Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Селекция люцерны на кормовую продуктивность в засушливом Заволжье

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Селекция люцерны на кормовую продуктивность в засушливом Заволжье"

На правах рукописи , ¡г* /-г^с^--

ПОПОВА ТАТЬЯНА НИКОЛАЕВНА

СЕЛЕКЦИЯ ЛЮЦЕРНЫ НА КОРМОВУЮ ПРОДУКТИВНОСТЬ В ЗАСУШЛИВОМ ЗАВОЛЖЬЕ

Специальность: 06.01.05 - селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

15 Ш 2С15

Саратов - 2014

005557852

005557852

Диссертационная работа выполнена в ФГБНУ «Ершовская опытная станция орошаемого земледелия НИИСХ Юго-Востока»

Научный доктор биологических наук, профессор,

руководитель: главный научный сотрудник лаборатории генетики

и цитологии ФГБНУ «НИИСХ Юго-Востока» Крупное Василий Ананьевич

Официальные доктор сельскохозяйственных наук,

оппоненты: заведующая лабораторией селекции рыжика

ГНУ Пензенский НИИСХ Прахова Татьяна Яковлевна

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры «Растениеводство, селекция и генетика» ФГБОУ ВПО «Саратовский ГАУ им. Н.И. Вавилова» Вертикова Елена Александровна

Ведущая организация:

ФГБНУ «Поволжский НИИСХ им. П.Н. Константинова»

Защита состоится «27» февраля 2015 года в 9 часов на заседании диссертационного совета Д 220.053.01 при ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА» по адресу: 440014, г. Пенза, ул. Ботаническая, 30, ауд. 1246. http://pgsha.penza.net

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке и на сайте ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА».

Автореферат разослан « ^ » <.у<; << < ^2014 года и размещён на сайте: http://pgsha.penza.net " '

Учёный секретарь ¿гя ^

диссертационного совета /■/! "" В. А. Гущина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Люцерна является ценнейшей кормовой культурой, а также важным обогатителем почвы азотом и средством защиты ее от эрозии. На Ершовской опытной станции орошаемого земледелия (ГНУ Ершовская ОСОЗ) расположенной на каштановых почвах Поволжья, создано шесть сортов люцерны, допущенных к использованию в производстве. Однако эти и инорайонные сорта еще недостаточно приспособлены к условиям зоны, что ограничивает повышение кормовой и семенной продуктивности не только на богаре, но даже в условиях орошения. В связи с этим селекция люцерны на адаптацию к этим экстремальным условиям является важнейшей задачей.

Цель исследований - создание селекционного материала люцерны с повышенной кормовой продуктивностью и урожайностью семян в сочетании с устойчивостью к основным возбудителям заболеваний в зоне засушливого Заволжья.

Задачи исследований:

- изучить селекционный материал люцерны по комплексу хозяйственно-ценных признаков и свойств, выделить образцы с высокой урожайностью кормовой массы и семян, в сочетании с устойчивостью к возбудителям заболеваний;

- изучить варьирование урожая кормовой массы в зависимости от высоты растений и продолжительности межукосных периодов;

- установить влияние метеоусловий на кормовую и семенную продуктивность;

- отобрать исходные формы и создать новый селекционный материал;

- оценить созданный материал по кормовой продуктивности.

Научная новизна. Создан селекционный материал, обладающий

высокой продуктивностью кормовой массы и семян, а также адаптивностью к условиям засушливого Поволжья. Впервые в зоне определена взаимосвязь кормовой продуктивности с высотой растений и продолжительностью

вегетационного периода. Установлена нелинейная значимая зависимость урожая зеленой массы от количества атмосферных осадков за период «апрель-август». Связи между зимними осадками (ноябрь-март) и урожаем зеленой массы не выявлено. Показана значимая положительная связь урожая семян со средней температурой возд>тса и отрицательная - с количеством осадков и относительной влажностью воздуха. Идентифицированы виды пчел, посещающие цветущие растения люцерны. Сформированы популяции люцерны для селекции на кормовую и семенную продуктивность и адаптивность в условиях зоны каштановых почв Поволжья.

На защиту выносятся следующие основные положения:

- влияние высоты растений и продолжительности межукосных

периодов на урожайность зеленой массы.

- влияние метеорологических факторов на кормовую продуктивность.

- влияние метеорологических факторов на семенную продуктивность

- создание сорта Натали.

Практическая ценность работы. Создан селекционный материал, обладающий хозяйственно-ценными признаками и свойствами: высокой продуктивностью кормовой массы и семян, зимостойкостью, многодетностью, толерантностью к возбудителям заболеваний, в том числе к микоплазмозу. Изучены взаимосвязи между признаками, а также роль метеорологических факторов в продуктивности культуры. На основе использования полученного материала создан новый сорт люцерны синей Натали, который с 2010 года проходит государственное сортоиспытание.

