CC BY
82
УДК 631.2:524
НОВЫЕ СОРТА кормовых КУЛЬТУР - ЗАЛОГ УСПЕШНОГО РАЗВИТИЯ КОРМОПРОИЗВОДСТВА
B.М. КОСОЛАПОВ, член-корреспондент РАН, директор
C.В. ПИЛИПКО, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник
С.И. КОСТЕНКО, кандидат сельскохозяйственных наук, зав. отделом
ВНИИ кормов имени В.Р. Вильямса, Научный городок, 1, Лобня, Московская обл., 141055, Россия
E-mail: [email protected]
Резюме. Исследования проводили в 2011-2013 гг. на базе Всероссийского НИИ кормов им. В.Р. Вильямса с целью выведения системы новых высокопродуктивных сортов многолетнихбобовых и злаковых трав, предназначенных для выращивания как в оптимальных, так и в экстремальных условиях различных регионов России. Результаты исследований позволили выявить перспективные формы, выделить и оценить в селекционных, контрольных и конкурсных питомниках лучшие из них и впоследствии использовать в селекционных программахдля создания перспективных сортов кормовых культур, в том числе люцерны изменчивой с урожайностью зеленой массы 51-56 т/га, сухого вещества -9-11 т/га, сбором протеина 0,8-1,3 т/га. Выведенные сорта этой культуры отличаются продуктивным долголетием, высокой зимостойкостью (98%). С использованием методов симбиотических технологий создан новый сорт люцерны Агния для сенокосного использования с продуктивностью сухого вещества до 15,6 т/га. Новые сорта многолетних злаковых трав - райграс пастбищный ВИК22, тимофеевка луговая ВИК911 - экологически пластичны, устойчивы к патогенам, формируют на низких агрофонахурожай-ность сухого вещества на уровне более 11 т/га, семенная продуктивность райграса превышает800 кг/га. Они способны расти длительное время на одном месте с минимальным снижением продуктивности с возрастом. На агрофонах с высоким содержанием азота их урожайность резко возрастает. Высокобелковый ( 18-20%) сорткохии простертой Альянсхарактеризуется высокой соле- и засухоустойчивостью, урожайность его сухой массы в условиях Калмыкии достигает 1,6-2,0 т/га, сбор семян - 200кг/га. Выведено два новых сорта полевицы гигантской, один для сенокосного использования, другой для газоно-пастбищного. Главное внимание при их создании было уделено приспособленности сортов к конкретным условиям произрастания. Селекцию вели в Московской и Воронежской областях, Республике Калмыкии на дерново-подзолистой, черноземной и каштановой почвах. Экологическое испытание полученных образцов осуществляли в других регионах России (Архангельская, Смоленская, Кировская, Ростовская области, Забайкальский край). Ключевые слова: сорт, кормопроизводство, злаковые травы, бобовые травы, районирование, экстремальные условия, устойчивость.
Для цитирования: Косолапов В.М., Пилипко С.В., Костенко С.И. Новые сорта кормовых культур - залог успешного развития кормопроизводства //Достижения науки и техники АПК. 2015. Т.29. №4. С. 35-37.
Необходимое условие успешного развития кормопроизводства - разработка системы создания и внедрения высокопродуктивных сортов многолетних бобовых и злаковых трав. С их помощью удается решать проблемы обеспечения устойчивой продуктивности по годам, ресурсо- и энергонасыщенности, экологически безопасного производства высококачественных кормов [1, 2]. В соответствии с планом фундаментальных и приоритетных прикладных исследований Россельхоза-кадемии по научному обеспечению развития АПК Российской Федерации на 2014-2015 гг., основные задачи селекции кормовых культур заключаются в создании новых, климатически и экологически дифференцированных, высокопродуктивных сортов на базе рационального использования генетических ресурсов культурной и
природной флоры, достижений фундаментальной биологии, биотехнологии и иммунологии.
В целом по России для нужд кормопроизводства возделывают более 60 видов кормовых культур, 30 из них служат объектом селекционной работы, выполняемой во ВНИИ кормов им. В.Р. Вильямса. На сегодняшний день создано более 120 сортов, адаптированных к разным климатическим условиям, отличающихся повышенной продуктивностью и устойчивостью к основным болезням. Сорта нового поколения не уступают лучшим зарубежным аналогам по продуктивности, а по таким важнейшим характеристикам, как зимостойкость, эдафическая устойчивость к кислотности и засоленности почвы - превосходят их.
