Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Создание и оценка селекционного материала люцерны для агрофитоценозов степи Центрально-Черноземного региона

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Создание и оценка селекционного материала люцерны для агрофитоценозов степи Центрально-Черноземного региона"

На правах рукописи

Сапрыкипа Наталья Вениаминовна

СОЗДАНИЕ И ОЦЕНКА СЕЛЕКЦИОННОГО МАТЕРИАЛА ЛЮЦЕРНЫ ДЛЯ АГРОФИТОЦЕНОЗОВ СТЕПИ ЦЕНТРАЛЬНОЧЕРНОЗЕМНОГО РЕГИОНА

Специальность 06.01.05 — Селекция и семеноводство сельскохозяйственных

растений

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук

3 НАР 2015

Москва 2015

005559703

005559703

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном научном учреждении «Всероссийский научно-исследовательский институт кормов имени В.Р. Вильямса» на базе ФГБНУ «Воронежская опытная станция по многолетним травам ВНИИ кормов им. В.Р. Вильямса»

Научный руководитель:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заслуженный деятель науки Российской Федерации Писковацкпй Юрий Михайлович

Официальные оппоненты:

Гончаров Сергей Владимирович — доктор сельскохозяйственных наук, профессор кафедры селекции и семеноводства ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I»

Долгодворова Лидия Ивановна - кандидат биологических наук, доцент кафедры селекции и семеноводства ФГБОУ ВО «Российский государственный аграрный университет — МСХА имени К.А. Тимирязева»

Ведущая организация — ФГБНУ «Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Центрально-Чернозёмной полосы им. В.В. Докучаева»

Защита диссертации состоится 22 апреля 2015 г. в 10.00 часов на заседании диссертационного совета Д 006.019.01 при ФГБНУ «ВНИИ кормов им. В.Р. Вильямса» по адресу: 141055, Московская область, г. Лобня, Научный городок, корпус 1

Телефон 8(495) 577-73-37, факс 8(495) 577-71-01, E-mail: sovetvik@yandex.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке и на сайте ФГБНУ «ВНИИ кормов им. В.Р. Вильямса» http://\vww.vniikormov.ru

Автореферат разослан ^.^Г с-}; С^МСс^-с^-Ч. 2015 г. и размещён на сайте Высшей аттестационной комиссии Министерства образования и науки Российской Федерации: http://vak.ed.dov.ru

Учёный секретарь диссертационного совета

доктор сельскохозяйственных наук:

Введение Актуальность темы исследований

Для условий степи Центрально — Чернозёмного региона наиболее ценной, высокоурожайной бобовой культурой является люцерна. Люцерна -одна из лучших кормовых трав для всех видов скота и птицы, является важным источником протеина и незаменимых аминокислот. Она используется на сено, сенаж, травяную муку, зелёную подкормку, силос и других высокобелковых кормов. По содержанию питательных веществ и по их переваримости люцерна не имеет конкурентов среди кормовых растений (Николаева 1953; Лубенец 1956; Иванов 1980; Писковацкий, 1984, 1994). Ценность её не ограничивается одними кормовыми достоинствами, люцерна имеет большое агротехническое значение, обогащает почву биологическим азотом за счёт эффективности симбиоза, что способствует повышению плодородия пахотных земель. В Воронежской области в структуре посевных площадей многолетние бобовые травы составляют около 70%, но только около 20% из них приходится на люцерну. Расширение площади посева этой ценной культуры сдерживается недостатком семян и специальных сортов для многовидовых агрофитоценозов. Потребность в азоте лугов и пастбищ должна в большей мере удовлетворяться за счёт бобово — злаковых травостоев, для которых необходимо создавать специальные сорта бобовых культур, в том числе и люцерны. Уровень продуктивности кормовых агрофитоценозов в основном определяется конкурентной способностью видов и сортов, входящих в состав формируемого сообщества, поэтому создание сортов люцерны для агрофитоценозов имеет большое практическое значение.

Цель исследований заключается в создании сорта люцерны для агрофитоценозов степи Центрально - Чернозёмной зоны, обладающих высокой конкурентной способностью при возделывании в травосмесях и обеспечивающих без применения азотных удобрений урожайность зелёной массы 35-40 т/га, сухой массы 7,0 - 8,0 т/га, семян 200 - 300 кг/га, устойчивых к основным болезням и неблагоприятным факторам среды.

В процессе исследований решались следующие задачи:

1. Сформировать новый селекционный материал, подобрать исходные формы, создать простые и сложные гибриды.

2. Изучить гибриды в селекционных питомниках по комплексу хозяйственно — ценных признаков.

3.Оценить гибриды в контрольных питомниках и конкурсном испытании по комплексу признаков в одновидовом посеве и в травосмеси с кострецом безостым.

4. Оценить перспективные гибриды по семенной продуктивности

5. Разработать схему селекционного процесса создания сортов люцерны с высокой конкурентной способностью и урожайностью при возделывании в травосмеси.

Научная новизна и практическая ценность работы

Впервые в условиях степи Центрально - Чернозёмного региона создан перспективный материал и сорт люцерны с высокой кормовой и семенной продуктивностью, высокой конкурентной способностью при возделывании в травосмесях со злаковыми травами и устойчивостью к микоплазмозу.

Проведено комплексное изучение и дана оценка по биологическим и хозяйственно - ценным признакам свыше 100 коллекционным образцам различного эколого - географического происхождения. Выделены перспективные образцы для гибридизации и отборов. Получено свыше 70 комбинаций простых и сложных гибридов. Проведена оценка нового гибридного материала в селекционных, контрольных питомниках и конкурсных испытаниях по комплексу признаков.

Результаты проведенных экспериментальных исследований явились основой для создания перспективного материала и сорта люцерны для агрофитоценозов степи Центрально - Чернозёмного региона. Выделенный ценный, селекционный материал используется в работе ФБГНУ «Воронежская опытная станция по многолетним травам», ФГБНУ «ВНИИ кормов имени В.Р.Вильямса», по программе ТОССЛ (творческое объединение селекционеров и семеноводов по люцерне) и других учреждений. Созданный сорт под названием Вела в 2012 году передан в государственную комиссию по сортоиспытанию.

