Одним из условий обеспечения устойчивого развития кормопроизводства и экологического земледелия в России является перманентное создание системы взаимодополняющих по основным эколого-биологическим и хозяйственно ценным характеристикам климатически и экологически дифференцированных сортов кормовых растений [1]. Эффективность кормопроизводства во многом определяется возможностью широкого выбора наиболее адаптированных к почвенно-климатическим и хозяйственным условиям конкретных районов культур и сортов с необходимыми полезными признаками. Это обеспечивает максимальный экологический и хозяйственный эффект их использования. Среди многолетних трав овсяница луговая (Festuca pratensis Huds.) является одной из наиболее востребованных и широко используемых в луговом и полевом кормопроизводстве культур вследствие комплекса хозяйственно полезных признаков: высоких кормовых качеств, повышенной средообразующей функции, чрезвычайно высокой толерантности к стрессовым ситуациям, значительного продуктивного долголетия, конкурентной способности в смешанных сеяных травостоях и на естественных лугах, сбалансированности содержания макро- и микроэлементов, а также сахаро-протеинового соотношения, способности обеспечивать получение раннего высокопитательного корма, возможности многоцелевого хозяйственного использования в составе травосмесей и для заготовки различных видов объемистых кормов в кормопроизводстве, а также в агроландшафтном озеленении [2–9]. Овсяница луговая — рыхлодерновинный злак с укороченным корневищем, с С3-типом фиксации СО2. Евроазиатский плюризональный вид. Встречается повсеместно, широко культивируется, мезофит, один из доминантов естественных луговых фитоценозов [3]. При включении в состав травосмесей характеризуется высокой комплементарностью с бобовыми компонентами и способствует улучшению потребительских качеств сырья [10–14]. В культуре овсяница луговая широко распространена в европейской части России, на Кавказе, в Средней Азии, Западной и Восточной Сибири.
Необходимость дальнейшего повышения эффективности использования продукционного потенциала овсяницы луговой предполагает расширение ее сортового ассортимента за счет повышения эффективности селекционной работы в различных регионах страны. Сорт как инновационный продукт сельскохозяйственной науки является важнейшим биогенным фактором и необходимым условием интенсификации сельскохозяйственного производства. При этом одним из критериев оценки перспективности использования сортов является не только на урожайность и качество получаемого корма, эксплуатационные характеристики, но и экономические показатели, где главным показателем является себестоимость получаемого корма. Так, наиболее низкая себестоимость 1 ц сена по сравнению с другими культурами получена при возделывании овсяницы луговой сорта Новосибирская 21 [15]. Требования развития животноводства, как отрасли с прочной кормовой базой, обостряют насущный вопрос расширения ассортимента за счет введения в состав кормовых посевов сортов с высоким продуктивным потенциалом и питательностью, пригодных для создания высокопродуктивных агроценозов [15].
В современную эпоху возрастающей антропогенной нагрузки, широкомасштабной деградации экосистем сильно возрастает необходимость создания климатически и экологически дифференцированных сортов кормовых растений — элементарных биотических структур для конструирования адаптивных, устойчиво и продуктивно функционирующих кормовых агрофитоценозов и агроэкосистем [16]. В настоящее время на основе использования генофонда культурной и природной флоры создана плеяда хозяйственно специализированных сортов овсяницы луговой для разных почвенно-климатических условий. Сорта овсяницы луговой (Festuca praten-sis Huds.) различных генотипов отличаются по селекционным методам выведения, фенологическим особенностям развития растений и морфобиологическим характеристикам, адаптивным реакциям к условиям выращивания, способам хозяйственного использования и эдафическим факторам среды; по уровню толерантности к погодным и климатическим стрессам, сезонной динамике роста, интенсивности отрастания по укосам, процессам формирования структуры семенного травостоя, уровню урожайности, посевным качествам семян и продуктивному долголетию, а также эффективности посева в травосмесях, пригодности для агроландшафтного озеленения и фитомелиорации, другим хозяйственно полезным и эксплуатационным признакам [17–26]. При этом из 50 районированных на сегодняшний день сортов овсяницы луговой (из них 40 отечественной селекции) более 50% от общего количества являются типично сенокосным типом, 9 сортов рекомендовано для газонного и 3 — для газонно-кормового использования.
Одним из направлений в селекции кормовых культур является выведение тетраплоидных сортов, которые по сравнению с диплоидными обладают рядом преимуществ по хозяйственно ценным признакам, в первую очередь более высокими сборами кормовой массы, устойчивостью к болезням, конкурентоспособностью, долголетием. Более высокий эффект хозяйственного использования индуцированных полиплоидных сортов обусловлен тем, что по сравнению с диплоидными они обладают максимумом генетического потенциала, так как хромосомы, несущие генетическую информацию у них дублируются четырежды. В результате увеличенной буферности генотипа тетраплоидные сорта за счет более высокого уровня внутрипопуляционного гетерозиса и гомеостаза обеспечивают повышение кормовой продуктивности.
В настоящее время в Государственном реестре селекционных достижений, допущенных к использованию в России, зарегистрировано всего три тетраплоидных сорта овсяницы луговой: с 2009 г. — Бинара (оригинатор — ФНЦ «ВИК им. В.Р. Вильямса»); с 2006 г. — Злата (оригинатор — Уральский НИИСХ – филиал ФГБНУ УРФАНИЦ УРО РАН) и с 2015 г. — Тетракс (оригинаторы —Agroscope Research Centre Conthey и Delley Seeds and Plants LTD, Switzerland).
Сорт овсяницы луговой Бинара селекции ВНИИ кормов (авторы Н.С. Бехтин, В.Н. Золотарев, Н.Н. Лебедева), допущен к использованию по всем регионам РФ, выведен в 1978–2007 гг. (Патент на селекционное достижение № 4994 Овсяница луговая Festuca pratensis Huds. Бинара / Патентообладатель: ГНУ ВНИИ кормов им. В.Р. Вильямса. Зарегистрировано в государственном реестре охраняемых селекционных достижений 10.12.2009 г.). История создания сорта заложена в концепцию программы отдаленной гибридизации в родах Festuca–Lolium. Она предусматривала получение тетраплоидной формы овсяницы луговой и изучение экспрессии генов по отдельным признакам на диплоидном и тетраплоидном уровнях. Практическая цель после создания тетраплоидных форм заключалась в получении зимостойких гибридов Festulolium с повышенным долголетием и качеством корма от скрещивания овсяницы луговой с райграсами.
В процессе селекционной проработки Н. С. Бехтиным проведена сравнительная оценка 289 исходных диплоидных популяций при индивидуальном произрастании, выведены перспективные биотипы, из которых на последнем этапе осталось всего 8 (В-29, К-37146, К-38142, К-45504, И-27, К-44320, К-34181, К-36884), которые в результате получения из них потомств после клонирования и размножения в условиях изоляции, на базе обработки семян колхицином 0,2% при экспозиции 24 часа, переведены на тетраплоидный уровень. После выбраковки гипо- и гиперплоидов, комбинативной селекции эуплоидных форм, выведены стабильные эуплоиды (n = 28) С3-комбинированного потомства, которое и получило название Бинара.
Полученное гибридное потомство использовалось в двух направлениях:
- по пригодности в плане изучения отдаленных гибридов с видами из рода Lolium и изучения экспрессивности ген-признак в потомствах;
- кормовое использование полученного сорта Бинара.
В теоретическом аспекте работа не завершена, но в оптимальных вариантах от скрещивания тетраплоидной формы овсяницы с тетраплоидом райграса многоукосного (Lolium multiflorum Zam.) выход гибридов увеличивался до восьми раз по сравнению с диплоидными аналогами. Экспрессия отдельных генов была постоянной, но не всегда проявлялась по всем ценным признакам, что требует продолжения стабилизации контроля признаков в гибридных потомствах.
Сорт характеризуется генетической стабильностью и однородностью популяции. В процессе репродуцирования тетраплоидный уровень популяции сохраняется уже на протяжении 20 лет. По сравнению с растениями диплоидных сортов овсяницы луговой морфологические отличия имеются по крупности семян (3,7–4,5 г против 2,0–2,6 г у диплоидных), отмечается гигантизм некоторых метамерных органов (генеративных побегов, колосков, листьев среднего яруса и др.).
Лист осенью в год посева зеленый, средней ширины. Тенденция к образованию соцветий в год посева слабая, практически отсутствует. Время выметывания соцветия во второй год среднее. Куст осенью в год посева и при выметывании соцветия полупрямостоячий. Соцветие средней длины – длинное, свыше 19 см. По фенологии развития по сравнению с диплоидными сортами фазы выметывания, цветения, созревания семян наступают на 5–8 дней позже. Кроме того, сорт характеризуется меньшей естественной осыпаемостью семян при созревании.
Растение высокое, 125–135 см и выше (рис. 1). Флаговый лист средней длины, широкий. Стебель и верхнее междоузлие длинные. Облиственность растений Бинары (листья + листовые трубки) в первом укосе — 57,5%, в последующих — 92%. Сорт Бинара превосходит стандарт по валовой облиственности на 4,5%.
Рис. 1. Растения овсяницы луговой четвертого года жизни
при семенном использовании: слева — сорт Бинара, справа — сорт Кварта
Новый сорт имеет высокие показатели проектного покрытия, развития спорофита, отличается высокой побегообразовательной способностью (до 7,0–7,5 тыс./м2 побегов), что выше стандарта на 35,3–37,2% и делает его перспективным для залужения склонов, различного вида откосов, залужения бросовых земель, где эколого-адаптивный потенциал сочетается с возможностью дополнительного получения корма, в том числе в сенокосно-пастбищном режиме.
В кормовых целях Бинара оценивалась в трех учетах, в режиме трехкратного скашивания травостоев в течение трех лет. Сбор зеленой массы в среднем составил 54,5 т/га (колебания в пределах 53,3–61,3 т/га; выше стандарта на 20,6%). Урожайность сухой массы корма — 12,88 т/га (выше стандарта на 58%).
По содержанию протеина сорт Бинара превосходит стандарт на 1,4%, содержанию углеводов — на 4,0%, что обеспечивает повышение показателей поедаемости и переваримости корма, особенно в отавах. Поедаемость сухого вещества корма выше стандарта на 8,4%, переваримость — на 4,4%.
Облиственность растений Бинары в первом укосе составляет 57,5%, в последующих — 92% (листья + листовые трубки). По показателю валовой облиственности сорт Бинара превышает стандарт на 4,5%.
В различных закладках содержание клетчатки в абсолютно сухом веществе корма — 27,9–36,6%, протеина — 14,4–16,3%, переваримость корма — 70,3–72,8%. Содержание в белке лейцина, изолейцина, фенилаланина было выше диплоидных аналогов, гистидина и цистина — на уровне стандарта.
Содержание минеральных элементов имело некоторые отклонения от стандартов, но находилось в рамках допустимых зоотехнических стандартов на грубые корма.
Зимостойкость и устойчивость к болезням стабильные, поражаемость болезнями носит слабый характер и проявляется спорадически, оставаясь ниже порога вредоносности. Оценка устойчивости к болезням и вредителям проводилась регулярно на всех этапах селекционного процесса на основе визуальных шкал и камеральных учетов при идентификации патогенов по цветным атласам и определителям.
На кормовых травостоях из патогенов зарегистрированы мучнистая роса, снежная плесень, гельминтоспориоз, ржавчина, пятнистости, на репродуктивных посевах — спорынья и головня. Из вредителей встречались мигрирующая шведская муха и тли. Из полевых грызунов — мыши.
За все годы проведения исследований не было отмечено массового поражения патогенными грибами листьев и побегов или регулярной инвазии насекомых-вредителей. Только в контрастные годы по гидротермическим условиям имела место активизация патогенов и паразитов местного биотопа.
Следует отметить, что новый сорт не является абсолютно иммунным к листовым патогенам. Поражаемость его растений мучнистой росой (Erysiphe grami-nis DC f. festucae Jacz., конидиальная стадия — Oidium monilioides Lk.) в отдельные вегетационные сезоны достигала 0,11%, снежной плесенью (Fusarium nivale Ces.) — 0,10%, гельминтоспориозом (Helminthtosporium dictyoides Dre-chsl. (syn. Drechslera dictyoidea (Drechsl.) Schoemaker.)) — 0,15%, в сравнении с показателями стандарта ВИК 5 — 0,18%, 0,19% и 0,21%. Но в целом у обоих сортов поражаемость болезнями была значительно ниже критического порога вредоносности.
Спорынья (Claviceps purpurea Tul.) на соцветиях проявлялась в годы с низким температурным градиентом (15–20 ºС) и относительной влажности воздуха 65–75%. Поражение сумкоспорами у сорта Бинара достигало 0,07%, у стандарта — 0,21%.
Такую же спорадичность имели корончатая (Puccinia coronifera Kleb. f. fes-tucae Erikss.) и листовая ржавчина (Puccinia spp.), аскохитоз (Ascochyta spp.), церкоспореллез (вызывается несовершенным грибом Pseudocercosporella herpotrichoides (Fron) Deighton. (= Cercо-sporella herpotrichoides), антракноз (Co-lletotrichum spp.), гельминтоспориоз (He- lminthosporium sativum) и другие инфекции, в первую очередь различные пятнистости, вызываемые Mastigosporium album Riess., Phyllachora graminis Fckl., Ramularia pusilla Ung., но степень поражаемости ими растений была не выше, чем у диплоидных аналогов.
Сапрофитные грибы из родов Peni-cillium, Trichoderm, Ascochyta, Alternaria (включая и их метаболиты) в основном участвовали в деградации нескошенных отмерших побегов, исполняя роль деструкторов клетчатки пожнивных остатков, старики и их развитие не наносило существенного вреда вегетирующим растениям овсяницы. Снежная плесень, возбудитель — фитопатогенный гриб с двумя стадиями развития: анаморфа (конидиальная стадия) Microdochium nivale (Fr.) Samuels & I.C. Hallett., сумчатая стадия развития Monographella nivalis. Болезнь, проявляющаяся сразу после таяния снега в форме водянистых пятен на листьях с последующим образованием белого, а позднее нежного паутинистого налета розоватого оттенка, в годы исследований проявлялась незначительно и не вызывала какого-либо существенного изреживания травостоев.
Поражение мигрирующей шведской мухой характерно для ювенильных проростков, то есть только в год посева. Агрессивность вредителей на всходах сорта Бинара в теплую погоду достигала 0,3–0,6%, а у стандарта ВИК 5 — 0,3–0,8%. Поскольку поражаемость болезнями и вредителями была ниже порога хозяйственной вредоносности (ЭПВ), то посевы сорта Бинара не нуждаются в специальных мерах защиты, по крайней мере, эквивалентных другим сортам овсяницы луговой. Однако при критическом проявлении эпифитотий и инвазий эффективными могут оказаться общепринятые меры системы применения инсектицидов и фунгицидов. Целесообразно предпосевное протравливание семян разрешенными препаратами против возбудителей болезней, передаваемых с посевным материалом и сохраняющихся в почве.
При возделывании в семенной культуре сорт характеризуется повышенной семенной продуктивностью по сравнению с диплоидными сортами овсяницы луговой, что обусловлено большей массой семян, более крупными соцветиями и высоким содержанием в них цветков [27]. Урожайность семян — 650–800 кг/га и может достигать 1000 кг/га. В отличие от диплоидных сортов травостои Бинары сохраняют высокую семенную продуктивность и на третий год пользования (рис. 2). Кроме того, растения сорта Бинара по сравнению с диплоидными сортами характеризуются повышенной устойчивостью к полеганию [28], более поздним, на 5–8 дней, созреванием и меньшей осыпаемостью семян при созревании.
Рис. 2. Семенной травостой овсяницы луговой сорта Бинара третьего года пользования
(суперэлита, 3 га). Опытное поле ФНЦ «ВИК им. В.Р. Вильямса», 25.06.2021 г.
Реализация потенциала сортов овсяницы луговой по семенной продуктивности во многом определяется агротехническими приемами выращивания, адаптированными к определенным почвенно-климатическим условиям регионов [29]. Технология возделывания на кормовые цели и семена сорта Бинара в целом аналогична диплоидным сортам, однако в связи с отличительными признаками и особенностями проявления доминирования гаметофита и спорофита по годам жизни травостоев требуется корректировка по нормам высева и способам посева [27], дозам и срокам внесения минеральных азотных удобрений [30], а также при использовании в травосмесях в зависимости от сопутствующих компонентов поливидовых фитоценозов. Кроме того, в связи с более поздним наступлением фенологических фаз развития при возделывании на кормовые цели целесообразно применять сортовые смеси овсяницы луговой тетраплоидного и диплоидных сортов с целью улучшения потребительских качеств растительного сырья и продления срока использования травосмесей.
В настоящее время с целью широкого внедрения сорта Бинара в производство страны и импортозамещения произведена поставка сертифицированных семян суперэлиты в объеме около двух тонн в специализированные семеноводческие хозяйства холдинга «Мираторг» для дальнейшего размножения.
