способ селекции люцерны

Формула изобретения

1 Способ селекции люцерны, включающий инокуляцию семян высокоактивными штаммами ризобий, посев их, выращивание растений, отбор родительских форм и последующую гибридизацию, отличающийся тем, что отбор родительских форм проводят в два этапа сначала в поле из загущенных посевов, а затем из вегетационных сосудов, заполненных бедной азотом почвой, причем критерием при отборах служит конкурентная и азотофиксирующая способность генотипов люцерны.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к селекции и может быть использовано при разработке экологически чистых сельскохозяйственных технологий путем создания и внедрения в производство сортов люцерны, обеспечивающих высокий урожай кормовой массы и сбор протеина, повышение почвенного плодородия и накопление биологического азота в достаточном количестве, чтобы исключить внесение минеральных азотных удобрений под травостой люцерны и следующую за ней в севообороте культуру.

Известны способы получения гибридов люцерны, отличающихся высоким урожаем кормовой массы и содержанием протеина путем подбора родительских форм, обладающих хозяйственно-ценными признаками и последующей их гибридизацией [1]

Однако традиционно селекционная работа проводится на агрофонах с высокой обеспеченностью минеральным азотом и ведет к искусственному отбору растений со сниженной симбиотической азотфиксацией и закреплению в новых высокопродуктивных сортах способности к преобладанию питания за счет минерального азота почвы.

Известен способ получения исходного материала путем инбридинга до 3-4 поколения и на его основе создания синтетических гибридов с повышенной симбиотической азотфиксацией [2, 3]

Недостатки этого способа заключаются: а) в длительности селекционного процесса нужный результат достигается после 3-4 циклов самоопыления и последующего переопыления отобранных линий; б) большого объема работ - получить инбредные линии с заданными свойствами можно лишь, проанализировав тысячи растений люцерны; в) увеличение гомозиготности линейного материала ведет к утрате ценных хозяйственных признаков. [3, 4]

Цель способа создание гибридов люцерны, сочетающих высокую урожайность кормовой массы и семян, устойчивость к неблагоприятным условиям окружающей среды и болезням с высокой симбиотической азотфиксацией.

Поставленная цель достигается тем, что в результате двухкратного отбора в условиях напряженной внутривидовой конкуренции в загущенном посеве, сначала в поле при инокуляции высокоактивными штаммами ризобий, а затем в вегетационном опыте при выращивании в почве, бедной минеральным азотом, отбираются генотипы люцерны, обладающие высокой конкурентной и азотфиксирующей способностью, причем отбор проводится из гибридов и сортов, отличающихся высокой урожайностью кормовой массы и семян, устойчивостью к неблагоприятным факторам среды, болезням, продуктивным долголетием.

Предложенный способ осуществляется следующим образом. Инокулированные высокоактивными штаммами ризобий семена сортов и гибридов люцерны высеваются в поле рядовым способом с густотой травостоя 200-220 растений на погонном метре. Травостой выращивается до фазы цветения, затем рядок подкапывается, отбираются мощные растения с большим количеством активных клубеньков на корнях люцерны. Отобранные растения должны быть хорошо выравненными по мощности. Интенсивность первого цикла отбора 5-10% Отобранные растения высаживаются по 5 штук в вегетационные сосуды, наполненные полевой почвой. Проводится три цикла выращивания до цветения с последующим срезанием травостоя. В процессе выращивания растения подкармливаются фосфорно-калийными удобрениями без применения азотных. В четвертом цикле в фазу начала цветения удаляются все слабые растения, в сосудах остается по 1-2 растения, они анализируются на содержанием протеина, с пониженным содержанием также выбраковываются. Оставшиеся мощные растения с высоким содержанием протеина используются для гибридизации с целью получения селекционного материала с повышенной азотфиксирующей способностью.

Пример конкретного выполнения способа.

25 мая 1992 года в поле 8 проведен посев сортов и гибридов люцерны инокулированных штаммами 412, СХМI-183, СХМ 3. Начало цветения у люцерны отмечено с 27 июля, а 4 августа проведен первый цикл отбора из сортов Пастбищная 88, F 7008, Пики, Флемиш, гибридов П 233, П 48. По каждой популяции выделено 154-240 растений, которые в тот же день были пересажены в вегетационные сосуды и помещены в теплицу. Надземная часть растений перед высадкой в сосуды была подрезана. Фазы цветения отобранные растения достигли снова 4-9 сентября, в эти сроки провели первый укос. Второй укос провели 15 октября, а третий 30 ноября. После каждого укоса травостой подкармливали фосфорно-калийными удобрениями. 11 января провели браковку слабых растений, учет продуктивности биомассы мощных растений с последующим определением содержания протеина в каждом растении на приборе "Техникон". Растения с низким содержанием протеина также были удалены. Оставшиеся мощные растения с повышенным содержанием протеина были использованы в качестве родительских для формирования 11 сложногибридных популяций с повышенной азотфиксирующей способностью. Скрещивания проводили с 20 февраля по 10 марта, 15 апреля собрали семена, 27 мая после скарификации и инокуляции штаммом были высеяны в поле 14 для оценки по основным хозяйственно-ценным признакам и эффективности симбиоза со штамом (таблица).

При выращивании без инокуляции гибриды обоих групп превысили стандарт сорта Пастбищная 88 по продуктивности сухой кормовой массы и сбору протеина, причем созданные новым способом соответственно на 16,7 и 14,6% а традиционным на 8,5 и 5,1% Преимущество гибридов первой группы над второй по продуктивности сухой кормовой массы было статистически не достоверным (t_ф< t₀₅) и составило 7,6% а сбору протеина существенным (t_ф>t₀₅) и равнялось 9,1%

При инокуляции высокоактивным штаммом преимущество гибридов, созданных предлагаемым способом, над традиционно созданными, было высокосущественным (t_ф>t₀₁) как по продуктивности сухой кормовой массы (превышение 29,2%), так и сбору протеина (31,9%).

Накопление азота в корнях в год посева в варианте без искусственной инокуляции составило у традиционно созданных гибридов 4,7 г/м², а предлагаемым методом на 10,6% больше. В варианте с инокуляцией накопление азота у гибридов, созданных новым методом было 9,8 г/м² или на 32,4% больше, чем у традиционно созданных.

Преимущество предлагаемого способа по сравнению с прототипом заключается в том, что он прост в исполнении, не требует больших затрат труда и большого количества анализируемого материала (растений люцерны) и высокоэффективен. Гибриды, созданные предлагаемым способом при инокуляции высокоактивными штаммами ризобий на 25-30% повышают урожайность кормовой массы и сбор протеина по сравнению с гибридами, созданными традиционными методами. При выращивании в полевых условиях без искусственной инокуляции, обе группы гибридов находятся на одном уровне по основным хозяйственным признакам и на 10-15% превышают сорт стандарт. Сравнительно за короткое время (два полевых сезона) можно отобрать исходный материал, сформировать гибриды, провести их предварительную оценку.

Источники информации

1. Селекция и семеноводство многолетних трав. М. Колос, 1978, с. 8-121.

2. Tan G. J. Jenetic vaviation for acetylene veduction vate and other chavactevs in alfalfa. Cvop Sc. 1981, 21 N 4, p. 485-488 (прототип).

3. Квасова Э. В. Шумный В.К. Инбридинг у люцерны.-Известия СО АНССР, 1981, вып.3, с. 80-85 (прототип).

4. Селекция люцерны на повышение эффективности симбиоза с клубеньковыми бактериями. М. ВАСХНИЛ, 1990, с.26-29.