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы доложены на ежегодных научных отчётах Воронежской опытной станции по многолетним травам (2004 - 2013 г.г.), научно - техническом совете селекцентра ФГБНУ «ВНИИ кормов им. В.Р.Вильямса» (2007 - 2014 г.г.), совещаниях и конференциях: Международная научно-практическая конференция «Многофункциональное адаптивное кормопроизводство», Россия, Москва, 2011 г; Международная научно - практическая конференция, посвящённая памяти академика А. А. Жученко «Научное обеспечение кормопроизводства и его роль в сельском хозяйстве, экономике, экологии и рациональном природопользовании России» Россия, Москва, 2013 г., Международная научно - практическая конференция по люцерне. «Актуальные направления селекции и использование люцерны в кормопроизводстве»; Россия, Москва, 2014 г; Международная научно - практическая конференция молодых учёных - Молодёжь и инновации - Белорусская государственная с.-х. академия, Горки, 2013 г.

Основные положения, представленные к защите

1. Результаты подбора исходных форм люцерны для гибридизации.

2. Создание и оценка нового селекционного материала с повышенной урожайностью кормовой массы и семян, и высокой конкурентоспособностью при возделывании в травосмеси в контрольных питомниках и конкурсном испытании.

3. Создание нового сорта люцерны.

Объём и структура диссертации

Диссертационная работа изложена на 125 страницах компьютерного текста, состоит из введения, 5 глав, выводов и предложений для селекционной практики и производства, содержит 22 таблицы, 8 рисунков, и 17 приложений. Список литературы включает 189 наименований, в том числе 25 на иностранном языке.

Публикации по материалам диссертации

Основные результаты исследований опубликованы в 11 печатных работах, в том числе — 2 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Условия, материал и методика проведения исследований

Исследования проведены в условиях степи Центрально - Чернозёмного региона в ФГБНУ «Воронежская опытная станция по многолетним травам». Климат степной зоны умеренно — континентальный, с относительно жарким летом и умеренно холодной зимой, с частыми оттепелями и неустойчивым снежным покровом, короткой весной с частыми суховеями. По влагообеспеченности Воронежская область относится к поясу недостаточного увлажнения. Годовая сумма осадков в большинстве районов составляет 450 — 570 мм, максимум их приходится на июнь - июль. С мая по сентябрь выпадает 240 — 250 мм, в засушливый период 136—179 мм осадков.

Почвы степной зоны крайне разнообразны и представлены в большинстве случаев различными типами чернозёмов. Почвы севооборота, где проводились исследования — выщелоченный, среднемощный, среднесутлинистый чернозём с содержанием в пахотном слое гумуса 3,7 -4,3%, подвижного фосфора —6,6-11,8 мг, калия 6,3-12,6 мг на 100 г почвы по Чиркову. Мощность гумусового горизонта 50 — 73 см.

Полевые опыты охватывают более 10 лет. По теплообеспеченности годы проведения исследований значительно различались, что позволило дать объективную оценку исходному и гибридному материалу люцерны.

Пониженным температурным режимом отличались 2004, 2005 гг., а в 2007, 2008, 2010, 2011 годах среднемесячная температура почти в течение всего вегетационного периода превышала среднемноголетнюю норму.

В качестве исходного материала для исследований по созданию перспективного материала люцерны использовали отечественные и зарубежные сортообразцы различного эколого - географического происхождения, полученные из ВИРа, ВНИИ кормов, и других научно исследовательских учреждений. Кроме того, в качестве исходного материала использовались образцы, созданные в отделе селекции станции. Ежегодно в коллекционных питомниках изучалось 90 — 110 образцов. В качестве стандарта использовали сорт люцерны Воронежская 6.

Методы селекции: межсортовая, межвидовая гибридизация, реккурентная селекция, поликросс, отборы. Оценку и изучение исходного материала проводили в одновидовых посевах и в травосмеси. В качестве стандарта злакового компонента использовали кострец безостый сорта

Павловский 22/05.Учётная площадь делянки коллекционных и селекционных питомников 3 м2, повторность 2х — 3х кратная. В контрольных питомниках площадь делянки 5м2, повторность 3х кратная. В конкурсном испытании площадь делянки 10 м2, повторность 4х кратная. На семенные цели - посевы широкорядные на 70 см.

В работе использовались следующие методики: «Методические указания по селекции и первичному семеноводству многолетних трав» - М. 1993; «Методические указания по проведению полевых опытов с кормовыми культурами» - РАСХН, 1987; «Унифицированный классификатор рода Medicago L.» - JI. — ВИР, 1987; «Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур» - М. 1989; «Методические указания по селекции пастбищных сортов люцерны для условий Нечернозёмной зоны РСФСР» - М. 1984; «Методические указания по селекции многоукосных сортов люцерны для условий Нечернозёмной зоны РСФСР» - М. 1984.

Результаты исследований и обсуждение

Для проведения исследований разработана схема селекционного процесса создания сорта люцерны для агрофитоценозов степи Центрально — Чернозёмного региона (рис. 1). Ниже приведенные исследования подтверждают эффективность данной схемы.

Создание и формирование нового исходного материала

Основной исходный материал представлен следующими видами люцерны: посевная (Medicago sativa L.) — 31, пёстрая (M. varia Mart.) — 24, жёлтая (M. falcate) — 1. При создании простых гибридов в качестве одной из родительских форм чаще использовали сорта люцерны Павловская пёстрая и Воронежская 6, как наиболее приспособленные к местным условиям. Гибридизацию проводили в условиях поля. Всего за годы исследований создано свыше 70 простых и сложных гибридов, которые были включены в программу создания сортов люцерны для многовидовых агрофитоценозов. Сложногибридные популяции создавались на основе 3-х и более простых гибридов или сортов люцерны, прошедших оценку по потомству. Исходный материал люцерны изучали в коллекционных питомниках посева 1999 - 2005 г.г. В результате изучения коллекционных образцов в условиях степи Центрально — Чернозёмного региона выделены сортообразцы, которые по комплексу или отдельным ценным признакам превышали стандартный сорт Воронежская 6. (Триумф, Плевен 6, НАД - 179, Син 7008, Тула, Ростовская 90, Сверре, Надежда 2, WL — 600 и др.) По продуктивности зелёной массы и семян с 5 м2 превышение составляло соответственно 8 — 37% и 24 — 224% (табл. 1).

