Способ селекции люцерны

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) (11) 127 01 Н 104 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ его эффекти с иовышенн ном посеве . И 1)овод 5 т От отбор биоти Отобранные ря;но и и ро районирова ридные семе вой ле коп) рают растен мы. 11 олучен ют в горшоч го состава и РЗВИТИЯ КО расположен( ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Методические указания по селекции исеменоводству в условиях орошения. - М.,1986, с. 5.(54) СГ 1 ОСОБ СЕЛЕКЦИИ ЛЮЦЕРНЫ(57) Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к селекции сельскохозяйственных растений. Цель изобретения ускорение процесса селекции и повышение ВНО.ТИ З 1 СЕГ Со(,1(НИ 5( С)1 ОВ Ой ро,уктивностьк). 1111 с(,О(изк)церны четвертого (ода жизни ки(ку растений и осунествл)кп (ОВ С Х(о(ЦНИИ КОРНЕВОИ СИСТЕМОИ.биотины Высаживают нироко- ВО;ят гибридизацик) их с л) (иим ным сортом. 1 Олученные ги)- на Высевают В горпочки с ночмеханического состава, отбиия по мощности корневой систе-. ны семене 1 Г Вновь ВьсВ 1 ки . 11)ивой легкоп) механическоотбирак)т биотиы ио мо(цнгсти рневой системы и радиальному (к) боковых корней. 5 т)л.45 50 55 Изооретение относится к сельскому х 11- зяйству, в частности к селекции сельскохозяйственных растений.Целью изобретения является ускорение процесса селекции и повышение его эффективности за счет создания сортов с 1 ц 1 вышенной продуктивностью.Способ осуществляется следующим образом.На сплошном посеве люцерны четвертого года жизни, на выделившихся по хозяйственно-ценным признакам сортообразцах, где предполагается признак мощности корневой системы, проводят поделяночную откопку растений и отбор биотипов с мощной корневой системой, радиальным расположением боковых корней в горизонте 0 - 30 см. Отобранные лучшие биотипы высаживают широкорядно с одиночным размещением в гнезде и проводят гибридизацию их с лучшим районированным сортом, Полученные гибридные семена высевают в горшочки с почвой легкого механического состава (тем. но-каштановая почва + речной песок, 1:1). Через 60 дней проводят анализ растений по мощности (объему) корневой системы. Отбирают растения с повышенным, не менее 1 см, объемом корневой системы с признаками, отвечающими заданным целям селекции, затем отобранные растения высаживают в ноле. полученные семена Е; - Е, вновь высевают в горшочки с почвой легкого механического состава с последующим анализом корневой системы, отбором и высадкой в поле биотипов, лучших по признаку мощности корневой системы. Так проводят 4 - 5 циклов отбора. К этому времени признак мощности корневой системы стабилизируется и достигает своего оптимума (76 - 84/О).Для селекции сортов с мошной корневой системой необходимо иметь доноров данного признака. Поэтому среди номеров, где предполагается этот признак, на сплошном посеве лк)церцы четвертого года жизни перед его распашкой, где в течение трех лет дана оценка сортообразцам по хозяйственно-ценным признакам на лучших, выделившихся по урожайности зеленой массы номерах, проводят поделяночную откопку корней растений путем подпашки плуга без отвала на глубину пахотного горизонта (О - 30 см) . Отбирают растения с мощной корневой системой и радиальным расположением боко. вых корней (сложной архитектоникой), т.е. растения с мощным развитием боковых корней, отходящих под углом от стержневого корня, равных ему по толщине и сосредоточенных в верхнем (О - 30 см) горизонте почвы. Такие. растения характеризуются повышенным объемом корневой системы (определяют по разности уровней воды при погружении сырых отмытых корней в мерный цилиндр). 