Селекция многолетних злаковых трав в Якутии: Пырейник сибирский, ломкоколосник ситниковый, кострец безостый тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 06.01.05, доктор сельскохозяйственных наук Павлов, Николай Еремеевич

Оглавление диссертации доктор сельскохозяйственных наук Павлов, Николай Еремеевич

Глава 1. Условия проведения исследований, методика и исходный материал

1.1. Природно-климатические особенности Центральной Якутии

1.2. Условия проведения исследований

1.3. Материал и методика проведения работ

Глава 2. Проблемы селекции многолетних трав на Севере

2.1. Адаптивные свойства луговых трав на Севере

2.2. История селекции многолетних трав в Сибири и Якутии

2.3. Специфические экологические условия Якутии, определяющие направление селекционных работ

Глава 3. Местные дикорастущие травы, их биологические особенности и селекционное значение

3.1. Маршруты экспедиций по сбору семян дикорастущих трав

3.2. Характеристики лучших образцов дикорастущих злаковых трав в условиях культуры

3.3. Оценка многолетних дикорастущих злаковых трав в условиях культуры

3.3.1. Эколого-биологические особенности многолетних дикорастущих злаковых трав в естественных условиях и в культуре

Глава 4. Интродукция и селекция ломкоколосника ситникового Psathyrostachys juncea (Tzvel)

4.1. Основные направления и задачи селекции

4.2. Общая характеристика и история изучения культуры

4.3. Исходный материал

4.3.1. Агробиологическая оценка коллекции ВИР

4.3.2. Создание селекционного материала

4.4. Характеристика и методы получения сорта Манчаары

4.5. Характеристика и методы получения сорта Боотур

4.6. Сортовая агротехника

4.6.1. Ломкоколосник как основной компонент злако-бобовой травосмеси в пастбищах

Глава 5. Интродукция и селекция пырейника сибирского -Elimus sibiricus (L.) Tzvel.

5.1. Ботаническое описание и история культуры пырейника сибирского

5.2. Основные направления и задачи селекции

5.3. Агробиологическая оценка коллекции ВИР

5.4. Создание селекционного материала

5.5. Характеристика и методы получения сорта Амгинский и перспективных гибридов пырейника сибирского

Глава 6. Селекция костреца безостого - Bromus inermis Leys

6.1 Ботаническое описание и история культуры

6.2. Изучение и создание исходного материала

6.3. Селекция сорта Аммачаан 239 Выводы 245 Предложения производству 248 Библиографический список 249 Приложения

Рекомендованный список диссертаций по специальности «Селекция и семеноводство», 06.01.05 шифр ВАК

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Селекция многолетних злаковых трав в Якутии: Пырейник сибирский, ломкоколосник ситниковый, кострец безостый»

Актуальность проблемы. Сенокосы и пастбища Якутии, несмотря на обширность их площади (1611,7 тысяч гектаров, или 92,2 % сельскохозяйственных угодий), не обеспечивают потребности животноводства. Фактическая обеспеченность скота грубыми кормами в республике составляет не более 60 % от научно обоснованных норм.

Продуктивность кормовых угодий невысокая, не только из-за неблагоприятных агроклиматических условий региона, но и низкого плодородия мерзлотных почв. Урожаи колеблются в пределах 2-12 ц/га сена.

Другой важной особенностью использования лугов в Якутии является то, что они в длинную зиму и сильные (до -60°С) морозы служат тебеневочными пастбищами для табунного коневодства. Вследствие этого травостои на них постепенно изреживаются, ценные виды трав выпадают. В связи с этим кормовые угодья региона давно уже нуждаются в коренном улучшении.

Однако до 80-х годов отсутствие широкого выбора морозостойких сортов многолетних трав не позволяло расширять площади коренного улучшения лугов. Ввиду отсутствия налаженного семеноводства районированных в то время сортов костреца безостого Камалинский 14 и пырейника изменчивого Ленский, травосеяние проводилось монокультурой пырейника сибирского Гуран.

Развитию семеноводства этой культуры и расширению площадей коренного улучшения, способствовало совместное постановление бюро ОК КПСС и СМ Якутской АССР от 19 апреля 1985 г. № 41/2 «О мерах по дальнейшему увеличению производства семян многолетних трав и расширению площадей травосеяния в республике в свете требований Октябрьского (1984 г.) Пленума ЦК КПСС в 1985-1990 гг.». За годы 12-й пятилетки площадь улучшенных лугов достигла около 100 тысяч гектаров. Кроме того, в результате продуманного семеноводства в 1986-1991 гг. Якутия 5 полностью обеспечила себя семенами пырейника сибирского и даже стала поставлять их в близлежащие области и края Сибири.