Рис. } Схема создшшя сортов люцерны для агрофитоценозов степи Цеитрплыго-Чернозёмной зоны.

1. Продуктивность зеленой массы и семнп лучших коллекционных образцов люцерны. Посев 2001 г., учёты 2003 г.

Сортообразец Продуктивность зеленой массы в сумме за 2 укоса, кг/5м2 % к стандарту Продуктивность семян, г/5м2 % к стандарту

Триумф 8,0 107 20,0 74

Плевен 6 8,1 108 72,7 270

ШЪ - 501 7,2 96 45,9 170

\VL-600 9.3 124 54,7 203

Донская 2 7,7 103 41,8 155

Ростовская 60 6,7 89 35,4 132

Сверре 10,3 137 87,2 324

Тула 8,0 107 28,3 105

Надежда 2 8.5 113 26,1 97

НАД - 179 7Д 95 67,2 250

местная Испания 8,4 112 49,2 183

местная Узбекистан 7.9 105 33,4 124

местная Турция 7,1 95 39,9 148

Син. 7008 8,0 107 28,3 105

Ст. Воронежская 6 7,5 100 26,9 100

НСРс,5 0,6 3,54

Гибридизацию проводили большей частью в условиях контролируемого опыления (искусственная гибридизация). Каждый генотип получен в результате, как минимум, двухкратного отбора при возделывании на опытном участке.

При создании гибридов за основу брали исходные формы с высокой устойчивостью к болезням и вредителям, неблагоприятным факторам среды и т.д. С использованием методов отбора и гибридизации созданы простые гибриды, отличающиеся высокой зимостойкостью, устойчивостью к неблагоприятным факторам среды: ПГВ — 52 (Плевен 6 х местная из Китая), ПГВ - 75 (Тула х Павловская 7), ПГВ - 137 (Надежда 2 х Павловская пёстрая), ПГВ — 55 (Айслу х П 141) и др.; простые гибриды отличающиеся высокой кормовой продуктивностью и конкурентоспособностью: ПГВ — 49 (отборы из Зарница), ПГВ — 20 (Вертус х Павловская пёстрая), ПГВ — 70 (WL - 450 х П 211) и др.; простые гибриды, с хорошей кормовой и семенной продуктивностью: ПГВ - 12 (НАД - 179 х Воронежская 6), ПГВ - 66 (WL -501 х Павловская пёстрая), ПГВ - 23 (Апекс х Воронежская 6), ПГВ — 48 (Зарница х Павловская пёстрая), ПГВ - 16 (НАД - 179 х Ростовская 90) и др.; сложногибридные популяции: СГВ - 263 (Сверре х Северная гибридная) х (Сверре х С - 21), СГВ - 140 (местная из Испании х Воронежская 6 х Вертус х Апекс), СГВ - 160 (местная из Узбекистана х НАД - 179 х Тула х Павловская пёстрая) и др.

Оценка созданного селекционного материала по основным хозяйственно-цепным признакам

Селекционные питомники.

Созданный материал люцерны изучали в селекционных питомниках посева 2004 - 2006 гг.

Вегетационный период. Продолжительность вегетационного периода селекционных образцов люцерны отличалась по годам жизни и зависела в основном от метеорологических условий года. В результате исследований, выделены гибриды люцерны ПГВ - 49, ПГВ - 66, СГВ - 263, ПГВ - 147, ПГВ - 170, ПГВ — 12, отличавшиеся более ранним, чем у стандартного сорта началом цветения (на 4 — 6 дней) и более коротким вегетационным периодом (на 4 — 9 дней).

Зимостойкость. Большинство гибридов обладает высокой зимостойкостью. К четвёртому году жизни зимостойкость у лучших гибридов СГВ - 263, СГВ - 140, ПГВ - 17, ПГВ - 52, ПГВ - 30, ПГВ - 18, ПГВ — 4 составляла 88 — 94%, у стандарта она сохранилась на уровне 83%.

Устойчивость к болезням. Начиная с 1988 года в условиях юга Центрально - Чернозёмного региона получило распространение поражение люцерны микоплазмозом, причём из года в год наблюдалось нарастание степени поражения болезнью. Заболевание проявляется в виде карликовости люцерны, растения почти не цветут, бобов на них не образуется совсем, или они недоразвитые с небольшим количеством щуплых и неполноценных семян. Возбудителем этого заболевания является микоплазма, которая принадлежит к классу моликутес. Поэтому в исследованиях поиску устойчивого материала к болезни было обращено большое внимание. Поражение микоплазмозом исходных форм и части созданных гибридов составляло 7 — 40%, после селекционных проработок - 1,5 — 17%. Более устойчивыми гибридами оказались СГВ - 263, ПГВ - 17, ПГВ - 147и др. Из других болезней в данной зоне можно назвать такие, как ржавчина, жёлтая, бурая пятнистости, аскохнтоз. По устойчивости к поражению филосферными болезнями выделялись образцы СГВ - 140, ПГВ - 147, СГВ - 263, ПГВ - 12, ПГВ - 17, ПГВ - 49, ПГВ - 75, ПГВ - 52 и др. Распространённость болезней по этим образцам 22,3 - 52,8% (у стандарта 41,5%).

Высота растений Установлено, что основная часть сортообразцов, выделенных по кормовой продуктивности в период укосной спелости превышает стандарт по высоте травостоя. В качестве высокорослого исходного материала в селекционном процессе могут быть использованы следующие гибриды: ПГВ - 52, ПГВ - 48, ПГВ - 66, ПГВ - 90, СГВ - 263, ПГВ - 12, ПГВ - 18, СГВ - 39, ПГВ - 30, ПГВ - 17. Превышение над стандартом Воронежская 6 по высоте травостоя составляло в среднем за 2 года 7- 10 см.

