УДК 63 Сельское хозяйство. Лесное хозяйство. Охота. Рыбное хозяйство
ГРНТИ 68.01 Общие вопросы сельского хозяйства
Цель исследований – выделить перспективный селекционный материал клевера ползучего для создания сорта с высокой продуктивностью зеленой массы и семян, пригодного к механизированной уборке семян в условиях лесостепи Среднего Поволжья. Посев питомника конкурсного сортоиспытания осуществляли в 2016 г., всестороннее изучение – в 2017–2019 гг. в соответствии с методическими указаниями по селекции многолетних трав. Материалом для исследования служило 12 сортообразцов клевера ползучего, стандарт – сорт ВИК-70. В среднем за три года пользования сортообразцы клевера ползучего В-92, Ю-90, П-97, Пл-90-4 с урожайностью зеленой массы 15,00…16,44 т/га превысили стандарт ВИК 70 на 7,1…17,3 %. По сбору сухого вещества сортообразцы В-92, Ю-90, П-97 и Пл-90-3 (3,49…3,97 т/га) превзошли стандарт на 6,1…20,7 %. По выходу переваримого протеина лучшими оказались генотипы В-92 и П-97, превысившие стандарт (0,40 т/га) на 10,0…22,5 %. Наибольшие показатели сбора зеленой массы (16,44 т/га), сухого вещества (3,97 т/га), переваримого протеина (0,49 т/га), кормовых единиц (5,04 тыс. корм. ед./га) и обменной энергии (49,12 ГДж/га) обеспечил сортообразец П-97. Он значительно превзошел стандарт по урожайности семян на 50,5 %, высоте черешков листьев на 3,5 % и цветоносов на 2,5 %, что важно при механизированной уборке семян. При отборе на продуктивность клевера ползучего следует обращать внимание на признаки, сопряженные с урожайностью зеленой массы и семян. По нашим данным, длина черешков листьев коррелирует с длиной цветоносов (r=0,78), числом семян в головке (r=0,46), числом соцветий в головке (r=0,47), сбором сухого вещества (r=0,31). В свою очередь, длина цветоносов связана со сбором сухого вещества (r=0,30), числом соцветий в головке (r=0,54), числом семян в головке (r=0,51). Число соцветий в головке коррелирует с числом семян в головке (r=0,61) и с урожайностью семян (r=0,31)
клевер ползучий (Trifolium repens L.), сортообразцы, конкурсное сортоиспытание, урожайность, питательность, корреляция
Особую ценность в качестве бобового компонента в луговом и пастбищном кормопроизводстве представляет клевер ползучий (Trifolium repens L.). Он хорошо отрастает после скашивания и стравливания, устойчив к вытаптыванию, сохраняется в травостое до 6…8 лет, переносит длительное затопление [1]. В травосмеси со злаковыми травами обеспечивает до 6 тыс. кормовых единиц с 1 га без внесения азотных удобрений, что соответствует 82 ГДж обменной энергии, отличается хорошей переваримостью, содержит оптимальное количество аминокислот [2, 3, 4].
Клевер ползучий – ресурсосберегающее средство повышения плодородия почвы и защиты ее от водной и ветровой эрозии [5]. Во многих странах с развитым животноводством эту культуру используют как компонент пастбищных экосистем [6, 7, 8]. Причем в странах с мягким климатом, с продолжительным вегетационным периодом распространены пастбищные травосмеси клевера ползучего и райграса пастбищного (Lolium perenne L.) [9].
В разных регионах России пастбищные двухкомпонентные смеси клевера ползучего с райграсом пастбищным или фестулолиумом также используют в качестве высокоэффективных кормовых агрофитоценозов [10].
