Інноваційні досягнення в селекції та технологіях вирощування люцерни в Україні

Размещено на http://www.allbest.ru/

Інноваційні досягнення в селекції та технологіях вирощування люцерни в Україні

І.С. Задорожна

Анотація

Мета. Простежити шлях становлення та розвитку технологій вирощування люцерни в Україні. Проаналізувати інноваційні досягнення в селекції цієї цінної кормової культури, зокрема, в Інституті кормів та сільського господарства поділля НААН. Методи. Базуються на загальнонауковому принципі об'єктивності, який передбачає аналіз подій та явищ на основі науково-критичного осмислення й використання загальнонаукових методів (моніторинг, системний аналіз, економіко-математичний підхід, статистичний). Результати. Досліджено історичні умови введення в культуру люцерни в Україні, проведено аналіз інноваційних досягнень науково-дослідних установ, що займаються створенням нових сортів цієї цінної кормової бобової культури, вдосконаленням технологічних прийомів її вирощування, умов зберігання та використання. Розглянуто еволюційні зміни у технологіях вирощування люцерни в Україні. Висновки. Дослідження люцерни в Україні пройшли еволюційний шлях від сортів, завезених і пристосованих до місцевих умов, до сучасних сортів-синтетиків інтенсивного типу з урахуванням класу спокою з відповідними змінами в технологічних підходах до її вирощування, зважаючи на біологічні особливості, оптимізацію системи живлення та підвищення рівня біологічної азотфіксації, інтегрований захист рослин. При цьому значно поліпшилася поживна цінність корму з люцерни та мінімізувалися екологічні ризики, до 4-х збільшилась кількість укосів у фазі бутонізації. Сьогодні Україна має значну кількість інноваційних досягнень у селекції цієї цінної кормової культури. Сорти вітчизняних селекціонерів складають 60% від загальної кількості занесених до Державного реєстру сортів рослин, придатних для поширення в Україні. Значне місце серед них (20%) посідають сорти люцерни, створені селекціонерами Інституту кормів та сільського господарства Поділля НААН.

Ключові слова: люцерна, сорт, селекція, технологія вирощування, кормовиробництво.

Zadorozhna I.S.

Innovative achievements in alfalfa breeding and cultivation technologies in Ukraine

Abstract

Purpose. To trace the way of formation and development of alfalfa cultivation technologies in Ukraine. To analyze innovative achievements in breeding this valuable fodder crop, in particular, at the Institute of Feed Research and Agriculture of Podillya of NAAS. Methods are based on the general scientific principle of objectivity, which involves the analysis of events and phenomena based on scientific and critical thinking and the use of general scientific methods (monitoring, system analysis, economic-mathematical approach, statistical). Results. The historical conditions of introduction of alfalfa into the culture of Ukraine were studied, the analysis of innovative achievements of research institutions engaged in the creation of new varieties of this valuable fodder leguminous crop, improvement of technological methods of its cultivation, storage and use conditions was carried out. Evolutionary changes in alfalfa cultivation technologies in Ukraine are considered. Conclusions. Lucerne research in Ukraine has gone an evolutionary path from the imported and adapted to local conditions varieties to the modern synthetic intensive type ones with the account of the dormancy class and corresponding changes in technological approaches to its cultivation, taking into consideration its biological features, optimization of the nutrition system and the level of biological nitrogen fixation increase, integrated plant protection system. At the same time, the nutritional value of alfalfa fodder was improved significantly and ecological risks were minimized, the number of mowings in the budding phase increased to 4. Today, Ukraine has a significant number of innovative achievements in breeding this valuable feed crop. Varieties of domestic breeding make up 60% of the total number of plant varieties suitable for distribution in Ukraine included in the State Register. A significant place among them (20%) is occupied by alfalfa varieties created by breeders of the Institute of Feed Research and Agriculture of Podillia of the National Academy of Sciences.

Key words: alfalfa, variety, breeding, cultivation technology, feed production.

