SibNII kormov SFNCA RAN (selekcionnyy centr po kormovym kul'turam, rukovoditel')
For creating new cultivars of red clover it is necessary to use traditional and modern methods: heterosis and ecological breeding. These methods have been used in breeding for a long time, but it was necessary to modify them to the cultivation of red clover considering its biological features (perennity, length of ve-getation period, winter hardiness) in conditions of harsh continental climate in Siberia. The complex-hybrid population, late maturing, diploid based the cultivar SibNIIK 10 has been created based on best polycross offspring by polycross method in West Siberia. The winter hardy, early maturing, diploid based cultivar has been created as the result of combination together with FWRC FPA for the first time ever in Siberia. The research cites a comparative study of two cultivars of red clover (SibNIIK 10 and Prima) of different types of maturity and ploidy by main economically valuable traits. Early maturing tetraploid based cultivar Prima in herbage and dry matter yield exceeds late maturing cultivar SibNIIK 10 by 9–30 and 17–44% and in seed by 18% (in good years).
red clover, cultivar, heterosis breeding, polycross, hybridization, selection, yield
Введение. В Сибири, среди многочисленных проблем в животноводстве, на первом месте всегда было создание прочной кормовой базы, что связано, прежде всего, с природно-климатическими условиями.
Клевер луговой является важнейшей высокобелковой культурой для кормопроизводства, имеет большое агротехническое значение. Он способен накапливать азот в почве, улучшать физико-химические свойства и поэтому является хорошим предшественником. В клеверосеянии большая роль принадлежит сорту.
В различных зонах нашей страны районировано 110 сортов этой культуры, из них в Западно-Сибирском регионе — 25.
«Традиционно возделываемые в зоне клеверосеяния одноукосные, местные позднеспелые сорта не удовлетворяют в полной мере потребности производства. Эти сорта характеризуются растянутым периодом цветения и созревания семян, часто, особенно во влажные годы, сильно полегают еще до начала цветения, что приводит к большим потерям урожая и ухудшению его качества. Нестабильна и семенная продуктивность этих сортов, что является причиной постоянного дефицита семян.
Создание, наряду с позднеспелыми, скороспелых двуукосных зимостойких сортов клевера имеет большое значение не только для северных регионов страны, но и в целом для всей клеверосеющей зоны России.» (Цит. по: Полюдина Р.И. Новый сорт клевера лугового Прима // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 2019. Т. 49. № 3. С. 41–46. DOI: 10.26898/0370-8799-2019-3-5.)
Материалы, условия и методика исследований. Исследования по селекции клевера лугового проводили на центральной экспериментальной базе Сибирского научно-исследовательского ин-ститута кормов СФНЦА РАН, расположенной в лесостепной зоне Новосибирской области (пос. Краснообск). Почва опытных участков — чернозем выщелоченный среднесуглинистый, рН — 6,6. Содержание гумуса в почве — 5,2%, легкогидролизуемого азота — 7,7 мг, подвижного фосфора — 15,0 мг, калия — 16,0 мг на
Исследования по селекции клевера лугового в СибНИИ кормов начаты в 1976 г. Одним из наиболее эффективных методов селекции для клевера лугового является использование эффекта гетерозиса при создании синтетических и сложногибридных популяций методом поликросса [1]. Разработана схема поликроссного питомника, несколько отличающаяся от описанных в литературе, где предусматривается одиночное рендомизированное размещение растений в 100-кратном повторении. В качестве исходного материала были взяты 36 сортов различного эколого-географического происхождения [2].
Сложногибридная популяция (сорт) СибНИИК 10 сформирована из четырех лучших поликроссных потомств, обладающих высоким эффектом гетерозиса (+11…147%) как по отдельным, так и по ряду хозяйственно ценных признаков в сравнении с исходными материнскими сортами и стандартом Асиновский местный [3].
