Селекция многолетних злаковых трав для условий Среднего Урала

Лукиных, Галина Леонидовна

Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Селекция многолетних злаковых трав для условий Среднего Урала
ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Селекция многолетних злаковых трав для условий Среднего Урала"

На правах рукописи

Лукиных Галина Леонидовна

СЕЛЕКЦИЯ МНОГОЛЕТНИХ ЗЛАКОВЫХ ТРАВ ДЛЯ УСЛОВИЙ СРЕДНЕГО УРАЛА

06 01 05 — селекция и семеноводство

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

Немчиновка- 2008

003166498

Работа выполнена в Государственном научном учреждении Уральский научно-исследовательский институт сельского хозяйства в 1986-2007 гг

Официальные оппоненты

Защита состоится 22 апреля 2008 года в в на заседании диссертационного совета Д 006 049 01 при Научно-исследовательском институте сельского хозяйства Центральных районов Нечерноземной зоны по адресу 143026, Московская область, Одинцовский район, п Немчиновка-1, ул Калинина, д 1

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Научно-исследовательского института сельского хозяйства Центральных районов Нечерноземной зоны (НИИСХ ЦРНЗ)

доктор сельскохозяйственных наук, профессор, академик РАСХН Сандухадзе Баграт Исменович

доктор биологических наук, профессор Пыльнев Владимир Валентинович

доктор сельскохозяйственных наук Кулешов Григорий Филиппович

Ведущая организация -

Государственный научный центр РФ Всероссийский научно-исследовательский институт растениеводства им Н И Вавилова

Автореферат разослан «_» марта 2008 г

Ученый секретарь диссертационного совета

Мерзликин А С

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы Полевому и луговому травосеянию Среднего Урала принадлежит решающая роль в развитии и укреплении кормовой базы

Недостаточный сортимент возделываемых сортов многолетних злаковых трав не вполне отвечает современным требованиям сельскохозяйственного производства по урожайности кормовой массы и семян, а также адаптивным свойств IM

В связи с этим, повышается роль зональной селекции в создании сортов на основе нетрадиционных видов трав, способных более полно использовать биоклиматический потенциал региона

А<туальным является изучение и использование образцов мировой коллекции ВНИИ растениеводства им H И Вавилова, а также природных экоти-пов и биотипов различного эколого-географического происхождения, как источников высокой продуктивности, скороспелости, качества корма и других хозяйственно-ценных признаков, устойчивости к болезням и абиотическим факторам Диапазон изменчивости исходного материала позволяют расширить такие методы создания исходного материала как внутривидовая, отдаленная гибридизация и индуцированная полиплоидия

Таким образом, использование новых сортов различных видов многолетних злаковых трав высокоурожайных, зимостойких, засухоустойчивых, неполегающи с, неосыпающихся, с хорошим качеством кормовой массы, с относительной устойчивостью к болезням, с разработанными рекомендациями по их возделыванию на семена и корм, несомненно, является решением актуальной проблемы создания и укрепления кормовой базы животноводства Среднего Урала

Цели и задачи исследований Целью проведенных исследований являлось сс здание новых сортов овсяницы луговой (Festuca pratensis Hads ), овсяницы тростниковой (Festuca arundmaceae Schieb ), райграса пастбищного (Lohurn perenne L ), гибридов фестулолиум (Festulolium), овсяницы красной (Festuca rubra L ), мятлика лугового (Poa pratensis L ) и мятлика альпийского (Роа alpine L ), высокоурожайных, с хорошим качеством кормовой массы, высокой адаптивностью к биотическим и абиотическим факторам, с разработанными рекомендациями по их возделыванию на семена и корм Сорта, должны быть приспособлены к интенсивному использованию на различных типах почв, отзывчивы i а внесение высоких доз минеральных удобрений

Для достижения ее нужно было решить следующие научные и производственные задачи

- разработать направления селекции многолетних злаковых трав применительно к природным условиям и особенностям использования травостоев в условиях Среднего Урала,

- установить селекционную ценность сортообразцов многолетних злаковых трав из генофонда ВНИИ растениеводства им Н И Вавилова, природных экотипов различного эколого-географического происхождения, внутривидовых гибридов, образцов, созданных методом экспериментальной полиплоидии и отдаленной гибридизации в лаборатории цитогенетики ВНИИ кормов им В Р Вильямса,

- выделить источники для создания высокопродуктивных сортов с улучшенными показателями качества кормовой массы

- определить параметры основных хозяйственно-ценных признаков и биологических свойств индуцированных полиплоидов, отдаленных и внутривидовых гибридов многолетних злаковых трав, полученных в ходе селекции (изменчивость количественных признаков и их корреляционные связи)

- создать и внедрить в производство новые высокопродуктивные сорта многолетних злаковых трав, адаптированные к резко-континентальному климату Среднего Урала

Научная новизна. Впервые в условиях Среднего Урала обобщены результаты многолетних исследований по созданию сортов многолетних злаковых трав

На основании разработанных параметров продуктивности создаваемых сортов определены эффективные критерии отбора ценных генотипов овсяницы луговой, овсяницы тростниковой, овсяницы красной, мятлика лугового различного эколого-географического происхождения применительно к резкоконтинентальному климату региона

Изучен исходный материал индуцированных полиплоидов и отдаленных межродовых и межвидовых гибридов овсяницы луговой (Festuca pratensis Hads ), овсяницы тростниковой (Festuca arundmaceae Schreb ), райграса многолетнего (Lolium perenne L ) и многоцветкового (Lolium multiflorum L )

На основе нового селекционного материала за 1993-2005 гг созданы при участии автора и включены в Государственный реестр селекционных достижений Российской Федерации 14 сортов, хорошо адаптированных к условиям Среднего Урала овсяница луговая Людмила, Надежда, Злата, овсяница тростниковая Серебрянка, Ассоль, Фрези, фестулолиум Изумрудный, Аэлита, Дебют, Синта, райграс пастбищный Малыш, овсяница красная Стелла, мятлик луговой Висим, мятлик альпийский Лучик Представлены характеристики их рос-

та и развития, продуктивности и кормовой ценности Научная новизна работы подтвер кдена четырнадцатью авторскими свидетельствами и восемью патентами Ро( сийской Федерации

Дг я новых сортов трав разработаны основные технологические элементы при выращивании на семена и корм

0< новные положения, выносимые на защиту.

1 Закономерности на основе комплексной информации об изменчивости генофонда и гетерогенности природных экотипов и биотипов семи видов многолетни* злаковых трав, изучавшихся в контрастных климатических условиях Среднего Урала

2 Использование метода индуцированной полиплоидии и отдаленной гибрид! зации применительно к конкретным задачам селекции многолетних злаковь х трав

3 Принципы отбора и оценки селекционного материала по комплексу хозяйстве -шо-ценных признаков кормовой и семенной урожайности многолетних злаков

4 Создание 14 новых сортов многолетних злаковых трав, значительно превьш ающих районированные сорта по урожайности кормовой массы и семян и перспективы их использования в производстве

Практическая значимость и реализация результатов исследований.

Исследования проводились в соответствии с программой фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития агропромышленного комплекса Российской Федерации «Разработать биогео генотические принципы селекции и эффективные селекционные технологии, создать географически и эдафически дифференцированные сорта кормовых кутьтур нового поколения на основе широкого использования биоразнообразия растительных ресурсов, культурной и природной флоры, методов индуцированного рекомбиногенеза, генетической инженерии и иммунологии» и являлись частью планов научно-исследовательских работ Уральского научно-исследэвательского института сельского хозяйства за 1986-2005 гг (№№ госрегистра дай 01 87 0038742, 01 91 0049913, 01 9 70 006046, 01 9 70 006045, 01 9 70 00604', 01 200 114153, 01 200 114154,01 200 114155)

семян, кормовой ценностью, повышенной устойчивостью к неблагоприятным факторам среды и болезням по сравнению со стандартами и предназначенных для производства грубых кормов и формирования адаптивных агрофитоцено-зов На восемь сортов выданы патенты

Семена новых сортов поступили в мировую коллекцию ВИР Получен ценный селекционный материал

Предложены ускоренная схема селекционного процесса и новый способ внутривидовой гибридизации для многолетних злаковых трав

Результаты исследований использованы при написании рекомендаций по возделыванию всех перспективных сортов на семена и корм, составлению бо-бово-злаковых травосмесей, а также для озеленения (Рекомендации 2005, 2006)

Производственная проверка (первичное семеноводство перспективных сортов многолетних злаковых трав) и внедрение данных разработок проводилось в хозяйствах Свердловской области на площади 158 га В 2006 году на кормовые цели (зеленый корм, сенаж, силос, ДКП), озеленение (газоны), рекультивацию земель эти культуры и сорта возделывались на площади около 1300 га За период 1995-2006 гг новые сорта востребованы в 40 областях Российской Федерации

Апробация и публикация результатов исследования Материалы проведенных исследований докладывались на региональных, Всероссийских, Всесоюзных и Международных научных совещаниях и научно-практических конференциях по селекции, семеноводству и кормопроизводству (Москва, 1990, Санкт- Петербург, 1999, 2007, Екатеринбург, 2002, 2003, 2004), на районных совещаниях, научных конференциях и заседаниях Ученого совета Уральского НИИСХ в 1986-2007 гг

По материалам диссертации опубликовано в соавторстве и лично 55 работ, в том числе четыре рекомендации Получено 14 авторских свидетельств и восемь патентов на новые сорта, вошедших в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию в Российской Федерации

тексте и 46 в приложении, 7 рисунков Список использованной литературы включает 337 наименований, в том числе 94 на иностранных языках

А втор искренне благодарен коллективам лаборатории селекции озимой ржи и многолетних злаковых трав, семеноводства зерновых культур и многолетних трав, лаборатории селекции и семеноводства многолетних злаковых трав Уральского НИИСХ за совместную работу по сбору экспериментальных данных, коллегам по совместной научно-исследовательской работе из лаборатории -енетики и цитологии Всероссийского научно-исследовательского институте кормов им В Р Вильямса, Ботанического сада Уральского государственного университета им А М Горького, Ботанического сада Института леса, лабора- ории популяционной экологии растений Института экологии растений и животных Уральского Отделения РАН

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Биологические особенности и многообразие природных популяций и сообществ многолетних злаков и возможности их использования в селекционной практике (состояние изученности вопроса)

В главе 1 дана краткая историческая справка о биологических особенностях природных популяций и сообществ многолетних злаков в ретроспективе хозяйст венного использования Рассмотрены традиционные методы селекции, а также роль отдаленной гибридизации, экспериментальной полиплоидии, апо-миксиса в селекции многолетних злаковых трав Дан анализ основных признаков, ис тользуемых при селекции на кормовую, семенную продуктивность и газонное использование Показана роль изменчивости, корреляционных связей между признаками и отбора на повышение потенциальной продуктивности и экологической устойчивости в популяциях кормовых злаков Описаны физио-ло1 иче< кие методы для повышения эффективности селекционного процесса многолетних злаковых трав на основе ранней диагностики отбора зимостойких биотипэв и ускоренного размножения

2. Условия, объекты и методы исследований

Экспериментальная работа проводилась на полях селекционного севооборот,I Уральского научно-исследовательского института сельского хозяйства (Екатеринбург-Исток), расположенного в лесолуговой зоне центральной части Свердловской области [Л Г Сухих, А И Пермякова и др, 1962] Особенностью Среднего Урала является большая изменчивость его климатических характеристик не только в широтном, но и в меридиальном направлении

■Умеренно-теплый влажный агроклиматический подрайон Екатеринбург-

Исток имеет следующие агроклиматические показатели сумма положительных температур воздуха за период с температурой выше 10 °С равна 1600-1800 °С, гидротермический коэффициент равен 1,4-1,6, продолжительность вегетационного периода составляет 109-119 дней, осадков за вегетационный период выпадает 225-250 мм Продолжительность безморозного периода 90-] 10 дней Лето умеренно теплое, средняя температура июля 16,5-18,5 °С Зима - холодная, температура самого холодного месяца января - 16-17 °С Средний из абсолютных минимумов температуры воздуха - 40-44 °С Средняя из наибольших высот снежного покрова за зиму в поле 40-50 см Почвы в зоне дерново-подзолистые и серые лесные, средне - и тяжело-суглинистые, легкосуглинистые

Почва в опытах (данные аналитической лаборатории Уральского Госуниверситета) - суглинистая На участках коллекционных питомников реакция почвенного раствора нейтральная, на остальных - слабокислая (5,3-6,1), близкая к нейтральной Обеспеченность подвижными формами фосфора, калия высокая и средняя, содержание гумуса 5,02 и 0,95 % В целом, плодородие почвы на участке - среднее и низкое Участки под питомниками контрольным и конкурсного испытания характеризуются высоким содержанием подвижного фосфора, азота гидролизуемого, средним — калия Содержание гумуса - 8,7% Плодородие участка выше среднего

Годы проведения экспериментальной работы характеризовались разнообразием метеорологических условий пяти- и десятиградусного периодов 19862005 гг, что позволило достаточно полно изучить исходный и селекционный материал и выявить формы многолетних злаковых трав, адаптированные к условиям произрастания Проявилась тенденция неустойчивого увлажнения жарких месяцев июня и июля, а также избыточного - в теплом сентябре Засушливые явления наблюдались один раз в 7 лет Зимы с обилием осадков становились теплее и короче Основным лимитирующим фактором для выращивания многолетних злаковых трав явился недостаток влаги в первой половине вегетационного периода

Таким образом, изучение различных видов многолетних злаковых трав проводилось, в направлении отбора образцов, пластичных к изменяющимся природно-климатическим условиям, с устойчивостью к высоким и низким температурам

Объектом изучения служили такие виды многолетних злаковых трав, как овсяница луговая, овсяница тростниковая, индуцированные полиплоиды овсяницы луговой и райграса пастбищного, отдаленные гибриды, созданные с участием родов Festuca и Lolium, овсяница красная, мятлик луговой, мятлик

альпийский, полевица гигантская

И( ходный материал по овсянице луговой, овсяницы тростниковой - лучшие отечественные и зарубежные селекционные сорта, а также дикорастущие образць1 из коллекции Всероссийского научно-исследовательского института растени ;водства имени Н И Вавилова различного эколого-географического происхождения

В качестве исходного материала с 1986 по 1995 гг изучались 17 индуцированных полиплоидов овсяницы луговой, райграса пастбищного и отдаленных гибридов, созданных с участием родов Festuca и Lolium в лаборатории цитоге-нетики Всероссийского научно-исследовательского института кормов имени В Р Вильямса

И< ходный материал по овсянице красной и мятлику луговому - отечественные и зарубежные селекционные сорта и дикорастущие образцы коллекции Всероссийского научно-исследовательского института растениеводства имени Н И Вавилова различного эколого-географического происхождения Изучались дикорастущие популяции из Свердловской области — ишродуценты Ботанического сада Уральского государственного университета имени А М Горького

Коллекция северных экотипов многолетних злаковых трав из лаборатории популяционной экологии растений Института экологии растений и животных Ур шьского Отделения РАН представлена такими видами, как арктофила рыжева' ая, овсяница красная, овсяница овечья, мятлик луговой, мятлик альпийски? , мятлик арктическии, полевица гигантская, луговик северный, арктаг-ростис широколистный, лисохвост северный, двукисточник тростниковый, вей-ник латандский, бекмания восточная, фиппсия стройная, волоснец сибирский, бескиль чица Гаупта