5 10 15 20 25 30 35 40 Из всего сортимента и;д чеццых образцов только австралийскиц сорт Кецкрип имел в своем составе наибольшее (3,0 3,5 О/о) число биотицов с 1 говыц 1 еццым объемом корневой системы и представлял ицтсрес, как исходный материал селекции и 1 этому признаку, цо имел су 1 цествеццыс и- достатки: тугорослость, низкую урожай 1 цгсть зеленой массы и семян. Для коццецтра 1 ц 1 ц в селекционном материале комплекса признаков: корневой системы, урожайности зеленой массы, семян и других хозяйственно- ценных признаков, проводят гибридизацию с учетом силы наследственно передачи свойств гибридам. В качестве второго компонента для скрещиваний берут лучший районированный сорт Херсоцская 7, который характеризуется быстрым цослеукосцым отрастанием, высоким урожаем зеленой массы и семян.Отобранные лучшие биотипы из цих, отличающиеся высокорослостью, высоким урожаем зеленой массы, семян и хорошо развитой корневой системой, высаживают широкорядцо с одиночным размещением растений в гнезде. Проводят исскуственные скрещивания, которые позволяют получить гибриды с большим диапазоном изменчивости (=95/О) цо признаку мощности корневой системы.Изменение частоты биотицов с повышенным объемом корневой системы у различных гибридов люцерны при посеве в почву разного механического состава (вегетационный опыт) представлено в табл.Результаты исследований показали, что в качестве родительских форм желательно использовать сорта с более выраженными признаками мощности корневой системы, в этом случае коэффициент наследования этого признака равен 0,44. Только гибрид Кецкрип х Херсонская 7 наиболее отвечает целям селекции, тогда как гибриды Флоридах Херсонская 7 и Тетон х Херсонская 7 в Е имели всего 28,0 - 26,4 О/О растений с повышенной системой корней (табл. 1). Предлагаемый способ испытан в 1974 1986 г. и предусматривает посев получен ных гибридных семян в горшочки с почвой легкого механического состава (темно-каштановая почва + речной песок, 1:1), поддер. жание почвы в горшочках во влажном состоянии путем полива ее водопроводной водой.С фазы появления настоящего листа проводят прорывку растений с оставлением в горшочке до одного растения, этим создают одинаковые условия развития для всех рас тени й. Че)ез 30 лией после посева и ровод 51 т а па. лцз растений по мо 1 цности (объему) корневой системы. После отмывки корней отби 1421277О 15 20 25 рают растения с повышенным объемом корневой системы не менее 1 см, сложной архитектоникой, це пораженные почвенными патогенами, с последующей высадкой их в поле. Полученные семена в последующих поколениях (Е, - Г, - Р,) вновь высеивают в горшочки с почвой легкого механического состава, с последующим анализом корневой системы, отбором и высадкой лучших биотипов в поле. Так проводят только несколько (4 - 5) циклов отбора.Результаты полученных данных показывают, что для создания ценного исходного материала целесообразно использовать оптимальные специфические условия выращивания, способствующие проявлению тех или иных наследственных свойств. В условиях орошения при возделывании гетерогенных, по признаку мощности корневой системы, гибридных популяций на почвах легкого механического состава отмечено улучшение аэрации, при достаточном поступлении воды и питательных веществ в почву создаются оптимальные условия для проявления этого признака, что сказывается на развитии надземной массы. На почвах легкого механического состава контрастней проявляются особенности растений по признаку мощности корневой системы, которые на обычной почве невилируются, остаются незаметными, поэтому легкие почвы дают возможность отобрать наиболее ценные биотипы с мощной корневой системой в более короткий срок. Кроме того, такой состав почвы позволяет качественно проводить отбор по корневой системе. При погружении растений вместе с горшочком в воду почва моментно отпадает, не обрывая и мелкие Корешки при ее отмыве.Результаты показывают, что при посеве в такую почву и проведении отбора на этом фоне за четыре цикла у отобранных гибридов отмечено значительное увеличение числа растений с мощной корневой системой. У гибрида Кенкрип х Херсонская 7 Г, частота встречных биотипов с мощной корневой системой составляла 76 - 84%, тогда как при посеве в обычную почву показатель этого признака достигнут только в г (табл 1).