CC BY
206
УДК 633.2/3:631.526.32
АДАПТИВНЫЕ СОРТА КОРМОВЫХ ТРАВ ДЛЯ ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ УСЛОВИЙ РОССИИ
B.М. КОСОЛАПОВ, член-корреспондент РАСХН, директор
C.И. КОСТЕНКО, кандидат сельскохозяйственных наук, зав. отделом
С.В. ПИЛИПКО, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник
ВНИИ кормов Россельхозакадемии
E-mail: [email protected]
Резюме. Во ВНИИ кормов имени В.Р. Вильямса Россельхозакадемии за последние 10 лет выведено более 50 новых сортов кормовых растений, принадлежащих к различным ботаническим семействам (Poaceae, Fabaceae, Brassicaceae). Основное внимание при их создании уделялось возможности использования в экстремальных условиях. Кроме того, впервые были выведены сорта для хозяйств различных форм собственности и интенсивности возделывания. Все сорта отбирали не только по кормовой, но и по семенной продуктивности, химическому составу и переваримости получаемого корма. В отдельных случаях сорта создавали с учетом конкретных условий регионов. В связи со специализацией сельскохозяйственного производства, а также с учетом потребностей в специализированных сортах для озеленения и рекультивации, выведены новые сорта, предназначенные для создания газонов, задернения откосов, пастбищного использования, выращивания в травосмесях. При работе над новыми сортами кроме традиционной селекции проводится параллельное создание специализированных штаммов микроорганизмов, которые помогают раскрыть биологический и хозяйственный потенциал конкретного сорта.
Ключевые слова: кормопроизводство, селекция, экологическая пластичность, экстремальные условия, сорта, многолетние злаковые травы, клевер луговой, люцерна.
В России преобладающая часть сельскохозяйственных земель находится в условиях рискованного земледелия, поэтому значение адаптированных сортов особенно велико в плане необходимости повышения продуктивности угодий на основе экологической устойчивости. Особенно важен правильный подбор сортов кормовых трав для развития кормопроизводства [1].
Использование интенсивных сортов нового поколения, отличающихся устойчивостью к абиотическим и биотическим факторам, наряду с высокой продуктивностью и повышенной средообразующей функцией, -основное условие устойчивого развития сельского хозяйства. Особенно это актуально для предприятий с высокой культурой земледелия, что определяет продуктивность и устойчивость кормовых агроэкосистем, а также специфику технологий возделывания [2].
Сорта с максимальной приспособленностью к местным условиям, даже в ущерб общей продуктивности найдут свою нишу в хозяйствах фермеров и в основной массе российских предприятий, испытывающих недостаток в удобрениях, гербицидах, оборотных средствах.
Как отмечал А.А. Жученко [3] адаптивную систему селекции растений следует рассматривать в качестве наиболее реального и эффективного средства, использование которого позволит свести к минимуму неблагоприятные для сельского хозяйства последствия изменений климата. Поэтому изучение экологической пластичности позволяет создавать сорта нового поколения, приспособленные к изменению почвенно-климатических условий, устойчивые к болезням, сочетающие высокий потенциал продуктивности с экологической пластичностью.
В связи с изложенным в соответствии с планом приоритетных и прикладных исследований Россельхозакадемии по научному обеспечению развития агропромышленного комплекса Российской Федерации на 20112015 гг. цель современной селекционной стратегии кормовых трав - создание системы климатически и экологически адаптированных, хозяйственно-специализированных, высокопродуктивных сортов с повышенной симбиотической активностью, устойчивых к болезням на основе широкого использования генофонда культурной и природной флоры, биотехнологии и биогеоценологии.
Условия, материалы и методы. На сегодняшний день во ВНИИ кормов создана система географически и экологически дифференцированных, продуктивных сортов многолетних и однолетних кормовых культур, рекомендованных для использования в различных экстремальных условиях. Наиболее важные признаки, по которым ведется целенаправленная селекция, - более раннее созревание, устойчивость к повышенной кислотности почвы и токсичности ионов алюминия, солеустойчивость, засухоустойчивость, устойчивость к переувлажнению почвы, повышенная симбиотическая активность.
