AGROBIOLOGICAL PARAMETERS OF SELECTION SAMPLES THE OFFSPRING OF ABORIGINAL ECOTYPE ARCTAGROSTIS LATIFOLIA

Иванова О.Г.

Кандидат биологических наук, Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Магаданский научно-исследовательский институт сельского хозяйства»

АГРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ СЕЛЕКЦИОННЫХ ОБРАЗЦОВ - ПОТОМСТВА ДИКОРАСТУЩЕГО ЧУКОТСКОГО ЭКОТИПА АРКТОПОЛЕВИЦЫ ШИРОКОЛИСТНОЙ

Аннотация

В статье приведены результаты трехлетнего отбора перспективных образцов из элитных растений потомства дикорастущего чукотского экотипа арктополевицы широколистной в селекционном питомнике. В результате оценки для дальнейшей селекции по комплексу агробиологических параметров выделены образцы высокого уровня зимостойкости и энергии отрастания, с высотой листового яруса выше 50 см, облиственностью 43-55%, стабильной урожайностью сухой массы 13,7- 17,8 г/куст и полноценных семян, всхожестью 89-93%.

Ключевые слова: селекция, дикорастущие злаки, чукотский экотип, агробиологические параметры.

Ivanova O. G.

PhD in Biology, Federal State budget scientific institution «Magadan Research Institute of agriculture»

AGROBIOLOGICAL PARAMETERS OF SELECTION SAMPLES THE OFFSPRING OF ABORIGINAL ECOTYPE ARCTAGROSTIS LATIFOLIA 

Abstract

The article presents the results of three years of selecting promising samples from elite plant progeny of aboriginal ecotype Arctagrostis latifolia in breeding kennel. The evaluation for further breeding on the complex  of the parameters of allocated agro high-level samples hardiness and energy regrowth, with the height of the vegetative shoots -  50 centimeters above, the leafage plants - 43-55% , stable yields of dry weight 13,7-17,8 grammes per hive  and full seeds with germination of  93% .

Keywords:  breeding, wild cereals, Chukotka ecotype, agro- biological parameters.

Развитие северного луговодства требует комплексного подхода в решении актуальных задач, связанных с обеспечением высокой продуктивности агроценозов, экологической безопасности агроландшафтов, экономией энергетических и материальных ресурсов, внедрением новых адаптивных сортов кормовых культур. Создаваемые новые кормовые растения должны обладать географической и экологической приспособленностью, устойчивостью к комплексу природных и антропогенных факторов.

Ввозимые в северные регионы морозостойкие сорта кормовых трав ориентированы на использование интенсивных технологий выращивания, проведения мелиоративных мероприятий, плохо противостоят инвазии местной флоры, не обеспечивают биологического и хозяйственного долголетия агрофитоценозов, не способны в условиях Севера формировать полноценные семена.

Одним из основных средств биологизации лугового кормопроизводства является «адаптивная селекция». Целесообразность ее состоит не только в развитии альтернативы техногенно-ориентированному направлению развития кормопроизводства, но и в необходимости создания основного средства биологизации регионального кормопроизводства - основы для практической реализации стратегии внедрения ландшафтно-адаптивных технологий  [1, 2].

В практике селекционных исследований в настоящее время существует много примеров эффективного использования аборигенных растений в качестве исходных форм или доноров для создания высокопродуктивных и устойчивых новых сортов, в том числе кормовых культур. Актуальность использования в селекции дикорастущей флоры обусловлена необходимостью оздоровления и обогащения сортового генофонда растений, обеспечения экологической пластичности создаваемых сортов, их устойчивости к распространенным болезням и вредителям сельскохозяйственных культур, обеспечения высоких показателей продуктивности и качества кормов. В Магаданском НИИСХ исследования по изучению и оценке популяций дикорастущих полярных и субполярных трав для расширения ассортимента кормовых культур, используемых в северном луговодстве, проводятся с 1985 года в коллекционных питомниках  экотипов полярных и субполярных трав [3].

