сотрудник
, Россия
Изложены результаты изучения сортовой реакции элементов семенной продуктивности лядвенца рогатого (Lotus corniculatus L.) на самоопыление и перекрестное опыление. Цель испытаний — выявить закономерности влияния типов опыления на семенную продуктивность лядвенца рогатого для дальнейшего планирования селекционной работы с этой культурой и нахождения источников самосовместимости. Исследования проводили в 2019 г. в селекционно-тепличном комплексе Федерального научного центра кормопроизводства и агроэкологии имени В.Р. Вильямса. Наблюдения и учеты выполняли в условиях вегетационного опыта, в сосудах объемом 3 л с использованием почвы, имеющей средний уровень плодородия и кислотность солевой вытяжки, близкую к нейтральной. Анализу подвергли 40 генотипов сортов Смоленский 1 (оригинатор — Смоленская государственная сельскохозяйственная опытная станция им. А.Н. Энгельгардта) и Изис (оригинатор — Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по земледелию). В среднем, от самоопыления число завязавшихся бобов снизилось более чем в 15 раз, число и масса завязавшихся семян, а также число выполненных семян — более чем в 30 раз. Среднее число семян в бобе уменьшилось в 2 раза, средняя масса одного семени — на 8,5%, а средняя длина боба — на 0,7 см. Генотипы сорта Изис обеспечивали достоверно большую долю выполненных семян в общем количестве, чем генотипы сорта Смоленский 1. Среди изученных растений не обнаружено высокой самосовместимости. Следует продолжить поиск данного признака среди большего числа генотипов, в том числе различного эколого-географического происхождения. Для создания сортолинейного материала необходимо увеличить число цветков для самоопыления. Следует разработать методику для облегчения процесса ручного опыления цветков лядвенца рогатого.
лядвенец рогатый, структура урожая семян, сорт, перекрестное опыление, самоопыление, самосовместимость
Лядвенец рогатый является ценной, но пока малораспространенной кормовой культурой. Среди его достоинств можно выделить неприхотливость к условиям выращивания, устойчивость к переувлажнению, кислой почве, вредным организмам, долголетие, высокую белковую продуктивность и способность обогащать почву биологическим азотом [1]. Одни исследователи сообщают, что потенциал семенной продуктивности лядвенца составляет 500–600 кг/га [2]. Другие приводят интервал 800–1100 кг/га [3]. С учетом того, что масса 1000 семян лядвенца рогатого находится в интервале 1,2–
Цель исследований. В связи с вышеизложенным целью наших исследований было изучение влияния самоопыления на структуру урожая семян лядвенца рогатого двух сортов в сравнении с перекрестным опылением.
Методика и условия проведения опыта. Эксперимент выполняли в условиях вегетационного опыта, в сосудах объемом
Результаты исследований и их обсуждение. Подтвердились наблюдения предыдущих исследователей [6] о том, что цветки лядвенца рогатого после опыления не отличаются от неопыленных, что усложняет ручное опыление этой культуры. Все 20 генотипов каждого сорта после перекрестного опыления оставили потомство. Три генотипа Смоленский 1 и два генотипа Изис завязали семена после перекрестного опыления. Согласно данным таблицы, самоопыление оказало сильное отрицательное влияние на число завязавшихся бобов.
По сравнению с перекрестным оно снизилось в 12–19 раз. Межсортовые различия по доле завязавшихся бобов в общем числе опыленных цветков были статистически недостоверными.
Таблица. Структура урожая семян изучаемых сортов лядвенца рогатого
в зависимости от типа опыления
|
Вариант опыления |
Сорт |
Доля завязавшихся бобов |
Число завязавшихся бобов |
Число завязавшихся семян |
Среднее число семян в бобе, шт./боб |
Масса завязавшихся семян, г |
|
Самоопыление |
Смоленский 1 |
0,04 ± 0,04 |
4 |
27 |
6,8 |
0,032 |
|
Изис |
0,07 ± 0,05 |
7 |
39 |
5,6 |
0,050 |
|
|
Перекрестное |
Смоленский 1 |
0,79 ± 0,08 |
79 |
1051 |
13,3 |
1,440 |
|
Изис |
0,87 ± 0,07 |
87 |
1001 |
11,5 |
1,331 |
|
Вариант опыления |
Сорт |
Средняя масса одного семени, мг |
Доля выполненных семян |
Число выполненных семян |
Средняя длина боба, см |
Средняя толщина боба, см |
|
Самоопыление |
Смоленский 1 |
1,19 |
0,59 ± 0,19 |
16 |
1,7 ± 0,2 |
0,23 ± 0,06 |
|
Изис |
1,28 |
0,90 ± 0,10 |
35 |
1,4 ± 0,2 |
0,18 ± 0,05 |
|
|
Перекрестное |
Смоленский 1 |
1,37 |
0,86 ± 0,02 |
909 |
2,2 ± 0,2 |
0,26 ± 0,01 |
|
Изис |
1,33 |
0,85 ± 0,02 |
855 |
2,3 ± 0,4 |
0,23 ± 0,02 |
При самоопылении среднее число семян в бобе у сорта Смоленский 1 было выше на 21,4%, чем у сорта Изис, однако суммарное число завязавшихся семян было на 30,8% меньше из-за меньшего числа образовавшихся бобов. При перекрестном опылении генотипы сорта Изис сформировали на 10,1% больше бобов, но семян меньше на 4,8% из-за меньшего количества семян в бобе.