Создание новых сортов кормовых культур, максимально адаптированных к неблагоприятным факторам внешней среды, обеспечивающих получение высококачественного корма в оптимальные сроки - одно из основных направлений формирования стабильной базы кормопроизводства во всех регионах России. Решить эту задачу позволяет использование селекционного материала, охватывающего широкий спектр изменений почвенно-климатических условий [3, 4].
Цель нашей работы - обобщить результаты исследований ученых селекционного центра ВНИИ кормов за последние годы.
Для решения задач по созданию перспективного селекционного материала использовали новые сорта и генетические источники повышенной продуктивности корма и семян, применяли инновационные разработки в области биотехнологии, микробиологии и генетики. Исследования проводили согласно общепринятым методикам по селекции многолетних злаковых трав и кормовых растений.
На базе совершенствования научных основ селекции, разработки и освоения современных методов и технологий ученые ВНИИ кормов создали селекционный материал многолетних и однолетних трав, аридных кормовых растений. В сортах нового поколения генетически наследуемые хозяйственно-ценные признаки благоприятно сочетаются с повышенной средообразующей функцией и устойчивостью к абиотическим и биотическим факторам [5]. За период с 2011 по 2013 гг. в Государственный реестр селекционных достижений включено 10 интенсивных сортов кормовых культур, создано 6 новых сортов. Они отличаются высокой продуктивностью, широким спектром использования, дифференцированы в зависимости от климатических условий региона возделывания. Это вика посевная яровая Валентина, Узуновская 8, клевер луговой Ветеран, клевер ползучий Луговик, люцерна изменчивая Благодать, Агния, Галия, фестулолиум Фест, Аллегро, райграс пастбищный Воронежский, которые обладают следующими характеристиками:
люцерна изменчивая Вела - урожайность зеленой массы 51-56 т/га, сухого вещества - 9-11 т/га, превышение над стандартом Воронежская 6 - 13,9-16,7%. Отличается высокой конкурентной способностью в травосмеси, устойчивостью к микоплазмозу;
люцерна изменчивая Таисия характеризуется повышенной адаптивной способностью к абиотическим стрессовым факторам, длительным продуктивным долголетием (до 8 лет), высокой зимостойкостью (98%), устойчива к краткосрочному затоплению. Урожайность сухого вещества 11,5-12,0 т/га, семян - 400-850 кг/га;
сорт люцерны изменчивой Благодать включен в Госреестр по Северо-Западному, Центральному, Волго-Вятскому, Уральскому, Западно-Сибирскому и ВосточноСибирскому регионам. Отличается продуктивным долголетием, высокой зимостойкостью и устойчивостью к корневым гнилям. Урожайность сухой массы 5-9 т/га, протеина - 0,8-1,3 т/га, семян - 180-350 кг/га;
люцерна изменчивая Агния создана с использованием симбиотических биотехнологий. Сорт предназначен для 6-8-летнего сенокосного использования, продуктивность сухой массы 13,5-15,6 т/га, семян -600 кг/га, зимостойкость - 95-98%, накопление биологического азота - 270-300 кг/га;
козлятник восточный Вест - урожайность зеленой массы за первые три года пользования 36,5 т/га, сбор сухого вещества 6,33 т/га; в благоприятных условиях сбор зеленой массы за два укоса достигает 65-70 т/га, сухого вещества - 14 т/га. Урожайность семян 597-612 кг/га;
райграс пастбищный ВИК 22 - интенсивного типа использования, устойчив к гетероспариозу и ржавчине, экологически пластичный, урожайность сухого вещества 10,8 т/га;
тимофеевка луговая ВИК 911 - экологически пластичный сорт, толерантен к патогенам. Урожайность сухого вещества 10,2 т/га, семенная продуктивность 560 кг/га;
кохия простертая Альянс - отличается солеустой-чивостью и засухоустойчивостью; урожайность сухой массы 1,6-2,0 т/га, семян - 200 кг/га. Особенность сорта - высокая белковость кормовой массы (18-20%); рекомендуется для использования на бурых полупустынных засолено-солонцовых почвах [6].
