Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Селекция люцерны на семенную продуктивность в засушливом Заволжье

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

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

На правах рукописи

МАЛЮТОВ МАКСИМ ПАВЛОВИЧ

СЕЛЕКЦИЯ ЛЮЦЕРНЫ НА СЕМЕННУЮ ПРОДУКТИВНОСТЬ В ЗАСУШЛИВОМ ЗАВОЛЖЬЕ

Специальности: 06.01.0.3 - селекция и семеноводство 06.01.09 - растениеводство

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Саратов 2005

Работа выполнена на Ершовской опытной станции орошаемого земледелия ГНУ Научно-исследовательского института сельского хозяйства Юго-Востока

Научный руководители: доктор биологических наук, профессор,

заслуженный деятель науки РФ Василий Ананьевич Крупное кандидат сельскохозяйственных наук Ганькин Александр Владимирович

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук

Виталий Федорович Пимахин доктор сельскохозяйственных наук Галина Ивановна Костина

Ведущая организация - ФГОУ ВПО «Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова»

Защита диссертации состоится «2б »аШ 2005 года в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 006.050.01 при ГНУ Научно-исследовательском институте сельского хозяйства Юго-Востока по адресу: 410010. Саратов, улица Тулайкова, 7. зал заседаний

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ НИИСХ Юго-Востока

2005 г.

Автореферат разослан .

Ученый секретарь диссертационного совета.

кандидат биологических наук ' - Сибикеева

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Люцерна является ценной высокоурожайной кормовой культурой для зоны засушливого Заволжья. Она возделывается для производства различных видов кормов: сена, сенажа, травяной муки и других кормов, сбалансированных по содержанию протеина и незаменимых аминокислот. Люцерна обогащает почву биологическим азотом за счет симбиоза с азотофиксирующими бактериями, выступает отличным предшественником для последующих культур, играет важную мелиоративную роль, способствует повышению почвенного плодородия.

Урожайность семян люцерны в условиях засушливого Заволжья подвержена резким колебаниям и находится в основном на невысоком уровне, что обусловливает необходимость закладывать семенные посевы на больших площадях в ущерб посевам на кормовые цели. Увеличение семенной продуктивности, особенно, за счет создания новых высокопродуктивных сортов, является актуальной проблемой.

Цель и задачи исследований. Основная цель наших исследований - создание селекционного материала люцерны с повышенной семенной продуктивностью и урожайностью кормовой массы на уровне или выше лучших стандартных сортов, в сочетании с полевой устойчивостью к основным возбудителям заболеваний в зоне засушливого Заволжья.

Для достижения цели решали следующие задачи:

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

• изучить влияние метеоусловий на семенную продуктивность;

• определить варьирование элементов семенной продуктивности в процессе селекции (1989-2003 гг.);

• отобрать исходные формы и создать новый селекционный материал;

• оценить созданный материал в селекционных и контрольном питомниках по семенной и кормовой продуктивности, а также по другим признакам;

• изучить перспективные образцы в конкурсном

сортоиспытании.

Научная новизна. Впервые в засушливом Заволжье определена взаимосвязь семенной продуктивности с элементами составляющими ее структуру. Создан селекционный материал, обладающий высокой продуктивностью семян и кормовой массы, а также полевой устойчивостью к микоплазмозу. По архивным данным оценены и проанализированы результаты полевого изучения 1500 коллекционных образцов. Сформулирована схема эффективной селекционной технологии люцерны применительно к условиям засушливого Заволжья и пункта селекции, Ершовской опытной станции.

На защиту выносятся следующие основные положения:

1. Влияние на урожайность семян элементов продуктивности.

2. Влияние метеорологических факторов на семенную продуктивность.

3. Селекция материала с повышенной семенной продуктивностью в засушливом Заволжье.

4. Создание сорта Узень.

Практическая ценность работы. Создан селекционный

материал, обладающий хозяйственно-ценными признаками и свойствами: высокой продуктивностью семян и кормовой массы, зимостойкостью, многолетностью, полевой устойчивостью к возбудителям заболеваний, в том числе и к микоплазмозу. На основе использования полученного материала создан новый сорт люцерны синей Узень, который с 2003 года проходит государственное сортоиспытание (заявка № 39644/9705544).

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 за 1989-2003 гг. Доля установленного авторства в сорте Узень - 5 %.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены на заседаниях ученого совета Ершовской опытной станции (2002-2004 гг.), на международных научно-практических конференциях: «Современные методы адаптивной селекции зерновых и кормовых культур (г. Кинель, 2002 г.) и «Стратегия адаптивной селекции полевых культур в связи с глобальным изменением климата» (г. Саратов, 2004 гг.).

Публикации. Опубликовано 4 печатных работы.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 94 страницах, состоит из введения, 4 глав, выводов и предложений производству, содержит 31 таблицу, 7 рисунков. В приложении даны 9 таблиц. Список использованной литературы включает 175 источников, в том числе 21 на иностранных языках.

