Результативность метода химического мутагенеза в селекции клевера лугового

Введение. Распространенным приемом в селекции клевера лугового является поликроссметод, который заключается в создании синтетических и сложногибридных популяций, получаемых при свободном переопылении лучших сортов. Поликроссный питомник представляет собой рендомизированное размещение растений в многократном повторении [1, 2]. Редкий для современной селекции метод химического мутагенеза (расцвет мутационной селекции пришелся на 1960-е гг.) также заслуживает внимания. Его широкому практическому применению способствовали исследования И.А. Рапопорта, когда в опытах с растениями он получил повышение продуктивности отдельных признаков на 10–40 % и выше [3–5]. В 1983 г. селекционер Т.П. Липовцына под руководством И.А. Рапопорта в отделе химического мутагенеза ИХФ АН СССР (в настоящее время Институт химической физики им. Н.Н. Семенова Российской академии наук (ИХФ РАН)) проводила обработку семян клевера лугового сорта Фален-ский 1 мутагенами. Было получено свыше тысячи селекционных образцов, часть которых исследуется до настоящего времени, а лучшие из них стали сорта Ермак, Гефест, Сударь, Светлячок, Сальдо [6, 7].

Всего за период 1997–2015 гг. было зарегистрировано 8 сортов клевера лугового селекции НИИСХ Северного Зауралья, которые впоследствии заслужили положительные оценки. Сорт Родник Сибири длительное время был сортом-

стандартом в испытаниях, проводимых ФГБУ «Госсорткомиссия», в настоящее время его заменили сорта Атлант и Ермак. Сорта Светлячок и Гефест отмечены как перспективные для Камчатского края [8]. Сорта Гефест и Памяти Бурлаки выделены как лучшие в условиях подтайги Тюменской области [9].

Цель исследования – провести оценку продуктивности сортов клевера лугового, созданных методом химического мутагенеза, для определения его эффективности в сравнении с поликросс-методом.

Объекты и методы. Опытная работа проводились в 2015–2020 гг. в п. Московский Тюменского района Тюменской области. В годы наблюдений климатические показатели за период активной вегетации (май-сентябрь) по сумме эффективных t > 5 °С имели отклонение от среднемноголетнего значения (∑t – 1415 °С) на 1–5 % в сторону повышения; по количеству осадков отмечалась хорошая и сильная увлажненность. Почва опытного поля серая лесная, с низким содержанием азота; средним – фосфора и калия. Объектами наблюдений являлись 8 позднеспелых, одноукосных сортов клевера лугового собственной селекции, изучаемых в питомнике конкурсного сортоиспытания (КСИ), за сорт-стандарт (St) принят Родник Сибири (табл. 1). Наблюдения проводились на растениях 2-го года жизни (1-го года пользования) по общепринятым методикам [10].

Таблица 1

Сорта клевера лугового селекции НИИСХ Северного Зауралья - филиала Тюм НЦ СО РАН, КСИ, 2015-2020 гг.

Сорт/ год включения в реестр допущенных к использованию	Способ создания сорта	Регионы допуска	Примечание
Родник Сибири /1997	Поликросс-метод	1, 3, 4, 10, 11	Совместный с 1
Ермак /2002	Химический мутагенез	3, 4, 10, 11
Пам. Бурлаки / 2004	Поликросс-метод	4, 10	Совместный с 2, 3
Атлант / 2007	Поликросс-метод	1, 2, 4, 9, 10, 11, 12	Совместный с 1, 4
Гефест / 2008	Химический мутагенез	10, 12
Сударь / 2012	Химический мутагенез	10, 11
Светлячок / 2012	Химический мутагенез	10, 11, 12
Сальдо / 2015	Химический мутагенез	10

Примечание : 1 – ФГБУН Сибирский федеральный научный центр агробиотехнологий РАН; 2 – ФНЦ ВИК им. В.Р. Вильямса; 3 – ФГБНУ Федеральный аграрный научный центр Северо-Востока им. Н.В. Рудницкого; 4 – ФГБНУ Иркутский научно-исследовательский институт сельского хозяйства.

Агротехнические мероприятия выполнялись в оптимальные по климатическим показателям сроки. Посев производился по пару, в I–II декаду июня; учет зеленой массы – в период массового цветения клевера; учет семенной продуктивности в период полного созревания семян. Высоту травостоя измеряли во время сбора зеленой массы; влажность, мощность растений, облист-венность определяли по пробному снопу. Химические анализы – содержание сырого протеина и сырой клетчатки – выполнялись в аналитической лаборатории НИИСХ СЗ – филиала Тюм НЦ СО РАН.

Результаты и их обсуждение. Начало весеннего отрастания растений клевера лугового отмечалось в III декаде апреля – I декаде мая, при сумме эффективных t >5 °С более 30 °С. Растения клевера 2-го года жизни всех сортов имели зимостойкость 4–5 баллов. Дата наступления укосной спелости приходилась на период 13–17 июля, дата уборки на семена – 20–27 сентября. Вегетационный период от начала весеннего отрастания до скашивания на сено составлял 70–80 дней; до созревания семян – 145–155 дней. В период укосной спелости высота растений питомника была свыше 70 см; средние показатели за 5 лет 85–91 см. Самые высокие растения были у сортов Сальдо (74– 101 см), Светлячок (74–104), Гефест (77–101), Сударь (70–106 см). По количеству побегов существенной разницы между большинством сортов не отмечено; максимальное число было у сорта Сальдо (422 шт/м2), повышенное – у сортов Атлант (394 шт/м2) и Гефест (390 шт/м2), что указывало на хорошую побегообразующую способность. Самое низкое количество побегов было у сорта Ермак (292 шт/м2), которое компенсировалось их повышенной массой (447 г), что также отмечалось у сортов Сударь и Памяти Бурлаки – побегов было меньше (361 и 338 шт/м2), но они лучше развиты (420–424 г). У большинства сортов масса 100 побегов, показывающая мощность растений, была на уровне 360– 395 г. Средее значение содержания сухого вещества у большинства сортов составило 28 %. По годам оно имело значения 22–35 % в зависимости от погодных условий. Отклонения в данных между сортами в каждый исследуемый год были в пределах ошибки, что указывало на общую биологическую реакцию растений в условиях окружающей среды и исключало влияние сортовых особенностей (табл. 2).

