WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

 

На правах рукописи

ИВАНОВА АЛИНА АЛЕКСАНДРОВНА

СОЗДАНИЕ НОВОГО СЕЛЕКЦИОННОГО МАТЕРИАЛА КЛЕВЕРА ПОЛЗУЧЕГО (TRIFOLIUM REPENS L.) С ПОВЫШЕННОЙ СЕМЕННОЙ И КОРМОВОЙ ПРОДУКТИВНОСТЬЮ, ОТЗЫВЧИВОГО НА ИНОКУЛЯЦИЮ RHIZOBIUM TRIFOLII В УСЛОВИЯХ ЦЕНТРАЛЬНОГО РАЙОНА НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ РОССИИ

Специальность 06.01.05 селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата

сельскохозяйственных наук

Москва 2012

Работа выполнена в Государственном научном учреждении Всероссийский научно-исследовательский институт кормов имени В.Р. Вильямса Российской академии сельскохозяйственных наук

Научный руководитель:  доктор сельскохозяйственных наук,

  профессор

                                        Новоселов Михаил Юрьевич

Официальные оппоненты:  доктор сельскохозяйственных наук,

                                                                        профессор

Писковацкий Юрий Михайлович

кандидат сельскохозяйственных наук,

                                              доцент

                                        Долгодворова Лидия Ивановна

Ведущая организация – Государственное научное учреждение Зональный научно-исследовательский институт сельского хозяйства Северо-Востока имени Н.В. Рудницкого Российской академии сельскохозяйственных наук

Защита диссертации состоится 30 мая 2012 г. в 13 часов 30 минут на заседании диссертационного совета Д 006.019.01 при Государственном научном учреждении Всероссийский научно-исследовательский институт кормов имени В.Р. Вильямса Россельхозакадемии по адресу: 141055, Московская область, г. Лобня, ул. Научный городок, корпус 1.

Факс: 8(495)577–71–07. E-mail: sovetvik@yandex.ru.

Просим Вас принять участие в работе совета или прислать письменный отзыв о данном реферате (в двух экземплярах, заверенных печатью).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке при Государственном

научном учреждении Всероссийский научно-исследовательский институт кормов имени В.Р. Вильямса Россельхозакадемии

Автореферат разослан ___ апреля 2012 г. и размещен на сайте Высшей аттестационной комиссии Министерства образования и науки Российской Федерации: http://vak.ed.gov.ru

Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор сельскохозяйственных наук: Победнов Ю.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. Клевер ползучий (Trifolium repens L.) является ценным источником экологически чистого и дешевого кормового белка. В травосмеси со злаковыми травами обеспечивает от 4000 до 6000 кормовых единиц с 1 гектара без внесения азотных удобрений, что соответствует количеству обменной энергии от 71 до 82 ГДж, отличается долголетием, хорошей отавностью и переваримостью кормов.

Несмотря на высокую ценность клевера ползучего, широкое внедрение его сдерживается недостаточной обеспеченностью семенами потребности производства, из-за сравнительно невысокой семенной продуктивности существующих сортов, неприспособленности к механизированной уборке, слабой конкурентной способности и ряда других факторов.

В решении данных проблем важное место отводится селекции, позволяющей обеспечить выведение сортов, отвечающих запросам сельскохозяйственного производства. Создание нового селекционного материала клевера ползучего, отличающегося рядом ценных хозяйственно-биологических свойств и признаков, с использованием методов гибридизации, отбора, с улучшенной отзывчивостью на инокуляцию является актуальным вопросом исследования.

Целью исследований являлось сравнительное изучение селекционных образцов разновидностей hollandicum, giganteum и silvestre по комплексу хозяйственно-биологических признаков; подбор родительских пар для внутривидовой гибридизации; создание нового гибридного материала с повышенной семенной и кормовой продуктивностью, отзывчивого на инокуляцию, устойчивого в пастбищно-сенокосных агрофитоценозах Нечерноземной зоны России.

Задачи исследований:

1. Оценить хозяйственные и биологические признаки коллекционных образцов различного эколого-географического происхождения.

2. Подобрать родительские формы и провести новые внутривидовые скрещивания с привлечением разновидностей silvestre и giganteum с целью улучшения их зимостойкости, конкурентной способности и семенной продуктивности.

3. Выявить и оценить октоплоидные формы клевера ползучего, закрепить плоидность с использованием метода гибридизации.

4. Провести оценку по комплексу хозяйственно-биологических признаков гибридов F1 и F2, полученных с участием сортообразцов разновидности silvestre и giganteum.

