Обоснование параметров модели сортов люцерны для условий Северного Зауралья

УДК 633.31

ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ МОДЕЛИ СОРТОВ ЛЮЦЕРНЫ ДЛЯ УСЛОВИЙ СЕВЕРНОГО ЗАУРАЛЬЯ

Н. Н. дюкоба,

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент,

ю. п. логинов,

доктор сельскохозяйственных наук, профессор,

Н. б. ШАДРИНА,

кандидат биологических наук, Государственный аграрный университет Северного Зауралья

Ключевые слова: селекция, сорт, популяция, люцерна, урожайность зеленой массы, семенная продуктивность. Аннотация. Анализируя результаты селекции люцерны в Западной и Восточной Сибири, обобщая изучение биологических свойств и хозяйственных признаков у исходного и селекционного материала, их изменчивости и взаимосвязи у разных сортов нами разработана модель сортов для условий Северного Зауралья. В основу модели положено растение люцерны изменчивой (Medicago varia L.), так как это многолетнее травянистое прямостоячее ветвистое растение ярового типа. Важно чтобы люцерна формировала мощный куст с большим количеством стеблей. Предпочтение планируется отдавать сортам, у которых стебли прямостоячие или наклонные, высотой 80-105 см, ветвистые, с множеством веток первого и второго порядка. При этом, число генеративных побегов должно составлять 140-150 шт./ м2, а число соцветий на генеративный побег — 14-15 шт. В Северном Зауралье лимитирующим фактором формирования продуктивности люцерны является продолжительность безморозного периода. Приближению к новой модели будет способствовать создание сортов с продолжительностью периода от весеннего отрастания до начала цветения (укосная спелость) — 55-60 суток, второй укос — через 45-50 суток. Вегетационный период у люцерны (от начала отрастания до полного созревания семян) должен составлять 129-132 суток. В настоящее время одним из перспективных направлений считается создание сортов люцерны с признаками самофертильности и автотриппинга, способных формировать высокие и стабильные урожаи семян. Поэтому в Северном Зауралье мы планируем ориентироваться на уровень самофертильности 30-45 %. Очевидна необходимость повышения вегетативной продуктивности люцерны. Возделываемый в Тюменской области сорт Омская 7 формирует за два укоса урожайность зеленой массы 12,9 т/га, а сорт Быстрая — 19,6-25,0 т/га, что свидетельствует о резервах селекционной работы.

SUBSTANTIATION OF ALFALFA VARIETY MODEL PARAMETERS FOR THE NORTH TRANS-URALS’ CONDITIONS

N. N. DYUKOVA,

candidate of agricultural sciences, associate professor,

YU. P. LOGINOV,

doctor of agricultural sciences, professor,

N. V. SHADRINA,

candidate of biological sciences, State agrarian university of North Urals

Keywords: selection, variety, population, alfalfa, herbage crop yield, seed yield.

Abstract. We have developed a model of varieties for the North Trans-Urals’ conditions having analyzed the results of alfalfa selection in the West and East Siberia and considered the studies of biological properties and economic character of initial and selection materials, their variability and interrelationship of different breeds. The model is based on alfalfa volatile (Medicago varia L.), as it is a perennial herbaceous upright branchy spring crop. It is important that alfalfa forms a strong bush with lots of stems. We will give preference to varieties with upright or inclined stems, 80-105 cm high, branchy, with many first and second branches. At the same time, the number of generative shoots should be 140-150 pcs./m2, and the number of flower clusters per generative shoot is 14-15. The factor limiting the medic crop yield in the North Trans-Urals is its frost-free period. Approximation to the new model will facilitate the development of varieties with a period from spring aftergrowing to flowering (mowing ripeness) — 55-60 days, the second mowing is in 45-50 days. The alfalfa vegetation period (from aftergrowth to seed complete ripeness) is 129-132 days. Now it is the development of alfalfa varieties with self-fertility and auto tripping that are capable for high and stable seed yields is one of the promising areas. Thus, we focus on the level of self-fertility equal to 30-45 % in the North Trans-Urals. It is necessary to enhance vegetative productivity of medic. The variety Omskaya 7 cultivated in the Tyumen region generate herbage crop yield of 12.9 t/ha for two mowings, and the variety Bystraya gives 19.6-25.0 t/ha, it indicates that there are reserves for breeding.