Постановка проблеми

Розвинене тваринництво є запорукою продовольчої безпеки держави. Загальновідомо, що це потребує надійної кормової бази. Багаторічні бобові трави відіграють провідну роль у виробництві різних типів кормів. Тому дослідження становлення такої культури, як люцерна, та основних досягнень в її селекції та технології вирощування є актуальним у контексті розвитку кормовиробництва в цілому. Адже із зеленої маси рослини готують високоякісні корми: сінаж, сіно, білково-протеїновий концентрат, сінне і трав'яне борошно, брикети, гранули. Травостої її можна випасати. Хімічний склад зеленої маси люцерни унікальний: у сухій речовині її (фаза бутонізації) міститься 20% протеїну, 3% жиру, майже всі макро- та мікроелементи, біологічно активні речовини. За загальною поживністю, і особливо за вмістом протеїну, люцерна переважає зернові культури у 3-3,5 рази.

Мета досліджень

Простежити шлях становлення та розвитку технологій вирощування люцерни в Україні. Проаналізувати інноваційні досягнення в селекції цієї цінної кормової культури, зокрема, в Інституті кормів та сільського господарства поділля НААН.

Матеріали і методи

Матеріали і методи дослідження базуються на загальнонауковому принципі об'єктивності, який передбачає аналіз подій та явищ на основі науково - критичного осмислення й використання загальнонаукових методів (моніторинг, системний аналіз, економіко-математичний підхід, статистичний).

Результати досліджень та обговорення

селекція люцерна кормовий культура

Згідно з літературними даними, в Україну (Смілянський повіт) люцерну з Франції завіз граф Бобринський на початку ХІХ сторіччя. Тут синя люцерна перезапилилася з місцевою дикорослою жовтою і надалі розмножувалась як гібрид. Внаслідок тривалої акліматизації та природної гібридизації вона набула ряду цінних біологічних та господарських властивостей - високу врожайність, зимостійкість і пристосованість до місцевих ґрунтово-кліматичних умов [1, С. 15].

Перші наукові підходи до вирощування цієї бобової культури були закладені на Полтавському дослідному полі у 1886 р., де проводились стаціонарні досліди з вивчення продуктивності люцерни у десяти- і п'ятипільних сівозмінах за чистої і підпокривної сівби під овес, а також на Херсонському і Харківському дослідних полях (1900 р.), на Сумській (1910 р.) і Носівській (1912 р.) дослідних станціях - з вивчення продуктивності люцерни залежно від способів сівби [2, С. 175-176].

У 1901 р. загальна площа під люцерною в губерніях України сягала 20,2 тис. га, або 58%. Найбільшими площі посіву люцерни були в лісостеповій частині Подільської, Київської, Волинської, Харківської, Чернігівської та Полтавської губерній, які становили 12,6 тис. га, або 62% загальної площі в Україні [3, С. 6].

Подальшому розширенню площ посівів люцерни сприяло виведення професором А.Є. Зайкевичем на колишній Солоницькій дослідній станції першого вітчизняного сорту Зайкевича (Грім-Зайкевича) шляхом акліматизації і природної гібридизації американської люцерни Грім з українськими дикорослими формами (1926 р.).

Широкому впровадженню люцерни в довоєнний період сприяло масове введення польових і кормових сівозмін з двома-трьома полями багаторічних трав. Впродовж майже тридцяти років вивчались питання агротехніки її вирощування: способи сівби (суцільні, широкорядні, гніздові, чисті та підпокривні), строки сівби (весняні, літні), норми висіву, добір покривних рослин (ячмінь, просо, кукурудза, чина), способи використання та укосів (перший рік - на сіно, другий - на насіння, перший або другий укіс - на насіння або на сіно), одержання насіння з травосумішок.

У 1940 р. укісна площа люцерни становила 784,3 тис. га, або була більшою в 14 разів у порівнянні з 1913 р. Питома вага люцерни у структурі багаторічних трав в Україні у 1938 р. становила 44,5%, а в південних областях - 79% [3, С. 6-7].

Після війни, через масове впровадження в усіх ґрунтово-кліматичних зонах травопільної системи землеробства В.Р. Вільямса, яка не враховувала біологічних особливостей росту і розвитку окремих видів трав в агрофітоценозах, посіви люцерни гинули, а зріджені травостої заростали бур'янами, урожайність сіна і зеленої маси була низькою.