Личный вклад. Автор принимал непосредственное участие в проведении полевых и лабораторных исследований, учетов и наблюдений, гибридизации и отборов, проанализировал и обобщил результаты экспериментов и архивные данные Ершовской ОСОЗ за 1989-2013 гг. Доля установленного авторства в сорте Натали - 5 %.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы представлены на заседаниях ученого совета ГНУ Ершовской OC03(2011-2013 гг.), на международных научно-практических конференциях: «Вавиловские чтения» (г. Саратов, 2011 г.) и «Научное обеспечение агропромышленного комплекса Юга России» (г. Майкоп, 2013 г.).

Публикации. Опубликовано 5 печатных работ, в том числе 2 статьи в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 111 страницах, состоит из введения, 4 глав, выводов и предложений для селекционной практики, содержит 21 таблицу, 11 рисунков, в приложении 26 таблиц. Библиографический список включает 227 источников, в том числе 69 на иностранных языках.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. «Аналитический обзор литературы» показано народнохозяйственное значение люцерны, рассмотрены биологические особенности, реакция на абиотические факторы, вредители, возбудители болезней.

Глава 2. «Материал, методы и условия проведения исследований» Экспериментальные исследования по селекции люцерны выполнялись на полях Ершовской ОСОЗ в условиях засушливого Заволжья Саратовской области, в 2009-2012 годах. Аналитическая работа по изучению влияния на урожайность зеленой массы высоты растений и продолжительности межукосных периодов, влияние метеорологических факторов на кормовую и семенную продуктивность проведена по данным Ершовской опытной станции за 1989-2013 годы.

В качестве материала использовали образцы люцерны из коллекции ГНУ ВНИИР, сорта и популяции разных селекционных центров РФ научно-исследовательских учреждений, сорта и образцы, созданные на Ершовской ОСОЗ, местные дикорастущие и одичавшие образцы. Отбор материала для исследований производили с учетом характеристики образцов по совокупности хозяйственно-полезных признаков: а) высокая урожайность

фуражной (кормовой) массы и семян, б) зимостойкость, устойчивость к жаре, засухе, вредителям и возбудителям заболеваний, в) высокая комбинационная способность. Основными контролями служили сорта селекции Ершовской ОСОЗ - Ерусланка, Артемида, Диана, Сателлит, Узень и Сирена, допущенные к использованию в производстве регионов РФ.

Контрольный питомник на кормовую продуктивность высевали весной сеялкой ССФК-7 нормой высева 3,6 кг на га, широкорядно, с междурядьями 70 см. Делянки двухрядковые длиной 3 м и площадью 4,2 м2. Учитывали густоту стояния растений, определяли высоту травостоя, весной и перед каждым укосом. Активность отрастания определяли через 7-10 дней после каждого укоса. С посевов третьего года жизни выделяли и отбирали лучшие номера и растения.

Отчуждение зеленой массы проводили в фазу бутонизации 2-3 раза в год посева, 4-6 раз во второй год жизни, а на третий год после одного скашивания посевы оставляют на семена.

Питомник конкурсного сортоиспытания на кормовую продуктивность высевали сплошным способом с междурядьем 15 см в шестикратной повторности. Площадь делянки 13 м2 высевали ежегодно 10-15 номеров. Учитывали густоту стояния, высоту травостоя весной и перед каждым укосом. Активность отрастания определяли через 7-10 дней после каждого укоса, оценку на общую мощность и устойчивость к возбудителям заболеваний проводили перед каждым укосом. Отбирали килограммовые снопы перед каждым укосом, в двух повторениях, определяли выход сухого вещества. В лабораторных условиях определяли выход воздушно-сухого вещества, абсолютно сухой вес, вес стеблей и листьев. За вегетационный период проводили от двух до пяти укосов, комбайном Е-300.

Полевые эксперименты, учёты и наблюдения проводили по методическим указаниям ВНИИ кормов (1971, 1993) и ВНИИ растениеводства (1973, 1982). Данные по метеоусловиям предоставлены Ершовской метеорологической станцией.

Полученные данные подвергали дисперсионному, корреляционному и регрессионному анализу (Доспехов, 1985). Для вычислений использовали персональный компьютер и программу Microsoft Excel 2003.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ Глава 3. «Взаимосвязь кормовой продуктивности люцерны с высотой растений, продолжительностью межукосных периодов и метеорологическими факторами»

Высота растений. У обоих сортов в среднем за 22 года в первом укосе высота растений значимо ниже, чем во втором и третьем, при примерно сходном варьировании по годам. Максимальной (83 см) она была у обоих сортов в 2003 году, у сорта Ерусланка — 83 см, а у сорта Артемида — 81 см, а минимальной в 2010 году —28 см.

Взаимосвязь между урожаем зеленой массы в первом укосе и выстой растений у сортов Ерусланка и Артемида во всех трех укосах положительная, от слабой до средней. Достоверно значимой она была у сорта Ерусланка в первом и третьем укосах, а сорта Артемида — только в первом.

