Содержание к диссертации
Введение
1 Обзор литературы 8
1.1 История происхождения люцерны и её роль в кормопроизводстве 8
1.2 Классификация и ботаническая характеристика культуры 15
1.3 Биологические особенности цветения и плодообразования 23
1.4 Сроки укосов и репродуктивные особенности люцерны 26
1.5 Селекция люцерны в Среднем Поволжье 31
2 Условия, материал и методика исследований 39
2.1 Агроклиматические условия Среднего Поволжья и Самарской области 39
2.2 Погодные условия за годы исследований 45
2.3 Материал и методика проведения исследований 53
3 Создание и оценка нового селекционного материала люцерны 57
3.1 Морфологические и хозяйственно-ценные признаки люцерны 60
3.2 Семенная продуктивность люцерны 79
3.3 Использование индекса засухочувствительности для характеристики засухоустойчивости изучаемых сортов и популяций люцерны 93
3.4 Использование выделенных образцов в селекционной работе 99
3.5 Влияние режима использования травостоя на получение семян люцерны 105
4 Экономическая и биоэнергетическая оценка эффективности возделывания нового сорта люцерны 113
4.1 Экономическая оценка эффективности возделывания на корм и семена нового сорта 113
4.2 Биоэнергетическая эффективность возделывания на корм и семена нового сорта 115
Выводы 119
Рекомендации для селекционной практики и производства 121
Библиографический список
- Классификация и ботаническая характеристика культуры
- Погодные условия за годы исследований
- Использование индекса засухочувствительности для характеристики засухоустойчивости изучаемых сортов и популяций люцерны
- Биоэнергетическая эффективность возделывания на корм и семена нового сорта
Введение к работе
Актуальность темы. Производство продукции сельского хозяйства в Поволжском регионе всегда было лимитировано гидротермическими условиями. В последние десятилетия очевидны глобальные, региональные и локальные изменения климата, в результате которых получение стабильных урожаев сельскохозяйственных культур становится проблематичным. Для решения возникающих проблем необходимо вести селекционный процесс, направленный на повышение пластичности создаваемых сортов и гибридов люцерны, реализующих свой потенциал в условиях региона. Сорта люцерны, допущенные к использованию в Средневолжском регионе, ещё не достаточно приспособлены к условиям зоны, поэтому подбор и оценка исходного материала, а также создание высокопродуктивных сортов отвечающих экстремальным условиям региона, актуально и представляет особый интерес, как в теоретическом, так и в практическом плане.
Цель исследований. Создание и изучение селекционного материала люцерны с повышенной урожайностью кормовой массы и семян на уровне или выше лучших стандартных сортов, в сочетании с повышенной питательностью.
При выполнении исследований были поставлены следующие задачи:
изучить основные биологические свойства и хозяйственную ценность образцов люцерны изменчивой;
выделить высокопродуктивные образцы, устойчивые к экстремальным условиям лесостепи Среднего Поволжья для дальнейшей селекции;
провести биометрический анализ количественных признаков и установить корреляционные связи между ними;
изучить влияние режима использования травостоя на семенную продуктивность люцерны;
определить показатели экономической эффективности выращивания нового сорта.
Научная новизна. В условиях лесостепи Среднего Поволжья проведена оценка по адаптивным и биологическим свойствам, хозяйственно-ценным признакам сортов и популяций люцерны различного селекционного происхождения. Установлены особенности варьирования наиболее важных признаков этой культуры и их взаимосвязь при выращивании в условиях недостаточного увлажнения. Впервые в условиях Среднего Поволжья проведена оценка изучаемых сортов и популяций на засухочувствительность. Отобраны и включены в селекционный процесс высокоурожайные образцы люцерны, устойчивые к экстремальным условиям Средневолжского региона.