5. Оценить гибриды F2–F6, созданные ранее, в селекционных питомниках и в конкурсном сортоиспытании, выделить лучшие.

6. Оценить перспективные гибриды клевера ползучего F3 и F6 по азотфиксирующей способности при инокуляции различными штаммами клубеньковых бактерий, подобрать комплементарные растительно-микробные пары с высокой эффективностью симбиоза, кормовой и семенной продуктивностью.

Научная новизна:

– в условиях Центрального района Нечерноземной зоны России изучен и оценен коллекционный материал клевера ползучего различного эколого-географического происхождения, выделены ценные источники для селекции;

– на основе изучения коллекции создан перспективный гибридный материал F2 с повышенной кормовой и семенной продуктивностью;

– проведена оценка гибридного материала в контрольном питомнике, выделены перспективные образцы для закладки сортоиспытания;

– выделены и оценены октоплоидные формы, впервые сформирован октоплоидный образец клевера ползучего С4;

– по итогам конкурсного сортоиспытания лучший образец клевера ползучего, F6 Espanso х Киви, передан в Государственную комиссию по сортоиспытанию под названием «Луговик»;

– на перспективных селекционных образцах и сортах изучено влияние инокуляции различными штаммами Rhizobium trifolii и выделены комплементарные пары.

Практическое значение.

– на всех этапах селекционного процесса создан перспективный селекционный материал для включения в различные селекционные программы;

– передан в Государственную комиссию по сортоиспытанию новый сорт клевера ползучего Луговик превосходящий стандарт по основным хозяйственным характеристикам;

– для сортов ВИК 70 и Луговик подобраны комплементарные штаммы Rhizobium trifolii, позволяющие значительно увеличить кормовую и семенную продуктивность сортов.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены на научных совещаниях: IV Всероссийская научно-практическая конференция молодых ученых «Научное обеспечение агропромышленного комплекса» (Краснодар, 2010 г.); на заседаниях секции ученого совета по селекции и семеноводству кормовых культур и заседаниях Учёного совета ГНУ ВИК Россельхозакадемии (2009–2012 гг.).

Публикации по материалам диссертации. Основные результаты иссле-

дований опубликованы в 9 печатных работах, в том числе – 3 в изданиях, реко-

мендованных ВАК РФ.

Личное участие автора в проведении экспериментов составляет 100%. Закладка полевых, вегетационных и лабораторных опытов, анализ и обобщение результатов исследований были проведены автором лично.

Объём и структура работы. Диссертация изложена на 156 страницах компьютерного текста, состоит из введения, 6 глав, выводов и предложений селекционной практике и производству, содержит 28 таблиц, 14 рисунков, 26 приложений. Список литературы включает 134 наименования, в том числе 39 на иностранном языке.

УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Диссертационная работа выполнена в 2009–2011 гг. на экспериментальной базе Государственного научного учреждения Всероссийский научно-исследовательский институт кормов имени В.Р. Вильямса Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИК Россельхозакадемии) в полевых условиях и при широком использовании селекционно-тепличного комплекса.

Материалом исследований в 2009–1011 годах служили: сорта отечественной и зарубежной селекции, дикорастущие образцы, гибриды F2–F6, полученные в предыдущие годы в отделе селекции от реципрокного скрещивания, образцы октоплоидов С1, коммерческий штамм клубеньковых бактерий – 348а и штаммы, выделенные из местной почвенной микрофлоры КР-2 и КР-4а.

В опытах стандартами служили районированные в Московской области сорта клевера ползучего Гомельский и ВИК 70.

Полевые опыты проводили в селекционно-клеверном севообороте на дерново-подзолистой почве с содержанием в пахотном слое гумуса 1,64%, Р2О5 28,40 мг на 100 г почвы, К2О 16,70 мг на 100 г почвы, pH солевой вытяжки 6,10, легкогидролизуемого азота 6,75.

Почвенно-климатические условия проведения исследований типичные для лесной зоны. Метеорологические условия в годы проведения исследований были различными. Сумма среднесуточных температур воздуха вегетационных периодов составила: в 2009 году – 2550,6оС, в 2010 году – 3078,5оС и в 2011 году – 2811,0оС при среднемноголетнем показателе – 2350,1оС. По уровню влагообеспеченности 2010 и 2011 гг. не достигали нормы: за вегетационные периоды этих лет количество атмосферных осадков имело следующие показатели – 265,2 и 279,9 мм (72 и 76% от нормы). Вегетационный период 2009 г. был более благоприятным по увлажнению: осадков выпало 107% от нормы. Различные погодно-климатические условия в годы проведения исследований позволили всесторонне изучить коллекционный и селекционный материал клевера ползучего.