Для закрепления признака мощности корневой системы проводят 4 - 5 циклов отбора по корневой системе. Значительное варьирование в первом цикле (Ч = 95%) признака мощности корневой системы указывают на эффективность повторных отборов по этому признаку, О высокой эффективности отбора по мощности корневой системы можно судить по перспективному гибриду Кенкреп х Херсонская 7, который в Е после четырех циклов отборов на 76 - 84% состоит из биотипов с повышенным объемом корневой системы, превышающих стандартный сорт Надежда по объему корневой системы 30 35 40 45 50 на одно (20,3%), два (49,7%) и три (10.0%) стандартных отклонений.В табл. 2 дана эффективность отбора люцерны по объему корневой системы. Корреляционный анализ показал, что многолетней культуры люцерны между урожаем надземной массы и объемом корней у растений первых лней жизни (30 лцей) существует сильная положительная связь 2=+80+0,06 (корреляция значима ца 5%- ном уровне). Изменчивость признака урожая надземной массы зависит от мощности корневой системы, об этом говорит вычисленный коэффициент детерминации в,= =64%. Следовательно, мощности корневой системы с первых лией жизни растений лк- церны важный селекционный признак.Высокая зависимость межлу объсмом корней и урожайностью надземной массы сохраняется и в полевых условиях. Коэффициент корреляции составляет 7. = +0,79+0,12 (корреляция значима ца 5%-цом уровне). Из приведенных ланных слелует, что лля выделения биотипов и цослелуюцссй селекции люцерны по этому признаку рациональнее и менее трудоемко использовать цстсев прц горшечной культуре с легкой почвой. Это подтвержлает вышепривелеццый коррсляционный анализ, цровелеццый в тспличць 1 х и полевых условиях. На послелццх этапах в течецце трсх лет все номера были высеяны лля опенки в цо левых условиях (темно-каштановый чернозем) при сплошном и широкорялцом посевах. Частота встречаемости биотипов с повышенным объемом корневой системы выше у отдельных гцбрцлов, в частцосгц Кецк)тцц Х ХХерссьцская 7 лостцгает 73,0- -77 Л)спрц высоких показателях параметров признаков пролуктивности. Так, объем корневой системы при сплошном посеве из расчета ца растение 7,0+.0,8 см вес сырых корней 7,2 +0,8 г, высота растений 18+.1,4 см, вес цалземной массы 9.5+.2,0 г при широкорялцом соответственно:73,0; 12,5 +. 0,8; 12,80,98;27+. 1,6; 12,9 + 1.1. Все перечисленные показатели у гибриды Кецкрип Х Херсонская 7 намного выше, чем у других гибридов.Изменение частоты биотшгов с повышенным объемом корневой системы и элементов продуктивности в полевых условиях (средние данные за 1984 в 1986 г.) прцвелено в табл. 3. Из табл. 3 видно, что искуственная гиб. ридизация заранее полобранных форм, отвечающих целям селекции, многократный направленный отбор биотипов с мощной корневой системой на почвах легкого механического состава лает возможность получать формы с более высокой продуктивностью и мощной корневой системой, так гцбрил Кец1421277 Таблица 1 Количество биотипов с повышенным объемом корневой системы при посеве в почву, Е Поколение, цикл отборапо известному способу по предлагаемому способу Р+ с.,Вр Флорида - 0,7 Исходная популяция Кенкрип 3,0-3,5 Тетон - 0,3 Тетон х Херсонская 7 5,2 - 11,4 7 Флорида х Херсонская1,1 - 5,0 Кенкрип х Херсонская 7 Кенкрип х Херсонская 37 - 49 48 - 54 57 - 69 74 - 82 76 - 84 37 - 49 Г первый 44 - 56 Г , второй 2,5 - 7,5 4,0 - 9,4 6,0 - 12,67,В - 14,В 114 - 192 13,4 - 22,0 16,3 - 25,7 186 - 280 6,7 - 1 З,З 9,5 - 17,0 11,6 - 19,8 14,5 - 235 15,5 - 245 17,0 - 26,4 17,0 - 26,4 17,0 - 26,4Г , третийГчетвертый1 тпятый 49 - 58 55 - 65 57 - 68 60 - 70 65 - 75 68 - 78 71 - 80 ГсшестойГ сельмой Гзвосьои девятый П р и и е ч а н и е. Р + С Бр - доверительные интервалы для признака мощности корневой системыпредставлены с 952-ным уровнем вероятности. 5крип Х Херсонская 7 (сорт Песчаная) отвечает заданным целям селекции.