Сегодня в Государственный реестр селекционных достижений РФ включено 930 сортов 86 видов кормовых культур, в том числе многолетних бобовых трав - 240, многолетних злаковых трав - 421, зернобобовых кормовых культур - 85, масличных - 170, аридных кормовых культур - 20 сортов [4]. Среди них доля сортов селекции ВНИИ кормов составляет 14 % (124 сорта). Наиболее широкое распространение получили 85 сортов, площади под семенниками которых достигают 2,1 млн га.
Результаты и обсуждение. На основе эколого-эволюционного подхода в последние годы создано более 20 новых сортов клевера лугового, гибридного, ползучего с важнейшими эколого-биологическими характеристиками и хозяйственно ценными признаками. Среди них можно назвать клевер луговой ВИК-77, Ветеран, Добры-ня, Метеор, Памяти Лисицына, Топаз; клевер ползучий Луговик, которые характеризуются четко выраженной экологической индивидуальностью, симбиотической активностью, разными сроками созревания. В различных экологических условиях они формируют 8...13 т/га сухого вещества, обеспечивают сбор 2,0.2,5 т/га протеина, накапливают в почве 120.150 кг азота.
Клевер луговой ВИК 77 - среднеранний, диплоидный двуукосный, период от весеннего отрастания до первого укоса 50.70 дн. (на 12.17 дн. раньше позднеспелых сортов), отличается высокой зимостойкостью. Максимальная урожайность сухого вещества 12 т/га, семян - до 500 кг/га, содержание сырого протеина в сухом веществе - 16,5.17,0 %, клетчатки - 25,3.26,7 %. Рекомендуется для сенокосного использования на полевых землях с целью производства высокобелковых зеленых и грубых кормов.
Клевер луговой Ветеран отличается быстрыми темпами отрастания весной и после укосов, относится к раннеспелому тетраплоидному типу. Характеризуется повышенной засухоустойчивостью и высокой зимостойкостью (80.90 %). Урожайность зеленой массы - 75.80 т/га, сухой - 14,5.15,5 т/га, семян - до 400 кг/га, содержание протеина в первом
укосе - 16.. .17 %, клетчатки - 22.. .24 %. Отличительная особенность сорта - повышенная азотфиксирующая способность.
Клевер луговой Добрыня относится к раннеспелому тетраплоидному, двуукосному типу, засухоустойчивый и зимостойкий сорт, характеризуется быстрыми темпами отрастания весной, средняя урожайность зеленой массы - 50,0 т/га, сухого вещества - 9,4 т/га, семян - 260 кг/га, среднеустойчив к мучнистой росе и фузариозу. Целевое назначение - полевое и луговое травосеяние в Центральном регионе.
Клевер луговой Топаз рекомендуется для кислых почв с рН 4,5.4,8 и повышенным содержанием алюминия (до 10 мг/100 г почвы), позднеспелый, диплоидный, одноукосный, урожайность сухого вещества - 8 т/га, семян - 500 кг/га, содержание сырого протеина -15.16 %, слабо поражается антракнозом, фузариозом и клеверным раком [5].
Клевер ползучий Луговик характеризуется высокой зимостойкостью (95...100 %) и урожайностью в лугопастбищных агрофитоценозах, обилием головок (408...860 шт./м2), отзывчив на инокуляцию клубеньковыми бактериями и обладает более высоким коэффициентом азотфиксации (80...85 %). Сбор сухого вещества и сырого протеина с 1 га соответственно
9.2 и 1,92 т. По продуктивности семян в среднем за 6 лет испытаний превышение над стандартом ВИК 70 составило 0,5 ц/га (30,3 %). Травостой этого сорта при достаточном увлажнении и правильном уходе можно использовать до 6...8 лет. Рекомендуется для сенокосно-пастбищного использования в условиях Нечерноземной зоны России.
