Адаптивность многолетних кормовых трав Сибири

Министерство  сельского хозяйства и продовольствия РФ

ФГОУ  ВПО Новосибирский Государственный  Аграрный Университет

Агротехнологический институт

Агрономический  факультет

Кафедра селекции и генетики

Курсовая  работа

по  селекции многолетних  трав 

Тема: Адаптивность многолетних кормовых трав Сибири  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Новосибирск 2006

      Введение…………………………………………………………….………3

      Концепция создания сорта……………………………………………4

      Селекция  и иммунология……………………………………………..– 

      1. Селекция на адаптивность………………………………………………5 

      2. Бобовые многолетние травы……………………………………………6

      2.1. Люцерна…………………………………………………………7

      2.2. Клевер красный…………………………………………………8

      2.3. Донник…………………………………………………………..9 

      3. Злаковые многолетние травы………………………………………….10

      3.1. Костер безостый………………………………………………...–

      3.2. Житняк…………………………………………………………11

      3.3. Тимофеевка луговая…………………………………………….–

      3.4. Пырей бескорневищный………………………………………..–

      3.5. Овсяница луговая……………………………………………….– 

     4. Сорта…………………………………………………………………….12 

     Заключение  ……………………………………………………………….14 

     Список  литературы……………………………………………………….15 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      Введение

      Кормовые  травы являются растениями многопланового использования. Они дают для животных зеленый корм, сено, сенаж, силос, обезвоженный и витаминизированный корм. Зеленые  корма скармливаются на пастбище и в скошенном виде при стойловом содержании (так называемые зеленые подкормки).

      Травы являются хорошими предшественниками  для других, следующих за ними в  севооборотах растений. Они образуют почвенную структуру. Особенно хорошими предшественниками травы являются тогда, когда накапливают большую биомассу, способствуют очищению почвы от сорняков, улучшают агрофизическое состояние почвы, выполняют фитосанитарную функцию. Они являются источником сбалансированных кормов и обеспечивают повышение плодородия почв. Это особенно важно сейчас, когда значительно упал объем внесения удобрений. Положительно воздействуют на плодородие бобовые растения за счет азотфиксации и злаки – путем образования структуры почвы, которую цементируют бобовые виды.

      Бобовые травы являются «фабрикой» азота, оставляя в почве после себя большое количество связанного азота: при урожае около 40 т/га – 30 – 40 кг/га.

      Травы выполняют почвозащитную функцию, предотвращают эрозионные процессы. Они также являются средообразующими растениями и способны поддержать экологическое равновесие окружающей среды. Многие бобовые травы – хорошие медоносные растения. Многолетние травы дают сравнительно дешевые высокопитательные корма, а бобовые – белок и незаменимые аминокислоты, витамины и минеральные соли.

      На  естественных угодьях Сибири произрастает более 700 видов бобовых и злаковых трав, из них высевается в культуре всего около 30 видов. Это преимущественно  многолетние, наиболее устойчивые и  урожайные виды из самых распространенных в природе и ценных по кормовым достоинствам.

      Наиболее  распространенными видам в Сибири многолетних трав являются: из злаковых – кострец безостый, пырейник новоанглийский, тимофеевка луговая, овсяница луговая, житняк; из бобовых – люцерна, клевер красный (луговой), донник белый и желтый, эспарцет. Тимофеевка луговая, овсяница луговая, клевер красный – влаголюбивые растения, житняк и эспарцет отличаются высокой засухоустойчивостью.

      Однолетние  травы имеют более широкий  ареал распространения: в таежных, подтаежных районах и в северной лесостепи Сибири возделывают вику и пелюшку, а также посевной горох. В этих же районах высевают овес на зеленый корм, на сено, на выпас. В южной лесостепи и степной зонах набор злаковых однолетних трав может быть расширен за счет могара, чумизы, кормового проса и суданки.

      Однолетние  травы, кроме кормовой функции, несут  на себе и агротехническую нагрузку: бобовые пополняют почву азотом, злаковые способствуют очищению почвы  от сорняков. По Т. С. Мальцеву (1999), однолетние растения улучшают структуру почвы, однолетние бобовые травы в чистом виде и в смеси с овсом высевают в севооборотах с короткой ротацией (4 – 5 лет).