Исследования по селекции клевера ползучего проводили по полной схеме селекционного процесса. Закладку опытов, наблюдения, оценки и учеты проводили согласно методикам ВИРа, ГНУ ВИК Россельхозакадемии и Госкомиссии по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур (Методические указания по селекции и первичному семеноводству многолетних трав, 1993; Методические указания по селекции и первичному семеноводству клевера, 2002; Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур, 1972).

Химические анализы растительных и почвенных проб проведены в лаборатории физико-химических методов исследования ГНУ ВИК Россельхозакадемии.

Математическую обработку экспериментальных данных проводили статистическими методами (Доспехов Б.А., 1985).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Изучение и оценка коллекционных сортообразцов клевера ползучего. При создании новых сортообразцов или гибридов клевера ползучего сенокосно-пастбищного типа использования практический интерес из коллекционного материала представляют образцы: Betta, Milka, Milkanova (Дания) и Гомельский (Белоруссия). В популяциях этих образцов доминируют растения с прямостоячей формой куста, увеличенными размерами черешков листьев (20–26 см) и цветоносов (24–26 см), длиной листовых пластинок (2,3–2,8 см – крупнолистная форма) и диаметру соцветий (1,6–2,9 см – средние и крупные головки) (табл. 1).

Таблица 1. Характеристика образцов клевера ползучего по основным хозяйственно-биологическим признакам (20092010 гг.)

Показатель

Вариант опыта

Betta

Milka

Milkanova

Печор-ский

Гомель-ский стандарт

НСР 05

Зимостойкость, %

90,00

93,00

86,00

95,00

95,00

Длина черешков листьев, см

23,87*

25,74*

25,61*

8,50

20,34

1,17

Длина цветоносов, см

25,40

24,15

26,35*

8,38

25,10

1,09

Урожайность зеленой массы, г/растение

313,67

323,00

191,33

57,10

314,67

29,80

Сбор сухого вещества, г/растение

48,10

51,50*

35,70

9,40

47,50

3,90

Содержание сырого протеина, %

23,58

21,23

19,72

24,56

23,51

Обсемененность соцветий, %

275,15

249,88

191,71

203,53

152,36

Масса семян с одного куста, г

3,21

6,49*

3,23

0,41

5,41

0,24

Примечание: * – достоверное отличие от стандарта при 95%-ном уровне вероятности.

Выделены 5 образцов пастбищно-сенокосного типа использования: ВИК 70 (Россия), Hija (Финляндия), Sandra, Nora, Lena (Швеция). В этих популяциях отмечается больше растений со стелющейся и приподнимающейся формой куста. Они характеризуются менее крупными, чем у образцов сенокосно-пастбищного типа, вегетативными и генеративными органами. Два образца пастбищного типа Печорский и Алтайский (Республика Коми и Алтайский край) имели мощную прикорневую розетку и хорошую зимостойкость.

В результате опытов было установлено следующее: высокой зимостойкостью обладают образцы Milka, Алтайский, Печорский, Гомельский (90–100%); высоким содержанием сырого протеина в первом укосе – Печорский, Гомельский (23,52–24,56%); повышенным сбором сухого вещества – Betta 48,10 г/растение и Milka 51,50 г/растение, что на 1,3 и 8,4% выше стандарта; высокой семенной продуктивностью – Milka (масса семян на одно растение на 20% выше стандарта).

Создание и изучение новых гибридов клевера ползучего, полученных с использованием сортообразцов разновидностей silvestre и giganteum. С целью создания нового селекционного материала клевера ползучего в качестве родительской формы были использованы зарубежные сорта разновидности giganteum Волат (Белоруссия), Титан (США) и Атоляй (Латвия), оцененные ранее в отделе селекции клевера, а также дикорастущие образцы разновидности silvestre (Печорский, Алтайский), изученные в коллекционном питомнике.

Оценка родительских образцов по морфо-биологическим признакам выявила, что образцы разновидности giganteum превосходят стандарт по основным морфологическим характеристикам, которые определяют кормовую и семенную продуктивность, а также технологичность уборки (табл. 2).

