Сравнительная характеристика новых сортообразцов галеги восточной различных фенотипов

Аннотация

галега фенотип сортообразец вегетационный Дана характеристика новым сортообразцам галеги восточной различных фенотипов по продолжительности фаз развития, длине вегетационного периода, окраске цветков, вегетативных органов, семян, а также по содержанию сухого вещества, облиственности и семенной продуктивности. Сравнительная оценка сортообразцов показала, что они различаются между собой как по морфологическим, так и хозяйственно полезным признакам. Лучшими среди них являются сортообразцы: белоцветковый СЭГ-1, сиреневоцветковый СЭГ-2, фиолетовоцветковый СЭГ-8, розовоцветковый СЭГ-11 и кремовоцветковый СЭГ-12, которые содержат больше сухого вещества и характеризуются более высокой семенной продуктивностью.

We have given characteristics to new variety samples of Galega orientalis L. of different phenotypes according to the duration of development phases, length of vegetation period, colouring of flowers, vegetation organs and seeds, as well as the content of dry matter, leaf mass and seed productivity. Comparative estimation of variety samples showed that they are different both in morphological and economically-useful signs. The best ones among them are the following: white-flower SEG-1, lilac-flower SEG-2, violet-flower SEG-8, rose-flower SEG-11 and crиme-flower SEG-12, which contain more dry matter and are characterized by higher seed productivity.

Галега восточная в Республике Беларусь является относительно новой, но очень перспективной и значимой кормовой культурой среди многолетних бобовых трав. Как кормовая культура, она может играть важную роль в обеспечении животных питательными кормами высокого качества и получении продукции животноводства с наиболее низкой себестоимостью. Из нее готовят различные виды кормов: сено, травяную муку, сенаж, силос и зеленую подкормку. Благодаря разнообразию кормов, их можно включать в рацион животных на протяжении всего года. За вегетационный период высокоурожайный травостой галеги восточной может обеспечить производство с одного гектара 1,5−3,0 т полноценного по фракционному и аминокислотному составу белка, который не только характеризуется высокой переваримостью сам по себе, но и повышает переваримость кормов из других культур. Низкая себестоимость производимых кормов из галеги восточной обеспечивается способностью ее, как бобовой культуры, синтезировать белок за счет биологической фиксации атмосферного азота. По кормовым достоинствам галега восточная находится на уровне люцерны и клевера или превышает их, а по долголетию использования травостоя значительно превосходит их. На одном месте она может произрастать 20 и более лет, ежегодно формируя урожайность зеленой массы в среднем 550−750 ц/га [7]. Значимость и перспективность этой культуры заключается и в очень высокой пластичности, благодаря которой она возделывается во всех почвенно-климатических зонах Беларуси. Возделывание ее в хозяйствах повышает эффективность использования пахотных земель, лугов и пастбищ, способствует восстановлению структуры почвы, повышению ее плодородия. Она является хорошим предшественником, выполняет почвозащитную функцию, улучшает экологию.

Галега восточная опыляется пчелами, является хорошим и самым ранним медоносом.

Вместе с тем такая значимая для сельскохозяйственного производства кормовая культура в настоящий период еще не получила должного распространения в Республике Беларусь. Поэтому проблема ее внедрения в производство является актуальной. В решении данной проблемы важная роль принадлежит селекции культуры.

Анализ источников

Основной задачей селекции галеги восточной является создание высокоурожайных сортов, сочетающих в себе необходимые хозяйственно-полезные признаки и высокую адаптивность к условиям произрастания [7, 8].

Актуальной в настоящий период является проблема создания патентоспособных сортов. Это обусловлено тем, что с 2009 г. в соответствии с Законом о присоединении Республики Беларусь к Международной Конвенции и вступлении ее в УПОВ — Международный союз стран-государств по охране новых сортов — галега восточная включена в перечень видов растений, сорта которых охраняются на государственном и международном уровне. Создание патентоспособных сортов вызывает необходимость применения в селекции более эффективных методов получения исходного материала, интенсификации формообразовательного процесса и выявления селекционных форм с признаками новизны, отличимости, однородности и стабильности (ООС).

Следует отметить, что генофонд галеги восточной до недавнего времени характеризовался незначительным разнообразием признаков. Возделываемые в производстве сорта, созданные преимущественно методами отбора, мало отличаются от дикорастущих популяций, интродуцированных с Северного Кавказа. Включенные в Государственный реестр Республики Беларусь сорта, в том числе сорт нашей селекции Нестерка, различаются между собой преимущественно по количественным признакам и имеют одинаковый фенотип с синей окраской цветков и темно-зелеными вегетативными органами. Устоявшийся фенотип галеги восточной является результатом формообразовательного процесса, происходящего в природе эволюционным путем и закрепленного естественным отбором.

