CC BY
22
УДК 633.36/.37
ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДИКОРАСТУЩИХ ВИДОВ РОДА ASTRAGALUS L.
КАК ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА В СЕЛЕКЦИОННОЙ РАБОТЕ
А. И. Иванов, доктор биол. наук
ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА»;
Т. В. Разживина, канд. с.-х. наук
Государственный природный заповедник «Приволжская лесостепь»,
e-mail: [email protected]
В статье рассматривается вопрос о возможности интродукции в культуру астрагалов ну-тового (Astragalus cicer L.), эспарцетного (A. onobrychis L.) и солодколистного (A. glycyphyl-los L.) в условиях Пензенской области. На основании трехгодичного полевого исследования для дальнейшей селекционной работы рекомендуется астрагал нутовый, как наиболее экологически пластичный, полиморфный вид, зеленая масса которого обладает высокой питательной ценностью и не содержит алкалоидов.
Ключевые слова: астрагал, полиморфность, урожайность, семенная продуктивность.
Род астрагал (Astragalus L.) - самый крупный род семейства бобовых. Многие его секции берут начало от ксерофильных предков, родина которых - Центральная Азия. Учитывая эту особенность биологии астрагалов, многие исследователи рассматривают их как исходный материал для создания новых высокопродуктивных, богатых белком, засухоустойчивых кормовых культур [1, 2].
Большой опыт интродукции и селекции астрагалов накоплен в США и Канаде [3, 4]. Американскими учеными создан ряд высокопродуктивных сортов астрагала нутового (Astragalus cicer L.). В Канаде этот вид рекомендован для сенокосов и использования в качестве пастбищного растения. Получены биопрепараты, содержащие клубеньковые бактерии рода Rhizobium, специфичные для астрагала нутового и существенно повышающие его урожайность [5, 6].
В России также проводились опыты по интродукции и селекции астрагалов: на Алтае [2], в Воронежской области [7], в республике Коми [8] и др. Однако их сорта, зарегистрированные в Государственном
реестре достижений селекции, в настоящее время пока отсутствуют.
В качестве объектов исследований были взяты три вида астрагалов: нутовый, солодколистный ^. glycyphyllos Ь.) и эспар-цетный (A. onobrychis L.). Это виды природной флоры Пензенской области, которые выделяются, по сравнению с другими представителями рода, наиболее крупными размерами и, соответственно, максимальной продуктивностью зеленой массы. Кроме того, перспективность их интродукции была показана другими исследователями [2, 7, 8].
Исследование морфо-биологических особенностей астрагалов и заготовку семян для опытных посевов осуществляли в природных популяциях рассматриваемых видов на территории Пензенской области. Полевые мелкоделяночные опыты по изучению семенной продуктивности и урожайности зеленой массы проводились в течение трех лет (2002-2004 гг.) на коллекционном участке Пензенской государственной сельскохозяйственной академии.
Испытывали четыре образца астрагала нутового, два образца астрагала солодко-
листного, один образец астрагала эспар-цетного. Делянки площадью 1 м2 закладывали рендомизированно в трёх повторностях. Посев осуществляли скарифицированными семенами с глубиной заделки 1 см и нормой высева 300 семян/м2. Скарификация осуществлялась выдержкой семян в концентрированной серной кислоте. Кроме того, семена астрагала солодколистного для стратификации выдерживали в набухшем состоянии при температуре 5 °С в течение месяца. В связи с медленным развитием растений в первый год укосы нецелесообразны, поэтому учёты биомассы проводили в 2003 и 2004 гг. Семенную продуктивность учитывали в течение трёх сезонов. В течение четырёх лет ежегодно весной учитывали выпады растений. Изучали видовой состав вредителей и болезней.
Астрагалы солодколистный и эспар-цетный - каудексовые длинностержнекор-невые травянистые многолетники. Астрагал нутовый - длинностержнекорневой травянистый многолетник, образующий слабо укореняющиеся подземные длинные корневища, ежегодно нарастающие на 5...40 см, вследствие чего вид обладает потенциалом вегетативного размножения.