Таблица 2. Морфо-биологическая характеристика родительских форм клевера ползучего, включенных в гибридизацию (2009 год)

Показатели

Варианты опыта

Печор-ский

Алтай-ский

Атоляй

Волат

Титан

ВИК 70 стандарт

НСР 05

Длина листовой пластинки, см

1,90

1,78

2,99*

2,97

2,97

2,85

0,13

Ширина листовой пластинки, см

1,73

1,68

2,21*

2,26*

2,27*

2,07

0,11

Длина черешка, см

15,49

15,26

28,44*

23,80

23,99

25,24

0,85

Диаметр черешка, см

0,12

0,13

0,22*

0,21*

0,22*

0,18

0,01

Длина цветоноса, см

23,33

20,79

30,60

28,71

32,94

39,10

1,42

Диаметр цветоноса, см

0,14

0,15

0,24*

0,20

0,21

0,21

0,01

Длина головки, см

1,73

2,11*

2,53*

2,62*

2,58*

1,77

0,13

Диаметр головки, см

2,32

2,26

2,63*

2,69*

2,91*

2,35

0,12

Примечание: * – достоверное отличие от стандарта при 95%-ном уровне вероятности.

Полученные от реципрокного скрещивания 12 гибридов F1 были оценены как по кормовой (I год жизни), так и по семенной продуктивности (II год жизни). Изучение гибридов F1 проводилось при индивидуальном размещении растений (50 х 50 см).

В процессе оценки гибридного потомства были изучены корреляционные связи между двадцатью морфо-биологическими признаками. Интенсивность развития растений и раннеспелость имеют положительные корреляционные зависимости с содержанием сухого вещества и числом семян в одной головке (r=0,47 и r=0,46) и отрицательную зависимость с массой 1000 семян (r= – 0,49). Продуктивность сухого вещества гибридов имеет функциональную зависимость с продуктивностью зеленой массы (r=0,94) и показателями определяющими семенную продуктивность (числом цветков в головке – r=0,65, числом семян в головке – r=0,52, раннеспелостью – r=0,47). Число цветков в головке тесно взаимосвязано с высотой и диаметром цветоносов (r=0,51–0,52), диаметром столонов (r=0,66), продуктивностью зеленой массы (r=0,71) и сухого вещества (r=0,65), а также числом семян в головке (r=0,51). Наличие корреляционных связей между основными морфо-биологическими признаками гибридов позволяет проводить отбор и оценку селекционного материала на ранних этапах селекции.

В результате оценки гибридов F1 по основным хозяйственно-биологическим показателям выявлено, что гибрид Атоляй х Печорский достоверно превышает стандарт практически по всем основным признакам (табл. 3).

Таблица 3. Характеристика гибрида F1 Атоляй х Печорский по основным хозяйственно-биологическим признакам (2010 год)

Показатели

ВИК 70 стандарт

F1 Атоляй х Печорский

% к

стандарту

НСР 05

Длина цветоносов, см

13,98

17,58*

125,75

1,47

Длина головки, см

  1,83

  1,99*

108,74

0,10

Зеленая масса, г/растение

47,20

80,00*

169,49

  17,19

Сухая масса, г/растение

  5,89

10,76*

182,68

2,50

Сбор сырого протеина, г/растение

  1,25

  2,63*

210,40

0,20

Содержание сырого протеина, %

21,15

24,41

Обсемененность соцветий, %

134,96

132,84

Масса 1000 семян, г

0,55

0,55

100,00

0,04

Примечание: * – достоверное отличие от стандарта при 95%-ном уровне вероятности.

Оценка лучших гибридов Алтайский х Волат, Алтайский х Атоляй, Волат х Печорский и Атоляй х Печорский была продолжена в условиях СТК во втором поколении. По итогам морфо-биологического анализа лучшими гибридами F2 оказались Волат х Печорский и Атоляй х Печорский. Данные гибриды превысили стандарт ВИК 70 по длине и ширине листовой пластинки (2,84–3,21 см и 2,21–2,28 см) на 18–34% и 9–13%, длине и диаметру цветоносов (20,44–21,64 см и 0,16–0,18 см) соответственно на 6–12% и 14–29%.

Выделение и оценка октоплоидных форм клевера ползучего и перспективы их использования в гибридизации. Хромосомный набор октоплоидного клевера ползучего равен 64. Использование данных форм в селекции может идти по двум направлениям: 1) непосредственное создание октоплоидных сортов клевера ползучего; 2) использование октоплоидных форм в межвидовой гибридизации и получение фертильных гибридов.

В наших исследованиях, проведенных в 2009–2011 гг., использовался селекционный материал С1 клевера ползучего, полученный ранее в отделе селекции и первичного семеноводства. Данный материал был создан путем воздействия 0,3% раствора колхицина на проростки сорта ВИК 70 методом вакуумной инфильтрации (Киреева О.В., 1988).

Методом гибридизации и отбора по форме пыльцевых зерен был получен октоплоидный материал клевера ползучего С2, С3 и С4 поколения.