      Сорт  и семена способны стабилизировать  растениеводство, поддерживать экологическое  равновесие. В Сибири надежный сорт способствует интродуцированию новых для той или иной территории видов, расширению сортимента продукции, стабилизации растениеводства, повышению продуктивности и качества растениеводческой продукции. Адаптивности сорта в Сибири принадлежит особое место, поскольку здесь агроклиматический потенциал вдвое ниже среднероссийского. Если по России его принять за 1, то по Западной Сибири он составит 0,56 – 0,58, по Восточной – 0,52 – 0,54.

      Концепция создания сорта

      Основу  концепции создания сортов составляет посылка, состоящая в том, что будущие сорта должны быть адаптированы к условиям предполагаемой зоны их произрастания, отвечать заданным параметрам продуктивности и качества, устойчивости и иммунности, обладать стабильностью урожаев при обычных для Сибири неустойчивых гидротермических режимах.

      Концепция приоритета сорта в технологической  цепи возделывания вида определяется:

• Стрессоустойчивостью (засухоустойчивость, солестойкость, зимостойкость, холодостойкость);
• Скороспелостью (соответствие длины вегетационного периода и продолжительности безморозного периода территории);
• Иммунностью;
• Устойчивостью к положительным пониженным температурам;
• Устойчивостью к отрицательным температурам;
• Устойчивостью к полеганию и осыпанию;
• Способностью быстро восстанавливать метаболические процессы после повреждения и перезимовки, а также после укосов;
• Высоким генетическим потенциалом продуктивности и стабильностью по годам и зонам (локальные и с высокой генетической гомеостатичностью);
• Получением продукции высокого качества;
• Способностью рационально окупать плодородие почвы и запасы влаги, а также оставлять в почве достаточное количество биоорганического вещества. Оно должно быть средообразующим.

      Селекция  и иммунология

      Большой ущерб продуктивности кормовых растений и качеству корма наносят болезни  и вредители, применение химических средств защиты растений снижает качество продукции, приводит к загрязнению экологической среды. Чтобы преодолеть пороги вредоносности, снизить потери продуктивности кормовых растений, необходимо возделывать иммунные к вредоносным патогенам сорта.

      Иммунитет или иммунность – это невосприимчивость  организма к болезням и вредителям. Сорта могут быть устойчивыми  и толерантными.

      Чем более продуктивен сорт, тем более  угроза его поражения болезнями  и повреждения вредителями. Устойчивые формы приходится искать среди дикорастущих форм и сортов из более отдаленных районов. Поэтому выявление и вычленение иммунных форм в составе соответствующих популяций способствовало созданию сортов, обладающих сохранением продуктивного травостоя в течение продолжительного ряда лет с получением высоких урожаев высококачественного сорта при хорошей репродуктивной способности, приводило к снижению пестицидной нагрузки, уменьшению загрязнения растений и окружающей среды – почва, вода, воздух (Гончаров, 1975, 1986, 1992).

      При подборе исходного и создании селекционного материала, оценке и  выделении устойчивых форм и сортов надо учитывать биохимическую несовместимость  растений и возбудителей, физиологическую  устойчивость и морфологические (механические) барьеры – плотность кутикулы, наличие воскового налета и опушенности, закрытости цветения и степень его открытости.

      1. Селекция на адаптивность

      Адаптивность  растений (сортов) выражается в их способности к саморегуляции, поддержанию динамического равновесия в экстремальных, меняющихся условиях внешней среды. Реакция на неустойчивый агроклиматический потенциал местных сортов и видов более адекватна, чем сортов из других зон с несхожими, более мягкими условиями.

      Генетический  потенциал культивируемых видов  и сортов реализуется в результате их взаимодействия с условиями внешней среды и под влиянием технологий возделывания. При этом не исключена возможность естественного отбора, особенно в том случае, если они (сорта) представлены неоднородными популяциями. Вполне возможно, что в результате естественного отбора сорта могут изменяться (чаще всего в сторону адаптации к условиям среды), но при этом может происходить ухудшение хозяйственно биологических признаков (свойств) сорта из-за расщепления и биологического засорения (под влиянием спонтанного переопыления, мутагенеза и т. д.).

      Новые сорта должны быть высокопродуктивными, обладать стабильностью урожаев  по годам и  территориям, отличаться иммунностью, способностью устойчиво  давать продукцию высокого качества. Им должны быть присущи средообразующая способность и адаптивность.

      Адаптивность  можно рассматривать как приспособляемость  организмов к неблагоприятным условиям среды, как способность их не снижать  резко урожаев в стрессовых ситуациях, как более полное использование  благоприятных условий среды и ресурсов – природно-климатических, технологических, технических, организационно-экономических. Зональные технологии и технические средства должны быть почвозащитными, ресурсо-, энерго- и влагосберегающими.

