Приемы повышения семенной продуктивности люцерны на таежно-палевых мерзлотных почвах центральной Якутии

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Актуальность темы. В Центральной Якутии 60-80% валовой продукции сельского хозяйства приходится на животноводство. Обеспеченность республики собственными продуктами животноводства составляет 20-30%. Недостаток белка в рационе животных приводит к большому перерасходу кормов и недобору животноводческой продукции. Проблему сбалансированности кормов по белку возможно решить за счет возделывания многолетних бобовых культур богатых белками, в частности люцерны.

Одной из перспективных высокобелковых культур является люцерна. В условиях Центральной Якутии люцерна сорт Якутская желтая на второй год жизни содержит протеина - 22,9% жира - 1,84%, клетчатки - 23,3%, золы - 8,82%, кальция - 2,11% (Архипова, 1976). С созданием в Якутии ультразимостойких сортов люцерны Якутская желтая, Сюлинская и Дар Вилюя появилась реальная возможность введения люцерны в хозяйственный оборот для улучшения сенокосов и пастбищ, а также возделывания высокобелковой зеленой массы на пашнях.

Из-за низкой семенной продуктивности и слабой разработанности сортовой агротехники возделывания люцерны на семена возникает необходимость разработки приемов повышения семенной продуктивности люцерны сорта Сюлинская в условиях таежно-палевых мерзлотных почвах Центральной Якутии.

Цель и задачи исследований. Целью настоящей работы является разработка эффективных приемов повышения семенной продуктивности люцерны на таежно-палевых мерзлотных почвах (55 % всех пахотных земель), на основе уточнения приемов возделывания и сравнительного изучения исходного материала для селекции люцерны с повышенной семенной продуктивностью.

При этом ставились следующие задачи.

1. Выявить наиболее адаптированные селекционные линии люцерны с повышенной семенной продуктивностью в питомнике исходного материала.

2. Оценить семенную продуктивность люцерны изменчивой сорта Сюлинская в зависимости от площади питания.

3. Установить оптимальную ширину междурядий при рядовом посеве люцерны с нормой высева 5 кг/га.

4. Изучить влияние доз и сочетаний минеральных удобрений на элементы семенной продуктивности.

5. Дать агроэнергетическую и экономическую оценку приемам повышения семенной продуктивности люцерны в условиях мерзлотных таежно-палевых почв Центральной Якутии.

Научная новизна. Впервые в условиях таежно-палевых мерзлотных почв Центральной Якутии изучено влияние площади питания, ширины междурядий, доз минеральных удобрений на семенную продуктивность люцерны. Проведено селекционное исследование 45 линий люцерны серповидной и изменчивой по важнейшим хозяйственно-ценным признакам в питомнике исходного материала. Выявлены перспективные линии с высокой семенной и кормовой продуктивностью, а также определен ценный исходный материал по скороспелости, прямостоячести куста растений люцерны.

Положения, выносимые на защиту:

1. Оценка сортов и селекционных линий люцерны по биологическим и хозяйственным признакам.

2. Закономерности формирования семенной продуктивности люцерны в зависимости от способов посева и уровня минерального питания.

Практическая ценность. Выделен сорт люцерны максимально адаптированный к таежно-палевым мерзлотным почвам Центральной Якутии с повышенной семенной продуктивностью. Оптимальной площадью питания люцерны сорта Сюлинская для размножения дефицитных семян является 140х140см или 1,9 кв. м, с коэффициентом размножения семян 1:279. Эффективным способом посева люцерны изменчивой сорта Сюлинская при возделывании на элитные семена является широкорядный с междурядьями 70 см с нормой высева 5 кг/га, обеспечивающий получение семян до 1,2 ц/га.

Наиболее эффективной дозой для повышения семенной продуктивности люцерны является полное удобрение в дозе (N60P80K80), которая обеспечивает урожай семян до 1,6 ц/га, а также максимальную урожайность зеленой массы (170 ц/га) и сухого вещества до 43 ц/га. При этом питательность сырьевой массы люцерны сорта Сюлинская высокая и содержала в 1 кг СВ обменной энергии 10,5 МДж, 0,90 кормовых единиц, 166 г переваримого протеина.

Апробация работы. Работа апробирована на международной конференции «Теоретические и прикладные вопросы травосеяния в криолитозоне (Якутск, 2001). Результаты проведенных исследований опубликованы в материалах научно-практической конференции, посвященной 45-летию Якутского НИИСХ СО РАСХН (Якутск, 2001), международной научно-практической «Агропромышленный комплекс: состояние, проблемы, перспективы» (Пенза-Нейбранденбург, 2003). Результаты исследований доложены на 6-ой республиканской научно-практической конференции «Меры по реализации Президентской (государственной) программы социально-экономического развития села на период до 2006 года» (Якутск, 2003), докладывались на ученых советах Института северного луговодства АН РС (Я). Опубликованы в материалах международной научно-практической конференции «Агроэкологические проблемы сельскохозяйственного производства» (Пенза, 2005).