Межукосный период. У обоих сортов в среднем за 22 года все три укоса достоверно различаются по продолжительности межукосных периодов: самый длинный он в третьем укосе, а самый короткий - во втором. Наименьший коэффициент вариации продолжительности межукосного периода у первого укоса, а наивысший - у третьего. Взаимосвязь между урожаем зеленой массы и межукосным периодом у сорта Ерусланка в первом укосе значимо положительная, а во втором и третьем - отрицательная, но недостоверная. У сорта Артемида она значимая, положительная в первом укосе, тогда как во втором и третьем — отрицательная, причем в третьем эта связь достоверная.

Причины разнонаправленных связей между урожаем зеленой массы и межукосным периодом, во втором и третьем укосе можно объяснить большей продолжительностью межукосных периодов, когда люцерна растет в условиях высоких температур и дефицита влаги. Что особенно проявляется

в сухие и жаркие годы, когда накопление биомассы происходит гораздо медленнее.

«Влияние атмосферных осадков на кормовую продуктивное 1Ь люцерны» В среднем за 25 лет у сорта Ерусланка урожай зеленой массы составил 44,3 т/га, а у сорта Артемида - 43,7 т/га. Наивысший урожай у обоих сортов был в 1990 году (у первою 74, 0 т/га, у второго- 74, 8 т/га), а самый низкий - в 2013 году: 8.4 т/га у сорта Ерусланка и 8,5 т/га у сорта Артемида. Результаты изучения кормовой продуктивности сортов Ерусланка и Артемида за периоде 1989 по 2013 год представлены на рисунке 1.

I

75 65 55 45 35 25 15 5

п

Л /ч\ .» — •• — Артемида

V \ гМ *

V/ N I • V А

1 л

к л

--г-п-11111—1 Т 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1—I—

1989 1992 1995 1998^001 2004 2007 2010 2013 Годы

Рисунок 1 - Динамика изменения урожая зеленой массы (УЗМ) у сортов Ерусланка и Артемида за годы изучения (1989-2013) Результаты изучения взаимосвязи между урожаем зеленой массы и осадками за все голы исследований представлены на рисунке 2. Как видно, оба сорта сходно, однотипно прореагировали на осадки разных периодов жизни растсннй, но наиболее сильное влияние на урожай произвели осадки, выпавшие в период вегетации растений.

Анализа эффекта влияния на урожай зеленой массы осадков за период с «апрель-август» в годы укосов (рисунок 2 а, б). В этот период в среднем за 25 лет общее количество осадков составило 179,3 мм. с колебанием от 58

мм (2002 г.) до 333 мм (1989 г.). В период с 2002 по 2013 год, по сравнению с периодом 1989-2001 годов, среднее количество атмосферных осадков снизилось с 196 до 161 мм. что в сочетании с сокращением числа поливов привело к снижению урожая у сорта Ерусланка с 55.6 до 32.0 т с I га, у сорта Артемида - с 51.9 до 32,8 т с 1 га.

Коэффициент корреляции между показателями (признаками) «сумма осадков за период апрель-август» и «урожай зеленой массы» в среднем за 25 лет у сорта Ерусланка составил 0.54**(р < 0.01), а у сорта Артемида 0,55**(р <0.01).

Определенный интерес представляет изучение эффекта суммы осадков, не только второго года жизни, но также и первого, то есть, начиная со времени посева За этот период (1У-Х11/1-УШ) в среднем за 25 лет сумма осадков составила 576 мм, с колебанием от 845 мм (1989/1990 гг.) до 406 мм (2010/2011 гг.). В среднем за 25 лег коэффициент корреляции между признаками «сумма осадков, за период, охватывающий первый и второй годы жизни» и «урожай зеленой массы» (рисунок 2 в. г) у сорта Ерусланка составил 0,55 * (р < 0.01). а у сорта Артемида 0.57" (р< 0.01).

«Влияние метеорологических факторов на семенную продуктивное 1ь». Результаты изучения семенной продуктивности сортов Ерусланка н Артемида за период с 1989 по 2013 год представлены на графике рисунке 3. У обоих сортов динамика урожая семян сходная, крайне неустойчивая, с пиками и провалами. При этом четко просматривается тренд повышения пиков урожая семян (1991-1993, 1995, 1998,1999, 2005-2011), за исключением 2013 года. В большинстве случаев у Артемиды урожай семян выше, чем у Ерусланки. в среднем за 25 лет у Артемиды он составил 198.6 кг/га, что выше, чем у Ерусланки на 56,3 кг/га или на 40%.

Г=17 839-0.14511

*=0.300 frjtr

И К 105 130 1S5 40 ZK 230 255 Ж ЗМ ЗХ

Ottn*

55 80 105 1» «55 НО 296 2» 255 200 306 J30 Осади, т

(С. 0287 F=í25"

f0.082b-t.t90 Ftí95.

R»=0.302

«СО «36 «70 505 5« 575 610 645 680715750 785 «20

у «0.0887i-7 «31

к «аз» F«юзе*

400 435 «70 506 540 575 «Ю 645 680 715 750 705 «20 Oca»«, ш

Рисунок 2 - Взаимосвязь урожая зеленой массы н суммы осадков за IV- VIII: а -с.Ерусланка. б — с.Артемида: за период с даты посева до уборки (IV-XII/I-VIII): в -с.Еру сланка. г - с. Артемида (1989-2013 гг.)

