Введение к работе
Проблема увеличения производства бояка s качества основного источника П0ВНШ8НИЯ продуктивности а эффективности яивотяо-» водетва, приобретает кизиеннс—заяяоо значение so всем каре. Уа-иеяяое решение дакноЗ проблема возмогно на ооковэ бистрого з?вэ-якчения производства высокобелковых кормових растений. В Нэчер-дозомеоЗ зоне Россия see болыгоа внимание уделяется люцерна. Кок многолетняя культура она отличается долголетней, зксокой урожайностью и питательной ценностью, Болішоє разнообразие видов, экологических типов н популяций лвдернв объединено з QontfedicagQ, оемейоиваЛзбдаггсгй'Па продолжительности жизни >эе виды подразделяется на одколвтниз и многолетние. Закное значение для народного хозяйстве имеют многолетние представители, принаплеяащяв к подроду/^Ьа^і?» Лубенэц (1972) объединил всэ разнообразие зко-типов в 21 вид, нз которых 13 - диплоидные, 6 - тетраплоидннэ а 2 гексаплоиднвэ,, Из культурных видов наибольшее, знэчениз имеют люцерна посевная {Mdica.gosatUG.L}, люцерна гелтая. (HjaCcat&Q, люцерна гибридная (М„ vetfiav ма*.). в лесной зоне европейской часта страны лвцораа пока возцожнвается на ограниченных площадях. Увеличение посевов люцерны должно осуществляться за счет сокращения площадей под малопродуктивными однолетними кормовнте куль гурами, зведення куяурузяо-лицерновнх севооборотов и соверяенетзо-ваная структуре посевов многолетних трав. Здесь люцерну целесообразно использовать как долголетни» культуру ss пастбища и ДЛя приготовления высокобелковых кормов. Для производства ансокобея-хових кормов (травяная мука, паста, гранулы, брикета и др.) необходимо создавать сорта люцерна устойчивые к екзтивекзго з ранние фазн вегетации, когда растения наиболее богатн протеином. Исследования автора носвященн разработке направлений селекции, а такяе созданию принципиально новых сортов многоукосного, сенокосного и пастбищного типа использования, с высокой семенной продуктивностью, 'устойчивых к основным болезням и неблагопри-ятнш факторам среда,
ВНИИ кормов принадлежит приоритет в исследованиях по разработке направлений селекции в созданию сортов люцерны различного целевого назначения.
Настоящая работа представляет собой итог 19 летних (1974-
-1893) исследований, за время которых были разработаны новые подходы к создании сортов люцерны в зависимости от типа использования, создано 5 сортов, разработаны новые методы селекции, _проведено свышэ 4400 опытов, прошш оценку по комплексу признаков свыше 40ОО гморщов в сднозидоззх в смешанных посевах. Ре-бота велась по полной схеме селекционного процесса. При проведений селекционных работ интенсивно использовался селекционно-тепличный комплекс. Исследования проводились в соответствии с тематическим планом научных исследований ВНИИ кормов, который входил в гооу дарственную научно-техническую проблему 0.51.04 и программу 0Ц.041.Доля лячного участия автора в проводимых научных исследованиях по резным проблемам составляла от 65 до 9 0$.
Считаю своим долгом выразить глубокую признательность коллективу лаборатория селекции н первичного семеноводства люцерны за большую помощь в проведении многолетних . экспериментальных исследований.
Актуальность проблема. Исследования были обусловлены необходимость» проведения теоретических и практических разработок по созданию сортов люцерны различного типа использования для условий Нечерноземной зоны к отвечающих требованиям производства. Районированные в зоне сорта сенокосного типа недостаточно быстро отрастает после укосов в стравливания. Имеют невысокую продуктивность сухой масон, характеризуются низкой и неустойчивой по годам семенной продуктивностью. Наиболее высокими корковыми качествами обладает люцерна в молодом возрасте (фазы начала бутонизации и бутонизации до начала цветения). Однако при раннем скашивании .травостоя сортов люцерны оенокосиого типа в последующие годы наблюдается сильное его изреютаниэ (на 60-70^), сни-агетск общий уровень урокайности. Поэтому есть необходимость в создании быстрорастущих, многоукосных сортов, устойчивых к скашиванию в ранние фазы вегетации. Такой сорт в лесной к лесостепной зонах должен обеспечить за вегетацию минимум 3 укосе без значительного выпадания травостоя. Например, при 3-х укосном режиме использования в фазу бутонизация в I кг сухого вещества содержится 0.8-1,1 кор.ед., а в I кор.ед. 215-260 г протеина; в фазу цвэгенЕЯ соответствия 0,64 и 160-180. Новый многоукосный сорт обеспечит получение II0-I20 в, сухого веществе и 22-24 ц
протеине о І га. Создание и внедрение в производство сортов данного типа позволит в., значительной мере снять проблему дедка в кормопроизводстве в лесной в лесостепной зонах. Это направление
селекции люцернн по HBLL.iy убеждению должно бить главным.