Практическая ценность. Среди сортов и популяций люцерны выделены формы с высокой урожайностью, облиственностью и питательностью корма, повышенным числом бобов в кисти и семян в бобе, а также другими полезными свойствами. Отобраны популяции люцерны с благоприятными сочетаниями хозяйственно-ценных признаков. Создан продуктивный сорт люцерны Изумруда, включенный с 2014 года в Государственный реестр селекционных до-
стижений по 4 и 7 регионам. Создан сорт Иволга, который в 2014 году передан в государственную комиссию по сортоиспытанию.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
1. Результаты оценки нового селекционного материала люцерны с
повышенной урожайностью кормовой массы и семян.
2. Биометрический анализ наиболее значимых количественных признаков
и корреляционная связь между ними.
3. Влияние режима использования травостоя на семенную
продуктивность люцерны.
-
Создание нового сорта люцерны изменчивой Изумруда.
-
Экономическая эффективность нового сорта люцерны Изумруда. Личный вклад соискателя. Автор принимал непосредственное участие
в проведении полевых и лабораторных исследованиях, учётов и наблюдений, проанализировал и обобщил результаты экспериментов за 2007-2013 гг. Доля установленного авторства по сортам: Изумруда - 15 %, Иволга - 20 %.
Автор выражает благодарность научному руководителю - доктору с.-х. наук Казарину Владимиру Фёдоровичу, а также глубокую признательность кандидату биол. наук Курьянович Анне Антоновне, научным сотрудникам: Лапиной Муслиме Шайхиевне, Абраменко Ирине Степановне и всему коллективу лаборатории интродукции, селекции кормовых и масличных культур за оказанную помощь при сборе и обработке полученных данных.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы ежегодно с 2009 по 2014 год докладывались в форме отчета на заседаниях ученого совета Поволжского НИИСС, а также на международных, областных, региональных конференциях и семинарах: Саратов (2009, 2012, 2013), Кинель (2010, 2011), Казань (2011, 2012). Материалы работы экспонировались на выставках регионального уровня.
Публикация материалов исследований. По материалам диссертации опубликовано 13 печатных работ, в том числе 5 в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 171 странице компьютерного текста и состоит из введения, 4 глав, выводов, рекомендаций для селекционной практики и производства, списка литературы и 21 приложения. Работа иллюстрирована 18 рисунками и содержит 36 таблиц. Библиография включает 254 литературных источника, из которых 28 на иностранных языках.
Классификация и ботаническая характеристика культуры
Люцерна - ценнейшая, универсальная бобовая культура, имеющая кормовое, агротехническое, мелиоративное и фитосанитарное значение, поэтому в кормопроизводстве она занимает ведущее место (Новоселова, Константинова и др., 1978; Лупашку, 1988; Юлдашев, 1990; Шилдебаев, 1991; Фадеева, 2001; Сапега и др., 2003; Грязева, 2014). В животноводстве наблюдается значительный дефицит белка в кормах, который снижает качество получаемой продукции и уменьшает ее рентабельность (Чесноков, 2010). Люцерна даёт ценнейший белково-витаминный корм с полным набором незаменимых аминокислот, которые не синтезируются в организме теплокровных животных, поэтому очень важно, чтобы они поступали вместе с кормом (Гончаров, Лубенец, 1985; Лапина, 2001; Епифанова, Лапина, Тимошкин, 2011). Азотистые вещества вегетативной массы люцерны представлены белками, которые состоят из 20 аминокислот. К азотистым веществам также относятся свободные аминокислоты и их амиды, нуклеиновые кислоты и минеральные формы азота (Новиков, 2012). В зелёных кормах из люцерны уровень триптофана достигает 1,20 г/кг, глутаминовой кислоты - 5,02 г/кг, пролина - 4,12 г/кг (Гибадуллина, Тагиров, 2011). В одной кормовой единице зелёной массы содержится в среднем 160-200 г переваримого белка, усвояемость которого в 1,5-3 раза выше, чем у других кормовых культур, переваримость достигает 70-80 %. Кроме того, белок люцерны не только сам хорошо усваивается животными, но и содействует усвоению ими белка других культур. Сено люцерны по питательности почти равноценно пшеничным отрубям (Харьков, 1989, 1969; Жеруков и др., 2003; Малюга, 2011). В зелёной массе достаточно много витаминов, органических кислот и микроэлементов. Углеводов в люцерне содержится 23-57 % сухой массы, это клетчатка, сахара, фруктозаны, крахмал, гемицеллюлозы. Жиров в вегетативных органах люцерны содержится 2-5 % сухой массы (Гончаров, Лубенец, 1985; Лубенец, 1977; Васин, Троц, 1998). Много каротина в зеленых растениях люцерны (Ерохин, Соколов, Куц, Хромченко, Задумина, 2001).
