Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Селекция эспарцета (Onobrychis Adans) на Северном Кавказе

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, доктора сельскохозяйственных наук, Салфетников, Анатолий Алексеевич, Краснодар

Краснодарский 1 гаучяо-иселедовательский

шшшЕут еешского хозяйства «м. Н.Н. Лукьянекко

А

Селекция эспарцета (ОпоЬагусЫз Аёаич) на Северном Кавказе

Специальность: 06.01-05.- селекция и семеноводство

Диссертация в виде научного доклада на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

На правах рукописи

Салфетннков Анатолий Алексеевич

/

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук

Свиридов Ä.Ä.;

доктор биологических наук Казакова A.C.;

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Гикало F.C.

Ведущее учреждение - Ставропольский научно-

исслсдовачсльский институт сельского хозяйства

Завдта.дассертацш1 состоится" 'V " • ^Jp 1998 т. в Ю.ОО чаеоь на заседании Диссертационного совета Д G2Ö.66.&I.

по адресу 350083, г. Краснодар, п/о Белозерное

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ВНИИ риса.

Диссертация в виде научного доклада разослав

Ученый секретарь ^

диссертационного совета, Д- /

кандидат биологических наук / >Сорочинская Е.М.

Общая характеристика работы

Актуальность темы. В увеличении производства высокобелковых кормов важное значение имеет многолетняя бобовая культура - эспарцет. По содержанию переваримого. протеина (в сене и в семенах) он не уступает другим многолетним бобовым травам, а по питательной ценности даже превосходит их. Эспарцет не требователен к плодородию почвы и в засушливых районах обеспечивает хороший урожай зеленой массы (30-35 тонн) и семян (1-1,5 т/га ). Очень важно и агротехническое значение эспарцета как одного из лучших предшественников под озимую пшеницу и другие культуры, т.к. среда бобовых жудвдур он является шшбодее активным азотонакопитедем. Эспарцет является одаш из важнейших компонентов а травосмесях, высеваемых в почвозащитных севооборотах и при залужении склоновых, эродированных земель. Эспарцет прекрасный медонос. Он обеспечивает сбор целебного меда до 150 кг/га. Некоторые его виды обладают лечебными свойствами. В Россию культура эспарцета проникла из Франции во второй половине XIX века и занимает в настоящее время более 1,5 млн.га. На Северном Кавказе эспарцет воздеяьшается та пжщада 350 - 4GQ -шсяд га, в юм числе в Краснодарском крае 80-100 тысяч га ежегодно.

Создание более продуктивных и совершенных сортов является неотъемлемой частью в системе мероприятий, направленных на увеличение производства высокобелковых кормов. Главная цель наших исследований заключается в разработке и использовании наиболее эффективных направлений и методов селекционной работы по эспарцету. На Северном Кавказе селекция эспарцета начат Зеленским С .А. в 1946 году и проводилась им вплоть до 1973 года. Был создан хороший исходный материал и высокопродуктивные та. Вместе с тем, сельскохозяйственное производство требовало создания ■г сортов, различающихся по уровню урожайности, приспособленных к „зованию на пастбищах и к стравливанию на корню. Успех селекционной работы определяется генетическим разнообра-. и степенью изученности исходного материала, применением современ-эффективных методов селекции. Для эспарцета такими методами явдя-' межсортовая и межвидовая гибридизация, экспериментальный мутаге-,, создание синтетических сортов - популяций, многократный отбор, кло--.шеелекция.

Предлагаемая к защите диссертация в виде научного доклада, посвящена созданию и внедрению в производство новых сортов эспарцета с высокой Продуктишосигю, зимостойкостью и устойчивостью к болезням к осы-ГОШЙХ).

Пели и задачилссделований ТТелыо настоящих исследований является разработка методов и приемов в селекщш эспарцета, создание новых сортов и внедрение их в производство, а также совершенствование некоторых элементов сортовой агротехники.

В процессе исследований решались следующие задачи:

- изучить образцы мировой коллекции ВИР и использовать их в создании новых сортов эспарцета;

- исследовать возможности межвидовой и внутривидовой гибридизации для использования в селекционной работе с эспарцетом;

- исследовать возможности экспериментального мутагенеза и на этой основе создать новый исходный материал;

- исследовать возможности поликросе-метода в селекции эспарцета;

- усовершенствовать приемы и методы создания нового исходного материала для селекции эспарцета на адаптацию и продуктивность;

- создать и внедрить в производство новые сорта эспарцета для условий Северного Кавказа;

- изучить некоторые элементы сортовой агротехшиси новых сортов эспарцета.