Тому дедалі більшого масштабу набувало розорювання площ посіву багаторічних трав і заміна їх однорічними кормовими культурами. Як наслідок, у 1956 р. площа багаторічних трав в Україні скоротилась до 932,6 тис. га, в тому числі люцерни - до 355,5 тис. га, або більше, ніж у два рази в порівнянні з 1940 р. [3, С. 8].

Це стало основною причиною зниження продуктивності тваринництва, оскільки призвело до значного зменшення вмісту перетравного протеїну в кормах.

6 червня 1957 р. вийшла Постанова РМ УРСР № 560 «Про заходи по збільшенню виробництва насіння багаторічних трав у колгоспах і радгоспах УРСР», яка зобов'язувала МСГ УРСР та УАСГН зосередити увагу науково - дослідних установ на всебічному вивченні агротехніки вирощування високих урожаїв і виведенні більш продуктивних сортів багаторічних трав стосовно до ґрунтово-кліматичних умов [4, С. 139-141].

Активізувалась наукова робота у цьому напрямку. Наукові розробки та рекомендації нових технологічних прийомів вирощування люцерни сприяли розширенню площ її посіву в Україні з 0,85 млн. у 1975 р. до 2,1 млн. га у 1991 р. Проте найбільші площі посіву люцерни спостерігались у 1985 році і складали майже 2,3 млн. га, або 55,2% загальної площі багаторічних трав. Урожайність зеленої маси багаторічних трав з 17,8 т/га у 1971 -1975 рр. підвищилась до 23,0 т/га упродовж 1986-1990 рр., сіна, відповідно, з 2,80 до 3,82 т/га. За даними Квітка Г.П., інтенсивну технологію вирощування люцерни на основі літніх післяукісних і весняних безпокривних посівів упродовж 1995 -1998 рр. щорічно впроваджували у країні на площі 150-70 тис. га, що забезпечило економічний ефект 9,712 млн. грн. [5].

Дослідження люцерни в Україні пройшли шлях розвитку, який вніс відповідні зміни в технології її вирощування з врахуванням біологічних особливостей нових високопродуктивних сортів-синтетиків інтенсивного типу, оптимізації системи живлення та підвищення рівня біологічної азотфіксації, інтегрованого захисту рослин. Схематично цей процес зображено на рис. 1.

Починаючи з 1973 р., значний внесок у пропагування цієї цінної кормової культури зробив Інститут кормів та сільського господарства Поділля НААН як головний державний науковий центр з кормовиробництва.

Майже за 50 років своєї історії селекціонерами інституту створені конкурентоспроможні сорти і гібриди люцерни з підвищеним потенціалом продуктивності, подовженим періодом продуктивного довголіття в чистих та змішаних посівах, придатні для сінокісного та сінокісно-пасовищного використання.

Це результат плідної, довготривалої роботи науковців інституту, серед яких В.Д. Бугайов, В.С. Мамалига, А.М. Максімов, В.М. Горенський та ін.

До Державного реєстру сортів рослин, придатних для поширення в Україні, за цей період занесені сорти люцерни Вінничанка (1989 р.) та Любава (1995 р.), люцерни хмелевидної Берегиня (1998 р.), люцерни посівної Регіна (1997 р.), Синюха (2010 р.), Росана (2016 р.), Радослава (2019 р.), Родена (2020 р.), Амага та Раміна (2021 р.) [6].

Рис. 1. Схема еволюційних змін у технологіях вирощування люцерни в Україні

Так, наприклад, сорт люцерни посівної Радослава в зоні Лісостепу, за даними Українського інституту експертизи сортів рослин, показав урожайність за збором сухої речовини 11,84 т/га, що на 2,32 т/га перевищило стандарт, вміст сирого протеїну - 19,2%, високу стійкість до вилягання, стеблової іржі та борошнистої роси [7, С. 273].

Проведений аналіз основних оригінаторів та заявників сортів люцерни в Україні показав, що 60% з них - це науково-дослідні установи НААН та 40% - іноземні фірми.