На основе применения в селекции клевера лугового современных методов (химический мутагенез, полиплоидия) создан перспективный, ультрараннеспелый селекционный материал, созревающий на 10...15 дн. раньше стандартов, пригодный для выведения ультрараннеспелых сортов, предназначенных для северных и северо-западных районов [6, 7].
В результате исследований, проведенных на клевере луговом, ползучем и инкарнатном сформировано 2 растительно-микробные системы клевера инкарнат-ного с повышенной азотфиксирующей способностью и продуктивностью, при этом урожайность семян клевера лугового с низкой биологической семенной продуктивностью в случае использования эффективных штаммов увеличивается до 50 %.
Одна из лучших кормовых трав для всех видов скота и птицы - люцерна. В последние годы во ВНИИ кормов с использованием эффективных методов фитоценотиче-ской селекции создан ряд экологически дифференцированных и хозяйственно-специализированных сортов этой культуры для различных почвенно-климатических зон России: люцерна изменчивая Агния, Галия, Селена, Соната, Солеустойчивая; люцерна хмелевидная Мира. Все они характеризуются продуктивным долголетием, высокой конкурентной способностью, зимостойкостью, высокой устойчивостью к корневым гнилям, повышенной симбиотической азотофиксацией и возможностью выращивания на почвах с низким плодородием, на кислых и засоленных почвах.
Сорт Агния создан с использованием симбиотиче-ских биотехнологий, предназначен для 6.8 летнего сенокосного использования. Максимальная продуктивность (13,5...15,6 т/га сена люцернозлаковой травосмеси, в том числе 12,8...12,9 т/га люцерны и 3,0...
3.3 т/га протеина) достигается на 4...6 годы пользова-
ния. Средняя урожайность семян 600 кг/га, в условиях Московской и Тюменской областей их максимальный сбор достигал 850...900 кг/га. Сорт устойчив к возделыванию на слабоокультуренных почвах (рН 4,5...5,0), отличается зимостойкостью, холодостойкостью, засухоустойчивостью, высоким уровнем симбиотрофности. Предпосевная бактеризация семян комплементарными штаммами клубеньковых бактерий повышает урожай сена на 15...20 %, семян - на 30...50 %, накопление биологического азота возрастает на 100...120 кг/га и достигает 270...300 кг/га за сезон. С 2012 г. допущен к использованию по Центральному региону.
Впервые для условий Нечерноземной зоны создан сорт люцерны Селена с высокой устойчивостью к кислотности почвы (рН 4,8.5,5), с быстрым темпом отрастания после укосов, зимостойкий, с более высокой (на 4.14 %) устойчивостью к корневым гнилям, отличается продуктивным долголетием (четыре - пять лет), повышенной симбиотической азотофиксацией, высокой конкурентной способностью в многовидовых агрофитоценозах. Урожайность зеленой массы травосмеси с его участием в среднем за 3 цикла испытания на почвах с рН 5,0.5,5 составила 50 т/га, сухой -12 т/га, в том числе люцерны - 9 т/га, сбор белка -2.2,5 т/га, урожайность семян - 288 кг/га. На почвах с рН 4,8.5,0 урожайность зеленой массы в одновидовом посеве составляет 31 т/га, сухой - 7,9 т/га, семян -129 кг/га. Сорт допущен к использованию с 2007 г. по Северо-Западному региону для одновидового посева и в травосмеси на почвах с рН 4,8.5,5.
Сорт люцерны Солеустойчивая с повышенной устойчивостью к засолению хлоридным натрием формирует 3...4 укоса зеленой массы в течение 3.4 лет пользования. В условиях орошения урожайность зеленой массы составляет 80.90 т/га, сухой - 15.16 т/ га, семян - 300.350 кг/га, сбор протеина - 2,8.3,5 т/ га. Допущен к использованию для орошаемых земель Волгоградской, Саратовской, Астраханской областей, республики Калмыкии с 2004 г.