В 1988-2005 гг в коллекционных питомниках изучалось 523 образца Разнообразие исходного материала предоставило возможность широкого отбора норм, наиболее пригодных для условий Среднего Урала

Перспективный селекционный материал из коллекционных питомников, полученный на основе отборов, внутривидовых скрещиваний, поликроссов, изучалез в питомниках отбора, гибридизации, селекционных, контрольных и конкурсного испытания В период 1986-2005гг объем изучаемых образцов составил более 14 тысяч

Методика исследовании В селекции на кормовое использование в процессе вегетационного периода и при структурном анализе учитывалось 36 количеств гнных и качественных показателей, в том числе по основным призна-

кам кормовой и семенной продуктивности

Фенологические наблюдения включали определение основных фаз развития многолетних злаковых трав

Биохимические анализы селекционного материала проводили в лаборатории массовых анализов Уральского научно-исследовательского института сельского хозяйства

Оценку поражения и устойчивости образцов к болезням проводили по каждому образцу в соответствии с инструкцией, разработанной отделом иммунитета кормовых культур ВНИИ растениеводства им Н И Вавилова [1977] и на основании методики ВНИИ кормов им В Р Вильямса [1985]

Схема селекционного процесса при создании новых сортов предусматривала питомники исходного материала, отбора, гибридизации, поликросса, селекционный, испытания комбинационной способности сложногибридных популяций, контрольный, конкурсного и экологического испытания, размножения перспективных образцов на изолированных участках и передачу перспективного сорта в государственное сортоиспытание

Стандартами служили районированные сорта овсяницы луговой Свердловская 37, овсяницы тростниковой Балтика, Западная и Кировская 50, овсяницы красной Ирбитская и Приекульская 45, мятлика лугового УрГУ и полевицы побегоносной Кроми

Методы селекции внутривидовая гибридизация, создание сложногибридных популяций на основе поликросса, массовый негативный и позитивный, индивидуальный, семейственно-групповой отборы в естественных условиях и на провокационных фонах

Ускоренное получение селекционного поколения Fi овсяницы луговой, индуцированных полиплоидов и гибридов фестулолиум проводилось с использованием установки СУВР и вегетационного домика

Оценку морозостойкости верховых многолетних злаковых трав проводили в соответствии с одним из вариантов прямого промораживания, разработанного в НИИСХ ЦРНЗ [М И Рыбакова, 1976]

Оценка исходного и селекционного материала проводилась по общепринятым методикам ВНИИ растениеводства им Н И Вавилова [1979] и ВНИИ кормов им В Р Вильямса [1985], Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур, вып № 1 [1971], вып № 2 [1971], вып № 6 [1968] Полученный экспериментальный материал обработан методом дисперсионного анализа на основании методики Б А Доспехова [1985] с помощью ЭВМ СМ-4 и программы Microsoft Offise Word 2003 Расчет экономической эффективности

и энер1 етической оценки технологии производства семян многолетних злаковых трав проводился в соответствии с методическими указаниями и пособиями ВНИИ кормов им В Р Вильямса [1986, 1996]

3 Закономерности в формировании признаков и свойств в популяциях исходных образцов многолетних злаковых трав с учетом их адаптивности

Изучение исходного материала многолетних злаковых трав проводилось в напрг влении выявления некоторых закономерностей в формировании морфо-логиче< ких, хозяйственных признаков и биологических свойств На начальных этапах селекции, на основании этого, выявлены наиболее ценные образцы, представляющие интерес для селекции по продолжительности межфазных периодов устойчивости к низким температурам, основным болезням Показаны изменчивость признаков и намеченный способ отбора в исходных популяциях Изложены возможности сокращения селекционного процесса и совершенствование метода внутривидовой гибридизации в селекции многолетних злаковых трав

3.1 Взаимосвязь параметров температурного режима, влдгообеспеченности, продолжительности фенофаз вегетационного периода и некоторых признаков кормовой и семенной продуктивности

Фенологические наблюдения за 20 лет изучения позволили нам определить средние даты наступления межфазных периодов у многолетних злаковых трав В среднем за годы при любом сроке посева входы у овсяницы луговой и овсяницы тростниковой появлялись на 10 день, у гибридов фестулолиум на 7 день, у овсяницы красной и полевицы на 15 день, у мятликов на 21 день При этом определяющим внешним фактором являлись осадки При недостаточном количе! тве влаги происходила задержка всходов Как правило, наиболее благо-приятн лми для посева изучаемых видов и гибридов являлись третья декада мая, пеэвая декада июля, первая- вторая декада августа Перед уходом в зиму в фазе кущения овсяница луговая и овсяница тростниковая имели 5 укороченных вегетативных побегов, фестулолиум - 10-12, овсяница красная - 3-5, мятлик луговой и мятлик альпийский - 3 побега

В проведенных исследованиях наступление отдельных этапов роста и развитая во второй и последующие годы жизни определялось наследственными свойст! ами растений и условиями формирования органов

Средняя продолжительность вегетационного периода в изучаемой зоне по многолгтним данным АГМС (Екатеринбург-Исток) составила 168 дней Сумма положг тельных температур и сумма осадков за вегетационный период составила 2246 °С и 357 мм Продолжительность жизни изучаемых видов и гибридов

многолетних злаков составила 71-94 дня

Установлено, что условия Среднего Урала вполне пригодны для роста и развития изучаемых объектов Так, в период роста и развития овсяницы луговой, овсяницы тростниковой и гексаплоидных гибридов фестулолиум сумма положительных температур и осадков составила 1153,8-1261,8 °С и 185,3-202 мм, тетраплоидных райграса пастбищного и гибридов фестулолиум — 1444 °С и 229,5 мм (таблица 1) Самыми пластичными можно назвать виды мятлика лугового и мятлика альпийского (838,7-981,9 °С и 137,9-159,4 мм)

Распределение тепла и влаги по межфазным периодам у разных видов и гибридов проходило неодинаково

Для верховых многолетних злаков в периоды от начала весеннего отрастания до выхода в трубку и от начала цветения до полной спелости семян наблюдалось большее накопление положительных температур и осадков, чем для низовых Таким образом, для указанных растительных объектов данные периоды можно считать «критическими», а лимитирующими факторами — сумму положительных температур и осадков

На основании фенологических наблюдений установлено, что исходный материал изучаемых видов и гибридов в основной массе можно считать адаптированным к местным условиям произрастания

Коллекционный материал овсяницы луговой и одна треть образцов овсяницы тростниковой представлены среднеспелыми формами Исходный материал индуцированных полиплоидов овсяницы луговой и райграса пастбищного, отдаленных гибридов РеэШЫшт отнесен на 50 % к ранне-среднеспелому (1988-1990 гг) и на 50 % к позднеспелому (1994-1997 гг) типам Особенность исходных образцов овсяницы красной, мятлика лугового и мятлика альпийского - раннеспелость

На основании корреляционного анализа показано, что отбор в исходных популяциях возможен по продолжительности межфазных периодов

Урожайность зеленой массы, высота растений перед первым укосом и содержание сырого протеина - признаки, которые у мятлика лугового, овсяницы тростниковой, индуцированных полиплоидов и гибридов фестулолиум, достоверно в средней степени (г= -0,53-0,61) зависимы от продолжительности периода от начала весеннего отрастания до первого скашивания

Продолжительность периода от начала весеннего отрастания до начала полной спелости семян в средней степени (г= -0,47-0,48) связана с урожайностью семян и высотой растений в фазе массового цветения

Таблица 1 - Характеристика продолжительности периода вегетации у многолетних злаковых трав по температурному режиму и влагообеспеченности, 1986-2005 гг

Виды Продолжительность межфазных периодов от начала весеннего от растания до

выхода в трубку начала выметывания (колошения) начала цветения полной спелости семян

дней сумма положительных темпе-0/-1 ратур, С сумма осадков, мм дней сумма положительных температур, С сумма осадков, мм дней сумма положительных темпе- 0 п ратур, С сумма осадков, мм дней сумма положительных температур, °С сумма осадков, мм

овсяница луговая 34 316,2 55,2 44 463,2 78,3 60 727,2 118,9 84 1153,8 185,3

овсяница тростниковая 32 295,2 51,7 44 463,2 78,4 60 727,2 119 91 1261,8 202,2

фестуло-гсиум 34 411 67,4 46 609 97,9 64 922,2 146,5 94 1444 229,5

овсяница красная 27 222,3 40,1 36 316,8 56,1 55 618,3 102,8 81 1068,9 172,6

мятлик луговой 22 169,8 31,2 31 264,3 47,2 53 573,3 96,2 77 981,9 159,4

мятлик альпийский 22 156,2 29,4 29 229,7 41,9 46 426,2 74,4 71 838,7 137,9

3 2 Устойчивость индуцированных полиплоидов и отдаленных гибридов фестулолиум к неблагоприятным условиям зимовки

Для улучшения селекционного процесса целесообразны методы ускоренной оценки зимостойкости на ранних этапах онтогенеза по признакам, статистически связанными с морозоустойчивостью и зимостойкостью биотипов

Метод стеллажей использован для применения провокационного фона, так как оценку морозоустойчивости проводили по результатам действия отрицательных температур в зоне узла кущения, близких по значениям к критическим для среднезимостойких форм и наиболее часто наблюдаемых в регионе [О А Никифоров, А С Образцов, 1988] Под критической температурой вымерзания приняли температуру, при которой наблюдалась гибель 50 % растений и более [А И Страшная, 1988]

Объектом исследований в 1989-1990 гг по изучению зимостойкости и морозостойкости явились индуцированные полиплоиды овсяницы луговой, райграса пастбищного и отдаленные гибриды фестулолиум Определение зимостойкости изучаемых объектов проводилось в лабораторных и полевых условиях, на основании чего проведен отбор отдельных форм с повышенной устойчивое гью к неблагоприятным условиям зимовки в местных условиях Промораживание изучаемых индуцированных полиплоидов и отдаленных гибридов фестулолиум при температуре в зоне узла кущения -18 °С позволило в последующем отобрать устойчивые формы Установлено повышение зимостойкости в полевых условиях в 1991 году почти у всех изучаемых видов и гибридов до 84-100% Анализ растений изучаемых образцов показал, что распластанная и полуразвалистая формы куста (3-6 баллов) способствовали лучшей перезимовке (таблица 2)

Таким образом, отбор по морозо- и зимостойкости при прямом промораживании индуцированных полиплоидов и отдаленных гибридов фестулолиум способствовал закреплению зимостойкости в полевых условиях

Установлена достоверно высокая сопряженность минимальной температуры воздуха в зимний период и зимостойкости тетраплоидов (г=+0,85)

На основании наших наблюдений получено уравнение регрессии между минимальной температурой в зимний период и зимостойкостью тетраплоидов

У = -33,9 + 0,13 х, где х - зимостойкость тетраплоидов; у — минимальная температура в зимний период.

Уравнение не учитывает высоту снежного покрова, однако можно сделать заключение, что в малоснежные зимы зимостойкость тетраплоидов будет невысокой и гибель растений до 35 % возможна при минимальной температуре воз-

духа -29 °С

Таблица 2 — Влияние отбора по морозостойкости и зимостойкости после про-моражгвания (-18 °С) на устойчивость в полевых условиях у индуцированных полиплоидов и отдаленных гибридов фестулолиум (1989-1991 гг)

Уровень плоид-ности 2п=4х Промораживание п^зи температуре - 18 С Полевые условия Тип куста балл

Сорт, гибриды Морозостойкость, % Зимостойкость, % Зимостойкость, %

1989 г 1990 г 1991 г

Овсяница луговая Свердловская 37- стандарт 14 95 95 100 5

Овсяница луговая ВИК 5 28 100 90 89 4

Овся -шца луговая Л, зурь 6, С, 28 100 80 84 6

Овсяниь а луговая Э 215, С3 28 93 70 52 7

Райгргс пастбищный Московский 84, С5 28 100 50 94 3

Райгра( итальянский х овся 1ица луговая 28 93 50 89 3

Овсянт а луговая х райграс итальянский 28 87 50 94 5

Райграс зднолетний х овсяница тростниковая 28 80 50 98 5

Райграс эднолетний ч овсяница луговая 28 87 50 100 5

Овсяниьа тростниковая х райграс однолетний 42 80 50 100 5

Овсяница восточная х овсяни 1а тростниковая 42 100 98 100 6

Овсяниь а луговая х овсяница тростниковая 42 100 100 100 5

Овсянш. а тростниковая х овсяьица восточная 42 100 90 92 5

Овсянт а луговая х овся-ницг аппенинская 42 60 40 100 6

(Райгр 1С однолетний х овсяница тростниковая) х овсяница тростниковая 42 100 100 100 5

Райграс итальянский х овсяница гигантская 56 100 88 100 5

Отмечены достоверно тесные связи зимостойкости с продуктивностью сухой массы (г=+0,56), высотой растений перед первым укосом (г=+0,70) и интенсивностью отрастания растений весной (г=+0,59) в среднем за 1988-1990 гг

13 наших опытах (таблица 3) определена достоверная сопряженность зи-мостоикости с содержанием общего сахара (г=+0,67) Косвенными признаками, по которым можно судить о готовности к перезимовке гибридов фестулолиум,

следует считать содержание сахара в листьях и стеблях растений в состоянии покоя перед уходом в зиму Отмечена достоверно средняя сопряженность зимостойкости с плотностью травостоя (г=+0,53) Сильная связь установлена с состоянием растений весной (г=+0,74)

Таблица 3 - Корреляционные зависимости (г) зимостойкости с хозяйственными признаками кормовой продуктивности у тетраплоидных гибридов фестулоли-ум (сплошной травостой), 2002 - 2005 гг

Признак У Признак X г Sr tr фат tr теор dyx

ЗИМОСТОЙКОСТЬ тотность травостоя 0,53 0,10 5,03 2,3) 0,28

состояние растений весной 0,74 0,08 8,8 0,55

содержание общего сахара осенью 0,67 0,09 7,15 0,44

Примечание - i-коэффициент парной корреляции, Sr - ошибка коэффициента корреляции, tr факт - критерий существенности коэффициента корреляции - фактическое значение, tr геор - теоретическое значение критерия существенности на 5 %-ном уровне значимости d > х - коэффициент детерминации

Учитывая незначительную и среднюю изменчивость (V =11,5, 2,1, и 9,4 %, Sv = 0,57, 0,1, и 0,47) обсуждаемых признаков, можно сделать вывод об адаптивности отобранных форм фестулолиума к местным климатическим условиям

Анализ частной корреляционной зависимости показал высокую сопряженность зимостойкости тетраплоидных гибридов фестулолиум с густотой стояния растений весной и — среднюю - с содержанием общего сахара в листьях и стеблях растений осенью при постоянном значении плотности травостоя В то же время связь зимостойкости и плотности травостоя более слабая при постоянном значении содержания общего сахара осенью На основании показателей множественных коэффициентов корреляции и детерминации можно предпочо-жить, что вариация зимостойкости связана на 83 % с действием густоты стояния растений весной и плотности травостоя В то же время густота стояния растений весной зависима от зимостойкости и плотности травостоя на 82 % (таблица 4)