Другой актуальної задачей селекции люцерны является выведение сортов, которые можно использовать в качестве бобового компонента при ооздании кульгурчнх и улучшении естественных сенокосов н пастбищ. Введение люцерни в пастбищные севооборота существенно снижает юс потребность в азотных удобрениях, повышает кормовую ценнооть, улучшает почвенное плодородие, удешевляет стоимость продукции. В корнях и пожнивных оотатках люцерны при урожае 60-80 ц/ге сухого вещества на I га накапливается до 80-100 кг азота, что эквивалентно внеоению в почву 250-300 кг азотных минеральных удобрений. Создание и внедрение нового сорта з производство обеспечит получение 85-90 ц кор.ед. ж 20-22 ц/га белка при содержании бобового компонента в травосмеси 3-4 летнего использования не менее 30-40J6, Сорт должен отличаться знсокой конкурентной способностью ж устойчивостью к основным Й0Л9ЭВЯМ К Нб-
,благоприятным факторам срэды. В России специальных исследовании по созданию пвотбвдннх сортов люцерны нэ проводилось.
Низкая и неустойчивая по годам семенная продуктивность районированных в зоне сортов люцерны {Северная гибридная, Дедиковс-кая, Марусинская 425, Казанская 64 и др.) является одной нэ основных причин недостаточно широкого внедрения их в производство. Средний уронэй оешш люцерны в Нечерноземной зоне '-оставляет менее 50.кг/ге. Затрудняют работу по семоноводотву люцерны неблагоприятные погодные условия и ограниченное количество диких опылителей. Поэтому при создании новых сортов различного целевого назначения уделяется большое внимание семенной продуктивноете.
Уровень продуктивности и долголетие люцерны во многом зависит от устойчивости ее к основным болезням,распространенным в зоне возделывания и, з особенности, поражающих корневую систему.
' Например, от фуэ&риоэного увядания (возбудитель болезни fusa-rium
енізроги/п) довольно часто проиоходит существенное изреживание тра-зоотоя люцерны. К 3-4 годам жизни распространенности болезни достигает 80-100^. Существенно снижая росимилирующую способность
-растений, болезни отрицательно влияют и на качество получаемой кормовой массы.
В связи с Эгии5 проведённые исследования имеет большое научное а практическое значение. Цель и задачи исследований. Цель исследований-раэрабатать научные и практические основы для Нечернозёмной зоны России сортов люцерны различного типа использования,гарантирующих получение ваоокнх 8 стабильных урожаев кормовой массы и семян. Ира проведении исследований ставились задачи: -провеоти научно обоснованный подСор видов и сортов иноголе-гяей люцерни о цельс получения нового селекционного материала для ооаданйя ооргов различного целевого направления;
- дать биологическую и хозяйственную оценку сортооОраэцам
люцерны по темпам роста и развітия,урввв продуктивности„содер-
ванию основных питательных веществ,кормовым достоинствам и др.
- разработать схему селекции и создать сорт люцерны устойчи-
, вый к скашиванию в ранние фазы вегетации для приготовленая высо
кобелковых кормов;
изучить особенности побегообразования и развития корневоі сиатемы гибридов люцерны многоукосного и пастбищного типа;
разработать схему селекции и создать сорт люцерны для использования в качестве бобового компонента при создании сенокосов и пастбищ;
-разработать реянцы оцєнлі: гкбркдов люцерны пастбищного типа;
провести научные исследования и создать сорт люцерны с высокой и стабильной по годам семенной продуктивностью;
разработать агротехнические приёмы повышения ееиеняой продуктивности люцерны, в звене первичного сеаеноводстзз;
изучить возможности создания селекцконнь'м путём исходного материала5устойчивого к фузариозам в условиях Нечернозёмной зоны я оценить его по комплексу хозяйственно-ценных признаков.
Научная новизна. Впервые в условиях Центральных районов Нечернозёмной зоны на основе многолетних исследований дано теоретическое и экспериментальное оСоснование создания перспективного материала в сортов люцерны различного целевого назначения.