Несмотря на высокую ценность клевера ползучего, его широкое распространение сдерживает недостаточная обеспеченность посевным материалом из-за сравнительно невысокой семенной продуктивности существующих сортов, неприспособленности к механизированной уборке, слабой конкурентоспособности и ряда других факторов. Значит при селекции культуры необходимо учитывать способность генотипов формировать высокий урожай семян. Новые сорта должны быть пригодны к механизированной уборке семян. Поэтому важно, чтобы у клевера ползучего были высокие и прочные цветоносы, крупные и многочисленные головки. Необходимая предпосылка для создания генотипов с перечисленными свойствами – наличие ценного исходного материала, который может быть получен с использованием различных методов селекции.
Селекция клевера ползучего в нашей стране направлена на выведение сортов с высокой облиственностью и содержанием белка, семенной и кормовой продуктивностью разного направления использования (пастбищного, сенокосно-пастбищного, газонного) [11].
Одно из перспективных направлений селекции – выведение экологически пластичных, со стабильной урожайностью кормовой массы и семян новых сортов клевера ползучего с повышенной устойчивостью к неблагоприятным факторам. Они должны выдерживать конкуренцию злаковых компонентов, отличаться высоким содержанием и выходом питательных веществ; обладать высокой переваримостью, устойчивостью к вредителям и болезням. Для этого используют внутривидовую гибридизацию (F. hollandicum, F. giganteum и F. silvestre) [12, 13, 14], а также создание гексаплоидных и
октоплоидных популяций клевера ползучего. Возделывание сортов, приближенных по биометрическим параметрам к представителям разновидности F. giganteum, с улучшенными агрономическими и технологическими свойствами, в том числе формированием более высоких и устойчивых цветоносов, позволяет решить проблему комбайновой уборки семенных травостоев.
Направления селекции клевера ползучего в первую очередь определяются принятыми системами хозяйственного использования культуры и почвенно-климатическими условиями [15, 16, 17].
Цель исследований – выделить перспективный селекционный материал клевера ползучего для создания сорта, обладающего высокой кормовой и семенной продуктивностью и пригодностью к механизированной уборке семян для лесостепной зоны Среднего Поволжья.
Условия, материалы и методы исследований. Исследования проводили на опытном поле ФГБНУ Федерального научного центра лубяных культур в г. Пенза. Почва – чернозем выщелоченный среднемощный тяжелосуглинистый, содержание гумуса (по Тюрину в модификации ЦИНАО, ГОСТ 26213-91) в пахотном горизонте составляет 6,4…6,5 %; легкогидролизуемого азота (по Тюрину и Кононовой, ГОСТ 26951-86) – 82…86 мг/кг почвы, подвижного фосфора и калия (по Чирикову, ГОСТ 2620491) – 145…165 и 140…150 мг/кг почвы соответственно.
Питомник конкурсного сортоиспытания (КСИ) закладывали в 2016 г., всестороннее изучение генотипов проводили в 2017–2019 гг. Материалом для исследования служили 12 сортообразцов – потомства из питомника сложногибридных популяций, три из которых закладывали в составе злаковых травосмесей. В качестве стандарта использовали сорт ВИК-70. Повторность – 4 кратная (на зеленую массу и семена).
Питомник КСИ закладывали беспокровно, посев летний (июнь). Длина делянки – 5 м, ширина междурядий на корм – 15 см, на семена – 50 см. Норму высева на кормовые цели рассчитывали исходя из 6 млн всхожих семян на 1 га (4 кг/га). Уборку на корм проводили мотоблоком Каскад-М с роторной косилкой в межфазный период бутонизация–начало цветения 2…3 раза (в 2017 г. – 3 укоса, в 2018–2019 гг. – 2 укоса), на семена – в фазе полной спелости.
Закладку питомников, сопутствующие наблюдения, оценки и учеты выполняли в соответствии с Методическими указаниями по селекции и первичному семеноводству многолетних трав [18].