Таблица 4 - Степень сопряженности зимостойкости с ее компонентами у тетраплоидных гибридов фестулолиум (сплошной травостой), 2002-2003 гг

Признак V Признак \ Признак г Частный коэффициент корреляции " S t г факт Кол})фиииент аетермимации d

зимостойкость густота ст оянпя растений весноЛ плотность травостоя г xyj I 0 8S 0 17 5 29 231 0,77

Множественный коэффициент корретяции )\cop 00S R2

R\ yz 0 90 И, 54 4 74 0,82

Ry \Z 091 17 47 0 83

зимостоПкость иодержтние об 1дего сахарт осенью плотность травостоя Частный коэффициент корреляции S W d

r\yz I 0,52 0 П 4 9) 2,3) 0 27

r>z\ I 0,33 0,12 2 79 0 11

Таким образом, определение зимостойкости в полевых условиях позволило с /дить о средней устойчивости тетраплоидов к неблагоприятным зимне-весенн!м факторам, связанной с физиологическими и генотипическими особенностями райграсов пастбищного, итальянского и его однолетней разновидности Прямое промораживание растений по методу стеллажей и отбор морозо-устойч 4вых форм способствуют формированию зимостойких популяций тетра-плоидных гибридов Установленная взаимосвязь морозоустойчивости и зимостойкости позволяет дополнительно оценить выделенные образцы в полевых условшх Отбор по густоте стояния растений весной, общему содержанию сахара в листьях и стеблях растений в состоянии покоя перед уходом в зиму и плотно :ти травостоя позволяет закрепить зимостойкость и сформировать пластичные популяции тетраплоидных гибридов фестулолиум для условий Среднего Урала

5 3 Устойчивость многолетних злаковых трав к основным болезням

Комплексную устойчивость растений к патогенам очень важно учитывать при селекции на повышение кормовой и семенной продуктивности Изучение устойчивости многолетних злаковых трав к основным болезням (снежной плесени, гсльминтоспориозу, мучнистой росе и бурой ржавчине) проводилось, начиная с ранних этапов селекции в естественных условиях и на искусственном фоне заражения

Рзучение устойчивости, начиная с первых этапов селекции, и отбор менее пор ажаемых форм на естественном фоне в течение нескольких лет способствовали выделению толерантных биотипов низовых трав для селекции на урожайность кормовой массы и семян

Установлено, что у овсяницы луговой степень развития гельминтоспо-риоза достоверно связана с зимостойкостью (г = - 0,55) и облиственностью побегов (]= - 0,51) Отмечено что пораженность гельминтоспориозом в обратной степею зависела от облиственности стеблей и их толщины (г= - 0,65 и 0,47) (таблица 5)

На проявление пораженности гельминтоспориозом у индуцированных полиплоидов и отдаленных гибридов фестулолиум достоверно в сильной степени влияли такие признаки, определяющие урожайность семян, как густота стоянш растений (1—0,63), количество генеративных побегов (г=+0,78), полегаемость побегов (г=+0,78) и высота растений в фазе массового цветения (1= -0,64)

Таблица 5 - Корреляционные связи (г) элементов кормовой продуктивности и устойчивости к гельминтоспориозу образцов овсяницы луговой в сплошном травостое, 1990 г

Параметры Степень развития гельминтоспориоза, % Зимостойкость, % Высота растений перед первым укосом, см Облиственность побегов, балл Толщина побегов, балл

Пораженнос1Ь гель-минтоспориозом, % +0,734* -0,413* -0,653* -0,469*

Степень развития гельмннтоспориоза, % -0,553* -0,406* -0,514*

Примечание - *-Корреляционная связь достоверна при 5-%-ном уровне значимости

Таким образом, при селекции на устойчивость к гельминтоспориозу необходимо учитывать такие признаки, как пораженность и степень развития болезни, зимостойкость растений, высота растений перед первым укосом и в фазе массового цветения, облиственность и толщина побегов, густота стояния растений и полегаемость

В результате отбора невосприимчивых форм, начиная с первых этапов селекции, а также изучения устойчивости к патогенам и выносливости образцов различных видов и гибридов многолетних злаковых трав на естественном фоне в течение нескольких лет выделены толерантные биотипы для селекции на урожайность кормовой массы и семян

3.4 Изменчивость признаков и проведение отбора в популяциях

На основании статистических характеристик количественной изменчивости у образцов овсяницы луговой, овсяницы тростниковой, индуцированных полиплоидов овсяницы луговой и райграса пастбищного, отдаленных гибридов РеьШ1о1шш, овсяницы красной, мятлика лугового, полевицы гигантской установлена различная степень вариабельности полиморфных признаков кормовой и семенной продуктивности, что явилось основной предпосылкой при выборе направления селекции в исходных популяциях

Овсяница луговая

Анализ изменчивости признаков кормовой продуктивности у исходных образцов овсяницы луговой в 3 989 и 1990 гг показал, что устойчивым признаком для данного вида можно назвать высоту растений перед укосами, вследст-

вие не: начительного и среднего значения коэффициента вариации данного по-казате1я (V = 8-16 %). Индивидуальный отбор оказался более эффективным по мощно :ти куста (V = 18-48 %), облиственности побегов (У=18-24 %) и продуктивности сухой массы (V = 48-77 %) по причине значительного варьирования последних. Массовый отбор проводился по высоте растений перед укосами и интенс ивности отрастания после укосов.

Установлено, что на заключительных этапах селекции варьирование признаков уменьшилось, что свидетельствовало о стабилизирующем влиянии отборов, проводимых среди исходных форм. Наблюдалась значительная вариабельность (У=22,0-27,5 %) урожайности воздушно-сухого вещества и некоторых элементов структуры кормовой продуктивности (масса 100 укороченных вегетативных побегов и облиственность), что служило предпосылкой для индивидуального отбора (рисунок 1).

Козф. тменчивости V, % 30.0

22,2

22,0

27,5

ЦТ

швг

19/4

9,1

19,2

10,1

4,3

Условные обозначения:

□ Урожайность воздушно-сухого вещества, Зу=2,69 %

О Высота растений перед укосом, Sv-l.ll %

□ Масса 100 генеративных побегов, 8У=2,35 %

□ Масса 100 укороченных вегетативныхпобегов, %

Е Облиственность побегов, 8У=3,34 %

□ Состояние растений осенью. 5у=2,33 %

И Содержание сырого протеина на абсолютно-сухое вещество, ,23 %

□ Содержание сырой клетчатки на абсолютно-сухое вещество, Б\>=0,52 %

Рисунок 1 - Коэффициент вариации (V %) признаков, влияющих на кормовую продуктивность образцов овсяницы луговой в сплошном травостое, 2005 г. (8у - ошибка коэффициента вариации, %)

К а основании анализа изменчивости элементов структуры семенной продуктов-юсти установлена значительная вариация числа колосков (V = 30 %), цветков (V = 40 %), крупности семян (V = 27 %) и продуктивной кустистости (V = 27-54 %), что определило направление индивидуального отбора. Массовый отбор оказался результативным по высоте растений в конце цветения (ко-

эффициент выравненное™ В = 84-95 %), длине соцветия (В = 88 %) и завязы-ваемости семян (В = 82 %).

Овсяница тростниковая Анализ изменчивости признаков кормовой и семенной продуктивности у исходных образцов овсяницы тростниковой на второй и третий годы жизни позволил заключить, что изучаемые популяции отличались выравненностью по высоте растений перед первым укосом и в фазе массового цветения, плотности, выравненное™ и мощности травостоя, обилию генеративных побегов, содержанию сырого протеина и клетчатки (В = 93,1-82,9 %). Значительная вариабельность отмечена для некоторых элементов структуры кормовой продуктивности, урожайности воздушно-сухого вещества и семян (рисунок 2).

Коэф изменчивости V, %

зо.о

Условные обозначения:

С1 Высота растений перед первым укоса,

8У=1,78%

□ Высота растении в фазе массового цветения, 8у=1,45 %

^ Плотность травостоя, 5у=1 ,66 %

□ Масса 100 генеративных побегов, 8У=2,02 %

■ Масса 100 удлиненных вегетативных побегов, 8у=3,05 %

□ Масса 100 укороченных вегетативных побегов, 8у=2,53 %

ЕОблиственность, Бу^ЗД) 1. %

^Вырлвненность травостоя, 8у =0,99 % и Мощность травостоя, 8 У= 1,74 % Е Обилие генеративных побегов, 8у~1,91 % ^ Урожайность семян, 8^=3,06 %

□ Урожайность воздушно-сухого вещества,

В Содержание сырого протеина на абсолютно-сухое вещество, 1,10 %

■ Содержание сырой клетчатки на абсолютно-сухое вещество, 0,77 %

Рисунок 2 - Коэффициент вариации (V %) признаков, определяющих кормовую и семенную продуктивность селекционных образцов овсяницы тростниковой в сплошном травостое, 1999-2000 гг. (Бу - ошибка коэффициента вариации, %)

Эффективность массового отбора установлена на ранних этапах селекции для тех морфологических признаков, у которых наблюдалась незначительная фенотипическая изменчивость. На более поздних этапах индивидуальный отбор может быть результативен по элементам структуры кормовой продуктивности, урожайности кормовой массы и семян.

Индуцированные полиплоиды и отдаленные гибриды Ре$Ы1оНит На основании анализа статистических характеристик кормовой продуктивности исходных индуцированных полиплоидов и отдаленных гибридов Рев-ш1о1шп на ранних этапах (1988-1992 гг.) установлен очень высокий уровень изменчивости признаков, что способствовало широкому внутрипопуляционно-му отбору. На заключительных этапах (2002-2005 гг.) наблюдались незначительней или средняя вариабельность большинства морфологических, хозяйственных. признаков и свойств, связанных с урожайностью кормовой массы и семян (рисунок 3).

Козф. ь зменчивости V, % 45,0

40,0

20.0

Условные обозначения:

□Густота стояния растений осенью, 8У:-0,36 %

□ Густота стояния растений весной, Зу=0,72 %

□ Зимостойкость. Бу=0.68 %

^ Плотность травостоя, 8^=0,10 %

■Урожайность воздушно-сухого вещества,

Эу=0,34 % □Урожайность семян, Бу =0,55 %

о Высота растений перед первым укосом. 8у=0,40 %

□ Высота растений перед вторым укосом 87=0,39 %

■ Высота растений перед третьим укосом, Бу=0,24 %

ЕФорма куста осенью, 5у=0,65 %

□Состояние растений осенью. 8у=2,01 % □Состояние растений весной, Бу=0,47 % В Пораженность растений снежной плесенью

5у=0,75 %

■ Содержание сырого протеина на абсолютно-сухое вещество, £\'=0.40 %

О Содержание клетчатки на абсолютно-сухое вещество сырой, 8у=0,35 %

■ Содержание сахара на абсолютно-сухое вещество, 8и-С',57 %

□Сахаро-протеиновое соотношение, 5у=1,12 %

Рисунок 3 - Коэффициент вариации (V %) признаков, определяющих кормовую и семенную продуктивность у индуцированных полиплоидов и отдаленных гибридов фестулолиум в сплошном травостое, 2002-2005 гг. (8у — ошибка коэффициента вариации, %)

13 результате статистического анализа установлено, что увеличение пло-идносги повлияло на значительное варьирование количественных признаков семенной продуктивности во все годы изучения.

Показан индивидуальный отбора по высоте растений в фазе массового цветения (V = 26 %) и продуктивной кустистости (V = 70 %). Массовый отбор проводился по длине соцветия. Для повышения семенной продуктивности эффективным являлся индивидуальный отбор по элементам структуры в пределах каждо ~о образца.

Многолетние низовые злаковые травы (овсяница красная, мятлик луговой, полевица гигантская)

На основании статистического анализа исходного материала многолетних низовых злаковых трав установлена значительная вариабельность морфологических и хозяйственных признаков продуктивности и элементов структуры кормовой массы (рисунок 4).

Условные обозначения:

Е Продуктивность сухой массы, Эу1=2,44 %; Эу2=2,32 %; 5уЗ=2,96 %;

п Высота растений перед первым укосом, Зу1~1,0Э %; ЗУ2=2,45 %; ву3=3,54 %;

с Масса 100 генеративных побегов, Б\/1=2,48 %;

° Масса 100 удлиненных вегетативных побегов, 31/1=2,15 %; Бу3=3,19 %;

■ Масса 100 укороченных вегетативных побегов, 3\/1=2,98 %;

□ Содержание сырого протеина на абсолютно- сухое вещество Зу1=0,88%;

Бу2=1,70 %; ЗУЗ=2,64 % ■^Содержание сырой клетчатки на абсолютно-сухое вещество, Бу1=0.58%; Яу2«0,8<1 %; БУЗ"-0,80 % п Содержание сахароз на абсолютно-сухое вещество, 8*1 = 1,18 %; 5у2=2,35 %; Йу3=3,61 %

■

Облиственность, Зу1=0,69 %-Sv2=3,87 %; 3у3=3,58 ;

Рисунок 4 - Коэффициент изменчивости (V %) признаков, определяющих кормовую продуктивность исходных образцов многолетних низовых злаковых трав, 2000-2005 гг. (8VI - ошибка коэффициента вариации признака для овсяницы красной, %; 8у2 -для мятлика лугового, %; йуЗ - для полевицы гигантской, %)

Отмечена незначительная изменчивость (V = 4,8-7,6 %) содержания сырой клетчатки для всех изучаемых видов. Среднее варьирование (V = 12,519,1 %) высоты растений перед первым укосом, содержания общего сахара (овсяница красная), сырого протеина (мятлик луговой, полевица гигантская), массы 100 удлиненных вегетативных побегов и продуктивности сухой массы (полевица гигантская) свидетельствовало о различии в происхождении исходного материала. Значительная изменчивость некоторых морфологических и большинства хозяйственных признаков и элементов структуры корм.овой продуктивности позволила целенаправленно проводить индивидуальный отбор в ло-

Коэф. изменчивости V, %

40,0

Овсяница красная (1) Мятлик луговой (2) Полевица гигантская (3)

пуляциях низовых злаков в зависимости от происхождения.

Значительное варьирование семенной продуктивности (V = 31 и 28 %), числа солосков (V = 40 и 23 %), цветков (V = 36 и 25 %), выполненных семян на соцзетии (V = 39 и 25 %), завязываемости (V = 24 и 16 %) и массы 1000 семян (V = 35 и 38 %) способствовало проведению индивидуального отбора среди изучаемых биотипов (рисунок 5).

Коэф. изменчивости V, % 45,0

40,0

35,0 30,0 25,0 20,0

Условные обозначения:

□ Семенная продуктивность, ЭУ1=3,43 %; вУ2=4,00 %;

■Длина соцветия, 3у1=3,00 %; ЗУ2=2,28%;

□ Число колосков на соцветии, Зу1=4,00 %; 5У2=3,84%;

□ Число на соцветии цветков, в\/1=4,00 %; 3у2=3,70%;

□ Число на соцветии выполненных семян, Зч1=4,00 %; Зч2=4,00 %;

в Масса 1000 семян, 3у1=3,50 %; ЗУ2=4,00%;

■ Завязываемость, Зу1=2,41 %, ЗУ2=2,74 %;

Мятлик луговой (1)

Полевица гигантская (2)

Рисунок 5 - Коэффициент изменчивости (У%) признаков, определяющих семенную продуктивность исходных образцов многолетних низовых злаковых трав, 2300-2005 гг. (8у1 - ошибка коэффициента вариации признака для мятлика лугового, %; Бу2 - для полевицы гигантской, %)

В последующем селекционном процессе значительное варьирование урожайности кормовой массы, семян и некоторых хозяйственных признаков явилось основанием для проведения дальнейшего индивидуального отбора продуктивных форм среди внутривидовых гибридов овсяницы красной и мятлика лугового (рисунок 6).