В интенсификации формообразовательного процесса у галеги восточной важная роль принадлежит спонтанным мутациям и гибридизации. Так, выделенная нами спонтанная белоцветковая мутация, проявившаяся в многолетних посевах галеги восточной сорта Нестерка, послужила в наших исследованиях источником возникновения новых разновидностей. Включение ее в гибридизацию позволило создать новый исходный материал с широким спектром изменчивости морфологических и хозяйственно-биологических признаков и свойств. В результате проведения селекционной работы нами были выделены новые сортообразцы галеги восточной, различающиеся между собой по окраске цветков, вегетативных органов, семян и другим качественным и количественным признакам [7, 12].

Целью наших исследований было дать сравнительную характеристику новым сортообразцам галеги восточной с различными фенотипами по морфологическим и хозяйственно полезным признакам.

Методы исследований

Исследования проводились на опытном поле селекционно-генетической лаборатории кафедры селекции и генетики УО БГСХА в 2008;2010 гг. Почва дерново-подзолистая, среднесуглинистая, подстилаемая с глубины 1 м мореным суглинком. По содержанию гумуса, элементам питания и кислотности она вполне пригодна для возделывания галеги восточной. Содержание гумуса составляет 2,2%, подвижных форм фосфора 252 мг, обменного калия 206 мг на 1 кг почвы. Кислотность почвы находится на уровне рН в КСЙ 6,0. Показатели почвы регулировались внесением фосфорно-калийных удобрений и известкованием.

Метеорологические условия в период проведения исследований резко различались по годам. В 2008 г., в год закладки полевых опытов, условия для роста и развития галеги восточной были удовлетворительными. Среднесуточная температура воздуха на протяжении всего апреля превышала среднюю многолетнюю на 1,6−7,5°С. Май был холодным и в первой декаде наблюдались заморозки. Июнь и июль по температурному режиму были на уровне среднемноголетних показателей, а осадков выпало в два раза меньше нормы, что вызвало необходимость полива опытных участков. В августе температура воздуха превышала среднюю многолетнюю и во второй декаде составила 21,2°С, что на 4,9°С больше нормы. Сумма выпавших осадков за вегетационный период на 48,8 мм была ниже нормы и составила 337,7 мм, а сумма температур на 40 °C превышала среднюю многолетнюю и находилась на уровне 2379,4°С. К концу вегетации на опытных участках сформировался хороший травостой.

В 2009 г., на второй год жизни травостоя, условия для роста и развития растений галеги восточной были более благоприятными. По сумме температур и количеству выпавших осадков за вегетационный период условия соответствовали средним многолетним показателям, но по месяцам наблюдалось их значительное варьирование. По температурному режиму наиболее теплым был апрель, превышение суммы температур по сравнению со средней многолетней составило 55^оС, а осадков при этом выпало на 35,2 мм меньше. Май и июнь были влажными, количество выпавших осадков было выше более чем в 1,5−1,8 раза по сравнению со среднемноголетними показателями, что способствовало интенсивному росту вегетативной массы у галеги восточной. В августе температура воздуха была ниже средней многолетней на 84,3^оС и составила 414,5^оС против 498,8^оС. Отсутствие в этот период осадков способствовало созреванию и эффективной уборке семян галеги восточной.

В 2010 г. на протяжении мая — первой декады июня наряду с теплой погодой выпадали обильные осадки, превысившие среднюю многолетнюю норму в 1,5 раза. Это способствовало интенсивному росту вегетативной массы галеги восточной. Начиная с третьей декады июня температура воздуха превысила среднемноголетний показатель на 3−4єС, а со второй — на 6,8−8,8єС в сравнении со среднемноголетней. В июле превышение суммы температур за месяц составило 175,7єС, а в августе — 152,1єС. Осадки выпадали редко и в незначительных количествах. Все это явилось причиной сокращения периода вегетации, более дружного созревания семян, а также снижения темпов роста и формирования низкой урожайности зеленой массы во втором укосе. Сумма температур за вегетационный период была на 513,0єС выше по сравнению со среднемноголетним показателем (2346,5єС) и составила 2859,5єС. Сумма выпавших осадков за период вегетации составила 352,5 мм против 386 мм среднемноголетней.