2. УСЛОВИЯ, МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Экспериментальную работу проводили на Ершовской опытной станции орошаемого земледелия НИИСХ Юго-Востока в условиях засушливого Заволжья Саратовской области. Данные по метеоусловиям предоставлены Ершовской метеорологической станцией.

Ершовская опытная станция располагается в зоне рискованного земледелия. Климатические условия характеризуются резкой континентальностью и типичны для подзоны сухих степей. Им свойственны быстрые переходы от суровой зимы к жаркому лету, а также сильные колебания температуры в течение суток и месяцев года, низкая влажность воздуха, богатство солнечной инсоляции и недостаток осадков, неравномерное распределение их по годам и в течение года.

Почвы темно-каштановые, содержание гумуса 3,0-3,8 %. Грунтовые воды залегают глубоко. Среднемноголетнее количество осадков за год 368 мм. Максимальная температура воздуха (40°С) отмечается в июле, минимальная (-41°С) - в январе и феврале. Сумма активных температур (выше 10°С) составляет 2788°. Среднегодовая температура воздуха составляет 4,8 °С. Основное количество осадков выпадает в осенне-зимний период. В период же вегетации наблюдается их дефицит.

Снабжение орошаемых посевов водой осуществляется за счет реки Волги посредством обводнительного канала им. Алексеевского. Оросительная система комбинированная. Полив осуществляли дождевальной машиной ДДА-100М. На семенных посевах проводили 1-2 полива нормой 500-600 м3 на га, в годы с достаточным увлажнением растения выращивали без полива. На кормовых посевах поливная норма - 500-600 м3 на га под каждый укос.

Объектами исследований служили сорта Зайкевича, Ерусланка, Артемида, Диана и Узень, а также образцы коллекции, наиболее широко используемые в практической селекции на Ершовской

опытной станции, к-32098 и к-38914. Данные для анализов взяты за 15 лет (1989-2003 гг.).

Погодные условия годов исследований были разнообразны, это позволило дать объективную оценку изучаемому материалу.

В качестве стандарта до 1994 года использовали сорт Зайкевича, районированный с 1938 г. С 1994 года за стандарт приняли сорт Ершовской селекции Ерусланка, получивший допуск к использованию в Нижневолжском регионе.

Основные методы селекции - межсортовая, межвидовая гибридизация, поликросс, индивидуальный и групповой биотипический отборы.

Селекционный материал изучали в одновидовых беспокровных посевах ранневесеннего срока посева: в селекционных (при индивидуальном стоянии растений) и микоплазменном питомниках (учетная площадь делянки 7 м2), в контрольном питомнике на кормовую продуктивность (площадь делянки 4,2 м2, междурядья 70 см, повторность 4-х кратная), в инфекционном питомнике (площадь делянки 7 м2, посев гнездовой (70x30), повторность 4-х кратная), в конкурсном сортоиспытании на кормовую продуктивность - при сплошном рядовом посеве, на семена - при широкорядном посеве с междурядьями 70 см. Учетная площадь делянки в конкурсном сортоиспытании на кормовую продуктивность - 13 м2 в 6-ти повторениях, на семена - 25 м2 в 4-х повторениях.

Полевые опыты, учеты и наблюдения проводили согласно методических указаний: «Методика опытов на сенокосах и пастбищах», ВНИИ кормов, 1971; «Методические указания по селекции и первичному семеноводству многолетних трав», ВНИИ кормов, 1993.

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

Полевые и лабораторные исследования проводили под руководством к. с.-х. н. В.А. Найдовича. В научных исследованиях принимали также участие Р.И. Найдович, А.А. Решетников, Д.И. Мошкова, которым автор выражает сердечную благодарность.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 3. Семенная продуктивность и факторы, влияющие на нее 3.1. Элементы семенной продуктивности

В процессе селекции люцерны удалось получить сорта с повышенной семенной продуктивностью за счет увеличения проявления составляющих ее элементов: продуктивной кустистости, количества кистей на стебле, бобов в кисти и семян в бобе.

Масса 1000 семян у люцерны колеблется по годам от 2 до 3 г. При этом различия в этом показателе между сортами минимальные и составляют не более 0,1-0,2 г. В связи с этим сравнивать сорта по массе 1000 семян нецелесообразно.

При изучении элементов семенной продуктивности с первого укоса (табл. 1) установлено, что сорта Ерусланка и Артемида превосходят сорт Зайкевича по продуктивности семян, а также по количеству кистей на стебле, бобов в кисти и семян в бобе. Артемида превышает Ерусланку по продуктивности семян, по количеству продуктивных стеблей на единицу площади и числу бобов в кисти. Отмечали значимое, в среднем за годы исследований, превышение сорта Артемида над сортом Зайкевича по числу семян в бобе. Увеличение продуктивной кустистости от сорта Зайкевича до сорта Артемида с первого укоса не установлено.

