Люцерна изменчивая в агрофитоценозах Подмосковья

УДК 631/635 (092)

Люцерна изменчивая в агрофитоценозах Подмосковья

Ломов М. В.

Писковацкий Ю. М., доктор сельскохозяйственных наук

ФНЦ «ВИК им. В. Р. Вильямса»

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

E-mail: Lomoffmix@mail.ru

В производстве люцерна возделывается в основном в одновидовых посевах. Благодаря долголетию, способности к многоукосности, высокой кормовой продуктивности, непревзойдённому качеству корма люцерны предпочтение в настоящее время отдаётся созданию многовидовых агрофитоценозов. В условиях Нечернозёмной зоны Российской Федерации проведена научная работа и дана оценка по биологическим и хозяйственно ценным признакам новых перспективных образцов люцерны различного селекционного происхождения в агрофитоценозе со злаковыми травами. В качестве злаковых компонентов травосмеси использовали тимофеевку луговую (сорт ВИК 9) и овсяницу луговую (сорт ВИК 5). Научная работа выполнялась в 2014–2016 годах на Центральной экспериментальной базе (ЦЭБ) ФНЦ «ВИК им. В. Р. Вильямса» в Московской области (Нечернозёмная зона Российской Федерации). Производству необходимы сорта люцерны интенсивного типа использования, устойчивые в лугопастбищных агрофитоценозах при совместном посеве со злаковыми компонентами, выдерживающие частое скашивание, быстро отрастающие весной и после укосов, хорошо облиственные, с высокими кормовыми достоинствами. В статье представлены данные новых перспективных образцов люцерны по зимостойкости, облиственности растений, высоте травостоя, мощности развития, урожайности зелёной и сухой массы, конкурентной способности, а также другие показатели. Взятые на изучение новые образцы люцерны показали высокую зимостойкость (97,0–99,5%), хорошую облиственность (в первом укосе — 42,6–44,1%, во втором — 49,8–53,1% и в третьем — 56,6–59,4%). В среднем за период исследований получена высокая урожайность: 64,5–69,0 т/га зелёной и 15,3–16,3 т/га сухой массы. От общей урожайности зелёной массы на долю люцерны приходилось от 69,0–73,6% в первом до 72,6–82,8% в третьем укосе, что показывает высокую конкурентоспособность новых популяций люцерны.

Ключевые слова: селекция, сорт, люцерна, гибриды, зимостойкость, облиственность, урожайность зелёной и сухой массы.

Агрофитоценоз — это созданное для производства сельскохозяйственной продукции сообщество, компонентами которого являются высеянные культурные растения и их спутники, сегетальные виды (сорные растения, приспособленные к произрастанию в посевах сельскохозяйственных культур), связанные с почвенными банками семян и вегетативных зачатков. При этом в качестве агрофитоценоза рассматривается не конкретный посев, а вся ротация культур в севообороте в пределах одного участка (Лукашов, 2001). Кормовые растения и их системные образования — агробиоценозы — имеют фундаментальное значение в сельском хозяйстве как источник получения высокобелковых и энергонасыщенных кормов, постоянно действующий почвообразующий фактор и незаменимое биологическое средство предупреждения процессов деградации и опустынивания агроландшафтов. Кормовым травам нет альтернативы в качестве мощных, постоянно действующих кумулятивных, средообразующих и средовосстанавливающих факторов сохранения и повышения устойчивости агросферы и биосферы. Многовидовые фитоценозы повышают продуктивное долголетие травостоя, снижают амплитуду колебаний урожайности кормовой массы в неблагоприятные годы, обеспечивают получение качественного корма, способствуют повышению зимостойкости трав (Азоркин, 2001).