Оценку сортообразцов проводили в конкурсном сортоиспытании. Изучение морфологических признаков проводилось в разреженных посадках с индивидуальным размещением растений. По каждому сортообразцу изучалось 100 растений, высаженных на 6 рядковых делянках с площадью питания 70 Ч 70 см. Закладку питомника проводили рассадой растений выделенных фенотипов в контрольном питомнике. Учет и наблюдения за сортообразцами проводили в соответствии с методическими указаниями ВНИИ растениеводства. Описание сортообразцов по морфологическим признакам проводили в соответствии с методикой испытания сортов галеги восточной на отличимость, однородность и стабильность.

Объектами исследований служили 11 сортообразцов галеги восточной с различной окраской цветков: СЭГ-1 — с белой, СЭГ-2 — сиреневой, СЭГ-3 — голубой, СЭГ-4 — синей, СЭГ-6 — голубой с антоцианом, СЭГ-7 — темно-синей, СЭГ-8 — темно-фиолетовой, СЭГ-9 — светло-розовой, СЭГ-10 — светло-синей, СЭГ-11 — розовой, СЭГ-12 — кремовой.

В год закладки опытов за посадками проводился уход, который включал в себя прополку и полив. Основные учеты и наблюдения за сортообразцами проводились в 2009;2010 гг.

Основная часть

В результате проведенных фенологических наблюдений выявлены различия между сортообразцами по продолжительности фаз развития и вегетационного периода. Весеннее отрастание сортообразцов в 2009 г. началось 17 апреля, в 2010 г. — 7 апреля. Продолжительность периодов от начала весеннего отрастания до наступления фазы бутонизации варьировала в зависимости от сортообразца в пределах от 37 до 44 дней, а до фазы цветения — от 44 до 50 дней. По продолжительности эти межфазные периоды не различались по годам (табл. 1).

Таблица 1.

Фенологические наблюдения за сортообразцами галеги восточной (2009;2010 гг.).

Что касается межфазных периодов от весеннего отрастания до созревания, то их продолжительность различалась как по годам, так и по сортообразцам.

В 2009 г. созревание сортообразцов началось в обычные для галеги восточной сроки (2.08), а в 2010 г. фаза созревания началась значительно раньше — 25.06. Этому способствовала сухая и необычно жаркая погода. Период вегетации в 2009 г. длился в зависимости от сортообразца 107−114 дней, а в 2010 г. — 79−86 дней. В оба года исследований наиболее короткий период вегетации (в 2009 г. — 107 дней, в 2010 г. — 79 дней) имели сортообразцы СЭГ-4 и СЭГ-12, а более продолжительный (114 и 86 дней соответственно) — сортообразец СЭГ-1.

Нами проводилась оценка сортообразцов и по другим количественным и качественным признакам: по высоте растений, форме куста, кустистости, количеству междоузлий на главном стебле, его толщине, окраске и опушенности, по окраске листьев, их длине и количеству, по форме листочков, их длине, ширине, наличию шипика, а также по окраске цветков и семян.

В результате проведенных исследований было установлено, что сортообразцы значительно различаются между собой. Так, по высоте растений варьирование по сортообразцам находилось в пределах от 79 до 106 см. Наиболее низкорослым (76 см) был сортообразец СЭГ-6, а наиболее высокорослым (106 см) — СЭГ-4 (табл. 2).

Таблица 2.

Характеристика сортообразцов галеги восточной по морфологическим и хозяйственно ценным признакам (2009;2010 гг.).

По типу куста выделены сортообразцы с прямостоячей и полупрямостоячей формой. Так, сортообразцы СЭГ-1, СЭГ-2, СЭГ-8 и СЭГ-9 имели прямостоячий куст, а у всех остальных он был полупрямостоячим. Количество стеблей в кусте в зависимости от сортообразца варьировало в пределах от 40 до 64 шт. Наибольшей кустистостью характеризовался сортообразец СЭГ-12. Среднее число междоузлий на главном стебле составило по сортообразцам 8−13 шт. Самый высокий показатель (13 междоузлий) отмечен у сортообразца СЭГ-1. В зависимости от сортообразца проявились различия и по толщине стебля, варьирующей в пределах от 5,3 мм у тонкостебельного (СЭГ-1) до 8,4 мм у толстостебельного сортообразца СЭГ-9. Кроме того, сортообразцы различались между собой по степени опушения стебля, варьирующей от слабого до среднего, и по интенсивности его окрашивания антоцианом (от его отсутствия до интенсивного проявления). Листья у сортообразцов галеги восточной сложные, непарноперистые, состоят из листочков. По окраске листьев между сортообразцами выявлены различия. Сортообразец СЭГ-1 характеризуется светло-зеленой, зеленой и темно-зеленой с антоцианом окраской. Длина листьев в зависимости от сортообразца варьировала от короткой (18,8 см) у СЭГ-9 до длиной (25,3 см) у СЭГ-11. Наименьшее количество листочков отмечено у сортообразца СЭГ-1 (10 шт.), а наибольшее у СЭГ-6 (16 шт.). Различия между сортообразцами проявились и по листочкам, имеющим форму от ланцетовидной до широко-яйцевидной, длину, варьирующую от 5,8 до 7,2 см, ширину — от 2,7 до 4,1 см, с отсутствием или наличием шипика на них. У сортообразца СЭГ-1, например, листочки имели форму ланцетовидную, длину — 6,5 см, ширину — 3,1 см, шипик имеется. У сортообразца СЭГ-9 — форма листочков яйцевидная, длина — 5,8 см, ширина — 3,1 см, шипик отсутствует.