Серед вітчизняних заявників найбільше сортів мають Селекційно - генетичний інститут національного центру насіннєзнавства та сортовивчення - 12, Інститут зрошуваного землеробства НААН - 11 та Інститут кормів та сільського господарства Поділля НААН - 10. Серед іноземних - фірма «Маїсадур Семанс» (Франція) - 8. Частка сортів Інституту кормів та сільського господарства Поділля НААН серед вітчизняних заявників становить 20%.

У доробку селекціонерів Селекційно-генетичного інституту національного центру насіннєзнавства та сортовивчення сорти люцерни посівної Радуга (1979 р.), Зарниця (1982 р.), Мрія Одеська (1996 р.), Світоч (1999 р.), Єва (2002 р.) та люцерни мінливої Люба, Росинка, Ласка (2007 р.), Ніжність, Насолода (2015 р.), Ладослава, Інтрига Одеська (2020 р.).

Інститутом зрошуваного землеробства НААН до Державного реєстру сортів рослин, придатних для поширення в Україні, занесені сорти люцерни посівної Надєжда (1982 р.), Серафіма (2004 р.), Зоряна (2010 р.) та люцерни мінливої Херсонська (1979 р.), Синська (1986 р.), Унітро (1995 р.), Вавіловка 2 (1996 р.), Веселка (1998 р.), Анжеліка (2015 р.), Елегія (2017 р.), Луїза (2019 р.).

Дослідження в Селекційно-генетичному інституті національного центру насіннєзнавства та сортовивчення спрямовані на вирішення проблеми скорочення періоду спокою рослин люцерни для отримання додаткового укосу в умовах зрошення [8]. В Інституті зрошуваного землеробства НААН - на створення сортів люцерни із потужною кореневою системою і підвищеною азотофіксувальною здатністю, соле- та посухостійких за різних умов зволоження на півдні України [9]. В Інституті кормів та сільського господарства Поділля НААН - на створення сортів люцерни посівної з порівняно високою кормовою та насіннєвою продуктивністю, толерантністю рослин до підвищеної кислотності ґрунту, стійкістю до збудників кореневих гнилей, подовженим періодом продуктивного довголіття [10, 11].

Науковцями Інституту кормів та сільського господарства Поділля НААН розроблені інтенсивні технології вирощування люцерни на насіння, конкурентоспроможні технології її заготівлі, зберігання та використання. Інститутом отримано 15 охоронних документів, з них 6 свідоцтв і 9 патентів на винаходи та корисні моделі. Серед них: «Спосіб виділення самонесумісних рослин люцерни посівної» (2006 р.), «Спосіб оцінки алюмостійкості люцерни» (2016 р.), «Спосіб виділення генотипів люцерни толерантних до підвищеної кислотності ґрунту» (2018 р.), «Спосіб силосування люцерни» (2015 р.), «Спосіб отримання гранул з сіна люцерни» (2019 р.), «Спосіб визначення нейтрально-детергентного нерозчинного сирого протеїну в люцерні посівній» (2021 р.) та інші.

Аналіз охоронних документів у «патентних портфелях» науково - дослідних установ України (1993-2021 рр.), що стосуються нових технологій вирощування, зберігання та використання люцерни, дав можливість виявити, що найбільша частка їх належить Інституту кормів та сільського господарства Поділля НААН - 21%, Інституту зрошуваного землеробства НААН - 21%, Національному університету біоресурсів і природокористування - 12% [12].

Висновки

Дослідження люцерни в Україні пройшли шлях розвитку від сортів, завезених і пристосованих до місцевих умов, до сучасних сортів - синтетиків інтенсивного типу з урахуванням класу спокою з відповідними змінами в технологічних підходах до її вирощування, зважаючи на біологічні особливості, оптимізацію системи живлення та підвищення рівня біологічної азотфіксації, інтегрований захист рослин. При цьому число укосів у фазі бутонізації збільшилося до 4-х, значно поліпшилася поживна цінність кормів та мінімізувалися екологічні ризики. Сьогодні Україна має значну кількість інноваційних досягнень у селекції цієї цінної кормової культури. Сорти вітчизняних селекціонерів становлять 60% від загальної кількості занесених до Державного реєстру сортів рослин, придатних для поширення в Україні. Значне місце серед них (20%) посідають сорти люцерни, виведені селекціонерами Інституту кормів та сільського господарства Поділля НААН: Вінничанка (1989 р.), Любава (1995 р.), Берегиня (1998 р.), Регіна (1997 р.), Синюха (2010 р.), Росана (2016 р.), Радослава (2019 р.), Родена (2020 р.), Амага та Раміна (2021 р.).