В системе мероприятий по улучшению селекционного процесса важное место занимает правильный подбор и использование исходного материала. Это одна из основных составляющих успеха такой работы. Для изучения дикорастущих популяций многолетних трав и пополнения коллекции новыми образцами сотрудники отдела генофонда ВНИИ кормов регулярно проводят экспедиции в различные районы нашей страны. За последние 3 года региональный генофонд пополнен 332 аборигенными образцами дикорастущих кормовых растений и их сородичей. На сегодняшний день коллекция включает 6463 единицы хранения, насчитывает 238 видов представителей флоры разных регионов России. Вовлечение дикорастущих генетических ресурсов в селекционный процесс дает возможность создавать сорта, предназначенные для возделывания на определенных территориях, отличающихся специфическими природно-климатическими условиями. Например, с их использованием были выведены сорт овсяницы луговой ВИК 5, ежи сборной ВИК 61, люцерны изменчивой Вега 87 и др. [5, 7].
Для повышения эффективности селекции, наряду с традиционными, широко используют и принципиально новые подходы к созданию кормовых культур с улучшенными хозяйственно-ценными признаками, включая методы биотехнологии и генетической инженерии. За рассматриваемый период специалисты отдела биотехнологии ВНИИ кормов выделили 20 генетических источников повышенной продуктивности корма и семян. С помощью генно-инженерных конструкций, созданных во ВНИИСХБ, получен ценный селекционный материал - трансгенные растения-регенеранты клевера и люцерны с повышенной устойчивостью к возбудителям грибных заболеваний и повышенным содержанием незаменимых аминокислот [8, 9].
Важное направление в селекции кормовых культур - создание исходного материала с повышенной
азотфиксирующей способностью. Использование современных методик позволяет значительно улучшать симбиотические свойства имеющихся сортов и со-ртообразцов. За период с 2011 по 2013 гг. в институте кормов разработаны 5 растительно-ризобиальных систем с гибридом люцерны изменчивой Л10-2р, 2 сорто-микробные системы Пастбищная 88+СХМ1404б и Агния+СХМ1404б, новые эффективные штаммы ризобий для слабоокультуренной почвы (рН 4,61), продуктивность которых на 15-20% выше, чем при использовании известных штаммов [10].
В целях сохранения селекционного потенциала кормовых культур и повышения эффективности селекционного процесса были созданы и на протяжении нескольких лет успешно функционируют в составе селекционного центра ВНИИ кормов четыре творческих объединения селекционеров (ТОС).
Наиболее значимые преимущества деятельности ТОС, помимо снижения затрат на создание гибридного материала, это максимальный охват почвенно-климатических условий нашей страны, значительное сокращение сроков селекции экологически дифференцированных сортов, создание более раннеспелых сортов клевера, люцерны, многих злаковых и аридных культур, пригодных для выращивания в травосмесях, на деградированных, закисленных почвах.
Исследования в рамках программы ТОС «Клевер», организованного в 1986 г., проводятся в 14 научных учреждениях России и Белоруссии. Расположены они в 7 почвенно-климатических зонах, охватывающих Северный, Центральный, Северо-Восточный, СевероЗападный, Уральский, Западно-Сибирский, СевероКавказский регионы. Сорта клевера нового поколения, созданные в рамках объединения, - Добрыня (2007 г.), Метеор (2007 г.), и др. - характеризуются четко выраженной экологической индивидуальностью, симбиотической активностью, разными сроками созревания семян. Они формируют в различных условиях 8-13 т/га сухого вещества, обеспечивают сбор 2,0-2,5 т/га протеина, накапливают в почве 120-150 кг/га биологического азота [11].
В составе ТОС «Люцерна» работают 13 научных учреждений, расположенных в 10 регионах. В результате совместных усилий селекционеров и семеноводов созданы и районированы такие перспективные сорта люцерны, как Селена (ВНИИ кормов и Московская селекционная станция, 2008 г.), Соната (ВНИИ кормов и Воронежская селекционная станция, 2009 г.), Галия (Башкирский НИИСХ и ВНИИ кормов, 2011 г.), Агния (ВНИИ кормов и НИИСХ Северного Зауралья, 2012 г.). Они отличаются высокой виолентностью, обеспечивающей успешное продуцирование в травосмесях со злаковыми видами. В травостоях 4-5 годов пользования доля растений этих сортов составляет 40-45%. Еще одна важная особенность сортов люцерны нового поколения - повышенная симбиотическая активность, что обусловливает увеличение как продуктивности (на 15-20%), так и накопления азота (на 15%) в почве. Кроме того, ряд из них обладает повышенной пастбищеустойчивостью, сохраняясь на пастбищах до 8 лет и более [12].
