Общая задача для всех зон возделывания люцерны — выведение сортов интенсивного типа, обладающих высокой отзывчивостью на орошение и удобрение, устойчивых к неблагоприятным климатическим условиям, болезням и вредителям, сочетающих высокие урожаи зеленой массы хорошего качества с устойчивой семенной продуктивностью.
Урожай сухой массы люцерны изменяется от 3—5 т/га в су- хостепной зоне без орошения до !5—20 т/га в зоне орошаемого земледелия республик Средней Азии, Закавказья и Степи Украины. В связи с продвижением этой культуры в новые, более северные районы, а также для улучшения и освоения неудобных земель необходимы высокоурожайные сорта, приспособленные к специфическим условиям. Например, в лесной зоне они должны отличаться высокой зимостойкостью и устойчивостью к повышенной кислотности почв, в лесостепной —солеустойчивостью, в степной и полупустынной зонах — со ле в и поели воет ь ю, засухоустойчивостью и холодостойкостью. Для возделывания на пойме пригодны сорта люцерны, устойчивые к периодическому затоплению и неглубокому залеганию грунтовых вод, а в условиях орошаемого земледелия — отличающиеся долголетием, быстрым отрастанием после укосов, отзывчивостью на орошение и удобрение.
Разнообразие условий возделывания и различные направления использования создают значительные трудности в селекции люцерны.
Селекция на зимостойкость. Этот признак люцерны в основных зонах ее возделывания определяется морозостойкостью, а при выращивании в Нечерноземной зоне, кроме того, — устойчивостью к выпиранию, вымоканию и другим неблагоприятным факторам. Наиболее высокой зимостойкостью отличаются дикорастущие местные популяции люцерны желтой, голубой, Траут- феттера и др. В районах с суровым климатом дикорастущие формы и сорта, созданные на их основе и прошедшие длительный естественный отбор, служат ценным исходным материалом для селекции на зимостойкость.
Очень важно оценивать и проводить отборы по зимостойкости, если при гибридизации в качестве одной из родительских форм (в особенности материнской) использовали сорта южной селекции.
Селекция на засухоустойчивость. Этот признак в основном связан с мощной, глубоко проникающей в почву корневой системой, способной доставать воду из нижних слоев. Сорта районов с повышенной влажностью и зон орошаемого земледелия плохо приспособлены к засухе, в то время как сорта засушливых зон легче переносят недостаток влаги. Засухоустойчивые сорта на богарных посевах Приаральской опытной станции ВИР формируют урожай зеленой массы в 2—3 раза выше, чем сорта, не устойчивые к почвенной засухе. Слабой засухоустойчивостью отличаются сорта среднерусского, прибалтийского и европейских экотипов. а также сорта из Индии, Сирии, Ирака, Бразилии и др. Высокая засухоустойчивость свойственна дикорастущим популяциям люцерны, собранным на территории Казахстана и Средней Азии.
В ходе приспособления к жесткому режиму увлажнения у засухоустойчивых форм выработались такие свойства, как лучшая оводненность растений и медленное ее снижение при кратковременных засухах, что связано с более высокой водоудер- живающей способностью тканей листа. Диагностировать засухоустойчивость растений можно по потере воды срезанными листьями и веточками и их восстановительной способности после выдерживания во влажной камере.
Одним из показателей степени засухоустойчивости люцерны служат полуденный водный дефицит и величина остаточного водного дефицита при засухе. После прекращения засухи растения засухоустойчивых сортов быстро восстанавливают водный баланс и сокращают образовавшийся в период засухи водный дефицит, в то время как незасухоустойчивые формы и после возобновления поливов долгое время продолжают испытывать недостаток влаги, У таких растений значительно возрастает концентрация клеточного сока, повышается проницаемость цитоплазмы.
Засухоустойчивые сорта в период интенсивного роста (бутонизация— цветение) характеризуются высоким содержанием связанной воды, меньшим дефицитом влаги, высокой водоудер- живающей способностью тканей, активной работой транспира- ционного аппарата, низким показателем проницаемости цитоплазмы. Сорта, не устойчивые к засухе, медленнее перестраивают работу органов, регулирующих водообмен. Наиболее сильно страдают от недостатка влаги в почве при наступлении ранней засухи сорта Нечерноземной зоны РСФСР.
Селекция на устойчивость к болезням. Данное свойство в значительной степени определяет долголетие люцерны и уровень ее продуктивности. Большой ущерб причиняют болезни, поражающие корневую систему (корневые гнили), а также бактериальное и фузариозное увядание, вирусные болезни, аскохи- тоз, ложная мучнистая роса и др.