Для сенокосно-пастбищного использования на слабоокультуренных почвах с неглубоким почвенным горизонтом выведен сорт люцерны хмелевидной Мира. Он обеспечивает урожайность сухого вещества в одновидовом посеве 10.12 т/га, в травосмеси - 9. 10 т/га с содержанием люцерны 6 т/га, сбор протеина в среднем составляет 2 т/га, урожайность семян 400. 1200 кг/га, в почве под посевами накапливается 150. 160 кг/га симбиотического азота. Допущен к использованию по 12 регионам Российской Федерации.
В результате изучения эффективности растительно-микробных систем на люцерне изменчивой и хмелевидной получен ценный селекционный материал с повышенной устойчивостью к почвенной кислотности (на 17 %), линии люцерны хмелевидной и расы клубеньковых бактерий.
Многолетние злаковые травы имеют большое значение в луговом и полевом травосеянии, обеспечивают получение дешевого и разнообразного корма (зеленая трава, сено, силос), отличаются такими характерными биологическими качествами, как долголетие, зимостойкость, пластичность, способность к вегетативному возобновлению. Некоторые их виды используют при создании газонов различного типа, предохранения почвы от водной и ветровой эрозии [8.10].
Во ВНИИ кормов были выведены многие из широко распространенных и популярных в России сортов злаковых трав. Практически по всей стране
допущены к использованию такие сорта тимофеевки луговой как ВИК 9 и ВИК 85, ежи сборной ВИК 61, овсяницы луговой ВИК 5. На основе полиплоидии был создан первый сорт тетраплоидного райграса пастбищного ВИК 66, который позволил продвинуть выращивание этой культуры, по сравнению с традиционным ареалом ее возделывания, на 200.300 км севернее и восточнее. Последние сорта райграса пастбищного - Дуэт, Феникс, Карат отличаются еще большей зимостойкостью и долголетием, обеспечивая урожайность сухого вещества на орошаемых землях более 200 ц/га за сезон, при семенной продуктивности 8.12 ц/га. Продуктивное долголетие сорта Феникс на севере Московской области при сенокосном режиме использования достигает 6. 8 лет. У сорта Карат, который был выведен как газонно-пастбищный, продуктивность ниже, но он способен выдерживать до 10 стравливаний за сезон. Кроме того, этот сорт прекрасно растет в смеси с клевером ползучим. Если другие сорта райграсов в травосмеси с бобовым компонентом формируют 160.170 ц/га сухого вещества, то при использовании сорта Карат, в тех же условиях удавалось получить 180 ц/га сухого вещества и более.
При испытании образцов, выделившихся по устойчивости к грибным заболеваниям, на инфекционном фоне, был создан сорт райграса пастбищного Воронежский, который отличается высокой устойчивостью к повышенным температурам и неравномерному увлажнению. В условиях юга Воронежской области на богарных участках он формирует до 140 ц/га сухого вещества при семенной продуктивности более 6 ц/га.
В результате исследований по изучению устойчивости многолетних злаковых трав к грибным болезням был выделен ряд образцов с комплексной устойчивостью к нескольким возбудителям. При дальнейшем их изучении на Моршанской селекционной станции был выведен сорт полевицы гигантской Моршанская 97. Работу с культурой проводили в направлении создания сорта с максимальной приспособленностью к пойменным условиям. В итоге удалось вывести сорт, максимально приспособленный к повышенной
влажности воздуха, с повышенной устойчивостью к грибным заболеваниям, который на плодородных, пойменных землях формирует урожай сена высочайшего качества 150 ц/га и более. При использовании минеральных удобрений в рекомендованных для зоны дозах, продуктивность сенокоса возрастает в 1,5-1,8 раза.
Новое интенсивно развивающееся направление использования многолетних злаковых трав - рекультивация и озеленение. Селекция сортов трав для этих целей имеет специфические особенности. Например, они не должны быстро наращивать вегетативную массу, но в тоже время должны формировать плотный травостой. Долголетие и устойчивость к неблагоприятным абиотическим и биотическим факторам внешней среды у таких сортов должны быть максимальными. Лучше всего перечисленным требованиям отвечают корневищные формы низовых трав.