Со второго укоса (табл. 2), определено повышение семенной продуктивности от Зайкевича до Артемиды. Аналогично происходит увеличение числа продуктивных стеблей и количества семян в бобе. Ерусланка, также, имеет больше кистей на стебле. По числу бобов в кисти сорта Ерусланка и Артемида находятся примерно на одном уровне и превышают сорт Зайкевича. Сорт Артемида превосходит Ерусланку по семенной продуктивности, количеству продуктивных стеблей и по числу семян в бобе.

Изучены элементы семенной продуктивности у сортов селекции Ершовской опытной станции - Ерусланка, Артемида, Диана и Узень (табл. 3). Самую высокую продуктивность показал сорт Узень. Он превосходит по продуктивной кустистости сорт Ерусланку, по числу кистей на стебель сорта Ерусланку и Диану, по числу бобов в кисти Ерусланку, Артемиду и Диану, по количеству семян в бобе -Ерусланку и Артемиду.

1. Элементы семенной продуктивности сортов люцерны с первого укоса (среднее за 1989-1994 гг.)

Сорт Продуктивность, г/м2 Продуктивные стебли, шт/м2 Кистей на стебле, шт Бобов в кисти, шт Семян в бобе, шт

Зайкевича 8,0 120 11,1 9,5 1,9

Ерусланка 12,3 108 13,1 10,4 2,8

Артемида 14,6 123 13,3 1 11,6 2,9

НСР05 - - 1 0,78

Ефакт N5 N5 N5 ! N5 4,55*

Примечание: * - значимо на уровне 5 %

2. Элементы семенной продуктивности сортов люцерны со второго укоса (среднее за 1990, 1993-1995,1997 гг.)

Сорт Продуктивность, г/м" Продуктивные стебли, шт/м" Кистей на стебле, шт Бобов в кисти, шт Семян в бобе, шт

Зайкевича ; 3,6 130 8,9 8,7 2,0

: Ерусланка 5,1 163 9,5 9,4 2.2

| Артемида 8,2 195 8,4 9.5 2,9

^ факт N5 N8 N5 N5

Превосходство над другими сортами Узень имеет за счет числа бобов в кисти, количества семян в бобе, и в меньшей степени, за счет продуктивной кустистости и числа кистей на стебле. Показатели семенной продуктивности сортов Артемида, Диана и Узень, по сравнению с более ранним сортом Зайкевича, улучшены в процессе селекции. Первый сорт Ершовской селекции - Ерусланка, имеет промежуточные показатели элементов структуры урожая семян.

3. Элементы семенной продуктивности сортов люцерны с первого укоса (среднее за 1999,2001-2003 гг.)

Сорт Продуктивность, г/м2 Продуктивные стебли, шт/м2 Кистей на стебле, шт Бобов в кисти, шт Семян в бобе, шт

Ерусланка 81 7,0 124 8,5 | 10,0 2,5

Артемида 10,7 136 ' 9,7 10,7 2,6

Диана 11,9 138 8,7 ил 3,0

Узень 13,5 140 9,5 11,6 3,0

Рфакт N5 1 ЫБ N5

Корреляционным анализом установлена тесная положительная связь семенной продуктивности с составляющими ее компонентами. Не исключено, что тесные прямые корреляции - результат высокой однородности селекционного материала, адаптированного к конкретным условиям Ершовской опытной станции. Наши данные по корреляционным зависимостям семенной продуктивности от составляющих ее компонентов не противоречат литературным источникам: Ледовская К.П. (2003), Писковацкий Ю.М. (1994), Петкович И.П. (1991).

По частоте встречаемости высокодостоверных коэффициентов корреляции (табл. 4), можно отметить, что семенная продуктивность сортов Зайкевича, Ерусланка и Артемида в большей мере зависит от числа бобов в кисти и числа семян в бобе, и в меньшей степени от количества кистей на стебле и продуктивной кустистости.

4. Встречаемость значимых корреляций семенной продуктивности с элементами ее структуры у сортов люцерны

Сорт Элементы семенной продуктивности

продуктивная кустистость кистей на стебле бобов в кисти семян в бобе

Зайкевича 1 1 4 1

Ерусланка 2 5 6 2

Артемида 1 3 7 3

Сумма 4 ! 9 1 у 17 6*

Примечание: * - получены только с первого укоса

Нам не удалось установить значимых корреляций со второго укоса между семенной продуктивностью и числом семян в бобе.

Ввиду недостаточной выборки у сортов Диана и Узень сложно сказать, какой из элементов структуры урожая оказывает наибольшее влияние на семенную продуктивность.