Продуктивность кормовой массы. По продуктивности зелёной массы высокие результаты показали сортообразцы: СГВ - 263, ПГВ - 52, ПГВ - 48,

ПГВ -12, СГВ - 140, ПГВ - 17, которые в сумме за два укоса превышали стандартный сорт на 14 - 24%.

Семенная продуктивность. В сумме за два года лучшими оказались гибриды: ПГВ - 49, ПГВ - 52, СГВ - 263, ПГВ - 57, ПГВ - 12, которые превышали стандартный сорт Воронежская 6 по этому показателю на 36 -78%.

Из созданного селекционного материала люцерны выделены образцы, ценные по различным хозяйственным признакам:

- раннеспелые, созревающие на 4 - 8 дней раньше стандарта - ПГВ - 49, ПГВ

- 66, ПГВ - 30, СГВ - 263, ПГВ - 147, ПГВ - 170, ПГВ - 17, ПГВ - 12;

- по устойчивости к поражению бурой пятнистостью выделены гибриды СГВ

- 140, СГВ - 39, СГВ - 263, ПГВ - 52;

- зимостойкие, сохраняющие к четвёртому году жизни 88 — 94 % растений —

ПГВ - 18, СГВ - 140, СГВ - 263, ПГВ - 17, ПГВ - 52, ПГВ - 30, ПГВ - 4;

- высокорослые, превышающие растения стандартного сорта на 6 — 8 см -ПГВ - 90, СГВ - 263, ПГВ - 12, ПГВ - 18, СГВ - 39, ПГВ - 30, ПГВ - 17;

- превосходящие стандарт по кормовой продуктивности на 14 - 25 % - ПГВ -

52, ПГВ -48, СГВ - 263, ПГВ - 12, СГВ - 140, ПГВ - 17.

- Лучшими по качеству корма были гибриды ПГВ — 147, ПГВ — 12, СГВ -263, ПГВ - 30, ПГВ - 66, ПГВ - 48, с содержанием сырого протеина 19,06

- 20,59% и клетчатки 24,78 - 26,93%;

- с наиболее равномерным распределением кормовой массы по укосам -ПГВ - 51, СГВ -263, ПГВ -30, ПГВ - 52, ПГВ - 12, ПГВ - 18.

- По семенной продуктивности (прибавка к стандарту 36-78 %) - ПГВ -51,

ПГВ - 52, ПГВ - 49, СГВ - 263, ПГВ - 12, ПГВ - 147, ПГВ - 17, ПГВ - 90.

Оценка гибридов в контрольных питомниках

В контрольных питомниках проходили оценку простые и сложные гибриды Б3 - Р4 поколения в одновидовом посеве и в травосмеси с кострецом безостым. В задачу исследований входило оценить гибриды по комплексу признаков и отобрать лучшие для дальнейшей селекционной работы. Оценка гибридов посева 2005 г. (одиовидовой посев) Зимостойкость лучших образцов в среднем за 2 года пользования составила 89 — 94%. Лучшими оказались гибридные популяции СГВ — 263, ПГВ - 91, ПГВ - 147, ПГВ - 17, ПГВ - 23, СГВ - 140. Высота травостоя в среднем за 2 года по лучшим образцам составляла в первом укосе 103 — 110 см, во втором 70 — 80 см при высоте стандарта 98 и 69 см соответственно (фаза начало цветения).

По продуктивности зелёной и сухой массы лучшие образцы СГВ - 263, ПГВ — 147, ПГВ — 17, ПГВ — 18 превышали стандарт соответственно на 13 — 32, и 13 — 33%. Выделяется простой гибрид ПГВ — 17 (табл. 2). При двуукосном использовании образцов в среднем за три года доля первого укоса составляла 59 — 74%, второго - 26 — 46%, (у стандарта соответственно

64 и 36%). Лучшими по данному показателю оказались образцы с наиболее равномерным распределением кормовой массы по укосам: 111В - 147, СГВ -263, ПГВ-17.

2. Характеристика гибридов по ряду показателей в контрольном питомнике, одповпдовой посев, среднее 2005 — 2007 гг.

Гибрид Зелёная масса Сухая масса Зимостойкость на 4 год жизни Вегетационный период (дней)

кг/5м2 %к стандарту КГ/5М2 %к стандарту

ПГВ-48 6,9 109 1,7 113 83 146

ПГВ-91 7,1 113 1,7 113 89 148

СГВ - 263 7,8 124 1,8 120 88 146

ПГВ - 147 7,7 122 1.8 120 90 146

ПГВ-17 8,3 132 2,0 133 93 151

ПГВ - 18 7,9 125 1,8 120 94 151

СГВ - 140 7,5 119 1,8 120 92 151

СГВ - 39 6,5 103 1,8 120 89 144

ПГВ-23 6,8 108 1,7 113 87 144

Ст. Ворон. 6 6,3 100 1.5 100 79 152

НСРоз 0,69 0,2

Оценка гибридов в контрольном питомнике в травосмеси с кострецом безостым.

Создание высокопродуктивных, долголетних, оптимизированных по составу и структуре травосмесей возможно при наличии фитоценотически специализированных сортов. Исследования направлены на создание сортов люцерны нового типа, конкурентно совместимых со злаковыми компонентами и комплементарных к ним в использовании ресурсов и экологически их дополняющих. По комплексу признаков проходили оценку десять образцов. Норма высева бобового компонента 70%, злакового 30% от нормы высева.

Зимостойкость лучших образцов ПГВ — 52, ПГВ — 17, СГВ — 263, СГВ — 140 составила 88 - 92%. Высота травостоя люцерны в первом укосе в среднем за годы пользования составляла 85 — 93 см, во втором - 60 — 67 см, стандартного сорта соответственно 79 и 55 см. Высокой облиственностыо в среднем за 2 года отличались гибриды ПГВ - 18, СГВ - 140, СГВ - 263, ПГВ - 17 и др. По содержанию протеина практически все гибриды находились на уровне стандартного сорта (19,1) или незначительно превышали его. Продуктивность зелёной массы травосмеси в среднем за 2 года превышала стандарт на 14 - 26%, по сухой массе на 19 - 37%, в т. ч. по люцерне на 13 -58% (табл. 3). Урожайность сухой массы люцерны в травосмеси по лучшим гибридам СГВ - 140, ПГВ - 17, СГВ - 263, ПГВ - 30 составляла 4,7 - 6,0 т/га. Семенная продуктивность гибридных популяций в сумме за 2 года была на уровне 330-473 кг/га.