По отношению к влагообеспеченности изучаемые виды отличаются друг от друга. Астрагал солодколистный - мезофит, обитатель лесных опушек, способный выдерживать частичное затенение. Астрагал ну-товый - ксеромезофит. Астрагал эспарцет-ный - ксерофит, обитающий в степях. В условиях Пензенской области он предпочитает хорошо прогреваемые сухие склоны южной экспозиции.
Все виды в культуре показали укорочение жизненного цикла по сравнению с природным. Это выражалось в значительно более быстром прохождении этапов пред-генеративного периода: у астрагала солодколистного в первый год цвело 66 % особей, у астрагала нутового - 5-20 % особей. На второй год у всех видов отмечалось полноценное цветение.
По продолжительности жизни лишь астрагал эспарцетный показал на четвёртый
год жизни значительную долю выпадов -около 70 % от первоначального числа особей. Астрагал солодколистный выпал на 44.50 %, у астрагала нутового сплошных выпадов не отмечалось.
Урожайность зелёной массы на второй год жизни у изучаемых видов имеет сходные показатели. На третий год жизни у всех видов наблюдалось снижение урожайности. У астрагала нутового оно было наименьшим (табл. 1). Полученные результаты дают основание заключить, что урожайность дикорастущих форм астрагалов сопоставима с урожайностью бобовых трав, используемых в настоящее время в Пензенской области. При этом имеются большие резервы по ее повышению за счет селекции и подбора соответствующих штаммов клубеньковых бактерий. В опыте на корнях астрагалов клубеньки обнаружить не удалось.
По отавности астрагалы нутовый и эс-парцетный показывают хорошие результаты: доля второго укоса в общем урожае составила 22-24 %. Отрастание побегов у астрагала солодколистного после обрезки было неудовлетворительным и вело к истощению посевов.
Семенная продуктивность изучаемых видов вполне достаточна для получения необходимого для создания производственных посевов количества семян (табл. 1). У астрагалов нутового и солодколистного плоды невскрывающиеся и неопадающие. У астрагала эспарцетного плоды вскрываются небольшой щелью на верхушке, причём перегородка мешает активному высыпанию семян, и они по большей части долго остаются в плодах. Это очень важно с точки зрения организации семеноводства.
Наименее устойчивым к болезням оказался астрагал солодколистный. Как в природных популяциях, так и в опытах он сильно поражался мучнистой росой. Из вредителей на всех изучаемых видах были отмечен Bruchophagus sp. У астрагала нутового им уничтожается 19.44 % семян, у астрагала эспарцетного - 12.27 %, у астрагала солодколистного - 3.11 %.
Таблица 1
Урожайность зеленой массы и семенная продуктивность различных видов астрагалов
Вид Урожайность зелёной массы, т/га прод Семенная 2 уктивность, г /м
2003 г. 2004 г. 2002 г. 2003 г. 2004 г.
Астрагал солодколистный 28,5 7,2 13,5 59,2 27,8
А. эспарцетный 33,2 3,0 - 96,5 21,9
А. нутовый 32,5 21,1 5,15 72,7 19,8
Нива Поволжья
№ 2 (11) май 2009
17
Таблица 2
Полиморфность образцов астрагала нутового
Образец Продуктивность зелёной массы, т/га Длина побегов, м Семенная продуктивность, шт. /м2 Масса 1000 семян, г
2003 г. 2004 г. 2003 г. 2004 г. 2003 г. 2004 г.
Н-1 2б,1 20,0 0,92 0,б7 1Вб12 42бВ 0,313
Н-2 33,9 22,4 0,84 0,55 23б55 бб4В 0,323
Н-3 41,9 23,4 1,04 0,75 30983 922б 0,351
Н-4 30,0 1В,б 0,84 0,бВ 1Вбб7 4007 0,300
НСР05 5,3 2,9 0,10 0,13 2771 915 0,004
Нами проводился анализ кормовых качеств зелёной массы астрагалов нутового и эспарцетного. Содержание сырого протеина составило у первого 20,9 %, у второго - 13,3 %, сырой клетчатки - 18,2 % и 23,1 %, энергетическая ценность - 11,5 и 10,9 МДж/кг соответственно. Таким образом, по качеству зелёной массы астрагал нутовый не уступает люцерне. Астрагал эспарцетный имеет несколько худшие показатели по сравнению с этой культурой.