Таким образом, на основании статистических характеристик количественной изменчивости исходного материала верховых многолетних злаковых трав проводилось улучшение целого ряда признаков, в первую очередь, за счет большого размаха варьирования.

Отмечена эффективность массового отбора на ранних этапах селекции по морфологическим и хозяйственным признакам, у которых наблюдалось незна-

чительное проявление фенотипической изменчивости.

Коэф. изменчивости V, %

40.0

28,8

24,7

33,7

23,0

Овсяница красная (1)

Условные обозначения:

□Число генеративных побегов, =3,55 %;■ ЭУ2=2,57 %;

□Урожайность семян, 8У1=3,95 %; 5у2=3,77 %;

□ Высота растений перед скашиванием, 571=:3,95%: 5У2=1 ,47 %;

□Урожайность зеленой массы, ЭУ1=4,00 %; Бу2=2,48 %;

Мятлик луговой (2)

Рисунок 6 - Коэффициент изменчивости (У%) хозяйственных признаков урожайности кормовой массы и семян внутривидовых гибридов многолетних низовых злаковых трав, 2003-2005 гг. (Бу! - ошибка коэффициента вариации

признака для овсяницы красной, %; 8у2 — для мятлика лугового, %)

На заключительных этапах селекции варьирование признаков уменьшалось, что свидетельствовало о стабилизирующем влиянии отборов, проводимых среди исходных форм. Индивидуальный отбор эффективен по признакам структуры и урожайности кормовой массы и семян.

Привлечение в селекционный процесс исходного материала многолетних дикорастущих низовых злаковых трав различного эколого-географического происхождения послужило основанием для проведения индивидуального отбора при создании внутривидовых гибридов с высокой урожайностью кормовой массы и семян.

3.5 Возможности сокращения селекционного процесса у многолетних злаковых трав и совершенствование метода внут ривидовой гибридизации у многолетних злаковых трав

Для многолетних злаковых трав предлагается следующая схема сокращенного селекционного процесса за счет получения в условиях искусственного климата поколения овсяницы гибридной и луговой в период с августа по май:

- гибридизация внутривидовая в поле или теплице, получение семян Ро,

- оценка Р0 на морозостойкость методом стеллажей и на выпревание с применением климокамер (декабрь-январь),

- оценка выживших растений Бо по болезням в условиях вегетационного домика (январь-февраль),

- получение поколения Б] в условиях вегетационного домика (март-апрель изучение в полевых условиях (март-август),

- высадка растений Р0 в питомник биотипов (отбор по форме и типу куста), изучение их в течение трех лет (май - сентябрь),

- изучение отобранных растений Ро и Р] в контрольном питомнике по другим признакам кормовой и семенной продуктивности

1 аким образом, для доведения образцов до контрольного питомника достаточно три года, тогда как обычная схема предполагает четыре - пять лет Кроме того, при такой схеме мы можем получить максимум информации об изучаемых образцах, что очень важно для селекционера

Е период 1986-2005 гг в нашей селекционной работе методы внутривидовой ] ибридизации и поликросса способствовали получению нового исходного материала, создавая фон для последующего искусственного отбора

К недостаткам способа внутривидовой гибридизации по общепринятой методике [А С Новоселова, А М Константинова и др , 1978, Методические указания СибНИИ кормов, 1979, Методические указания ВНИИ растениеводства им Н И Вавилова, 1979, Методические указания ВНИИ кормов им В Р Вильямса, 1985] можно отнести трудности при создании благоприятных усиовий для завязываемости и ограниченное число фертильных семян, получаемых при опылении под изоляторами

Метод поликросса,' применяемый в синтетической селекции многолетних злаковых трав, способствует получению гибридов с высокой степенью ге-терозш а Однако для организации таких питомников необходимы изолированные уч 1стки, что не всегда осуществимо на практике

Ча основании многолетних изучений различных подходов к технике скрещр вания у многолетних злаковых трав предложен новый способ внутривидовой 1 ибридизации На ранних этапах проводился анализ результатов многолетнего изучения исходного материала в коллекционных питомниках и питомниках отбора На основании анализа составлялся план гибридизации В соот-ветств^и с планом, в лабораторных условиях создавались смеси семян из подобранных материнских и отцовских форм, что способствовало полной совместимости родителей в период цветения в потевых условиях В полевых условиях

посев проводился по схеме с площадью питания 60 х 70 см2 Изоляторы одевались либо на каждый гибрид перед цветением, либо выборочно, что зависело от селекционера Предлагаемым способом в 2005 году посеяно в полевых условиях 82 внутривидовых гибрида овсяницы красной, 202 - мятлика лугового и 83 гибрида полевицы

4. Результаты селекции по созданию высокопродуктивных и адаптивых сортов на основе использования особенностей природных популяций многолетннх злаковых трав

В результате исследований в период 1986-1999 гг установлено, что в основе отбора при хозяйственно-биологическом изучении исходного и селекционного материала овсяницы луговой и тростниковой при индивидуальном размещении и в сплошном травостое лежит гетерогенность исходных экотипов и биотипов различного эколо-географического происхождения

Отбор форм овсянш!ы луговой как по отдельным, так и по комплексу хозяйственно-ценных признаков кормовой продуктивности (интенсивность отрастания весной и после укосов, высота растений весной и перед укосами, мощность куста, облиственность побегов и отавность), с учетом качества кормовой массы и зимостойкости, способствовал формированию высокопродуктивных популяций При оценке семенной продуктивности у овсяницы луговой обращалось внимание на такие признаки, как высота растений в фазе массового цветения, продуктивная кустистость и неполегаемость генеративных побегов, завя-зываемость семян, число цветков на соцветии и урожайность семян

У овсяницы тростниковой при отборе на урожайность кормовой массы и семян значимыми признаками являлись высота растений перед первым укосом, средняя мощность генеративных и укороченных вегетативных побегов и их облиственность, плотность, выравненность и мощность травостоя, содержание сырого протеина При оценке семенной продуктивности у овсяницы тростниковой обращалось внимание на такие признаки, как длина соцветия, число мутовок, выполненных семян на соцветии и их завязываемость

Изучение исходного и селекционного материала индуцированных попи-тоидов и отдаленных гибридов фестулолиум в условиях Среднего Урала позволило сделать следующее заключение Пластичными и высокоурожайными при контрастных условиях континентального климата оказались тетраплоид-ные формы и гибриды с участием райграса однолетнего, пастбищного, овсяницы тростниковой и луговой, а также гексаплоидные гибриды, созданные на основе овсяниц восточной и тростниковой, райграса однолетнего Несомненно, повышение плоидности вида (райграс пастбищный, овсяница луговая) увели-

чивает размеры растений, что в целом способствует повышению урожайности кормоной массы и семян Отдаленная гибридизация с привлечением зимостойких овсяниц тростниковой и восточной на тетра- и гексаплоидном уровне способствовала проявлению экологической устойчивости и гетерозиса по всем хозяйств гнно-ценным признакам Это дало возможность создать новые сорта райграса тастбищного (Малыш), овсяницы луговой (Злата) и тростниковой (Се-ребряг ка) с уровнем пластичности и урожайности кормовой массы и семян, превысившим в 1,1-1,2 раза диплоидные сорта и виды Таким образом, индуцированная полиплоидия и отдаленная гибридизация, раздвигая рамки фенотипи-ческор и генотипической изменчивости, являются средствами для получения устойчивого гетерозиса по урожайности того или иного вида

!а годы изучения (1988-2005 гг ) наблюдалась тенденция высокая семенная продуктивность тетраплоидных гибридов в первый год пользования, снижавшаяся на второй год пользования У гексаплоидных гибридов максимальная урожайность семян формировалась на второй и последующие годы пользования Вероятно, проявилось влияние родительской формы райграса итальянского и е -о однолетней разновидности (тетраплоиды) или овсяницы тростниковой (гексатлоиды)

Изучение индуцированных полиплоидов и отдаленных гибридов фесту-лолиум в 1988-2005 гг позволило определить значимые признаки для отбора форм, с повышенной кормовой и семенной продуктивностью Установлено, что отбор как по отдельным, так и по комплексу хозяйственно-ценных признаков корме вой продуктивности (высота растений перед укосами, мощность куста, облисгвенность побегов и отавность, густота стояния растений осенью и весной, плотность травостоя, форма куста осенью), с учетом качества кормовой массь , способствовал формированию высокопродуктивных популяции

При оценке семенной продуктивности обращалось внимание на такие признаки, как высота растений в фазе массового цветения, форма куста осенью, продуктивная кустистость, длина соцветия, завязываемость семян, число колосков, цветков на соцветии и урожайность семян

В результате конкурсного сортоиспытания травосмесей гибридов фесту-лолиум с клевером луговым и люцерной изменчивой при сенокосном использовании выделены перспективные тетраплоидные популяции райграса пастбищного -1 гибрида с участием райграса однолетнего и овсяницы тростниковой по максг мальной урожайности кормовой массы в первый и второй годы вегетации и пользования Гексапчоидные гибриды, полученные с участием райграса однолетнего, овсяницы тростниковой и овсяницы восточной, отмечены по высо-

кой урожайности зеленой массы и воздушно-сухого вещества на второй-пятый годы вегетации Наблюдалось преимущество травосмесей гибридов фестулоли-ум с бобовыми травами по химическому составу и кормовой ценности по сравнению с диплоидной

Изучение перспективных тетраплоидных сортов индуцированных полиплоидов и отдаленных гибридов фестулолума в питомнике конкурсного испытания в период 2002-2005 гг по пастбищному типу использования позволило установить, что при норме высева 26 кг/га на второй год жизни в травостое фестулолума урожайность сухой массы и семян у сортов Синта и Дебют составила 9,4-10,5 и 0,9-1,0 т/га при плотности травостоя 94-96 % и зимостойкости 75-92 % Таким образом, в условиях суходола пастбищное использование райграса пастбищного и гибридов, полученных с участием райграса однолетнего, пастбищного, овсяниц тростниковой и луговой эффективно в первый год пользования На прирост зеленой массы у данных сортов большое влияние оказывало наличие влаги в весенне-летний период Вот почему, орошаемые участки, расположенные недалеко от фермы, либо участки с низким залеганием грунтовых вод, наиболее удобны для получения быстро отрастающего, качественного, питательного и высокоурожайного зеленого корма из новых культур

Образцы многолетних низовых злаковых трав оценивались в селекционных питомниках в 1999-2003 гг по основным морфологическим, хозяйственным и биологическим признакам и свойствам при пастбищном использовании, индивидуальном стоянии растений и в сплошном травостое

При изучении исходного материала овсяницы красной в период 19992003 гг проведен корреляционный анализ при изучении признаков Выявлена средняя сопряженность доли прикорневых листьев и облиственности (г=+0,55, 8Г= 0,11), средней мощности генеративных и укороченных вегетативных побегов (г=+0,54, 8= 0,11), продуктивности воздушно-сухого вещества и семян (г=+0,74, 8,= 0,09), содержания сырого протеина и общего сахара (г= -0,5, 8Г= 0,11) Частный коэффициент корреляции между урожайностью семян и урожайностью сухой массы показал, что лишь незначительная часть взаимосвязи данных признаков в общей корреляции (ги=+0,74) обусловлена облиствен-носгью (г Х2>=+0,73) Изменчивость данных показателей связана с действием компонентов на 55 %

По результатам корреляционного анализа хозяйственных признаков кормовой продуктивности у мятлика лугового при индивидуальном размещении растений установлена средняя прямая сопряженность (1 =+0,49, 8Г= 0,14) воздушно-сухого вещества и обратная - содержания сырого протеина (г= -0,47-

0,72, 8,= 0,11-0,14) с высотой растений перед скашиванием и содержанием сырой клетчатки у исходных образцов мятлика луговою При этом установлено, что дох я показателя продуктивности сухой массы лишь на 24 % (коэффициент детерминации с1)Ч =0,24) зависела от высоты растений перед скашиванием Отрицательный частный коэффициент корреляции между содержанием сырого протеи.; 1а и продуктивностью сухой массы показал, что более половины взаимосвязи данных признаков в общей корреляции (г ху= -0,47) обусловлено содержанием сырой клетчатки (г хуг= -0,51) В то же время взаимосвязь содержания сы гюго протеина и сырой клетчатки незначительно обусловлена влиянием продуктивности сухой массы (1 у2Л = -0,69 и г уг = -0,72) Изменчивость данных показателей связана с действием компонентов на 34, 64 и 53 % Наибольшая зависимость (множественный коэффициент корреляции И учг=+0,80) наблюдалась по показателю содержания сырого протеина

А нализ сопряженности хозяйственных признаков и элементов семенной продуктивности исходных образцов мятлика лугового при индивидуальном размеп ении растений позволил сделать заключение о сильной (г=+0,93, Бг= 0,0о) и средней (г=и 0,42, 8Г= 0,15) связях числа генеративных побегов на м2 и семе -шой продуктивности, а также числа колосков на соцветии с высотой растений в фазе массового цветения Отмечены прямые и обратные связи некоторых элементов структуры семенной продуктивности (длина соцветия, число колоскэв, цветков, выполненных семян на соцветии, завязываемость и крупность I емян) Установлено, что завязываемость семян тем выше, чем меньше число } олосков на соцветии и размер семян (г = -0,51 и -0,57, Бг= 0,23-0,12)

Для определения значимых биоло! ических свойств, морфологических и хозяйс гвенных признаков при отборе на кормовую и семенную урожайность у овсяни ¡ы красной в сплошном травостое был проведен корреляционный анализ У( тановлены достоверно средние и сильные связи плотности травостоя с урожайностью сухого вещества и семян, состоянием растений весной и осенью и формой куста (г=+0,64-0,76, <1=0,38-0,55) Выявлены зависимости варьирования ур эжайности семян от урожайности сухого вещества, засухоустойчивости, числа ) енеративных побегов на м2, проективного покрытия, состояния растений осенью и формы куста весной (г=+0,64-0,75, (1=0,42-0,57) Отмечено влияние проективного покрытия и засухоустойчивости на число генеративных побегов на м2 (-=+0,64-0,65, ¿=0,41-0,42), урожайности сухой массы на состояние растений ве:ной и осенью (г=+0,6-0,63, (1=0,36-0,39), формы куста весной на высоту растенлй перед скашиванием (г=+75, (1=0,57), проективного покрытия, урожайности ;ухой массы и содержания сырой клетчатки на форму куста в фазе мае-

сового цветения (г =+0,7-0,92, с!=0,49 -0,85), формы куста весной, засухоустойчивости, темпов роста и урожайности воздушно-сухого вещества на проективное покрытие (г =+0,61-0,98, с!=0,37-0,95), засухоустойчивости на форму куста весной, содержания сырой клетчатки на урожайность зеленой массы и темпов роста на засухоустойчивость (г =+0,59-0,76, ё=0,35-0,58)

