Загальне завдання для всіх зон вирощування люцерни – створення сортів інтенсивного типу, які характеризуються високою чутливістю до зрошення і добрив, стійких до несприятливих кліматичних умов, хвороб і шкідників при сполученні високої врожайності зеленої маси гарної якості з стійкою насіневою продуктивністю.
Врожай сухої маси люцерни змінюється від 3 – 5 т/га в посухостеповій зоні без зрошення до 15 – 20 т/га в зоні зрошуваного землеробства Степу України. У зв’язку з просуванням цієї культури в нові, більш північні області, а також для покращення і освоєння незручних земель необхідні високоврожайні сорти, пристосовані до специфічних умов. Різноманітність умов вирощування і різні напрямки використання створюють істотні труднощі в селекції люцерни.
Селекція на зимостійкість. Ця ознака люцерни в основних зонах її вирощування визначається морозостійкістю, а при вирощуванні в північних районах України, крім того, - стійкістю до випирання, вимокання і інших несприятливих чинників. Найбільш високою зимостійкістю характеризуються дикорослі місцеві популяції люцерни жовтої, блакитної. В районах з суворим кліматом дикорослі форми і сорти, створені на їх основі і які пройшли тривалий природній добір, використовуються як цінний вихідний матеріал для селекції на зимостійкість.
Надзвичайно важливо оцінювати і проводити добори по зимостійкості, якщо при гібридизації однією з батьківських форм (особливо материнською) використовували сорти південної селекції.
Селекція на посухостійкість. Ця ознака в основному пов’язана з потужною, глибоко проникаючою в грунт кореневою системою, що здатна добувати воду з нижніх шарів. Сорти, що створені в районах з підвищеною вологістю і зон зрошуваного землеробства погано пристосовані до посухи, тоді як сорти посушливих зон легше переносять нестачу вологи.
Еволюційне пристосування до жорсткого режиму зволоження в посухостійких форм виробило такі особливості, як краща оводненість рослин і повільне її зниження при короткотермінових посухах, що пов’язано з більш високою водоутримуючою здатністю тканин листа. Передбачати посухостійкість рослин можна за втратою води зрізаними листками і гілочками і їх відновлюваної здатності після витримки в вологій камері.
Одним з показників посухостійкості люцерни використовують напівденний водний дефіцит і величина остаточного водного дефіциту при посухі. Після припинення посухи рослини посухостійких сортів швидко відновлюють водний баланс і скорочують утворення в період посухи водний дефіцит, тоді як не посухостійкі форми і після відновлення поливів тривалий час продовжують відчувати нестачу вологи. У таких рослин значно зростає концентрація клітинного соку, підвищується проникність цитоплазми.
Посухостійкі сорти в період інтенсивного росту (бутонізація – цвітіння) характеризуються високим вмістом зв’язаної води, меншим дефіцитом вологи, високою водоутримуючою здатністю тканин, активною роботою транспіраційного апарату, низьким показником проникнення цитоплазми. Сорти, що нестійкі до посухи, повільніше перебудовують роботу органів, які регулюють водообмін.
Селекція на стійкість до хвороб. Дана особливість у значній мірі визначає довголіття люцерни і рівень урожайності. Великих збитків завдають хвороби, що вражають кореневу систему (кореневі гнилі), а також бактеріальне і фузаріозне в’янення, вірусні хвороби, аскохітоз, несправжня борошниста роса і ін.
Стійкість до кореневих гнилей у значній мірі залежить від зовнішніх умов, але в той же час встановлена чітка сортова специфіка. Основні збудники – гриби з роду Fusarium (більше 10 видів). Вони можуть уражувати рослини одночасно, що призводить до прояву різноманітних симптомів хвороби: побуріння і відмирання коренів, коронки кореневої шийки, потемніння судин, гниття або відмирання під- або надсім’ядольного коліна у проростків і т.д.
У селекції на стійкість до хвороб проводять оцінки і добір рослин в умовах природнього зараження і інфекційних фонів. Більш ефективне застосування інфекційних фонів, які доповнюють лабораторними оцінками.
Всеросійський інститут кормів (Російська Федерація) рекомендує вести селекційну роботу на стійкість до хвороб у наступній послідовності:
вихідний матеріал (добори стійких форм);
одно-дворазова інокуляція в теплиці;
селекція в польових умовах (висадка розсади);
одержання лінійного матеріалу (І1 – І3);
повторні добори для досягнення необхідної резистентності;
створення простих і складних гібридів з використанням відібраного матеріалу;
випробування створеного матеріалу на стійкість до хвороб.
