Семенная продуктивность костреца (Bromopsis inermis Leys., Bromopsis erekta Hubs.) в лесостепи Средневолжского региона

Размещено на http://www.allbest.ru/

Поволжский НИИ селекции и семеноводства

Семенная продуктивность костреца (Bromopsis inermis Leys., Bromopsis erekta Hubs.) в лесостепи Средневолжского региона

Казарин В.Ф., Казарина А.В., Гуцалюк М.И.

Аннотация

семенной продуктивность кострец безостный

Целью исследований было выявить влияние агроклиматических факторов на семенную продуктивность костреца безостого и костреца прямого, что позволит определить оптимальную стратегию индивидуального отбора в исходных популяциях. Оценка влияния метеоусловий на семенную продуктивность костреца позволила выявить некоторые особенности изучаемых видов. Так, у костреца безостого наиболее сильная зависимость семенной продуктивности от гидротермического режима отмечалась в апреле (r=0,72), тогда как у костреца прямого - в июне (r=0,74). Коэффициент корреляции гидротермических условий с урожаем семян в период осеннего кущения был средним у обоих видов костреца (r=0,56-0,59). Размах варьирования семенной продуктивности составил: у костреца безостого - от 0,34 до 0,66 т/га (коэффициент вариации С_v=32,5%) и от 0,25 до 0,46 т/га - у костреца прямого (C_v=25,2). Число генеративных побегов в сильной степени влияло на урожай семян обоих видов костреца (r=0,94-0,99). С возрастом увеличивалась загущенность травостоя, что ослабляло способность побегов формировать соцветия. Варьирование числа генеративных побегов было значительным у обоих видов, коэффициент вариации у костреца безостого составил 33,4%, у костреца прямого - 21,1%. Высота растений в сильной степени (r=0,84) влияла на выход сухого вещества у костреца безостого и в слабой степени (r=-0,06) - у костреца прямого, что связано с розеточным прикорневым типом облиственности у этого вида. В качестве исходного материала для селекции на повышенную семенную продуктивность целесообразно использовать местные сорта и дикорастущие популяции костреца прямого и костреца безостого, наиболее адаптированные к почвенно-климатическим условиям региона.

Ключевые слова: КОСТРЕЦ БЕЗОСТЫЙ, КОСТРЕЦ ПРЯМОЙ, ГИДРОТЕРМИЧЕСКИЙ РЕЖИМ, СЕМЕННАЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ, ВЫХОД СУХОГО ВЕЩЕСТВА

Основная часть

Важнейшим компонентом сенокосов и пастбищ являются многолетние злаковые травы. Благодаря высокой и устойчивой кормовой и семенной продуктивности, долголетию и зимостойкости они обеспечивают получение высококачественного корма и защиту почвы от водяной и ветровой эрозии [1]. Среди многолетних злаковых трав, возделываемых в России, кострец занимает наиболее широкий ареал возделывания.

Наибольшее кормовое значение в условиях Самарского Заволжья имеют кострец безостый, а также еще мало изученный в селекционном плане кострец прямой. Они введены в культуру как в полевом травосеянии, так и на сеяных пастбищах и лугах долголетнего пользования [2, 3].

Однако в условиях лесостепи Среднего Поволжья кострецы часто дают низкие урожаи семян, что препятствует широкому распространению данных видов в производственных посевах. Из всех видов злаковых трав семеноводство костреца наиболее подвержено влиянию природно-климатических факторов [4, 5].

Согласно литературным данным, низкая семенная продуктивность кострецов связана с преобладанием у них вегетационного способа размножения, который закреплялся длительным естественным отбором [6, 7].

В повышении семенной продуктивности костреца важная роль принадлежит селекции. Успех селекционной работы во многом зависит от правильного подбора исходного материала и создания на его основе новых высокоурожайных по кормовой массе и семенам сортов.

Особую роль при подборе исходного материала имеют местные дикорастущие формы и местный селекционный материал, которые под влиянием контрастных условий прошли длительный естественный отбор, приспособились к конкретным условиям произрастания.

Целью этой работы было выявление влияния агроклиматических факторов на семенную продуктивность костреца безостого и костреца прямого, что позволит определить оптимальную стратегию индивидуального отбора в исходных популяциях.

Методика исследований

Исследования проводили в 2008-2016 годы на экспериментальном кормовом севообороте ФГБНУ Поволжский НИИСС.

В качестве объектов исследований были использованы местные сорта: кострец безостый Безенчукский 9, выведенный в Самарском НИИСХ из лучших местных форм, и кострец прямой Дол селекции Поволжского НИИСС, отобранный из дикорастущих популяций в Кинельском районе Самарской области.