Научная новизна:

- разработаны методики использования и экспериментально доказана эффективность межсортовой и межвидовой гибридизации, мутагенеза, поликросс-метода, метода клонирования в селекции эспарцета;

- впервые на эспарцете апробирован метод мутагенеза, экспериментально доказана эффективность использования химического мутагенеза в селекции эспарцета : создана уникальная высокоустойчивая к осыпанию мутант-ная форма с двойным прикреплением бобика (плода); доказана возможность введения признака двойного прикрепления плода из донора-мутанта в создаваемый сорт;

- впервые показана высокая эффективность одновременного использования разных методов селекции при создании сортов, различающихся по основным хозлйственно-ценным признакам и характеру их использования в производстве;

- исследована проблема устойчивости эспарцета к осыпанию и экспериментально доказана эффективность метода клонирования при селекции нео-сыпакшшея сортов эспарцета;

- измучены агробиологические особенности и кормовые достоинства новых сортов и разработаны основные элементы технологии их возделывания;

- разработаны и апробированы основы первичного и промышленного семеноводства созданных сортов эспарцета.

Научная новизна исследовании подтверждена авторскими свидетельствами на три новых сорта эспарцета.

Практическая ценность работы и реализация результатов исследований.

Разработанные и апробированные на практике приемы и методы усовершенствованного селекционного процесса позволили повысить эффективность. селекции эшарцета и создать сорта различных направлший использования.

Создано 5 сортов эспарцета, 3 из которых внесены в Государственный реестр селеващошшх достажшш, Челбас - рашеспедый сорт да» занятых паров с последующим возделыванием озимой пшеницы. Сорт Краснодарский 84 - для сенокосно-пастбшцного использования. Краснодарский 90 -ддя сенокоено-пастбищного использования на склоновых , эродированных землях предгорья. Устойчивый к осыпанию сорт Алекс - предназначается для использования в производстве на зеленый корм, сено и зерно, в селекции - в качестве донора устойчивости к осыпанию.

Для созданных новых сортов эспарцета разработаны основы первичного "и1фомШ0Ши&йТЕ> СШШбвоДсгва, усОвершёТШвОваньг основные эжмШты технологии их возделывания.

Апробация работы и публикация результатов исследований.

Основные положения диссертации были представлены на Всесоюзных и Международных симпозиумах и методических совещаниях в городах Москва

(1980,1983,1987, 1990 г.); Роете»-на -Дону ( 1990); Вильнюс ( 1984); Болгария ( 1989, 1992, 1994 г.).

По материалам исследований, предстайяедаыхв докладе, опублшеова-но 31 работа, включая авторские свидетельства на сорта эспарцета. Важнейшие результаты исследований опубликованы в центральных журналах и в четырех книгах.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Роль мировой коллекции в создании новых сортов эспарцета.

2. Эффективность методов межвидовой и внутривидовой гибридизации, жеперимешального мутагенеза , поликросса и клонирования в селекции эспарцета.

3. Совершенствование приемов и методов отбора и оценки селекционного материала эспарцета.

4. Перспективы селекции сортов эспарцета для занятого пара, сенокос-но-пастбищного и для зернокормового направлений.

5. Достоинства новых сортов эспарцета (Челбас, Краснодарский 84, Краснодарский 90, Алекс), особенности их семеноводства и агротехники.

Структура работы. Диссертация изложена в виде научного доклада, состоит из 7 глав, включающих 24 таблицы и 3 рисунков, выводов и реко-мецшшй селекциил производству, списка оау&шковданых работ.

Условия, исходный материал и методика проведения исследований.

Экспериментальные исследования проводили в 1973-1997 г.г. в Краснодарском научно-исследовательском институте им. П.ПЛукьяненко.

Почвы опытных полей представлены сверхмощными > мадогумушьши, средне и сильновыщелоченными черноземами. В пахотном горизонте содержится 3,6-4,1 % гумуса. Реакция среды солевой вытяжки равна 6,5-6,8, РН водной вытяжкиравна 7Д Среднегодовая температура воздуха 11,1°С. Осадков выпадает 603 мм в год.

Агроклиматические и почвенно-климатические условия региона благоприятны для возделывания эспарцета. Однако в годы исследований были почвенные и воздушные засухи <1973,1975, 1979, 1983,1985,1994 гл.), эпифи-тотии болезней (1982, 1987, 1988, 1997), сильное увлажнение почвы (1984, 1986,1989, 1997), что сказалось на урожайности семян эспарцета.

