Creation of initial breeding material of red clover with high fodder qualities for conditions of Northern region

Full Text

Введение

В системе полевого кормопроизводства Северного региона для заготовки полноценного питательного корма существенную роль, в сравнении с другими кормовыми культурами, играет клевер луговой. Ценность его как белковой культуры обусловлена высокими продуктивностью, кормовыми достоинствами, низкой энергоемкостью возделывания, малой требовательностью к почвенному плодородию [1—3]. Ю.К. Новоселов и др. отмечают, что «низкое качество кормов приводит к снижению продуктивности животноводства и перерасходу на 30…50 % объѐмистых кормов и концентратов» [4].

Ряд селекционеров, работающих в различных регионах нашей страны, отмечают, что «в повышении продуктивного и биологического потенциала культуры важная роль принадлежит селекции. Успех селекционной работы во многом определяется качеством исходного материала. В решении данной задачи исходный материал различного селекционного и эколого-географического происхождения и его качество имеет исключительную значимость» [5, 6].

По мнению многих исследователей, создание сортов должно проводиться с учетом природно-климатической зоны, каждый регион должен располагать сортами сельхозкультур, которые способны реализовать биологический потенциал региона, для которого они предназначены [7—9]. Создание и внедрение в производство перспективных сортов клевера лугового, которые в своем генотипе сочетают высокую кормовую продуктивность с питательностью корма, является приоритетной задачей в улучшении кормовой базы животноводства [10—12].

Исследования по повышению питательной ценности сортов клевера лугового очень малочисленны. Селекционная работа в основном ведется в направлении повышения продуктивных свойств сортов, за счет которых увеличивается общий сбор белка. Однако в настоящее время есть все основания считать возможным проведение селекционной работы по повышению качественных свойств клевера, так как генофонд культуры располагает источниками с высокой питательной ценностью.

Цель исследований —  изучение питательной ценности и продуктивности селекционных образцов клевера лугового и отбор перспективных для дальнейшей селекционной работы.

Материалы и методы исследования

В питомнике конкурсного сортоиспытания изучали 10 образцов клевера лугового. Полевые и лабораторные исследования проводились в 2019 и 2021 гг. в лаборатории растениеводства Архангельского НИИСХ (юго-восточная часть Архангельской области). Координаты территории 61°09’ с. ш. и 46°32’ в. д. Почвы опытного участка представлены дерново-подзолистыми суглинками, среднего уровня плодородия. Мощность пахотного горизонта —  20—22 см, рН —  6,5, содержание гумуса — 1 ,6 %, общего азота — 0 ,11 %, Р₂О₅—23,5 и К₂О — 2 7,8 мг на 100 г почвы.

Вегетационный период 2019 г. был по среднесуточной температуре на 0,5 °C ниже нормы (норма 1067 °C), количество осадков на 57 % выше нормы (норма 448 мм), за период отрастание-начало цветения гидротермический коэффициент (ГТК) составил 2,2. Вегетационный период 2021 г. по среднесуточной температуре воздуха был на 2,9 °C выше среднемноголетних значений, сумма осадков за период отрастание —  начало цветения составила 75 % от нормы, ГТК составил 0,75 (что не характерно для данной зоны).

Экспериментальную работу проводили согласно методическим указаниям ^[1]. Исследования химического состава растительных образцов осуществляли с помощью ГОСТ 32040-2012 и методических рекомендаций ^[2]. Математическую обработку экспериментальных данных проводили статистическими методами по Б.А. Доспехову ³ и на IВМ PC с использованием пакета компьютерных программ AGROS v. 2.07 и программы TATGRAPHICS for Windows v. 5.1.

Результаты исследования и обсуждение

Питательная ценность кормовой массы клевера лугового в значительной степени зависит от сортовых особенностей и определяется содержанием в ней переваримых органических веществ, в первую очередь, сырого протеина. Возможность создания новых сортов этой культуры, характеризующихся высоким качеством корма, определяется наличием источников с повышенным содержанием белка. Проведенные исследования показали, что селекционные номера, представленные в опыте, различались по содержанию сырого протеина в сухом веществе (табл. 1). Прежде всего, мы наблюдали резкие различия по данному признаку по годам испытания, если в 2019 г. содержание сырого протеина варьировало от 97,5 до 115,58 г, то в 2021 г. —  от 141,56 до 168,42 г, превышение в среднем составило 45 %. Данный факт указывает, что на содержание протеина в условиях севера сильное влияние оказывают метеорологические условия года, а именно средняя температура воздуха в период вегетации растений. По результатам испытаний 2019 г. все образцы по содержанию сырого протеина в сухой массе достоверно превысили стандарт Нива, а в 2021 г. только один образец К-17421 достоверно превысил стандарт на 8,78 г, все остальные образцы находились по данному показателю в пределах ошибки опыта.