Особенно резко урожай повысился в период с 2005 по 2013 год. За эти 9 лет (2005-2013) у сорта Ерусланка урожай семян составил 309,2 кг/га против 59.6 кг/га в период с 1989 по 2004 год, а у сорта Артемида 378.8 и 97.1 кг/ra соответственно. У обоих сортов самый низкий урожай семян был в 1990, 1996. 1997. 2000. 2001, 2003, 2004 и 2012 годы.

Определенный интерес представляет изучение влияния на урожай семян таких метеорологических факторов, как температура воздуха, количество атмосферных осадков и относительная влажность воздуха не

только в период «цветение-плодообразование», но также в периоды: «весна -уборка урожая» и «год посева - год уборки урожая» (IV—X11/1—VIII).

1989 1992 1995 1998 2001 2004 2007 2010 2013 Толы

Рисунок 3 - Динамика изменения урожая семян у сортов Ерусланка и Артемида за годы изучения (1989-2013 гг.)

Температура В период с 1989 по 2013 год средняя тсупсратура воздуха в период «цветение-плодообразование» (ЦП) варьировала от 18.6 (1994 г.) до 28,7 °С (2010 г.). за период май-август колебалась от 17,2 до 25,7е С, а за период (V—Х11/1—VIII) колебалась от 6,9 °С (1993-1994) до 11.3 °С (2012-2013).

Взаимосвязь между урожаем семян и средней температурой воздуха в период «цветение-плодообразование» в среднем за 25 лет значимая только у сорта Ерусланка: коэффициент детерминации К" =0,166 (Р=4,58*) (рисунок 4 а, б), коэффициент корреляции между признаками у сорта Ерусланка составил 0.41 • (р < 0.05), а у сорта Артемида 0.36 (р N5).

В этих условиях взаимосвязь между урожаем семян и средней температурой воздуха за период «май-август» в среднем за 25 лет значимо положительная: у сорта Ерусланка 0.49*(р < 0.05), у сорта Артемида 0.45*(р < 0.05) (рисунок 5 а, б).

И - 0.166

Г Ч5С

н и л .ч а а и а » г а а

Средам !птсрнур| юц>и *С

«-ШМЛ-ММ« * •»

и !« л л а у н г яг»

Сроки 1гмпгр»>Та К1]>и Т

тицщнжжажж

Т -1,41

« ж> иоиошштаозожзю

("имким п

К-»!«

С резияя отаоапешоя ьигаость Ч

)г-«|«Н1и51 1С-0 1»

Р-1.Т)

I) М )5 «0 «5 50 55 » М 1в Я Сргдтяошоситсздия ияжяостъ ютдуш.'«

Рисунок 4 - Взаимосвязь урожая семян (УС) и средней теъпературы воздуха (а-Ерусланка. б- Артемида), урожая семян н суммы осадков (в - Ер/сланка. г-Артсмида); урожая семян и средней относительной влажности воздуха (д- Ерусланка, с- Артемида ) за период цветенис-плодообра'ю ванне (1989-201) гг.)

а

>■ -I3.7662V02S.301 R1 - 0.2)6

S00

F-T.ll'

4»! 400

350' УС. 300

200 150100

17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 Средин температу ра (отдуха. °C

y-JI.IOIOv*l7,W R: - 0.205 F-5,93*

17 I* 19 20 21 22 23 24 25 26 С'релмяя температуре aoiayna.°C

УС. dVi

500, 450, 400 350

зоо

250 200 150 100 50 0

y -273.036417« 1«

R1-0,091 F-2J9

55 10 1051.Ч11551«О2О52.Ч>255а0305330 Cvwu kvaiwm. ни

Ri • 0.0)"

toe , #

550 - *

T -I >«

55 (0 105 150 155 1Ю 205 250 255 210 >05 330

Суша KUfct. m

e y -733l818-9.4636*

R'- 0.116 F-3.02

35 40 45 50 55 60 65

ОТЖОЛС.ШОЯ 1Ш1ШЬ нши.4«

Рисунок 5 - Buiimocmu. урожая саман (VC) и срадмаП таипаратуры воздуха м V- VIII (а-Еруслаика. б- Артем«.«), урожая семян и суммы осалкоа u IV- VIII (■ • Ерусланка. г-Артемнда): урожая семян и средней относительной влажности вотлуха я V- VIII (д- {ерусланка. е- Артемида) 1989-2013 гг.

J R' - 0.158

F-4J2*

500 i

¡8 Г *

ve- JS:^

250 ■

200 - •

150 - ^^

100 ■ • ч

:

3J 40 45 50 $5 60 65 Огимлсмш |.lttWVIk wijsuS

УС. кг1*»

а y72.UI2vSS4.MS

Средняя гсмпсропра «сплчлл. V

6.7 7.2 1.1 ».2 ».7 9.1 ».7 101 10. 11.

2 7 2

500 ■ 450 • «0 350 • МО 1 230 МО I!"