3. Урожайность травосмеси с гибридами люцерпы, посев 2005 г.

Гибрид Травосмесь (среднее за 2 года) В том числе сухая масса люцерны

зелёная масса сухая масса

т/га % к ст. т/га % к ст. т/га % к ст.

ПГВ -18 27,9 110 5,7 119 3,8 100

ПГВ-12 29,8 117 6,6 137 3,6 95

ПГВ -147 30,1 118 4,7 98 4,3 113

СГВ -140 29,0 114 6,3 131 6,0 158

СГВ - 263 32,0 126 6,1 127 4,7 124

ПГВ-17 30,6 120 6,4 133 5,9 155

ПГВ-52 28,1 111 5,2 108 4,8 126

ПГВ-66 29,7 117 6,1 127 4,7 124

ПГВ-49 28,9 114 4,9 102 4,5 118

ПГВ-30 30,4 120 6,2 129 5,5 145

Ст. Вороп. 6 25,4 100 4,8 100 3,8 100

НСР05 3,9 0,8 0,6

Наиболее урожайными оказались гибриды СГВ - 263, ПГВ — 147, СГВ — 140, ПГВ — 18 (табл. 4).

4. Семейная продуктпвпость п структура урожая ряда гпбрпдов люцерны в контрольном питомнике, кг/га. Посев 2005 г.

Гибриды Годы пользования Сумма за 2 года %к стандарту Сгруктура урожая, кол - во шт.

1 2 бобов на побег бобов на кисть семян на 1 боб

ПГВ-18 225 167 392 117 86,4 5,7 4,3

ПГВ-12 187 190 377 113 91,0 6,9 4,6

ПГВ-147 196 214 410 123 95,1 4,7 4,8

СГВ -140 212 195 407 122 108,6 5Д 4,5

СГВ - 263 243 230 473 142 96,4 5,8 4,6

ПГВ-17 228 173 401 120 89,3 4,8 4,1

ПГВ-52 192 138 330 98 84,6 4,6 3,9

ПГВ-66 194 185 379 114 85,6 4,9 4,0

ПГВ-49 210 140 350 105 87,4 4,7 4,2

ПГВ-30 203 167 370 111 92,0 5,2 4,5

Ст. Ворон. 6 183 150 333 100 72,2 4,0 3,9

НСР05 3,1 2,7 8,4 0,8 0,3

Более высокая продуктивность семян обеспечивается за счёт большего количества бобов на генеративный побег и количества семян на 1 боб. Лучшие гибридные популяции будут использованы в дальнейшей селекционной работе.

Оценка перспективного селекционного материала в конкурсных

испытаниях

Оценку в конкурсных испытаниях закладки 2007, 2009 гг. прошли четыре перспективных гибрида: СГВ - 263 (сложногибридная популяция, созданная методом поликросса биотипов из простых гибридов (Сверре х Северная гибридная) х (Сверре х С - 21), простой гибрид ПГВ - 12 (НАД -179 х Воронежская 6), простой гибрид ПГВ - 17 (Ростовская 90 х НАД -179), простой гибрид ПГВ - 147 (Син. 7008 х Павловская пёстрая). Гибридные популяции прошли испытания в одновидовом посеве и в травосмеси.

Одновидовой посев.

Продолжительность вегетационного периода у СГВ - 263 на 4 дня короче, чем у стандарта Воронежская 6; у ПГВ — 12, ПГВ — 17 и ПГВ — 147 этот показатель на уровне стандарта.

Все гибриды обладают высокой зимостойкостью (балл 4,7 — 4,8 из 5), отличаются дружным отрастанием весной и после укосов. При оценке высоты травостоя лучшие показатели были у гибрида СГВ — 263, в среднем за три года она составляла 91 см в первом укосе и 74 - 80 во втором, у стандартного сорта соответственно 86 и 70 см. Высокой облиственностью в годы исследований отличались гибриды СГВ — 263 - 43,6 в первом укосе и 44,1% во втором и ПГВ-12 - 42,1 и 41,7%, у стандартного сорта Воронежская 6 этот показатель составил соответственно 39,8 и 41,7%. По содержанию питательных веществ в люцерне в фазу начало цветения в среднем за три года пользования лучшие показатели были у гибрида СГВ-263 (протеина — 19,2%, сырой клетчатки -32,0% жира- 2,8%, у стандарта соответственно 18,0 31,2 2,7%. За годы оценки образцов на устойчивость к микоплазмозу лучшие результаты получены по гибриду СГВ - 263, поражение составляло 1,5 -15%, стандарта 2,5 - 27%. Наиболее высокие показатели по урожайности кормовой массы и семян показал в обеих закладках образец СГВ - 263 (табл. 5). В питомнике посева 2007 года превышение над стандартом по зелёной массе составило в среднем 17%, с колебаниями по годам от 13 до 28,2%. Урожайность сухой массы за два укоса составила в среднем 7,9 т/га, что на 20% превышает показатель стандартного сорта Воронежская 6; по семенной продуктивности превышение образца СГВ - 263 над стандартом составило 31%.

В питомнике посева 2009 г. лучший образец превышал стандарт по урожайности зелёной массы на 11%, сухой массе 10%.