      Стратегия селекции кормовых растений на адаптивность является важнейшим фактором стабилизации кормопроизводства в сложных природно-климатических условиях Сибири. От наличия площадей под адаптивными сортами будет зависеть не только обеспечение животных полноценными кормами в течение всего года, но и сохранение экологического равновесия биосферы за счет сортов, обладающих средообразующей функцией. При этом может быть снижено техногенное и антропогенное воздействие на воздушный и водный бассейны, на почву как основу всей жизни на земле.

      Адаптированные сорта будут способствовать снижению расходов на каждую единицу производимой продукции, повышению окупаемости затрат овеществленного и живого труда.

      Любой сорт создается, а температур более  возделывается в определенной почвенно-климатической  нише, характеризующейся совершенно конкретными условиями по плодородию почв, увлажнению, длине безморозного периода, продолжительности и суровости зимы, теплообеспеченности, солнечной инсоляции, долготе дня в течение вегетации и т. д .

      Поэтому сорта должны быть хорошо адаптированы к конкретным условиям зоны. Хотя есть сорта и с довольно широким генетическим гомеостазом.

      Наличие сорта, приспособленного к местным  условиям, не только способствует стабилизации и росту урожайности, но и решает судьбу вида на той или иной территории. Ибо когда есть адаптированный сорт, тогда имеет место освоение данного или нового вида. 
 

      2. Бобовые многолетние  травы

      Из  многолетних бобовых трав в Сибири давно возделывают люцерну, клевер красный, эспарцет, а на солонцах и  песчаных почвах – донник. Выведенные сорта этих видов трав обладают высокой зимостойкостью, засухоустойчивостью и дают хорошие урожаи питательного корма.

      Испытываются  и внедряются в хозяйствах клевер розовый, клевер белый, лядвенец рогатый, астрагал бороздчатый и др.

      Бобовые травы имеют высокие кормовые достоинства. Тонкие, с хорошим ветвлением стебли обильно покрыты листьями. Установлено, что наибольшее количество питательных веществ у бобовых  трав бывает в период бутонизации, а  более высокий урожай кормовой массы  с наибольшим содержанием переваримого протеина – в начале цветения. Сено бобовых трав, убранное в этот период, содержит переваримого протеина (%): люцерны – 17,9; клевера красного – 16,8; донника желтого – 17,6; эспарцета – 16,6. кроме того, в сене содержится много фосфора, кальция, витаминов и особенно каротина.

      Протеин бобовых трав полноценен, так как  содержит все незаменимые аминокислоты.

      Многолетние бобовые травы важны как источник белкового корма при выращивании  в чистом виде; для заготовки высококачественного сена, травяной муки, сенажа, силоса; а также при посеве в смеси со злаковыми травами.

      По  срокам развития все  бобовые травы  относят к типу среднеспелых (согласно группировке И. В. Ларина). Они цветут в третьей декаде июня – в начале июля, а семена созревают в августе – в начале сентября. Иногда плодоношение затягивается до второй половины сентября. По продолжительности созревания семян бобовые травы можно расположить в следующем порядке: донник желтый и белый, эспарцет, клевер розовый, люцерна, клевер красный, лядвенец рогатый.

      Многолетние бобовые, имеющие побеги ярового  типа развития, при посеве весной беспокровно  способны уже в первый год жизни  образовать высокие стебли, цвести и плодоносить. Но эти плодоносящие побеги в течение зимы погибают.

      Люцерна, клевер розовый, лядвенец рогатый имеют ярово-озимый тип развития. У них наряду с яровыми побегами есть и такие, которые развиваются и растут из почек в конце лета и осенью. Они остаются до зимы в состоянии розетки с высотой побегов 8 – 14 см, хорошо перезимовывают, а уже следующей весной цветут и дают семена.

      Почвы

      Все бобовые многолетние травы приспособились к почвам среднего механического  состава. Наиболее высокие урожаи кормовой массы и семян они дают на умеренно влажных и богатых кальцием почвах. И все они не выносят кислых почв: уже при рН 4,5 плохо развиваются, быстро изреживаются и совсем  не образуют клубеньков. Хорошо растут на плодородных почвах. Наибольшую требовательность к почвам предъявляют люцерна и эспарцет, среднюю – клевер красный и менее требовательны клевер розовый, лядвенец, клевер белый, донник и астрагал вздутый.