Изучение октоплоидных растений С1, С2 и С3 поколения показало, что данные формы клевера ползучего существенно превосходят стандарт сорт ВИК 70 по большинству хозяйственно-ценных признаков (табл. 4).

Таблица 4. Характеристика октоплоидных форм клевера ползучего (20092011 гг.)

Варианты

Длина

черешков, см

Длина

цветоносов, см

Содержание сырого протеина, %

Масса

1000 семян, г

Октоплоид С1

25,20

33,58

16,86

1,02

ВИК 70 стандарт

26,00

25,15

16,93

0,65

НСР 05

1,07

1,18

0,10

Октоплоид С2

19,94

30,02

16,51

0,91

ВИК 70 стандарт

15,68

19,32

17,78

0,55

НСР 05

4,31

6,40

0,18

Октоплоид С3

25,05

30,50

22,57

1,14

ВИК 70 стандарт

16,54

20,84

19,92

0,60

НСР 05

5,35

6,30

0,15

Примечание: * – достоверное отличие от стандарта при 95%-ном уровне вероятности.

Контрольный питомник гибридов F2 и F5. С целью предварительной оценки образцов, полученных при гибридизации сортов разновидности hollandiсum и giganteum, в 2009 году был заложен контрольный питомник. Оценка гибридов F2 и F5 проводилась по основным хозяйственно-биологическим признакам. Контрольный питомник представлен следующими гибридами и образцами: Гомельский (стандарт), ВИК 70, F5 Regal х СГП Белнииз, F5 СГП Белнииз х Regal, F2 Титан х Гигант, F2 Гигант х Титан, F5 Ladino giganto Ladiano х СГП Белнииз, F5 СГП Белнииз х Ladino giganto Ladiano, F2 СГП Белнииз х Espanso, F2 Espanso х СГП Белнииз, F2 Титан х Morso otofte, F2 Morso otofte х Титан.

По основным показателям кормовой продуктивности данные образцы достоверно превосходят стандарт: по урожайности зеленой массы на 9–28% (3,3–3,9 кг/м2), урожайности сухого вещества на 13–36% (0,5–0,6 кг/м2), сбору сырого протеина на 16–49% (0,11–0,14 кг/м2). Показатели семенной продуктивности у изучаемых гибридов следующие: обсемененность соцветий 147–208%, число головок на 1 м2 685–1207 штук и масса семян 25–40 г/м2, у стандарта они соответственно составляют 163%, 832 штуки и 29 г/м2.

В результате изучения гибридов в контрольном питомнике в 2010–2011 годах выделены перспективные образцы клевера ползучего, характеризующиеся высокой семенной и кормовой продуктивностью для сенокосно-пастбищного типа использования F2 СГП Белнииз х Espanso и F2 Espanso х СГП Белнииз (табл. 5). С целью дальнейшего изучения данные гибриды включены в конкурсное сортоиспытание.

Таблица 5. Характеристика образцов клевера ползучего по основным хозяйственно-биологическим признакам в контрольном питомнике

(20102011 гг.)

Показатели

Гомельский стандарт

F2 СГП Белнииз х Espanso

% к

стандарту

F2 Espanso х СГП Белнииз

% к

стандарту

НСР 05

Урожайность зеленой массы, кг/м2

3,06

3,80*

124,18

3,93*

128,43

0,31

Сухое вещество, кг/м2

0,47

0,61*

129,79

0,64*

136,17

0,06

Сбор сырого протеина, кг/м2

0,09

0,13*

141,06

0,14*

148,54

0,02

Содержание сырого протеина, %

22,98

25,93

26,13

Число цветков в одной головке, штук

77,00

74,00

96,10

82,00

106,49

6,87

Число семян в одной головке, штук

125,00

120,00

96,00

121,00

96,80

18,66

Обсемененность, %

162,34

161,62

147,56

Число головок на 1 м2, штук

832,00

1081,00

129,94

1103,00*

132,63

157,00

Биологическая семенная продуктивность, т/га

0,29

0,33*

116,25

0,30

102,79

0,04

Примечание: * – достоверное отличие от стандарта при 95%-ном уровне вероятности.

Конкурсное сортоиспытание. Оценка перспективных образцов клевера ползучего по основным хозяйственно-биологическим признакам проводилась в конкурсном сортоиспытании посева 2008 года. Опыт представлен следующими гибридами: F6 Espanso х Киви, F3 ВИК 70 х Волат, Нulа, Юбилейный, Волат, ВИК 70, Гомельский, F2 Гигантский ЭИ – 0,02 х Юбилейный НДММ – 0,025, F2 Юбилейный НДММ х Гигантский ЭИ – 0,02.