1Ш1

<„

О

И' - 0.201

Р -179-

б

> -i7J5S9x.73.UM

6.7 7.2 7.7 8.2 «.7 9,2 9.7 10. 10, II.

2 7 2

С'рсЛЮ КМНС|ЧП>р> »ои>\д, V

В

у -463.06М.5$6*ч

400 450 500 550 600650 700 750 («О »50

(>Ш| <УЯЖ<Ж мм

у-Ы1.Ю2-0.7347х |.> -4,67*

УС. ■г/гя

400450 $00550600650 700 750«00 НО С)ша аалоа. мм

,-2J94.69J-32.77Kx Г- 0.437 Р-17.»Л*

600 $50 500

уг 450

УС. ^00

юЛгя 350 300 250 200 150 100 50

о

55 57 39 61 63 65 67 69 Т1 73 75 Отмоситишм ышчопь юи\ла.Ч

УС. в'гя

у "1179,341-25.9261*

500 450 400 350 300 250 МО 150 100 50 О

К* - 0.429

Г -17.27*

55 57 59 61 63 65 67 «9 71 7Э 75

(Нмалггельим «.шмаль

Рисунок 6 - Взаимосвязь урожая семян (УС) и средней температуры воздуха (а-Ерусланка. б- Артемида), урожая семян и суммы осадков (в- Ерусланка. г-Артсмида): урожая семян и средней относительной влажности воздуха (д- Ерусланка, с- Артемида ) за период с даты посева до чборкн (1V—Х11Д—VIII) 1989-2013 гг.

Между тем взаимосвязь между урожаем семян и средней температурой воздуха в период «год посева - год уборки урожая» (IV-XII/I—VIII) значимая у обоих сортов: у сорта Ерусланка коэффициент детерминации R2 =0,201 (F=5,79*), у сорта Артемида R2 =0,229 (F=6,83*) (р < 0.05) (рисунок 6 а, б).

Осадки. Результаты изучения взаимосвязи между урожаем семян и осадками представлены на рисунках 4, 5, 6 (в, г). Взаимосвязь между урожаем семян и количеством осадков за период «цветение-плодообразование» незначимая: у сорта Ерусланка коэффициент детерминации R2 =0,091 (F=2,31), у сорта Артемида R2 =0,061 (F=l,48) (рисунок 4 в, г).

Коэффициент корреляции между признаками «сумма осадков за период апрель-август» и «урожай семян» в среднем за 25 лет у сорта Ерусланка составил минус 0,30, а у сорта Артемида минус 0,24, т. е связь незначимая (рисунок. 5 в, г). Взаимосвязь между урожаем и количеством осадков за период «год посева — год уборки урожая» (IV—XII/I—VIII) оказалась у сорта Ерусланка незначимой: коэффициент детерминации R2 =0,152 (F=4,13), у сорта Артемида - значимой R2 =0,169 (F=4,67*) (рисунок 6 в, г).

Относительная влажность воздуха. Результаты изучения взаимосвязи между урожаем семян и относительной влажности воздуха за все годы исследований представлены на рисунках 4, 5, 6 (д, е).

В среднем за 25 лет средняя относительная влажность воздуха в период «цветение-плодообразование» (ЦП) варьировала от 30 (2010 г.) до 68% (1990 г.), в период с мая по август в годы уборки семян от 36 % (2010 г.) до 67 % (1990 г.), а в период «год посева - год уборки урожая» (IV-XII/I-VIII) -от 57 (2009/2010 г.) до 72% (1989/1990,1990/1991 гг.).

Влияние относительной влажности воздуха в период «цветение-плодообразование» на урожай семян значимо только у сорта Ерусланка: коэффициент детерминации R2 = 0,198 (F=5,67*), а у сорта Артемида связь незначимая R2 =0,139 (F=3,70) (рисунок 4 д, е).

Коэффициент корреляции между признаками «средняя относительная влажность воздуха за период май-август» и «урожай семян» в среднем за 25 лет у сорта Ерусланка составил минус 0,40, а у сорта Артемида - минус 0,34 (рисунок 5 д, е).

Между тем взаимосвязь между урожаем семян и относительной влажностью воздуха в период «год посева — год уборки урожая» (IV—ХИЛ— VIII) у обоих значимая: у сорта Ерусланка коэффициент детерминации К2 =0,429 (Е=17,27*), у сорта Артемида - Я2 =0,437 ^=17,83*) (рисунок 6 д, е). В среднем за 25 лет коэффициент корреляции между признаками «средняя относительная влажность воздуха, за период, охватывающий первый и второй годы жизни» и «урожай семян» у сорта Ерусланка составил минус 0,65**(р < 0.01), а у сорта Артемида минус 0,66**(р < 0.01).

Глава 4. «Характеристика сорта Натали и новых перспективных популяций»

Сорт Натали. В 2010 году из популяции № 7/03, выведенной на Ершовской ОСОЗ методом рекуррентных отборов из образца коллекции ВИР, путем переопыления с образцами рабочей коллекции опытной станции, получен сорт люцерны синей Натали (Схема создания сорта Натали). В конкурсном испытании находится с 2006 года. Среди перспективных селекционных номеров эта популяция за три года конкурсного испытания дала наиболее высокий урожай зеленой массы и была одной из лучших по урожаю семян (таблица 1).