5. Облпственность и урожайность образцов люцерны в конкурсном пспытаипи

Образец Облиствеп-ность Зелёная масса Сухая масса Семена

т/га %к стандарту т/га %к стандарту кг/га %к стандарту

Посев 2007 года (среднее за три года)

ПГВ- 12 42,1 20,5 104 6,9 105 47 76

СГВ - 263 43,6 23,1 117 7,9 120 81 131

ПГВ-17 43,4 22 111 6,6 100 79 127

Ст. Ворон. 6 39.8 19.8 100 6.6 100 62 100

НСР05 1,8 0,59 9,7

Посев 2009 года (среднее за три года)

ПГВ-12 43,4 15,8 107 4,4 105 110 88

СГВ-263 44,7 16,3 111 4,6 110 150 120

ПГВ -17 43,8 15,3 104 4,4 105 94 75

Ст. Ворон. 6 42.3 14,7 100 4,2 100 125 100

НСР05 1,14 0,37 7,4

Среднее за шесть лет

ПГВ-12 42,8 18,1 105 5,6 104 80 89

СГВ - 263 44,2 19,7 114 6,2 115 115 128

ПГВ-17 43,6 18,6 108 5,5 102 86 95

Ст. Ворон. 6 41 17,3 100 5,4 100 90 100

НСР05 1,3 0,47 14,6

По семенной продуктивности СГВ - 263 превысил стандарт на 31% (посев 2007 г.) и 20% (посев 2009 г.). В среднем за шесть лет оценки в питомниках конкурсного испытания урожайность зелёной массы образца СГВ — 263 составило 19,7 т/га, сухой массы 6,2 т/га, что на 14 и 15% выше показателей стандартного сорта. По семенной продуктивности превышение над стандартом составило 28%. Облпственность растений люцерны первого укоса составила в среднем 44,7%, второго - 43,4%, у стандарта соответственно 42,3 и 41,0%.

Посев в травосмеси с кострецом безостым.

Все испытываемые гибриды отличались хорошей конкурентной способностью и превосходили стандартный сорт Воронежская 6 по содержанию люцерны в травосмеси. К концу третьего года пользования ее содержание составляло по гибридам 74-80%, у стандартного сорта 68%. Более высокая урожайность сухой массы люцерны (8,0-8,3 т/га) отмечена также у этих гибридов, которая превышала стандарт на 18-22%. Урожайность зеленой массы перспективных гибридов ПГВ-147 и СГВ-263, в среднем за 6 лет составила 55,8 и 58,5 т/га или на 11-16% выше стандарта, сбор сухой массы — 15,5 и 16,1 т/га или на 9-13% выше стандартного сорта (табл. 6). В сумме за три года по двум закладкам превышение по семенной продуктивности гибрида СГВ - 263 над стандартом составило 28%.

6. Урожайность зелёной п сухой массы травосмеси о люцерны в сумме за 3 года, т/га.

Посев 2007,2009 гг.

Зеленая масса Сухая масса

Гибрид траво- %к в т.ч. %к траво- %к в т.ч. %к

смесь станд. люцерна станд. смесь станд. люцерна станд.

Посев 2007 года

ПГВ-12 61,3 103 30,9 95 17,6 105 9,1 112

СГВ-263 69,4 117 38,7 119 19,2 115 9,7 120

ПГВ-17 58.1 98 32,0 98 17,1 102 8,4 104

ПГВ-147 62,6 105 35,9 110 18,6 111 9,2 114

Ворон.6 59,5 100 32,6 100 16,7 100 8,1 100

стандарт

НСР05 3,9 2,6 1,4 0,6

Посев 2009 года

ПГВ-12 45.5 111 22,0 100 12,3 104 6,0 107

СГВ-263 47,6 116 28,1 128 12,9 109 7,0 125

ПГВ-17 43,1 105 22,3 102 12,0 102 5,5 98

ПГВ-147 49,1 120 27.3 124 12,5 106 6,8 112

Ворон.6 41,1 100 21,9 100 11,8 100 5,6 100

стандарт

НСР05 2,9 1,8 0,7 0,4

Среднее за 6 лет

ПГВ-12 53,4 106,2 26,4 97 14.9 105 7,5 110

СГВ-263 58,5 116,3 33,4 123 16,1 113 8.3 122

ПГВ-17 50,6 100,6 27,1 100 14,5 102 6,3 93

ПГВ-147 55,8 110,9 31,6 116 15,5 109 8,0 118

Ворон.6 50,3 100 27,2 100 14,2 100 6,8 100

стандарт

НСР05 3,4 2,2 1,1 0,5

Таким образом, за три года оценок в конкурсном испытании по комплексу хозяйственно — ценных признаков имела преимущество гибридная популяция СГВ - 263, созданная путём поликросса биотипов из простых гибридов (Сверре х Северная гибридная) х (Сверре х С - 21). Этот номер проходил оценку по двум циклам конкурсного испытания (посев 2007 и 2009 г.г., изучение 2007 - 2012г.г). Высокая конкурентная способность при возделывании в одновидовом посеве и в травосмеси, высокая семенная продуктивность, устойчивость к болезням, относительно равномерное распределение кормовой массы по годам и циклам использования позволили передать новый образец в Госкомиссию по сортоиспытанию сельскохозяйственных растений под названием Вела. Сорт может быть рекомендован для возделывания в Центрально - Чернозёмном, Волго-Вятском, Средневолжском регионах.

Характеристика нового сорта люцерны

Сорт Вела относится к люцерне изменчивой пёстрогибридного сортотипа. Куст полупрямостоячий, кустистость средняя. Стебли высотой 80-120 см, облиственность равномерная, 44-52% в первом укосе и до 60% во втором. Листья средней величины, обратно-яйцевидной формы длиной 3-5 см зелёного цвета со слабым опушением, мягкие. Соцветие яйцевидная кисть средней рыхлости, цветки светло-синие, фиолетовые, сиреневые, разных оттенков желтые и белые. Бобы спиральные с 2-3 оборотами. Семена почковидные, желто-коричневые и желтые. Масса 1000 семян - 1,9-2,0 г. Корневая система средней мощности развития с ясно выраженным главным корнем. Отрастание весной и после укоса очень хорошее, быстрое, продолжительность периода от начала вегетации до первого укоса 60-70 дней, до полного созревания семян 118-126 дней. В условиях ЦентральноЧерноземной зоны без орошения формирует два укоса. Сорт зимостойкий, весенние заморозки не вызывают гибели растений. Морозоустойчивость повышается при использовании сорта в травосмеси со злаковыми культурами. За годы изучения в конкурсных сортоиспытаниях средний урожай семян составил 1,15 ц/га, что на 28 % выше стандартного сорта Воронежская 6, при урожайности зелёной массы и сухого вещества - 19,7 т/га и 6,3 т/га соответственно. Сорт засухоустойчивый, устойчив к полеганию. Повреждение вредителями на уровне стандарта. Сорт обладает устойчивостью к микоплазмозу.