По итогам конкурсного сортоиспытания образец F6 Espanso х Киви был передан для испытания в Государственную комиссию по сортоиспытанию Российской Федерации в 2010 году под названием «Луговик». Данный образец был создан в отделе селекции клевера в результате гибридизации сортов Espanso (Италия) и Киви (Дания). Из данной комбинации скрещивания были отобраны высокопродуктивные генотипы. Сорт рекомендован для создания долголетних сенокосов и пастбищ в условиях Нечерноземной зоны России (табл. 6).

Таблица 6. Характеристика перспективного образца клевера ползучего F6 Espanso х Киви по основным хозяйственно-биологическим признакам в конкурсном сортоиспытании (20092010 гг.)

Показатели

Гомельский стандарт

F6 Espanso х Киви

(сорт Луговик)

% к

стандарту

НСР 05

Урожайность зеленой массы, т/га

48,20

65,40

135,54

10,11

Сухое вещество, т/га

7,12

10,02

140,73

1,32

Сбор сырого протеина, т/га

1,47

2,01

136,74

0,31

Содержание сырого протеина, %

21,06

20,81

Обсемененность, %

82,05

102,75

Число головок на 1 м2, штук

690,15

777,65

112,68

155,21

Масса 1000 семян, г

0,47

0,45

95,75

0,08

Биологическая семенная продуктивность, т/га

0,27

0,41

151,04

0,04

Примечание: * – достоверное отличие от стандарта при 95%-ном уровне вероятности.

Оценка перспективных образцов клевера ползучего по симбиотической азотфиксации. В условиях селекционно-тепличного комплекса была проведена оценка лучших межсортовых гибридов F3 и F6 (F6 Espanso х Киви; F6 Киви х Espanso; F3 Волат х ВИК 70; F3 ВИК 70 х Волат) и сорта ВИК 70 по эффективности симбиоза при инокуляции различными штаммами Rhizobium trifolii. Учет доли биологического азота в биомассе клевера проводился методом сравнения с не бобовой культурой, тимофеевкой луговой.

Интегральным показателем биологической азотфиксации является накопление сухой биомассы бобовых растений. В процессе наших исследований выявлено, что наибольшую надземную массу, массу корней и биомассу сформировали варианты Espanso x Киви на фоне штамма КР-4а, Волат х ВИК 70 при инокуляции штаммами местной почвенной микрофлоры КР-2 и КР-4а, а ВИК 70 в сочетании со всеми изучаемыми штаммами (табл. 7).

На основании полученных экспериментальных данных выявлены следующие варианты с повышенным накоплением общего и биологического азота: Espanso x Kиви при инокуляции штаммом КР-4а; Волат х ВИК 70 на фоне штаммов КР-2 и КР-4а, ВИК 70 х Волат и ВИК 70 в сочетании со штаммами КР-2, КР-4а, 348а (71,5–82,0 и 60,9–71,5 мг/растение).

Результаты исследований показали, что при инокуляции штаммом КР-2 гибрида ВИК 70 х Волат и сорта ВИК 70 увеличилось содержание сырого протеина до 17,8%, а гибрида Espanso х Киви до 17,6% (на контроле соответственно 16,4, 16,6 и 15,6%). Инокуляция штаммами Rhizobium trifolii способствовала увеличению сбора сырого протеина у образцов Волат х ВИК 70, ВИК 70 х Волат и ВИК 70 соответственно на 25,0–34,4%, 24,2% и 36,7–46,7% по сравнению с контролем.

На фоне штаммов КР-4а и 348а существенно увеличилась урожайность семян с одного растения гибридов Espanso х Киви (0,81 и 0,84 г), Волат х ВИК 70 (0,75 и 1,01 г) и сорта ВИК 70 (0,88 и 0,89 г) соответственно на 72,3–78,7%, 41,5–90,6% и 41,9–43,6% относительно контрольных вариантов.

Таблица 7. Влияние штаммов клубеньковых бактерий на эффективность симбиоза и семенную продуктивность образцов клевера ползучего (20092011 гг.)