Таблица 2

Сорт	Высота растений, см	Вес 100 побегов*, г	Количество побегов, шт/м2	Содержание сухого вещества,%
				min-max	Cреднее
Родник Сибири	85,7	359	370	22–36	28,7
Атлант	88,7	377	394	20–34	26,9
Гефест	90,5	372	390	22–36	29,7
Ермак	85,5	447	292	22–36	29,1
Сальдо	91,0	364	422	22–39	28,0
Светлячок	90,7	395	344	22–34	28,4
Сударь	90,4	420	361	22–35	28,0
Пам. Бурлаки	88,5	424	338	21–38	28,5
НСР 05	2,0	45,0	25,0	–	0,5

*В пересчете на сухое вещество.

Структура кормовой продуктивности клевера лугового, 2015–2020 гг.

Максимальный сбор зеленой массы у некоторых сортов в отдельные годы составил 65– 71 т/га, а по среднему значению за 5 лет наибольшее отклонение от стандарта Родник Сибири (43,4 т/га) в сторону увеличения было у сортов Сальдо – 51,9 т/га (+8,5); Атлант – 50,4 т/га (+7,0); Сударь – 49,4 т/га (+6,0); Гефест – 48,8 т/га (+5,4). Соответственно по сбору сена эти сорта также имели существенное превышение перед стандартом ( St – 12 т/га) – сорт Саль- до на 1,9 т (сбор 13,9 т/га); Атлант на 1,6 т (13,6 т/га); Сударь на 1,4 т (13,6 т/га); Гефест на 2,1 т (сбор 14,1т/га). По семенной продуктивности наилучший результат был отмечен у сорта Сальдо с урожайностью 0,3 т/га; при значении у Родника Сибири (0,26 т/га) прибавка составила 15 %. Сорта Атлант, Гефест, Памяти Бурлаки с урожайностью семян 0,28 т/га достоверно превзошли стандарт на 8 % (табл. 3).

Таблица 3

Продуктивность клевера лугового КСИ, 2015–2020 гг., т/га

Сорт	Урожайность зеленой массы		Сбор сена		Сбор семян
	min-max	сред-нее	min-max	Среднее	min-max	Среднее
Родник Сибири	28–57	43,4	10–16	12,0	0,15– 0,36	0,26
Атлант	39–61	50,4	11–18,5	13,6	0,18–0,42	0,28
Гефест	32–71	48,8	11,5– 19	14,1	0,13–0,45	0,28
Ермак	27–71	44,2	10–17	12,3	0,12–0,30	0,24
Сальдо	27,5–65	51,9	11–21,4	13,9	0,17–0,50	0,30
Светлячок	25,5–61	47,5	10,4–18	13,1	0,15–0,40	0,26
Сударь	30–62	49,4	10,5–19	13,4	0,14–0,47	0,27
Пам. Бурлаки	28,5–60	46,5	11–18	12,8	0,18–0,42	0,28
НСР 05		2,0		0,8		0,01

Кормовые достоинства сухой массы клевера оценивались по облиственности растений, содержанию клетчатки, сырого протеина. По данным показателям конкуренция между сортами практически отсутствовала. Отклонения были несущественными за исключением сорта Сальдо, у которого содержание сырого протеина было выше, чем у всех наблюдаемых сортов

(14,7–15,4 %), и составило 16 %. Ценность сортов определилась исходя из питательности всей полученной растительной продукции. За исследуемый период по сбору сырого протеина лучшими сортами были Сальдо (2,22 т/га); Гефест (2,1 т/га); Атлант (2,09 т/га); Сударь (2,05 т/га), преимущество перед стандартом Родник Сибири (1,82 т/га) составило 13–22 % (табл. 4).

Таблица 4

Сорт	Облиственность, %		Содержание клетчатки, %	Содержание cырого протеина, %	Сбор сырого протеина, т/га
	min-max	среднее
Родник Сибири	40–52	46	28,20	15,2	1,82
Атлант	42–49	46	26,34	15,4	2,09
Гефест	34–48	45	27,94	14,9	2,10
Ермак	39–45	42	26,47	15,2	1,87
Сальдо	39–48	44	25,45	16,0	2,22
Светлячок	39–57	45	26,60	15,3	2,00
Сударь	33–52	42	27,82	15,3	2,05
Пам. Бурлаки	36–52	45	28,50	14,7	1,88
НСР 05		1,0	1,0	0,5	0,25

Качество сена клевера лугового, 2015–2020 гг.

Заключение. Метод химического мутагенеза в селекции клевера лугового наряду с традиционным поликросс-методом имеет высокую результативность. Созданные данным методом сорта Сальдо, Гефест, Сударь за период наблюдений 2015–2020 гг. по продуктивности и качеству продукции показали конкурентоспособность сортам, созданным поликросс-методом .

Преимуществом данного метода является то, что для обработки семян мутагенами достаточно иметь исходный материал 1-го сорта, а для поликросс-метода требуется большое количество сортов с лучшими хозяйственно-биологическими характеристиками. К недостаткам метода относятся трудности его реализации в настоящее время, для преодоления которых необходимы совместные проекты с научно-исследовательскими учреждениями другого профиля.