В результате сравнения семенной продуктивности и ее компонентов с первого и второго укосов, установили, что существенно изменяется только продуктивная кустистость. Она была выше со второго укоса (табл. 5). Это объясняется тем, что весной и после укосов пробуждаются новые почки на корневой шейке растения люцерны, которые формируют дополнительные побеги. В остальных показателях существенных различий не наблюдалось. Так, сорт Зайкевича со второго укоса имеет показатели семенной продуктивности выше, чем с первого укоса. Сорта Ерусланка и Артемида со второго укоса имеют меньший урожай семян и меньше кистей на стебле, по сравнению с первым укосом, у Ерусланки также было меньше семян в бобе, а у Артемиды - бобов в кисти. Различия в этих показателях у сортов Ерусланка и Артемида объясняется тем, что растения со второго укоса сокращают период цветение-плодообразование на 10-15 дней по сравнению с первым укосом. Ввиду этого снижаются показатели элементов семенной продуктивности, кроме продуктивной кустистости, и урожай семян несколько уменьшается. Сорт Зайкевича, вероятно, ввиду сортовых особенностей формирует больший урожай семян со второго укоса.

5. Семенная продуктивность и ее компоненты у сортов люцерны с первого и второго укосов

(в среднем за 1990, 1993, 1994 гг.)

11

3.2. Влияние метеорологических условий

Ввиду того, что действие метеопоказателей на семенную продуктивность люцерны происходит в комплексе, в котором участвуют болезни и вредители, сортовые особенности растений, наличие насекомых-опылителей и т.д., а также, что при изучении количественных показателей отмечали непостоянство их значений по годам, мы проанализировали и обобщили данные за 12 лет.

Анализ полученных данных позволяет сделать заключение, что температура воздуха в период цветение-плодообразование ниже 20 °С, обильные осадки и очень высокая влажность воздуха не благоприятно сказываются на семенной продуктивности. Сильная атмосферная засуха, когда относительная влажность воздуха опускается ниже 30 %, отрицательно сказывалась на урожае семян. Температурный режим выше 20 °С, относительная влажность воздуха в пределах от 40 до 60 %, а также умеренное количество осадков способствуют получению высокой семенной продуктивности.

4. Селекция на повышенную семенную продуктивность

4.1. Создание сортов люцерны с повышенной семенной продуктивностью

На Ершовской опытной станции разработана и сформулирована схема создания сортов люцерны с повышенной семенной продуктивностью для засушливого Заволжья (рис. 1).

За период с 1976 по 2003 годы на Ершовской опытной станции было изучено 1500 образцов коллекции, полученных из ВИР и других научно-исследовательских учреждений.

По урожаю зеленой массы выделяются номера образцов по каталогу ВИР: из США - к-39118, 38315, 38340, 38380, 36603, 11432; из стран Европы - 26106, 36048, 36614, 24348, 29683, 30609, 36626, 36627, 36608, 36039, 37366, 33683, 34389; из Канады - 8870, 32733, 38382; из Турции - 36910; из Перу - 38347; с территории бывшего СССР - 36909,38270,29660,27062, 8353.

Наиболее высокой семенной продуктивностью отличаются образцы из США - к-33681, 35579, 37367, 39118, 38464, 39811; из стран Европы -34388, 7706, 29998, 30604, 30609, 36624, 36905, 37375, 39963, 32490, 36626, 36627; из Канады - 38382, 8870; из Китая

Рис. 1. Схема селекционной технологии, адаптированной к условиям засушливого Заволжья

Фузариозная корневая гниль является одним из наиболее вредоносных и широкораспространенных заболеваний люцерны. Поражались практически все образцы. В полевых условиях слабо поражаются образцы Кинельская 1, Ташкентская 1.

Наиболее зимостойкими в этих условиях оказались отечественные сорта из районов Нечерноземья, Средней полосы России, Сибири, Юго-Востока. Медведицкая, Камалинская 930, Северная гибридная, Голубая Гурьевская, Марусинская 425, Павловская 7, Краснокутская 4009, отдельные зарубежные образцы из Канады - к-8870, 8873, США - к-34599, Европейских стран - к-21931,30616,29973.

На Ершовской опытной станции созданы три сорта люцерны Ерусланка, Артемида и Диана, которые имеют допуск к использованию в Нижневолжском и Центрально-Черноземном регионах.

4.2. Создание сорта Узень

На основе разработанной схемы селекционной технологии, создан новый сорт люцерны синей (Medicago sativa) Узень. Основным методом создания его был многократный индивидуальный отбор из образца коллекции ВИР в сочетании с переопылением с лучшими номерами рабочей коллекции Ершовской опытной станции, с последующим объединением потомств лучших биотипов.

Соцветие - кисть, цилиндрическая, плотная. Длина кисти 2-3 см. Окраска венчика синяя, фиолетовая. Бобы крупные, желтые и коричневые, имеют 2-4 завитка спирали. Семена почковидные и фасолевидные, цвет желтый. Корневая система стержневая, мощная, с хорошо выраженным главным корнем.