Потребность в азоте для лугов и пастбищ должна в большей мере удовлетворяться за счёт бобово-злаковых травостоев, для которых необходимо создавать специальные сорта бобовых культур, в том числе люцерны. Важнейшее звено адаптивного подхода к селекционной стратегии — разработка принципов и методов фитоценотической селекции люцерны. Люцерна — ценнейшая бобовая культура, имеющая кормовое, агротехническое, мелиоративное и фитосанитарное значение. Люцерна — культура универсальная, поэтому в кормопроизводстве она занимает ведущее место. Продуктивное долголетие люцерны при оптимальных условиях произрастания составляет 5–7 лет, а максимальная продуктивность достигается на третий-четвёртый год жизни травостоя. Благодаря долголетию, способности к многоукосности, высокой кормовой продуктивности, непревзойдённому качеству корма предпочтение при создании многовидовых агрофитоценозов отдаётся люцерне. В производстве люцерна возделывается чаще в одновидовых посевах, чем в травосмесях. Люцернозлаковые травосмеси (биоценозы), как правило, превосходят одновидовые посевы по общей урожайности, обеспечивают сравнительно равномерный выход корма по циклам и годам пользования, отличаются повышенным качеством корма, лучшей поедаемостью при пастбищном использовании, большей технологичностью при заготовке объёмистых кормов, повышенной зимостойкостью, устойчивостью к стрессовым факторам, болезням и вредителям, меньше засоряются разнотравьем. Кроме того, введение люцерны в многовидовые агрофитоценозы существенно снижает их потребность в азоте, повышает кормовую ценность, улучшает почвенное плодородие и обеспечивает устойчивую продуктивность и природосохранность. В связи с неодинаковой глубиной размещения корневых систем, смеси трав полнее используют влагу, питательные вещества. Несмотря на преимущество бобовых трав, обусловленное симбиозом с клубеньковыми бактериями, они в полевых условиях оказываются менее конкурентоспособными, чем злаковые травы, в использовании доступного калия и фосфора, воды и света. Травосмеси люцерны со злаковыми травами по урожайности и качеству корма отвечают требованиям высокопродуктивного животноводства (Писковацкий, 2011).

Программа научной работы предусматривает создание быстрорастущих, высокооблиственных, многоукосных сортов люцерны, которые выдерживали бы скашивание на ранних фазах вегетации, когда растения особенно богаты белком и имеют оптимальный состав аминокислот. Основная цель исследований — изучить и оценить селекционный материал люцерны для создания многоукосных сортов, обладающих высокой конкурентной способностью при использовании в агрофитоценозах на дерново-подзолистых почвах Нечернозёмной зоны России. Основное внимание при этом сосредоточено на признаках продуктивного долголетия (4–5 лет), быстроты отрастания, высокой урожайности кормовой массы и равномерности её распределения в течение вегетационного периода, устойчивости к болезням и вредителям, экстремальным факторам среды, высокой конкурентоспособности (фактор, определяющий процентное участие отдельных видов в фитоценозах).

При закладке опытов и проведении наблюдений и исследований использовали в основном следующие разработки: «Методические указания по селекции многоукосных сортов для условий Нечернозёмной зоны» (1984); «Методические рекомендации по созданию сортов люцерны пастбищного типа использования» (1984); «Методические указания по селекции многолетних трав» (1993); «Методические рекомендации по агротехнике возделывания люцерны на корм и семена» (2008).

Научная работа выполнялась на Центральной экспериментальной базе (ЦЭБ) ФНЦ «ВИК им. В. Р. Вильямса». Почвенно-климатические условия места проведения научных исследований типично характерны для условий лесной зоны России. Подготовка участка для закладки опытов включала: зяблевую вспашку, весеннее боронование, предпосевное прикатывание. Минеральные удобрения вносили с учётом обеспеченности почвы элементами минерального питания.

Исследования проводились в селекционном севообороте отдела селекции и первичного семеноводства люцерны. Почва опытных участков дерново-подзолистая, тяжелосуглинистая, бедна органическим веществом (гумуса — 1,48%). Глубина пахотного горизонта — 20–22 см. Содержание на 100 г почвы: Р — 14–18 мг, К — 0,5–0,8 мг, азота — 6–7 мг, рНсол — 5,2–5,6.

