Устойчивость сортов клевера лугового к стрессовым факторам кислой дерново-подзолистой почвы

В решении проблемы производства энергонасыщенных высокобелковых кормов в Северо-Восточном регионе европейской части России ведущая роль, по-прежнему, принадлежит клеверу луговому.

При возделывании клевера на кислых почвах его урожайность снижается под влиянием токсичных ионов (Н+, А13+ и др.). В Кировской области кислые почвы (рН<5,5) в настоящее время занимают 74,6 % площади пашни, в т.ч. сильнокислые (рН<4,5) ‑ 23,6 % ^[1]. При снижающихся объемах известкования гарантом получения высоких и стабильных урожаев сельскохозяйственных культур, в том числе и клевера лугового, становятся кислотоустойчивые сорта ^[2-7].

Цель исследований – оценить перспективные и районированные сорта клевера лугового по хозяйственно-ценным признакам (продолжительность вегетационного периода, зимостойкость, сбор сухого вещества и сырого протеина, устойчивость к болезням и др.) на естественном полевом провокационном по содержанию ионов водорода и алюминия эдафическом фоне, выделить сорта устойчивые к комплексу стрессовых факторов кислой почвы.

Материал и методы. Исследования проведены в 2014-2017 гг. на базе опытного поля Фалёнской селекционной станции – филиала ФГБНУ «Федеральный аграрный научный центр Северо-Востока имени Н. В. Рудницкого».

Материалом исследований послужили 17 районированных и перспективных сортов своей селекции.

Питомник экологического сортоиспытания заложен в 2014 г. на дерново-среднеподзолистой среднесуглинистой низкоплодородной почве с повышенной кислотностью и высоким содержанием подвижных ионов алюминия (рНсол. 3,92, А13+ 27,48 мг/100 г почвы), содержанием: Р2О5 - 106 мг/кг почвы, К2О - 66 мг/кг почвы, гумуса (по Тюрину) - 2,13 %. Посев весенний под покров яровой пшеницы. Учетная площадь делянки 5 м2, повторность – четырехкратная, размещение делянок рендомизированное.

Метеорологические условия осенне-зимних периодов в годы проведения исследований складывались удовлетворительно для перезимовки клевера. Вегетационные периоды значительно различались по температурному режиму и влагообеспеченности (рис. 1,2), что позволило объективно оценить сорта.

Рис. 1 – Среднемесячное количество осадков (мм) за вегетационный период,

2015…2017 гг. (п. Фалёнки, Кировская обл.)

Рис. 2 – Среднемесячная температура воздуха (0С) за вегетационный период,

2015…2017 гг. (п. Фалёнки, Кировская обл.)

В 2015 году в первой половине лета преобладала засушливая погода, во второй – дождливая, но холодная (ГТК с мая по август – 1,51). Вегетационный период 2016 года характеризовался в целом как засушливый (ГТК=0,65), с наиболее сильными засухами в мае и августе. Летний период 2017 года отличался избытком влаги (ГТК=1,70) и недостатком тепла, особенно в период весеннего отрастания клевера.

Учеты, оценки и наблюдения выполнены в соответствии с методикой ВНИИ кормов ^[8]. Статистическая обработка экспериментальных данных ‑ методом дисперсионного анализа по Доспехову Б.А. ^[9].

Результаты и обсуждения. По результатам исследования выявлены значительные различия между сортами по срокам достижения укосной спелости ‑ от 55 до 77 сут. Самый раннеспелый из всего набора изучаемых сортов – Кретуновский (55...62 сут.), наиболее позднеспелый – Витязь (71…77 сут.). Таким образом, в годы проведения исследований все изучаемые сорта зацветали постепенно в течение 15-17 суток (табл. 1).

Таблица 1 - Дата начала цветения и продолжительность вегетационного периода сортов клевера лугового, 2015-2017 гг. (п. Фалёнки, Кировская обл.)