В ходе изучения четырех образцов астрагала нутового, выращенного из семян, собранных в разных природных популяциях, был выявлен определенный внутривидовой полиморфизм (табл. 2). Образец Н-3 в течение второго и третьего года выращивания показывал более высокую продуктивность зелёной массы и семян. Он также достоверно превышал три другие образца по средней длине побегов и общему числу соцветий в течение второго и третьего года жизни. Для него оказалась достоверно наибольшей величина массы 1000 семян. Другие показатели вегетативной сферы (длина корневищ, толщина корня, количество междоузлий) и генеративной сферы (число семян в бобе, цветков и плодов в соцветии) не коррелировали с продуктивностью. Не обнаружилось и достоверных различий по восприимчивости к ВгисИорИадиэ Эр.
На основе проведенных исследований можно сделать следующие выводы:
1. Наиболее перспективным с точки зрения интродукции в культуру и использования в селекции для создания высокоурожайных сортов является астрагал нуто-вый, как наиболее экологически пластичный, полиморфный вид, зеленая масса которого обладает высокой питательностью и не содержит алкалоидов.
2. Астрагал эспарцетный находится на северной границе ареала. Однако хороший урожай зелёной массы и семян, удовлетворительное качество зелёной массы, высокая засухоустойчивость позволяют надеяться на успех его интродукции в культуру в степных регионах.
3. Астрагал солодколистный нецелесообразно рекомендовать к интродукции и се-
лекционной работе вследствие плохой отав-ности и поражаемости мучнистой росой.
4. Для всех перспективных для интродукции в культуру видов рода астрагал требуется проводить исследования по выделению специфичных штаммов бактерий рода Rhizobium и созданию на их основе необходимых для обработки семян биопрепаратов.
Литература
1. Бекузарова, С. А. Нетрадиционные бобовые травы в Северной Осетии / С. А. Бекузарова, З. Б. Бораева // Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования: материалы симпозиума. Т. II. - М.: Изд-во РУДН, 2003. - С. 16-18.
2. Пленник, Р. Я. Морфологическая эволюция бобовых юго-восточного Алтая (на примере родовых комплексов Astragalus L. и Oxytropis DC.) / Р. Я. Пленник; отв. ред. К. Я. Соболевская. - Новосибирск: Наука, 1976. - 215 с.
3. Davis A. M. Nitrogen production by selected Astragalus species / A. M. Davis // Agronomy j. - 1982. - V. 74. № 3. - P. 454-456.
4. Davis A. M. Protein, crude fiber, tannin, and oxalate concentrations of some introduced Astragalus species / A. M. Davis // Agronomy J. - 1973. - V. 65, № 4. - P. 613-615.
5. Acharya S. N. AC Oxley II cicer milk-vetch / S. N. Acharya // Can. J. Plant Sci. -2001. - 81. - P. 749-751.
6. Townsend C. E. Compatibility of cicer milkvetch in mixtures with cool-season grasses / C. E. Townsend, H. Kenno, M. A. Brick // Agronomy J. - 1990. - V. 82. - № 2. - P. 262-256.
7. Сафонова, О. Н. Итоги интродукции кормовых бобовых культур в Воронежской области / О. Н. Сафонова // РАН УрО. Коми научн. Центр. Институт биологии. - Сыктывкар, 1993. - С. 140-141.
8. Холопцева, Е. С. Эколого-физиологи-ческая характеристика ряда видов астрагалов: Авторф. дис. ... канд. биол. наук: 03.00.12 / Ин-т биологии Карельского научного центра РАН. - Петрозаводск, 2001. - 25 с.