В 2014 году заложили новый контрольный питомник, в котором образцы люцерны СГП-200, С-297, С-271 и С-379 высевали в фитоценозе. В качестве злаковых компонентов травосмеси использовали тимофеевку луговую (сорт ВИК 9) и овсяницу луговую (сорт ВИК 5). Для изучения селекционного материала люцерны была составлена травосмесь: овсяница луговая (8–10 кг/га) + тимофеевка луговая (4–6 кг/га) + люцерна (12–16 кг/га).

В качестве стандарта использовали сорт люцерны Луговая 67 селекции ВНИИ кормов им. В. Р. Вильямса. Данный сорт обладает следующими достоинствами: высокой пластичностью, устойчивостью к режиму использования, высоким темпом отрастания после укосов, продуктивным долголетием в многовидовых агрофитоценозах, высокой конкурентной способностью и симбиотической азотфиксацией.

Было проведено по три укоса. Гибриды были в основном пёстрогибридного сортотипа, с прямо- и полупрямостоячей формой куста. Зимостойкость высокая — 97,0–99,5%, у стандартного сорта Луговая 67 — 98,4%. Популяции имели хорошую степень облиственности растений. В первый год по данному показателю выделились гибриды С-200, С-271 (52,3%) и С-297 (52,4%), во второй год — С-297 (49,6%) и С-200 (50,9%). У растений стандарта облиственность составила 50,6 и 48,5% соответственно. Если посмотреть по укосам, то видно, что все образцы по данному показателю были на уровне или выше стандарта. Так, облиственность растений составила в первом укосе от 42,6% (С-271) до 44,1% (С-297), во втором — от 49,8% (С-379) до 53,1% (С-271), в третьем укосе — от 56,6% (С-379) до 59,4% (С-200) и у сорта Луговая 67 — соответственно 43,4, 49,3 и 56,0%. По высоте травостоя новые гибриды люцерны незначительно отличались от растений стандартного сорта. Наиболее высокие растения отмечены в первом укосе — 82,0–82,5 см (люцерна) и 102,0–105,5 см (злаковые травы). По мощности развития люцерны образцы были на уровне стандартного сорта: от 4,2–4,3 балла в первом до 4,0–4,2 балла во втором укосе. Незначительное полегание растений отмечено лишь в первом укосе 2016 года — 0,9–1,2 балла, у стандарта — 1,1.

По продуктивности зелёной массы в среднем за 2 года все гибриды люцерны превосходили стандартный сорт Луговая 67, в частности С 297 — на 3,2% и С 271 — на 10,4%. Урожайность зелёной массы травосмеси составила 64,5–66,5 т/га, у стандарта — 62,5 т/га (табл. 1).

1. Урожайность зелёной массы травосмеси и люцерны в контрольном питомнике (за сезон)

Образец

2015 г.

2016 г.

В среднем за 2 года

травосмесь, т/га

люцерна, т/га

травосмесь, т/га

люцерна, т/га

травосмесь, т/га

% к стандарту

люцерна, т/га

% к стандарту

С-200

67

50

65

44

66,0

105,6

47,0

103,3

С-379

66

49

67

44

66,5

106,4

46,5

102,2

С-297

65

50

64

44

64,5

103,2

47,0

103,3

С-271

70

52

68

46

69,0

110,4

49,0

107,7

Луговая 67 (стандарт)

63

48

62

43

62,5

100

45,5

100

НСР05

1,0

0,9

0,6

0,4

    

В первом укосе выделился образец С-271. Он превосходил стандарт по урожайности зелёной массы в среднем на 15,5% (33,5 т/га), доля люцерны в травосмеси составила 23,5 т/га, что на 11,9% выше, чем у сорта Луговая 67. Во втором и третьем укосах у всех образцов отмечалось превышение по урожайности зелёной массы травосмеси и люцерны. Так, во втором укосе по данному показателю образцы превосходили стандартный сорт по травосмеси на 4,9% (С-297) и 12,2% (С-379); по люцерне — на 3,6 % (С-200, С-271) и 10,7% (С-379); в третьем укосе — соответственно на 3,9% (С-271) и 11,5% (С-39); 4,8% (С-200, С-271) и 9,5% (С-297).

В среднем за период изучения гибриды превосходили по зелёной массе люцерны стандартный сорт Луговая 67 на 2,2% (С-379) и 7,7% (С-271). За сезон наиболее высокий сбор зелёной массы отмечен у образца С-271 — 69 т/га, на долю люцерны приходилось 49 т/га зелёной массы, что на 7,7% выше по сравнению со стандартным сортом.

Аналогичные результаты получены и по урожайности сухой массы травосмеси и люцерны (табл. 2).

2. Урожайность сухой массы травосмеси и люцерны в контрольном питомнике (за сезон)

Образец

2015 г.

2016 г.

Среднее за 2 года

травосмесь, т/га

люцерна, т/га

травосмесь, т/га

люцерна, т/га

травосмесь, т/га

% к стандарту

люцерна, т/га

% к стандарту

С-200

15,2

11,4

15,4

10,5

15,3

107,0

10,9

102,8

С-379

14,7

11,0

16,2

10,6

15,4

107,7

10,8

101,9

С-297

15,1

11,6

15,7

10,7

15,4

107,7

11,1

104,7

С-271

15,1

11,2

17,4

11,8

16,3

114,0

11,5

108,5

Луговая 67 (стандарт)

14,2

10,9

14,5

10,2

14,3

100

10,6

100

НСР05

0,8

0,4

0,7

0,4

    

В среднем за сезон все образцы были выше по этому показателю стандартного сорта на 7–14% по травосмеси и на 1,9–8,5% — по люцерне. Но важно изучить не только общую урожайность травосмеси, но и процентное содержание люцерны в данной травосмеси, т.е. конкурентную способность. Все испытываемые гибриды отличались хорошей конкурентной способностью и превосходили стандартный сорт по содержанию люцерны в травосмеси. К концу второго года пользования её содержание составляло по гибридам от 72,8% (С-379) до 82,8% (С-271). В этом отношении особо следует отметить образец С-271: превышение составило 17,6–10,0% в первом укосе,12,5–5,9% — во втором и 7,4–9,1% — в третьем.

Образцы высевались в травосмеси и важно знать соотношение компонентов (люцерна и злаки) в течение вегетационного периода. Если посмотреть по процентному отношению злаки – люцерна, то видно, что основная масса урожайности приходится на долю бобового компонента (табл. 3).

3. Содержание люцерны и злаковых трав в травостое (по укосам, среднее за 2 года), %

Образец

1-й укос

2-й укос

3-й укос

люцерна

злаки

люцерна

злаки

люцерна

злаки

С-200

73,6

25,6

67,4

31,9

78,6

19,7

С-379

70,6

28,9

69,4

27,6

72,6

25,0

С-297

70,1

29,6

74,1

24,0

78,9

18,1

С-271

69,0

30,4

68,8

29,4

82,8

15,1

Луговая 67 (стандарт)

72,9

26,0

71,8

28,0

80,7

17,6

Так, в первом укосе доля люцерны составляла в среднем за годы наблюдений от 69,0% (С-271) до 73,6% (С-200), во втором укосе — от 68,8% (С-271) до 74,1% (С-297) и в третьем — от 72,6% (С-379) до 82,8% (С-271) от общей урожайности зелёной массы.

Если доля злаковых трав в первом укосе составляла в среднем 25,6–30,4% от урожая, то к третьему укосу она сокращалась до 15,1–25,0%. Такая тенденция наблюдалась ежегодно.

Таким образом, изучаемые в контрольном питомнике популяции люцерны С-200, С-379, С-297, С-271 в среднем за годы наблюдений при посеве в травосмесях со злаковыми травами по конкурентной способности были значительно выше стандартного сорта Луговая 67.

Важно получить не только высокий урожай корма, но и его равномерное распределение в течение вегетационного периода. Равномерное распределение по сбору сухой массы показали все образцы. Лучшим оказался образец С-271: в первом укосе был получен урожай сухой массы на 10,0%, во втором — на 5,9% и в третьем укосе — на 9,1% выше, чем у стандартного сорта люцерны.

Люцерна обладает наиболее высокими кормовыми качествами в молодом возрасте. По мере роста и развития растений содержание протеина, витаминов, зольных веществ снижается, а сырой клетчатки — увеличивается.

Так, в первом укосе в среднем содержание сырой клетчатки у гибридов составило 26,26-27,37%, сырого жира — 3,45-3,97%, во втором укосе — соответственно 22,32–24,91 и 4,17–4,45%, в контрольном варианте — 27,07 и 3,70%; 23,52 и 4,38% соответственно.

Следовательно, по содержанию питательных веществ особых различий между образцами и стандартом не отмечено. Различия по количеству питательных веществ наблюдались лишь в зависимости от укоса. Питательная ценность гибридов люцерны как по укосам, так и по годам исследований практически не отличалась от контрольного варианта (табл. 4).

4. Питательная ценность образцов люцерны при посеве в травосмеси

Показатель

С-200

С-379

С-297

С-271

Луговая 67 (стандарт)

Среднее по 1-му укосу

Сухое вещество, %

21,03

21,03

21,14

21,36

20,14

Сырой протеин, %

18,25

17,20

18,40

17,70

17,65

Обменная энергия, МДж

10,1

10,2

10,3

10,1

10,2

Корм. ед.

0,82

0,83

0,86

0,83

0,83

Среднее по 2-му укосу

Сухое вещество, %

22,44

22,74

22,16

21,93

22,81

Сырой протеин, %

15,7

16,95

15,90

15,10

16,2

Обменная энергия, МДж

10,8

10,6

10,4

10,5

10,6

Корм. ед.

0,93

0,91

0,87

0,89

0,91

В соответствии с зоотехническими нормами кормления сельскохозяйственных животных в сухом веществе должно содержаться 15% сырого протеина, 26–30% сырой клетчатки, 3% сырого жира, 7% сырой золы, 0,3% фосфора и от 1 до 3,5% калия, концентрация обменной энергии — не менее 9,4 МДж/кг. В 1 корм. ед. должно содержаться 100–110 г переваримого протеина (Дмитроченко, Пшеничный, 1961; Бондарев, 1996). Все изучаемые сортообразцы по количеству питательных веществ в зелёном корме соответствовали уровню требуемых норм кормления сельскохозяйственных животных.

Таким образом, новые гибриды люцерны, проходившие оценку в контрольном питомнике при посеве в травосмеси со злаковыми травами, обладали высокой зимостойкостью для данного региона возделывания, быстрым и дружным темпом отрастания весной и после укосов. Наблюдения за наступлением фенологических фаз развития люцерны не выявили существенных различий между изучаемыми образцами. В среднем за годы наблюдений перспективные популяции люцерны были значительно выше по облиственности, конкурентной способности, урожайности зелёной и сухой массы стандартного сорта Луговая 67, что указывает на перспективность использования фитоценотической селекции люцерны.

Литература

  1. Азоркин Ф. В. Укрепление кормовой базы животноводства на основе возделывания бобовых и бобово-злаковых травостоев / Ф. В. Азоркин // Кормопроизводство. — 2001. — № 4. — С.13–15.

2. Бондарев В. А. Приёмы повышения качества кормов / В. А. Бондарев // Кормопроизводство. — 1996. — № 1. — С.33–36.

3. Дмитроченко А. П. Кормление сельскохозяйственных животных / А. П. Дмитроченко, П. Д. Пшеничный. — М.–Л.: Сельхозиздат, 1961. — 528 с.

4. Лукашов Н. В. Роль многолетних бобовых трав в системе кормопроизводства / Н. В. Лукашов // Кормопроизводство. — 2001. — № 6. — С.18–22.

5. Методические указания по селекции многоукосных сортов для условий Нечернозёмной зоны. — М., 1984.

6. Методические рекомендации по созданию сортов люцерны пастбищного типа использования. — М., 1984.

7. Методические указания по селекции многолетних трав. — М., 1993.

8. Методические рекомендации по агротехнике возделывания люцерны на корм и семена. — М., 2008.

9. Методика оценки потоков энергии в луговых агроэкосистемах. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Угрешская типография, 2015. — 32 с.

10. Писковацкий Ю. М. Фитоценотическая селекция — важный аспект в селекционной стратегии люцерны / Ю. М. Писковацкий // Многофункциональное адаптивное кормопроизводство: сборник трудов, 2011. — С.180–186.

Bastard alfalfa as a component of plant ecosystems of the Moscow region

Lomov M. V.

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: Lomoffmix@mail.ru

Alfalfa grows mainly as monoculture on farms. But nowadays alfalfa mixtures with other crops are of great importance due to its longevity, fast regrowth, high productivity, and forage quality. The experiment was conducted at the Central Experimental Base of the Federal Williams Research Center of Fodder Production and Agroecology in the Non-Chernozem region in 2014–2016. Its aim was to test biology and economical value of various alfalfa genotypes in combination with gramineous. Alfalfa grew in mixtures with common timothy (“VIK 9”) and meadow fescue (“VIK 5”). Intensive farming requires alfalfa varieties that have good stress-resistance and performance. This article reports on new promising alfalfa genotypes and their winter resistance, leaf coverage, height, shoot and root development, productivity of green and dry mass, competitiveness etc. New alfalfa genotypes showed high winter hardiness (97.0–99.5%), good leaf coverage (in the first cut — 42.6–44.1%, in the second one — 49.8–53.1% and in the third one — 56.6–59.4%). Crop provided 64.5–69.0 t ha-1 of green mass and 15.3–16.3 t ha-1 of dry mass. Yield of alfalfa green mass amounted to 69.0–73.6 and 72.6–82.8% of total mixture productivity in the first and third cuts, respectively, suggesting high competitiveness of new alfalfa populations.

Keywords: breeding, variety, alfalfa, hybrid, winter hardiness, leaf coverage, green, dry mass yield.

References

1. Azorkin F. V. Ukreplenie kormovoy bazy zhivotnovodstva na osnove vozdelyvaniya bobovykh i bobovo-zlakovykh travostoev / F. V. Azorkin // Kormoproizvodstvo. — 2001. — No. 4. — P.13–15.

2. Bondarev V. A. Priemy povysheniya kachestva kormov / V. A. Bondarev // Kormoproizvodstvo. — 1996. — No. 1. — P.33–36.

3. Dmitrochenko A. P. Kormlenie selskokhozyaystvennykh zhivotnykh / A. P. Dmitrochenko, P. D. Pshenichnyy. — Moscow–Leningrad: Selkhozizdat, 1961. — 528 p.

4. Lukashov N. V. Rol mnogoletnikh bobovykh trav v sisteme kormoproizvodstva / N. V. Lukashov // Kormoproizvodstvo. — 2001. — No. 6. — P.18–22.

5. Metodicheskie ukazaniya po selektsii mnogoukosnykh sortov dlya usloviy Nechernozemnoy zony. — Moscow, 1984.

6. Metodicheskie rekomendatsii po sozdaniyu sortov lyutserny pastbishchnogo tipa ispolzovaniya. — Moscow, 1984.

7. Metodicheskie ukazaniya po selektsii mnogoletnikh trav. — Moscow, 1993.

8. Metodicheskie rekomendatsii po agrotekhnike vozdelyvaniya lyutserny na korm i semena. — Moscow, 2008.

9. Metodika otsenki potokov energii v lugovykh agroekosistemakh. — 3rd Ed., pererab. i dop. — Moscow: Ugreshskaya tipografiya, 2015. — 32 p.

10. Piskovatskiy Yu. M. Fitotsenoticheskaya selektsiya — vazhnyy aspekt v selektsionnoy strategii lyutserny / Yu. M. Piskovatskiy // Mnogofunktsionalnoe adaptivnoe kormoproizvodstvo: sbornik trudov, 2011. — P.180–186.

Обсуждение закрыто.