Учитывая тот факт, что наибольшее содержание сырого протеина в кормовой массе клевера лугового содержится в фазу «бутонизация – начало цветения», полученные данные можно использовать в кормопроизводстве с целью подбора сортов для организации полноценного сырьевого конвейера.

Оценка перезимовки клевера показала, что все сорта являются высокозимостойкими: 83…98 % в первый год пользования и 90…99 % – во второй и третий. Наиболее высокой зимостойкостью отличаются раннеспелый сорт Кудесник (98-99 %) и позднеспелый Кировский 159 (96-98 %).

Анализ данных по урожайности кормовой массы показал, что клевер луговой проявил наиболее высокую чувствительность к кислотности почвы и Аl3+ в первый год пользования (рис. 3).

Рис. 3 – Сбор сухого вещества (т/га) различных сортов клевера лугового

на алюмокислой почве при трехлетнем использовании травостоя (2015-2017 гг.)

(п. Фалёнки, Кировская обл.)

Особенно угнетенным клевер выглядел в период формирования 1 укоса: высота травостоя в начале цветения не превышала 58,7 см (в среднем 54,9), урожайность получена низкая ‑ 0,5…1,2 т/га сухого вещества (в среднем 0,9), существенных различий между сортами не отмечено.

Во втором укосе урожайность кормовой массы за счет большого количества осадков в августе (66 мм или 200 % к норме) повысилась в среднем в 2,4 раза и составила 2,2 т/га сухого вещества, даже у позднеспелых сортов масса отавы была в 2 раза выше первого укоса. В большей степени на высокую влагообеспеченность отреагировали раннеспелые сорта Кретуновский, Шанс, П-15, Кудесник, Трио, сбор сухого вещества у которых повысился в 2,7…3,7 раза.

В сумме за два укоса в первый год пользования, не смотря на оптимальную влагообеспеченность в целом за вегетационный период (ГТК=1,51), урожайность кормовой массы клевера в условиях опыта получена невысокая ‑ в среднем по сортам 3,1 т/га сухого вещества. Более высокую устойчивость к кислотному стрессу показал тетраплоидный сорт Кудесник, достоверно превысивший среднюю урожайность на 1,3 т/га или 41,9 %.

Во второй год пользования формирование первого и, особенно, второго укоса проходило в условиях дефицита влаги (ГТК=0,65). Тем не менее, все сорта в первом укосе сформировали более мощный, чем в первый год пользования, травостой: в среднем на 11,1 см выше и в 5,7 раза урожайнее. Наиболее высокорослыми (74,4…85,3 см) и урожайными (7,0…8,0 т/га сухого вещества, существенно выше средней по опыту на 1,9…2,9 т/га или 37,3…56,7 %) были позднеспелые сорта. Также достоверно высокий сбор сухого вещества в первом укосе (6,1 т/га сухого вещества, на 1,0 т/га выше среднего) получен у перспективного раннеспелого сорта П-15, созданного совместно с отделом биотехнологии и клеточной селекции ВНИИ кормов на основе кислотоустойчивых регенерантов ^[10].

Полноценный второй укос (фаза «начало цветения») в условиях продолжающейся засухи сформировали только раннеспелые сорта. Достоверно высокий сбор сухого вещества получен у сортов Кудесник, Кретуновский, Трио, Мартум – 3,2…4,4 т/га (+0,6…1,8 т/га к среднему по опыту).

По сумме двух укосов в травостое второго года пользования выделены высокоурожайные (8,8…10,1 т/га сухого вещества) позднеспелые сорта Витязь, Кировский 159, а также раннеспелый сорт П-15, существенно превысившие среднюю урожайность на 1,1…2,4 т/га.

Весеннее обследование клеверов третьего года пользования показало, что все сорта хорошо перезимовали (95-100 % к уровню второго года пользования). Урожайность хотя и снизилась по отношению ко второму году в среднем в 1,5 раза, но была, учитывая кислотность почвы, достаточно высокой ‑ в среднем 5,1т/га сухого вещества в сумме за два укоса.