1. Условия, объекты и методы исследований

семенной селекционный люцерна

Исследования по приемам повышения семенной продуктивности люцерны сорта Сюлинская проводились в 1997 - 2003 гг. на территории ГСИС «Маган» в 14 км от г. Якутска. Зона исследований характеризуется резкой континентальностью климата и распространением вечной мерзлоты.

В качестве объекта исследований взяты сорта люцерны Якутская желтая и Сюлинская, селекционные линии люцерны серповидной и изменчивой с высокой зимостойкостью.

Почвы под опытами мерзлотные таежно-палевые, темновато серые подзолистые среднесуглинистые, на светло-палевом суглинке. Агрохимические показатели почвы опытного участка в пахотном слое 0-30 см перед закладкой опытов следующие: содержание гумуса - 3,8 %, подвижного фосфора - 31,3; обменного калия - 220 мг/100 г почвы, рН - 7,6.

Метеорологические условия в период проведения исследований (1997 - 2003 гг.) были разными и охватили все многообразие погодных условий характерных для Центральной Якутии. Благоприятными для роста и развития люцерны были 1997; 1998; 1999 годы, при которых ГТК составило от 0,8 до 1,2. Засушливыми были 2001, 2002 и 2003 гг., когда ГТК достигало 0,3-0.7.

Крайне засушливым был 2002 год при ГТК - 0,3, когда выпало 62,5 мм осадков, и сумма положительных температур составила 1926оС, что значительно повлияло на урожайность, и особенно на семенную продуктивность люцерны сорта Сюлинская.

Для изучения поставленных задач были заложены следующие опыты:

Опыт 1.Сравнительная характеристика образцов люцерны серповидной и изменчивой по биолого-хозяйственным признакам в условиях таежно-палевых мерзлотных почв Центральной Якутии.

Опыт 2. Изучение влияния площади питания на семенную продуктивность люцерны изменчивой сорт Сюлинская.

Опыт 3. Влияние ширины междурядий на семенную продуктивность люцерны Сюлинская.

Опыт 4. Изучение влияния доз и сочетаний минеральных удобрений на урожайность и семенную продуктивность люцерны сорт Сюлинская.

Опыты заложены в два яруса. Повторность четырехкратная. Площадь делянок 70 кв.м. Посев произведен сеялкой СОН-2,8, с междурядьями 70 см, норма высева 5 кг/га. Схема опытов представлена в таблицах 3, 5 и 7.

В опыте 4 ежегодно весной в виде подкормки вносили минеральные удобрения согласно схеме опыта. Дозы минеральных удобрений: N60 (мочевина); P80 (двойной суперфосфат) K80 (калий хлористый). Контрольный вариант - сеяный травостой без внесения удобрений.

Основные учеты и наблюдения: фенологические, побегообразования, линейного роста, накопления надземной фитомассы, учет семенной и кормовой продуктивности проводились согласно «Методических указаний ВНИИ кормов им. В.И. Вильямса» (1983). Энергия прорастания и лабораторная всхожесть люцерны серповидной и люцерны изменчивой определялась в лабораторных условиях согласно ГОСТа 19453-80. Агроэнергетическую оценку проводили на основе «Методического пособия по агроэнергетической и экономической оценке технологий и систем кормопроизводства» (1995). Математическая обработка данных по Доспехову Б. А. (1985). Метеорологические данные представлены по данным гидрометслужбы г. Якутска.

2. Результаты исследований

Сравнительная характеристика сортов и селекционных линий люцерны серповидной и изменчивой по биолого-хозяйственным признакам. Из 45 линий люцерны, изучаемых в течение семи лет в питомнике исходного материала, выделились пять номеров и сорт Сюлинская, которые являются наиболее перспективными для селекции люцерны с повышенной семенной продуктивностью в условиях таежно-палевых мерзлотных почв Центральной Якутии (табл.1). Сорт люцерны изменчивой Сюлинская, местной селекции, зимостойкий, хорошо отрастает после стравливания. Куст прямостоячий, кустистость средняя, облиственность - 45 %. Зимостойкость - 100%, скороспелый - от отрастания до созревания семян 106 дней. Урожайность зеленой массы в среднем за 7 лет достигает 18 т/га, сухого вещества до 4,1 т/га, семян до 210 кг/га. Содержание сырого протеина в фазу цветения достигает 17,3 - 21 %, масса 1000 семян составляет 1,7 - 2,1 г.

Выделились также перспективные селекционные линии 16 и 27, которые были скороспелыми, облиственность растений достигает 43%.

Таблица 1 - Оценка перспективного сорта и селекционных линий люцерны по биолого-хозяйственным признакам (среднее за 1997-2003 гг.)

Форма куста у изучаемых номеров в большинстве прямостоячая, 30% растений имели полуразвалистую. При этом урожайность зеленой массы составляет от 14,7 до 13,5 т/га, семян 120 кг/га. Содержание сырого протеина у растений в фазу цветения достигает - 15,4 %.