      Засухоустойчивость

      Бобовые травы – типичные мезофиты (для  роста и развития требуют средней  обеспеченности почвенной влагой). Большинство из них лучше растут и развиваются при влажности почвы 60 – 80 % от полной влагоемкости. Для роста и развития бобовых благоприятны осенние и весенние увлажнения почвы. Однако они плохо переносят затопление весенними водами. Клевер розовый и лядвенец рогатый выдерживают затопление 15 – 30 дней, люцерна гибридная – 15 – 25 дней, остальные виды не выдерживают более 10 – 15 дней. Обилие же влаги в период бутонизации и цветения вызывает «израстание». От корневой шейки начинают расти новые побеги-стебли, на которые расходуется значительная часть питательных веществ, а стебли с цветками становятся хрупкими и полегают, цветки почти не опыляются, семян завязывается мало и урожай их резко снижается.

      Плохо переносят бобовые почвенную  и воздушную засуху. Поэтому в  степных районах возделываются  лишь наиболее засухоустойчивые виды.

      Зимостойкость

      Все бобовые многолетние травы достаточно зимостойки и морозостойки. В суровые  осени и зимы они погибают чаще, чем злаковые травы. По убывающей  степени зимостойкости они располагаются  так: люцерны желтая и гибридная, донник, эспарцет гибридный, лядвенец рогатый, клевер розовый, клевер белый, клевер красный одноукосный, астрагал бороздчатый. Причем всходы бобовых трав переносят температуру от -5 до -9 ˚С, раскустившиеся растения разных лет жизни даже в бесснежные зимы выдерживают морозы до 18 – 20 ˚С, а люцерна гибридная и донник – до 27 и 30 ˚С. Для нормальной перезимовки бобовых толщина снежного покрова даже в степных районах должна быть не меньше 14 – 30 см. при этом условии растения выживают и при температуре воздуха ниже 44 ˚С.

      Повышенная  температура воздуха  (но не воздушная засуха) в период цветения бобовых трав благоприятна для опыления, завязывания и налива семян: сокращается срок их созревания и урожай резко возрастает. При резком понижении температур во время цветения, особенно при дождливой погоде, опыление и завязывание семян значительно ухудшаются, затягиваются сроки созревания, снижается их урожайность.

      Следует отметить, что морозостойкость растений одного и того же вида и сорта может резко изменяться. Это зависит от условий роста, характера хозяйственного использования в течение вегетационного периода и степени развития отавы перед уходом в зиму.

      Все бобовые травы  – растения длинного дня

      Они лучше растут при хорошем солнечном  освещении. Причем количество и качество света имеет для них особое значение. Установлено, что для цветения и завязывания семян важна  не столько длина светового дня, сколько соотношение света и  темноты на протяжении суток. 

      2.1. Люцерна

      У разных видов и сортов люцерны  свои темпы роста и развития, зимостойкость, засухоустойчивость, внешний вид, отношение  к почвам и т. д. Произрастая в  различных почвенно-климатических  условиях, они имеют разное количество укосов и урожайность.

      Рост  и развитие люцерны происходят по типу яровых растений: в год посева цветет и дает зрелые семена. Она весьма требовательна к свету и поэтому лучше растет в чистых посевах, а также под покровом скороспелых сортов пшеницы или культур, которые медленно растут на первых фазах развития (просо, могар) или рано скашиваются на сено (вико-овсяные смеси).

      Солеустойчивость 

      С возрастом солеустойчивость люцерны  повышается, но все ее виды выпадают по пятнам корковых солонцов. Люцерна  хорошо растет на высокостолбчатых солонцах с пахотным слоем 8 – 12 см и переносит засолении до 0,9 – 1,2 %. высокие урожаи люцерны можно получать, особенно в травосмесях, на слабоподзолистых почвах и осушенных болотах. Но на кислых подзолистых, с близким залеганием грунтовых вод, она погибает. Лучше всего люцерна растет при рН 5,9 – 7,5.

      Зимостойкость и холодостойкость желтогибридных и пестрогибридных сортов люцерны сибирской селекции приближаются к желтым и значительно выше синегибридных. В опытах СибНИИСХоза при отсутствии снежного покрова сорта Флора и Омская 191 выдерживали морозы -28 – -30˚С без заметного изреживания.

      На  зимостойкость люцерны  в условиях Сибири (кроме свойств вида, сорта  и приемов агротехники) в сильной  степени влияет режим ее использования  в год, предшествующий зимовке – т. е. срок последнего скашивания или стравливания. Их следует производить с таким расчетом, чтобы прикорневые побеги успели до наступления устойчивых холодов отрасти на 8 – 14 см, образовав 4 – 7 листочков.