Вид - люцерна синяя. Растения среднерослые, форма куста полупрямостоячая, высотой 100-115 см. Число узлов 13-15, кустистость средняя, облиственность - 51%, листья ланцетные и обратно яйцевидные, опушение слабое. Кисть цилиндрическая и яйцевидная, длиной 2-3 см. Окраска венчика синяя и сиреневая. Бобы коричневые и желтые, 2-3 завитка

Таблица 1 - Урожайность перспективных селекционных номеров люцерны в конкурсном сортоиспытании (2007,2009,2010 гг.)

Селекционный номер Урожайность

зеленой массы, т/га семян, кг/га

2007 2009 2010 средняя 2007 2009 2010 средняя

Узень St 36,7 42,8 16,9 32,1 204 542 570 439

5/97 36,3 39,7 15,8 30,6 269 590 560 473

5/99 39,8 46,5 16,7 34,3 300 623 550 491

7/00 36,8 42,6 17,1 32,2 286 628 610 508

1/03 42,7 47,7 16,5 35,6 326 641 560 509

Натали (7/03) 43,5 46,6 20,4 36,8 388 665 600 551

Среднее 33,6 495,1

Рфакт 6,2* 4,6*

НСРоз 3,0 56,0

* значимо при 95%-ным уровни вероятности

Популяция среднеспелая. Урожай зеленой массы составил в среднем за пять лет 30,6 т/га, а семян - 436,2 кг с 1га., при урожае стандарта-сорта Узень - 26,9 т/га и 361,9 кг/га. Соответственно в процентном соотношении прибавка урожая нового сорта к стандарту составила: зеленой массы - 14%, семян - 21 % (таблица 2).

Анализ данных урожая зеленой массы, а также семян (таблица 2) и структуры элементов его составляющих показывают, что в процессе селекции идет постоянное улучшение последних. Так если урожай первого созданного на станции сорта Ерусланка (год допуска 1993) принять за 100%, то сорт Узень (2006) урожайнее по зеленой массе на 2 %, по семенам на 33%. Сорт Натали переданный на госиспытание в 2010 г, соответственно на 15 и 60%.

Сорт вполне конкурентоспособен, поскольку превосходит ранее районированные сорта по урожаю корма и семян. Основное достоинство -высокая общая и семенная продуктивность.

Таблица 2 - Урожайность зеленой массы и семян сортов люцерны в конкурсном сортоиспытании

Сорта Урожайность

зеленой массы, т/га семян, кг/га

2007 2009 2010 2011 2012 средняя 2007 2009 2010 2011 2012 средняя

Ерус-ланка 32,0 45,5 16,9 7,8 30,5 26,5 79,0 431,0 448,0 393,0 10,4 272,3

Узень (st) 36,7 42,6 15,7 9,8 29,5 26,9 204,0 542,0 573,0 476,0 14,3 361,9

Натали 43,5 46,6 20,4 9,3 33,4 30,6 390,0 665,0 603,0 510,0 12,8 436,2

Среднее 28,0 442,8

Ефакт 4,6* 18,6*

НСР05 3,5 82,1

* значимо при 95%-ным уровни вероятности

Наибольший экономический эффект от возделывания сорта получается на этапе семеноводства. По урожаю семян в конкурсном сортоиспытании Натали превзошла стандарт на 74,3 кг/га. При рыночной стоимости семян люцерны 200 руб. за 1кг., дополнительный доход от реализации этих семян составит 14860 рублей с 1га.

«Кормовая и семенная продуктивность новых перспективных популяций» Как видно из таблицы 3, в среднем за четыре года (2009-2012) различия сортов по урожаю зеленой массы и урожаю семян значимые. Между тем различия по урожаю сухого вещества, в том числе сухих листьев и сухих стеблей, незначимые. В этих контрастных условиях по урожаю зеленой массы и семян лучшие показатели у новых сортов - Сирена и Натали. Сорт Сирена значимо превысил стандарт (сорт Узень) по урожаю

зеленой массы на 14% , по урожаю семян - на 23 %, сорт Натали - на 12 и 12 %, соответственно. Однако в условиях экстремально жарких и засушливых лет (2010, 2011) изучаемые сорта и популяции значимо не различались по урожаю зеленой и сухой надземной биомассы, что указывает на необходимость выявления и вовлечения в селекционный процесс новых доноров устойчивости к названным абиотическим стрессорам.