Исследованиями установлено, что у всех перспективных селекционных линий отмечалась высокая зимостойкость (100%), они скороспелые, что является очень важным показателем в экстремальных условиях Центральной Якутии. Также у них относительно высокая кормовая (зеленая масса 11,8 - 18 т/га, сухого вещества 3,1-4,5 т/га) и семенная продуктивность (102- 210 кг/га), с высокой массой 1000 семян (1,7-2,1г). Прямостоячая форма куста является удобной для механизированной уборки семенных посевов. Содержание сырого протеина достаточно высокое (15,5-17,4%), что позволяет производить корм с высокой питательностью. Репродуктивная деятельность селекционных линий люцерны, отобранных для дальнейшей работы в селекции, показала, что репродуктивная деятельность перспективных линий несколько уступает стандарту, несмотря на это они зимостойкие и скороспелые. В дальнейшем их можно использовать для выведения новых сортов люцерны, пригодных для возделывания в условиях таежно-палевых мерзлотных почв Центральной Якутии для семенных целей.

Сравнительная характеристика местных сортов люцерны серповидной Якутская и изменчивой Сюлинская по биолого-хозяйственным признакам установила, что люцерна изменчивая сорт Сюлинская превосходит люцерну серповидную сорт Якутская желтая по урожайности сухого вещества и семян (табл. 2). При этом люцерна серповидная сорт Якутская желтая, имеет некоторое преимущество по урожайности зеленой массы, облиственности растений и содержанию сырого протеина.

Таблица 2 - Результаты оценки сортов по биологическим и хозяйственным признакам (среднее за 1998-2003 гг.)

Сорт Сюлинская более высокорослый, имеет прямостоячую форму куста и не полегает, в то время как сорт Якутская желтая имеет развалистую форму куста и к моменту уборки на семена полегает, что затрудняет механизированную уборку. Вегетационный период у сорта люцерны Якутская желтая составляет 110-111 дней, у сорта Сюлинская на 4-5 дней короче. Оба сорта весной отрастают почти одновременно, фаза бутонизации у сорта Якутская желтая наступает на 2-3 дня раньше. Вегетационный период от начала отрастания до первого укоса у сорта люцерны Якутская желтая составляет 43- 45 дней, у сорта Сюлинская 44-47 дней. Хотя люцерна Якутская желтая зацветает раньше, однако полное созревание бобов наступает позднее, чем у сорта Сюлинская на 3-4 дня.

Таким образом, сравнительная оценка двух сортов местной селекции в условиях таежно-палевых мерзлотных почв Центральной Якутии установила, что на семенные цели эффективнее возделывать сорт люцерны Сюлинская.

Эффективные приемы повышения семенной продуктивности люцерны изменчивой. Регулирование густоты стояния растений путем изменения площади питания дает возможность существенным образом повлиять на семенную продуктивность люцерны.

Фактический урожай семян люцерны в различных регионах возделывания невысокий и составляет 1-2 ц/га. В производственных условиях Якутии по данным Г.В. Денисова и А.С. Яковлева (1989) средний урожай семян люцерны достигает 0,3-0,5 ц/га, но при соблюдении технологической дисциплины сортовой агротехники урожайность семян может достигать 2-3 ц/га. Приведенные исследования установили, что в первый год испытания максимальный урожай семян люцерны получен при площади питания 0,1225 м2 со схемой посева (35х35см) - 0,40 ц/га (табл. 3). При увеличении площади питания происходит снижение общей урожайности семян с 1 га. Лучшие результаты по урожайности семян люцерны в среднем за благоприятные годы (1998-2000 гг. при ГТК 0,8-1,2) отмечены при площади питания 0,1225 м2 (35х35см) - 1,3 ц/га, что превышает контроль на 30%. За шесть лет исследований самым лучшим по урожайности семян с 1 гектара был вариант с площадью питания 0,1225 м2 со схемой посева (35х35см) - 0,9 ц/га, что превышало контроль на 50 %. Следует отметить, что урожайность семян люцерны резко изменялась по годам в зависимости от степени увлажнения.

Так, при ГТК (0,8-1,2) урожайность семян составляла 1,1 - 1,9 ц/га, а при ГТК (0,3 - 0,7) урожайность семян снижалась почти в 3 раза и достигала 0,1-0,6 ц/га. Максимальный урожай семян люцерны получен в благоприятном 2000 году при ГТК - 0,8 с площадью питания 0,1225 м2 со схемой посева (35х35см) до 1,9 ц/га, что превышало контроль на 18 %. Следует отметить, что всплеск повышения урожайности семян люцерны сорта Сюлинская (1,7-1,9 ц/га) был отмечен на третий и четвертый годы жизни, когда формируется максимальное количество генеративных побегов, соцветий. Благодаря хорошим погодным условиям, при площади питания 0,1225 и 0,49 м2 завязалось больше бобов. Пятый и шестой годы жизни растений люцерны сорта Сюлинская были неблагоприятными для роста и развития. Эти годы были очень жаркими и засушливыми, поэтому урожайность семян люцерны снизилась в 3 раза, при этом площадь питания не играла большой роли, так как в период цветения и завязывания бобов важны условия увлажнения, температурный режим и наличие опылителей. При этих условиях установлено, что самый высокий коэффициент размножения семян (1:279) наблюдался на площади питания 1,9 м2.

Таблица 3 - Влияние площади питания на урожай семян люцерны сорта Сюлинская в зависимости от ГТК