В 2012 г. было создано творческое объединение селекционеров по многолетним злаковым травам. В него вошли 10 научных учреждений России, Беларуси и Казахстана. На сегодняшний день в Беларуси выведены первые сорта костреца и двукисточника на основе образцов переданных из Института кормов, другие участники ТОС получили перспективные образцы с повышенной засухоустойчивостью и устойчивостью к болезням.
ТОС «Аридные растения» организовано в 1995 г. и включает 11 научных учреждений, расположенных в зоне сухих степей, полупустынь и пустынь. За период деятельности объединения созданы и районированы следующие сорта кормовых растений: прутняк простертый Бархан (ВНИИ кормов, ПНИИАЗ, Калмыцкий НИИСХ, 2000 г.); кейреук Саланг (ВНИИ кормов, Калмыцкий НИИСХ, 2000 г.); кохия веничная Дельта (ВНИИ кормов, Астраханская опытно-мелиоративная станция, 2000 г.); терескен серый Фаворит (ВНИИ кормов, ПНИИАЗ, 2003 г.); джузгун безлистный Цаг (Калмыцкий НИИСХ, ВНИИ кормов, ВНИИГИМ, 2009 г.); колосняк гигантский Лу (Калмыцкий НИИСХ, ВНИИ кормов, 2009 г.); солодка голая Фортуна (ВНИИ кормов, ВНИИГИМ, Калмыцкий НИИСХ, 2014 г.); кохия простертая Альянс (ВНИИ кормов, Калмыцкий НИИСХ, ВНИИГИМ) [6].
В целом в результате исследований, проведенных сотрудниками селекционного центра ВНИИ кормов
им. В.Р. Вильямса в период с 2011 по 2013 гг., создано 6 высокопродуктивных сортов кормовых культур; 10 сортов включены в Госреестр селекционных достижений. Выделены 20 генетических источников повышенной продуктивности корма и семян; с помощью методов генетической трансформации получены 14 растений-регенератов люцерны. Созданы 5 растительно-ризобиальных систем и 3 эффективные технологии семеноводства многолетних трав. Для пополнения коллекции генофонда собрано 332 аборигенных образца дикорастущих кормовых растений.
Ученые института в последние годы предложили 4 новых метода для использования в селекции кормовых культур; 13 новых разработок подтверждены патентами и авторскими свидетельствами. Селекционеры-семеноводы приняли непосредственное участие в работе по созданию Национальных стандартов РФ на посевные качества семян аридных и малораспространенных кормовых культур (ГОСТ Р 55330-2012).
Литература.
1. Косолапов В.М. Стратегия развития селекции и семеноводства кормовых культур //Адаптивное кормопроизводство. 2010. № 4. С. 6-10. URL: http://adaptagro.ru/index.php/ru/m85/90-s87.html(дата обращения 03.04.2015)
2. Косолапов В.М. Костенко С.И., Пилипко С.В. Роль интенсивных сортов основных видов кормовых трав в адаптивном кормопроизводстве // Матер. междунар. конф. Варшава: GIMPO, 2012. С. 115-118.
3. Косолапов В.М., Костенко С.И., Пилипко С.В. Адаптивные сорта кормовых трав для экстремальных условий России // Достижения науки и техники АПК. 2013. №7. С. 71-73.
4. Пилипко С.В. Достижения и перспективы селекции кормовых культур// Сб.: Научное обеспечение селекции и семеноводства с.-х. культур. Самара: ООО «Книга», 2013. С. 224-228.
5. Селекция и семеноводство многолетних трав/под ред. А.С. Новоселовой. М.: ВНИИ кормов им. В.Р. Вильямса, 2005. 375 с.
6. Шамсутдинов З.Ш. Достижения и стратегия развития селекции кормовых культур //Адаптивное кормопроизводство. 2010. № 2. С. 25-28. URL http://adaptagro.ru/index.php/ru/m85/88-s87.html(дата обращения 03.04.2015)
7. Природные генетические ресурсы для селекции кормовых культур / Н.Н. Козлов, В.Л. Коровина, В.А. Трухан, М.А. Ма-каренков, Т.Н. Комкова//Адаптивноекормопроизводство. 2010. №4. С. 17-25. URL:http://adaptagro.ru/index.php/ru/m85/90-s87.html(дата обращения 03.04.2015)
8. Особенности генетической трансформации клевера лугового при использовании прямой регенерации/ Л.А. Солодкая, И.А. Клименко, Л.И. Лапотышкина, М.Н. Агафодорова // Адаптивное кормопроизводство. 2010. №4. С. 33-43. URL: http:// adaptagro.ru/index.php/ru/m85/90-s87.html(дата обращения 03.04.2015)
9. Некоторые результаты исследований по генетической трансформации клевера лугового и люцерны/М. Н. Агафодорова, Л.А. Солодкая, Л.И. Лапотышкина, И.А. Клименко, Л.ф. Соложенцева, А.О. Шамустакимова // Проблемы интенсификации животноводства с учетом пространственной инфраструктуры и охраны окружающей среды: монография/под ред. В. Романюка. Фаленты-Варшава: GIMPO, 2013. С. 11-14.