В настоящее время Род арктополевица (Arctagrostis) включает 4 известных вида:

1) Arctagrostis arundinacea- арктополевица тростниковая

2) Arctagrostis festucacea – арктополевица овсяницевидная

3) Arctagrostis latifolia- арктополевица широколистная

4) Artagrostis ursorum- арктополевица медвежья.

В дикорастущем виде арктополевица встречается в районах Арктики, Северо-Востока России, Северной Америки.

На текущий период научная новизна селекционной работы ФГБНУ Магаданский НИИСХ по многолетним злаковым травам заключается в том, что впервые для зонального кормопроизводства ведется работа над созданием на основе дикорастущего экотипа нового сорта арктополевицы широколистной с повышенной стабильной урожайностью, семенной продуктвностью и долголетием более 20 лет.

Семена для закладки селекционных питомников были отобраны со старовозрастного коллекционного травостоя по результатам визуальной оценки растений по высоте, мощности куста, облиственности, отсутствию признаков повреждения болезнями.

Арктополевица широколистная (Arctagrostis latifolia (R. Br.) Crised.) –чукотский экотип (г. Анадырь, Чукотский АО, РФ) - долголетний (до 25 и более лет) высокопродуктивный, рыхлокустовой среднеспелый злак, ценный как пастбищный и сенокосный вид. Перспективен для создания высокопродуктивных сенокосных угодий на болотных мерзлотных торфяно- (торфянисто) - глеевых почвах, выдерживает периодическое переувлажнение и затопление почвы.

Имеет обильные прикорневые листья и хорошо облиственные стебли. Образует рыхлые дерновины, глубина проникновения основной массы корней достигает 23-27 см; благодаря хорошо развитой корневой системе формирует плотный травостой до 1.4 -2.0 тыс. шт./м² побегов, 60-65% которых составляют генеративные побеги; образует замкнутые куртины, противостоит инвазии сорных и малоценных видов. Высота репродуктивных стеблей 90-110 см, длина метелки 14-24 см, стебель гладкий неопушенный, средней мягкости. Окраска узлов темно-зеленая. Листовая масса составляет 42-45% веса растения. Высота листового яруса – 65-75 см, листья гладкие, мягкие, без опушения, темно-зеленые.

Весеннее отрастание раннее – 15-20 мая. Полноценный урожай дает на третий год жизни, на фоне минеральной подкормки - до 50 ц/га сена.  Укосная спелость наступает в 3-ей декаде июня – 1-ой декаде июля. Созревание семян – в 2-3 декаде августа. Осыпаемость семян слабая. Арктагростисовые луга ценны тем, что травостой после уборки на семена пригоден для использования на сено (15-20 ц/га) или на зеленую подкормку.

Селекционные питомники заложены в 2011 году (подзимний посев) на опытном поле ФГБНУ Магаданский НИИСХ, в окрестности п. Ола, Ольского района Магаданской области. Участок имеет небольшой уклон северо-восточной экспозиции, открыт в сторону Ольского лимана Охотского моря.

Климат морской, муссонный; часты моросящие туманы и дожди. Среднемноголетнее количество осадков за период вегетации (I д. мая – III д. сентября) 244 мм, переход температуры воздуха через +5 ˚C – 6 июня и 25 сентября, а положительных температур к отрицательным значениям – 10 октября. Среднегодовая температура воздуха минус 4,7 ˚C. Абсолютный минимум температуры воздуха минус 47 ˚C.

Для Ольского района Магаданской области характерны жесткие условия перезимовки многолетних трав. Бесснежные зимы чередуются с обильными снегопадами. Сильные ветры (более 10 м/сек.) способствуют снегопереносу на открытых участках, поэтому зимующие травы подвергаются не только переохлаждению оголенных от снега узлов кущения, но и механическому воздействию снега и почвенных частиц.