      Люцерна первого и второго годов пользования более зимостойка, чем старовозрастная.

      Засухоустойчивость

      В связи с тем, что люцерна имеет  большую листовую поверхность, она  потребляет огромное количество воды. И тем не менее это наиболее засухоустойчивая культура.

      Урожаи  зеленой массы и сена зависят от наличия влаги в почве.

      В сильную продолжительную засуху люцерна (особенно синегибридная) резко  снижает урожай кормовой массы, прекращает рост, сбрасывает часть листьев, но не погибает. Вместе с тем, излишняя влажность уменьшает урожай при выращивании семян. Она вызывает «израстание».

      Отношение к теплу и свету

      Люцерна – весьма теплолюбивое и в то же время холодостойкое растение. Если с начала отрастания (при 8 - 10˚С) до цветения сумма потребного для  нее тепла составляет в среднем 800 – 850 ˚С, то для получения семян она повышается до 1500 – 2100 ˚С.

      По  отношению к свету люцерна  – растение длинного дня. Зацветает  при первом беспокровном посеве в  первый год жизни. При длинном  дне у нее сокращается продолжительность  вегетационного пероида и повышается урожай семян. 

      2.2. Клевер красный

      широко  распространен в таежной, подтаежной, а также северной лесостепной  зонах Сибири на подзолистых, бедных органическими веществами, но достаточно увлажненных почвах.

      На  естественных кормовых угодьях встречается повсеместно.

      Клевер  красный высевается в чистом виде или в смеси с тимофеевкой  и овсяницей луговой.

      Рост  и развитие

      Весной  во влажной почве семена клевера  начинают прорастать при температуре +2˚С, но более дружные и полные всходы появляются при 8 – 10 ˚С тепла. поскольку он переносят весенние заморозки до -6˚С, высевать клевер нужно в ранние сроки.

      Зимостойкость у местных сортов хорошая. При снеговом покрове не менее 30 см он переносит морозы до 25 – 30 ˚С.

      Зимостойкость клевера зависит от приспособленности сорта к местным условиям, от состояния растений перед уходом в зиму, от толщины снегового покрова и местоположения участка.

      Солестойкость

      Клевер  требователен к питательным веществам  и на почвах с малым содержанием  гумуса, как и на сильно кислых и  засоленных почвах, растет плохо и сильно изреживается.

      Крепкие растения выносят затопление весенними  водами до 20 дней. 

      2.3. Донник

      Донник  – устойчивая и урожайная культура, пригодная для возделывания на солонцовых и песчаных почвах. По солевыносливости это одно из лучших бобовых растений. Поэтому во многих районах Сибири донник занимает значительные площади солонцовых земель. Донник не только хорошо растет на солонцах, но и постепенно улучшает их, делая пригодными под посев пшеницы, проса, рыжика и многолетних трав.

      Плохо растет на заболоченных, с неглубоким стоянием грунтовых вод. выпадает по пятнам корковых солонцов, вымокает на солодях.

      Зимостойкость

      Донник  – зимостойкая культура. В степных  и лесостепных районах растения на уровне корневой шейки переносят зимой при снеговом покрове до 20 см морозы в 30 – 40 ˚С. Зимостойкость донника во многом зависит от глубины расположения корневой шейки и наличия хорошо сформировавшихся на первом году жизни стеблевых почек. У местных дикорастущих форм желтого и белого донника, которые обладают высокой зимостойкостью, корневая шейка хорошо развита и довольно глубоко втянута в почву (на 5 – 7 см).

      Засухоустойчивость

      По  отношению к влаге донник –  пластичная культура. Он дает высокие  урожаи в хозяйствах северной лесостепи  и в годы, когда выпадает много (до 450 – 500 мм) осадков, и в то же время превосходно выдерживает засуху благодаря хорошо развитой и глубоко проникающей системе.

      Наиболее  сильно страдает от засухи в состоянии  всходов и цветения. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      3. Злаковые многолетние травы

      Злаковые  многолетние травы очень широко распространены в природе. произрастают они во всех почвенно-климатических  зонах Сибири. В травостоях сенокосов  и пастбищ нередко составляют 70 – 90 %. Большинство злаковых трав хорошо поедается животными в сене и на пастбищах.

      Злаки обладают важными биологическими особенностями  – способностью к возобновлению (кущению и отрастанию) после скашивания и стравливания на протяжении ряда лет. Для них характерна достаточно высокая пластичность, приспособляемость к различным экологическим условиям и характеру использования.