Ежегодно но эспарцету закладывали селекционный питомник ио 3 - 5 тысяч номеров, контрольный - по 250 - 300 номеров, малое сортоиспытание - 80 -100 номеров, конкурсное - 20 - 25 сортов. Данные по урожашкхяж, устойчивости к ластовым болезням приведены по результатам конкурсного сортоиспытания в Краснодарском НИИСХ.

Посев, фенологические наблюдения, оценку селекционного материала и анализы проводили по методике, принятой во ВНИИ Кормов им. В.Р. Ви-льямса (г. Москва ) и Государственной комиссии по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур (17). Оценка на качество сухого вещества проведена в лаборатории растительного бедка КНИЙСХ, устойчивость к болезням - в группе селекции эспарцета, морозостойкость - в ФТК КНИЙСХ; математическую обработку - в вычислительном центре КНИИСХ; экологические испытания проводили в КЙЙЙСХ, ОПХ' КНИЙСХ, в хозяйствах Ростовской области, Краснодарского и Ставропольского краев, в системе Государственного сортоиспытания.

Исследования проводились лично автором и при его участии.

Передача в ВИР и на ГСИ сортов Челбас, Восход, Краснодарский 84, Краснодарский 90 и их внедрение в производство осуществлено автором.

Автор выражает благодарность за научные консультации доктору седьсшшзяйственпьЕх наук, профессору, заслуженному работнику сельского хозяйства РФ, заслужешому деятелю науки Кубани В.Б. Тимофееву и за помощь в проведении научных исследований доктору сельскохозяйственных наук, лауреату Государственной премии РФ по науке и технике П.П. Васю-кову.

Результаты исследований I. Значение мировой коллекции эспарцета как источника хозяйственно полезных признаков для селекции

В селекции невозможно вести работу и рассчитывать на успех без изучения и широкого использования разнообразных источников с комплексом необходимых признаков. В всязи с зим работы, направленные т поиски путей создания новых доноров отдельных признаков, и изучение генетических ресурсов созданных природой и человеком богатейших коллекций, со-

держащих самые разнообразные источники лучших признаков ш свойств является первейшей задачей селекционеров. Как отмечал В.Й. Вавилов, "... селекционеру нужен строительный материал - гены, а творить сочетания он должен сам". В своей работе использовали мировую коллекцию ВИР, новые сорта зарубежных стран и других научно-исследовательских учреждений России, мутантные и гибридные формы.

Главным направлением в работе с коллекцией был поиск форм эспарцета определяющих высокую урожайность, зимостойкость, раннее созревание, устойчивость к болезням, полеганию и осыпанию при сохранении важного преимущества культуры - засухоустойчивости.

Особо важным показателем определяющим продуктивность эспарцета при длительном использовании посевов является зимостойкость, связанная с биологической особенностью и возрастом растений. В условиях Краснодарского края зимостойкость большинства видов и типов достаточно высокая, но, осенние и весенние заморозки могут значительно повреждать вегети-рующие растения (1).

Зимы в годы изучения коллекции <1973-1975 г.г.) были относительно холодными, температура воздуха нередко понижалась до -25°С. В этих условиях были выделены высокозимостойкие коллекционные образцы Песчаный 1251, Донской дакорастущий, -Шэдтавекий 2853, Армянский дакорасгущш, Невооруженный, Высочайший с уровнем зимостойкости 85-92.7%, которые послужили основой при селекции новых сортов на зимостойкость.

На основании подробного изучения морфологических признаков и биологических свойстврастений 500 коллекционных, образцов выделено 10 > которые представлены пятью видами и 9 жотипами (6, 8). В настоящий набор входят 5 образцов закавказского вида, два виколистного, Песчаный 1251, Донской дакораегуедщ и Высочайший. Данные образцы отличались комплексом хозяйственно ценных признаков (табл.1).

Сортообразцы АзНИХИ-18, Закавказский местный относятся к равнинному сортотину. Краснодарский 2834 и Северокавказский деуукосный относятся к северокавказскому степному сортотину; 3-2 - к среднеазиатскому равнинному сортотипу. Эти сортообразцы отличаются относительно высо-

ким урожаем зеленого корма, зимостойкость и содержание протеина у них на уровне стандарта, поражение ржавчиной и мучнистой росой среднее.

Таблица!

ХарЖгерйстгоса лучшгос коМеЩШгаКйс обрайцов эсгарцегга, КНИИСХ, 1974-1976 г.г.