Метеорологические условия в годы исследований сильно различались. В 2017 г. за период отрастание–цветение гидротермический коэффициент (ГТК) составил 1,8 (повышенное увлажнение), от цветения до созревания семян – 0,7 (засушливые условия). В 2018 г. ГТК в эти периоды находился на уровне 0,7 и 0,3 (острозасушливые условия) соответственно. В 2019 г. от ранневесеннего отрастания до цветение и от цветения до созревания ГТК составил 0,3, от повторного цветения до созревания ГТК был выше 0,6.
Анализ и обсуждение результатов исследований. Для пригодности к механизированной уборке семян клевера ползучего необходимо выделить образцы с длинными цветоносами. В среднем за 2017–2019 гг. длина черешков листьев у сортообразцов П-97 и Пл-90-6 (26,9…27,3 см) незначительно превысила стандарт на 3,5…5,0 %, у образцов Пл-90-2, Пл-90-3 и Пл-90-5 (26,1…26,3 см) находилась на уровне стандарта (табл. 1). Длина цветоносов у сортообразцов П-97 и Пл-90-6 (32,4…33,2 см) превзошла стандарт (31,6 см) на 2,5…5,1 %, у сортообразцов В-92, Пл-90-3, Пл-90-5 и Пл-90-7 (31,4…31,9 см) находилась на уровне стандарта.
У генотипов Ю-90, Пл-90-2 и Пл-90-6 размер листьев (3,5×2,9…3,6×2,9 см) был больше, чем у стандартного сорта (3,4×2,8 см).
По урожайности зеленой массы образцы В-92, Ю-90, П-97, Пл-90-4 (15,0…16,4 т/га) превысили сорт ВИК 70 на 7,1…17,3 %. По сбору сухого вещества лучшими оказались генотипы В-92, Ю-90, П-97 и Пл-90-3 (3,49…3,97 т/га), значительно превзошедшие стандарт (на 6,1…20,7 %). При этом два из них (В-92 и П-97) обеспечили сбор переваримого протеина на уровне 0,44…0,49 т/га, что больше, чем у стандартного сорта, на 10,0…22,5 % (табл. 2).
По содержанию обменной энергии сортообразцы Пл-90-3, Пл-90-4, Пл-90-5, Пл-90-7 (11,67…11,69 МДж/кг) незначительно превысили стандарт (на 0,02…0,04 МДж/кг). По выходу обменной энергии генотип П-97 (49,1 ГДж/га) превзошел стандарт на 14,5 %, а образцы В-92, Пл-90-3, Пл-90-5 находились на уровне со стандартом.
В среднем за три года пользования питательность 1 кг сухого вещества у образцов Пл-90-3, Пл-90-4, Пл-90-5 и Пл-90-7 находилась на уровне стандарта. Наибольший выход кормовых единиц отмечен у сортообразца П-97 (5,04 тыс. корм. ед./га), что было выше, чем у стандарта (4,43 тыс. корм. ед./га), на 13,8 %, у образцов Пл-90-3, Пл-90-4 и Пл-90-5 величина этого показателя (4,36…4,60 тыс. корм. ед./га) находилась на уровне стандарта. Содержание переваримого протеина в 1 кормовой единице у образцов В-92, Пл-90-1, Пл-90-2, П-97 и Пл-90-7 (114…118 г) также не превышало стандарт.
Число цветков в головке у всех сортообразцов (82,4…107,1 шт.) было значительно больше, чем у стандарта, на 10,6…43,8 %. По числу семян в головке почти все сортообразцы (157,2…186,1 шт.) превзошли стандарт на 9,1…29,1 % (табл. 3).
В среднем за 2017–2019 гг. по числу качественных (выполненных) семян в головке сортообразцы Пл-90-5 и Пл-90-6 превзошли сорт ВИК-70 (118,4 шт.) на 9,0…17,8 %, а В-92, А-94 и Пл-90-4 находились на одном уровне с ним (120,8…123,9 шт.). По доле качественных семян в головке от общего их количества все изучаемые сортообразцы не уступали стандарту.