Селекционная работа по созданию диплоидного сорта клевера лугового 15-10-Д (Прима) начата в 1990 г. А.С. Новоселовой и М.Ю. Новоселовым в ФНЦ «ВИК им. В.Р. Вильямса» и продолжена с
В ФНЦ «ВИК им. В.Р. Вильямса» (1990–2000 гг.) в условиях искусственного климата, используя методы гибридизации (ВИК 7 ´ Бурятский дикорастущий) и отборов, создана гибридная популяция 15-10-Д (2n). Исследования продолжены в СибНИИ кормов СФНЦА РАН (2000–2005 гг.). В условиях резко континентального климата Западной Сибири заложен селекционный питомник (рассадой) гнездовым способом (60 ´ 60 см). Методом негативного массового отбора проведена жесткая браковка. Из наиболее скороспелых, продуктивных и зимостойких форм сформирована популяция 15-10-Д (2n), которая изучалась в контрольном, конкурсном сортоиспытании (посев 2006, 2008, 2010 гг.) при двух способах закладки: рядовом — на зеленую массу и широкорядном — на семена. Учетная площадь делянки —
В
Результаты исследований и их обсуждение. В Сибири до 70-х годов XX в. возделывали местные сорта клевера лугового, районированные в 40-х годах прошлого столетия, приспособленные к возделыванию лишь в локальных районах. Это являлось сдерживающим фактором для клеверосеяния [5].
Для расширения зоны клеверосеяния нужны были новые сорта, более зимостойкие, скороспелые, с высокой кормовой и стабильной семенной продуктивностью, большой экологической пластичностью и выраженной способностью эффективно использовать биоклиматический потенциал региона.
Перспективным направлением в селекции перекрестноопыляющихся культур в настоящее время, как в России, так и за рубежом, является создание синтетических и сложногибридных популяций с использованием гетерозиса в течение нескольких поколений.
Впервые в Сибири методом поликросса целенаправленно подобраны генотипы, обладающие эффектом гетерозиса (11–122%) по ряду хозяйственно ценных признаков, исходными материнскими сортами которых являются: Дуванский местный, Уфимский 1, Стендский поздний и Печорский улучшенный, из которых сформированы сложногибридные популяции, в том числе сорт СибНИИК 10 [5].
Сорт СибНИИК 10 имеет повышенную семенную продуктивность — 3,1 ц/га (стандарт Асиновский местный — 2,06 ц/га). Сорт обладает высокой зимостойкостью (90%). Урожайность абсолютно сухого вещества составляет 59 ц/га (у стандарта — 44 ц/га). Наиболее скороспелый: созревает на 8–10 дней раньше стандарта. С
В России (и в Сибири) наряду с позднеспелыми ведутся исследования по созданию раннеспелых зимостойких сортов клевера лугового.
Метод гибридизации используется в селекционной работе с клевером луговым в ФНЦ «ВИК им. В.Р. Вильямса», где получены гибриды от скрещивания географически отдаленных дикорастущих популяций клевера Печорский, Кольский, обладающих высокой зимостойкостью, с высокоурожайными раннеспелыми, но слабозимостойкими формами. По урожаю сена в сумме за два года пользования все гибриды превышали стандарт, что служит доказательством биологической полезности перекрестного искусственного скрещивания географически отдаленных сортов и дикорастущих популяций клевера [6].
На основе этих методологических разработок в России созданы качественно новые сорта клевера лугового Ранний 2, Трио, Орлик, Метеор и др., которые характеризуются высокой урожайностью сухого вещества (90–100 ц/га) и семян (4–5 ц/га), повышенной зимостойкостью и раннеспелостью (созревают на 10–15 дней раньше стандартов ВИК 7, СибНИИК 10) [5; 7; 8; 9; 10]. В результате сочетания методов решена сложная проблема селекции клевера лугового на скороспелость и преодолена генетическая отрицательная корреляционная связь между признаками зимостойкости и скороспелости генотипов клевера лугового на диплоидной основе [7].
В ФНЦ «ВИК им. В.Р. Вильямса» применительно к клеверу луговому разработана селекционная схема эффективного использования метода гибридизации и отборов, обеспечивающая создание новых признаков и их закрепления, сокращение сроков селекции на первых этапах в 1,5–2 раза в условиях искусственного климата. С помощью этих методов стало возможным преодоление генотипического барьера отрицательной коррелятивной связи между зимостойкостью и раннеспелостью [7; 8].
Во ВНИИ кормов (1990–2000 гг.) в ус-ловиях искусственного климата, с использованием метода гибридизации и отборов создана гибридная популяция 15-10-Д (2n). В СибНИИ кормов в условиях лесостепи Западной Сибири в 2000–2005 гг. проведены отборы зимостойких высокоурожайных форм. Созданная популяция испытывалась в трех циклах конкурсного сортоиспытания (посев 2006, 2008, 2010 гг.). Сортообразец характеризуется высокой зимостойкостью (97,0–99,0%), на уровне стандарта СибНИИК 10 (табл. 1).
