Устойчивость сортов клевера лугового к стрессовым факторам кислой дерново-подзолистой почвы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Устойчивость сортов клевера лугового к стрессовым факторам кислой дерново-подзолистой почвы

Онучина Ольга Леонидовна

кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник Фалёнской селекционной станции - филиала ФГБНУ ФАНЦ Северо-Востока

612500, Россия, Кировская область, пгт. Фалёнки, ул. Тимирязева, 3

olga.onuchina2014@mail.ru

Корнева Ирина Алексеевна

Младший научный сотрудник Фалёнской селекционной станции - филиала ФГБНУ ФАНЦ Северо-Востока

612500, Россия, Кировская область, пгт. Фалёнки, ул. Тимирязева, 3

fss.nauka@mail.ru

Аннотация

Исследования проведены в 2014-2017 гг. на базе опытного поля Фалёнской селекционной станции (п. Фалёнки, Кировская область). Предметом исследований являлись районированные и перспективные сорта клевера лугового своей селекции. Питомник экологического сортоиспытания заложен в 2014 г. на сильнокислой дерново-среднеподзолистой почве (рНсол. 3,92, содержание подвижных ионов алюминия - 27,48 мг/100 г почвы). Цель исследований - оценить сорта клевера лугового по хозяйственно-ценным признакам на естественном кислом полевом фоне, выделить сорта устойчивые к эдафическим стрессовым факторам кислой почвы. Оценка сортов клевера лугового проведена в травостое первого, второго и третьего года пользования при двуукосном режиме использования. Учетная площадь делянки 5 кв.м, повторность - четырехкратная. Учеты, оценки и наблюдения выполнены в соответствии с методикой ВНИИ кормов (2002 г.). По результатам проведенных исследований выделены устойчивые к эдафическим стресс-факторам сорта клевера лугового: позднеспелые Витязь, Кировский 159, Фалёнский 1, среднепоздние Орфей, П-1/09 и Трифон, раннеспелые Кудесник, П-15 и Грин, отличающиеся высокой зимостойкостью (94,0…98,7 %) и обеспечивающие на кислых почвах без внесения агромелиорантов сбор сухого вещества с гектара 16,1…20,5 т в сумме за три года пользования и сбор сырого протеина в количестве 1,91…2,57 т.

Ключевые слова: клевер луговой, кислая почва, ионы алюминия, сорт, зимостойкость, урожайность, сырой протеин, корневая гниль, вегетационный период, метеорологические факторы

Onuchina Ol'ga Leonidovna

PhD in Agriculture

Senior Research Fellow at the Falyon plant-breeding station, the branch of the Federal Agricultural Scientific Centre of the North-East named after N.V. Rudnitsky

612500, Russia, Kirovskaya oblast', pgt. Falenki, ul. Timiryazeva, 3

Korneva Irina Alekseevna

Junior Research Fellow at the Falyon plant-breeding station, the branch of the Federal Agricultural Scientific Centre of the North-East named after N.V. Rudnitsky

612500, Russia, Kirovskaya oblast', pgt. Falenki, ul. Timiryazeva, 3

Abstract.

The research was held in 2014 - 2017 on the experimental field of the Falyon plant-breeding station (Falyonki village, Kirov region). The research subject is the recognized and appreciable varieties of red clover. The nursery-garden for ecological variety testing was founded in 2014 on strongly acid thatch-mesopodzol soil (pH 3.92, the content of mobile aluminium ions - 27.48mg per 100 g of soil). The purpose of the research is to evaluate the varieties of red clover according to their economic features on a natural acid field; to detect the varieties resistant to stress factors of acid soil. Red clover varieties have been tested on the base of the first, second and third year grass in terms of double-cutting regime. The registration field plot is 5 square meters, fourfold tier. Registration, evaluation and observation are based on the methodology of the National Research Institution of Forage Crops (2002).

The varieties of red clover, resistant to soil stress factors, have been selected. The late-ripening varieties: Vityaz, Kirovskij 159, Falyonskij 1. The middle-late varieties: Orpheus, P-1/09 and Tryphon. The early-ripening varieties: Kudesnik, P-15 and Green, which are notable for frost-resistance (94.0...98.7%) and ability to produce 16.1...20.5 tons of dry basis and 1.91...2..57 tons of crude protein per hectare in sum for three years without agnonomical amelioration.

Keywords: root rot, crude protein, productivity, winter hardiness, variety, aluminum ions, soil acidity, red clover, vegetation period, meteorological factors

В решении проблемы производства энергонасыщенных высокобелковых кормов в Северо-Восточном регионе европейской части России ведущая роль, по-прежнему, принадлежит клеверу луговому.

