Оглавление Перейти на страницу

стр. 88

Оценка и отбор генотипов клевера лугового с повышенной азотфиксирующей способностью проводится на ранних стадиях онтогенеза в условиях стерильного микровегетационного опыта на безазотистой питательной среде при инокуляции эффективными местными штаммами клубеньковых бактерий. Для того чтобы не сужать популяцию сорта по генам, контролирующим хозяйственно-биологические признаки, в популяции следует оценивать не менее 100 растений. Это обеспечит достаточную объективность оценки и эффективность отборов.

Основными критериями, учитываемыми при отборе генотипов с высокой симбиотичностью, являются количество, размер и окраска клубеньков, биомасса растений и интенсивность листообразования, которая в таких условиях тесно коррелирует с их азотфиксирующей активностью. Эффективными и комплементарными по отношению к определенному сорту считаются штаммы, дающие увеличение биомассы на 60–70 % по сравнению с неинокулированными растениями.

Генотипы, отличающиеся максимальным накоплением биомассы, наибольшей интенсивностью образования клубеньков и листьев, отбираются для получения семенного потомства и проведения последующих отборов. Как правило, частота встречаемости генотипов с повышенной эффективностью симбиоза в популяции не превышает 1–3 %. Для усиления симбиотических свойств микросимбионта из клубеньков лучших генотипов клевера лугового проводится повторное выделение штаммов (метод пассирования).

Полученное семенное потомство с отобранных растений проходит повторную оценку на эффективность симбиоза с целью отбора лучших генотипов при инокуляции тем же штаммом Rh. trifolii. Для получения исходного материала с высокой азотфиксирующей способностью достаточно проведение дву-, трехкратного отбора, при этом это могут быть как самоопыленные линии J₀ ®J₁ ®J₂, так и гибридное потомство F₁® F₂®F₃, полученное при простом переопылении родительских форм. После получения исходного материала проводится его оценка в вегетационном опыте в контролируемых условиях селекционно-тепличного комплекса. В каждом варианте оценивается не менее 40 растений клевера лугового. За контроль принимаются как растения родительских форм на фоне этого же штамма, так и растения без дополнительной инокуляции.

Азотфиксирующая способность отобранных симбиотических комбинаций определяется по эффективности симбиоза, т. е. по накоплению биомассы растений и биологического азота. Учет проводится в фазу бутонизации — начала цветения. Доля биологического азота в биомассе клевера определяется методом сравнения с небобовой культурой (злаковым компонентом — тимофеевкой луговой).

Лучшие симбиотические комбинации, отличающиеся высокой продуктивностью биомассы, интенсивным листообразованием, имеющие по всей корневой системе большое количество окрашенных в розовый цвет клубеньков, не пораженные болезнями, отбираются для дальнейшей оценки в полевых условиях контрольного питомника.

Использование такой методики позволило создать новый исходный материал клевера лугового для кислых и нормальных почв. На основе широко известных высокопродуктивных сортов селекции ВНИИ кормов тетраплоидного Марс и кислотоустойчивого диплоидного Топаз с использованием местных штаммов клубеньковых бактерий созданы сортообразцы с повышенной азотфиксирующей способностью. Комбинация № 77 + КР-2, созданная на основе популяции сорта Марс для почв с нормальным уровнем рН и № 27 + КС-7 на основе Топаза (для кислых почв с рН 4,3) за счет повышения активности бобово-ризобиального комплекса превзошли по накоплению абсолютно сухого вещества исходные родительские формы, принятые за стандарт, на 18 и 38 % соответственно. Высокая эффективность симбиоза обеспечивается только при наличии подобранных комплементарных пар макро- и микросимбионтов, имеющих близкое генетическое родство.

Второе направление селекционной работы, связанное с повышением эффективности симбиоза клевера лугового, предусматривает создание сорто-микробных систем на основе районированных сортов и перспективных селекционных номеров и эффективных местных штаммов клубеньковых бактерий. Учитывая большую трудоемкость работы при создании комплементарных сорто-микробных систем, предварительное изучение различных комбинаций «сорт + штамм» проводится в вегетационных опытах, а в полевых условиях необходимо оценивать уже наиболее эффективные симбиотические пары.