1. Биологическая характеристика сорта Прима
|
Сорт |
Год посева |
Зимостойкость, % |
Продолжительность периода, дней |
||||||
|
Год пользования |
|||||||||
|
1-й |
2-й |
1-й |
2-й |
1-й |
2-й |
1-й |
2-й |
||
|
до 1-го укоса |
от 1-го до 2-го укоса |
до созревания |
|||||||
|
Прима |
2006 |
99,0 |
98,0 |
66 |
60 |
54 |
55 |
110 |
105 |
|
2008 |
98,5 |
97,5 |
66 |
66 |
60 |
58 |
123 |
115 |
|
|
2010 |
98,0 |
97,0 |
60 |
74 |
60 |
57 |
121 |
117 |
|
|
СибНИИК 10, st |
2006 |
98,5 |
95,5 |
79 |
72 |
— |
— |
125 |
111 |
|
2008 |
98,0 |
97,0 |
84 |
77 |
— |
— |
144 |
127 |
|
|
2010 |
99,0 |
96,0 |
73 |
80 |
— |
— |
131 |
128 |
|
Период от весеннего отрастания до первого укоса у сорта Прима составляет 60–74 дня, от первого до второго укоса — 54–60, от отрастания до созревания — 105–123 дня, у СибНИИК 10 — 72–84 и 111–144 дня соответственно. Семена созревают у раннеспелого сорта Прима во второй–третьей декадах августа (в засушливые годы в первой), а у позднеспелого сорта СибНИИК 10 — в первой и второй декадах сентября.
Раннеспелый сорт Прима дает два полноценных укоса, а позднеспелый сорт СибНИИК 10 во втором укосе дает отаву. Урожайность зеленой массы в первом укосе у сорта Прима в зависимости от погодных условий и от года пользования травостоем варьировала от 101 до 450 ц/га, во втором укосе — от 39 до 334 ц/га. Максимальная урожайность за два укоса составила 587 ц/га (2009 г.) — 127% к СибНИИК 10 (табл. 2).
2. Урожайность зеленой массы клевера лугового сортов Прима и СибНИИК 10
(конкурсное сортоиспытание), ц/га
|
Сортообразец |
1-й год пользования |
2-й год пользования |
За два года |
|||||||||
|
1-й укос |
2-й укос |
сумма за 2 укоса |
% к СибНИИК 10 |
1-й укос |
2-й укос |
сумма за 2 укоса |
% к СибНИИК 10 |
1-й укос |
2-й укос |
сумма за 2 укоса |
% к СибНИИК 10 |
|
|
Посев 2006 года |
||||||||||||
|
Прима |
450 |
97 |
547 |
130 |
183 |
39 |
222 |
94 |
633 |
136 |
769 |
118 |
|
СибНИИК 10 |
360 |
61 |
420 |
100 |
190 |
38 |
228 |
100 |
550 |
99 |
648 |
100 |
|
НСР05 |
27,9 |
11,3 |
31,1 |
|
37,2 |
16,0 |
41,3 |
|
||||
|
Посев 2008 года |
||||||||||||
|
Прима |
401 |
186 |
587 |
127 |
101 |
103 |
204 |
109 |
502 |
289 |
782 |
121 |
|
СибНИИК 10 |
305 |
156 |
461 |
100 |
148 |
40 |
188 |
100 |
453 |
196 |
642 |
100 |
|
НСР05 |
45,2 |
66,2 |
68,8 |
|
46,8 |
32,8 |
48,0 |
|
||||
|
Посев 2010 года |
||||||||||||
|
Прима |
143 |
54 |
196 |
121 |
240 |
334 |
576 |
125 |
383 |
388 |
772 |
124 |
|
СибНИИК 10 |
115 |
47 |
162 |
100 |
222 |
238 |
460 |
100 |
337 |
285 |
622 |
100 |
|
НСР05 |
2,96 |
34,9 |
2,86 |
|
42,3 |
34,9 |
61,3 |
|
||||
Урожайность сухого вещества за два укоса у сорта Прима — 42–135 ц/га, средняя за шесть лет изучения — 87 ц/га, что на 36% выше СибНИИК 10 (рис. 1).