Неоценимое значение люцерны как бобовой культуры в сельском хозяйстве обусловлено биохимической особенностью, позволяющей ей развиваться в симбиозе с клубеньковыми бактериями почвы, которые связывают молекулярный азот воздуха (Прянишников, 1945, 1963; Мосолов, 1953; Медведев, 1989; Тихонович, 1998). Она повышает плодородие почвы благодаря большому количеству корневых остатков - энергетическому материалу для микробиоты, энтомофауны, физико-химических реакций в почве (Смурыгин, 1985; Шайтанов, 2005; Тищенко, 2012).
Многолетние исследования научных учреждений показали, что в корнях и пожнивных остатках люцерны накапливается 100-150 кг д.в. азота на 1 га. Это соответствует внесению в почву 4-5 ц азотных минеральных удобрений или 30-60 т навоза на 1 га (Тарковский, 1974; Лупашку, 1988; Макарова, 1965; Познохирин, 1961; Старченков, Коць, 1992). По мнению других исследователей размеры симбиотической азотфиксации достигают 180-250 кг на 1 га, что способствует накоплению в почве 80-20 кг на 1 га (Кожемяков, 2004), от 120— 150 кг на 1 га до 181-195 кг на 1 га биологического азота (Кольцов, 2002; Вязовский, 2005; Шпаков, 2012), что заменяет внесение 270-291 кг д.в. азотных удобрений.
Кроме вышеперечисленных достоинств посевы люцерны широко ценятся как предшественники для целого ряда сельскохозяйственных культур (Фокеев, 1966; Лупашку, 1988; Чекалин, Иманбаева, 2011; Дедов, Несмеянова, 2012), её положительное влияние прослеживается до третьей культуры в севообороте. Это основывается на длительном затенении почвы, а также положительном фитосанитарном действии. Она своими надземными частями и корнями выделяет в атмосферу и почву фитонциды, благодаря которым подавляет развитие свекловичной нематоды и возбудителей корневых и прикорневых болезней зерновых (Шпаар, 2009). Фитонциды губительно действуют на рост и развитие бактерий, грибов и некоторых вирусов, способствуют развитию иммунитета растений (Юлдашев, 1990).
Природоохранный аспект возделывания люцерны еще и в том, что она может расти на бесплодных, антропогенно нарушенных землях, на засоленных почвах, оказывая при этом благоприятное мелиоративное воздействие, в условиях недостаточного увлажнения, возвращая в хозяйственный оборот неиспользованные и бросовые земли. Опыты, проведенные А. В. Смыковым (2005), показали, что при использовании люцерны в качестве предшественника содержание легкорастворимых солей уменьшалось с 0,579-0,584 % до 0,185-0,130 %. Возделывание люцерны способствует повышению почвенного плодородия, улучшает водопроницаемость, полевую влагоёмкость и скважность (Гончаров, Лубенец, 1985; Лупашку,1987). В ризосфере люцерны отмечается резкое возрастание активности аэробных гетеротрофных микроорганизмов, которые соединяют разложившиеся органические остатки (Тимаков, 1983; Каримов, 2003). Корневая система люцерны извлекает из глубоких слоев почвы кальций и другие элементы, которые, локализуясь в пахотном горизонте, участвуют в образовании прочных структурных агрегатов почвы размером 0,25 мм (Волобуев, 1979; Ревут, 1982; Васин, 2002). Установлено, что их содержание в севооборотах с люцерной после трёхлетнего её выращивания в слое 0-25 см увеличивалось на 25,3 %, а в севообороте без люцерны - 14,2 % (Гудкова, 1991).