Выводы

1. Впервые в условиях степи Центрально-Черноземного региона создан перспективный материал люцерны с высокой кормовой и семенной продуктивностью, высокой конкурентной способностью при возделывании в травосмесях со злаковыми травами и устойчивостью к микоплазмозу. Проведена комплексная оценка по биологическим и хозяйственно-ценным признакам свыше 100 коллекционных образцов различного эколого-географического происхождения. Результаты проведенных экспериментальных исследований явились основой создания перспективного материала и сорта люцерны для агрофитоценозов степи ЦентральноЧерноземного региона.

2. С целью создания перспективного селекционного материала люцерны для условий степи целесообразно привлекать для работы исходный материал, прошедший отбор и оценку в полевых условиях но селектируемым признакам в течение минимум двух генераций.

3. На основе выделенных сортообразцов, биотипов с использованием методов отбора, межсортовой и межвидовой гибридизации, поликросса создано свыше 70 простых и сложных гибридов, которые были включены в программу создания сортов люцерны для многовидовых агрофитоценозов.

4. Изучение популяций люцерны для формирования многовидовых агрофитоценозов проводилось в совместном посеве с кострецом безостым сорта Павловский 22-05. Основное внимание было направлено на сочетание устойчивости к микоплазмозу, с высокой кормовой и семенной продуктивностью и конкурентоспособностью.

5. В результате изучения селекционного материала выделены перспективные источники для практической селекции в условиях степи Центрально-Черноземного региона:

- раннеспелые, созревающие на 4-8 дней раньше стандарта - ПГВ-49, ПГВ-66, ПГВ-30, СГВ-263, ПГВ-147, ПГВ-170, ПГВ-17, ПГВ-12;

- по устойчивости к поражению бурой пятнистостью и микоплазмозом выделены гибриды ПГВ-52, СГВ-263, ПГВ-17, распространенность болезней составляет 11,4-24,3%, стандарта 26,9%;

- зимостойкие, сохраняющие к 4-му году жизни 88-94% растений — ПГВ-18, СГВ-140, СГВ-263, ПГВ-17, ПГВ-52, ПГВ-30;

- превышающие стандарт по кормовой продуктивности на 14-25% -ПГВ-52, ПГВ-48, СГВ-263, ПГВ-12, ПГВ-17;

- лучшими по качеству корма выделены: ПГВ-147, ПГВ-12, СГВ-263, ПГВ-66 содержание сырого протеина 19,06-20-59%, клетчатки 24,78-26,93%;

- по семенной продуктивности (прибавка к стандарту 36-78%) — ПГВ-12, ПГВ-51, ПГВ-52, ПГВ-147, ПГВ-17.

6. В контрольном питомнике (одновидовой посев) по комплексу признаков лучшими оказались гибридные популяции СГВ-263, ПГВ-147, ПГВ-17, СГВ-140. По урожайности зеленой массы они превышали стандарт на 13-32%, сухой - 13-33%. Зимостойкость в среднем за два года пользования составила 89-94%; при двуукосном использовании образцов в среднем за три года доля первого укоса составляла 59-74%, второго 26-46% ( у стандарта соответственно 64 и 36%).

7. В контрольном питомнике (посев в травосмеси с кострецом безостым) урожайность зеленой массы травосмеси с лучшими гибридами в среднем за два года превышала стандарт на 14-26%, сухой — на 19-37%. Урожайность сухой массы люцерны в травосмеси по лучшим гибридам СГВ-140, ПГВ-17, СГВ-263 составила 4,7-6,0 т/га или на 24-58% выше стандартного сорта Воронежская 6. Семенная продуктивность популяций СГВ-263, ПГВ-147, ПГВ-140, ПГВ-17 была на уровне 401-473 кг/га.

8. В конкурсном испытании по двум циклам закладки в одновидовом посеве в среднем за 6 лет оценки урожайность зеленой массы лучшего гибрида СГВ-263 составила 19,7 т/га (стандарта 17,3 т/га), сухой - 6,2 т/га (стандарта 5,4 т/га), что на 14-15% выше показателей стандартного сорта. Гибрид обладает высокой зимостойкостью (балл 4,7-4,8 из 5), отличается дружным отрастанием весной и после укосов. По семенной продуктивности превышение над стандартом составило 28%.

9. В конкурсном испытании посева 2007 и 2009 гг., при изучении созданных популяций люцерны в травосмеси с кострецом безостым, лучше

результаты получены по гибриду СГВ-263. Урожайность сухой массы травосмеси в среднем за 6 лет составила 16,1 т/га (стандарта — 14,2 т/га), люцерны — 8,3 т/га (стандарта — 6,8 т/га) или соответственно на 13,4 и 22,1% выше стандарта.

10. Установлено, что из филлосферных болезней люцерны основными являются бурая пятнистость, ржавчина, распространенность болезней у лучших гибридов ПГВ-17, СГП-263, СГВ-39, ПГВ-52 составляет 11,4-24,3%, стандартного сорта Воронежская 6 - 26,9%, микоплазмоз соответственно 10,3-26,0% и стандарта - 27,0%.

Основными вредителями в фазы цветения и плодообразования являются семяеды, толстоножка, желтый тихиус. За годы исследований повреждаемость лучших гибридов (СГВ-48, ПГВ-17, СГВ-263, ПГВ-23) вредителями составляла 15,7-27,4%, стандарта - 29,4%.

11. Высокая конкурентная способность при возделывании в травосмесях, высокая кормовая и семенная продуктивность, устойчивость к болезням (особенно к микоплазмозу), относительно равномерное распределение кормовой массы по годам и циклам использования позволили сложный гибрид СГВ-263 передать в Госкомиссию по оценке селекционных достижений под названием Вела. Сорт рекомендуется для возделывания в Центрально-Черноземном, Волго-Вятском, Средне-Волжском регионах.