Рис. 1. Урожайность сухого вещества клевера лугового
сортов Прима (2n) и СибНИИК 10 (2n)
Облиственность растений первого года пользования в первом укосе у сорта Прима составляла 33–45%, во втором укосе — 42–47%, у сорта СибНИИК 10 — 28–42% и 40–42% соответственно. Облиственность второго года пользования в первом укосе у сорта Прима — 42–44%, во втором укосе — 35–39%, у сорта СибНИИК 10 — 39–46% и 40–41% соответственно.
За два года пользования у сорта Прима в среднем по двум укосам облиственность была на 3,2% выше, чем у СибНИИК 10 (табл. 3).
3. Облиственность сорта Прима (конкурсное сортоиспытание)
|
Сортообразец |
1-й год пользования |
2-й год пользования |
За два года |
|||||||||||
|
1-й укос |
2-й укос |
среднее за 2 укоса |
± к СибНИИК 10 |
1-й укос |
2-й укос |
среднее за 2 укоса |
± к СибНИИК 10 |
1-й укос |
2-й укос |
среднее за 2 укоса |
± к СибНИИК 10 |
|||
|
Посев 2006 года |
||||||||||||||
|
Прима |
33 |
42 |
37,5 |
1,5 |
42 |
39 |
40,5 |
–0,5 |
37,5 |
40,5 |
39,0 |
1,5 |
||
|
СибНИИК 10 |
28 |
40 |
36 |
0 |
40 |
41 |
41 |
0 |
34,0 |
40,5 |
37,3 |
0 |
||
|
Посев 2008 года |
||||||||||||||
|
Прима |
44 |
47 |
45,5 |
3,5 |
44 |
39 |
41,5 |
–4,5 |
44 |
43,0 |
45,5 |
— |
||
|
СибНИИК 10 |
42 |
— |
42 |
0 |
46 |
— |
46 |
0 |
44 |
— |
— |
— |
||
|
Посев 2010 года |
||||||||||||||
|
Прима |
45 |
43 |
44 |
2,5 |
42 |
35 |
38,5 |
–1,0 |
43,5 |
39 |
41,3 |
0,8 |
||
|
СибНИИК 10 |
41 |
42 |
41,5 |
0 |
39 |
40 |
39,5 |
0 |
40 |
41 |
40,5 |
0 |
||
|
Среднее |
||||||||||||||
|
Прима |
|
41,9 |
3,2 |
|||||||||||
|
СибНИИК 10 |
|
38,7 |
0 |
|||||||||||
Урожайность семян изучаемых сортов клевера лугового зависит от скороспелости и года пользования травостоем. Урожайность диплоидных позднеспелых сортов первого года пользования выше, чем у раннеспелых. Так, в наших исследованиях у сорта Прима (2n) урожайность у растений первого года пользования варьировала от 2,76 до 3,92 ц/га, обсемененность при этом изменялась от 45 до 56%; у сорта СибНИИК 10 (2n) первого года пользования — от 2,34 до 4,33 ц/га и от 46 до 60% соответственно (рис. 2). В среднем за три года изучения по урожайности семян и обсемененности новый раннеспелый сорт Прима был на уровне позднеспелого сорта СибНИИК 10.
Однако следует отметить, что в неблагоприятные годы, при обилии осадков и пониженной температуре (
Рис. 2. Сравнение обсемененности и урожайности семян первого года пользования сортов клевера лугового
Морфологические признаки сорта клевера лугового Прима. Сорт относится к двуукосному раннеспелому типу, диплоидный (2n), имеет многостебельчатый (47–59 стеблей) полупрямостоячий куст высотой до
Листочки эллипсовидной формы, крупные, слабоопушённые, темно-зеленой окраски. Соцветия — ярко-розовая шаровидная головка. Бобы односемянные, яйцевидные, при созревании коричневого цвета. Семена округло-бобовидной формы, желто-фиолетового цвета, масса 1000 семян 1,97 г (табл. 4).
4. Описание сорта Прима по морфологическим и хозяйственным признакам
|
Элементы описания |
Описание отдельных признаков |
|
Форма розетки |
полулежачая |
|
Куст: форма |
многостебельчатый полупрямостоячая |
|
Стебли: а) высота б) грубость в) опушение г) ветвистость |
округлые, полые, среднетолстые 74–95 см негрубые слабое хорошая |
|
Среднее число междоузлий |
6–7 |
|
Облиственность, % |
равномерная: I укос – 33–45% II укос – 35–47% |
|
Листья: а) величина б) форма в) окраска г) опушение |
длина 4,8–6,0 см, ширина 2,7–3,0 см эллипсовидные темно-зеленая слабое |
|
Соцветие: а) форма б) размеры в) степень рыхлости г) окраска |
шаровидная длина 2,0–2,2 см, ширина 2,3–2,5 см средняя ярко-розовая |
|
Семена: а) величина б) масса 1000 семян в) форма г) цвет |
длина 1,9–2,0 мм, ширина 1,28–1,31 мм округло-бобовидная желто-фиолетовый |
|
Корневая система: а) мощность б) выраженность главного корня в) наличие клубеньков |
мощная слабо выражен многочисленные мелкие |
Цветение дружное.