Разработана схема
селекции и сознаны сорта Лада н Многоу шмная . 2, устойчивые к скашиванию в ранние фазы вегетации для приготовления высокобелковых кормов; разработана схема оедекщш я созданн сорта Паотбгщ-ная 88 я Пастбищная 67 для возделывания в ьмесн со злаковыми тра-замн пря создании многовицовых агрофитопенозов овнохосов н пастбищ; научно обоснован режим оценки гибридов люцерны пастбищного типа, выявлены особенности побегообразования и развития корнево! системы гибридов люцерны многоукосного типа; установлена оатама-льные параметры сортов различного типа использования; проведена исследования по изучению ооогава популяции сортообразцов яицврнк эаотбящяого типа по форме куста а кориеаоЗ системы, способности образовывать партикудн и другим показателям, ях связи о уотоЗчз-востью к принятым режимам использования в продуктивностью, научно обоснованы биологические а морфологические особенности паот-бнвной люцерны. Разработан и защищен авторским свидетельством имитатор вытаптывания при создании исходного материала в условиях тепличного комплекса, протеи испытание другой имитатор вытаптывания ннвотнкма ЙВН-1.0 (вгрегзтжруется о тракторами типа Влэщмгроввц и Т2-І4К) для полевых условий, что сокращает селекционный процесс на 3-4 года я позволяет значительно снизить затраты на создание сортов.
Впервые а лесной зона проведены исследования по созданию нового перспективного материала с повышенной семенной продуктивностью, дано научное обоснование принципов подбора я оценка на отдельных этапах селекции сортов и гибридов лицергы различного экодого-географического происхоадения. Определены основные коррелятивные связи зависимости семенной продуктивности от элементов ее составляющих. Выявлено влияние метеоусловий на плодо- а семяобразозаяие лвцеряы ж определены критерии отбора растений со стабильным образованием бобов и семян за весь период цветения. Изучен виутрисортовой состав популяций дюцервн по признакам аз-тотрншшнга, самофертильности цветка а кнзнеспособности пыльцы и установлено их влияние на ллодообразование люцерны. На основе разработок получен новый перспективный материал люцерны о повы-ше;гаой семенной продуктивностью и создан сорт люцерны Бега 87. Разработаны агротехнические приемы повышения семенной продуктивности люцерны.
Впервые - Нечерноземной зоне осуществлен комплексный подход в углублении исследований по созданию и оценко нового селекционного материала люцерны с повышенной устойчивостью к фузариозам при использовании естественного и искуственного инфекционных фонов. Разработана схема селекционного процессе по созданию устойчивого к болезни исходного материала; проведена оценка исходных и селекционных образцов люцерны на искусственном и инфекционном фоне в лабораторных, вегетационных ж полевых опытах; показана зависимость между интенсивностью развития болезни, содержанием инфекционного начала в полевой почве и погодными условиями; выявлены корреяяциошшв зависимости иеяду устойчнвоогью к оожазив к другим» хозявственно-цеянкмк признаками. Используя рекуррентную селекцию (периодический отбор, тщухт,гибріщ9ация), создан новнй, более устойчивый к фувариозаы селекционный материал люцерны..
Практическая ценность работа
Создано пять сортов люцерны: Лада, Многоукосвая 2 (ЫН-2), Бега 87, Пастбищная 88 и Пастбищная 67 (П-67) характеризующиеся высокой урожайностью сухого вещества и сэмян, с повышенной устойчивостью к корневым тгашш. На оовове многолетних теоретических и экспериментальных исследований научно обоснованы и рекомендована для практической селекции программы соадания сортов люцерны для производства высокобелковых кормов, шюговидовых 8гро$итоце-ноаоз лугов и пастбищ о высокой ж более стабильной по годам семенной продуктивностью. Определены принципы подбора исходного материала при созданин .сортов различного целевого назначения. Для производства высокобелковых корлов созданы сорта Лада (районирован) и Ш 2 (готовится для передачи в ГСфПрз скашивании травостоя многоукосннх сортов в фазу начале бутонизации содержание' протеина ооогавляэт 22-24%, сбор белка" 25-27ц; за 3-4 укоса урожай- , пооть оухого вещеотва доотигает 110-130 и/га. 7стойчивы к скашивания в ранкне фаза вегетации.