Устойчивость к корневым гнилям в значительной степени зависит от внешних условий, но в то же время установлена четкая сортовая специфика. Основные возбудители — грибы из рода Fusarium (более 10 видов). Они могут поражать растения и одновременно, что приводит к появлению разнообразных симптомов болезни: побурение и отмирание корней, коронки корневой шейки, потемнение сосудов, гниение или отмирание под- или надсемядольного колена у проростков и т. д.
В селекции на устойчивость к болезням проводят оценки и отбор растений в условиях естественного заражения и инфекционных фонов. Более эффективно применение инфекционных фонов, которые дополняют лабораторными оценками.
Всесоюзный НИИ кормов рекомендует вести селекционную работу на устойчивость к болезням в следующей последовательности:
исходный материал (отборы устойчивых форм);
одно-двукратная инокуляция в теплице;
селекция в полевых условиях (высадка рассады);
получение линейного материала (Л—Iз);
повторные отборы для достижения нужной степени резистентности;
создание простых и сложных гибридов с использованием выделенного материала;
испытание созданного материала на устойчивость к болезням.
В результате изучения более 400 образцов коллекции ВИР на Майкопской и Кубанской опытных станциях этого института в инфекционных питомниках с искусственным заражением установлено, "что только некоторые сорта (Апаранская местная, Семиреченская местная, Хивинская местная и др.) из районов древней культуры люцерны республик Средней Азии и Закавказья, Среднеазиатского и Переднеазиатского центров происхождения обладают средней устойчивостью и лишь некоторые дикорастущие виды — высокой устойчивостью к корневым гнилям. Образцы с наибольшей комплексной устойчивостью к грибным, бактериальным и вирусным болезням выделены у люцерны серпообразной, клейкой, желтой, голубой, северной, полуциклической и Траутфеттера.
Положительные результаты дают внутрипопуляционный отбор устойчивых растений и формирование из них популяций.
Создание многоукосных сортов. Это одно из главных направлений селекции люцерны, так как сорта, устойчивые к раннему скашиванию, обеспечивают получение высококачественной зеленой массы. При создании многоукосных сортов обязательно учитывают облиственность растений и особенности послеукос- ного отрастания.
Так как устойчивость растений к раннему скашиванию и быстрота весеннего отрастания зависят от содержания сухих веществ в коронках перед уходом в зиму и от общего накопления корневых остатков, проводят оценку и по этим показателям,
По всем укосам анализируют содержание протеина и клетчатки в листостебельной массе и определяют общий сбор протеина.
Одновременно с проведением оценок и отборов необходимо применительно к особенностям природных зон выявлять оптимальные режимы уборки травостоя люцерны в ранние фазы вегетации. Эти режимы должны обеспечивать получение, дополнительного укоса и максимального сбора белка, относительно равномерный выход высокобелковой массы по укосам, высокий уровень урожая массы и накопления корневых остатков в течение 3—4-летнего использования травостоя на кормовые цели. Уборку его в ранние фазы вегетации целесообразно начинать со второго года Жизни люцерны, так как в год посева растения не успевают сформировать хорошо развитую корневую систему и накопить нужный для успешной перезимовки запас пластических веществ в коронке, а это приводит к изреживанию травостоя. Кроме того, значительное влияние на сохранность травостоя при многоукосном использований оказывает срок последнего укоса. Его надо проводить не позднее чем за 30—40 дней до прекращения осенней вегетации или, в крайнем случае, после наступления устойчивых заморозков.
Селекция сортов пастбищного использования. До сих пор в районировании нет специальных пастбищных сортов люцерны, и это направление считается очень важным. Такие сорта наряду с высоким урожаем зеленой массы, долголетием, отзывчивостью на внесение удобрений и орошение должны обладать быстрым темпом отрастания весной и после стравливания (1,5—2,5 см в сутки до фазы бутонизации), устойчивостью к вытаптыванию (четыре-пять стравливаний), высокой конкурентной способностью в травосмесях.. Важное свойство пастбищных сортов — отзывчивость на уровень почвенного плодородия: они должны обеспечивать достаточно высокий урожай и при среднем содержании питательных веществ в почве.
По данным Всесоюзного НИИ кормов, важно получить хороший травостой в ранние периоды роста и развития растений. Более высокой конкурентоспособностью в травосмесях обладают растения люцерны с прямостоячим и полупрямостоячим типом куста, растения пастбищного типа должны быть не слишком высокорослыми, иметь высокую облиственность и кустистость, обладать стержнекорневой разветвленной системой и большим числом побегов, сформировавшихся из почек коронки, н способностью образовывать партикулы, из которых в случае гибели центрального корня развиваются самостоятельные дочер ние растения. Важное свойство таких сортов — более значительное заглубление коронки, что повышает устойчивость растений к вытаптыванию и зимостойкость.