Ценное свойство люцерны - способность быстро отрастать после скашивания и произрастать на одном месте 6-8 лет и более. Она отличается также высокой засухоустойчивостью и зимостойкостью (Губайдулин, Еникеев, 1982; Лазарев, 2011; Благовещенский, 2008; Голобородько и др., 2009).
Посевы люцерны эффективны в борьбе с ветровой и водной эрозией почвы (Вильяме, 1951; Соляник, Клюшин, Смагин, 1996; Дубенок, 2009). Обобщение исследований, проведенных в Шотландии и 8-ми странах северной Европы по изучению продуктивности многолетних бобовых трав показало, что люцерна имела наибольшую устойчивость в травостоях (Hailing, 2004; Parsons, 2006; Лазарев 2011).
Обладая широкой экологической пластичностью, высокой зимостойкостью и урожайностью люцерна занимает всё большие площади не только в традиционных, но и в новых районах люцерносеяния (Иванов, 1986; Лющинский, 1973).
Погодные условия за годы исследований
Осенний переход среднесуточной температуры воздуха через +10 С зафиксирован уже 17 сентября, что на 7 дней раньше среднемноголетнего срока (25 сентября). Первый заморозок на почве был 22 сентября -1,5 С, и в воздухе 27 сентября -0,9 С, что соответствует норме.
Температурный режим октября, ноября и первой половины декабря 2008 г. был повышенный. Устойчивый переход через 0 С произошел лишь 10 декабря, т. е. на 40 дней позже обычного, вместе с формированием снежного покрова который образовался 11 декабря, высотой 25-30 см (Отчет ..., 2008).
2009 год. Вегетационный период 2009 года начался 24 апреля и закончился 22 октября. Последний весенний заморозок в 2009 году на почве отмечен 23 мая, в воздухе - 27 апреля, что на 7-10 дней раньше среднемноголетних сроков. Продолжительность безморозного периода составила 146 дней, что на 3 дня дольше среднемноголетнего значения. Продолжительность вегетационного периода 2009 года составила 182 дня, что на 2 дня превысила среднюю продолжительность этого периода. Наиболее теплыми отмечены июнь месяц и вторая и третья декады июля со среднесуточными температурами выше 20 С. Относительно прохладная погода отмечена в первой декаде июля. Со среднесуточной температурой 17 С, что на 3,4 С ниже среднемноголетних значений.
Май и июнь характеризуются высокой степенью засушливости. За весь май выпало всего 15,2 мм осадков, в июне -17,6 мм. Суховейные условия отмечены в июне месяце (13,14,15 июня).
Окончание периода активной вегетации растений (переход через 10 С) имел место 30 сентября. Первый осенний заморозок в воздухе и на почве отмечен 21 сентября (Отчет ..., 2009).
Таким образом, 2009 год в целом характеризуется теплее обычного на 2,1 С с количеством осадков за год близким к среднемноголетнему количеству и с существенными отличиями внутри года по месяцам и декадам. Количество осадков за год составила 400,8 м.л., что близко к норме (410,0 мм) или 98,7 % от нормы. Гидротермический коэффициент (0,59) позволяет считать 2009 год очень засушливым. Устойчивый снежный покров образовался 14 декабря.