На основании корреляционного анализа у мятлика лугового в сплошном травостое установлены достоверно средние прямые связи засухоустойчивости, декоративности с темпами роста и числом генеративных побегов на м2 (г =+0,44-0,54, сЗ =0,20-0,29) Распространение корневой системы в средней и сильной степени связано с декоративностью, темпами роста, проективным покрытием и высотой растений перед скашиванием (г=+0,61-0,84, с1 =0,37-0,70)

Отмечена зависимость числа генеративных побегов на м2 от урожайности семян (1 =+0,54, (1 =0,3), темпов роста от проективного покрытия (1 =+0,48, <1 =0,23), урожайности сухой массы от содержания сырой клетчатки (г = -0,46, (1 =0,21), проективного покрытия от высоты растений перед скашиванием (г =+0,73, (1 =0,54) На основании анализа частных коэффициентов корреляции, установлено, что в цепочке распространение корневой системы — декоративность — проективное покрытие зависимость первого показателя от декоративности и проективного покрытия проявилась в средней степени (г „ 2 и

Г XV г =+0,60)

Анализ множественных коэффициентов корреляции трех переменных показал, что в данном случае изменчивость показателей связана с действием компонентов на 71, 81 и 70 % (112= 0,71-0,81) Найдена средняя зависимость засухоустойчивости и декоративности от числа генеративных побегов на м2 и отрастания после скашивания (г х> ъ и г Х2у =0,38-0,44) При этом варьирование каждого из показателей зависит от изменчивости соответствующих компонентов на 2040%

Таким образом, в результате исследований в период 1999 -2005 гг установлено, что в основе отбора при хозяйственно-биологическом изучении селекционного материала многолетних низовых трав при индивидуальном размещении и в сплошном травостое лежит многообразие дикорастущих исходных экотипов и биотипов

При отборе для пастбищного использования целесообразно учитывать такие важные признаки, как высота растений перед скашиванием, плотность травостоя, число генеративных побегов на м2, средняя мощность удлиненных вегетативных побегов, облиственность, форма куста и состояние растений осе-

нью и весной, качество кормовой массы, засухоустойчивость

При отборе на повышение урожайности семян необходимо учитывать форм / куста и высоту растений в фазе массового цветения, число генеративных побегов на м2, элементы структуры семенной продуктивности (длина соцветия, число колосков, цветков, выполненных семян, завязываемость и крупность семян, продуктивность побега)

При селекции на газонное использование необходимо обращать внимание нз засухоустойчивость, темпы роста, число генеративных побегов на м", проективное покрытие, высоту растений перед скашиванием, распространение корневой системы, декоративность

4.1 Характеристика перспективных сортов по результатам конкурсного и производственного испытаний

На Государственное испытание в различные годы было передано 14 сортов, которые районированы в период 2000-2006 гг (таблица 6) На восемь сортоз получены патенты Сорта предназначены для использования в кормопроизводстве (сено, сенаж, силос), земледелии (сидераты), озеленении (газоны) и рек) льтивации земель

Таблица 6 - Сорта многолетних злаковых трав селекции Уральского НИИСХ, созданные при личном участии автора в 1986-2006 гг

Вид Сорт Доля авторства,% Урожайность, т/га

сухого вещества семян

Овся таца луговая Людмила 90 6,6-11,1 0,5-0,8

Надежда 90 6,2-9,1 0,5-0,8

Злата 60 5,5 0,6

Овсяница тростниковая Серебрянка 50 8,1-12,8 0,5-1,4

Ассоль 95 8,2-9,6 0,5-0,7

Фрези 95 7,5-11,6 0,5-0,6

Рай] рас паст-б нцный Малыш 60 10,8-11,3 0,7-0,9

Фес гулолиум Изумрудный 55 6,6-9,0 0,5-0,7

Аэлита 60 7,6-11,8 0,6

Дебют 60 7,0 0,6

Синта 70 7,0 0,7

Овся щца красная Стелла 45 2,7 0,4

Мятл 1К луговой Висим 45 1,7 0,2

Мятлик альпийский Лучик 80 - 0,3

Сорт фестулолиума Изумрудный создан для условий Северо-Западного, Центрального, Волго-Вятского и Северо-Кавказского регионов В Государственный реестр селекционных достижений Российской Федерации занесен в 2000 году (авторское свидетельство № 28637) Сорт получен на основе методов отдаленной гибридизации и экспериментальной полиплоидии с участием райграса однолетнего и овсяницы тростниковой и последующего многократного семейственно-массового отбора элитных растений в синтетической популяции

Основное достоинство При трехукосном использовании урожайность зеленой массы составляет 30,6-45,1 т/га, сухого вещества - 6,6-9,0 т/га, семян -0,5-0,74 т/га Хорошее качество зеленой массы содержание протеина - 15,0 % и клетчатки — 27 %, что позволяет использовать Изумрудный для получения сена, сенажа и силоса первого класса Высокая пластичность Не полегает, семена не осыпаются

Сорт овсяницы тростниковой Серебрянка создан для условий СевероЗападного, Центрального, Волго-Вятского и Северо-Кавказского регионов В Государственный реестр селекционных достижений Российской Федерации занесен в 2000 году (авторское свидетельство № 28637) Получен патент № 1268 Сорт выведен на основе отдаленной гибридизации и экспериментальной полиплоидии с участием овсяницы восточной овсяницы тростниковой и последующего многократного семейственно-массового отбора элитных растений в синтетической популяции

Основное достоинство При трехукосном использовании урожайность зеленой массы составляет 31,7-45,8 т/га, сухого вещества — 8,1-12,8 т/га, семян -0,5-1,4 т/га Хорошее качество зеленой массы содержание протеина - 14,1 % и клетчатки - 27,7 %, что позволяет использовать Серебрянку для получения сена, сенажа и силоса первого класса Высокая пластичность Не полегает, семена не осыпаются

Сорт овсяницы тростниковой Ассоль создан впервые для условий Северо-Западного, Центрального, Волго-Вятского и Северо-Кавказского регионов В Государственный реестр селекционных достижений Российской Федерации включен в 2000 году (авторское свидетельство № 32386) Получен патент № 1278 Сорт получен на основе внутривидового скрещивания сорта КУ-31 (к-44824) и дикорастущего образца (44823) из Португалии

Основное достоинство При сенокосном использовании урожайность зеленой массы составляет 27,5-32,1 т/га, сухого вещества — 8,2-9,6 т/га, семян -0,5-0,77 т/га Хорошее качество зеленой массы содержание протеина - 13,8 % и клетчатки - 31,4 %, что позволяет использовать Ассоль для получения сена, се-

нажа и силоса первого класса Высокая пластичность Не полегает, семена не осыпаются

Сорт овсяницы тростниковой Фрезн создан для условий СевероЗападного, Центрального, Волго-Вятского и Северо-Кавказского регионов В Государственный реестр селекционных достижений Российской Федерации занесен в 2000 году (авторское свидетельство № 32387) Получен патент № 1269 Сорт выведен методом многократного семейственно-массового отбора элитных растений в дикорастущей популяции из Латвии (к-46187)

Основное достоинство При сенокосном использовании урожайность зеленой массы составляет 22,5-38,8 т/га, сухого вещества — 7,5-11,6 т/га, семян -0,53-0,63 т/га Хорошее качество зеленой массы содержание протеина - 14,8 % и клетчатки - 30,4 % , что позволяет использовать Фрези для получения сена, сенажа и силоса первого класса Высокая пластичность Не полегает, семена не осыпаются

Сорт овсяницы луговой Людмила создан для условий Волго-Вятского региона В Государственный реестр селекционных достижений Российской Федерации занесен в 2004 году (авторское свидетельство №32385) Получен патент № 2725 Сорт выведен методом свободно-ограниченного переопыления двух д* корастущих образцов из Рязанской (к-073416) и Владимирской (к-078904) областей и последующим многократным семейственно-массовым отбором э 1итных растений в синтетической популяции

0(новное достоинство Высокий урожай зеленой массы (22,2-35,6 т/га), сухого Еещества (6,6-11,1 т/га) и семян (0,5-0,8 т/га) Превышение над стандартами coi тавляет соответственно 3,3-16,7, 1,6-6,1 и 0,1-0,4 т/га Содержание сырого протеина - 14,1 %, клетчатки - 31,8 % Высокая пластичность Отрастание и выравненность травостоя весной и после укосов — отличное Полегаемость слабая ,

Ссрт овсяницы луговой Надежда создан для условий Волго-Вятского региона РФ В Государственный реестр селекционных достижений Российской Федерации занесен в 2004 году (авторское свидетельство № 32384) Получен патент 2724 Сорт выведен методом многократного семейственно-массового отбора элитных растении в дикорастущей популяции из Вологодской области (к-237)

Основное достоинство Высокий урожай зеленой массы (23,2-30,3 т/га), сухого вещества (6,2-9,1 т/га) и семян (0,5-0,77 т/га) Превышение над стандартами составляет соответственно 4,3-11,4, 1,2-4,1 и 0,1-0,37 т/га Содержание сырого протеина - 13,6 %, сырой клетчатки - 29,4 % Высокая пластичность

Отрастание и выравненность травостоя весной и после укосов — отличное Полегаемость слабая

Сорт овсяницы луговой Злата создан для условий Волго-Вятского региона В Государственный реестр селекционных достижений Российской Федерации занесен в 2006 году (авторское свидетельство № 39538) Получен патент № 3204 Сорт создан методом экспериментальной полиплоидии с участием диплоидного сорта овсяницы луговой ВИК 5 и последующего многократного семейственно-массового отбора элитных растений в популяции

Основное достоинство Высокий урожай зеленой массы (25 т/га), сухого вещества (5,5 т/га) и семян (0,6 т/га) Превышение над стандартами составляет соответственно 2,7, 0,7 и 0,1-0,2 т/га Содержание сырого протеина - 15-18 %, клетчатки-23-26 % Высокая пластичность Отрастание и выравненность травостоя весной и после стравливаний - отличное Полегаемость слабая

Сорт райграса пастбищного Мачыш создан для условий СевероЗападного, Центрального и Волго-Вятского регионов В Государственный реестр селекционных достижений Российской Федерации занесен в 2004 году (авторское свидетельство № 32389) Сорт выведен методом экспериментальной полиплоидии с участием диплоидного сорта райграса пастбищного Московский 84 и последующего многократного семейственно-массового отбора элитных растений в популяции

Основное достоинство Высокий урожай зеленой массы (59,2-60,1 т/га), сухого вещества (10,8-11 3 т/га) и семян (0,7-0,88 т/га) Превышение над стандартами составляет соответственно 38,1-39,0, 6,2-6,7, 0,1-0,28 т/га Содержание сырого протеина - 15,1 %, сырой клетчатки - 23 % Высокая пластичность Быстрое отрастание после стравливания Полегаемость слабая

Сорт фестулолиума Аэлита создан для условий Северо-Западного, Центрального, Волго-Вятского и Северо-Кавказского регионов В Государственный реестр селекционных достижений Российской Федерации занесен в 2000 году (авторское свидетельство № 32388) Сорт получен на основе отдаленной гибридизации и экспериментальной полиплоидии с участием райграса однолетнего и овсяницы тростниковой и последующего многократного семейственно-массовым отбора элитных растений в популяции

Основное достоинство Высокий урожай зеленой массы (38,7-63,5 т/га), сухого вещества (7,6-11,8 т/га) и семян (0,6 т/га) Высокое качество зеленой массы содержание протеина-18,9 % и клетчатки-20,9 %, что позволяет использовать Аэлиту как на пастбищах, так и на сенокосах Высокая пластичность в местных условиях континентального климата Быстрое отрастание после страв-

ливани г и скашивания Полегаемость слабая

Сорт фестулолиума Дебют создан для условий Северо-Западного, Центрального и Волго-Вятского регионов В Государственный реестр селекционных достижений Российской Федерации занесен в 2004 году (авторское свидетельство № 39533) Сорт выведен методом отдаленной гибридизации и эксперимент ильной полиплоидии с участием райграса однолетнего и овсяницы тростниковой и последующего многократного семейственно-массового отбора элитны < растений в популяции

Основное достоинство Высокий урожай зеленой массы (35,0 т/га), сухого вещества (7,0 т/га) и семян (0,6 т/га) Превышение над стандартами составляет соответственно 2,0, 2,4,0,2 т/га Содержание сырого протеина - 20 %, сырой клетчатки - 20,0 %, общего сахара - 7,6 % Высокая пластичность Быстрое о грастание после стравливания и скашивания Полегаемость слабая

Сорт фестулолиума Синта создан для условий Северо-Западного, Центрального и Волго-Вятского регионов В Государственный реестр селекционных дог тижений Российской Федерации занесен в 2004 году (авторское свидетельства № 3953) Сорт выведен методом отдаленной гибридизации и экспериментальной полиплоидии с участием райграса пастбищного и овсяницы луговой, по:ледующего сложно-гибридного переопыления и многократного семейственно-массового отбора элитных растений в популяции

Основное достоинство Высокий урожай семян (0,7 т/га) Превышение над ста вдартом составляет 0,3 т/га Содержание сырого протеина - 15 %, сырой клетчатки - 23 %, общего сахара - 8 % Высокая пластичность Быстрое отрастание пэсле скашивания Полегаемость слабая

Сорт овсяницы красной Стелла создан для условий Северного, СевероЗападного, Волго-Вятского, Уральского и Западно-Сибирского регионов В Государственный реестр селекционных достижений Российской Федерации занесен в 2304 году (авторское свидетельство № 39537) Получен патент №2236 Сорт выведен методом массового отбора в естественных популяциях Свердловской области с последующим индивидуальным отбором при экотипическом изучении

Основное достоинство Высокий урожай зеленой массы (10,7 т/га), сухого ве цества (2,7 т/га) и семян (0,4 т/га) Превышение над стандартом составляет соответственно 0,7, 0,2, 0,2 т/га Содержание сырого протеина - 11 %, сырой клетчатки - 25 % Отличная выравненность и декоративность травостоя Высокая пластичность Полегаемость растений и осыпаемость семян слабая

Сзрт мятлика лугового Висим создан для условий Северного, Северо-

Западного, Волго-Вятского, Уральского и Западно-Сибирского регионов В Государственный реестр селекционных достижений Российской Федерации занесен в 2004 году (авторское свидетельство № 39535) Получен патент № 2238

Сорт выведен методом массового отбора в естественных популяциях Свердловской области с последующим индивидуальным отбором при экотипи-ческом изучении

Основное достоинство Высокий урожай зеленой массы (8,0 т/га), сухого вещества (1,7 т/га) и семян (0,2 т/га) Превышение над стандартами составляет соответственно 5,0,1,0, 0,1 т/га Содержание сырого протеина - 12 %, сырой клетчатки — 24 % Высокая пластичность

Сорт мятлика альпийского Лучик создан для условий Северного, СевероЗападного, Волго-Вятского, Уральского и Западно-Сибирского регионов В Государственный реестр селекционных достижений Российской Федерации занесен в 2004 году (авторское свидетельство № 39534) Сорт выведен методом индивидуального отбора в дикорастущей популяции с последующим массовым отбором

Основное достоинство Высокий урожай семян (0,3 т/га) Превышение над стандартом составляет 0,2 т/га Содержание сырого протеина - 12 %, сырой клетчатки — 30 % Высокая пластичность Полегаемость слабая