В первом укосе (3 г.п.) достоверные прибавки по урожайности получены у сортов Витязь, Фалёнский 1 и Кировский 159 (на 1,1…1,7 т/га выше средней), во втором – у сортов Орфей, П-15, Кудесник и Трифон (+0,3…0,4 т/га). В сумме за два укоса наиболее высокой урожайностью (5,5…6,9 т/га сухого вещества) отличались позднеспелые сорта, в т.ч. у тетраплоидного сорта Витязь урожайность существенно превысила среднее значение на 1,8 т/га или 35,3 %.

Оценка клевера по поражению фузариозной корневой гнилью показала высокую устойчивость сортов к заболеванию: степень поражения внутренних тканей корня растений второго года жизни (1 год пользования) была низкой (ИРБ=1,3…10,7 %). По результатам корневого анализа растений 3 и 4 года жизни выявлена высокая возрастная устойчивость к фузариозу: к 3 году жизни поражение проводящей системы корня варьировало от очень слабого (у сортов Грин и Шанс) до умеренного (ИРБ=9,3…43,0 %) и даже к 4 году жизни интенсивность развития болезни у большинства сортов была умеренной и не превышала 48 %, у сорта Кировский 159 – слабой (ИРБ=23 %).

По результатам трех лет изучения клевера на провокационном эдафическом фоне выделены по комплексу хозяйственно-ценных признаков девять кислото- и алюмоустойчивых сортов разных сроков созревания: позднеспелые Витязь (4n), Кировский 159 и Фалёнский 1, среднепоздние Орфей, П-1/09 и Трифон, раннеспелые Кудесник (4n), П-15 и Грин (табл. 2).

Таблица 2 – Хозяйственно-биологическая характеристика лучших сортов клевера лугового в питомнике экологического сортоиспытания на алюмокислой почве, 2015-2017 гг.

(п. Фалёнки, Кировская обл.)

Выделенные сорта отличаются зимостойкостью (94,0…98,7 %) и высокой урожайностью кормовой массы ‑ 16,1…20,5 т/га сухого вещества в сумме за три года пользования, выше средней урожайности на 0,2…4,6 т/га, в т.ч. у тетраплоидного сорта Витязь ‑ достоверно на 4,6 т/га или 28,9 %.

Данные сорта также обеспечили наиболее высокий сбор сырого протеина– 1,91…2,57 т/га в сумме за три года при среднем значении 1,90. Достоверно высокий сбор белка (на 0,67 т/га или 35,3 % выше среднего) получен у наиболее урожайного сорта Витязь.

По высоте травостоя в среднем за три года пользования в первом укосе выделены позднеспелые сорта Витязь, Кировский 159 и Фалёнский 1 (+7,3…15,7 см к средней по опыту), во втором укосе ‑ раннеспелые сорта Кудесник, П-15 и Грин (+6,7…15,3 см).

Выделившиеся по урожайности сорта слабо поражаются на кислой почве фузариозной корневой гнилью во 2-й год жизни и обладают возрастной (3 и 4-й год жизни) устойчивостью к заболеванию.

Заключение. По результатам изучения районированных и перспективных сортов клевера лугового на полевом провокационном алюмокислом фоне выделены устойчивые к комплексу стрессовых факторов кислой почвы сорта – позднеспелые Витязь, Кировский 159, Фалёнский 1, среднепоздние Орфей, П-1/09 и Трифон, раннеспелые Кудесник, П-15 и Грин, отличающиеся высокой зимостойкостью (94,0…98,7 %) и обеспечивающие на кислых почвах без внесения агромелиорантов сбор сухого вещества с гектара 16,1…20,5 т в сумме за три года пользования и сбор сырого протеина в количестве 1,91…2,57 т.

Оценка сортов клевера лугового по хозяйственно-ценным признакам (зимостойкость, высота травостоя, сбор сухого вещества) в течение трех лет укосного использования травостоя показала более высокую чувствительность к стрессовым факторам кислой почвы растений второго года жизни (первого года пользования).