2010 год. В целом 2010 год оказался на 3,2 С теплее года среднего. Наиболее теплыми отмечены июнь, июль и август месяцы со среднесуточными температурами 23-27 градусов. Температуры на поверхности почвы в июне, июле и августе месяцах 2010 году достигали 60-65 градусов (Отчет..., 2011).
Минимальные температуры месяцев отчетного года оказались выше ереднемноголетних и естественно, выше абсолютных минимумов.
Последний весенний заморозок в 2010 году и на почве и воздухе отмечен 29 апреля, что на 8 дней раньше среднемноголетних значений, первый заморозок осенью 8 сентября на почве и 8 октября - в воздухе. Продолжительность безморозного периода в воздухе составила 161 день, что на 18 дней длиннее среднемноголетнего значения.
Продолжительность снеготаяния составила 19 дней, что соответствует средней продолжительности для Самарской области.
Количество осадков за год составило 428,9 мм, что достаточно близко к норме (410,0 мм) или 104,6 % от нормы. В то же время 2010 год запомнился как исключительно экстремально жаркий и сухой. Это объясняется крайней неравномерностью осадков по месяцам года, их ничтожно малому количеству в месяцы определяющие урожай сельскохозяйственных культур, по совпадению сухих бездождевых периодов с высокими температурами воздуха. Значительно меньше нормы выпало осадков в апреле, июне и июле. Суховейных дней отмечено 18, большая их часть - в июле месяце (7).
Согласно агроклиматического справочника по Куйбышевской области среднемноголетняя дата последнего весеннего заморозка в воздухе отмечена 7 мая, а самая поздняя 30 мая. В 2010 году последний весенний заморозок имел место 29 апреля в воздухе силой - 0,9 С, а на почве - силой -4,7 С.
Вегетационный период 2010 года начался 16 апреля и закончился 13 октября, что соответствует среднемноголетним данным. Продолжительность периода составила 181 день. Переход температуры через 10 С имел место 17 апреля и 29 сентября. Начало зимнего периода отмечено 18 ноября, что на
18 дней позже средних сроков. Устойчивый снежный покров образовался в 2010 году 30 ноября, при его среднемноголетнем образовании 23 ноября.
Таким образом, 2010 год в целом был теплее обычного. Гидротермический коэффициент(0,03) позволяет считать вегетационный период 2010 года острозасушливым. 2011 год. В ноябре и декабре 2011 года среднемесячные температуры воздуха изменялись от -1,7С до -11,6 С. В то же время 24,25 ноября и 14 декабря минимальная температура воздуха опускалась до -19,0С ...-21,5 С. Формирование устойчивого снежного покрова пришлось на 9 ноября 2011, и в период «опасных» температур его высота была 32...47 см, что свидетельствует о хорошей изоляции зимующих под снегом культур от морозов.
В целом зима 2011...2012 гг. продолжалась с 06 ноября 2011 г. по 30 марта 2012 г., т. е. 145 дней. Январь, февраль и март 2012 года по температурным условиям были близки к среднему году. Апрель этого года был существенно теплее обычного (на 8,7 С). Переход температур через 10 отмечен 9 апреля. В связи с этим вегетационный период 2012 года начался на 8 дней раньше средних сроков. Окончание периода отмечено 23 октября, что на 10 дней позднее среднемноголетних данных (Отчет ..., 2012). Продолжительность периода активной вегетации составило 185 дней, что на 37 дней дольше обычного.
2012 год. Нарастание тепла весной 2012 года шло значительно интенсивнее, чем в среднем году. Набранное преимущество в тепле продолжалось до конца вегетационного периода, а сумма активных температур составила 3475 С. В целом по температурным условиям 2012 год характеризуется как благоприятный для всех сельскохозяйственных культур. Жаркая (с температурой выше 25 С) погода при достаточно низкой влажности воздуха на фоне длительного отсутствия эффективных осадков (более 5 мм/сутки) с 16 по 28 апреля и с 1 мая по 3 июня 2012 г. способствовало формированию засушливых условий и в отдельные дни - развитию суховея, который может являться причиной «запала» растений и снижения их продуктивности. Эффективность тепловых ресурсов тесно связана с влагообеспеченностью вегетационного периода. Осадки апреля-мая благоприятны для зимующих культур. Можно утверждать, осадки марта создали хорошую влажность почвы к отрастанию озимых и зимующих культур. Июнь является месяцем активной вегетации всех культур и 50 мм осадков в третьей декаде июня были весьма кстати после засушливого мая. Осадки октября и декабря также пополнили запасы влаги в почве.
