CC BY
78
Исходный материал для селекции люцерны на повышение семенной продуктивности
В.Ф. Казарин, д.с.-х.н, И.А. Володина, н.с, Поволжский НИИСС
Одним из важнейших показателей ценности сорта люцерны является высокая семенная продуктивность, без которой невозможно дальнейшее расширение посевных площадей.
Из селекционной и производственной практики известно, что у люцерны продуктивность кормовой массы и семян находится в обратной корреляционной зависимости. Тем не менее популяции, полученные в последние годы в Поволжском НИИСС, отличаются не только высокой продуктивностью кормовой массы, но и тенденцией к повышению репродукционной способности.
Целью данной работы является изучение и оценка селекционной ценности сортопопуляций люцерны, а также выделение нового исходного материала для создания сортов люцерны с высоким потенциалом урожайности семян.
Объекты и методы исследований. Исследования проведены на экспериментальном селекционном севообороте Поволжского НИИСС в 2011—2013 гг. Объектом изучения являлись 13 популяций люцерны, созданных методом поликросса с последующим биотипическим отбором, т.е. объединением поли-кроссных потомств по специфическим признакам: типу корневой системы, габитусу растений, форме бобов и т.д. [1—3].
За стандарт принят районированный сорт люцерны местной селекции Куйбышевская, агротехника общепринятая для люцерны, повторность четырёхкратная с площадью делянок 10 м2. Полевые опыты сопровождались необходимыми наблюдениями, учётами и анализами, которые выполнялись в соответствии с методическими указаниями [4, 5].
Статистическую обработку результатов, в частности дисперсионный и корреляционный анализ, проводили по Б.А. Доспехову.
Почвенный покров участка представлен типичным среднегумусным чернозёмом тяжелосуглинистого механического состава. Содержание легкогидролизуемого азота в пахотном слое 11,6—13,2 мг, подвижного фосфора — 15,8—19,5 и калия — 14,5—20,1 мг на 100 г почвы.
Погодные условия в годы исследований резко различались, что позволило провести более пол-
ную оценку хозяйственно-биологических свойств селекционного материала как в благоприятных по увлажнению, так и в засушливых условиях (табл. 1).
Температурный режим весеннего периода 2011 г. повышался постепенно, переход температуры воздуха через 10°С отмечался в обычные сроки — 28 апреля. Влажная и умеренно тёплая погода первой и второй декад апреля способствовала медленному и постепенному подсыханию и прогреванию пахотного слоя почвы. Май и июнь 2011 г. характеризовались в целом умеренным температурным режимом и неравномерным выпадением осадков. Так, после посева конкурсного сортоиспытания (КСИ-11) в течение восьми дней выпало 86,8 мм осадков, что способствовало получению равномерных и дружных всходов, а также дальнейшему росту и развитию растений. Гидротермический коэффициент (ГТК) в июне равнялся 2,0. Июль был жарким (средняя температура воздуха на 4°С выше нормы) и засушливым, ГТК = 0,1. Сумма активных температур за период вегетации (с 01.06 по 30.09.2011 г.) составила 2229,5°С, что близко к среднемноголетнему показателю. В целом 2011 г. можно отнести к благоприятным для роста и развития растений люцерны.
Весна 2012 г. выдалась очень ранняя и скоротечная. Сумма активных температур в апреле была 362,3°С, что в 3 раза выше среднемноголетнего значения (109,0°С). В сложившихся условиях посев второго цикла конкурсного сортоиспытания (КСИ-12) был проведён в максимально ранние сроки (8 мая) с целью получения семян в год посева. Сумма активных температур от посева до уборки семян составила 2612,8°С, что вполне достаточно для успешного созревания семян [6].
В связи с повышенными среднесуточными температурами апреля развитие люцерны проходило более интенсивно и фаза цветения наступила на 7—10 дней раньше. Во время цветения стояла сухая и тёплая погода, благоприятная для лёта естественных опылителей люцерны. Дожди, прошедшие 22—23 июня (49,8 мм) способствовали завязыванию бобов.