Впервые в Росоии для культурных пастбищ, в качестве бобового компоненте гравоомеоей, оовдан высокоуронайний, устойчивый к паотьбэ оорг люцернн Паотбищная 88. Векончена оценка в готовится а передача на'ГСЯ другой оорт пастбищной люцерна П-67. Copt Паст-
битная 88 о 1992 г. проходит государственное испытание. Отличается высокой урожайностью к вытаптыванию животными и конкурентной способностью а травосмеси; за 3-4 стравливания (уяооа) обеспечивает урожайность сухой :.:зосы травосмесей 127-130 ц/га в т.ч. чистой люцерны - S0-IQ5 п/га; уромЯнооть семян 180-240 кг/га, содержание бобового компонента в травосмеси на 4-ый год пользования 35-40. Создан и районирован сорт люцерны Бега 87. Отличается повышенной семенной продуктивностью; в лесной зоне Нечерноземья уро-аай семян 1,5-3,0 ц/га, з лесостепной и степной до 4-6 в/га. Со-деряание протеина в начале цветения 17-18^, урожайность сухой наосы 100-120 ц/га.
Проведечн исследования, в результате которых усовершенствована технология возделывания люцерны на корм и семена. С целью сокращения селекционного процеооа разработаны имитаторы вытаптывания для условий тепличного комплекса и поля. Разработаны режимы оценки нового селекционного материала в результате которых значительно возрастает выход ценных форм люцерны.
Для зовлечения в дальнейший селекционный процесс, создан перспективный материал (линии, гибриды), характеризующийся устойчивостью к комплексу патогенных нзолятов фузариума. В качество исходного материала рекомендован ряд сортов отечественной и зарубежной селекции, выделенных по коыплекоу признаков. Для практической селекции разработана схема создания нового селекционного материала, лабораторный к вегетационный методы оценки, ускоряющие селекционный процесс. Разработаны и используются в практической селекции схемы создания сортов люцерны многоукосного и пастбищного типа использования, применение которых позволило болео целэна-правленвореиать вопросы создания новых сортов, отвечающих требованиям производства.
Реализация результатов исследований. Основные положения, разработанные автором, по созданию сортов люцерны различного типа использования вошли в Методические указания по селекции многоукосных сортов люцерны для условий Нечерноземной зоны (1984), Методические указания по селекции пастбищных сортов люцерны для условий Нечерноземной зоны России (1984), Методически указания по селекции многолетних трав (1969, 1978, 1985, 1993), Методические указания по производству элитных семян многолетних трав (1974,
1978), Рекс чцации по селекции и семеноводству многолетних кормовых культур (1979), Рекомендации по выращиванию семян люцерны (1983), Система семеноводства кормовых культур в Чувашии (1989)
' * Из созданных пяти сортов два районированы, один проходит государственное сортоиспытание, два сорта готовятся к передаче на ГСИ. Сорт Вага 87 районирован по 8 регионам (по 52 областям и республикам России).
Внедрение сорта Вега 87 в производство в сельхозпредприятия Московской, Воронежской, Липецкой, Нижегородской, Волгоградской, Кемеровской и цр,областях при непосредственном участии автора ванной работы и сотрудников лаборатории селекции и семеноводства люцерны, совместно со специалистами АПК .позволило значительно расширить посевные площади этой высокобелковой культуры и довести урожайность сухого вещества в хозяйствах до 80-100 ц/га, семян 1,4-3,2 ц/га.
Сорт Леда районирован по Центральному и Волго-Вятскому регионам (по 15 областям). Многоукосный сорт обеспечивает ээ 3-4 укоса урожайность сухой массы порядка 120-130 ц/га, 25^-27 ц сырого протеина; урожайность семян 1,7-1,9 ц/га; на 4-й год жизни сохраняется 36,0-47,8 травостоя (стандарта 10-15*). Вновь создайте copra МН-2 и П-67 успешно прошли экологическое и производственное испытание, отличаются продуктивным долголетием и устойчивостью к неблагоприятным условиям среды и корневым гни-лям. Благодаря созданию новых сортов, в т.ч. и селекции ВНИИ кормов, распространению опыта и технологии возделывания люцерны, за последнее десятилетие посевные площади под этой культурой возросли в Нечерноземной зоне в 5 раз и в 1992г. составляли около 600 тыс.га.
Созданный селекциокный, перспективный материал используется в селекцентре ВНИИ кормов и его опытной сети (Московская, Мор-шанскэя селенционныэ стэнциг- Дещтновск? опытная станция); схемы селекции и частично перспективный материал лкцериы различного типа испочьзования переданы для практической селекции в Ставропольский ШИСХ, Краснодарский НИШХ и др. научные учреждения России и стран ближнего и дальнего зарубежья. Следует отметить плодотворные комплексные исследования, проводимые ВНИИ кормов с Московской селекционной станцией (совместно созданы сорта Лада, Вега 87, Пастбищная 68) и лабораторией иммунитета.