Использование индекса засухочувствительности для характеристики засухоустойчивости изучаемых сортов и популяций люцерны
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.
В результате изучения сортов и популяций люцерны в питомнике конкурсного сортоиспытания выделены перспективные для использования в селекции номера, достоверно превышающие сорт Куйбышевская (st) по урожайности зелёной массы и семян - Биотип 1 и Татарская пастбищная 99. Четыре образца с высокой облиственностью: Высокобелковая (57,8 %), Популяция супер (56,4 %), Мечта (55,7 %), Татарская пастбищная СП-03 (55,1 %) с превышением над стандартом на 6,9-14,7 % будут использоваться как генетические источники в дальнейшем селекционном процессе. При изучении образцов по химическому составу кормовой массы были отобраны номера с высоким содержанием протеина: Высокобелковая, Татарская пастбищная СП-03, Гюзель ПП. Кроме того, выделены сорта и популяции обеспечивающие стабильную прибавку урожая как в благоприятные, так и в засушливые и острозасушливые годы. Это позволяет использовать их в качестве доноров не только на засухоустойчивость, но и на жаростойкость, что в последние годы становится весьма актуальным.
Элементы семенной продуктивности. Для успешного образования и созревания семян у растений люцерны большое значение имеет сумма активных температур.
Температурный режим весеннего периода 2011 года повышался постепенно, переход температуры воздуха через 10 С отмечался в обычные сроки - 28 апреля. Влажная и умеренно теплая погода первой и второй декад апреля способствовали 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- 2011) в течение 8-ми 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 был равен 2,0.
Июль был жарким (средняя температура воздуха на 4 С выше нормы) и засушливым (ГТК = 0,1). Август и сентябрь обеспечили хорошую влагозарядку на 2012 год (ГТК 1,0 и 6,0) соответственно.
В итоге сумма активных температур за период вегетации (с 01 июня 2011г. по 30 сентября 2011 г.) составила 2229,5 С, что соответствует среднемноголетнему показателю за этот же период (2157,0 С). В целом 2011 г. можно отнести к благоприятным для роста и развития растений люцерны. Погодные условия весны 2012 года были благоприятными для посева питомника конкурсного сортоиспытания КСИ - 2012. Сумма активных температур в апреле 2012 года была 362,3 С, что в 3 раза выше среднемноголетнего значения (109,0 С). Используя сложившиеся условия посев конкурсного сортоиспытания (КСИ - 2012), был проведен в максимально ранние сроки (8 мая) с целью получения семян в год посева, так как все возделываемые сорта люцерны обладают яровым типом развития. Сумма активных температур от посева до биологической спелости люцерны составила 2612,8 С, что вполне достаточно для успешного созревания семян в первый год жизни люцерны.
В 2013 г. начало отрастания люцерны проходило в обычные сроки (III декада апреля). Несмотря на высокую суммарную влагообеспеченность года, наблюдалась ранневесенняя и летняя засуха. Так, за период с 6 мая по 26 июля количество осадков составило лишь 38 мм, что почти в 3 раза ниже нормы.
Сумма активных температур за период вегетации (20 апреля по 16 августа) составила 3070,8 С, осадков выпало 197,6 мм, ГТК за этот период был равен 0,6, что характеризует период вегетации как засушливый.