У результаті вивчення більше 400 зразків колекції ВІР на Майкопській і Кубанській дослідних станціях цього інституту в інфекційних розсадниках з штучним зараженням встановлено, що лише деякі сорти (Апаранська місцева, Семиріченська місцева, Хівінська місцева і ін.) з районів стародавньої культури люцерни Середньоазійського і Передньоазійського центрів походження мають середню стійкість і лише деякі дикорослі види – високу стійкість до кореневих гнилей. Зразки з найбільшою комплексною стійкістю до грибкових, бактеріальних і вірусних захворювань виділені в люцерни серпоподібної, липкої, жовтої, блакитної, північної, напівциклічної і Траутфеттера.
Позитивні результати дають внутрішньопопуляційний добір стійких рослин і формування з них популяцій.
Створення багатоукісних сортів. Це один з головних напрямків селекції люцерни, оскільки сорти, які стійкі до раннього скошування, забезпечують одержання високоякісної зеленої маси. При створенні багатоукісних сортів обов’язково враховують облиствленість рослин і особливості післяукісного відростання.
Оскільки стійкість рослин до раннього скошування і швидкість весняного відростання залежать від вмісту сухих речовин у коронках перед зимівлею і від загального накопичення кореневих решток, проводять оцінку і за цим показником.
По всіх укосах аналізують вміст протеїну і клітковини в листостебловій масі і визначають загальний збір протеїну.
Одночасно з проведенням оцінок і доборів необхідно стосовно до особливостей природніх зон виявляти оптимальні режими збирання травостою люцерни в ранні фази вегетації. Ці режими повинні забезпечувати одержання додаткового укоса і максимального збору білку, відносно рівномірний вихід високобілкової маси по укосах, високий рівень урожаю маси і накопичення кореневих решток протягом 3 – 4-річного використання травостою на кормові цілі. Збирання його в ранні фази вегетації доцільно починати с другого року життя люцерни, оскільки в рік посіву рослини не встигають зформувати добре розвинену кореневу систему і накопичити потрібний для успішної перезимівлі запас пластичних речовин у коронці, а це призводить до зріджування травостою. Крім того, значний вплив на збереження травостою при багатоукісному використанні виявляє строк останнього укосу. Його потрібно проводити не пізніше ніж за 30 – 40 днів до припинення осінньої вегетації або, у крайньому випадку, після початку перших заморозків.
Селекція сортів пасовищного використання. До цього часу немає спеціальних пасовищних сортів люцерни, і тому цей напрямок вважається актуальним. Такі сорти поряд з високим урожаєм зеленої маси, довгорічним використанням, позитивною реакцією на внесення добрив і зрошення повинні мати швидкий темп відростання весною і після випасання (1,5 – 2,5 см за добу до фази бутонізації), стійкістю до витоптування (після чотирьох-п’яти випасів), високою конкурентною здатністю у травосумішках. Важлива особливість пасовищних сортів – реакція на рівень ґрунтової поживності: вони повинні забезпечувати достатньо високий урожай і при середньому вмісту поживних речовин у грунті.
Важливо одержати гарний травостій у ранні періоди росту і розвитку рослин. Підвищену конкурентноздатність у травосумішках мають рослини люцерни з прямостоячим і напівпрямостоячим типом куща, рослини пасовищного типу повинні бути не дуже високорослими, мати високу облиствленість і кущистість, мати стрижнекореневу розгалужену систему і велику кількість пагонів, що зформувалися з бруньок коронки, і здатністю утворювати партикули, з яких у випадку загибелі центрального кореня розвиваються самостійні дочірні рослини. Важлива особливість таких сортів – більш глибоке залягання коронки, що підвищує стійкість рослин до витоптування і зимостійкість.
При створенні чистих люцернових пасовищ у більш посушливих районах, а також на заплавах з відносно тривалим затопленням перспективне використання видів і екотипів люцерни з корневідприсковою і кореневищною кореневою системою, особливо форм, схильних до утворення кореневих відростків у екстремальних умовах, що викликає раннішньовесняне випирання рослин, пошкодження кореневиї шийки, і т.д.