Предложения для селекционной практики и производства

На основании многолетних исследований по созданию селекционного материала люцерны сенокосно-пастбищного типа рекомендуем использовать в практической селекции следующие приемы и методы:

1. При создании сортов люцерны для агрофитоценозов степи Центрально-Черноземного региона применять разработанную схему селекции.

2. В качестве селекционных источников при создании сортов рекомендуется использовать созданные гибриды, прошедшие оценку по комплексу признаков в течение 3-4 лет:

- с высокой зимостойкостью, устойчивостью к неблагоприятным факторам среды - ПГВ-52, ПГВ-75, ПГВ-137, ПГВ-17, СГВ-263, ПГВ-52,

- с высокой кормовой продуктивностью и конкурентоспособностью — ПГВ-70, СГВ-263, ПГВ-17, ПГВ-147,

- с высокой семенной продуктивностью — СГВ-66, СГВ-140, ПГВ-18, СГВ-263, \VL-600, Сверре, Надежда 2.

3. Для создания перспективного материала люцерны с более высокими показателями урожайности и устойчивости при возделывании в травосмеси целесообразно использовать индивидуальный отбор растений с определенными признаками, межвидовую и межсортовую гибридизацию и поликросс.

4. При формировании сорта для агрофитоценозов исследования необходимо проводить в совместном посеве со злаковыми компонентами. Основное внимание обращать на сочетание устойчивости к болезням, с высокой кормовой и семенной продуктивностью и конкурентоспособностью.

5. Созданный перспективный материал люцерны включен в селекционный процесс ФГБНУ «Воронежская опытная станция по многолетним травам», ФГБНУ «ВНИИ кормов им. В.Р.Вильямса» и по программе ТОССЛ (Творческое объединение селекционеров и семеноводов по люцерне).

6. Для возделывания в полевом кормопроизводстве ЦентральноЧерноземного, Волго-Вятского и других сопредельных регионах целесообразно провести оценку нового сорта люцерны Вела. Сорт отличается высокой урожайностью кормовой массы, конкурентной способностью, устойчивостью к основным болезням.

Список опубликованных работ по теме диссертации

1. Шатский И. М., Сапрыкина Н. В. Создание перспективного материала люцерны для многовидовых агрофитоценозов Центрально — Чернозёмной зоны. / Многофункциональное адаптивное кормопроизводство./ Под редакцией члена - корреспондента Россельхозакадемии В. М. Косолапова, Н. И. Георгиади. - М.: 2011. - С. 208-211.

2. Иванов, И. С., Шатский И. М., Новикова И. А., Пономаренко А. В., Сапрыкина Н. В. Результаты селекции многолетних трав на Воронежской опытной станции. // Кормопроизводство. — 2012. — № 6. — С. 28—29.

3. Сапрыкина Н. В., Писковацкий Ю. М. Результаты оценки селекционных образцов люцерны. // Кормопроизводство. — 2013. — № 7. — С. 24—25.

4. Писковацкий Ю. М., Ломова М. Г., Соложенцева Л. Ф., Ломов М. В., Пьянков А. В., Михалёв В. Е., Сапрыкина Н. В. Создание перспективного материала люцерны с высокой семенной продуктивностью. / Научное обеспечение кормопроизводства и его роль в сельском хозяйстве, экономике, экологии и рациональном природопользовании России : Материалы Международной научно — практической конференции, посвящённой памяти академика А. А. Жученко. - М., 2013 - С. 97-103.

5. Сапрыкина Н. В., Ломов М. В., Фитоценотическая селекция люцерны.: Материалы Международной научно — практической конференции Молодёжь и инновации. Часть 1. — Республика Беларусь. Горки, 2013. - С. 317—319.

6. Соложенцева Л. Ф., Ломова М. Г., Пьянков А. В., Сапрыкина Н. В. Оценка и создание селекционного материала люцерны, устойчивого к основным болезням : Материалы Международной научно — практической конференции Молодёжь и инновации. Часть 1. — Республика Беларусь. Горки, 2013.-С. 331-333.

7. Писковацкий Ю. М., Ломова М. Г., Соложенцева Л. Ф., Ломов М. В., Сапрыкина Н. В. Изучение новых гибридов люцерны для фитоценотической селекции. // Адаптивное кормопроизводство. — 2013. - № 2.-С. 31-39.

8. Писковацкий Ю. М., Ломова М. Г.. Соложенцева Л. Ф., Ломов М. В., Пьянков А. В., Сапрыкина Н. В. Фитоценотическая селекция люцерны. / Многофункциональное адаптивное кормопроизводство: средообразующие функции кормовых растений и экосистем. Сборник научных трудов. Выпуск 3 (51).-М., 2014.-С. 5-14.

9. Сапрыкина Н. В. Селекция люцерны для условий степи Центрально -Чернозёмной зоны. / Актуальные направления селекции и использование люцерны в кормопроизводстве. Сборник научных трудов. Выпуск 4 (52). -М., 2014.-С. 148-152.

10. Писковацкий Ю. М., Ломова М. Г., Соложенцева Л. Ф., Ломов М. В., Пьянков А. В., Михалёв В. Е., Сапрыкпна Н. В. Создание перспективного материала люцерны с высокой семенной продуктивностью. / Всероссийский научно — исследовательский институт кормов имени В. Р. Вильямса на службе Российской науке и практике. М.: Россельхозакадемия. — 2014. - С. 527-535.

11. Шатский И. М., Сапрыкина Н. В. Изучение селекционных образцов люцерны. / Актуальные направления селекции и использование люцерны в кормопроизводстве. Сборник научных трудов. Выпуск 4 (52). - М., 2014. - С. 204-208.

Отпечатано с готового оринал-макета

Подписано в печать 24.02.2015 г. Формат 60x84 1б_ Усл.печ.л. 1,16. Тираж 100 экз. Заказ 117.

Издательство РГАУ-МСХА 127550, Москва, Тимирязевская ул., 44 Тел.: (499) 977-00-12, 977-14-92