Скорость перехода растений люцерны из вегетативной в генеративную фазу зависит от условий внешней среды (Щебарскова, 2014), 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) оказали благоприятное воздействие на завязывание бобов. Люцерна, будучи требовательной, к почвенной влаге, весьма устойчива к атмосферной засухе. Сложившиеся погодные условия весенне-летнего периода способствовали тому, что большинство образцов люцерны были готовы к уборке семян уже к Ш-й декаде июля.
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 2 года исследований этот признак у изучаемых образцов варьировал от 18 до 43 штук. Среди имеющихся сортов и популяций в основном преобладали образцы со средним количеством соцветий на растении - 20-25 штук. При этом выделились 3 номера с наибольшим количеством соцветий - Популяция (км) - 42,7 шт., Популяция 13 - 32,9 и Популяция 4 - 29,4 шт., именно они имели самый высокий эффект ОКС (таблица 16).
Биоэнергетическая эффективность возделывания на корм и семена нового сорта
Большое значение для плодообразования люцерны имеет такое её свойство как израстание. Оно характеризуется отрастанием новых побегов из пробудившихся почек коронки в то время, когда на предыдущих стеблях еще не закончилось формирование и развитие генеративных органов.
При нарушении режима влажности в период от начала цветения у семенной люцерны может наблюдаться несоответствие между вегетативным и генеративным развитием, при этом происходит интенсивный рост не только вегетативных побегов, которые приостановили свое развитие, но и верхушечный рост генеративных побегов. Появление новых побегов приводит к угнетению генеративных органов. У таких побегов сосущая сила клеток намного выше (22,3. 25,6 атм.), чем у генеративных (14,1. 14,3 атм.), что ведет к опаданию цветков, бобов и плохой выполненности уже сформировавшихся семян.
С другой стороны, всякая задержка с опылением вследствие недостатка насекомых-опылителей или неблагоприятных погодных условий в период цветения (дожди, похолодание), препятствующих лету опылителей, так же ведет к снижению завязываемости и урожайности семян. Лучшие условия для опыления и семеобразования у люцерны складываются при продолжительной устойчивой солнечной погоде с температурой воздуха в дневные часы 22-26 С, когда репродуктивные функции насекомых-опылителей и растений реализуются наиболее полно и устойчиво.
Однако большая, чем у других культур зависимость урожая семян люцерны от погодных условий и опыления в значительной мере компенсируется возможностью маневрирования сроками их получения. Можно получить семена с первого укоса и со второго. При этом следует иметь в виду, что при благоприятных условиях наиболее высокий урожай получают в первом укосе. Во втором укосе уровень урожаев, как правило, ниже, но меньше подвержен колебаниям.
Исследования предполагали два способа получения семян люцерны: в первом варианте с одного укоса (назовём его основным), во втором - со второго укоса, где первый убирался на зелёную массу в период «бутонизация - начало единичного цветения».
Люцерна-растение длинного дня. При длинном дне у неё сокращается продолжительностьвегетационного периода и повышается семенная продуктивность. Для формирования травостоя второго укоса при длинном дне достаточно 35-40 дней, тогда как продолжительность периода от весеннего отрастания до начала цветения при коротком дне - 45-60 дней. Что касается суммы активных температур, то для получения хорошего урожая семян со второго укоса достаточно 1700 С, тогда как с первого на 100 С больше.
По данным метеостанции «Усть-Кинельский» сумма биологически активных температур за период апрель-сентябрь в 2008 году составляла 2797,3 С, что на 95 С выше средней многолетней, в 2009 году на 169 С и была равна 2870,7 С, а среднесуточная температура воздуха за вегетационный период поднялась на 1,4С выше нормы как в 2008 так и в 2009 году.
Сумма осадков в 2008 году была выше среднемноголетнего показателя в июне в два раза, в июле почти в полтора раза. Это вызвало массовый рост молодых побегов, что отрицательно сказалось на формировании бобов в травостое первого укоса и вызвало полегание.