5. Экономическая и энергетическая оценка технологий производства семян перспективных сортов многолетних злаковых трав на Среднем Урале

Для определения экономической эффективности от применения новых и перспективных сортов многолетних злаковых трав, на основе разработанной технологии выращивания семян, применяли систему показателей, основными из которых являлись урожайность семян, их себестоимость, затраты труда и средств, чистый доход, рентабельность

Технология выращивания новых, и перспективных сортов многолетних злаковых трав включала в себя агроприемы основной подготовки почвы, посева, ухода за посевом, уборки семян и их подработки Вот почему, расчет экономической эффективности был проведен на основании затрат, рассчитанных на три-четыре года

С учетом закупочной цены 1 ц семян стандартного сорта 2650 рублей и реализационной стоимости семян 11925 руб /га, чистый доход от выращивания семян суперэлиты составил 3339,8 рублей В то же время чистый доход от производства семян суперэлиты нового и перспективного сорта составил 14199,8 рублей (таблица 7) Установлено, что в структуре затрат (таблица 8)

при бе:покровном посеве наибольшая доля приходится на минеральные удобрения (53 %) и горюче-смазочные материалы (34 %)

Таблта 7 - Экономическая эффективность выращивания семян новых и перспективных сортов многолетних злаковых трав селекции Уральского НИИСХ, 2000-2005 гг

Эконо «шческие показатели Районированный сорт (1967г )* Новый и перспективный сорт (2000-2006гг )*

Уро»айность семян, ц/га 4,5 4,9

Производственные затраты на внращивание семян, руб /га 8585 2 8585,2

в т ч к траты труда, чел /час 4188,4 4188,4

Себестоимость 1 ц семян руб 1908 1752

Затраты труда на 1 ц семян, чел /час 930,8 854,8

Закупочная цена 1 ц семян, руб/ц 2650 4650

Реали:ацпонная стоимость семян, руб /га 11925 22785

Чис гый доход, руб /га 3339,8 14199,8

Ре -пабельностъ, % 39 165

Экономическая эффективность ст применения новых сортов, руб 1 715 880

Примечание -*- годы районирования

Таблица 8- Структура затрат совокупной энергии в севов расчете на 1 га семенных по

Статьи затрат Расход энергии на 1 га посевов, МДж Структура затрат, %

Маш-шы и оборудование 1499,8 7,2

Семена 560,8/1121,6* 2,7/5,2*

Минеральные удобрения, всего, в т ч азотные фосфорные калийные 11141 8985 1160 996 53,4

Горюче смазочные материалы 7170,2 34 4

Электроэнергия 67,5 0,3

Пестит иды в т ч гербициды 39,4 37,8 0,2

Живой труд всего в т ч 372,8 1,8

механизаторов 199,1

полевых рабочих 173,7

Всего 20851,5/21414* 100

Примечание -*- рядовой посев

Итак, преимущество выращивания нового и перспективного сорта проявилось в том, что при более высокой урожайности семян и равных производственных затратах рентабельность составила 165 %, а экономическая эффективность - 1715,88 тыс рублей

ВЫВОДЫ

1 Исследования, связанные с продолжительностью межфазных периодов, параметрами температурного режима и влагообеспеченности у видов овсяницы луговой, овсяницы тростниковой, гибридов фестулолиум, овсяницы красной, мятлика лугового, мятлика альпийского, проводимые в разные годы (1988 2003 гг ), показали, что период от начала весеннего отрастания до выхода в трубку и от начала цветения до полной спелости семян являлся для них «критическим» Определяющие лимитирующие факторы - сумма положительных температур и осадков Отбор в исходных популяциях продуктивных и экологически приспособленных биотипов возможен по продолжительности межфазных периодов

2 На основании проведенных исследований морозостойкости и зимостойкости индуцированных полиплоидов и гибридов фестулолиум (19882004 гг), можно сделать заключение о средней устойчивости тетраплоидов к неблагоприятным зимне-весенним факторам, связанной с физиологическими и генотипическими особенностями одного из родителей - райграсов пастбищного, итальянского и его однолетней разновидности Прямым промораживанием растений, отбором устойчивых форм и дополнительной оценкой выделенных образцов в полевых условиях возможно закрепление зимостойкости у тетрап-лоидных гибридов фестулолиум Целенаправленный отбор устойчивых к отрицательным зимним температурам форм позволил сформировать экологически устойчивые популяции гибридов фестулолиум для условий Среднего Урала

3 Изучение устойчивости многолетних злаковых трав к наиболее распространенным в условиях Урала болезням (снежная плесень, ко рневые гнили, различные виды ржавчины, пятнистости, мучнистая роса, септориоз, спорынья, склеротиниоз), начиная с ранних этапов селекции в естественных условиях и на искусственном фоне заражения, позволяет выделить толерантные биотипы для селекции на урожайность кормовой массы и семян Отбор устойчивых и урожайных форм у индуцированных полиплоидов и отдаленных гибридов фестулолиум следует проводить по густоте стояния растений (г=-0,63), количеству генеративных побегов (г=+0,78), полегаемости побегов (г=+0,78) и высоте растений в конце цветения (г=-0,64)

4 Улучшение целого ряда признаков исходных образцов овсяницы луго-

вой, тростниковой, индуцированных полиплоидов и отдаленных гибридов фес-тулолиум, овсяницы красной, мятлика лугового, полевицы гигантской при укосном и пастбищном использовании следует проводить в первую очередь за счет большого размаха варьирования изучаемых популяций и тщательного отбора Массовый отбор эффективен на ранних этапах селекции в популяциях верховы* многолетних злаков по некоторым морфологическим и хозяйственным признакам, у которых наблюдалось незначительное варьирование феноти-пическон изменчивости высота растений перед первым укосом, интенсивность отрастания растений после укосов, мощность куста на второй год жизни, плотность, в лравненность и мощности травостоя, содержание сырого протеина и клетчатки, длина соцветия, завязываемость семян, продуктивная кустистость, высота растений в фазе массового цветения Индивидуальный отбор результативен пс некоторым элементам структуры кормовой (средняя мощность укороченных вегетативных побегов и облиственность) и семенной продуктивности (число к элосков, цветков, семян на соцветии, масса и крупность семян) На за-ключитепьных этапах селекции отмечено стабилизирующее влияние отбора

5 Привлечение в селекционный процесс исходного материала многолетних дикорастущих низовых злаковых трав различного эколого-географического происхо кдения послужило основанием для проведения индивидуального отбора при создании внутривидовых гибридов с высокой урожайностью кормовой массы и семян по признакам высота растений первого укоса, облиственность побегов, показатели качества, элементы структуры кормовой и семенной продуктивности

6 Яровизация (освещенность 8 - 10 лк , длина дня - 6-8 часов, температура 0 +4 °Св течение 2,5-3 месяцев) и закаливание в искусственных условиях (температура на уровне залегания узла кущения - 17° - 18,5 °С) для некоторых видов и гибридов многолетних злаковых трав (овсяница луговая, овсяница тростниювая, райграс пастбищный, фестулолиум) позволила ускорить создание перспективного селекционного материала

7 Разработанный нами способ внутривидовой гибридизации, включавший высев смеси семян из подобранных родительских форм с площадью питания 60 х 70 см2 и использование изоляторов на каждый гибрид перед цветением, позволил з гачнтельно увеличить число комбинаций и упростить процесс техники скрещивания у многолетних злаковых трав

8 3 селекции овсяницы луговой и тростниковой следует учитывать гетерогенность исходных экотипов н биотипов различного эколого-географ^чсского происхождения Значимыми признаками при отборе на повы-

шение кормовой продуктивности являются интенсивность отрастания весной и после укосов, высота растений весной и перед укосами, мощность куста, элементы структуры, отавность, плотность, выравненность и мощность травостоя, качество кормовой массы и зимостойкость При оценке семенной продуктивности следует обращать внимание на такие признаки, как высота растений в фазе массового цветения, продуктивная кустистость, неполегаемость генеративных побегов и элементы структуры

9 Привлечение в селекционную программу отдаленных гибридов на тет-ра- и гексаплоидном уровне с участием райграса однолетнего, пастбищного, овсяницы тростниковой, овсяниц восточной и луговой, позволило расширить генетическую вариабильность ценных биологических и хозяйственных признаков и свойств, что дало возможность создать новые сорта для условий Среднего Урала с уровнем пластичности, урожайности кормовой массы и семян, превысившим диплоидные - в 1,1 - 1,2 раза

10 В селекции многолетних низовых злаковых трав для пастбищного использования особое внимание следует уделять на признаки высота растений перед скашиванием, плотность травостоя, число генеративных побегов на м2, средняя мощность удлиненных вегетативных побегов, облиственность, форма куста и состояние растений осенью и весной, качество кормовой массы и засухоустойчивость При отборе на семенную продуктивность необходимо учитывать форму куста и высоту растений в фазе массового цветения, число генеративных побегов на м2, элементы структуры семенной продуктивности

11 В селекции многолетних низовых злаковых трав для газонного использования значимыми признаками и свойствами являются засухоустойчивость, темпы роста, число генеративных побегов на м2, проективное покрытие, высота растений перед скашиванием, распространение корневой системы, декоративность

12 Комплексная оценка коллекционных образцов овсяницы луговой по важнейшим хозяйственно-ценным признакам позволила выявить их специфические особенности и указать возможные пути использования лучших из них в селекционной программе в качестве источников ценных признаков и свойств В наших исследованиях выделены

-по сочетанию кормовой и семенной продуктивности, отавности, качеству кормовой массы - СД-130 (к-31747) из России,

- по отавности, зимостойкости - ВИР 2 (к-22495) из России, Mana (к-42944) из Дании, дикорастущая (к-32958) из Болгарии, дикорастущая (к-44608) из России,

- по качеству кормовой массы - дикорастущая (к-44840) из России,

- по сочетанию высоты растений в конце цветения и устойчивости к полеганию - дикорастущая (к-32958) из Болгарии, Сумская 1-24 (к-43952) из Украины, дикорастущая (к-44608) из России,

- по сочетанию числа цветков на соцветии, продуктивной кустистости, устойчивости к полеганию — ВИР 2 (к-22495) и дикорастущая (к-44840) из России

13 Комплексная оценка коллекционных образцов овсяницы тростниковой rio важнейшим хозяйственно-ценным признакам позволила отобрать перспективные из них для использования в селекционной программе в качестве источников ценных признаков и свойств

- по зимостойкости т Cornewille (к-41043) и Коммерческая (к-41095) из Франвди, Zasrapati (к-38669) и Vadnae (к-43951) из Венгрии, Коммерческая (к-43796) из Румынии, дикорастущая (к-45994) из Португалии, дикорастущая (к-44825) из Уругвая, дикорастущие (к-44287 и к-44831) из США, Коммерческие (к 44603 и к-45511) из Австралии, дикорастущие (к-46187 и к-46189) из Латвии Sells (к-46198) из Литвы, Мягколистная (к-45999), Придонская (к-42823) и дикорастущая (к-45996) из России, Закат (к-46221) из Украины, дикорастущее (к-41048 и к-41045) из Казахстана, дикорастущая (к-41046) из Кыргы-стана,

- то способности формировать отаву второго и третьего укосов - все образцы с продолжительностью межфазных периодов от начала весеннего отрастания дэ первого укоса — 56-57 дней, от первого до второго укосов - 35 дней, от второго до третьего укосов — 21 день,

- то высоте растении перед первым укосом Deweter (к-43798) из Австралии, Придонская (к-42823) и дикорастущие (к-45996 и к-44879) из России, дикорастущие (к-41048, к-44817 и к-41045) из Казахстана, (к-41046) из Кыргыста-на, Приднепровская (к-41042) из Белоруссии,

- ю мягкости листьев Кировская 50 (к-44742) из России, Закат (к-46221) из Украины, дикорастущие (к-44823) из Португалии и (к-45474) из Кыргыстана,

U Комплексная оценка коллекционных образцов овсяницы красной и мятликг лугового по важнейшим хозяйственно-ценным признакам позволила выявит! лучшие при использовании в селекционной программе

- образцы овсяницы красной местного происхождения по урожайности зеленой массы, сухого вещества и семян,

-образцы мятлика лугового Гаусса (к-47609) из Литвы, Охтинский (к-46412) из России (Ленинградская обл ), дикорастущий (к-41925) и Hija 21/15 (к-

41922) из Финляндии, Otoñe 1 (к- 31240) из Дании по комплексу признаков семенной продуктивности,

-дикорастущий (к-31174) из России (Свердловская обл ) и 20/14 (к-40217) из Чехо-Словакии по комплексной урожайности семян и кормовой массы,

- формы газонного типа Camilla (к-45572) из Дании и Bazon (к-37264) из Голландии по низкому листовому горизонту, обилию прикорневых листьев и высокой семенной продуктивности,

- с ложногибридные образцы мятлика лугового, созданные с участием сортов Avanti (к-47863) из Швеции, Hija 21/15 (к-41922) из Финляндии, мятлика сплюснутого (к-41939) и 20/14 (к-40217) из Чехо-Словакии, дикорастущих образцов (к-45597, и-52, 2, 3, 18, 37, 38) и Охтинского (к-46412) из России (Карелия, Ленинградская и Свердловская обл ) по комплексной устойчивости к болезням, темпам роста травостоя, отрастанию после скашивания, декоративности растений, засухоустойчивости, высокой урожайности кормовой массы и семян

15 В Государственный реестр селекционных достижений, рекомендованных к использованию в различных регионах РФ в период 2000-2006 гг , включено 14 сортов овсяница луговая Надежда, Людмила и Злата, овсяница тростниковая Серебрянка, Ассоль и Фрези, фестулолиум Изумрудный, Аэлита, Дебют и Синта, райграс пастбищный Малыш, овсяница красная Стелла, мятлик луговой Висим, мятлик альпийский Лучик На восемь сортов имеются патенты Сорта предназначены для использования в кормопроизводстве (сено, сенаж, силос), земледелии (сидераты), озеленении (газоны) и рекультивации земель

16 Разработаны сортовые технологии возделывания овсяницы тростниковой Серебрянка, Ассоль, Фрези и фестулолиума Изумрудный, райграса пастбищного тетраплоидного Малыш и фестулолиума Аэлита, Дебют и Синта на семена на основе учета биологических особенностей роста и развития культур

17 Изданы рекомендации «Технологии возделывания многолетних злаковых трав на семена в условиях Нечерноземной зоны Урала», «Технология по возделыванию новых сортов райграса пастбищного Малыш и фестулолиума Аэлита, Дебют и Синта на семена и корм для условий Урала», «Технология по возделыванию новых сортов фестулолиума Изумрудный и овсяницы тростниковой Серебрянка на семена и корм для условий Урала», «Смеси из высокопродуктивных сортов многолетних трав селекции ГНУ Уральский НИИСХ для производства кормов»

18 Рентабельность при выращивании новых и перспективных сортов по сравнению со стандартным, при более высокой урожайности семян и равных

производственных затратах, составила 165 %, а экономическая эффективность -1715,88 тыс рублей

РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ПРАКТИЧЕСКОЙ СЕЛЕКЦИИ И ПРОИЗВОДСТВА

1 При хозяйственно-биологическом изучении селекционного материала овсяниты луговой, тростниковой, красной, мятлика лугового, полевицы при индивидуальном размещении и в сплошном травостое следует учитывать гетерогенность исходных экотипов и биотипов различного эколого-географического происхождения