Сорт является раннеспелым. Вегетационный период при выращивании на семена от начала весенней вегетации до полной спелости семян составляет 109-119 дней, от первого укоса до полной спелости семян - от 86 до 101 дня. Вегетационный период при выращивании на сено составляет: от начала весенней вегетации до первого укоса - 45-49 дней, от первого до второго укоса - 35-36 дней, от второго до третьего укоса - 38-43 дня, от третьего до четвертого -50 дней.

По семенной продуктивности сорт Узень в среднем за четыре цикла при трехлетнем использовании (посев 1997, 1999, 2000, 2002 гг.) превзошел ранее созданные на Ершовской опытной станции и

получившие допуск для регионов пользования сорта Ерусланку, Артемиду и Диану. При этом он не уступал им по урожаю кормовой массы. Основной стандарт Ерусланку Узень по урожаю семян превысил на 42 % (табл. 6).

6. Урожай сортов в конкурсном испытании (посев 1997, 1999, 2000, 2002 гг., в среднем за 4 цикла)

Показатель Год Сорт

посева Ерусланка Артемида. Диана Узень

1997 1,6 3,1 2,9 3,7

1999 3,5 3,7 3,3 3,9

Семена, ц/га 2000 1,2 1,7 1,3 1,7

2002 1,3 1,4 1,5 1,5

среднее 1,9 2,5 2,3 2,7

% к 100 132 121 142

НСР05 0,7

Рфакт. 19,6**

1997 52,0 60,0 53,4 61,2

1999 60,0 62,3 59.9 61,5

Зеленая 2000 32,5 32,3 28,4 28,4

масса, т/га 2002 46,7 47,5 46,6 48,6

среднее 47,8 50,5 47,1 49,9

% к 100 106 99 104

НСР05 41,5

Р факт. 101,2* *

1997 11,5 13,3 12,0 13,7

Воздушно- 1999 12,9 13,5 12,8 13,3

сухое 2000 7,3 . 7,3 6,4 6,5

вещество, 2002 9,5 9,4 9,3 9,7

т/га среднее 10,3 10,9 10,1 10,8

% к 100 ! 106 98 105

НСР05 9,3

Рфакт. 92,9**

Примечание: ** - значимо на 1 % уровне

Сильные колебания урожая семян и кормовой массы по годам, по всей видимости, связаны с различными погодными условиями, в частности с температурным и водным режимами, в течение вегетации растений и особенно в период цветение-плодообразование.

Показатели кормовой ценности протеина и клетчатки в кормовой массе в пересчете на абсолютно сухое вещество содержится соответственно на 0,5 % и 0,6 % больше, чем у сорта Ерусланка. Пораженность фузариозом 5 баллов, что находится на уровне стандартного сорта. Пораженность микоплазмозом в среднем за три цикла (посев 1997, 1999, 2000 гг.) составила 22 %, что меньше в 3 раза, чем у стандарта (табл. 7). По зимостойкости и устойчивости к заморозкам сорт не уступает Ерусланке.

7. Характеристика сорта Узень в сравнении со стандартным сортом Ерусланка

1 1 | Показатели Сорт

Узень Ерусланка

| Показатели кормовой

| ценности, %:

I протеин клетчатка

18,3 22,7

17,8 22,1

Пораженность ' заболеваниями: фузариоз, балл микоплазмоз, %

5 22

5 68

, Элементы семенной !

'продуктивности: 1 1

,продуктивная | кустистость, шт/м" I

140 ; 124

! кистей на стебле, шт 9,5 : 8,5

' бобов в кисти, шт 11,6 ! ю.о

' семян в бобе, шт 3,0 2,5

Сорт Узень имеет преимущества перед Ерусланкой по элементам семенной продуктивности: по числу продуктивных стеблей на единицу площади на 13 %, по числу кистей на стебле - на 12 %, по числу бобов в кисти - на 16 % и по количеству семян в бобе - на 20

Сорт, по нашим оценкам, может хорошо себя проявить в Нижневолжском, Средневолжском и Центрально-Черноземном регионах.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Установлено, что на величину семенной продуктивности люцерны наибольшее влияние оказывают число бобов в кисти, количество семян в бобе (с первого укоса) и число кистей на стебле.

2. В результате сравнения семенной продуктивности и ее элементов з первом и втором укосах, установили, что существенно различается только продуктивная кустистость - во втором укосе она была выше, чем в первом.

3. Получению высокого урожая семян люцерны благоприятствуют в период цветение-плодообразование температура воздуха выше 20 °С, относительная влажность от 40 до 60 %, а также умеренное количество осадков.