Однако пырейник сибирский, как малоотавная культура, не способствовал решению проблемы создания культурных пастбищ. Более того, его распространение вызвало сокращение площадей зимних тебеневочных участков, что начало отрицательно сказываться в развитии табунного коневодства - доходной отрасли животноводства республики. Наличие только одного вида многолетней злаковой травы не давало возможности варьировать в коренном улучшении лугов, создавало большую зависимость продуктивности сеяных сенокосов от погодных условий года.

Поэтому была поставлена задача создания лугов продленного продуктивного долголетия с высокой экологической пластичностью, то есть переход к адаптивному травосеянию с использованием многокомпонентных травосмесей.

Это выдвинуло на первый план проблему усиления селекционной работы с многолетними травами в крайне экстремальных условиях Якутии.

Вскоре были выведены особо морозоустойчивые, высокоурожайные на интенсивном фоне сорта люцерны серповидной «Якутская желтая» (Соромотина A.A., Яковлев A.C., Максимова З.И., 1989), донника белого «Немюгюнский» (Яковлев A.C., Алферов А.И., 1986) и донника желтого «Аласовский» (Яковлев A.C., Алферов А.И., 1989), что явилось большим достижением селекционной работы с травами в зоне многолетнемерзлых грунтов.

Проблема выведения новых морозостойких высокоурожайных сортов многолетних злаковых трав в Якутии осложнена тем, что по сравнению с другими регионами России здесь нет длительного опыта в селекции трав. Сорта нужно было смоделировать приспособленными к крайне жестким природным условиям и к почти интенсивному круглогодовому использованию 6 травостоев на многолетнемерзлых грунтах, что в мировой практике, кроме как здесь, нигде не практикуется.

В период реформирования общественно-политической жизни России работы по улучшению лугов были почти прекращены, хотя селекция трав в несколько сокращенном виде продолжалась. За это время сеяные луга по продуктивности сравнялись с естественными. Деградация их усилилась особенно вокруг крупных населенных пунктов.

Поэтому назрела необходимость принять срочные меры по улучшению сенокосов и пастбищ, используя выведенные и районированные в последние годы сорта многолетних злаковых трав пастбищного и сенокосного типов использования таких, как сорта костреца безостого Аммачаан, пырейника сибирского Амгинский, пырея ползучего Тойбохойский и сорта чисто пастбищной культуры - ломкоколосника ситникового Манчаары и Боотур, овсяницы красной Мюрюнская.

Использование этих сортов позволяет создание многоцелевых сеяных лугов, ускоренного повышения урожайности и улучшения качества травостоя сенокосов и пастбищ.

Наша работа по селекции злаковых трав направлена на создание и укрепление кормовой базы животноводства с использованием выведенных нами особо морозостойких, высокоурожайных сортов многолетних злаковых трав, пригодных для создания многокомпонентных сеяных сенокосов и пастбищ. В связи с вышеизложенным тема наших исследований является актуальной

Цель и задачи исследований. Цель работы заключается в том, чтобы разработать эколого-биологические основы селекции злаковых трав и создать приспособленные к экстремальным условиям Якутии, пригодные к почти круглогодовому использованию сорта ломкоколосника ситникового, пырейника сибирского, костреца безостого, пырея ползучего, сенокосного и сенокосно-пастбищного типов. 7

Для ее достижения нужно было решить следующие задачи:

1 .Разработать эколого-биологические основы создания новых сортов многолетних злаковых трав применительно к климатическим и почвенным условиям и особенностям использования травостоев в Якутии.

2.Установить селекционную ценность местных генотипов многолетних злаковых трав наравне с материалами мировой коллекции Всероссийского научно-исследовательского института растениеводства имени Н.И.Вавилова (ВНИИР), а также исходного материала, полученного с использованием современных методов воздействия на качественные показатели и наследственные свойства растений.

3.Определить параметры основных хозяйственно-ценных признаков и биологических свойств гибридов многолетних злаковых трав, полученных в ходе селекции, и выделить гибриды и сорта наиболее соответствующие к исходным требованиям и на перспективу.

4.Создать и внедрить в производство новые высокопродуктивные сорта многолетних трав, адаптивные к стрессовым факторам среды.

Научная новизна. На основе комплексного подхода и сравнительного изучения дано научное обоснование создания сортов многолетних трав в условиях криолитозоны. В результате многолетних полевых экспериментов и теоретических обобщений определены направления селекции в суровых условиях Севера и разработаны параметры сортов, применительно к разным природно-климатическим зонам Якутии. Сделана всесторонняя оценка селекционной ценности местных дикорастущих злаковых трав. Выделены ценные генотипы, устойчивые к экстремальным условиям среды и выделяющиеся рядом хозяйственно-полезных признаков, некоторые рекомендованы для практической селекции.