Штамм

Сухая

биомасса, г/растение

Накопление азота

в биомассе, мг/растение

К**,

%

Сырой протеин в надземной массе, г/растение

Масса семян с одного растения, г

общий

биологи-ческий

Espanso x Киви

КР-2

1,90

54,73

44,12

80,40

0,29

0,79*

КР-4а

2,48

71,46*

60,85*

85,20

0,39*

0,81*

348а

2,32

64,05

53,44

83,40

0,34

0,84*

контроль

1,99

50,65

40,04

79,00

0,28

0,47

Волат х ВИК 70

КР-2

2,95*

74,21*

63,60*

85,70

0,42*

0,50

КР-4а

2,93*

76,23*

65,62*

86,08

0,43*

0,75*

348а

2,58

63,03

52,42

83,17

0,40

1,01*

контроль

2,21

57,22

46,61

81,14

0,32

0,53

ВИК 70

КР-2

2,82*

82,07*

71,46*

87,07

0,44*

0,66

КР-4а

2,73*

75,76*

65,15*

86,00

0,41*

0,88*

348а

2,88*

78,93*

68,32*

86,56

0,42*

0,89*

контроль

2,08

57,36

46,75

81,50

0,30

0,62

НСР 05

0,41

0,10

0,12

Примечание: * – достоверное отличие от стандарта при 95%-ном уровне вероятности;

** – коэффициент азотфиксации.

ВЫВОДЫ

1. В результате изучения 11 сортообразцов клевера ползучего различного эколого-географического происхождения в коллекционном питомнике выделены ценные источники для селекции по ряду признаков:

– высоко зимостойкие – Milka, Алтайский, Печорский, Гомельский (90–100%);

– раннеспелые – Алтайский (на 11% скороспелее стандарта);

– с морфологическими показателями (число головок на растении, размер головок, длина цветоноса), обеспечивающими технологичность уборки и высокую семенную продуктивность, – Milkanova, Milka, Betta;

– с высоким содержанием протеина (23–25%) – Печорский, Гомельский;

– с высокой семенной и кормовой продуктивностью – Betta, Milka, соответственно на 8 и 19% больше стандарта.

2. На основе изученной коллекции создано 12 гибридных комбинаций между зарубежными сортами разновидности giganteum и дикорастущими образцами разновидности silvestre. Оценка гибридов F1 и F2 по основным морфо-биологическим и хозяйственным признакам показала, что гибридная комбинация Атоляй х Печорский представляется наиболее перспективной для дальнейшей селекционной работы. Этот гибрид превосходил стандарт: по длине цветоноса на 26%, размерам соцветий на 9–11%, диаметру столона и куста на 9–38%, продуктивности зеленой и сухой массы на 69 и 83% и содержанию сырого протеина на 3,2%.

3. В результате изучения С1 поколения по форме и размерам пыльцевых зерен были выделены октоплоидные формы клевера ползучего и сформированы С2, С3 и С4 поколения. Оценка октоплоидных форм по основным морфо-биологическим и биохимическим характеристикам показала, что полученные октоплоиды представляют интерес для селекции по признакам, влияющим на прочность цветоносов и стеблей, мощность развития растений и кормовую продуктивность.

4. Оценка гибридов клевера ползучего в контрольном питомнике выявила наиболее перспективные образцы для дальнейшей селекционной работы. Гибриды F2 СГП Белнииз х Espanso и Espanso х СГП Белнииз превосходят стандарт по сбору сухого вещества и сырого протеина на 30–36% и 41–49% и по семенной продуктивности на 16 и 3% соответственно.

5. Изучение перспективных образцов клевера ползучего в конкурсном сортоиспытании показало, что наиболее продуктивным является гибрид F6 Espanso х Киви. Образец превосходит стандарт по основным хозяйственно-биологическим показателям: урожайности зеленой массы (65,4 т/га) на 35,5%, сбору сухого вещества и сырого протеина (10 и 2 т/га) на 41 и 37%, семенной продуктивности на 51%.

6. В результате оценки перспективных образцов клевера ползучего по эффективности симбиотической азотфиксации были подобраны комплементарные пары макро- и микросимбионтов, обеспечивающие увеличение продуктивности растений:

– накопление сухого вещества на 22–38% у гибридов Espanso х Киви на фоне штамма КР-4а, Волат х ВИК 70 при инокуляции штаммами КР-2 и КР-4а и сорта ВИК 70 со штаммами КР-2, КР-4а и 348а;

– сырого протеина на 24–40% у комбинаций Espanso х Киви на фоне штамма КР-4а, Волат х ВИК 70 со штаммом КР-4а и ВИК 70 со штаммом 348а;

– на фоне штаммов КР-4а и 348а существенно увеличилась урожайность семян с одного растения гибридов Espanso х Киви, Волат х ВИК 70 и сорта ВИК 70 соответственно на 31–36%, 21–63% и 42–44% относительно стандарта.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ СЕЛЕКЦИОННОЙ ПРАКТИКЕ И

ПРОИЗВОДСТВУ ДЛЯ УСЛОВИЙ ЦЕНТРАЛЬНОГО РАЙОНА

НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ РОССИИ

1. Для создания гибридов с высокой кормовой и семенной продуктивностью предлагается использовать коллекционные образцы с ценными источниками признаков: зимостойкость (Печорский, Гомельский), раннеспелость (Алтайский), технологичность уборки семенного травостоя (Milkanova, Milka, Betta), высокое содержание протеина (Печорский, Гомельский), высокая кормовая и семенная продуктивность (Milka, Betta).