Наиболее контрастно сортообразцы различались между собой по окраске цветков. Наряду с синей окраской цветков, типичной для галеги восточной, выделены сортообразцы с белой, сиреневой, голубой, темно-синей, темно-фиолетовой, светло-розовой, светло-синей, розовой и кремовой. Все это свидетельствует о том, что новые сортообразцы характеризуются значительным разнообразием явно отличимых качественных признаков. Следует отметить, что между интенсивностью окраски цветков и вегетативных органов в наших исследованиях прослеживается закономерная связь. Так, белоцветковый сортообразец СЭГ-1 имеет светло-зеленые без пигментации стебли и листья, а у темно-фиолетовоцветкового СЭГ-8 — они темно-зеленые. Сортообразцы с одинаковой окраской цветков отличаются друг от друга по интенсивности ее проявления. Так, у розовоцветковых сортообразцов СЭГ-9 и СЭГ-11 отмечено варьирование окраски от светло-розовой до розовой, у синецветковых СЭГ-10 и СЭГ-7 — от светлодо темно-синей. При этом наблюдаются различия по окраске листьев антоцианом: у светло-розового сортообразца СЭГ-9 она отсутствует, а у розовоцветкового СЭГ-11 — присутствует. Признак отличимости проявлялся у сортообразцов и по окраске семян, которая варьировала по сортообразцам от светло-желтой, желтой до оливковой. У белоцветкового сортообразца СЭГ-1, например, семена были светло-желтыми, у СЭГ-8 — темно-фиолетовоцветкового и СЭГ-10 светло-синецветкового — желтыми, у всех остальных изучаемых сортообразцов — оливковыми.

Нами проведена оценка сортообразцов по облиственности. Варьирование данного признака в зависимости от сортообразца находилось в пределах от 41,6 до 56,6% (рис. 1).

Рис. 1 Облиственность сортообразцов галеги восточной

Лучшими по данному показателю были сортообразцы СЭГ-7 (54,5%) и СЭГ-6 (56,6%).

Важным хозяйственно полезным признаком у галеги восточной является содержание сухого вещества. По данному признаку также выявлены различия между сортообразцами. Содержание сухого вещества варьировало по сортообразцам в пределах от 16,0 до 23,3% (рис. 2).

Рис. 2 Содержание сухого вещества у сортообразцов галеги восточной

Наиболее высокий показатель (23,3%) отмечен у белоцветкового сортообразца СЭГ-1, а самый низкий (16,0%) — у розовоцветкового СЭГ-11.

Для сравнения изучаемых сортообразцов по семенной продуктивности нами проводился анализ элементов структуры урожайности семян в 2009 и 2010 гг., одновременно учитывалась и высота растений. Сравнительная оценка сортообразцов проводилась по средним показателям за два года. В результате проведенных исследований выявлены различия между сортообразцами как по высоте растений, так и по семенной продуктивности. Высота растений в зависимости от сортообразца варьировала в пределах от 107 до 135 см. Наиболее высокорослым (135 см) был белоцветковый сортообразец СЭГ-1, а наиболее низкорослым — голубоцветковый СЭГ-3 (табл. 3).

Таблица 3.

Элементы структуры семенной продуктивности сортообразцов галеги восточной в среднем за два года (2009;2010 гг.).

