Отбор перспективных морфотипов в карельской популяции Phleum pratense L. сорта олонецкая местная

Одним из путей дальнейшего развития и укрепления кормовой базы животноводства является повышение урожайности многолетних агрофитоценозов. Для рационального использования растительных ресурсов перспективно расширять посевы многолетних трав с включением в состав травосмесей улучшенного злакового компонента . В условиях Карелии наряду с естественными популяциями тимофеевки луговой [1] заслуживает внимания сорт Олонецкая местная, который более 45 лет выращивают в сельскохозяйственных предприятиях республики. Отличительной особенностью местных сортов является высокая адаптивная способность к определенным условиям среды, неоднородность признаков и свойств растений. Сорт Олонецкая местная получен в локальных агроэкологических условиях Олонецкой равнины в результате длительного естественного отбора и простейших приемов искусственного отбора. Он высоко приспособлен к почвенноклиматическим условиям региона, состоит из различных биотипов, которые обеспечивают относительно стабильные урожаи зеленой массы по годам, но в то же время за счет разнообразия форм создают определенные трудности при интенсивных технологиях выращивания многолетних трав. Неоднородность популяции местного сорта тимофеевки луговой позволяет отобрать

ценные в хозяйственном отношении формы с высокими показателями зимостойкости, урожайности и качества кормовой массы, неполегающие, неосыпающиеся, устойчивые к болезням и вредителям и др., которые перспективны для дальнейшего размножения и включения в состав злаково-бобовых многолетних травосмесей при формировании долгосрочных фитоценозов на региональном уровне.

Цель настоящей работы – провести сравнительную оценку отобранных морфотипов P. pratense из карельской популяции сорта Олонецкая местная.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Ввиду комплексного изучения районированных и перспективных сортов тимофеевки луговой в системе государственного сортоиспытания1 предварительно были проанализированы результаты кормовой продуктивности сорта Олонецкая местная по данным Медвежьегорского государственного сортоиспытательного участка (ГСУ) филиала ФГБУ «Государственная комиссия РФ по испытанию и охране селекционных достижений по Республике Карелия и Мурманской области».

Проведение индивидуального отбора в карельской популяции сорта Олонецкая местная и анализ полученных результатов выполнили в 2009 году. Учитывая, что высота травостоя часто является косвенным показателем урожайности, а облиственность – важной составляющей питательной ценности фитомассы2, элитные образцы (1006 шт.) отбирали по длине и облиствен-ности стебля среди одновидового посева местного сорта тимофеевки луговой на Крестовом поле Карельской государственной сельскохозяйственной опытной станции. Султаны с более развитых по фенотипу стеблей помещали в отдельные бумажные пакеты и обмолачивали в лабораторных условиях.

Последующие шестилетние исследования были продолжены на коллекционном участке кафедры агрономии, землеустройства и кадастров агротехнического факультета Петрозаводского государственного университета, расположенном в южной агроклиматической зоне Карелии.

Конкурсное сортоиспытание проводили на дерново-подзолистых супесчаных почвах с рН 5,8, содержанием гумуса 3,6 %, подвижных форм фосфора 28,1 мг/100 г и калия 22,3 мг/100 г.

Опыт по изучению полового потомства P. pra-tense был заложен на дерново-подзолистых, легко суглинистых по гранулометрическому составу почвах с глубиной пахотного горизонта 26… 34 см. Агрохимический анализ почвенных проб показал, что по реакции почвенного раствора рН 6,0, содержанию гумуса 5,3 %, подвижных форм фосфора 25…27 мг/100 г, а калия 24…38 мг/100 г почвы высоко окультурены и благоприятны для роста многолетних злаковых трав.

В годы сортоизучения метеорологические условия отличались невыравненностью показателей, что отразилось на развитии и скорости роста тимофеевки луговой. Отрастание растений сорта Олонецкая местная зафиксировано 23.04…04.05, 1-й укос проводили 18.06…26.06, период вегетации составил 48…58 дней. В конкурсном сортоиспытании тимофеевки луговой норма высева семян 18 кг/га, площадь делянки 10 м2. Опыт заложен в 4-кратной повторности.

В полевом опыте наиболее неблагоприятные условия для роста P. pratense складывались в течение периода вегетации 2014 года, который в основном характеризовался недостаточными показателями увлажнения и теплообеспеченности растений. В летние месяцы 2012 года комплекс метеорологических факторов, характеризующийся избыточным количеством осадков на фоне среднемесячных температур воздуха, приближающихся к среднемноголетним данным, был относительно благоприятен для роста и формирования фитомассы многолетних трав. В отдельные периоды сезона 2010, 2011, 2013, 2015 годов неравномерное увлажнение в сочетании с избыточной теплообеспеченностью вызвали неоднородное развитие тимофеевки луговой.