В институте кормов выведен ряд специализированных сортов, отличающихся невысоким ростом, дружным отрастанием, повышенной густотой травостоя. Это мятлик луговой Дар, овсяница красная Диана и Сигма, полевица гигантская Чара, овсяница луговая Кварта и Бинара. Сорта создавали с учетом региона их будущего основного применения, например, сорт овсяницы красной Диана предназначен в основном для южных регионов, а Сигма - для центральных. Это достигалось путем проведения экологических испытаний в соответствующих регионах, имитации условий будущего использования сорта (частые скашивания, вытаптывание, повышенный инфекционный фон и др.).
Выводы. Создание системы адаптивных сортов многолетних кормовых трав, климатически и экологически дифференцированных, высокопродуктивных, устойчивых к экологическим стрессам, формирует предпосылки для стабильного развития кормовых агроэкосистем. На основе изучения биологии развития новых сортов и особо дефицитных кормовых трав разрабатываются эффективные технологии их возделывания на семена с использованием ресурсосберегающих приемов восстановления и повышения продуктивности земель.
Литература.
1. Косолапов В.М. Стратегия развития селекции и семеноводства кормовых культур. - Адаптивное кормопроизводство. -2011. - №4. - С. 6-10
2. Косолапов В. М. Роль кормопроизводства в обеспечении продовольственной безопасности России. - Адаптивное кормопроизводство. - 2011. - №1 - С. 16-19.
3. Жученко А.А. Адаптивное растениеводство (эколого-генетические основы): в 2х т. - М., 2009. - С. 359-395
4. Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию в 2012 г. Том 1 Сорта растений. - М. : ФГБУ Государственная Комиссия Российской Федерации по испытанию и охране селекционных достижений, 2012. - 384 с.
5. Методические указания по первичному и элитному семеноводству новых сортов клевера лугового. - М., 2010. - 27 с.
6. Экологическая селекции и семеноводство клевера лугового (Результаты 25-летних исследований творческого объединения ТОС «Клевер»). - М.: 2012. - 287 с.
7. Новоселова А.С. Селекция и семеноводство многолетних трав. - М., 2005. - 375 с.
8. Методические указания по селекции многолетних злаковых трав. - М., 2012. - 50 с.
9. Костенко С.И. Сорта многолетних трав для каждого региона.// Вестник Россельхозцентра. - 2010. - №2. - С. 8-12.
11. Костенко С. И. Особенности выведения сортов многолетних злаковых трав для травосмесей и газонов. Кормопроизводство проблемы и пути решения. - М., 2007. - С. 301-306.
ADAPTIVE VARIETY OF FOOD AND HERBS FOR EXTREME CONDITIONS OF RUSSIA V.M. Kosolapov, S.I. Kostenko, S.V. Pilipko
Summary. In the Name of Research Institute of Feed VR Williams RAAS in the last 10 years, bred more than 50 new varieties of food plants belonging to different botanical families (Poaceae, Fabaceae, Brassicaceae). The main focus was in deriving these varieties to their use in extreme conditions of cultivation culture. In addition to using varieties for growing under optimal conditions for the first time attention was paid to the removal of varieties to farms of different ownership forms and intensity of cultivation. All varieties were selected not only on productivity, but also for seed. Production, chemical composition and digestibility of feed derived from plants of these varieties. In some cases, the derived class to the specific conditions of individual regions, which differ from the surrounding climatic conditions. In connection with the specialization of agricultural production, as well as the need for specialized varieties for landscaping and restoration, new varieties for creating lawns, sod slopes for pasture use for growing in mixtures. In developing new varieties in addition to conventional plant breeding is carried out in parallel, and the creation of specialized strains of microorganisms that help to open up all over the biological and economic potential of a particular grade. Keywords: crop production, plant breeding, ecological flexibility, extreme conditions, varieties, perennial grasses, clover, alfalfa.