4. В результате испытаний установлено, что для селекции люцерны на повышенную семенную продуктивность источниками являются следующие образцы: к-39118, 38315, 38340, 38380, 36603, 11432 - из США; к-26106, 36048, 36614, 24348, 29683, 30609, 36626, 36627, 36608, 36039, 37366, 33683, 34389 - из стран Европы; к-8870, 32733, 38382 - из Канады; к-36910 - из Турции; к-38347 - из Перу; с территории СССР- 36909, 38270,29660,27062, 8353.

5. Сформулирована схема селекционного процесса, адаптированная к условиям засушливого Заволжья и пункта селекции - Ершовской опытной станции.

6. Определена последовательность улучшения семенной продуктивности при сложившейся технологии ее селекции. Повышение семенной продуктивности у сортов селекции Ершовской опытной станции происходит за счет увеличения продуктивной кустистости, количества кистей на стебель, бобов в кисти и семян в бобе. Эти показатели по сравнению с более ранним сортом Зайкевича у новых сортов люцерны (Артемида, Диана, Узень) улучшены в процессе селекции. У первого сорта Ершовской селекции -Ерусланка, показатели элементов структуры урожая семян промежуточные.

7. Создан и передан на Государственное испытание сорт Узень, который в среднем за 1997, 1999, 2000, 2002 годы посева при

трехлетнем пользовании превышает сорт-стандарт Ерусланку по семенной продуктивности на 42 %, а урожай кормовой массы его при этом находится на уровне допущенных к использованию в Нижневолжском регионе сортов люцерны.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ДЛЯ СЕЛЕКЦИОННОЙ ПРАКТИКИ И ПРОИЗВОДСТВА

Рекомендуется в качестве исходного материала для селекции люцерны в условиях засушливого Заволжья следующие сорта и образцы:

- с высокой урожайностью зеленой массы - из США - к-39118, 38315, 38340, 38380, 36603, 11432; из стран Европы - 26106, 36048, 36614, 24348, 29683, 30609, 36626, 36627, 36608, 36039, 37366, 33683, 34389; из Канады - 8870, 32733, 38382; из Турции - 36910; из Перу -38347; с территории СССР-36909, 38270, 29660, 27062, 8353;

- с высокой семенной продуктивностью - из США - к-33681, 35579, 37367, 39118, 38464, 39811; из стран Европы - 34388, 7706, 29998, 30604, 30609, 36624, 36905, 37375, 39963, 32490, 36626, 36627; из Канады - 38382, 8870; из Китая - 33737; из Турции - 41422; с территории СССР - 38914, 32098, сорта Надежда и Зарница;

с полевой устойчивостью к распространенным в Нижневолжском регионе болезням (ложная мучнистая роса, аскохитоз, ржавчина, карликовость) - из США - к-33681, 35019, 35016, 38379, 39118, 38315; из стран Европы - 39088, 33683, 29971, 24347, 29682, 36628, 36623, 36624; с территории СССР - 22328, 27062, 23426,40812, 32098, 38914;

- с полевой устойчивостью к фузариозному увяданию -Кинельская 1, Ташкентская 1;

- с высокой зимостойкостью - Медведицкая, Камалинская 930, Северная гибридная, Голубая Гурьевская, Марусинская 425, Павловская 7, Краснокутская 4009, отдельные зарубежные образцы из Канады - к-8870, 8873, США - к-34599, Европейских стран - к-21931, 30616,29973.

Если погодные условия первой половины лета не благоприятствуют процессам опыления и плодообразования (низкая температура, обильные осадки), рекомендуется получать семена со второго укоса.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Найдович В.А., Малютов М.П. Селекция люцерны в Поволжье // Бюллетень ботанического сада Саратовского государственного университета им. Н.Г. Чернышевского. - Вып.1. - Саратов, 2002. -С.176-181.

2. Найдович В.А., Малютов М.П. Селекция люцерны в Заволжье // Современные методы адаптивной селекции зерновых и кормовых культур / Материалы международной научно-практической конференции. - Самара, 2003. - С.292-294.

3. Найдович В.А., Малютов М.П. Влияние надземной биомассы и метеоусловий на семенную продуктивность орошаемой люцерны на темно-каштановых почвах Заволжья // Кормопроизводство. - № 9. -2003.-С.25-28.

4. Найдович В.А.. Найдович Р.И., Малютов М.П. Создание адаптивных сортов люцерны с повышенной семенной продуктивностью // Стратегия адаптивной селекции полевых культур в связи с глобальным изменением климата / Сборник научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции. -Саратов: НИИСХ Юго-Востока Россельхозакадемии, 2004. - С. 174179.

Подписано в печать 15.4.2005 г. Формат 60х84'/)6. Гарнитура Times. _Бумага офсетная. Печ л. 1,0 Тираж 100. Заказ 150/319._

Типография ООО «Мустанг Плюс» г Саратов, пр 50 лет Октября, 110 а тел 34-02-85

07

3

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Малютов, Максим Павлович

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. История культуры и народно-хозяйственное значение.