Оцінку і добір пасовищних форм на перших етапах селекції проводять при імітації випасання, на заключних – у пасовищних умовах.
Досить високою продуктивністю і стійкістю до випасання характеризуються гібридні популяції, що відносяться за забарвленням віночка до строкатогібридно-блакитногібридного сортотипу.
Селекція на підвищення якості корму. У люцерни цього можна досягнути за рахунок таких показників: 1) підвищення вмісту сирого протеїну і покращення його амінокислотного складу в результаті збільшення облиствленості і покращення якості стебел; 2) створення багатоукісних сортів, стійких до багаторазового відчужування зеленої маси в ранні фази вегетації (бутонізація – початок квітування), вихід протеїну з 1 га в таких сортів повинен бути на 20% вищим, ніж у комерційних, при однаковому або дещо зниженому врожаї рослинної маси; 3) зниження вмісту клітковини і сапоніну і підвищення перетравності корму.
Селекція на зниження вмісту сапоніну в люцерні проводиться в США. Угорщині, ФРН, Чеській Республіці, Франції в зв’язку з широким використанням люцернової муки як білкового корму, особливо для згодовування птиці, і створення чистих люцернових пасовищ. Встановлено, що при згодовуванні курам трав’яної муки з люцерни з високим вмістом сапоніну спостерігається уповільнення їхнього росту і скорочення періоду яйцекладки.
Встановлені істотні відмінності за вмістом сапоніну як між сортами, так і в межах сортів. Кореляції між кількістю сапоніну і білку не встановлено, що дає змогу проводити селекцію одночасно на обидві ознаки. Вміст сапоніну визначають гемолітичним методом.
Підвищення перетравності кормів з люцерни сприяє значному росту продуктивності тварин. Цей показник повинен бути не нижче 65 – 70%, причому в значній мірі перетравність рослинної маси може бути підвищена за рахунок перетравності стебел і зниження вмісту клітковини.
Опрацьований метод оцінки перетравності in vitro за малими пробами без відчуження всієї рослини (по перших квітуючих стеблах) з використанням ферментів пепсіну і целлокандіну дає змогу істотно розширити оцінку селекційного матеріалу і більш ефективно проводити добір форм за цим показником.
При оцінці якості корму, зокрема трав’яної муки, враховують кількість каротину. Вважають, що при збиранні люцерни в ранні фази вміст його достатньо високий, причому на листках у 5 – 7 разів більше, ніж у стеблі. В рослинах з зеленими стеблами каротину міститься більше, ніж у рослинах, стебла яких забарвлені антоціаном.
Селекція на підвищення насіневої продуктивності. Це важливий напрямок, оскільки низька насінева продуктивність багатьох високоврожайних за вегетативною масою сортів люцерни являє істотний недолік, який негативно впливає на їх широке розповсюдження. Практично в усіх країнах, що вирощують люцерну, в останні роки приділяють велику увагу підвищенню врожайності насіння нових сортів.
Але оскільки насінева продуктивність часто негативно споріднена з високим урожаєм вегетативної маси і іншими кормовими особливостями люцерни, перед селекцією цієї культури поставлено завдання створити такі багатоукісні сорти, які поряд з високим урожаєм кормової маси забезпечували б стійкий урожай насіння в кількості, достатній для організації первинного і товарного насінництва, тобто висока насінева продуктивність не повинна бути самоціллю.
Для селекції за вказаним напрямком створюється вихідний матеріал методами автотриппінга, генетичної самонесумісності, високого виживання зав’язей і фертильності пилку.
Використання форм з частковим самозаплідненням (30 – 40%0 і легким відкриттям квіток призвело до отримання в Угорщині синтетичного сорту AY-PX з автоматичним розкриттям квіток, що сприяє підвищенню насіневої продуктивності на 20 – 40%. В Канаді створена самозапильна форма люцерни Еллерслай 1, яка при відсутності комах-запилювачів дає в 3 – 4 рази більше насіння, ніж звичайні перехреснозапильні сорти. Легкістю розкриття квітки характеризуються сорти Вега 87 і Ярославна.
В селекції на насіневу продуктивність звертають увагу на відсоток плодоутворення (не менше 90), число насінин в бобі, розмір і компактність грон. Крім того, враховують стійкість до вилягання, дружність квітування і дозрівання, спів падіння квітування з строком вильоту диких комах-запилювачів.