В среднем за три года пользования завязываемость семян у сортообразцов Пл-90-4 и Пл-90-5 (2,0…2,1 шт./соцветие) превышала величину этого показателя стандарта на 5,2…10,5 %, а у генотипов В-92, Ю-90, А-94 и Пл-90-3 (1,9 шт.) была на одном уровне с ним. Масса 1000 семян у всех сортообразцов находилась на уровне стандарта (0,62 г).
В среднем за три года пользования по урожайности семян сортообразцы В-92, Ю-90, А-94, П-97, Пл-90-6, Пл-90-7 (105,9…212,9 кг/га) достоверно превысили стандарт (96,7 кг/га) на 9,5…120,2 %.
Полученные данные по элементам структуры урожая и урожайности семян изучаемых сортообразцов позволили выявить сопряженность между этими признаками. Так, в исследованиях Р. Г. Писковацкой и соавт. [12], изучение взаимосвязей между хозяйственными признаками четырех сортов клевера ползучего (ВИК-7, Волат, Юбилейный и Гомельский) показало, что более тесно связаны три пары признаков: зеленая масса и длина столонов (r=0,57…0,70), количество головок и масса семян (r=0,63…0,78), длина черешков листьев и длина цветоносов (r=0,66…0,78). В селекции клевера ползучего на повышение семенной продуктивности О. Н. Якуц, О. Н. Курчак [19] рекомендуют в качестве надежного критерия отбора признаки «число соцветий» и «масса растения».
В наших исследованиях в среднем за 2017–2019 гг. длина черешков листьев тесно положительно коррелировала (табл. 4) с длиной цветоносов (r=0,78) и характеризовалась средними связями с числом семян в головке (r=0,46), числом соцветий в головке (r=0,47) и сбором сухого вещества (r=0,31). Коэффициент корреляции был средним положительным между длиной цветоносов и сбором сухого вещества (r=0,30), числом соцветий (r=0,54) и числом семян в головке (r=0,51). Число цветков в головке характеризовалось средней положительной связью с числом семян в головке (r=0,60) и с их урожайностью (r=0,31).
Урожайность семян имела среднюю сопряженность с массой 1000 семян, а также с урожайностью зеленой массы (r=0,31) и сухого вещества (r=0,30).
Тесные отрицательные коэффициенты корреляции отмечены между суммой активных температур за вегетацию и урожаем зеленой массы (r=-0,97), сухого вещества (r=-0,92), то есть при повышении суммы активных температур по периодам развития урожайность зеленой массы клевера снижается. Тесная положительная корреляция отмечена между количеством осадков за вегетацию и урожайностью зеленой массы (r=0,87) и сухого вещества (r=0,78).
Выводы. Таким образом, в питомнике конкурсного сортоиспытания клевера ползучего в среднем за три года пользования сортообразцы П-97, Ю-90, В-92 превысили стандарт по урожайности зеленой массы и сухого вещества, питательности корма и элементам структуры урожая семян. Среди изучаемых образцов выделился сортообразец П-97 с наибольшей урожайностью зеленой массы (16,44 т/га), сбора сухого вещества (3,97 т/га) и переваримого протеина (0,49 т/га). Он достоверно превысил стандарт по урожайности семян (146 кг/га) на 50,5 %, по высоте черешков листьев (26,9 см) – на 3,5 % и цветоносов (32,4 см) – на 2,5 %, что важно для механизированной уборки семян. Этот сортообразец можно использовать как для лугопастбищного, так и для газонного использования.
Cведения об источнике финансирования.
Исследования проведены в рамках Государственного задания ФГБНУ «Федеральный научный центр лубяных культур».
1. Культурная флора. Многолетние бобовые травы (клевер, лядвенец) / под ред. Н. А. Мухиной, А. К. Станкевич. М.: Наука, 1976. 284 с.
2. Кутузова А. А., Привалова К. Н., Станков К. Н. Районированные сорта на культурные пастбища // Кормопроизводство.1986. № 8. С. 14-17.