Таблица 1. Содержание сырого протеина, жира, клетчатки, сахара в сухом веществе различных сортообразцов клевера лугового, г, в 2019 и 2021 гг.

Table 1. Content of crude protein, fat, fiber, sugar in the dry matter of red clover varieties, 2019 and 2021

Жиры являются одним из источников энергии и многих жирорастворимых витаминов. Содержание жира в 2019 г. по сортообразцам варьировало от 20,97 до 31,67 г, в 2021 г. — о т 32,15 до 40,02 г. Результаты исследований показывают, что содержание жира значительно зависит от метеоусловий года, наиболее высокие показатели отмечены в год с высокими значениями среднесуточной температуры. Превышение содержания жира различных образцов было больше в 2021 г. на 26…53 %. Все образцы, за исключением одного, показали достоверное превышение над стандартом по содержанию жира.

Клетчатка — у глевод, трудноусвояемый в организме животных. Как недостаток ее, так и избыток плохо влияют на пищеварение. Избыточное содержание клетчатки снижает переваримость и использование других питательных веществ рациона. По данным некоторых авторов, «оптимальное содержание клетчатки в летнем рационе животных зависит от его продуктивности и составляет 22…27 % от сухой массы» [13]. В наших исследованиях по всем изучаемым образцам отмечено повышенное содержание клетчатки в 2019 г. в сравнении с 2021 г., и только стандарт Нива не показал различий по годам. Данный факт указывает на зависимость содержания клетчатки от метеоусловий года. Все изучаемые образцы по данному показателю выгодно отличались от стандарта и были более приближены к оптимальным значениям, необходимых для сбалансированного кормления животных. Наиболее оптимальные значения за два года изучения имели образцы —  СД-326, К-17421, К-46524.

Сахара, как и протеин, являются основным источником энергии в кормах [14, 15]. Содержание сахара в опыте варьировало в 2019 г. от 129,15 до 160,71 %, в 2021 г. от 145,55 до 170,10 %, причем в 2021 г. содержание сахара по образцам было выше на 5…13 %, в сравнении с 2019 г. Все образцы, кроме К-44932, достоверно превысили стандарт по содержанию сахара в сухой массе клевера.

В поддержании нормальных жизненных функций живого организма огромную роль играют минеральные вещества (зольные элементы) — м акроэлементы, микроэлементы, ультрамикроэлементы. Содержание зольных элементов в сухом веществе клевера варьировало в 2019 г. от 126,90 до 131,40 г, в 2021 г. от 131,01 до 188,88 г, при этом все образцы, находившиеся в изучении в 2019 г., достоверно показали превышение над стандартом, а в 2021 г. только один образец К-46524 значительно превысил стандарт на 90,97 г.

Из минеральных веществ особая роль отводится кальцию и фосфору. Содержание кальция в сухом веществе варьировало в 2019 г. от 8,77 до 10,27 г, в 2021 г. от 10,91 до 14,66 г (табл. 2). В наших исследованиях отмечено более высокое содержание кальция в растениях в сухой вегетационный период 2021 г., чем в сезон вегетации 2019 г. с избытком осадков, при этом различия по годам составили в 9,6 %. Значения по всем образцам за два года изучения по данному признаку находились в пределах ошибки опыта, и только один образец К-44932 резко отличался от всех изучаемых образцов, превышая стандарт на 14,23 г в 2019 г. и на 1,71 г в 2021 г. Не исключено, что в повышенном содержании кальция в данном образце сыграли роль другие факторы, которые нам выявить не представилось возможным.

Таблица 2. Содержание основных минеральных элементов питания в сухом веществе в перспективных образцах клевера лугового в 2019 и 2021 гг.

Table 2. The content of the main mineral nutrients in dry matter in prospective red clover varieties in 2019 and 2021

Фосфор играет значительную роль в физиологии растений и является одним из основных структурных элементов в организме животных. Из всех представленных сортообразцов (см. табл. 2) по содержанию фосфора достоверно выделился один образец К-44932, со значениями по данному показателю 28,78 г и 8,21 г соответственно по годам изучения. Данный образец, как было указано выше, также значительно превосходил стандарт и по кальцию. Все остальные образцы находились по содержанию фосфора в пределах ошибки опыта. При метеоусловиях влажного и прохладного 2019 г. содержание фосфора наблюдалось выше в среднем по сортообразцам на 53 % в сравнении с засушливым вегетационным периодом 2021 г.