- Сорт Урожай- Зимостой Облист- Содержание Поражение болез-

ность зеле- коеть, венность протеина » нями, балл

ной массы, % % абс. сухом желтой мучнистой

кг/м2 веществе, % ржавчиной росой

Краснодарский 3,6 80,8 39,1 15,43 1,5 2,0

2834

Вйколистный

(К-11216) 3,4 77,0 48,3 17,18 2,0 3,0

Песчаный 1251 3>7 91,3 38,4 16,26 КО , 1,5

Э-2 3,5 83,9 39,5 15,11 "2,0 1,5

Северокавказс-

кий 3,7 83,3 40Д 15,98 1,0 2,0

АзНИХИ -18 4,0 82,7 43,7 16,73 1,5 2,5

Донской

дикорастущий 3,1 88,7 38,9 15,29 0 0

Закавказский 4,1 80,9 41,6 16,81 1,0 1,5

Виколистный

(К-9692) 3,1 76,8 46,2 17,45 1,5 2,0

Высочайший

дикорастущий 3,0 85,0 37,7 14,83 1,0 1,5

НС Ро, 05 ОД 7,8 - 0,42

По урожайности зеленой массы лучшими были образцы Закавказский (К-19521) и АзНИХИ - 18; по содержанию протеина Виколишный (К-11216) и Вйколистный (К-9692) - от 17,18 до 17,45 %; по облиственности те же вико-листные образцы ( от 46,2 до 48,3 %); по зимостойкости Песчаный 1251 и Донскойджора.сту«шй(91,Зи 88,7 %);ж> устойчивости желтой ржавздшеи мучнистой росе - Донской дикорастущий, Высочайший и Песчаный 1251.

Выделенные образцы эспарцета были использованы для изучения наследования хозяйственно-ценных признаков и свойств в системе диаллельных скрещиваний, как источники необходимых признаков при селекции новых сортов.

"ГО

2.1. Метод массового отбора при создании новых сортов эспарцета

Большинство сортов эспарцета в Бывшем СССР выведены в основном массовым отбором, где. в качестве исходного материала использовались местные дикорастущие популяции, инорайонные сортообразцы. Этим методом выведены сорта Закавказский двуукосный, АзНИХИ-18, Сисианский, Нахичевзнсиш, Ташашский, Мартунинский, Ахажадакский и другие (В.М, Андрукович, 1958), Путем многократного массового отбора из переднеази-атского образца выведены сорта: Крымский 36, Крымский 95, Крымский 89 (Р.К. Йоффэ, 1959), и сорт Песчаный Ш1 (А.А. Корнилов, 19555.

Сорт Краснодарский 2834 районированный в крае с 1953 года, был выведен ( С.А.Зеленским) из сисианского образца закавказского вида также методом многократного массового отбора. Этим же методом из виколистно-го сортообразца европейского экотипа, который отличается скороспелостью, был выведен сорт эспарцета Челбас. Признак скороспелость был принят за основу при выведении этого сорта.

Сорт Челбас превышет стандарт по урожаю сена на 037 тонны, по семенам на ОД 2 тонны с гектара. По зимостойкости он близок к стандарту , обладает высокой устойчивостью к желтой ржавчине(табл. 2).

Таблица 2

Сорт Урожайность, т/га Зимостойкость, балл Поражение болезнями, балл Дата начала цветения

сена еемян желтой ржавчиной мутаяегой росой

Челбас 7,78 ш 3,5 1,0 1,5 8.05.

Краснодарский 7,21 0,80 4,0 2,0 1,5 17.05.

2834-ст.

ИСРо.о

0,27 0,03

Главное преимущество нового сорта заключается в его раннеспелости. Цветение сорта Челбас наступает на 9-Ю дней раньше стандарта и он раньше других сортов убирается на зеленую массу. Скороспелость сорта Челбас определяет высокую интенсивность нарастания зеленой массы. К моменту цветения Челбас превышает по урожаю зеленой массы сорт Краснодарский 2834 на 15-18%..

За годы государственного испытания на сортоучастках страны сорт Челбас показал положительные результаты. В Краснодарском крае на йо-вопокровском ГСУ но урожаю зеленой массы он превысил стандарт Краснодарский 2834 на 0,16 тонны, по сену - на 0,62 тонны, по семенам был на уровне стандарта. На Каневском ГСУ он превысил стандарт но урожаю зеленой массы, сена и семян. В1985 году эспарцет Челбас был районирован во всех агроландшафтых зонах Краснодарского края <12, 15).

2.2. Использование метода межввдовой а внутривидовой гибридизации в селекции >снарце; а

Методо