3. Писковацкая, Р. Г., Иванова А. А. Оценка новых гибридов клевера ползучего (Trifolium repens L.) // Кормопроизводство. 2012. № 7. С. 23-24.
4. Тимошкина, О. Ю., Тимошкин О. А. Новый сорт клевера ползучего Изумруд // Кормопроизводство. 2019. №9. С. 27-30.
5. De Lucas J.A. Assessment of gene flow in white clover (Trifolium repens L.) under field conditions in Australia using phenotypic and genetic markers // Crop and Pasture Science. 2012. Vol. 63. Nо 2. P. 155-163.
6. Graves M. E. Pasture and sheep performance response to sod-seeding red clover (Trifolium pratense L.) or white clover (Trifolium repens L.) into naturalized pastures in eastern Canada // Animal feed science and technology. 2012. Vol. 177. No. 1-2. P. 7-14.
7. McCurdy J. D., McElroy J. S., Guertal E. A. White clover (Trifolium repens) establishment within dormant bermuda grass turf: Cultural considerations, establishment timing, seeding rate, and cool-season companion grass species // HortScience. 2013. Vol. 48. No. 12. P. 1556-1561. doi:https://doi.org/10.21273/HORTSCI.48.12.1556.
8. Black A. D. Comparative growth and management of white and red clovers // Irish Journal of Agricultural and Food Research. 2009. No. 48. P. 149-166.
9. Cranston L. M. A review of the use of chicory, plantain, red clover and white clover in a sward mix for increased sheep and beef production // Journal of New Zealand Grasslands. 2015. Vol. 77. P. 89-94.
10. Лазарев Н. Н., Тюлин В. А., Авдеев С. М. Устойчивость клевера ползучего и люцерны изменчивой в сенокосных и пастбищных травостоях при долголетнем использовании // Кормопроизводство. 2018. № 11. С. 4-8.
11. Абдушаева Я. М. Анатомо-морфологические особенности дикорастущего клевера ползучего в условиях Новгородской области // Фундаментальные исследования. 2011. №8-1. С. 85-87.
12. Писковацкая Р. Г., Макаева А. М., Толмачева Е. В. Основные направления селекции клевера ползучего // Кормопроизводство. 2015. № 12. С. 35-38.
13. Оценка кормовой продуктивности перспективных селекционных образцов многолетних клеверов и лядвенца рогатого / М. Ю. Новоселов, Л. В. Дробышева, Г. П. Зятчина и др. // Достижения науки и техники АПК. 2018. Т. 32. № 2. С. 25-28. doi:https://doi.org/10.24411/0235-2451-2018-10206.
14. Косолапов В. М., Костенко С. И., Пилипко С. В. Направления и задачи селекции кормовых трав России // Достижения науки и техники АПК. 2018. Т. 32. №2. С. 21-24. doi:https://doi.org/10.24411/0235-2451-2018-10205.
15. Williams W. M. Trifolium interspecific hybridization: widening the white clover gene pool // Crop and Pasture Science. 2014. Vol. 65. No. 11. P. 1091-1106. doi: 10.1071/ CP13294.
16. Vaseva I. I., Anders I., Feller U. Identification and expression of different dehydrin subclasses involved in the drought response of Trifolium repens // Journal of plant physiology. 2014. Vol. 171. No. 3-4. P. 213-224.
17. Griffiths A. G. Breaking free: the genomics of allopolyploidy-facilitated niche expansion in white clover // The Plant Cell. 2019. Vol. 31. No. 7. P. 1466-1487. doi:https://doi.org/10.1105/tpc.18.00606.
18. Методические указания по селекции и первичному семеноводству многолетних трав. М.: Россельхозакадемия, 1993. 112 с.
19. Якуц О. Н., Курчак О. Н. О корреляции семенной продуктивности у клевера ползучего // Селекция и семеноводство. 1991. № 2. С.18.
