaniya po izucheniyu ustoychivosti kormovykh kultur k osnovnym boleznyam na polevykh iskusstvennykh infektsionnykh fonakh / N. M. Putsa, N. V. Razgulyaeva, N. Yu. Kostenko, L. F. Solozhentseva. — Moscow, 1999. — 40 p.