Климат местности, в которой проводились исследования, характеризуется резко выраженной континентальностью, жарким сухим летом, холодной зимой с оттепелями и метелями, интенсивно протекающей весной, частыми суховеями летом, недостатком осадков и неравномерными распределениями их по месяцам и по отдельным годам.

В зоне проведения опытов среднегодовое количество осадков составляет 408 мм, а за вегетационный период в среднем - 241 мм. Из них в апреле - 27, мае - 39, июне - 44, июле - 50, августе - 42 и в сентябре - 39 мм осадков. Однако в отдельные годы бывают существенные отклонения от среднегодовой нормы. Средняя продолжительность теплого периода составляет 145-150 дней.

Преобладающей почвенной разностью на территории Поволжского НИИСС является чернозем обыкновенный среднегумусный среднесуглинистый.

Агротехника в опытах - общепринятая для многолетних злаковых трав. Экспериментальная работа проводилась в соответствии с методикой государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур, методическими указаниями ВИК, методическими указаниями по селекции многолетних злаковых трав [8, 9]. Статистическую обработку проводили по методике Б.А.Доспехова с использованием программного обеспечения AGROS. версия 2.09.

Погодные условия периода вегетации растений оценивали гидротермическим коэффициентом (ГТК) по Селянинову (1928). Соотношение температуры и осадков в 2008 году было благоприятным для роста и развития растений (табл. 1).

Таблица 1

Гидротермические коэффициенты периода вегетации

Величина ГТК в 2009 году характеризует период вегетации растений как очень засушливый; май, июнь и июль были сухими и жаркими. Осадки августа и сентября уже не могли существенно повлиять на рост вегетативных частей растений. Величина ГТК вегетационного периода 2010 года свидетельствует о том, что растения росли и развивались в условиях недостаточной влагообеспеченности, которая особенно остро проявилась в июне и июле. Такое соотношение осадков и температуры было неблагоприятно для роста вегетативных стеблей и для закладки роста и развития генеративных органов. Условия 2011 года были благоприятными для роста и развития растений, но они отличались неравномерностью выпадения осадков в течение вегетации. Метеорологические условия 2012 года характеризуются как засушливые, достаточное увлажнение наблюдалось только в сентябре. Погодные условия 2013-2016 годов характеризовались непостоянством гидротермического режима и отличались недостаточным увлажнением в течение вегетации.

Результаты исследований

За весь период изучения гибели растений костреца от низких температур не отмечалось.

Начало отрастания у костреца безостого наблюдалось в I-II декаде апреля, цветение - в конце июня - начале июля, семена созревали в конце июля. Период от начала отрастания до созревания семян составлял 105-110 суток.

Кострец прямой трогался в рост раньше, цвёл в конце мая - начале июня, созревал в начале июля. От начала отрастания до созревания семян - 75-88 суток.

Оценка влияния метеоусловий на семенную продуктивность костреца позволила выявить некоторые особенности изучаемых видов (табл. 2). Так, у костреца безостого наиболее сильная зависимость семенной продуктивности от гидротермического режима отмечалась в апреле, тогда как у костреца прямого - в июне.

Таблица 2

Влияние метеоусловий на семенную продуктивность костреца (среднее за 2009-2016 гг.)

Режим увлажнения в июле слабо отрицательно влиял на урожай семян обоих видов. Сухая, жаркая погода июля способствовала более дружному созреванию семян и успешному проведению уборочных работ и, напротив, при повышенном увлажнении период созревания семян затягивался, что приводило к снижению качества семян и потерям при уборке.

Семенная продуктивность у костреца связана с формированием генеративных побегов в период весеннего и осеннего кущения, поэтому условия начала и конца вегетации особенно важны для обеспечения высокой семенной продуктивности костреца [10-12]. В наших опытах коэффициент корреляции гидротермических условий с урожаем семян в период осеннего кущения был средним у обоих видов костреца (r = 0,56-0,59).

Семенная продуктивность костреца зависела от возраста растений, погодных условий, а также от особенностей вида. Максимальную урожайность семян кострец формировал на третьем году пользования (2011), что было связано с увеличением к этому времени числа генеративных побегов (табл. 3). Наблюдалось также повышение семенной продуктивности у обоих видов в 2012 году, когда цветение костреца проходило в теплую и сухую погоду (максимальная температура воздуха во время цветения составила 26-29 ^оС, относительная влажность - 50-60 %). Это способствовало лучшей завязываемости семян.

Семенная продуктивность костреца нестабильна по годам: размах варьирования у костреца безостого составил от 0,34 до 0,66 т/га, коэффициент вариации C_v = 32,5%, по кострецу прямому - от 0,25 до 0,46 т/га (C_v = 25,2%).