Розширення та поглиблення селекційної роботи з люцерною дозволить вирішити наукову проблему створення сортів-синтетиків з оптимальними параметрами ознак адаптивності, кормової та насіннєвої продуктивності в різних кліматичних зонах України, а вдосконалення елементів технології вирощування люцерни слугуватиме подальшому підвищенню її кормової та насіннєвої продуктивності.

Список бібліографічних посилань

1. Рабінович В.М., Рабінович В.М. Багаторічні трави. К. : Урожай, 1972. 216 с.

2. Бугайов В.Д., Задорожна І.С. З історії дослідження люцерни в Україні. Корми і кормовиробництво. 2012. № 72. С. 175-183. https://doi.org/10.31073/kormovvrobnvtstvo202089-23.

3. Петриченко В.Ф., Квітко Г.П. Люцерна з новими якостями для культурних пасовищ. К.: Аграрна наука, 2010. 96 с.

4. Постанови та розпорядження ЦК КПУ і РМ УРСР за 1956-1957 рр. ЦДАВО України (Центр. держ. архів вищ. органів влади та упр. України). Ф. Р-4861. Оп. 1. Спр. 1.

5. Квітко Г.П. Агроекологічне обґрунтування та ефективність наукових розробок інтенсифікації польового кормовиробництва. Вісник аграрної науки. 2003. Спец. вип. С. 20-22.

6. Державний реєстр сортів рослин, придатних для поширення в Україні на 2022 рік. URL: http://sops.gov.ua/reestr-sortiv-roslin.

7. Охорона прав на сорти рослин: Бюлетень. Український інститут експертизи сортів рослин. Вінниця: ФОП Корзун Д.Ю. 2019. Вип. 2. 170 с.

8. Коць С.Я., Михалкив Л.М., Воробей Н.А, Пацко Е.В., Сичкарь В.И. Эффективность инокуляции люцерны новыми штаммами Sinorhizobium meliloti при разном влагообеспечении. Збірник наукових праць СГІ-НЦНС. 2015. № 26(66). С. 178-189. URL: https://sgi.in.ua/data/documents/Zbirnik-naukovih-prac-SGI-NCNS-no-2666.pdf.

9. Тищенко О.Д., Тищенко А.В., Куц Г.М., Пілярська О.О. Досягнення та перспективи селекції люцерни для умов зрошення. Вісник аграрної науки. 2019. Жовтень. С. 92-98. https://doi.org/ 10.31073/agrovisnvk201910-12S.

10. Бугайов В.Д., Горенський В.М., Максімов А.М. Шляхи підвищення генетичного потенціалу кормової та насіннєвої продуктивності люцерни. Матеріали X1U Міжнародної наукової конференції «Корми і кормовий білок» (4-5 липня 2018 р.). С. 4-5. URL: http://fri.vin.ua/conferenzii/tezi2018.pdf.

11. Buhaiov V., Horenskyy V., Liatukiene A. The response of Medicago sativa to aluminium toxicity under laboratory and field conditions. Zemdirbyste-Agriculture. 2018. Vol. 105. Issue 2. Pp. 141-148.

12. Спеціалізована БД «Винаходи (корисні моделі) в Україні». URL: https: //base.uipv.org/searchINV.

References

1. Rabinovych V.M., Rabinovych V.M. (1972). Bahatorichni travy [Perennial herbs]. Kyiv, Urozhai, 216 p. [in Ukrainian].

2. Buhaiov V.D., Zadorozhna I.S. Z istorii doslidzhennia liutserny v Ukraini [From the history of alfalfa research in Ukraine]. Kormy i kormovyrobnytstvo [Feed and feed production], 2012, no. 72, pp.175183, https://doi.org/10.31073/kormovyrobnytstvo202089-23 [in Ukrainian].