В опыте, где планировалось получение семян со второго укоса после скашивания зелёной массы первого укоса (10 июня) обильные осадки, выпавшие в июне, наоборот привели к интенсивному росту отавы, а в период цветения травостоя погода была благоприятной для работы опылителей и формирования бобов. Наиболее усиленный лёт насекомых наблюдается во вторую половину лета, когда при равенстве прочих условий идёт более успешное оплодотворение люцерны. Сухая и тёплая погода в августе 2008 года способствовала наливу и созреванию семян люцерны, так как осадков выпало в 6 раз меньше, чем по значениям среднемноголетних данных. Сумма эффективных температур с 10 июня по 30 сентября составила 2027,4 С, что вполне достаточно для успешного формирования и созревания семян во втором укосе.
Таким образом, травостой второго укоса оказался в более благоприятных погодных условиях. В результате чего урожай семян во втором укосе оказался выше, чем в первом, в среднем по четырем образцам на 10 % (таблица 27).
НСРоз 0,04 0,03 В связи с тем, что апрель 2009 г. был холоднее, чем в 2008 году на 5,5 С, весеннее отрастание люцерны имело более поздние сроки. Срок первого укоса сдвинулся на вторую декаду июня. Количество осадков в мае и июне было ниже среднемноголетнего показателя на 15,7 %, что создало неблагоприятные условия для получения семян у люцерны с 1 укоса. Количество осадков во вторую половину лета соответствовало среднемноголетним данным и обеспечило формирование семян люцерны во втором укосе с прибавкой 11 % к первому (таблица 28).
Сумма эффективных температур в период от отрастания до уборки семян составила 1915,6 С, что позволило сформировать высокий урожай семян во втором укосе в пределах 0,39-0,45 т с 1 га с прибавкой к урожаю семян в первом укосе 4,7-13,9 %.
2010 год был экстремальным по условиям температурного и водного режима. Несмотря на то, что несколько образцов дали хозяйственно-ценный урожай зеленой массы во втором укосе, семян получить не удалось. Семена смогли сформироваться только в первом укосе (приложение 20).
В 2011 году наблюдалась обратная картина, влагообеспеченность - в мае и июне была избыточной (ГТК = 1,5), что привело к израстанию травостоя первого укоса и урожай семян, был получен в основном со второго укоса (таблица 29).
Решающее значение на получение семян со второго укоса имел срок скашивания зеленой массы. Как отмечает ряд авторов, укос должен быть проведен в максимально ранние сроки, желательно в фазе бутонизации, но не позднее фазы цветения. Оптимальным является период «бутонизация - начало цветения».
НСРоз 0,01 0,02 Изучение влияния срока скашивания основного травостоя на семенную продуктивность показало, что задержка первого укоса приводит к снижению урожая семян со второго укоса. Так в 2012 году задержка первого укоса снизила урожай семян полученного со второго укоса на 0,17 т с 1 га, а в 2013 году это снижение составило 0,25 т с 1 га (приложение 21). В среднем за два года пользования снижение урожая семян было 0,21 т с 1 га (таблица 30). Исходя из полученных данных наиболее благоприятный срок скашивания первого укоса конец мая - начало июня. В это время у растений люцерны наступает период «бутонизация - начало единичного цветения». Исследования А. В. Соколова и др. (2011) показывают, что фазы вегетации определяют не только питательную ценность, но и макро-микроэлементный состав кормов. Каждый день задержки первого укоса приводит не только к снижению урожая семян со второго укоса, но и к ухудшению качества корма, который мы получаем с урожаем зелёной массы в первом укосе. К тому же по мнению многих исследователей укосы в фазу начала цветения позволяют растениям синтезировать достаточное количество пластических веществ и перемещать их в зону «коронки» и нижнюю часть стебля, поэтому скашивание растений в фазу начала цветения существенно продлевает