Почва опытного участка болотная мерзлотная торфянисто-глеевая, в исходном состоянии неплодородная, отличается сильнокислой реакцией почвенного раствора и холодностью профиля.

Посев перспективных образцов потомства элитных   растений в селекционном питомнике был проведен  в 2011г. широкорядным гнездовым способом - (25Х45 см). Питомник включает 500 селекционных номеров, по каждому номеру 75 растений. Делянка состоит из 3-х рядков длиной 6,25 см, междурядья - 45 см. В ряду размещается 25 гнезд, в каждое было  высеяно по 5 семян. Площадь делянки 6,25 (6,25 Х 1) м²; общая площадь опыта - 3125м².

Оценка лучших потомств элитных растений в год посева проводилась по пятибалльной шкале, глазомерно, определялись периоды посев – всходы – кущение; тип куста, плотность, тенденция к образованию первого узла (начало выхода в трубку), пораженность болезнями, окраска листьев, реакция на неблагоприятные погодные условия, общая кустистость в конце вегетации, дата прекращения вегетации. На второй и последующие годы наблюдения проводились в соответствие  общепринятым методическим указаниями [4, 5]. Негативный массовый отбор растений проводился по комплексу параметров: зимостойкость, общая кустистость (количество побегов на 1 куст), продуктивность (на 1 куст), общая облиственность, общая высота, высота листового яруса и  генеративность травостоя.

В результате трехлетних наблюдений и жесткого отбора по биоморфологическим и хозяйственно ценным признакам выделены перспективные селекционные номера – 3; 10; 56; 79; 97; 117; 131; 148, сохранявшие стабильные параметры в 2013-2015 г.г.

После перезимовки на протяжении трех лет жизни растений отрастание выделенных образцов начиналось одновременно во второй декаде мая, что на 10-15 дней опережает показатели ввозимых районированных сортов кормовых трав и свидетельствует о высокой зимостойкости выделенных образцов. При увеличении суммы положительных температур в мае, дата начала вегетации смещается в еще более ранний период. Так, в 2013 г., в условиях двукратного превышения суммы температур в мае все выделенные селекционные номера арктополевицы широколистной начали вегетацию 13.05., опередив стандарт - волоснец сибирский Бурятский на 21 день.

Продолжительность фаз развития арктополевицы существенно различается по годам, подтверждая высокую пластичность выделенных образцов и их способность к адаптации в экстремальных условиях Севера. Наиболее выраженная зависимость продолжительности фаз развития растений установлена от уровня влажности каждого периода. С уменьшением количества выпавших осадков на 3-4 дня удлиняется продолжительность фазы «отрастание-кущение» и до двух раз – фазы «выход в трубку - колошение (выметывание)». Резкое отклонение количества выпавших осадков от средних многолетних значений как в сторону уменьшения, так и увеличения, влечет задержку наступления «полного цветения». Обильные осадки, превышающие норму в 4-10 раз, оказывают существенное влияние на продолжительность созревания семян, удлиняя фазу «начало созревания - полная спелость» в 2-4 раза. Начиная со второго года жизни, все выделенные образцы входили в фазу плодоношения и  в III декаде августа завершали его. Благодаря высокой степени адаптации к суровым условиям Севера выделенные нами перспективные образцы потомства чукотской популяции арктополевицы широколистной способны не только регулировать продолжительность фенофаз в зависимости от климатических условий каждого конкретного года, что подтверждается стабильностью реакции на метеоусловия в течение всех лет исследований, но и осуществлять полный годичный цикл своего развития, вне зависимости от характеристик года, за 101-105 дней. Инорайонные сорта кормовых культур в условиях Магаданской области, как правило, проходят цикл развития только до фазы «колошение», в некоторые годы – до фазы «кущение».

Перспективные образцы отличаются не только дружным наступлением фаз развития, но и выравненностью травостоя. Варьирование по высоте между генеративными побегами – 1-8 см, вегетативными 3-8 см. Наблюдения показали, что суровые условия зимнего периода не является лимитирующим фактором, изреживания травостоя, выпадения растений не было отмечено ни у одного образца.