2. Включить созданный перспективный гибрид F2 Атоляй х Печорский и октоплоидный образец С4 в селекционные программы по изучению хозяйственных свойств. Использовать октоплоидные формы в межвидовой гибридизации для получения фертильных гибридов.

3. Предлагается включить в конкурсное сортоиспытание перспективные образцы клевера ползучего СГП Белнииз х Espanso и Espanso х СГП Белнииз, выделившиеся в контрольном питомнике по основным хозяйственно-биологическим показателям.

4. Для создания долголетних сенокосов и пастбищ в условиях Нечерноземной зоны России рекомендуется образец Espanso х Киви, который по итогам конкурсного сортоиспытания под названием «Луговик» передан в Государственное сортоиспытание. Сорт Луговик характеризуется следующими показателями: урожайность зеленой массы 65 т/га, сухого вещества 10 т/га, сбор сырого протеина 2 т/га, биологическая семенная продуктивность 0,9 т/га.

5. Для увеличения кормовой и семенной продуктивности предлагается сорта Луговик и ВИК 70 инокулировать комплементарными штаммами Rhizobium trifolii. Использование штамма КР-4а позволяет увеличить накопление сухого вещества у сорта Луговик на 22%, а штамма 348а у сорта ВИК 70 на 38%. Максимальное увеличение семенной продуктивности достигается при применении штамма 348а на сорте Луговик на 36% и на сорте ВИК 70 на 44%.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Иванова А.А. Изучение и оценка коллекционных сортообразцов клевера ползучего по основным хозяйственно-биологическим признакам / Научное обеспечение агропромышленного комплекса: Материалы 4-ой Всероссийской науч. практ. конф. молод. ученых. – Краснодар: КубГАУ, 2010. – С. 667–668.

2. Иванова А.А. Создание и изучение новых гибридов клевера ползучего полученных с использованием разновидностей silvestre и giganteum / Актуальные и новые направления сельскохозяйственной науки. Материалы VII Международной конференции молодых ученых. – Владикавказ, Изд. «Горский госагроуниверситет», 2011. – С. 127–129.

3. Дробышева Л.В., Зятчина Г.П., Иванова А.А. Оценка исходного материала клевера ползучего (Trifolium repens L.) по отзывчивости на инокуляцию штаммами Rhizobium trifolii // Кормопроизводство. – 2011. – №1. – С. 20–22.

4. Писковацкая Р.Г., Макаева А.М., Толмачева Е.В., Иванова А.А. Принципы, методы и результаты селекционной работы с лугопастбищными бобовыми травами / Многофункциональное адаптивное кормопроизводство / Под редакцией члена-корреспондента Россельхозакадемии В.М. Косолапова, Н.И. Георгиади. – М.: Угрешская типография, 2011. – С. 198–208.

5. Иванова А.А. Изучение новых гибридов клевера ползучего (Trifolium repens L.) // Кормопроизводство. – 2011. – №7. – С. 21.

6. Новоселов М.Ю., Писковацкая Р.Г., Иванова А.А. Оценка октоплоидных форм клевера ползучего (Trifolium repens L.) // Адаптивное кормопроизводство. – 2011. – №3(7). – С. 45–47.

7. Писковацкая Р.Г., Иванова А.А. Создание и изучение новых гибридов клевера ползучего (Trifolium repens L.), полученных с использованием разновидностей silvestre и giganteum // Адаптивное кормопроизводство. – 2011. – №4(8). – С. 26–29.

8. Писковацкая Р.Г., Иванова А.А. Изучение и оценка коллекционных сортообразцов клевера ползучего (Trifolium repens L.) по основным хозяйственно-биологическим признакам / Перспективы развития адаптивного кормопроизводства. Материалы Международной научно-практической конференции, ГНУ ВИК Россельсхозакадемии, 28 января 2011 г. / Под ред. В.М. Косолапова, И.А. Трофимова, Б.М. Кошена – Москва – Астана, 2011. – С. 256.

9. Писковацкая Р.Г., Иванова А.А. Изучение и оценка новых гибридов клевера ползучего (Trifolium repens L.), созданных с использованием сортов разновидности hollandicum и giganteum // Кормопроизводство. – 2012. – №4 (в печати).






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.