Изучена большая коллекция ранее не изученных генотипов пырейника, ломкоколосника и костреца безостого из мировой коллекции ВИР. Выделенные лучшие сорта и образцы использованы для создания новых 8 сортов. Впервые в Якутии использованы методы биологического и химического мутагенеза, которые дали положительные результаты. Путем химического мутагенеза (НЭМ) создан сорт костреца безостого "Аммачаан"и пересадкой нуклеиновых кислот одного растения в другое выведен сорт пырейника сибирского «Амгинский».

Практическая значимость и реализация результатов исследований.

Данные, полученные в ходе экспериментальных исследований, и их научная г " .■«■■«".^ интерпретация, позволили создать новые сорта многолетних злаковых трав, а также - ценный в селекционном отношении исходный материал. Используя их, впервые в экстремальных условиях Якутии появилась возможность организации культурных луговых угодий многоцелевого назначения: сенокосы и пастбища круглогодового использования: летом для крупного рогатого скота, зимой для тебеневки лошадей. Использование выведенных нами новых сортов ломкоколосника ситникового «Манчаары» и «Боотур» может продлить за счет ранневесенней и позднеосенней вегетации пастбищный период на 1,01,5 месяца, что равноценно экономии 200-250 кг сена на одну условную голову крупного рогатого скота, или 20-25 т - на 100 голов. Сохраняющиеся под снегом в зеленом состоянии листья ломкоколосника служат прекрасным кормом для тебеневки лошадей.

Коренное улучшение лугов с посевом новых сортов сенокосного использования - костреца безостого «Аммачаан», пырея ползучего «Тойбохойский», пырейника сибирского «Амгинский» повышает урожайность естественных угодий в 2-3 и более раз. На 540 га сеяных сенокосов Амгинского СХПК с использованием этих сортов получают по 25-40 ц/га и более сена. Посевы сорта пырея ползучего «Тойбохойский» занимают более трех тысяч гектаров в северо-западных районах Якутии. А новые сорта костреца безостого «Аммачаан» и пырейника сибирского «Амгинский» находятся на стадии ускоренного размножения.

Апробация работы. Материалы данной диссертационной работы доложены и обсуждались на третьем всесоюзном совещании «Пути интенсификации сельского хозяйства крайнего Севера в свете решений XXV съезда КПСС» (Якутск, 1977), на IV Всесоюзном биохимическом съезде (М., 1979), на Сибирской региональной конференции «Актуальные вопросы генетики и селекции растений» (Новосибирск, 1980), на IV Всесоюзном совещании «Пути интенсификации сельского хозяйства Крайнего Севера» (Магадан, 1980), на Всесоюзном совещании «Пути реализации продовольственной программы на Крайнем Севере» (Петрозаводск-Камчатский, 1984), на IV Научно-практической конференции молодых ученых и специалистов (Якутск, 1986), на региональной научной конференции селекционеров и генетиков «Теоретические и прикладные проблемы охраны генофонда и обогащения биоразнообразия» (Якутск, 1997), на международных циркумполярных сельскохозяйственных конференциях (Норвегия, 1995, Аляска, 1998), на международной научной конференции по проблемам стабилизации и развития сельскохозяйственного производства Сибири, Монголии и Казахстана в XXI веке (Новосибирск, 1999).

Основные положения научных исследований соискателя включены в системы ведения сельского хозяйства и зональные системы земледелия, рекомендации и справочники по семеноводству многолетних трав.

По теме диссертационной работы опубликовано 52 научной статьи. Общим объемом 15 печатных листов.

- направления селекции многолетних злаковых трав в условиях Севера и параметры сортов, применительно к разным природно-климатическим зонам Якутии;

- использование в селекции ценных агробиологических свойств злаковых трав из мировой коллекции ВИР в условиях криолитозоны;

- селекционная ценность и перспективы введения в культуру дикорастущих злаковых трав Якутии;

- создание новых сортов многолетних злаковых трав (ломкоколосник ситниковый «Манчаары», «Боотур», пырейник сибирский «Амгинский», кострец безостый «Аммачаан») и перспективы их использования в производстве.

Данная диссертационная работа является результатом теоретических, экспериментальных исследований и практической работы соискателя в течение 27 лет. Автором разработаны программы селекционных работ с многолетними злаковыми травами, проведены экспериментальные исследования и определены их перспективные направления. Им основанны селекционные стационары ЯНИИСХ Немюгюнский на долине р. Лена и Мэндигинский на долине р. Амга.

В этих многолетних работах участвовали в разные годы: В.Н. Дохунаев, Сивцева Е.Х., Томская Ф.Г.

Автор выражает им и научному консультанту доктору сельскохозяйственных наук Бойнову А.И. искреннюю признательность и благодарность за поддержку, и помощь в работе.