Таблица 3 - Урожай зеленой массы (т/га), урожай сухого вещества (т/га), урожай сухих листьев (т/га), урожай сухих стеблей (т/га), урожай семян (кг/га), сортов люцерны

Сорт УЗМ, т/га УСВ, т/га УСЛ, т/га УСС, т/га УС, кг/га

Узень 24,4 5,90 3,08 2,81 401,2

Артемида 27,0 6,12 3,18 2,94 416,7

Ерусланка 25,2 6,01 3,18 2,82 320,4

Диана 25,0 5,91 3,09 2,82 415,8

Сателлит 25,4 6,15 3,18 2,96 407,8

Сирена 27,8 6,35 3,31 3,05 495,1

Натали 27,4 6,28 3,26 3,00 447,6

Среднее 26,0 6,11 3,18 2,91 414,9

Рфакт. 5,6* 0,4 0,3 0,7 4,8'

НСР05 1,2 NS NS NS 71,8

В конкурсном испытании в среднем за два года наивысший урожай зеленой массы, а также семян дали перспективные популяции - 6/04 и 2/08. Результативность селекции люцерны, конечно, будет очень заметна в сравнении с первым сортом Ершовской селекции - Ерусланка.

Популяция 6/04 превысила сорт Ерусланка по урожаю зеленой массы на 20%, по урожаю семян - на 35 %, популяция 2/08 соответственно - на 50 и 51 %. В сравнении со стандартом сорт Узень, популяция 6/04 превысила по урожаю зеленой массы на 13%, по урожаю семян - на 16%, популяция 2/08 соответственно - на 41 и 30%. (таблица 4). Именно поэтому планируется передать в будущем эти две популяции на государственное сортоиспытание.

Таблица 4 - Урожайность сортов и перспективных популяций люцерны

Сорта Зеленая масса, т/га Семена, кг/га

2011 2013 средняя 2011 2013 средняя

Узень 9,8 7,6 8,7 476,0 188,0 332,0

Диана 7,4 9,8 8,6 513,0 218,0 365,5

Сателлит 9,3 9,0 9,2 442,0 196,0 319,0

Ерусланка 7,8 8,5 8,2 393,0 179,0 286,0

Сирена 9,7 8,3 9,0 576,0 186,0 381,0

Натали 9,3 10,7 10,0 510,0 268,0 389,0

6/04 11,6 8,0 9,8 560,0 210,0 385,0

2/08 14,7 9,9 12,3 651,0 210,0 430,5

Среднее 9,5 361,0

Рфакт. 1,1 1,4

НСР05 N8 N5

ВЫВОДЫ

1. На каштановых почвах засушливого Поволжья установлено влияние высоты растений и продолжительности межукосных периодов на кормовую продуктивность люцерны. Количественно показана взаимосвязь между этими признаками в трех последовательных укосах люцерны.

2. За период с 1989 по 2013 год у сортов Ерусланка и Артемида при колебании урожая зеленой массы с трех укосов люцерны второго года жизни от 8,5 и 8,4 т/га до 74,0 и 74,8 т/га, соответственно, установлена нелинейная зависимость урожая от количества атмосферных осадков. Связи между зимними осадками (ноябрь-март) и урожаем не выявлено.

3. За последние 25 лет (1989-2013) у двух сортов люцерны урожай семян, несмотря на резкое варьирование, значимо повысился, особенно в период с 2005 по 2013 год, у сорта Артемида - в 3,9 раза, у сорта Ерусланка -в 4,8 раза. Последний период характеризуется более высокими значениями средней температуры воздуха (на 1,1 °С), снижением относительной влажности воздуха (на 5,3%) и количества осадков во время двух лет вегетации (на 82,0 мм). У обоих сортов связь урожая семян со средней

температурой воздуха значимая положительная, а с количеством осадков и относительной влажностью воздуха - отрицательная. Предполагается, что в повышении семенной продуктивности решающую роль сыграло улучшение условий для размножения опылителей и посещения ими цветущих растений. Идентифицированы виды пчел, посещающие цветущие растения люцерны, среди них не выявлено пчелы листореза, завезенной на Ершовскую ОСОЗ из Канады в 1980 году.

4. Установлено, что при раннем сроке перехода температуры через 5°С урожай зеленой массы у сортов Ерусланка и Артемида в среднем за 8 лет выше, чем при позднем переходе, у сорта Ерусланка на 17,9 т/га и 53%, у сорта Артемида на 13,5 т/га и 38 %, соответственно. Основной причиной этого может быть более длительный период формирования первого укоса в условиях более раннего начала вегетации.

5. Создан и передан на Государственное испытание сорт люцерны Натали, который в среднем за 5 лет, превышает первый, созданный на станции сорт Ерусланка районированный в 1993 году, по семенной продуктивности на 60 %, а по урожаю кормовой массы на 15 %, а также сорт-стандарт Узень на 14% и 21 % соответственно.

6. Рост семенной продуктивности обеспечивается, главным образом, увеличением числа семян в бобе и кистей на одном стебле. В среднем за 2007, 2010 гг. показатели элементов структуры урожая семян у сорта Натали составили: число кистей на одном генеративном побеге 10,5 шт., число бобов в кисти - 9,5 шт., число семян в бобе - 3,4 шт., тогда как у сорта-стандарта Узень эти показатели составили соответственно 9,0; 10,0; 3,3 шт.