В 2013 г. начало отрастания люцерны проходило в обычные сроки (III декада апреля). Несмотря на хорошую суммарную влагообеспеченность года, наблюдалась ранневесенняя и летняя засуха. Так,
1. Метеорологические условия за вегетационный период
Показатель Год
2011 2012 2013 Среднемноголетние
Сумма положительных температур, °С 2229,5 3070,8 1935,0 2702,0
Осадки, мм 373,4 197,6 97,0 234,0
Гидротермический коэффициент (ГТК) 1,7 0,6 0,1 0,9
за период с 6 мая по 26 июля количество осадков составило лишь 38 мм, что почти в 3 раза ниже нормы.
Такие жёсткие погодные условия весенне-летнего периода способствовали сокращению вегетационного периода у большинства образцов люцерны. Уборку семян проводили в III декаде июля.
Результаты исследований. Высокоурожайная сложногибридная популяция люцерны возможна при условии, если её производные будут обладать хорошей общей комбинационной способностью и разнородной генетической структурой, которые являются основой высокой жизнеспособности и продуктивности создаваемой популяции.
В среднем за три года пользования по сбору сухого вещества высокую ОКС имели потомства популяций: Тёмно-зелёная, Изумруда и Популяция 13, превышение над средней ОКС по опыту у них
составляло 10,6; 14,6; 20,0% соответственно, у пяти номеров была средняя ОКС, остальные популяции показали низкую ОКС (табл. 2).
Урожайность семян растений люцерны определяется комплексом количественных признаков: число соцветий на растении, число бобов в соцветии, число семян в бобе и масса 1000 семян.
Количество соцветий на растении — один из главных элементов урожайности люцерны. В среднем за два года исследований этот признак у изучаемых образцов варьировал от 18 до 43 шт. Среди изучаемых сортопопуляций в основном преобладали образцы со средним количеством соцветий на растении (20—25 шт.). При этом выделились три номера с наибольшим количеством соцветий — это Популяция (км) (42,7 шт.), Популяция 13 (32,9 шт.) и Популяция 4 (29,4 шт.) (табл. 3).
2. Оценка сортопопуляций люцерны на общую комбинационную способность (2011—2013 гг.)
Популяция Сухое вещество, т/га Эффект ОКС, % Группа ОКС Урожай семян, кг/га Эффект ОКС, % Группа ОКС
Куйбышевская, 81 6,2 82,6 низкая 240,0 78,9 низкая
Популяция 4 8,0 106,6 средняя 310,0 102,8 средняя
Изумруда 8,2 114,6 высокая 360,0 119,4 высокая
Популяция 99 7,6 101,3 средняя 270,0 90,6 низкая
Гюзель (СП-03) 7,2 96,0 низкая 310,0 104,1 средняя
Популяция (км) 6,5 86,6 низкая 280,0 92,7 низкая
Популяция 24 7,2 96,0 низкая 230,0 76,9 низкая
Популяция 7 7,3 97,3 низкая 310,0 102,8 средняя
Популяция 8 7,7 102,6 средняя 310,0 102,9 средняя
Популяция 2 6,6 88,0 низкая 340,0 111,7 высокая
Популяция супер 7,8 104,0 средняя 300,0 99,4 низкая
Тёмно-зелёная 9,0 120,0 высокая 320,0 106,7 средняя
Тат. пастб. СП-03 7,6 101,3 средняя 290,0 96,5 низкая
Популяция 13 8,3 110,6 высокая 350,0 114,5 высокая
Среднее по опыту 7,5 300,0
НСР05 0,6 0,20
Популяция Кол-во соцветий на 1 побег, шт. Эффект ОКС, % Кол-во бобов в соцветии, шт. Эффект ОКС, % Кол-во семян на 1 боб, шт. Эффект ОКС, % Масса 1000 семян, г Эффект ОКС, %
Куйбышевская, 81 20,3 78,9 11,85 89,7 2,67 86,1 2,16 97,3
Изумруда 21,8 84,8 13,20 100,0 3,29 106,1 2,22 99,1
Популяция 4 29,4 114,4 16,90 128,0 3,43 110,6 2,20 100,0
Популяция 99 26,1 101,6 13,74 104,1 3,11 100,0 2,15 96,9
Гюзель (СП-03) 25,8 100,4 13,07 99,0 3,72 120,0 2,24 100,9
Популяция (км) 42,7 166,1 12,92 97,8 2,15 69,4 2,29 103,2
Популяция 24 25,1 97,6 9,68 73,3 1,74 56,1 2,21 99,6
Популяция 7 25,9 100,7 13,98 105,9 2,79 90,0 2,27 102,3
Популяция 8 18,1 70,4 12,69 96,1 3,61 116,5 2,16 97,3
Популяция 2 19,2 76,2 14,58 110,5 3,02 97,4 2,26 101,8
Популяция супер 23,6 91,8 11,43 86,6 3,27 105,5 2,17 97,8
Тёмно-зелёная 27,6 107,4 10,19 77,2 3,83 123,5 2,26 101,8
Тат. пастб. СП-03 21,6 84,0 14,35 108,7 3,39 109,4 2,20 99,1
Популяция 13 32,9 128,0 16,08 121,8 3,49 112,5 2,32 104,5
Среднее по опыту 25,7 13,20 3,10 22,20
НСР05 0,36 0,27 0,06 0,03
3. Элементы семенной продуктивности у сортопопуляций люцерны (2012—2013 гг.)