При возделывании клевера на кислых почвах его урожайность снижается под влиянием токсичных ионов (Н+, А13+ и др.). В Кировской области кислые почвы (рН<5,5) в настоящее время занимают 74,6 % площади пашни, в т.ч. сильнокислые (рН<4,5) _ 23,6 % [1]. При снижающихся объемах известкования гарантом получения высоких и стабильных урожаев сельскохозяйственных культур, в том числе и клевера лугового, становятся кислотоустойчивые сорта [2-7].

Цель исследований - оценить перспективные и районированные сорта клевера лугового по хозяйственно-ценным признакам (продолжительность вегетационного периода, зимостойкость, сбор сухого вещества и сырого протеина, устойчивость к болезням и др.) на естественном полевом провокационном по содержанию ионов водорода и алюминия эдафическом фоне, выделить сорта устойчивые к комплексу стрессовых факторов кислой почвы.

Материал и методы

Исследования проведены в 2014-2017 гг. на базе опытного поля Фалёнской селекционной станции - филиала ФГБНУ «Федеральный аграрный научный центр Северо-Востока имени Н. В. Рудницкого».

Материалом исследований послужили 17 районированных и перспективных сортов своей селекции.

Питомник экологического сортоиспытания заложен в 2014 г. на дерново-среднеподзолистой среднесуглинистой низкоплодородной почве с повышенной кислотностью и высоким содержанием подвижных ионов алюминия (рНсол. 3,92, А13+ 27,48 мг/100 г почвы), содержанием: Р2О5 - 106 мг/кг почвы, К2О - 66 мг/кг почвы, гумуса (по Тюрину) - 2,13 %. Посев весенний под покров яровой пшеницы. Учетная площадь делянки 5 м2, повторность - четырехкратная, размещение делянок рендомизированное.

Метеорологические условия осенне-зимних периодов в годы проведения исследований складывались удовлетворительно для перезимовки клевера. Вегетационные периоды значительно различались по температурному режиму и влагообеспеченности (рис. 1,2), что позволило объективно оценить сорта.

Рис. 1 - Среднемесячное количество осадков (мм) за вегетационный период, 2015…2017 гг. (п. Фалёнки, Кировская обл.)

Рис. 2 - Среднемесячная температура воздуха (0С) за вегетационный период, 2015…2017 гг. (п. Фалёнки, Кировская обл.)

В 2015 году в первой половине лета преобладала засушливая погода, во второй - дождливая, но холодная (ГТК с мая по август - 1,51). Вегетационный период 2016 года характеризовался в целом как засушливый (ГТК=0,65), с наиболее сильными засухами в мае и августе. Летний период 2017 года отличался избытком влаги (ГТК=1,70) и недостатком тепла, особенно в период весеннего отрастания клевера.

Учеты, оценки и наблюдения выполнены в соответствии с методикой ВНИИ кормов [8]. Статистическая обработка экспериментальных данных _ методом дисперсионного анализа по Доспехову Б.А. [9].

Результаты и обсуждения

По результатам исследования выявлены значительные различия между сортами по срокам достижения укосной спелости _ от 55 до 77 сут. Самый раннеспелый из всего набора изучаемых сортов - Кретуновский (55...62 сут.), наиболее позднеспелый - Витязь (71…77 сут.). Таким образом, в годы проведения исследований все изучаемые сорта зацветали постепенно в течение 15-17 суток (табл. 1).

Таблица 1 - Дата начала цветения и продолжительность вегетационного периода сортов клевера лугового, 2015-2017 гг. (п. Фалёнки, Кировская обл.)

Учитывая тот факт, что наибольшее содержание сырого протеина в кормовой массе клевера лугового содержится в фазу «бутонизация - начало цветения», полученные данные можно использовать в кормопроизводстве с целью подбора сортов для организации полноценного сырьевого конвейера.

Оценка перезимовки клевера показала, что все сорта являются высокозимостойкими: 83…98 % в первый год пользования и 90…99 % - во второй и третий. Наиболее высокой зимостойкостью отличаются раннеспелый сорт Кудесник (98-99 %) и позднеспелый Кировский 159 (96-98 %).

Анализ данных по урожайности кормовой массы показал, что клевер луговой проявил наиболее высокую чувствительность к кислотности почвы и Аl3+ в первый год пользования (рис. 3).

Рис. 3 - Сбор сухого вещества (т/га) различных сортов клевера лугового на алюмокислой почве при трехлетнем использовании травостоя (2015-2017 гг.) (п. Фалёнки, Кировская обл.)