3. Petrychenko V.F., Kvitko H.P. (2010). Liutserna z novymy yakostiamy dlia kulturnykh pasovyshch [Alfalfa new characteristics for cultivated pastures]. Kyiv, Ahrarna nauka, 96 p. [in Ukrainian].

4. Postanovy ta rozporiadzhennia TsK KPU i RM URSR za 1956-1957 rr. TsDAVO Ukrainy [Resolutions and orders of the Central Committee of the Communist Party of Ukraine and the Council of Ministers of the Ukrainian SSR for 1956-1957]. Tsentr. derzh. arkhiv vyshch. orhaniv vlady ta upr. Ukrainy [Central State Archive of higher authorities and administration of Ukraine], Ф.Р-4861, Op. 1, ref. 1 [in Ukrainian].

5. Kvitko H.P. Ahroekolohichne obgruntuvannia ta efektyvnist naukovykh rozrobok intensyfikatsii polovoho kormovyrobnytstva [Agro-ecological substantiation and effectiveness of scientific developments for the intensification of field fodder production]. Visnyk ahrarnoi nauky [Herald of Agrarian Science], 2003, Special issue, pp. 20-22 [in Ukrainian].

6. Derzhavnyi reiestr sortiv roslyn, prydatnykh dlia poshyrennia v Ukraini na 2022 rik [State register of plant varieties suitable for distribution in Ukraine for 2022]. Available at: URL: http://sops.gov.ua/reestr-sortiv-roslin [in Ukrainian].

7. Okhorona prav na sorty roslyn: Biuleten [Protection of rights to plant varieties: Bulletin. Ukrainskyi instytut ekspertyzy sortiv roslyn [Ukrainian Institute of Expertise of Plant Varieties]. Vinnytsia, FOP Korzun D.Iu., 2019, issue 2, 170 p. [in Ukrainian].

8. Kots S.Ya., Mykhalkiv L.M., Vorobei N.A, Patsko E.V., Sichkar V.Y. Effektivnost inokuliatsii liutserny novymi shtammami Sinorhizobium meliloti pri raznom vlagoobespechenii [Effectiveness of inoculation of alfalfa with new strains of Sinorhizobium meliloti at different moisture levels]. Zbirnyk naukovykh prats SHI-NTsNS [Collection of scientific works of the Breeding and genetic institute and National center of seed science and variety study], 2015, no. 26(66), pp.178-189. Available at: URL: https://sgi.in.ua/data/documents/Zbirnik-naukovih-prac-SGI-NCNS-no-2666.pdf [in Russian].

9. Tyshchenko O.D., Tyshchenko A.V., Kuts H.M., Piliarska O.O. Dosiahnennia ta perspektyvy selektsii liutserny dlia umov zroshennia [Achievements and prospects of alfalfa breeding for irrigation conditions]. Visnyk ahrarnoi nauky [Herald of Agrarian Science], 2019, October, pp. 92-98, https://doi.org/10.31073/agrovisnyk201910-12S [in Ukrainian].

10. Buhaiov V.D., Horenskyi V.M., Maksimov A.M. Shliakhy pidvyshchennia henetychnoho potentsialu kormovoi ta nasinnievoi produktyvnosti liutserny [Ways of increasing the genetic potential of fodder and seed productivity of alfalfa]. Materialy XIII Mizhnarodnoi naukovoi konferentsii “Kormy i kormovyi bilok” [Proceedings of the 13th International Scientific Conference “Feed and Feed Protein”], 2018, pp. 4-5. Available at: URL: http://fri.vin.ua/conferenzii/tezi2018.pdf [in Ukrainian].

11. Buhaiov V., Horenskyi V., Liatukiene A. The response of Medicago sativa to aluminium toxicity under laboratory and field conditions. Zemdirbyste-Agriculture, 2018, vol. 105, issue 2, pp.141-148.

12. Spetsializovana BD “Vynakhody (korysni modeli) v Ukraini” [Specialized database “Inventions (useful models) in Ukraine”. Available at: URL: https://base.uipv.org/searchINV [in Ukrainian].

Размещено на Allbest.ru