В качестве исходного материала для селекции на продуктивность кормовой массы и семян, качество кормовой массы, зимостойкость, засухоустойчивость и устойчивость к болезням в условиях Среднего Урала использовать

- / овсяницы луговой сортообразцы СД-130 (к-31747), ВИР 2 (к-22495) дикорастущие (к-44608 и к-44840) из России, Mana (к-42944) из Дании, дикорастущая (к-32958) из Болгарии, Сумская 1-24 (к-43952) из Украины,

- у овсяницы тростниковой Comewille (к-41043) и Коммерческая (к-41095) из Франции, Zasrapati (к-38669) и Vadnae (к-43951) из Венгрии, Коммерческая (к-43796) из Румынии, дикорастущие (к-45994 и к-44823) из Португалии, дикорастущая (к-44825) из Уругвая, дикорастущие (к-44287 и к-44831) из США, Ь оммерческие (к-44603 и к-45511) из Австралии, дикорастущие (к-46187 и к-461.59) из Латвии, Sells (к-46198) из Литвы, Мягколистная (к-45999), Придонская (к-42823), Кировская 50 (к-44742) и дикорастущие (к-44879 и к-45996) из России, Закат (к-46221) из Украины, дикорастущие (к-41048, к-44817 и к-41045) из Казахстана, дикорастущие (к-41046 и к-45474) из Кыргыстана, Deweter (к-43798) из Австралии, Приднепровская (к-41042) из Белоруссии,

- ( отдаленных гибридов фестулолиум тетраплоидные индуцированные полиплоиды овсяницы луговой, райграса пастбищного, гибридные комбинации с участием райграса однолетнего и овсяницы тростниковой, а также гексапло-идные к октаплоидные гибриды с участием райграса однолетнего, овсяницы тростниковой и овсяницы восточной, сложногибридные популяции с участием райграс.i пастбищного и овсяницы луговой,

- V овсяницы красной дикорастущие образцы (и-7, 8, 12, 19, 20, 60) из Свердловской области,

- у мятлика лугового - Гаусса (к-47609) из Литвы, Охтинский (к-46412) и дикорастущие (к-45597, к-31174, и-52, 2, 3, 18, 37, 38) из России, дикорастущий (х-4192'0 и Hija 21/15 (к- 41922) из Финляндии, Otoñe 1 (к- 31240) и Camilla (к-45572) 13 Дании, мятлик сплюснутый (к- 41939) и 20/14 (к-40217) из Чехо-

Словакии, Bazon (к-37264) из Голландии, Avanti (к-47863) из Швеции,

- у полевицы - дикорастущие биотипы (и- 1, 5, 15, 16, 25, 40) из Свердловской области

2 Предлагается схема сокращения селекционного процесса у многолетних злаковых трав на основе использования вегетационного домика, установки СУВР и теплицы с целью получения семян в зимний период

3 На основании долголетних изучений различных подходов к технике скрещивания у многолетних злаковых трав предлагается новый способ внутривидовой гибридизации, включающий высев смеси семян родительских форм в полевых условиях под изолятор с площадью питания 60 х 70 см2, позволяющий резко увеличить число гибридных комбинаций

4 Для отбора толерантных биотипов к основным заболеваниям для селекции на урожайность кормовой массы и семян, необходимо проводить изучение устойчивости образцов многолетних злаковых трав на естественном фоне, начиная с первых этапов селекции

5 При массовом и индивидуальном отборе из гетерогенных популяций овсяницы луговой, тростниковой и отдаленных гибридов фестулолиум основными критериями являются

- для повышения продуктивности кормовой массы - продолжительность межфазного периодов от начала весеннего отрастания до начала выметывания (колошения), высота растений перед укосами, интенсивность отрастания растений после укосов, мощность куста, плотность и выравненность травостоя, форма куста и густота стояния растений осенью и весной, средняя мощность укороченных вегетативных побегов облиственность побегов и отавность,

- для повышения качества кормовой массы - содержание сырого протеина, сырой клетчатки, переваримость in vitro Следует учитывать прямые и обратные связи между этими элементами и при отборе выбирать оптимальный вариант,

- для повышения устойчивости к неблагоприятным условиям среды - зимостойкость,

- для повышения урожайности семян - высота растений в фазе массовот о цветения, форма куста осенью, продуктивная кустистость и неполегаемость генеративных побегов, длина соцветия, число колосков и цветков на соцветии, завязываемость и масса 1000 семян

6 При массовом и индивидуальном отборе из гетерогенных популяций овсяницы красной, мятлика лугового и полевицы гигантской следует учитывать

- дня повышения продуктивности кормовой массы при пастбищном использовании - продолжительность межфазного периода от начала весеннего отрастания до первого скашивания, высота растений перед скашиванием, плотность травостоя, число генеративных побегов на м2, средняя мощность удлиненных вегетативных побегов, облиственность, форма куста и состояние растений осенью и весной, качество кормовой массы, засухоустойчивость

- для повышения урожайности семян — продолжительность межфазного периода от начала весеннего отрастания до начала полной спелости семян, форма куста и высота растений в фазе массового цветения, число генеративных побегов нг м2, элементы структуры семенной продуктивности (длина соцветия, число кслосков, цветков, выполненных семян, завязываемость и крупность семян, продуктивность побега)

- при газонном использовании - засухоустойчивость, темпы роста, число генеративных побегов на м2, проективное покрытие, высота растений перед скашиванием, распространение корневой системы, декоративность

7 Знедрение новых и перспективных сортов овсяницы луговой Надежда, Людмил а и Злата, овсяницы тростниковой Серебрянка, Ассоль и Фрези, фесту-лолиума Изумрудный, Аэлита, Дебют и Синта, райграса пастбищного Малыш, овсяницы красной Стелла, мятлика лугового Висим и мятлика альпийского Лучик буде т способствовать созданию и укреплению кормовой базы животноводства, а также расширению площадей под озеленение и при рекультивации земель в регионах районирования

8 Применение рекомендаций «Технологии возделывания многолетних злаковы с трав на семена в условиях Нечерноземной зоны Урала», «Технология по возделыванию новых сортов райграса пастбищного Малыш и фестулолиума Аэлита, Дебют и Синта на семена и корм для условий Урала» и «Технология по возделы занию новых сортов фестулолиума Изумрудный и овсяницы тростниковой Серебрянка на семена и корм для условий Урала» в семеноводстве позволит повысить рентабельность, при более высокой урожайности семян новых и перспективных сортов по сравнению со стандартным и равных производственных затратах, до 165%, а экономическую эффективность до 1715,88 тыс рублей

СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1 Lukynich G L New cultivars of perennial grasses selected m the Urals //Abstra:ts of 22nd fodder crops and amenity grasses section meeting «New ap-pioaches and techniques in breeding sustainable fodder crops and amenity grasses»,

October 17-21 1999 St Petersburg Russia - Petersburg, ARRIfAM RAoAS, 1999 -P 2-17

2 Лукиных Г Л , Мамаев С А , Неуймин С И , Спицина А Б Уровни группового приспособления райграса, Lolium perenne L , в зависимости от сочетания генотипов на микропопулядионном уровне организации // Информационный вестник Всероссийского Общества Генетиков и Селекционеров - Новосибирск, июль 1999 - № 9 - С 20-22

3 Лукиных Г Л Проблема семеноводства для рекультивации нарушенных земель Крайнего Севера // Генетические растительные ресурсы России и сопредельных государств - Оренбург Печатный Дом «Димур», 1999 - С 40-41

4 Лукиных Г Л Овсяница луговая Лазурит, овсяница луговая Надежда, овсяница луговая Людмила, овсяница тростниковая Фрези, овсяница тростниковая Ассоль, овсяница тростниковая Серебрянка, фестулолиум Изумрудный, фестулолиум Аэлита, райграс пастбищный Малыш // Каталог научно-практической продукции -Екатеринбург УралНИИСХ, 2000 - С 31-39

5 Лукиных Г Л Травосмеси фестулолиум и овсяницы гибридной для сенокосного использования в условиях лесной зоны Среднего Урала // Труды УралНИИСХ «Селекция, семеноводство и технологии основных сельскохозяйственных культур на Среднем Урале» - Екатеринбург УралНИИСХ, - 2000 -Т 59 - С 77-89

6 Лукиных Г Л , Рождественский Ю Ф , Беляев А Ю К разработке методов семеноводства и селекции злаков северных популяций для рекультивации нарушенных земель // Доклады 5-ой международной конференции «Освоение севера и проблемы природовосстановления» (5-8 июня, 2001 г) - Сыктывкар Коми научный центр, 2001 -С 214-215

7 Лукиных Г Л Итоги селекции овсяницы тростниковой на Среднем Урале // Сб научных трудов Всероссийской научно-практической конференции -Екатеринбург УРГСХА,2001 -Т2 - С 291-300

8 Лукиных Г Л Сорта многолетних злаковых трав селекции Уральского НИИСХ// Рекламный проспект - Екатеринбург УралНИИСХ, 2003 - 8 с

9 Лукиных Г Л Итоги изучения коллекции северных злаков в условиях Среднего Урала // Материалы Международного совещания (3-7 июня 2002 г) «Биологическая рекультивация нарушенных земель» - Екатеринбург Уральское Обеление РАН, 2003 -С 277-285

10 Лукиных Г Л Итоги изучения коллекции мятлика лугового в условиях Среднего Урала // Сб трудов « Вопросы эффективности сельскохозяйственного производства на Среднем Урале» — Екатеринбург УралНИИСХ, 2003 -

Т 60 - С 62-72

] 1 Лукиных Г Л , Сальникова И П Устойчивость к болезням селекционных образцов злаковых трав // Сб трудов « Вопросы эффективности сельскохозяйственного производства на Среднем Урале» - Екатеринбург Уральский НРИСХ, 2003 -Т60 - С 330-334

12 Лукиных Г Л Селекция многолетних злаковых трав на Среднем Урале // Ни! ы Урала - Екатеринбург УралНИИСХ, 2004 - №1 - С 22-23

13 Лукиных Г Л Источники и перспективы селекции и семеноводства многолетних злаковых трав в Уральском регионе // Сб научных трудов «Достижения сельскохозяйственной науки Урала - агропромышленному комплексу» - Еь атеринбург УралНИИСХ, 2006 -Т61 -С 180-185

14 Лукиных Г Л Новые сорта многолетних злаковых трав селекции ГНУ УралНИИСХ // Сб научных трудов «Достижения сельскохозяйственной науки Урала - агропромышленному комплексу» - Екатеринбург УралНИИСХ, 2006 -Т61 -С 185-195

15 Лукиных Г Л , Потапова Г Н , Воробьев В А , Богданова И И , Колот ов А П, Тормозин М А, Шанина Е П Мноюлетние злаковые травы // Катале г «Сто сортов Уральского НИИСХ» - Екатеринбург УралНИИСХ, 2006 - С 35-51

16 Лукиных Г Л Селекция и семеноводство многолетних злаковых трав // Альманах «Полвека на службе сельскому хозяйству» - Екатеринбург ГНУ Ург льский НИИСХ, 2006 - С 34-35

17 Лукиных Г Л Технологии возделывания многолетних злаковых трав на семена в условиях Нечерноземной зоны Урала // Рекомендации - Екатеринбург, 2005 - 16с

18 Лукиных Г Л Технологии по возделыванию новых сортов фестуло-лиума и овсяницы тростниковой на семена и корм в условиях Среднего Урала //Рекомендации - Екатеринбург, 2005 - 15с

19 Лукиных Г Л Технологии по возделыванию перспективных сортов райграса пастбищного и фестулолиума на семена и корм в условиях Среднего Урала // Рекомендации - Екатеринбург, 2005 - 19 с

20 Лукиных Г Л , Тормозин М А Смеси из высокопродуктивных сортов многолетних трав селекции ГНУ Уральский НИИСХ для производства кормов //Буклет - Екатеринбург УралНИИСХ, 2006 - 12 с

21 Лукиных Г Л Технология по возделыванию перспективных сортов мятлика га семена в условиях Средне1 о Урала // Рекомендации - Екатеринбург, 2006 - 3 :

22 Лукиных Ю М , Журавлева Е Ю , Лукиных Г Л Радиационная стимуляция прорастания и мутаций многолетних злаковых трав // Проблемы спектроскопии и спектрометрии Межвузовский сборник научных трудов - Екатеринбург Уральский государственный технический университет - УПИ, 2006 -Вып 24 - С 111-120

23 Лукиных Г Л Возделывание новых сортов овсяницы тростниковой на Среднем Урале // Сб научных трудов «Инновационное развитие АПК итоги и перспективы» материалы Всероссийской научно-практической конференции -Ижевск ИГСХА, 2007 -Т1 -С 113-118

24 Лукиных Г Л Сорт овсяницы тростниковой Серебрянка для выращивания в условиях Среднего Урала // Кормопроизводство - 2007 - № 8 - С 2223

25 Лукиных Г Л Перспективные тетраплоидные сорта фестулолиум для условий Среднего Урала // Кормопроизводство - 2007 - № 8 - С 23-25

26 Лукиных Г Л Отдаленная гибридизация в селекции многолетних злаковых трав//Вестник КрасГАУ -2007 - № 2 - С 1-12

27 Лукиных Г Л Создание перспективных сортов мятлика лугового пастбищного типа использования для условий Среднего Урала // Агро-ХХ1 -2007 - № 10(12) -С 22-25

28 Лукиных Г Л К вопросу об определении и использовании апомиктов в селекции мятликов//Аспирант и соискатель —2007 -№2 —С 1-7

29 Лукиных Г Л Новый сорт мятлика альпийского Лучик газонного типа использования для условий Среднего Урала // Естественные и технические науки -2007 - № 2 - С 1-5

30 Лукиных Г Л Экспериментальная полиплоидия в селекции многолетних злаковых трав // Актуальные проблемы современной науки - 2007 -№ 3 -С 1-8

31 Лукиных Г Л Селекция овсяницы красной в условиях Среднего Урала // Актуальные вопросы Западной Сибири - 2007 - № 4 — С 19-21

32 Лукиных Г Л Новые сорта овсяницы луговой для сенокосно-пастбищного возделывания на Среднем Урале // Вестник КрасГАУ - 2007 -№5-С 75-79

33 Лукиных Г Л Роль генофонда многолетних злаковых трав коллекции ВИР в создании сортов на Среднем Урале // Вторая Вавиловская международная конференция « Генетические ресурсы культурных растений в 21 веке состояние, проблемы, перспективы» - Санкт-Петербург, 2007 - С 529-531

Авторские свндетельст ва и патенты

1 Лукиных Г Л , Катков В А , Рубцов М И и др Авторское свидетельство № 18637 (дата приоритета 12 01 1995) на сорт фестулолиума Изумрудный

2 Лукиных Г Л , Катков В А , Рубцов М И и др Авторское свидетельство № 31696 (дата приоритета 14 10 1998) на сорт овсяницы тростниковой Се-ребрянк а

3 Лукиных Г Л , Постникова Л Г, Сальникова И П Авторское свидетельстве № 32384 (дата приоритета 16 03 1999) на сорт овсяницы луговой Надежда

4 Лукиных Г Л , Постникова Л Г , Сальникова И П Авторское свидетельство № 32385 (дата приоритета 16 03 1999) на сорт овсяницы луговой Людмила