Положительная рецензия представлена А. К. Хуснидиновым, доктором сельскохозяйственных наук, профессором Иркутской государственной сельскохозяйственной академии.

Н. И. Вавилов (1957) писал, что селекция растений является наукой о создании новых сортов сельскохозяйственных культур. В ее задачу входит сбор, создание и изучение исходного материала, оценка полученных новых форм и образцов, испытание, районирование и внедрение в производство выведенных сортов.

Главная цель селекционной работы заключается в создании новых сортов, способных давать более высокие урожаи, увеличивать валовые сборы продуктов растениеводства и улучшать их качество. Вся деятельность селекционных учреждений и селекционеров направлена на выполнение тех неотложных задач, которые стоят перед сельскохозяйственным производством по созданию достаточного количества продуктов питания для населения и сырья для промышленности [5].

По мнению В. В. Пыльнева (2005), создаваемые сорта предназначены для получения высоких стабильных урожаев определенного вида продукции нужного качества. Растения, составляющие сорт, характеризуются общностью происхождения, имеют схожую генетическую основу и размножены из одного или из нескольких исходных индивидуумов. Степень сходства растений, составляющих сорт, определяется как исходным селекционным материалом (гибриды, мутанты, гибридо-мутанты, полиплоиды и др.), так и методами используемого отбора (индивидуальный, массовый, клоновый и др.). Сорт создается для определенных почвенно-климатических зон, где для него имеется возможность наиболее полной реализации потенциальной возможности генотипа.

Н. И. Вавилов (1957) отмечал, что сорта сельскохозяйственных культур по своему происхождению подразделяются на местные (созданные в результате действия естественного и искусственного отборов в определенной местности) и селекционные (созданные на основе научных методов селекции).

Известно, что в зависимости от способов выведения получают сорта-популяции, создаваемые путем массового отбора перекрестноопыляющихся или самоопыляющихся растений; сорта-линии, получаемые путем индивидуального отбора растений самоопыляющихся культур, представляющие потомство, размноженное от одного растения. Сорта гибридного происхождения создаются путем скрещивания родительских форм с последующим отбором ценных растений для дальнейшего их размножения.

В настоящее время к сорту, как средству сельскохозяйственного производства, предъявляются большие требования. В нем должна быть удачно совмещена высокая стабильная продуктивность с устойчивостью к неблагоприятным условиям производства, к болезням и вредителям. Он должен быть пластичным, то есть обладать широким диапазоном нормы реакции, быть отзывчивым на вносимые удобрения и другие агротехнические приемы, иметь совершенную архитектонику. Пластичные сорта за счет особенностей генотипа и широты нормы реакции в государственном и производственном сортоиспытаниях дают более стабильные и высокие урожаи по годам.

Е. Н. Синская (1961) писала, что продуктивность сорта любой сельскохозяйственной культуры, в том числе и люцерны, зависит от его генотипа и условий окружающей среды. Особое значение имеют такие признаки, как зимостойкость, засухоустойчивость, устойчивость к болезням, вредителям и полеганию, дружность созревания, продолжительность вегетационного периода. Чем полнее соответствуют условия произрастания сорта его генотипу, тем продолжительнее сохраняются и стойко поддерживаются его типичность, чистота, высокие посевные качества и другие хозяйственно-биологические признаки и свойства. Вместе с тем известно, что условия произрастания люцерны из-

меняются по годам, поэтому наблюдаются отклонения в реализации потенциальных возможностей сортов.

Цель и методика исследований.

Цель исследований — разработать модель (проект) сортов люцерны для условий Северного Зауралья.

Исследования проводили в 1988-2012 гг. на опытном поле ФГБОУ ВПО Государственного аграрного университета Северного Зауралья и в хозяйствах области. Метеорологические условия в годы проведения исследований были разнообразными и довольно полно отражали климатические особенности региона. Учитывая биологические особенности люцерны, природные и климатические условия Северного Зауралья, можно отметить, что южная и северная лесостепь низменности (III-IV зоны) являются вполне благоприятными для возделывания люцерны на зеленую массу и семена.

Все учеты и наблюдения проводили согласно «Методике государственного сортоиспытания» (1989), «Методическим указаниям по изучению многолетних кормовых растений (1985), «Методике изучения семенной продуктивности растений» (1974).

Результаты исследований.

Анализируя результаты селекции люцерны в Западной и Восточной Сибири, обобщая изучение биологических свойств и хозяйственных признаков у исходного и селекционного материала, их изменчивости и взаимосвязи у разных сортов нами разработана модель сортов для условий Северного Зауралья.

В основу модели положено растение люцерны изменчивой (Medicago varia L. ), так как это многолетнее травянистое прямостоячее ветвистое растение ярового типа. Корневая система у люцерны стержневая, имеет также корни первого, второго и последующих порядков, которые покрыты множеством корневых волосков и клубеньков. На корневой шейке (коронке) располагаются почки, из которых весной и после укосов отрастают новые стебли [7, 4, 2].

Важно чтобы люцерна формировала мощный куст с большим количеством стеблей. Число стеблей зависит от возраста, площади питания, плодородия почвы и колеблется от 5 до 140 на растении [2, 4]. Предпочтение планируется отдавать сортам, у которых стебли прямостоячие или наклонные, высотой 80-105 см, ветвистые, с множеством веток первого и второго порядка. При этом, число генеративных побегов должно составлять 140-150 шт./м2, а число соцветий на генеративный побег — 14-15 шт. Преимущество при формировании урожайности семян и для механизированной уборки имеет прямостоячая форма куста.

Адаптивные свойства культуры возможно усилить путем создания скороспелых сортов. В Северном Зауралье лимитирующим фактором формирования продуктивности люцерны является продолжительность безморозного периода. Приближению к новой модели будет способствовать создание сортов с продолжительностью периода от весеннего отрастания до начала цветения (укосная спелость) — 55—60 суток, в зависимости от сорта и условий выращивания. Если первый укос проводить в фазу цветения, то второй — через 45-50 суток. Вегетационный период у люцерны (от начала отрастания до полного созревания семян) должен составлять 129-132 суток.

В основу многих исследований по люцерне положено изучение семенной продуктивности. В настоящее время одним из перспективных направлений в решении проблемы считается создание сортов, гибридов и синтетических популяций люцерны с признаками самофертильности и автотриппинга, способных формировать высокие и стабильные урожаи семян. Поэтому в Северном Зауралье мы планируем ориентироваться на уровень самофертильности 30—45 %.

Приближению к новой модели будет формирова-

335©*— Аграрный вестник Урала № 9 (115), 2013 г. - *

__________________________Агрономия

Таблица 1

Параметры сортов люцерны для условий Северного Зауралья

Признак, свойство Средние показатели Параметр новой модели сортов

Омская 7, ст. Быстрая

Урожайность семян, ц/га 0,5 1,0 1,1...2,4 2, 0 5, 0

Урожайность зеленой массы за два укоса, т/га 12,9 19,6 19,0...25,0

Продолжительность вегетационного периода, суток 145 129 2 3 9 2

Продолжительность периода весеннее отрастание-начало цветения (первый укос), суток 62 59 0 6 5 5

Продолжительность периода отрастание-начало цветения (второй укос), суток 49 46 0 5 5 4

Зимостойкость растений, % 0 9 5 00 3 9 7 00 5 9 0 9

Высота растений, см 6 00 СП 00 4 00 2 00 5 0 0 8

Облиственность растений, % 5 6 3 5 7 4 4 5 9 4

Содержание белка в сухой массе, % 9 2 о 18_19 8 2 О

Устойчивость к болезням слабая сильная сильная

Количество генеративных побегов, шт./м2 137 150 4 о 5 о

Количество соцветий на генеративном побеге, шт. 14 15 14.15

Количество цветков в соцветии, шт. 6,9 13,2 5 3 О

Число семян в бобе, шт. 2,3 2,3 2,0...5,0

Масса 1000 семян, г 1,9 2,1 2,1...2,5

Потенциальная семенная продуктивность, ц/га 9,2 21,8 9,0.25,0

Уровень самофертильности, % 30 45 5 4 0 3

Форма куста развалистая прямостоячая прямостоячая

ние у люцерны соцветия (кисть) цилиндрической формы, длиной 5,0—8,0 см, состоящей из 15-30 цветков. Цветок мотылькового типа, обоеполый, состоит из чашечки, венчика, тычинок и пестика. Окраска венчика цветка синяя, желтая, фиолетовая, пестрая и других оттенков. Это характерный признак вида, группы и сорта люцерны.

Плод должен быть многосемянной боб, спирально-закрученной формы имеющий 1,5—3,0 витка. В бобах содержится по 2—5 хорошо развитых семян. Семена почковидной формы, желтой или желто-бурой окраски. Масса 1000 семян 2,1—2,5 г. Предпочтение планируется отдавать сортам с урожайностью семян 200—500 кг/га.

Известно, что показателем морозостойкости бобовых трав является глубина залегания корневой шейки [3]. Сорт люцерны Быстрая имеет глубину залегания корневой шейки 3—5 см, поэтому является одним из наиболее зимостойких. Зимостойкость растений люцерны к четвертому году жизни должна составлять 85—90 %.

Очевидна необходимость повышения вегетативной продуктивности люцерны. По сведениям Г. И. Макаровой (1974), в зависимости от вида и сорта, почвы и способа посева люцерна дает 0,70—2,30 т/га зеленой массы. В условиях Сибири получают два укоса люцерны, причем

доля урожая второго укоса, как правило, составляет 40-62 % от первого. Возделываемый в Тюменской области сорт Омская 7 формирует за два укоса урожайность зеленой массы 12,9 т/га, а сорт Быстрая — 19,625,0 т/га, что свидетельствует о резервах селекционной работы.

Обладая высокой урожайностью, люцерна дает ценнейший белково-витаминный корм. Исследования П. Л. Гончарова (1985) показали, что в сухой массе люцерны в среднем содержится сырого протеина 20 %. В условиях Северного Зауралья мы планируем ориентироваться на создание сортов с содержанием в сухой массе сырого протеина не менее 19-20 %.

Основные параметры модели новых сортов люцерны для условий Северного Зауралья приведены в табл. 1.

Выводы. Рекомендации.

Разработанная модель может быть реализована методом гибридизации с последующим отбором ценных форм по комплексу биологических свойств и хозяйственных признаков. Основу исследований составят генетические источники, выделенные из мирового генофонда люцерны, а также селекционный материал, созданный за прошедшие годы и максимально отвечающий задачам селекции.

Литература

1. Вавилов Н. И. Генетика и селекция : избр. произведения. М.: Колос, 1957. 552 с.

2. Гончаров П. Л., Лубенец П. А. Биологические аспекты возделывания люцерны. Новосибирск : Наука, 1985. 255 с.

3. Иванов А. И. Люцерна. М. : Колос, 1980. 350 с.

4. Макарова Г. И. Многолетние кормовые травы Сибири. Омск : Западно-Сибирское кн. изд-во, 1974. 248 с.

5. Новоселова А. С. Достижения, проблемы повышения эффективности селекции люцерны // Селекция и семеноводство. 1986. № 5. С. 2-5.

6. Пыльнев В. В., Коновалов Ю. Б., Хупацария Т. И. Частная селекция полевых культур. М. : КолосС, 2005. С. 526-533.

7. Савельев Н. М. Биологические основы возделывания семенной люцерны в Западной Сибири. М. : Изд-во АН СССР, 1960. 350 с.

8. Синская Е. Н. Современное состояние вопроса о популяциях высших растений : проблемы популяций высших растений. Вып. 1. Л., 1961. С. 3-55.

References

1. Vavilov N. I. Genetics and Selection : Selected works. М. : Kolos, 1957. 552 p.

2. Goncharov P. L., Lubenets Р. А. Biological aspects of medic cultivation. Novosibirsk : Nauka, 1985. 255 p.

3. Ivanov А. I. Medic. М. : Kolos, 1980. 350 p.

4. Makarova G. I. Perennial forage herbs of Siberia. Omsk : West-Siberian publishing house, 1974. 248 p.

5. Novoselova А. S. Achievements, problems of increasing the efficiency of medic selection // Selection and seed growing. 1986. № 5. P. 2-5.

6. Pylnev V. V, Konovalov Yu. B., Khupatsaria Т. I. Private breeding of field crops. М. : Kolos, 2005. P. 526-533.

7. Saveliev N. М. Biological basis of medic seed cultivation in West Siberia. М. : publishing house of USSR Academy of Sciences, 1960. 350 p.

8. Sinskaya Е. N. Current status of higher plant populations : Problems of higher plant populations. Issue 1. L., 1961. P. 3-55.