1.2. Классификация и ботаническая характеристика.

1.3. Особенности цветения и плодообразования.

1.4. Отношение к факторам внешней среды.

1.5. Методы и способы селекции.

1.6. Проблемы селекции на семенную продуктивность.

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛ, МЕТОДЫ И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ

ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Материал и методы.

2.2. Почвенно-климатические условия.

ГЛАВА 3. СЕМЕННАЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ И ФАКТОРЫ,

ВЛИЯЮЩИЕ НА НЕЕ.

3.1. Элементы семенной продуктивности.

3.2. Влияние метеорологических условий.

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Селекция люцерны на семенную продуктивность в засушливом Заволжье"

Актуальность. Люцерна является ценной высокоурожайной кормовой культурой для зоны засушливого Заволжья. Она возделывается для производства различных видов кормов: сена, сенажа, травяной муки и других кормов, сбалансированных по содержанию протеина и незаменимых аминокислот. Люцерна обогащает почву биологическим азотом за счёт симбиоза с азотофиксирующими бактериями, выступает отличным предшественником для последующих культур, играет важную мелиоративную роль, способствует повышению почвенного плодородия.

Урожайность семян люцерны в условиях засушливого Заволжья подвержена резким колебаниям и находится в основном на невысоком уровне, что обусловливает необходимость закладывать семенные посевы на больших площадях в ущерб посевам на кормовые цели. Увеличение семенной продуктивности, особенно, за счёт создания новых высокопродуктивных сортов, является актуальной проблемой.

Цель и задачи исследований. Основная цель наших исследований — создание селекционного материала люцерны с повышенной семенной продуктивностью и урожайностью кормовой массы на уровне или выше лучших стандартных сортов, в сочетании с полевой устойчивостью к основным возбудителям заболеваний в зоне засушливого Заволжья.

Для достижения цели решали следующие задачи:

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

• изучить влияние метеоусловий на семенную продуктивность;

• определить варьирование элементов семенной продуктивности в процессе селекции (1989-2003 гг.);

• отобрать исходные формы и создать новый селекционный материал;

• оценить созданный материал в селекционных и контрольном питомниках по семенной и кормовой продуктивности, а также по другим признакам;

• изучить перспективные образцы в конкурсном сортоиспытании.

Научная новизна. Впервые в засушливом Заволжье определена взаимосвязь семенной продуктивности с элементами составляющими её структуру. Создан селекционный материал, обладающий высокой продуктивностью семян и кормовой массы, а также полевой устойчивостью к микоплазмозу. По архивным данным оценены и проанализированы результаты полевого изучения 1500 коллекционных образцов. Сформулирована схема эффективной селекционной технологии люцерны применительно к условиям засушливого Заволжья и пункта селекции, Ершовской опытной станции. ^ На защиту выносятся следующие основные положения.

1. Влияние на урожайность семян элементов продуктивности.

2. Влияние метеорологических факторов на семенную продуктивность.

3. Селекция материала с повышенной семенной продуктивностью в засушливом Заволжье.

4. Создание сорта Узень.

Практическая ценность работы. Создан селекционный материал, обладающий хозяйственно-ценными признаками и свойствами: высокой продуктивностью семян и кормовой массы, зимостойкостью, многолетностью, полевой устойчивостью к возбудителям заболеваний, в том числе и к микоплазмозу. На основе использования полученного материала создан новый сорт люцерны синей Узень, который с 2003 года проходит <f> государственное сортоиспытание (заявка № 39644/9705544).

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 за 1989-2003 гг. Доля установленного авторства в сорте Узень - 5 %.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены на заседаниях учёного совета Ершовской опытной станции (20022004 гг.), на международных научно-практических конференциях: «Современные методы адаптивной селекции зерновых и кормовых культур (г. Кинель, 2002 г.) и «Стратегия адаптивной селекции полевых культур в связи с глобальным изменением климата» (г. Саратов, 2004 гг.).

Публикации. Опубликовано 4 печатных работы.

Структура и объём диссертации. Диссертация изложена на 94 страницах, состоит из введения, 4 глав, выводов и предложений производству, содержит 31 таблицу, 7 рисунков. В приложении даны 9 таблиц. Список использованной литературы включает 175 источников, в том числе 21 на иностранных языках.

Заключение Диссертация по теме "Селекция и семеноводство", Малютов, Максим Павлович

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Установлено, что на величину семенной продуктивности люцерны наибольшее влияние оказывают число бобов в кисти, количество семян в бобе (с первого укоса) и число кистей на стебле.

2. В результате сравнения семенной продуктивности и её элементов в первом и втором укосах, установили, что существенно различается только продуктивная кустистость - во втором укосе она была выше, чем в первом.

3. Получению высокого урожая семян люцерны благоприятствуют в период цветение-плодообразование температура воздуха выше 20 °С, относительная влажность от 40 до 60 %, а также умеренное количество осадков.