Масса завязавшихся от самоопыления семян в варианте Смоленский 1 на 36,0% меньше, чем в варианте Изис. Это связано с тем, что помимо меньшего числа завязавшихся семян средняя масса одного семени была меньше на 12,4%. Однако реакция 20 генотипов сорта Смоленский 1 по сравнению с сортом Изис на перекрестное опыление была иной. По массе они сформировали на 8,2% семян больше, что объясняется как большим числом семян (на 5,0%), так и большей (на 3,0%) средней массой одного семени.
В целом же, после перекрестного опыления развивались более тяжеловесные семена. В зависимости от сорта увеличение массы одного семени составило 3,9–15,1%.
Установлена существенность различий между сортами по доле выполненных семян при самоопылении. В варианте Изис этот показатель был выше, чем у Смоленского 1 на 52,5%, а число выполненных семян — в 2,2 раза. При перекрестном опылении различий между сортами не выявлено. Сорт смоленской селекции реагировал на самоопыление достоверным уменьшением выхода выполненных семян из общего числа завязавшихся на 31,4%. У сорта белорусской селекции различия были на уровне статистической погрешности.
Образовавшиеся от самоопыления бобы были на 0,5–0,9 см короче, чем от перекрестного опыления, что статистически значимо. Различия по средней толщине боба в зависимости от влияния типа опыления были в пределах ошибки опыта. Также не было выявлено достоверных сортовых различий по длине и толщине боба.
Выводы. На примере двух сортов лядвенца рогатого показано, что самоопыление снижало семенную продуктивность и большинство слагающих ее элементов по сравнению с перекрестным опылением.
Среди изученных 40 растений не обнаружено генотипов с высокой самосовместимостью. Поиск генетических источников данного признака целесообразно продолжить среди большего числа генотипов, в том числе различного эколого-географического происхождения. Для создания сортолинейного материала необходимо увеличить число цветков для самоопыления. Следует разработать методику для облегчения процесса ручного опыления цветков лядвенца рогатого.
1. Нелюбина Ж.С., Касаткина Н.И. Влияние технологических приемов на формирование семенной продуктивности лядвенца рогатого в Удмуртской республике // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. – 2017. – № 1 (56). – С. 15–20.
2. Писковацкая Р.Г., Макаева А.М., Толмачева Е.В. Современные направления селекции и создание адаптивных сортов клевера ползучего, гибридного и лядвенца рогатого // Инновационные технологии в адаптивно-ландшафтном земледелии : сб. докл. Международной научно-практической конференции / ФГБНУ «Владимирский НИИСХ». – Суздаль, 2015. – С. 92–97.
3. Бусурманкулов А.Б., Кольцов А.В., Дьяченко И.С. Проблемы возделывания лядвенца рогатого на семена и пути их решения // Материалы международной научной конференции молодых ученых и специалистов, посвященной 150-летию А.В. Леонтовича (Москва, 3–6 июня 2019 г.). – М. : Изд-во РГАУ–МСХА, 2019. – 519 с.
4. Медведев П.Ф., Сметанникова А.И. Кормовые растения Европейской части СССР : справочник. – Л. : Колос. Ленингр. отд-ние, 1991. – 336 с.
5. Толмачева Е.В., Зятчина Г.П., Дробышева Л.В. Изучение перспективных образцов лядвенца рогатого по основным хозяйственно-полезным признакам // Многофункциональное адаптивное кормопроизводство : сб. науч. тр., вып. 13 (61). – М. : Угрешская типография, 2017. – С. 107–111.
6. Бугаенко Н.М., Янушко С.В., Петренко В.И., Алехина Ю.В., Шелюто Б.В. Агробиологические основы семеноводства многолетних бобовых трав : учеб. пособие / под ред. А.А. Бойко. – Могилев : Могилевская обл. укрупн. тип., 2007. – 256 с.
7. Новоселов М.Ю., Старшинова О.А., Дробышева Л.В., Зятчина Г.П. Выявление и оценка генетических источников самосовместимости у клевера лугового для создания сортов с высокой и стабильной семенной продуктивностью // Кормопроизводство. – 2017. – № 4. – С. 21–24.
8. Новоселов М.Ю., Старшинова О.А. Создание сложногибридных популяций клевера лугового (Trifolium pratense L.) на основе высокогетерозисных гибридов F1 // Многофункциональное адаптивное кормопроизводство : сб. науч. тр., вып. 13 (61). – М. : Угрешская типография, 2017. – С. 75–80.
9. Бобер А.Ф., Корягин О.М., Повыдало М.В. Селекция люцерны с использованием генов самосовместимости и генетических маркеров // Земледелие и селекция в Беларуси. – 2014. – № 50. – С. 319–325.
10. Кириллов С.С., Полищук А.С. Результаты самоопыления крупноплодных сортов подсолнечника // Вестник Бурятской государственной сельскохозяйственной академии им. В.Р. Филиппова. – 2019. – № 3 (56). – С. 23–28.
11. Бочкарева Э.Б., Горлова Л.А., Сердюк В.В., Стрельников Е.А. Селекция инбредных линий рапса озимого для создания родительских форм гибридов // Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. – 2019. – Т. 180. – № 4. – С. 121–125.
12. Тараненко Л.К., Яцишен О.Л., Тараненко П.П., Кацан Т.А. Самосовместимость генотипов вида F. esculentum Moench. и перспектива их использования в селекции гречихи на гетерозис // Зернобобовые и крупяные культуры. – 2012. – № 3. – С. 30–35.
13. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта: С основами статистической обработки результатов исследований. – М. : Колос, 1979. – 416 с.