Зимостойкость и засухоустойчивость высокие.
Урожайность зеленой массы за два укоса составляет от 196 до 587 ц/га, сухого вещества — от 42 до 135 ц/га, семян — от 2,76 до 3,92 ц/га. Средняя урожайность зеленой массы за два укоса составляет 388 ц/га, сухого вещества — 87 ц/га, семян — 3,17 ц/га.
В сравнении с позднеспелым сортом СибНИИК 10 сорт Прима раннеспелого типа на диплоидной основе характеризуется более интенсивным развитием растений, начиная от весеннего отрастания до созревания семян.
Это обусловило и более интенсивное нарастание вегетативной массы к укосной спелости (начало цветения). В результате во все годы испытания сорт Прима в сравнении с СибНИИК 10 имел превышение по урожайности зеленой массы (+21%) и абсолютно сухого вещества (+34%) в сумме за два укоса.
Содержание протеина составляет 16,1%, или +0,26% к сорту СибНИИК 10.
Сорт зимостойкий и более устойчив к мучнистой росе и фузариозному увяданию.
Сорт отзывчив на увлажнение как в первой, так и во второй половине лета, быстро растет, формируя высокий урожай первого и второго укосов, может возделываться на орошаемых землях.
Хорошо произрастает на выщелоченных и оподзоленных черноземах, темно-серых и окультуренных дерново-подзолистых почвах.
Лучшие предшественники — озимая рожь, пропашные, однолетние травы.
Заключение. Раннеспелый диплоидный сорт Прима по урожайности зеленой массы и сухого вещества превышает позднеспелый сорт СибНИИК 10 в первый год пользования на 21–30% и 13–81% и во второй год пользования — на 9–25% и 14–43% соответственно, а по урожайности семян и обсемененности первого года пользования сорт Прима был на уровне СибНИИК 10.
Однако следует отметить, что в неблагоприятные годы для позднеспелого сорта при обилии осадков и пониженной температуре (
Полученные данные свидетельствуют о пластичности и высокой потенциальной возможности гибридной популяции сорта Прима, которая имеет существенное преимущество по основным биологическим и хозяйственно ценным признакам над сортом СибНИИК 10.
1. Kedrov-Zihman O.O. Polikross-test v selekcii rasteniy. – Minsk : Nauka i tehnika, 1974. – 127 s.
2. Polyudina R.I. Polikross-metod v selekcii klevera lugovogo // Kormoproizvodstvo. – 1982. – № 11. – S. 33–34.
3. Polyudina R.I. Geterozisnaya selekciya pri sozdanii novyh sortov klevera lugovogo // Sibir-skiy vestnik sel'skohozyaystvennoy nauki. – 2004. – № 4. – S. 102–106.
4. Dospehov B.A. Metodika polevogo opyta. – M. : Kolos, 1979. – 416 s.
5. Polyudina R.I. Klever v Sibiri : monografiya. – Novosibirsk, 2017. – 348 s.
6. Novoselova A.S. Selekciya i semenovodstvo klevera. – M. : Agropromizdat, 1986. – 199 s.
7. Novoselov M.Yu. Selekciya klevera lugovogo. – M. : Tipografiya GU KPK, 1999. – 184 s.
8. Novoselov M.Yu. Klever lugovoy // Osnovnye vidy i sorta kormovyh kul'tur. – M. : Nauka, 2015. – S. 22–74.
9. Bushueva V.I., Kovalevskaya L.I., Novoselov M.Yu., Avramenko M.N. Sozdanie i harakteristi-ka novogo sorta klevera lugovogo GPTT-Ranniy // Vestnik Belorusskoy gosudarstvennoy sel'skohozyaystvennoy akademii. – 2018. – № 1. – S. 28–32.
10. Bekuzarova S.A. Selekciya klevera lugovogo : monografiya. – Vladikavkaz, 2006. – 175 s.