Данные оценки в конкурсном сортоиспытании приведены в табл. 4 и 5.Из табл. 4 видно, что при кормовом 4-х укосном использовании (сплошном посеве) урожай зеленой массы сорта Песчаная, составил 774 ц/га. Преимущество перед стандартным сортом Надежда составляет по урожаю зеленой массы 41 ц/га, сена - 11,0 ц/га при повышенном качестве кормовой продукции (протеина - 21%, клетчатки - 36,6%) . Сорт слабее поражался ржавчиной, аскохитозом и корневыми гнилями, чем стандарт, отличался на 27,2% повышенным накоплением корней в слое 0 - 30 см. Данные табл. 5 свидетельствуют, что при семенном использовании сорт Песчаная имел также 1 ювышенный урожай семян (10,6 ц/га), Урожай стандарта составил 8,8 ц/га.Сравнительное изучение при разборе поч- венинК проб позволяет выявить, что при сплошном посеве в первый год использования и при широкорядном во второй год использования в пахотном слое 0 - 30 см стандарт накапливает соответственно 16,2;22,5 т/га корней, а новый сорт Песчаная - на 27,2; 26,7% больше. Сорт готовится для передачи в государственное сортоиспытание. Приведенные данные говорят о целесообразности использования предлагаемого способа селекции при выведении сортов с повышенной мощностью корневой системы, что дает возможность создания сортов с повышенными параметрами урожая зеленой массы и семян, значительно повышает роль люцерны, как предшественника всех сельскохозяйственных культур орошаемого севооборота, сокращает селекционный процесс на 3 - 4 года, Использование предлагаемого способа обеспечивает 64,0 тыс, руб. экономии по одной селекционной лаборатории.Формула изобретенияСпособ селекции люцерны, включающийоценку исходного материала, отбор среди них биотипов по хозяйственно-ценным признакам, гидридизацию отобранных биотипов и проведение отборов в гибридных поколениях, отличающийся тем, что, с целью ус О корения процесса селекции и повышения егоэффективности за счет создания сортов с повышенной продуктивностью, отбор биотипов осуществляют по мощности развития корневой системы, полученные гибридные семена Е; - Е, высевают в сосуды с почвой легкого механического состава, а отбор в гибридных поколениях осуществляют по мощности развития корневой системы и радиальному расположению боковых корней.1421277 8Таблица 2 Частота биотипов,превысивших стан -дарт по объемукорневой системы,7 Селекционный дифференциал Гибрид 20,3 Кенкрип х Херсонская77 Р 5 49,7 2 б 10,0 Зб 20,1 Флорида х Херсонская 9 5,4 0,3 Зб 20,9 Тетон х Херсонская7, Р 26 3,0 Зб 0,2 П р и м е ч а н и е. б = 0,5 смз Таблица 3 Объем корневой сисЧастотаби гипов Масса сырых корнейв среднем Гибрид (сорт) Высота растения, см Масса надземной с по- -темы одного расте -ния в го -массы в на однорастение среднем наодно растение, г Сплошной посев Кенкрип х Херсонская 7 (Песчаная) 77,0 7,0+0,8 7,2+0,8 18+1,4 9,5+2,0 рида х Херсонская 7 (Вавиловка) 17,0 5,0+0,5 5,3+0,5 16+1,219,0 5,2+0,48 5,0+0,5 17+1,2Широкорядный посев Стандарт (Надежда) Кенкрип х Херсонская 7 (Песчаная) 73,0 12,5+0,86 12,8+0,98 27+1,6 12,9+1,1 Флорида х Херсонская (Вавиловка) 23,0 6,2+0,7 25,0 6,9+0,8 8,9+1,18,8+1,3 Стандарт (Надежда) шенн .,объемомкорневойсистемы,Е ризонте0-30 см,см в горизонте0-30 см,6,8+0,8 6,3+0,7 17+1,5 17+1,5 7,0+0,9 7,2+0,91421277 1 О Таблица 4 Сорт Отклонение от Поражаемость болезнями, балл Урожайностьц/га Содержание, 7. Высот стандарта, Е корневыми проте- клет ина чатк ржав- аско- чина хитозеле- сенаной зом гнилями массы адеждастандарт) 277 6,2 9 4,3 6 7 Вавиловка 282 Песчаная 274 2 20,4 185 21,0 36,6 1,2 1,22,6 7,6 Таблиц Накоплен Количес лон е т Со тана, 7. воздушносухих корней бобовна 1кисть кисте семяна 1боб 30 см слое на 1погон т г ый м Надежда. Верес Корректор А1 ПодписноеССР по делам изобретений иРаушская наб., д. 4/5приятие, г. Ужгород, ул. Про Состав Редактор Г. Волкова Текред И Заказ 4363/ Тираж 66 ВНИИПИ Государственного комитета С 113035, Москва, Ж - 35,Производственно-полиграфическое пред