При создании чистых люцерновых пастбищ в более засушливых районах, а также на поймах с относительно продолжительным затоплением перспективно использование видов и эко- типов люцерны с корнеотпрысковой и корневищной корневой системой, особенно форм, склонных к образованию корневых отпрысков в экстремальных условиях, вызывающих ранневесен- нее выпирание растений, повреждение корневой шейки и т. д.
Оценку и отбор пастбищных форм на первых этапах селекции проводят при имитации пастьбы, на заключительных — в пастбищных условиях.
Достаточно высокой продуктивностью и устойчивостью к выпасу характеризуются гибридные популяции, относящиеся по окраске венчика к пестрогибридно-синегибридному сортотипу.
Селекция на повышение качества корма. У люцерны это может быть достигнуто за счет следующих показателей: 1) повышения содержания сырого протеина и улучшения его аминокислотного состава в результате увеличения облиственности и улучшения качества стеблей; 2) создания многоукосных сортов, устойчивых к многократному отчуждению в ранние фазы вегетации (бутонизация — начало цветения), выход протеина с 1 га у таких сортов должен быть на 20% выше, чем у районированных, при равном или незначительно пониженном урожае растительной массы; 3) снижения содержания клетчатки и сапонина и повышения переваримости корма.
Селекция на снижение содержания сапонина в люцерне усилилась вчюследние годы, в частности в ряде зарубежных стран (США, Венгрия, ГДР, Чехословакия, Франция), в связи с широким использованием люцерновой муки в качестве белкового корма, особенно для кормления птицы, и с созданием чистых люцерновых пастбищ. Установлено, что при кормлении кур травяной мукой из люцерны с высоким содержанием сапонина наблюдаются замедление их роста и сокращение периода яйцекладки.
Установлены значительные различия по содержанию сапонина как между сортами, так и внутри сортов. Корреляции между количеством сапонина и белка не обнаружено, что i зволяет вести селекцию одновременно на оба признака. Сод *р- жание сапонина определяют гемолитическим методом.
Повышение переваримости кормов из люцерны способствует значительному росту продуктивности животных. Этот показатель должен быть не ниже 65—70%, причем в значительной степени переваримость растительной массы может быть повышена з-а счет улучшения переваримости стеблей и снижения содержания клетчатки.
Разработанный метод оценки переваримости in vitro по малым пробам без отчуждения всего растения (по нескольким первым зацветшим стеблям) с помощью ферментов пепсина и целлокандина позволяет значительно расширить оценку селекционного материала и более эффективно вести отбор форм по этому показателю.
При оценке качества корма, в частности травяной муки, учитывают количество каротина. Считают, что при уборке люцерны в ранние фазы содержание его достаточно высокое, причем в листьях в 5—7 раз больше, чем в стебле. В растениях с зелеными стеблями каротина содержится больше, чем в растениях, стебли которых окрашены антоцианом.
Селекция на повышение семенной продуктивности. Это важное направление, так как низкая семенная продуктивность многих высокоурожайных по вегетативной массе сортов люцерны представляет существенный недостаток, препятствующий их широкому распространению. Практически во всех странах, возделывающих люцерну, в последние годы уделяют большое внимание повышению урожая семян новых сортов.
Но поскольку семенная продуктивность часто имеет отрицательную корреляцию с высоким урожаем вегетативной массы и другими кормовыми свойствами люцерны, перед селекцией этой культуры стоит задача создать такие многоукосные сорта, которые наряду с высоким урожаем кормовой массы обеспечивали бы устойчивый урожай семян в количествах, достаточных для организации первичного и товарного семеноводства, т. е. высокая семенная продуктивность не должна быть самоцелью.
Для селекции в указанном направлении создается исходный материал методами автотриппинга, генетической самосовместимости, высокой выживаемости завязей и фертильности пыльцы.
Использование форм с частичным самооплодотворением (30—40%) и легким открытием цветков привело к получению в Венгрии синтетического сорта AY-PX с автоматическим раскрытием цветков, что способствует повышению семенной продуктивности на 20—40%. В Канаде выведена самоопыляющаяся форма люцерны Эллерслай 1, которая при отсутствии насекомых-опылителей дает в 2—4 раза больше семян, чем обычные перекрестноопыляющиеся сорта.
Легкостью раскрытия цветка характеризуются новый сорт селекции Всесоюзного НИИ кормов Вега 87 и сорт Украинского НИИ земледелия Ярославна.
В селекции на семенною продуктивность обращают внимание на процент плодообразования (не менее 90), число семян в бобе, размер и компактность кистей. Кроме того, учитывают устойчивость к полеганию, дружность цветения и созревания, совпадение цветения со сроком вылета диких насекомых-опылителей.