Для изучения полового потомства семена каждого отобранного образца высевали на отдельной делянке размером 0,30 × 1,0 м. На посадку использовали наиболее развитые растения, которые согласно методике3 высаживали в питомнике отбора с одиночным размещением растений по схеме 0,45 × 0,45 м. Исходные образцы в зависимости от наличия семян были представлены 21…33 растениями. Учеты и измерения проводили начиная со второго года жизни P. pretense в фазу колошения – цветения растений (01.07…15.07). У полученного полового потомства изучали длину и число стеблей, вегетативную массу4. Для этих показателей устанавливали диапазон изменчивости признака, вычисляли средние величины - ± S- (где X - среднее значение, S- - стандартная ошибка среднего) и коэффициент вариации V [2].

Сравнивали изменчивость показателей длины стеблей материнских растений и их полового потомства путем графического построения вариационных рядов. Алгоритм группировки опытных данных при большом числе наблюдений включал: определение границ варьирования, числа групп (k), расстояния между группами (i), установление границы классов и среднего значения групп, графическое построение вариационного ряда [2], [3].

Статистическую обработку данных, построение графиков проводили на персональном компьютере с использованием стандартного программного пакета Excel.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

По данным трехлетнего конкурсного испытания установлено, что условия полевого сезона отразились на кормовой продуктивности сорта Олонецкая местная. Максимальный сбор фитомассы за 1-й укос получен на третий год жизни P. pratense , однако наибольшая урожайность зеленой массы в пересчете на стандартную влажность (17 %) отмечена в первый год пользования трав (табл. 1). Несмотря на колебания метеорологических факторов по годам и благоприятный для тимофеевки луговой агрофон, длина стеблей растения не превышала 80 см.

Таблица 1

Результаты испытания тимофеевки луговой сорта Олонецкая местная (по данным Медвежьегорского ГСУ)

Показатель	Средние значения признаков растений по годам жизни
	2-й	3-й	4-й
Длина стеблей, см	79	68	71
Урожайность зеленой массы, т/га	23,5 ± 0,24	29,0 ± 0,16	15,9 ± 0,14
Влажность зеленой массы, %	74,2	79,6	74,8
Средняя урожайность при стандартной влажности, т/га	6,1	5,9	3,3

Таблица 2

Морфометрические показатели растений сорта Олонецкая местная

Показатель	Единицы измерения	Диапазон изменчивости признака	- ± S-	V, %
Материнская форма
Длина одного стебля	см	96…161	133,8 ± 0,29	6,8
Число листьев на стебле	шт.	2…5	3,0 ± 0,02	17, 2

Половое потомство

Длина стеблей одного растения	см	24…203	152,9 ± 0,33	9,0
Число стеблей на растение	шт.	3…190	44,3 ± 0,51	47,9
Вегетативная масса одного растения	г	30…1065	254,9 ± 3,28	53,3

Примечание. –x – среднее значение, S–x – стандартная ошибка среднего, V – коэффициент вариации.

Искусственный отбор образцов тимофеевки луговой с повышенными значениями длины генеративного стебля и облиственности у материнских форм обусловил соответствующие колебания показателей в пределах верхней нормы нормальной вариации (табл. 2). Из-за перекрестного опыления P. pratense вариабельность изученных признаков полового потомства была гораздо выше, достигая большой вариации по показателям числа стеблей и вегетативной массы одного растения. Результативность индивидуального отбора в популяции P. pratense наиболее очевидна при сравнении длины стеблей материнских форм и их полового потомства: у последнего средние значения линейных величин превысили исходные в 1,1 раза.

На рис. 1, 2 представлены особенности распределения линейных показателей роста расте- ний с различным уровнем вероятности. Учитывая, что для биологических объектов наиболее часто используют 95 %-й уровень вероятности, у материнских форм наиболее часто встречались морфотипы с длиной стебля 115,7…151,9 см, а у их полового потомства – 125,7…180,3 см. По результатам комплексной оценки полового потомства P. pratense выделены 330 морфотипов, сочетающих наибольшие морфометрические показатели.

Таким образом, путем отбора из карельской популяции сорта Олонецкая местная высокорослых, многостебельных, с максимальной вегетативной массой растений выделены перспективные формы P. pratense , которые при дальнейшем размножении можно использовать в составе злаково-бобовых многолетних травосмесей для заготовки грубых и сочных кормов.

Рис. 1. Распределение показателей длины стебля материнских форм с различным уровнем вероятности

Рис. 2. Распределение показателей длины стеблей полового потомства с различным уровнем вероятности

A comparative assessment of selected morphotypes of P. pretense singled out from Karelian population of local Olonets breed is presented. The reproductive progeny from tall-growing and foliate samples of the cattail grass ( Phleum pratense ) is distinguished by the dissimilarity of morphometric indices. The variability of values in the length, stem number, and vegetative mass of the single plant ranged from 9,0% up to 53,3%. The stem length is the most significant factor responsible for the effectiveness of individual selection. Morphotypes with 115,7 to 151,9 сm in the stem length (with the probability of about 95 %) occurred rather frequently. Their reproductive progeny had the stem length of 125,7 to 180,3 сm. The study of P. pretense helped to select 330 perspective morphotypes. In case of their further multiplication they might be used in the long-term grasses and legumes’ compositions to form longstanding phytocenosis on the regional level.