За разработку методов селекции, оозданив высокоурожайных сортов, пропаганду и внедрение сортов и високоэффективных технологий повышения продуктивности люцерны ж влаковых трав, автор награжден Дипломом I степени, дву,/..: сореорянньга я дву:ш бронзовыми медалями БДЖ.
Апробация работ»- Результаты исследований докладывались не
Всесоюзных координационных совещаниях по использованию исходного материала и селчкции кормовых культур (Ленинград, 1977, ВНИИ кормов, 1977, 1982, 1992; Душанбе, 1979; Алма-Ата, 1983; Киев,1985); на Всесоюзных, зональних, республиканских научных конференциях по вопросам селекции, генетики и семеноводства кормовых культур (Гал--ляарал, УаНИИ зерна, 1977; Дотнува (Литовский НИИЗ, 1978); Безен-чук, 1979; Зерноград, Ростовской облаоти, І9В4; Херсон, 1985; ВДНХ, 1981, 1983, 1985, 1988); на Международных научно-методических освещениях, конференциях (Венгрия, 1976, 1981, 1989; Болгария, 1977, 1986; Монголия, 1979; Румыния, 1980; Польша, 1982; Мальхо, Ге; явная, 1985); съездах Еукарпия (Югославия, 1978; Венгрия, 1980,1990; Чехословакия, 1984); Международных конгрессах по луговодству (Лейпциг, 1978; Франция, 1989), многочисленных семинарах, совещаниях, курсах по повышению квалификации научных оотруднихов, руководителей, специалистов и звеньевых по кормопроизводству иэ различных регионов России; ежегодных научных отчетах ВНИИ кормов.
Публикация результатов. Бо итогам исследований опубликовано 98 работ, в т.ч. по тема диооертацни 78, общим объемом около 57 печатных дистов.Доля автора в совместных публикациях 60-9ОЯ. Получено авторское овидетельотво )» 4726 на сорт люцерны Вега 87; авторское овидетельотво на оорт люцерны Лада; авторское свидетельство Л 4801347 на изобретение - "Способ имитации вытаптывания многолетних трав животными" для уоловий селекционно-тепличного комплекса; в отадии оформления другое изобретение - имитатор вытаптывания ЙВН-1.0 для ложевых уоловий; зарегистрировано 4 рацпредложения на методы оценки исходного и селекционного материала; получены авторские свидетельства на сорта: ежи сборной ВИК 61 » 1651 к полевицы белой ВИК 2. ЛІ650.
Диссертация в форма научного доклада изложена нр 85 страницах, состоит из 8 глав, выводов н предложений производству, включает 24 табл.. врио., і опиоох опубликованных работ по теме диссертации.
Исследования проводились в I974-Z993 гг. на Центральной экспериментальной базе,в опытном хозяйстве пЕрмолино",на Цосковской селекционной станции ВНИИ кормов.
Климат Центрального района Нечерноземья умеренно континентальный. Почвы опытных участков в лесной зоне дерново-подзолистые,тяяело суглинистые,севера лесостепи - серые суглинистые.Сумма температур составляет 180О-200ОС.Продолжительность безморозного периода II0-I20 дней.Количество осадков 500-600 ми в год.Годы проведения исследований различались как по количеству выпавших осадков,так и по температурному режиму.Селекционная работа проводилась на средних по питательности фонах.Опыты размещались в селекционных v. семеноводческих севооборотах люцерны.Иетода исследо- - ваний:лабораторный,вегетационный,полевой,В практической работе широко использовались в качестве исходного материала селекционные отечественные и зарубежные сорта,а таете местные и дикорастущие популяции.Основными источниками исходного материала люцерны является коллекции ВИРа и ВНИИ кормов,взаимный обмен сортооб-разцамис другими научными учрехденияыи,сбор дикорастущих популяций в природных условиях,создание новых форм путём применения различных методов селекции.
Оценки,наблюдения и учёты проводили по Кетодикз селекции многолетних трав (1969),Методический указаниям по селекции многолетних трав (1978,1985),Методике Государственной комиссии по сортоиспытанию (19?3),Иетодичоским указаниям по селекции ыногоукосных сортов люцерны для Нечернозёмной зоны (1984),Методическим указаниям по селекции пастбищных сортов люцерны для условий Нечернозёмной зоны России (1984).Качество корма определяли на анализаторе "Техникой" и в лаборатории массовых анализов Института.
Стагистическая обработка эктерименталы х данных проведена методами ХИ-квадрат,дисперсионного и корреляционно-регрессионного анализов,сравнения частных средних (Доспехов,1985).