Особенно угнетенным клевер выглядел в период формирования 1 укоса: высота травостоя в начале цветения не превышала 58,7 см (в среднем 54,9), урожайность получена низкая _ 0,5…1,2 т/га сухого вещества (в среднем 0,9), существенных различий между сортами не отмечено.

Во втором укосе урожайность кормовой массы за счет большого количества осадков в августе (66 мм или 200 % к норме) повысилась в среднем в 2,4 раза и составила 2,2 т/га сухого вещества, даже у позднеспелых сортов масса отавы была в 2 раза выше первого укоса. В большей степени на высокую влагообеспеченность отреагировали раннеспелые сорта Кретуновский, Шанс, П-15, Кудесник, Трио, сбор сухого вещества у которых повысился в 2,7…3,7 раза.

В сумме за два укоса в первый год пользования, не смотря на оптимальную влагообеспеченность в целом за вегетационный период (ГТК=1,51), урожайность кормовой массы клевера в условиях опыта получена невысокая _ в среднем по сортам 3,1 т/га сухого вещества. Более высокую устойчивость к кислотному стрессу показал тетраплоидный сорт Кудесник, достоверно превысивший среднюю урожайность на 1,3 т/га или 41,9 %.

Во второй год пользования формирование первого и, особенно, второго укоса проходило в условиях дефицита влаги (ГТК=0,65). Тем не менее, все сорта в первом укосе сформировали более мощный, чем в первый год пользования, травостой: в среднем на 11,1 см выше и в 5,7 раза урожайнее. Наиболее высокорослыми (74,4…85,3 см) и урожайными (7,0…8,0 т/га сухого вещества, существенно выше средней по опыту на 1,9…2,9 т/га или 37,3…56,7 %) были позднеспелые сорта. Также достоверно высокий сбор сухого вещества в первом укосе (6,1 т/га сухого вещества, на 1,0 т/га выше среднего) получен у перспективного раннеспелого сорта П-15, созданного совместно с отделом биотехнологии и клеточной селекции ВНИИ кормов на основе кислотоустойчивых регенерантов [10].

Полноценный второй укос (фаза «начало цветения») в условиях продолжающейся засухи сформировали только раннеспелые сорта. Достоверно высокий сбор сухого вещества получен у сортов Кудесник, Кретуновский, Трио, Мартум - 3,2…4,4 т/га (+0,6…1,8 т/га к среднему по опыту).

По сумме двух укосов в травостое второго года пользования выделены высокоурожайные (8,8…10,1 т/га сухого вещества) позднеспелые сорта Витязь, Кировский 159, а также раннеспелый сорт П-15, существенно превысившие среднюю урожайность на 1,1…2,4 т/га.

Весеннее обследование клеверов третьего года пользования показало, что все сорта хорошо перезимовали (95-100 % к уровню второго года пользования). Урожайность хотя и снизилась по отношению ко второму году в среднем в 1,5 раза, но была, учитывая кислотность почвы, достаточно высокой _ в среднем 5,1т/га сухого вещества в сумме за два укоса.

В первом укосе (3 г.п.) достоверные прибавки по урожайности получены у сортов Витязь, Фалёнский 1 и Кировский 159 (на 1,1…1,7 т/га выше средней), во втором - у сортов Орфей, П-15, Кудесник и Трифон (+0,3…0,4 т/га). В сумме за два укоса наиболее высокой урожайностью (5,5…6,9 т/га сухого вещества) отличались позднеспелые сорта, в т.ч. у тетраплоидного сорта Витязь урожайность существенно превысила среднее значение на 1,8 т/га или 35,3 %.

Оценка клевера по поражению фузариозной корневой гнилью показала высокую устойчивость сортов к заболеванию: степень поражения внутренних тканей корня растений второго года жизни (1 год пользования) была низкой (ИРБ=1,3…10,7 %). По результатам корневого анализа растений 3 и 4 года жизни выявлена высокая возрастная устойчивость к фузариозу: к 3 году жизни поражение проводящей системы корня варьировало от очень слабого (у сортов Грин и Шанс) до умеренного (ИРБ=9,3…43,0 %) и даже к 4 году жизни интенсивность развития болезни у большинства сортов была умеренной и не превышала 48 %, у сорта Кировский 159 - слабой (ИРБ=23 %).

По результатам трех лет изучения клевера на провокационном эдафическом фоне выделены по комплексу хозяйственно-ценных признаков девять кислото- и алюмоустойчивых сортов разных сроков созревания: позднеспелые Витязь (4n), Кировский 159 и Фалёнский 1, среднепоздние Орфей, П-1/09 и Трифон, раннеспелые Кудесник (4n), П-15 и Грин (табл. 2).