10. Степанова Г.В., Золотарев В.Н., Мунтян В.С., Румянцева М.Л. Отзывчивость нового сорта люцерны Агния на инокуляцию клубеньковыми бактериями//Адаптивное кормопроизводство. 2013. № 3(15). С. 44-49. URL: http://adaptagro.ru/index.php/ ru/m85/108--3-2013-.html(дата обращения 03.04.2015)
11. Новоселов М. Ю. Селекция клевера лугового на повышение адаптивности к неблагоприятному воздействию биотических и абиотических факторов среды (при создании сортов нового поколения в Центральном Нечерноземном регионе Российской Федерации) // Экологическая селекция и семеноводство клевера лугового. М.: ООО «Эльф ИПР», 2012. С. 39-43.
12. Писковацкий Ю.М. Люцерна для многовидовых агрофитоценозов // Кормопроизводство. № 11. 2012. С. 25-26.
new varieties of fodder crops is the guarantee of successful development
OF FODDER PRODuCTION (REVIEW)
V.M. Kosolapov, S.V. Pilipko, S.I. Kostenko
All-Russian Research Institute of forages name Vil'yams, Nauchniy Gorodok, 1, Lobnya, Moscow region, 141055, Russia Summary. Investigations were carried out in 2011-2013 on the basis of the All-Russian Research Institute of Fodders n.a. V.R. Williams to develop the system of new highly productive varieties of perennial legumes and grasses for growing both under optimal and extreme conditions of different regions of Russia. The results of the studies enabled to identify promising forms, select and evaluate in breeding, control and competitive nurseries the best of them. Selected forms subsequently were used in breeding programs for the creation of promising varieties of forage crops including changeable alfalfa with yields of green mass 51...56 t/ha, dry mass 9...11 t/ha, protein yield 0.8.1.3 t/ha. Developed varieties of alfalfa distinguish by productive longevity and high winter hardiness (98 %). With the use of symbiotic technologies a new variety of alfalfa Agnes was created for hay with productivity of dry matter up to 15.6 t/ha. New varieties of perennial grasses English ryegrassVIK 22, timothy grass VIK 911 are environmentally plastic, resistant to pathogens, form the yield of dry matter more than 11 t/ha against poor soil fertility; seed productivity of ryegrass exceeds 800 kg/ha. They are able to grow for a long time at one place with minimal reduction in productivity with increasing age. Against the agricultural backgrounds with high nitrogen content their productivity increases dramatically. High-protein (18.20 %) variety of Kochia prostrata Alliance is characterized by high salinity and drought resistance, yield of dry mass under conditions of Kalmykia reached 1.6.20 t/ha, seed yield is 200 kg/ha. Two new varieties of Giant bentgrass were developed, one was for haying use and the other was for lawns and pastures. The main attention during the breeding of these varieties was given to the adaptation of these varieties to specific growing conditions. The breeding process was conducted in Moscow, Voronezh regions in Republic of Kalmykia on sod-podzol, black and chestnut soils. The environmental test of obtained samples was carried out in other regions of Russia (Arkhangelsk, Smolensk, Kirov, Rostov region, Zabaykalsky Krai). Keywords: variety, fodder production, grasses, legumes, zoning, extreme conditions, stability.
Author Details: V.M. Kosolapov, Dr. Sc. (Agr.), Corresponding Member RAS, Director (e-mail: [email protected]); S.V. Pilipko, Cand. Sc. (Agr.), Senior Researcher; S.I. Kostenko, Cand. Sc. (Agr.), Head of Department.
For citation: Kosolapov V.M., Pilipko S.V., Kostenko S.I. New varieties of fodder crops is the guarantee of successful development of fodder production (review). Dostizheniya nauki i tekhniki APK. 2015. T.29. №4. pp. 35-37 (In Russ)