В зависимости от сортообразца на одном стебле формировалось от 5,2 до 16,1 кистей, от 134 до 219 бобов, от 254 до 452 шт., или от 1,7 до 3,6 г семян. Наибольшее количество семян на стебле формировалось у сортообразцов СЭГ-2, СЭГ-6 (2,4 г), СЭГ-12 (2,8 г), СЭГ-10 (3,2 г), СЭГ-8 (3,6 г). Масса 1000 семян варьировала по сортообразцам от 6,7 до 7,4 г. Более крупные семена имели голубоцветковый сортообразец СЭГ-3, синецветковый СЭГ-10 и розовоцветковый СЭГ-9 с массой 1000 шт. 7,3−7,4 г. Осемененность бобов по сортообразцам варьировала в пределах от 1,5 до 2,9 шт. Более высокую осемененность имел сиреневоцветковый сортообразец СЭГ-2 (2,9 семян в бобе). Сильно варьирующим признаком является урожайность семян (V=29,9%). Наиболее высокой урожайностью семян характеризовался кремовоцветковый сортообразец СЭГ-8 (179,2 г/м²).

Заключение

Проведенная нами сравнительная оценка созданных сортообразцов галеги восточной показала, что они различаются между собой как по морфологическим, так и хозяйственно полезным признакам и представляют собой ценный исходный материал для селекции патентоспособных сортов, соответствующих критериям новизны, отличимости, однородности и стабильности.

Лучшими среди них являются белоцветковый сортообразец СЭГ-1, сиреневоцветковый СЭГ-2, фиолетовоцветковый СЭГ-8, розовоцветковый СЭГ-11 и кремовоцветковый СЭГ-12. Эти сортообразцы содержат больше сухого вещества и характеризуются более высокой облиственностью и семенной продуктивностью.

• 1. Закон Республики Беларусь «О патентах на сорта растений». Минск, 1995. 22 с.
• 2. Закон Республики Беларусь «О присоединении Республики Беларусь к Международной конвенции по охране новых сортов растений». Минск, 2002 № 115−3.
• 3. Бушуева, В. И. Использование генофонда галеги восточной для идентификации сортов / В. И. Бушуева // Вести национальной академии наук Беларуси. Серия аграрных наук. 2008. № 1. С. 61−67.
• 4. Бушуева, В. И. Галега восточная — ее настоящее и будущее / В. И. Бушуева, Е. В. Равков, О. А. Порхунцова // Состояние и пути развития производства сахарной свеклы в Республике Беларусь: материалы Междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 75-летию НАН Беларуси, Несвиж 10−11 июля 2003 г., ред.: И. С. Татур. Минск: Юникап, 2003. С. 191−194.
• 5. Волошин, В. А. Сравнительная оценка козлятника восточного с клевером луговым, клевером розовым и люцерной / В. А. Волошин, Г. М. Осиева // Интенсивные приемы повышения продуктивности кормопроизводства в Предуралье: межвкз. сб. науч тр. / Пермский с.-х. институт им. Д. Н. Прянишникова; редкол.: Ю. В. Щербаков. Пермь: ПСХИ, 1991. С. 32−36.
• 6. Пикун, П. Т. Кормопроизводство: нетрадиционные культуры, проблемы и пути их решения / П. Т. Пикун, М. Ф. Пикун [и др.], под ред. А. С. Мееровский. Мозырь: ООО Ид «Белый ветер», 2005. 111 с.
• 7. Бушуева, В. И. Галега восточная: монография. 2-е изд., доп. / В. И. Бушуева, Г. И. Таранухо. Минск: Экоперспектива, 2009. 204 с.
• 8. Авраменко, М. Н. Характеристика сортообразцов галеги восточной в коллекционном питомнике / М. Н. Авраменко, В. И. Бушуева // Молодежь и инновации — 2009: материалы науч.-практ. конф. редкол. Курдеко А. П. [и др.]. Горки: БГСХА, 2009. Ч. 1. 445 с.
• 9. Бушуева, В. И. Спонтанные мутации и их роль в формообразовательном процессе у галеги восточной / В. И. Бушуева // Вестник БГСХА. 2007. № 1. С. 76−79.
• 10. Порхунцова, О. А. Популятивность образцов галеги восточной и возможность их использования для отбора / О. А. Порхунцова // Сельское хозяйство — проблемы и перспективы: сб. науч. тр. / УЩ ГГАУ; под ред.: В. К. Пестиса. Гродно: УО ГГАУ, 2005. Т. 4. Ч. 1. 329 с.
• 11. Генетика: учеб. пособие для вузов / А. А. Жученко; под ред. А. А. Жученко. М., 2003. 479 с.
• 12. Бушуева, В. И. Генотипическая изменчивость у галеги восточной и ее использование в селекции патентоспособных сортов / В. И. Бушуева // Наука и инновации. 2007. № 1 (47). С. 37−41.