7. Поражённость болезнями нового сорта Натали: фузариозом 2,0 баллов, что находится на уровне стандартного сорта, поражённость микоплазмозом в среднем за три года 16,1 %, что меньше в 1,5 раза, чем у сорта Узень.

8. Сорт Натали вполне конкурентоспособен, наибольший экономический эффект от возделывания сорта получается на этапе

семеноводства. По урожаю семян в конкурсном сортоиспытании сорт Натали превзошёл стандарт на 74,3 кг/га. При рыночной стоимости семян люцерны 200 руб. за 1кг., дополнительный доход от реализации этих семян составляет 14860 рублей с 1га.

9. В конкурсном испытании в среднем за четыре года (2009-2012) наивысший урожай зеленой биомассы, сухого вещества (сухих листьев и сухих стеблей), а также семян дали два новых сорта — Сирена и Натали. Сорт Сирена значимо превысил стандарт (сорт Узень) по урожаю зеленой массы на 14% , по урожаю семян - на 23 %, сорт Натали - на 12 и 12 %, соответственно. Однако в условиях экстремально жарких и засушливых лет (2010, 2011) изучаемые сорта и популяции значимо не различались по урожаю зеленой и сухой надземной биомассы.

10. В сравнении со стандартом сорт Узень, популяция 6/04 превысила по урожаю зеленой массы на 13%, по урожаю семян - на 16%, популяция 2/08 соответственно — на 41 и 30%. Планируется передать в будущем эти две популяции люцерны на государственное сортоиспытание.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ДЛЯ СЕЛЕКЦИОННОЙ ПРАКТИКИ

Рекомендуется в качестве исходного материала для селекции люцерны в условиях засушливого Заволжья:

- на зеленую массу - сорт Сирена и Натали, популяции 2/07,2/08.

- на семена - сорт Сирена и Натали, популяции 2/08,6/04.

Популяции 2/08, 6/04, 2/07, 1/07 использовать для гибридизации по

следующим признакам: высоте растений, урожаю зеленой массы, сухой биомассы, сухих листьев и стеблей и семян.

Провести производственные испытания сорта люцерны Натали и новых лучших популяций, созданных за последние годы - 2/08 и 6/04.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

В изданиях рекомендованных ВАК РФ

1. Найдович, В.А Зависимость кормовой продуктивности люцерны от атмосферных осадков в засушливом Поволжье / В.А. Найдович, Т.Н. Попова,

B.А. Крупнов // Доклады российской академии сельскохозяйственных наук. -2013. - №2. - С. 27-29. (0,20 п.л., авт. - 0,10)

2. Попова, Т.Н. Взаимосвязь кормовой продуктивности с высотой растений и продолжительностью периода вегетации люцерны в засушливом Поволжье / Т.Н. Попова, В.А. Найдович // Вавиловский журнал генетики и селекции. - 2011. - том 15.-№4. - С.794-799. (0,40 пл., авт. - 0,20)

В прочих изданиях

3. Найдович, В.А. Результаты селекции люцерны в Ершове / В.А. Найдович, Р.И. Найдович, П.А. Кузнецов, Т.Н. Попова // Аграрный вестник НИИСХ Юго-Востока. - 2013. - №1-2. - С. 60-63. (0,20 пл., авт. - 0,10)

4. Попова, Т.Н. Взаимосвязь кормовой продуктивности с высотой растений и продолжительностью периода вегетации люцерны в засушливом Поволжье / Т.Н. Попова, В.А. Найдович // Вавиловские чтения - 2011: Материалы межд. науч.-практ. конф. - Саратов: Изд-во «Кубик», 2011. -

C.54-57. (0,20 пл., авт. - 0,10)

5. Попова, Т.Н. Кормовая и семенная продуктивность сортов и перспективных популяций люцерны / Т.Н. Попова // Сборник докладов Региональной научно-практической конференции "Научное обеспечение агропромышленного комплекса Юга России" 22 мая 2013 года. II часть. -Майкоп: изд-во «Магарин О.Г.», 2013. - С. 189-194. (0,30 пл., авт. 0,30)

6. Попова, Т.Н. Результаты отбора люцерны на продуктивность в Засушливом Поволжье / Т.Н. Попова В.А. Найдович, П.А. Кузнецов // Научные и технологические подходы в развитии аграрной науки: Материалы III Международной научно-практической конференции молодых ученых. -М.: издательство «Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук», 2014. - том 1. - С.144-147. (0,20 пл., авт. - 0,10)

ПОПОВА ТАТЬЯНА НИКОЛАЕВНА

СЕЛЕКЦИЯ ЛЮЦЕРНЫ НА КОРМОВУЮ ПРОДУКТИВНОСТЬ В ЗАСУШЛИВОМ ЗАВОЛЖЬЕ

Специальность: 06.01.05 - селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Подписано в печать 17.12.2014. Формат 60x84 'Лб. Бумага офсетная. Гарнитура Times. Объем 1.0 печ. л. Тираж 100 экз. Заказ 997-3.

Типография «Техно-Декор» г. Саратов, ул. Московская, 160 тел.: (845-2) 26-38-48 sar-print.ru