Таблица 2 - Хозяйственно-биологическая характеристика лучших сортов клевера лугового в питомнике экологического сортоиспытания на алюмокислой почве, 2015-2017 гг. (п. Фалёнки, Кировская обл.)

Выделенные сорта отличаются зимостойкостью (94,0…98,7 %) и высокой урожайностью кормовой массы _ 16,1…20,5 т/га сухого вещества в сумме за три года пользования, выше средней урожайности на 0,2…4,6 т/га, в т.ч. у тетраплоидного сорта Витязь _ достоверно на 4,6 т/га или 28,9 %.

Данные сорта также обеспечили наиболее высокий сбор сырого протеина- 1,91…2,57 т/га в сумме за три года при среднем значении 1,90. Достоверно высокий сбор белка (на 0,67 т/га или 35,3 % выше среднего) получен у наиболее урожайного сорта Витязь.

По высоте травостоя в среднем за три года пользования в первом укосе выделены позднеспелые сорта Витязь, Кировский 159 и Фалёнский 1 (+7,3…15,7 см к средней по опыту), во втором укосе _ раннеспелые сорта Кудесник, П-15 и Грин (+6,7…15,3 см).

Выделившиеся по урожайности сорта слабо поражаются на кислой почве фузариозной корневой гнилью во 2-й год жизни и обладают возрастной (3 и 4-й год жизни) устойчивостью к заболеванию.

клевер луговой урожайность кормовой

Заключение

По результатам изучения районированных и перспективных сортов клевера лугового на полевом провокационном алюмокислом фоне выделены устойчивые к комплексу стрессовых факторов кислой почвы сорта - позднеспелые Витязь, Кировский 159, Фалёнский 1, среднепоздние Орфей, П-1/09 и Трифон, раннеспелые Кудесник, П-15 и Грин, отличающиеся высокой зимостойкостью (94,0…98,7 %) и обеспечивающие на кислых почвах без внесения агромелиорантов сбор сухого вещества с гектара 16,1…20,5 т в сумме за три года пользования и сбор сырого протеина в количестве 1,91…2,57 т.

Оценка сортов клевера лугового по хозяйственно-ценным признакам (зимостойкость, высота травостоя, сбор сухого вещества) в течение трех лет укосного использования травостоя показала более высокую чувствительность к стрессовым факторам кислой почвы растений второго года жизни (первого года пользования).

Библиография

1. Молодкин В.Н., Бусыгин А.С. Плодородие пахотных почв Кировской области // Земледелие. 2016. № 8. С. 16-18.

2. Жученко А.А. Адаптивная система селекции растений (экологические основы). М.: РУДН, 2001. Т.1. 780 с.

3. Тумасова М.И., Демшина Н.А., Грипась М.Н., Онучина О.Л. Селекция клевера лугового на алюмотолерантность // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2006. № 8. С. 34-38.

4. Митрофанова Е.М. Продуктивность кислотоустойчивых сортов полевых культур на кислой дерново-слабоподзолистой почве Предуралья //Агрохимия. 2010. №2. С. 52-58.

5. Косарева И.А. Изучение коллекций сельскохозяйственных культур и диких родичей по признакам устойчивости к токсическим элементам кислых почв // Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2012. Т.170. С. 34-44.

6. Новоселов М.Ю. Селекция клевера лугового на повышение адаптивности к неблагоприятному воздействию биотических и абиотических факторов среды (при создании сортов нового поколения) в Центральном Нечерноземном регионе Российской Федерации // Экологическая селекция и семеноводство клевера лугового. Результаты 25-летних исследований творческого объединения ТОС «Клевер». М.: ООО «Эльф ИПР», 2012. С. 22-56.

7. Лисицын Е.М., Баталова Г.А., Щенникова И.Н. Создание сортов ов-са и ячменя для кислых почв. Теория и практика. Palmarium Aca-demic Publishing, Saarbrucken, Germany, 2012. C. 173-228.

8. Методические указания по селекции и первичному семеноводству клевера. М.: ВНИИ кормов, 2002. 72 с.

9. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Агропромиздат, 1985. 351 с.

10. Онучина О.Л., Грипась М.Н., Корнева И.А., Арзамасова Е.Г., Попова Е.В. Результаты селекции клевера лугового на алюмотолерантность в условиях европейского северо-востока России // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2016. № 6 (55). С. 20-25.

Размещено на Allbest.ru