Сформированные на четвертый год жизни популяции перспективных номеров №№ 10; 79; 97; 117 и 148 наиболее однородные по плотности травостоя и массе куста обеспечили и наибольшую урожайность зеленой массы. Количество побегов на 1 куст составляет 42,6; 47,2; 50,0; 48,8 и 54,6 шт., в составе которых содержание генеративных  побегов - 72,8 %; 53,4; 53,2; 51,2; 51,3 %, соответственно  (таблица 1). За счет высокой плотности и генеративности травостоя формируется наибольшая сухая масса одного куста. Преимущество над образцами № 3; № 56 и 131 изменяется в пределах 3,5-5,7 г.

При доминировании фракции генеративных побегов, с учетом вегетативной массы суммарная облиственность образцов составила 43,0-55,1 % от общего урожая.

По урожайности зеленой массы разница между образцами варьировала в пределах 4,3-11,1 %. По выходу сухого вещества размах вариации несколько увеличился и составил 4,6-13,8 %.

Перспективные образцы, начиная со второго года жизни, формируют полноценные семена. Лабораторная всхожесть семян урожая 2014 года составляла 87,0 - 92,5 %.

Таким образом, с учетом параметров хозяйственно ценных признаков, наиболее для дальнейшей  селекционной работы отобраны перспективные образцы потомства дикорастущего чукотского экотипа арктополевицы широколистной №№ 10; 79; 97; 117 и 148.

Таблица 1- Сравнительная характеристика перспективных образцов в селекционном питомнике

№№ обр.	Урожайность, кг/м2		Количество побегов, шт./куст		Сухая масса 1 куста, г	Облист-венность, %	Высота побегов, см
	зеленая масса	сухое вещество	всего	генера-тивных			генера-тивных	вегета-тивных
10	1,70	0,65	42,6	31,0	17,8	47,8	82	57
79	1,61	0,62	47,2	25,2	13,7	52,4	84	51
97	1,60	0,58	50,0	26,6	14,2	49,7	78	52
117	1,53	0,60	48,8	25,0	14,0	47,1	78	51
148	1,63	0,62	54,6	28,0	13,7	51,2	77	54

 

Литература

1. Жученко А.А. Стратегия адаптивной интенсификации сельского хозяйства // Концепция. Пущино, 1994. 146 с.
2. Юдина М.Т. Перспективы селекции аборигенных кормовых трав в условиях севера Дальнего Востока // Кормопроизводство. 2009. № 5. С. 31-32.
3. Методические указания по селекции многолетних трав. М., 1985. С. 186.
4. Методические указания по проведению опытов с кормовыми культурами // Российская академия сельскохозяйственных наук. М., 1997. С. 57-71.

References

1. Zhuchenko A.A. Strategija adaptivnoj intensifikacii sel'skogo hozjajstva [The strategy of Adaptive intensification of agriculture] // Koncepcija. Pushhino [Concept. Pushchino], 1994. 146 p. [in Russian]
2. Judina M.T. Perspektivy selekcii aborigennyh kormovyh trav v uslovijah severa Dal'nego Vostoka [Prospects of breeding native forage grasses in conditions of the North of the Far East] // Kormoproizvodstvo [Forage production]. 2009. # 5. P. 31-32. [in Russian]
3. Metodicheskie ukazanija po selekcii mnogoletnih trav. [Guidance on selection of perennial grasses] M. [Moscow], 1985. P. 186. [in Russian]
4. Metodicheskie ukazanija po provedeniju opytov s kormovymi kul'turami [Methodical instructions for conducting experiments with forage crops] // Rossijskaja akademija sel'skohozjajstvennyh nauk. M. [Russian Academy of agricultural sciences. Moscow], 1997. P. 57-71. [in Russian]