5 Лукиных Г Л, Сальникова И П Авторское свидетельство № 32386 (дата приоритета 05 04 1999) на сорт овсяницы тростниковой Ассоль

6 Лукиных Г Л , Сальникова И П Авторское свидетельство № 32387 (дата приоритета 16 03 1999) на сорт овсяницы тростниковой Фрези

7 1укиных Г Л , Катков В А , Рубцов М И и др Авторское свидетельство № 32388 (дата приоритета 16 03 1999) на сорт фестулолиума Аэлита

8 Лукиных Г Л , Катков В А , Рубцов М И и др Авторское свидетельство № 32389 (дата приоритета 16 03 1999) на сорт райграса пастбищного Малыш

9 Лукиных Г Л , Катков В А , Рубцов МИ и др Авторское свидетельство № 3 5532 (дата приоритета 16 01 2003) на сорт фестулолиума Синта

10 Лукиных Г Л , Катков В А , Рубцов М И и др Авторское свидетельство № 39533 (дата приоритета 16 01 2003) на сорт фестулолиума Дебют

11 Лукиных Г Л , Рождественский Ю Ф , Беляев А Ю и др Авторское свидетельство № 39534 (дата приоритета 16 01 2003) на сорт мятлика альпийского Лучик

12 Лукиных Г Л , Стефанович Г С , Сальникова И П Авторское свидетельство № 39535 (дата приоритета 17 01 2003) на сорт мятлика лугового Висим

13 Лукиных Г Л , Стефанович Г С , Сальникова И П Авторское свиде-тетьство № 39537 (дата приоритета 16 01 2003) на сорт овсяницы красной Стелла

14 Пукиных Г Л , Катков В А , Рубцов М И и др Авторское свидетельство № 35538 (дата приоритета 16 01 2003) на сорт овсяницы луговой Злата

15 Пукиных Г Л , Катков В А , Рубцов М И и др Патент на сорт овся-

ницы тростниковой Серебрянка № 1268, зарегистрирован 21 02 2002

16 Лукиных Г Л , Сальникова И П Патент на сорт овсяницы тростниковой Фрези № 1269, зарегистрирован 21 02 2002

17 Лукиных Г Л , Сальникова И П Патент на сорт овсяницы тростниковой Ассоль № 1278, зарегистрирован 21 02 2002

18 Лукиных Г Л , Стефанович Г С , Сальникова И П Патент на сорт овсяницы красной Стелла № 2236, зарегистрирован 24 03 2004 г

19 Лукиных Г Л , Стефанович Г С , Сальникова И П Патент на сорт мятлика лугового Висим № 2238, зарегистрирован 24 03 2004 г

20 Лукиных Г Л , Постникова Л Г , Сальникова И П Патент на сорт овсяницы луговой Надежда № 2724, зарегистрирован 19 05 2005 г

21 Лукиных Г Л , Постникова Л Г , Сальникова И П Патент на сорт овсяницы луговой Людмила № 2725, зарегистрирован 19 05 2005 г

22 Лукиных Г Л , Катков В А, Рубцов М И и др Патент на сорт овсяницы луговой Злата № 3204, зарегистрирован 21 09 2006

Лукиных Галина Леонидовна

СЕЛЕКЦИЯ МНОГОЛЕТНИХ ЗЛАКОВЫХ ТРАВ ДЛЯ УСЛОВИЙ СРЕДНЕГО УРАЛА

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

Подписано в печать /сл печ л. 2,0 Печать оперативная Бумага офсетная Гарнитура Тайме Заказ № 12 Тираж 100 экз

Отпечатано в типографии ООО «ИРА УТК» 620075, г Екатеринбург, ул К. Либкнехта, 42, к. 1103.

Содержание диссертации, доктора сельскохозяйственных наук, Лукиных, Галина Леонидовна

1. БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ И МНОГООБРАЗИЕ ПРИРОДНЫХ ПОПУЛЯЦИЙ И СООБЩЕСТВ МНОГОЛЕТНИХ ЗЛАКОВЫХ ТРАВ И ВОЗМОЖНОСТИ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В СЕЛЕКЦИОННОЙ ПРАКТИКЕ (СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА).

1.1 Природные популяции и сообщества многолетних злаков в ретроспективе хозяйственного использования (биологические особенности видов - краткая историческая справка).

1.2 Традиционные методы селекции многолетних злаковых трав.

1.3 Отдаленная гибридизация.

1.4 Экспериментальная полиплоидия.

1.5 Апомиксис.

1.6 Основные признаки в селекции у многолетних злаковых трав на кормовую, семенную продуктивность при пастбищно-сенокосном и газонном использовании.

1.7 Влияние изменчивости, корреляционных связей между признаками на выбор способа отбора для повышения потенциальной продуктивности и экологической устойчивости в популяциях многолетних злаковых трав.

1.8 Методы повышения эффективности селекционного процесса многолетних злаковых трав на основе ускоренного размножения и ранней диагностики отбора зимостойких биотипов.

2. УСЛОВИЯ, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1 Почвенно-климатические и агрометеорологические особенности зоны Среднего Урала.

2.2 Объекты исследований.

2.3 Условия и методы исследований.

3. ЗАКОНОМЕРНОСТИ В ФОРМИРОВАНИИ МОРФОЛОГИЧЕСКИХ ПРИЗНАКОВ И ХОЗЯЙСТВЕННО-БИОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА МНОГОЛЕТНИХ ЗЛАКОВЫХ ТРАВ С УЧЕТОМ ИХ АДАПТИВНОСТИ.

3.1 Взаимосвязь параметров температурного режима, влагообеспеченности, продолжительности фенофаз вегетационного периода и некоторых признаков кормовой и семенной продуктивности

3.2 Устойчивость индуцированных полиплоидов и отдаленных гибридов, созданных с участием родов Festuca и Lolium, к неблагоприятным условиям зимовки.

3.3 Устойчивость многолетних злаковых трав к основным болезням.

3.4 Изменчивость признаков и проведение отбора в популяциях.

3.5 Возможности сокращения селекционного процесса.

3.6 Совершенствование способа внутривидовой гибридизации

4. РЕЗУЛЬТАТЫ СЕЛЕКЦИИ ПО СОЗДАНИЮ ВЫСОКОПРОДУКТИВНЫХ И АДАПТИВЫХ СОРТОВ НА ОСНОВЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОСОБЕННОСТЕЙ ПРИРОДНЫХ ПОПУЛЯЦИЙ МНОГОЛЕТНИХ ЗЛАКОВЫХ ТРАВ.

4.1 Основные особенности хозяйственно-биологического изучения исходного и селекционного материала овсяницы луговой и овсяницы тростниковой.

4.2 Основные особенности хозяйственно-биологического, изучения исходного и селекционного материала индуцированных полиплоидов и отдаленных гибридов, созданных с участием родов Festuca и Lolium

4.3 Основные особенности хозяйственно-биологического изучения исходного и селекционного материала многолетних низовых злаковых трав овсяница красная, мятлики луговой, мятлик альпийский, полевица гигантская).

4.4 Характеристика перспективных сортов по результатам конкурсного и производственного испытаний.

4.5 Государственное испытание новых сортов.

5. ОСОБЕННОСТИ ПЕРВИЧНОГО СЕМЕНОВОДСТВА НОВЫХ СОРТОВ.

6. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ТЕХНОЛОГИЙ ПРОИЗВОДСТВА СЕМЯН ПЕРСПЕКТИВНЫХ СОРТОВ МНОГОЛЕТНИХ

ЗЛАКОВЫХ ТРАВ В УСЛОВИЯХ СРЕДНЕГО УРАЛА.

ВЫВОДЫ.

РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ПРАКТИЧЕСКОЙ СЕЛЕКЦИИ И

ПРОИЗВОДСТВА.

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Селекция многолетних злаковых трав для условий Среднего Урала"

Актуальность темы. Полевому и луговому травосеянию Среднего Урала принадлежит решающая роль в развитии и укреплении кормовой базы.

Актуальным является изучение и использование образцов мировой коллекции ВНИИ растениеводства им. Н. И. Вавилова, а также природных экоти-пов и биотипов различного эколого-географического происхождения, как источников высокой продуктивности, скороспелости, качества корма и других хозяйственно-ценных признаков, устойчивости к болезням и абиотическим факторам. Диапазон генетической изменчивости исходного материала позволяют расширить такие методы создания исходного материала как внутривидовая, отдаленная гибридизация и индуцированная полиплоидия.

Таким образом, использование новых сортов различных видов многолетних злаковых трав высокоурожайных, зимостойких, засухоустойчивых, неполегающих, неосыпающихся, с хорошим качеством кормовой массы, с относительной устойчивостью к болезням, с разработанными рекомендациями по их возделыванию на семена и корм, несомненно, является решением актуальной проблемы создания и укрепления кормовой базы животноводства Среднего Урала.

Цели и задачи исследований. Целью проведенных исследований являлось создание новых сортов овсяницы луговой (Festuca pratensis Hads.), овсяницы тростниковой (Festuca arundinacea Schreb.), райграса пастбищного (Lolium perenne L.), гибридов фестулолиум (Festulolium), овсяницы красной (Festuca rubra L.), мятлика лугового (Poa pratensis L.) и мятлика альпийского (Роа alpine L.), высокоурожайных, с хорошим качеством кормовой массы, высокой адаптивностью к биотическим и абиотическим факторам, с разработанными рекомендациями по их возделыванию на семена и корм. Сорта, должны быть приспособлены к интенсивному использованию на различных типах почв, отзывчивы на внесение высоких доз минеральных удобрений.

Для достижения ее нужно было решить следующие научные и производственные задачи:

- разработать направления селекции многолетних злаковых трав применительно к природным условиям и особенностям использования травостоев в условиях Среднего Урала;

- установить селекционную ценность сортообразцов многолетних злаковых трав из генофонда ВНИИ растениеводства им. Н. И. Вавилова, природных экотипов различного эколого-географического происхождения, образцов, созданных методом экспериментальной полиплоидии и отдаленной гибридизации в лаборатории цитогенетики ВНИИ кормов им. В. Р. Вильямса;

- выделить источники для создания высокопродуктивных сортов с улучшенными показателями качества кормовой массы;

- создать и внедрить в производство новые высокопродуктивные сорта многолетних злаковых трав, адаптированные к резко-континентальному климату Среднего Урала.

Научная новизна. Впервые в условиях Среднего Урала обобщены результаты многолетних исследований по созданию сортов многолетних злаковых трав.

Изучен исходный материал индуцированных полиплоидов и отдаленных межродовых и межвидовых гибридов овсяницы луговой (Festuca pratensis Hads.), овсяницы тростниковой (Festuca arundinacea Schreb.), райграса многолетнего (Lolium perenne L.) и многоцветкового (Lolium multiflorum L.).

На основе нового селекционного материала за 1993-2005 гг. созданы при участии автора и включены в Государственный реестр селекционных достижений Российской Федерации 14 сортов, хорошо адаптированных к условиям Среднего Урала: овсяница луговая Людмила, Надежда, Злата, овсяница тростниковая Серебрянка, Ассоль, Фрези, фестулолиум Изумрудный, Аэлита, Дебют, Синта, райграс пастбищный Малыш, овсяница красная Стелла, мятлик луговой Висим, мятлик альпийский Лучик. Представлены характеристики их роста и развития, продуктивности и кормовой ценности. Научная новизна работы подтверждена четырнадцатью авторскими свидетельствами и восемью патентами Российской Федерации.

Для новых сортов трав разработаны основные технологические элементы при выращивании на семена и корм.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Закономерности на основе комплексной информации об изменчивости генофонда и гетерогенности природных экотипов и биотипов семи видов многолетних злаковых трав, изучавшихся в контрастных климатических условиях Среднего Урала.

2. Использование метода индуцированной полиплоидии и отдаленной гибридизации применительно к конкретным задачам селекции многолетних злаковых трав.

3. Принципы отбора и оценки селекционного материала по комплексу хозяйственно-ценных признаков кормовой и семенной урожайности многолетних злаков.

4. Создание 14 новых сортов многолетних злаковых трав, значительно превышающих районированные сорта по урожайности кормовой массы и семян и перспективы их использования в производстве.

Практическая значимость и реализация результатов исследований.

Исследования проводились в соответствии с программой фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития агропромышленного комплекса Российской Федерации «Разработать биогеоценотические принципы селекции и эффективные селекционные технологии, создать географически и эдафически дифференцированные сорта кормовых культур нового поколения на основе широкого использования биоразнообразия растительных ресурсов, культурной и природной флоры, методов индуцированного рекомбиногенеза, генетической инженерии и иммунологии» и являлись частью планов научно-исследовательских работ Уральского научно-исследовательского института сельского хозяйства за 1986-2005 гг. (№№ госрегистрации 01.87.0038742, 01.91. 0049913, 01.9.70 006046, 01.9.70 006045, 01.9.70 006047, 01.200.114153, 01.200. 114154, 01.200. 114155).

Проведенные исследования позволили создать и ввести в практику кормопроизводства и озеленения 14 сортов шести видов и гибридов многолетних злаковых трав, характеризующихся высокой урожайностью кормовой массы и семян, кормовой ценностью, повышенной устойчивостью к неблагоприятным факторам среды и болезням по сравнению со стандартами и предназначенных для производства грубых кормов и формирования адаптивных агрофитоцено-зов. На восемь сортов выданы патенты.

Семена новых сортов поступили в мировую коллекцию ВИР.

Получен ценный селекционный материал.

Предложены ускоренная схема селекционного процесса и новый способ внутривидовой гибридизации для многолетних злаковых трав.

Производственная проверка (первичное семеноводство перспективных сортов многолетних злаковых трав) и внедрение данных разработок проводилось в хозяйствах Свердловской области на площади 158 га. В 2006 году на кормовые цели (зеленый корм, сенаж, силос, ДКП), озеленение (газоны), рекультивацию земель эти культуры и сорта возделывались на площади около 1300 га. За период 1995-2005 гг. новые сорта востребованы в 40 областях Российской Федерации.

Апробация и публикация результатов исследования. Материалы проведенных исследований докладывались на региональных, Всероссийских, Всесоюзных и Международных научных совещаниях и научно-практических конференциях по селекции, семеноводству и кормопроизводству (Москва, 1990; Санкт- Петербург, 1999, 2007; Екатеринбург, 2002, 2003, 2004), на районных совещаниях, научных конференциях и заседаниях Ученого совета ГНУ Уральский НИИСХ в 1986-2005 гг.

По материалам диссертации опубликовано в соавторстве и лично 55 работ, в том числе четыре рекомендации. Получено 14 авторских свидетельств и восемь патентов на новые сорта, вошедших в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию в Российской Федерации.

Структура и объем диссертации Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, выводов и рекомендаций для практической селекции и производства, списка использованной литературы и приложений. Диссертация изложена на 307 страницах компьютерного текста, включает 102 таблицы в тексте и 46 в приложении, 7 рисунков. Список использованной литературы включает 337 наименований, в том числе 94 на иностранных языках.

Информация о работе

Лукиных, Галина Леонидовна
доктора сельскохозяйственных наук
Немчиновка, 2008
ВАК 06.01.05

Диссертация

Селекция многолетних злаковых трав для условий Среднего Урала - тема диссертации по сельскому хозяйству, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы