The results of selection studies conducted at the Central Experimental Base of the Federal State Budgetary Scientific Institution Federal Williams Research Center of Forage Production and Agroecology in the Non-Chernozem Zone of the Russian Federation are presented. Brief data on promising samples and hybrids of alfalfa created in the department of alfalfa breeding for seed productivity are presented. For a long time, alfalfa breeding was mainly in the direction of obtaining new varieties with high yields of fodder mass and little attention was paid to seed yields, which led to the creation of good varieties for collecting green mass and medium or even poor seed productivity. Therefore, the creation of varieties with high feed and seed productivity is the primary task of alfalfa breeding. For this purpose, the main methods of selection are used — polycross, interspecific and intervariety hybridization and selection. In the obtained populations, a careful selection for early ripeness, pollen fertility, plant flowering friendliness is carried out, the power of hybrids, their foliage and other useful indicators are taken into account. By the nature of flowering and pollination, alfalfa refers to cross-pollinating plants. For agricultural production, it is necessary to have alfalfa varieties not only with high, but also stable seed productivity, which does not depend on the conditions of the growing environment and the presence of pollinators.
selection, alfalfa, varieties, hybrids, seeds
Люцерна — культура, которая отличается экологической пластичностью, долголетием, высокой урожайностью кормовой массы и рядом других ценных свойств. Селекция люцерны в ВНИИ кормов им. В. Р. Вильямса направлена на разработку принципиально новых высокоурожайных сортов люцерны многоукосного, сенокосного и пастбищного типов использования со стабильно высокой по годам семенной продуктивностью. Для условий Нечерноземной зоны люцерна считается относительно новой культурой. Неблагоприятные погодные факторы зоны, неудовлетворительный уровень перекрестного опыления сдерживают и затрудняют селекционную работу по семеноводству данной культуры. Успешное развитие люцерносеяния неразрывно связано с селекционными достижениями в создании высокопродуктивных сортов для различного хозяйственного использования, совершенствованием системы сортового семеноводства и освоением сельхозпроизводителями современной агротехники выращивания данной бобовой культуры. Долгое время селекция люцерны велась в направлении создания сортов с высокой урожайностью кормовой массы, что привело к созданию хороших сортов по урожайности кормовой массы и плохих или средних по семенной продуктивности [1; 2]. Только на последних этапах селекционного процесса небольшое внимание стало уделяться урожайности семян. Созданы сорта люцерны Селена и Соната, семенная продуктивность которых в условиях Нечерноземной зоны достигает 153–267 кг/га [3; 4].
Для селекционно-семеноводческой работы с люцерной большое значение имеют морфологические и биологические особенности цветения, оплодотворения и плодообразования. Люцерна является факультативным перекрестником, но наряду с высокой фертильностью при перекрестном оплодотворении имеет место и самоопыление. Степень фертильности варьирует и в пределах вида и даже отдельных популяций, что зависит от генетических особенностей, происхождения сорта, условий опыления и др. Тип оплодотворения у люцерны имеет много особенностей (самонесовместимость, самофертильность, мужская стерильность). Нормальное опыление и плодообразование люцерны происходит при наличии диких одиночных пчел и, отчасти, шмелей. Семенные посевы люцерны посещают свыше 150 видов диких пчел и шмелей. Но в каждой зоне, где выращивается культура, имеется всего лишь 5–7 основных опылителей. Среди диких одиночных пчел наиболее многочисленны галикты, мегахилы (листорезы), мелиты, меллитургии, рофиты и др. При хорошем опылении насекомыми общая картина цветения люцерны кажется невзрачной, однообразной, посевы семенников принимают серую окраску, запаха нектара не чувствуется. Если же опылителей недостаточно, поле представляет собой яркий ковер с приятным ароматом. Считается, если раскрыто 90 % и более цветков — обеспеченность опылителями отличная, 70–80 % — очень хорошая, 55–65 % — хорошая, менее 50 % — плохая. На гектаре посевов для хорошего опыления растений люцерны требуется от 3 до 5 тысяч самок диких пчел. Шмели также активно посещают посевы люцерны и хорошо ее опыляют. Медоносные пчелы хорошо посещают посевы люцерны, но при этом опыляют очень мало цветков. Для опыления цветков люцерны требуются только сильные пчелиные семьи [5; 6].
В отличие от других бобовых культур у люцерны цветок закрытого типа, и, чтобы произошло опыление, его необходимо принудительно раскрыть. Наукой установлено, что отдельные растения популяции могут завязывать бобы и семена при самоопылении с искусственным вскрытием цветов. Автотриппингу способствуют экстремальные условия среды: повышенная температура, чрезмерная сухость воздуха. В популяциях люцерны имеются растения, у которых признак автотриппинга генетически обусловлен и высоконаследуем. Цветение травостоя в благоприятных условиях продолжается около 20–30 дней. Каждая кисть цветет в среднем 10 дней. Ежедневно распускается около пяти цветков; способность к оплодотворению сохраняется в течение трех–пяти дней. Пыльцевые трубки достигают завязи через 7–9 часов после опыления. В завязи люцерны 10–12 семяпочек, но образуется всего 5–7 семян. Число завязавшихся семян зависит в сильной степени от погодных условий и наличия опылителей [7; 8].
В повышении урожайности семян более надежным способом является создание сортов люцерны с легко раскрывающимися цветами. Сорта люцерны Вега 87 и Пастбищная 88, выведенные во ВНИИ кормов им. В. Р.Вильямса характеризуются более легким триппингом цветов. На таких сортах и роль медоносных пчел, как переносчиков пыльцы, неизмеримо возрастает.
В ФНЦ «ВИК им. В. Р. Вильямса» продолжаются научные исследования по селекции люцерны изменчивой (Medicago varia Mart.). Опыты проводились в селекционном севообороте. Почва опытных участков дерново-подзолистая, тяжелосуглинистая, с общей влагоемкостью 41 %, с плотностью 2,6 г/см², полевая влагоемкость — 30%. Глубина пахотного горизонта — 20–
Содержание на
В селекционный процесс включали биотипы, гибриды, отдельные растения, обладающие хорошей приспособленностью к почвенно-климатическим условиям зоны (недостаточно высокой температуре воздуха 17–18 ºС и избыточном увлажнении), устойчивостью к частому отчуждению, болезням культуры, с высокой конкурентной способностью, ранним и дружным отрастанием весной и после укосов, продуктивным кормовым и семенным долголетием.
В контрольном питомнике посева
1. Семенная продуктивность лучших гибридов в контрольном питомнике посева 2007 г.
|
Гибрид |
2008 г. |
2009 г. |
В среднем за 2 года |
|||
|
г/м2 |
% к стандарту |
г/м2 |
% к стандарту |
г/м2 |
% к стандарту |
|
|
Вега 87, стандарт |
15,0 |
100,0 |
19,0 |
100,0 |
17,0 |
100,0 |
|
С-1 |
19,0 |
126,7 |
21,0 |
110,5 |
20,0 |
117,6 |
|
П 123-1306 |
22,0 |
146,7 |
25,0 |
131,6 |
23,5 |
138,2 |
|
Б-305 |
18,0 |
120,0 |
24,0 |
125,8 |
21,0 |
123,5 |
|
П 141-1304 |
24,0 |
160,0 |
30,0 |
157,9 |
27,0 |
158,8 |
|
С 3-8 |
17,0 |
113,3 |
24,0 |
126,3 |
20,5 |
120,6 |
|
МН-1310 |
21,0 |
140,0 |
20,0 |
105,3 |
20,5 |
120,6 |
|
С-253 |
23,0 |
153,3 |
28,0 |
147,4 |
25,5 |
150,0 |
|
НСР05 |
1,8 |
|
2,0 |
|
4,1 |
|
Отбор лучших растений с высокой семенной продуктивностью не дает нужных результатов, поэтому в селекции люцерны используется генетически разнообразный материал, полученный методами межсортовой и межвидовой гибридизации, поликросса, отбор форм с легким триппингом цветов и т. д. Хорошие результаты получены в тепличном комплексе при создании сложно-гибридных популяций. Их формирование происходит на основе специально отобранных биотипов и клонов, выделенных из простых гибридов, которые уже прошли комплексную оценку в коллекционных и селекционных питомниках в полевых условиях.
В селекционных питомниках (посев 2009 г.) прошли оценку 32 популяции люцерны, в основном пестрогибридного сортотипа. В качестве контрольного варианта использовали сорт люцерны Вега 87. Лучшие гибриды, выделившиеся по семенной продуктивности, которые будут использоваться в дальнейшей селекционной работе, приведены в таблице 2. У гибридов F2–F4, полученных с использованием методов внутривидовой и отдаленной гибридизации отмечали высокую зимостойкость 97–99 %. На третий год пользования на делянках сохранялось в среднем 70–80 % травостоя люцерны.
2. Характеристика лучших гибридов люцерны по комплексу признаков в селекционных питомниках (посев
|
Гибрид |
Зимостой-кость, % |
Облист-вен-ность, % |
Зеленая масса |
Сухая масса |
Семенная продуктивность |
|||
|
кг/м2 |
% к стандарту |
кг/м2 |
% к стандарту |
г/м2 |
% к стандарту |
|||
|
Вега 87, стандарт |
98 |
34,3 |
4,2 |
100,0 |
1,0 |
100 |
52,7 |
100 |
|
С-220 |
97 |
39,0 |
4,2 |
100,0 |
1,0 |
100 |
56,9 |
108 |
|
МН-2 |
99 |
28,9 |
5,2 |
123,8 |
1,3 |
130 |
56,9 |
108 |
|
С-200 |
98 |
27,1 |
3,9 |
92,9 |
1,0 |
100 |
57,5 |
109 |
|
П-297 |
98 |
36,4 |
4,9 |
116,7 |
1,2 |
120 |
71,4 |
136 |
|
С-265 |
99 |
34,2 |
5,3 |
126,2 |
1,4 |
140 |
61,1 |
116 |
|
СМС-1 |
98 |
31,3 |
4,1 |
97,6 |
1,1 |
110 |
54,4 |
103 |
|
МН-340 |
98 |
35,1 |
4,8 |
114,3 |
1,1 |
110 |
54,2 |
103 |
|
С-110 |
99 |
33,6 |
4,1 |
97,6 |
1,0 |
100 |
53,9 |
102 |
|
СГП80-96 |
98 |
34,2 |
3,8 |
90,5 |
1,0 |
100 |
68,6 |
130 |
|
П-211 |
97 |
35,9 |
5,4 |
128,6 |
1,3 |
130 |
56,9 |
108 |
|
П2-297 |
99 |
34,2 |
4,9 |
116,7 |
1,2 |
120 |
55,6 |
106 |
|
СГП97-107 |
99 |
33,6 |
3,8 |
90,5 |
0,9 |
90 |
58,9 |
112 |
|
СГП-502 |
97 |
34,3 |
3,6 |
85,7 |
0,8 |
80 |
61,1 |
116 |
|
НСР05 |
|
0,2 |
|
0,09 |
|
3,8 |
|
|
Образцы отличались высокорослостью: 68–
Облиственность в среднем за годы оценки колебалась от 27,1 % (С-200) до 39,0 % (С-220), у стандарта Вега 87 — 34,3 %.
По урожайности зеленой и сухой массы выделились образцы МН-2, П-297, С-265, МН-340, П-211, П2-297. Превышение над сортом Вега 87 по зеленой массе составило от 14,3 % у популяции МН-340, до 28,6 % у П-211, аналогичные данные получены и по сухой массе.
Семенная продуктивность в среднем за годы наблюдений была высокая и колебалась от 36,4 (С-381) до 71,4 г/м2 (П-297), у стандарта — 52,7 г/м2. Наибольший урожай семян дали популяции СГП 80-96 (68,6 г/м2) и П-297 (71,4 г/м2), что на 30–36 % выше контрольного варианта (52,7 г/м2).
Оценка коллекционных образцов по семенной продуктивности показала, что в годы с благоприятными погодными условиями для семеноводства (температуры дневные в период цветения 25-27 ºС, влажность 55–60 %) образцы № 27, № 28, ЛГ-2, ЛГ-4, ЛГ-1 превышали стандарт по данному показателю в среднем на 17,8–93,2 % (табл. 3).
3. Семенная продуктивность образцов и гибридов люцерны (F2, F3, F4, Syn4)
коллекционного питомника
|
Гибрид, образец |
2013 г. |
2014 г. |
Среднее |
|||
|
г/м² |
% к стандарту |
г/м² |
% к стандарту |
г/м² |
% к стандарту |
|
|
Вега 87, стандарт |
12,9 |
100,0 |
10,6 |
100,0 |
11,8 |
100,0 |
|
Дикорастущая |
0,4 |
3,1 |
2,6 |
24,5 |
1,5 |
12,7 |
|
№ 26 |
1,7 |
13,2 |
7,8 |
73,6 |
4,8 |
40,7 |
|
№ 27 |
10,6 |
82,2 |
14,4 |
135,8 |
12,5 |
105,9 |
|
№ 28 |
— |
— |
27,8 |
262,2 |
13,9 |
117,8 |
|
№ 30 |
5,0 |
38,8 |
11,1 |
104,7 |
8,0 |
67,8 |
|
№ 29 |
5,6 |
43,4 |
12,2 |
115,1 |
8,9 |
75,4 |
|
№ 31 |
1,1 |
8,5 |
1,7 |
16,0 |
1,4 |
11,8 |
|
ЛГ-1 |
30,6 |
237,2 |
15,0 |
141,5 |
22,8 |
193,2 |
|
ЛГ-2 |
17,8 |
138,0 |
12,2 |
115,1 |
15,0 |
127,1 |
|
ЛГ-4 |
22,2 |
172,1 |
10,0 |
94,3 |
16,1 |
136,4 |
|
СП-03 |
9,4 |
72,8 |
3,9 |
36,8 |
6,7 |
56,8 |
|
СП-033 |
12,2 |
94,6 |
4,4 |
41,5 |
8,3 |
70,3 |
|
Спредор |
8,9 |
69,0 |
6,7 |
63,2 |
7,8 |
66,1 |
|
МН-1380 |
— |
— |
6,7 |
63,2 |
3,4 |
28,8 |
|
Алфапора |
3,9 |
30,2 |
3,9 |
36,8 |
3,9 |
33,0 |
|
Шортандинская 2 |
0,2 |
1,6 |
1,1 |
10,4 |
0,6 |
5,1 |
|
Лазурная |
2,8 |
21,7 |
3,3 |
31,1 |
3,0 |
25,4 |
|
Виола |
0,6 |
4,6 |
1,1 |
10,4 |
0,8 |
6,8 |
|
Райхан |
0,6 |
4,6 |
1,1 |
10,4 |
0,8 |
6,8 |
|
Павловская 7 |
3,3 |
25,6 |
8,1 |
76,4 |
5,7 |
48,3 |
|
НСР05 |
8,1 |
|
4,7 |
|
4,5 |
|
Однако более урожайные по семенной продуктивности сорта люцерны в наших почвенно-климатических условиях недостаточно зимостойки (Шортандинская 2, Райхан, Лазурная и др.). Особую селекционную значимость представляют популяции с высокой семенной продуктивностью: № 27, № 28, ЛГ-1, ЛГ-2, ЛГ-4. Особенно выделился образец ЛГ-1.
При искусственной гибридизации в условиях тепличного комплекса получены комбинации с довольно высоким плодообразованием (около 65–70 %), имеющие в среднем на один боб от 4 до 7 шт. семян. В условиях поля процент завязывания бобов и число семян в бобе значительно меньше и составляет соответственно 27–54 % и 1,5–2,5 шт. (из-за менее благоприятных погодных условий).
Таким образом, создание новых сортов люцерны с высокой урожайностью кормовой массы и стабильной по годам, мало зависящей от погодных условий, семенной продуктивностью будет способствовать продвижению люцерны для возделывания в северные районы Нечерноземной зоны Российской Федерации.
1. Malyutov M. P. Selekciya lyucerny na semennuyu produktivnost' v zasushlivom Zavolzh'e : avtoref. dis. … kand. s.-h. nauk. – Saratov, 2005. – 16 s.
2. Schebarskova Z. S., Puchkov M. Yu., Samoylova N .N.Agrotehnicheskie priemy dlya povysheniya urozhaynosti semyan lyucerny // Vestnik Rossiyskoy Akademii sel'skohozyaystvennyh nauk. – 2014. – № 5. – S. 36–37.
3. Agrotehnika vozdelyvaniya sortov lyucerny selekcii VNII kormov im. V. R. Vil'yamsa na semennye i kormovye celi (Rekomendacii) / Yu. M. Piskovackiy, V. M. Kosolapov, V. G. Mihalev [i dr.]. – M. : FGU RC SHK, 2008. – 39 s.
4. Piskovackiy Yu. M., Solozhenceva L. F., Utkina V. I. Selekciya lyucerny dlya usloviy Nechernozemnoy zony // Mnogofunkcional'noe adaptivnoe kormoproizvodstvo : sb. nauch. tr., vyp. 12 (60). – M. : OOO «Ugreshskaya tipografiya», 2016. – S. 23–29.
5. Piskovackiy Yu. M. Osnovnye napravleniya i rezul'taty selekcii lyucerny v usloviyah Central'nyh rayonov Nechernozemnoy zony : dis. … dokt. s.-h. nauk v vide nauchnogo doklada. – M., 1994. – 85 s.
6. Salfetnikov A. A., Merem'yanina I. A., Keniyz V. V. Effektivnost' opyleniya semennyh posevov lyucerny razlichnymi vidami pchel // Trudy Kubanskogo GAU. — 2012. – № 2 (35). – S. 308–309.
7. Epifanova I. V., Lapina M. Sh., Timoshkin O. A. Selekciya lyucerny na kachestvo korma i semennuyu produktivnost' // Ekologiya, genetika, selekciya na sluzhbe chelovechestva : materialy mezhdunar. konf. – Ul'yanovsk. – 2011. – S. 142–144.
8. Parsaev E. I. Filippova N. I. Vozdelyvanie lyucerny na semena v usloviyah Severnogo Kazahstana // Aktual'nye napravleniya selekcii i ispol'zovanie lyucerny v kormoproizvodstve : sb. nauch. tr., vyp. 4 (52). M. : Ugreshskaya tipografiya. – 2014. – S. 127–132.