В среднем за годы исследований количество бобов в соцветии варьировало от 9 до 17 шт. Образцы, изучавшиеся в конкурсном сортоиспытании, в основной массе имели 11—13 бобов в соцветии. Популяция 4, Популяция 13 и Популяция 2 имели 16,90, 16,08 и 14,58 шт. бобов в соцветии соответственно и высокую ОКС.
Немаловажное значение в повышении урожайности семян люцерны имеет количество семян в бобе. Среди изучаемых образцов преобладали формы со средним количеством семян 2—3 шт. на 1 боб. Тем не менее в процессе работы были выделены шесть номеров образцов люцерны, у которых в бобах количество семян было больше 7 шт., это Изумруда, Популяция 4, Гюзель (СП-03), Популяция 8, Тёмно-зелёная и Популяция 13. При этом данные сортопопуляции имели высокую ОКС с превышением над средней по опыту от 10 до 23%.
Урожайность семян люцерны имеет среднюю положительную зависимость от количества соцветий на 1 побег и количества бобов в соцветии, г = 0,532 и г = 0,582. Проведёный корреляционный анализ между количеством соцветий и количеством бобов в соцветии и между количеством бобов и количеством семян на 1 боб показал, что связь была слабой положительной г = 0,166 и г = 0,328.
По массе 1000 семян высокую ОКС в двух циклах исследований показало потомство Популяции 13 с превышением над средней по опыту 3,7—5,2%. Масса 1000 семян положительно коррелировала с урожаем семян г = 0,443.
Таким образом, на основании оценки поли-кроссных потомств на общую комбинационную способность выявлены перспективные номера популяций, сочетающие в себе высокую кормовую и семенную продуктивность. При изучении показателей, влияющих на семенную продуктивность, выделены образцы люцерны с наиболее крупными семенами. Поликроссные формы с высокой ОКС включаются в питомники переопыления в качестве компонентов синтетического сорта. Кроме того, выявлены ценные поликроссные гибриды с высокой степенью гетерозиса, обеспечивающие стабильную продуктивность как в благоприятные, так и в засушливые и острозасушливые годы. Это позволяет использовать их для формирования стрессоустойчивых сложногибридных популяций.
Литература
1. Володина И.А., Абраменко И.С., Лапина М.Ш. и др. Оценка образцов люцерны изменчивой по продуктивности в лесостепи Среднего Поволжья // Кормопроизводство. 2012. № 11. С. 27-29.
2. Колганова Н.В., Ткаченко И.К. Комбинационная ценность образцов люцерны по признакам кормовой и семенной продуктивности // Кормопроизводство. 2006. № 12. С. 15-16.
3. Терещенко Н.М. О селекции люцерны поликросс-методом // Селекция и семеноводство. 1974. № 1. С. 28-29.
4. Глуховцев В.В., Кириченко В.Г., Зудилин С.Н. Практикум по основам научных исследований в агрономии. М.: Колос, 2006. 248 с.
5. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. Вып.1. М., 1985. 270 с.
6. Володина И.А., Казарин В.Ф., Абраменко И.С. Получение семян люцерны со второго укоса в условиях юга лесостепи Среднего Поволжья // Кормопроизводство в современных условиях и пути его интенсификации: матер. всеросс. науч.-практич. конф. РАСХН, Татарский НИИСХ, Министерство с.-х. и продовольствия. Казань, 2011. С. 75-79.