Число генеративных побегов в сильной степени влияло на урожай семян обоих видов костреца, коэффициент корреляции составил r=0,94-0,99. С возрастом увеличивалась загущенность травостоя, что ослабляло способность побегов формировать соцветия. Снижение числа генеративных побегов в агроценозе приводило к снижению урожая семян.

Варьирование числа генеративных побегов было значительным у обоих видов, коэффициент вариации у костреца безостого составил 33,4%, у костреца прямого - 21,1%.

Коэффициент парной корреляции между высотой растений в фазу цветения и урожайностью семян был средним (r=0,34) у костреца безостого и низким (r=-0,43) у костреца прямого. Семенная продуктивность у обоих видов костреца коррелировала в средней степени с урожайностью вегетативной массы: r=0,58-0,62.

Высота растений в сильной степени (r=0,84) влияла на выход сухого вещества у костреца безостого и в слабой степени (r=-0,06) - у костреца прямого, что связано с розеточным, прикорневым типом облиственности у этого вида.

Таблица 3

Продуктивность вегетативной массы и семян костреца безостого и костреца прямого

Кострец безостый достоверно превышал кострец прямой по семенной продуктивности в 2009 году (НСР₀₅=0,19) и в 2011 году (НСР₀₅=0,11). В остальные годы различие между видами было несущественным.

Изучаемые сорта костреца представляют собой сложногибридные популяции с высокой гетерозиготностью. Наличие естественной фенотипеческой изменчивости позволяет выделить растения с ценными хозяйственно-биологическими свойствами, которые могут использоваться в селекционной практике для создания сортов костреца безостого и костреца прямого с высокой и устойчивой семенной продуктивностью.

Заключение

В условиях Самарского Заволжья семенная продуктивность костреца безостого варьировала от 0,30 до 0,66 т/га, у костреца прямого - от 0,25 до 0,46 т/га. Урожай семян в средней степени зависел от метеорологических условий вегетационного периода (r = 0,58-0,67) и в сильной степени (r = 0,94-0,99) - от числа генеративных побегов на 1 м².

В качестве исходного материала для селекции на повышенную семенную продуктивность целесообразно использовать местные сорта и дикорастущие популяции костреца прямого и костреца безостого, наиболее адаптированные к почвенно-климатическим условиям региона.

Список использованных источников

1. Косолапов В.М., Пилипко С.В. Состояние и перспективы селекции многолетних кормовых культур // Кормопроизводство. 2017, №3. С. 26-29.

2. Казарин В.Ф., Казарина А.В., Гуцалюк М.И. Кострец прямой / Кормопроизводство. 2005, №5. С. 26-27.

3. Васин В.Г., Зотиков В.И., Васина А.А. Производство кормов для молочных комплексов / - Орел: ВНИИЗБК. 2012. 248 с.

4. Михайличенко Б.П., Переправо Н.И., Золотарев В.Н. Научные основы зонального семеноводства многолетних трав // Селекция и семеноводство. 1999, №4. С. 8-14.

5. Осипова Г.М., Серикпаева С.В., Филиппова Н.И. Реакция урожайности семян сложногибридных популяций костреца безостого на влагообеспеченность в условиях лесостепи Западной Сибири // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 2011, №1. С. 53-57.

6. Попова Н.В. Семенная продуктивность костреца безостого // Сборник научных трудов по прикладной ботанике и селекции, Т. 103. Проблемы селекции кормовых культур и исходный материал. Ленинград. 1986. С. 71-76.

7. Смелов С.П. Теоретические основы луговодства. М.: Колос. 1966. 368 с.

8. Методические указания по селекции и первичному семеноводству многолетних трав. М.: ВНИИ кормов им. В.Р. Вильямса. 1993. 112 с.

9. Методические указания по селекции многолетних злаковых трав. Москва. 2012. 51 с.

10. Коликов М.С. О структуре травостоя костра безостого в связи со сроками посева // Сборник научных трудов по прикладной ботанике, генетике и селекции. 1970, т. 43, вып. 2. С. 93-109.

11. Киршин И.К. Рост и развитие многолетних злаков. Красноярск: Изд-во Краснояр. ун-та. 1985. 200 с.

12. Шатский И.М., Золотарев В.Н., Пономаренко А.В. Биологические особенности побегообразования и формирования урожая семян костреца безостого Bromopsis inermis (Leys.)Holub) в зависимости от сроков подкашивания травостоя // Кормопроизводство. 2016, №6. С. 41-45.

Размещено на Allbest.ru