4. В результате испытаний установлено, что для селекции люцерны на повышенную семенную продуктивность источниками являются следующие образцы: к-39118, 38315, 38340, 38380, 36603, 11432 - из США; к-26106, 36048, 36614, 24348, 29683, 30609, 36626, 36627, 36608, 36039, 37366, 33683, 34389 - из стран Европы; к-8870, 32733, 38382 - из Канады; к-36910 - из Турции; к-38347 - из Перу; с территории СССР - 36909, 38270, 29660, 27062, 8353.

5. Сформулирована схема селекционного процесса, адаптированная к условиям засушливого Заволжья и пункта селекции - Ершовской опытной станции.

6. Определена последовательность улучшения семенной продуктивности при сложившейся технологии её селекции. Повышение семенной продуктивности у сортов селекции Ершовской опытной станции происходит за счёт увеличения продуктивной кустистости, количества кистей на стебель, бобов в кисти и семян в бобе. Эти показатели по сравнению с более ранним сортом Зайкевича у новых сортов люцерны (Артемида, Диана, Узень) улучшены в процессе селекции. У первого сорта

Ершовской селекции - Ерусланка, показатели элементов структуры урожая семян промежуточные.

7. Создан и передан на Государственное испытание сорт Узень, который в среднем за 1997, 1999, 2000, 2002 годы посева при трёхлетнем пользовании превышает сорт-стандарт Ерусланку по семенной продуктивности на 42 %, а урожай кормовой массы его при этом находится на уровне допущенных к использованию в Нижневолжском регионе сортов люцерны.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ДЛЯ СЕЛЕКЦИОННОЙ ПРАКТИКИ И

ПРОИЗВОДСТВА

Рекомендуется в качестве исходного материала для селекции люцерны в условиях засушливого Заволжья следующие сорта и образцы:

- с высокой урожайностью зелёной массы - из США - к-39118, 38315, 38340, 38380, 36603, 11432; из стран Европы - 26106, 36048, 36614, 24348, 29683, 30609, 36626, 36627, 36608, 36039, 37366, 33683, 34389; из Канады -8870, 32733, 38382; из Турции - 36910; из Перу - 38347; с территории СССР - 36909, 38270, 29660, 27062, 8353;

- с высокой семенной продуктивностью - из США - к-33681, 35579, 37367, 39118, 38464, 39811; из стран Европы - 34388, 7706, 29998, 30604, 30609, 36624, 36905, 37375, 39963, 32490, 36626, 36627; из Канады - 38382, 8870; из Китая - 33737; из Турции - 41422; с территории СССР - 38914, 32098, сорта Надежда и Зарница;

- с полевой устойчивостью к распространённым в Нижневолжском регионе болезням (ложная мучнистая роса, аскохитоз, ржавчина, карликовость) - из США - к-33681, 35019, 35016, 38379, 39118, 38315; из стран Европы - 39088, 33683, 29971, 24347, 29682, 36628, 36623, 36624; с территории СССР-22328, 27062, 23426, 40812, 32098, 38914;

- с полевой устойчивостью к фузариозному увяданию - Кинельская 1, Ташкентская 1;

- с высокой зимостойкостью - Медведицкая, Камалинская 930, Северная гибридная, Голубая Гурьевская, Марусинская 425, Павловская 7, Краснокутская 4009, отдельные зарубежные образцы из Канады - к-8870, 8873, США - к-34599, Европейских стран - к-21931, 30616, 29973.

Если погодные условия первой половины лета не благоприятствуют процессам опыления и плодообразования (низкая температура, обильные осадки), рекомендуется получать семена со второго укоса.

Kf

Заключение

На Ершовской опытной станции орошаемого земледелия создан селекционный материал, сочетающий высокую семенную продуктивность с продуктивностью кормовой массы на уровне и выше допущенных к использованию в засушливом Заволжье сортов люцерны, а также обладающий устойчивостью к микоплазмозу.

Сформулирована схема селекционного процесса, адаптированная к условиям засушливого Заволжья.

В Государственный реестр допустимых к использованию сортов включены три сорта люцерны селекции Ершовской опытной станции Ерусланка (1993), Артемида (1996) и Диана (2000), которые отличаются повышенной семенной продуктивностью, высокой адаптацией к условиям ^ произрастания. Сорта Ерусланка и Артемида способны давать удовлетворительные урожаи семян и кормовой массы как при орошении, так и в богарных условиях.

В 2003 году на Государственное сортоиспытание передан сорт люцерны Узень, который в среднем за 1997, 1999, 2000, 2002 годы посева при трёхлетнем пользовании превышает сорт-стандарт Ерусланку по семенной продуктивности на 42 %, а урожай кормовой массы его при этом ^ находится на уровне допущенных к использованию в Нижневолжском регионе сортов люцерны.