В таблицах 2 и 3 представлены данные по влиянию инокуляции на кормовую и семенную продуктивность, азотфиксирующую способность диплоидных и тетраплоидных сортов и перспективных номеров клевера лугового. Как видно из приведенных результатов, инокуляция изучаемыми штаммами клубеньковых бактерий оказывает неодинаковое действие на основные хозяйственно-биологические показатели сортообразцов.

Основными показателями, характеризующими эффективность работы симбиотического аппарата в полевых условиях, являются прибавка от инокуляции абсолютно сухой биомассы растений и доли биологического азота в ней, определяемой методом сравнения со злаковой культурой (в данном случае с тимофеевкой луговой).

При оценке кормовой продуктивности диплоидов установлено, что для сорта ВИК 77 и № 1217 комплементарными штаммами являются коммерческий штамм 348а и КР-8, выделенный из местной почвенной микрофлоры. Прибавка по накоплению сухого вещества по сравнению с неинокулированным вариантом составила от 17,8 до 34,2 %, а по накоплению биологического азота — от 28,2 до 47,0 %. Сорт Ранний 2 слабо реагирует на инокуляцию. Лишь на фоне штамма КР-8 прибавка составила 7 %. Повышение семенной продуктивности диплоидов (ВИК 77 и № 1217) наблюдалось при инокуляции всеми изучаемыми штаммами, за исключением комбинации № 1217 + КР-4. Наиболее существенные прибавки отмечены в комбинациях ВИК 77 + КР-8 (25 %); ВИК 77 + КР-4 (54,7 %) и № 1217 + КР-2 (30 %).

Изучение тетраплоидных образцов по кормовой продуктивности показало, что хорошей отзывчивостью на инокуляцию отличаются сорт Марс и перспективный номер 862. При этом на сорте Марс все изучаемые штаммы дали положительный результат. Максимальная прибавка кормовой массы у этого сорта получена от штамма КР-4, составившая 22,1 % по абсолютно сухому веществу и 31,7 % — по накоплению биологического азота, т. е. этот штамм можно считать комплементарным по отношению к сорту Марс. Для номера 862 эффективным оказалось применение штаммов КР-8, КР-4 и 348а, прибавка биологического азота на их фоне составила 23–44 %. У сорта ВИК 84 незначительный положительный эффект от инокуляции наблюдался на фоне штамма КР-8. По семенной продуктивности выделился образец № 862, который при обработке штаммами 348а и КР-4 дал прибавку урожая соответственно 18 и 20 %, т. е. данные штаммы являются комплементарными для этого номера, как при выращивании на корм, так и на семена. Остальные сортообразцы не реагировали на дополнительную инокуляцию штаммами клубеньковых бактерий, а в отдельных случаях даже снижали семенную продуктивность клевера лугового.

2. Продуктивность, сбор общего и биологического азота сортов и перспективных номеров клевера лугового в зависимости от инокуляции различными штаммами клубеньковых бактерий

^*Естественный фон (без инокуляции); ^**коэффициент азотфиксации.

3. Влияние инокуляции штаммами клубеньковых бактерий на семенную продуктивность клевера лугового

^*Естественный фон (без инокуляции).

В 2008 г. образец № 862 был передан в Государственное сортоиспытание под названием Ветеран, который с 2011 г. включен в Госреестр России. Это первый сорт клевера лугового, для которого уже на этапе испытания подобраны комплементарные штаммы.

Таким образом, разработанная методика создания исходного селекционного материала с повышенной азотфиксирующей способностью позволяет конструировать сорто-микробные системы клевера лугового на основе, как отдельных генотипов, так и сортов-популяций, способных к активному симбиозу на нейтральных и кислых почвах. Инокуляция комплементарными штаммами повышает продуктивность абсолютно-сухого вещества на 20–35 %, накопление биологического азота на 28–45 %, а урожайность семян на 25–55%.

При инокуляции клевера лугового клубеньковыми бактериями необходимо учитывать сортовую специфичность штаммов и назначение использования травостоя (на кормовые или семенные цели).

Оглавление Перейти на страницу

стр. 88