Растительные корма клевера богаты витаминами. Мы изучали каротин — п редшественник витамина А. Содержание каротина у всех образцов было ниже, чем у стандарта. Сильное влияние на данный показатель оказали погодные условия. За небольшим исключением, у всех образцов содержание каротина было выше в 2021 г., чем 2019 г., и в среднем превышение по образцам составило 42 %.

С использованием показателей сбора сухого вещества и содержания в нем сырого протеина был рассчитан выход сырого протеина с единицы площади изучаемых сортообразцов клевера лугового (табл. 3). Расчет сбора протеина провели в среднем за два года изучения по образцам, показавшим наиболее высокую питательную ценность. Из приведенных в табл. 3 образцов по высокой питательной ценности и сбору протеина достоверно подтвердили превышение над стандартом три образца: СД-326—1227 к/га (+130 кг/га), К-17421—1308 кг/га (+211 кг/га), К-46524—1156 кг/га (+59 кг/га).

Таблица 3. Сбор протеина с единицы площади перспективных образцов клевера лугового в конкурсном сортоиспытании в среднем за 2019, 2021 гг.

Образцы	Сбор сухого вещества, т/га	+/ – к стандарту, т/га	Содержание сырого протеина в сухом веществе, г	Сбор протеина, кг/га	+/ —  к стандарту, кг/га
Ст. Нива	8,55	—	128,35	1097	—
СД-326	9,05	+ 0,50	135,63	1227	+ 130
К-17421	9,43	+ 0,88	138,66	1308	+ 211
К-46524	8,54	–0,01	135,41	1156	+ 59
К-44964	8,30	–0,25	136,38	1132	+ 35
К-1939	8,57	+ 0,02	131,29	1125	+ 28
НСР05 NSR05	0,42		3,76	58,97

Table 3. Protein yield of promising accessions of red clover in competitive variety testing (average for 2019, 2021)

Varieties	Dry matter yield, t/ha	+/ – to the standard, t/ha	Crude protein content in dry matter, g	Crude protein yield, kg/ha	+/ —  to standard, kg/ha
Niva (Stanrard)	8.55	—	128.35	1097	—
SD-326	9.05	+ 0.50	135.63	1227	+ 130
К-17421	9.43	+ 0.88	138.66	1308	+ 211
К-46524	8.54	–0.01	135.41	1156	+ 59
К-44964	8.30	–0.25	136.38	1132	+ 35
К-1939	8.57	+ 0.02	131.29	1125	+ 28
LSD 05	0.42		3.76	58.97

Таким образом, результаты двухгодичных исследований позволили выделить источники по содержанию изучаемых питательных веществ в растительных образцах клевера и определить перспективные образцы, сочетающие в себе высокие кормовые достоинства и продуктивность. Сортообразцы, представляющие интерес для селекционной работы с клевером луговым, будут включены в дальнейшую селекционную проработку с целью создания конкурентно способных сортов по питательной ценности и кормовой продуктивности.

Заключение

1. Питательная ценность клевера лугового зависит как от биологических особенностей сорта, так и от погодных условий, причем погодные условия оказывают большее влияние на качественные показатели образцов, чем сортовые различия.
2. Накопление сырого протеина, жира, клетчатки, сахара, зольных элементов (в т. ч. кальция) в засушливых условиях значительно выше, чем во влажных, а содержание фосфора выше во влажных условиях.
3. По комплексному содержанию питательных веществ выделены следующие сортообразцы СД-326, К-17421, К-46524, К-44964, К-1939, достоверно превышающие стандарт или показывающие результат на уровне стандарта.
4. По результатам изучения в питомнике конкурсного сортоиспытания выделены перспективные образцы СД-326, К-17421, К-46524 с комплексом хозяйственно ценных признаков, сочетающие в себе высокие питательную ценность и кормовую продуктивность.

 

^{1 Новоселов М.Ю., Переправо Н.И., Писковацкая Р.Г. и др. Методические указания по селекции и первичному семеноводству клевера. М.: ВНИИК, 1996. 92 с.}

^{2 ГОСТ 32040—2012. Корма, комбикорма, комбикормовое сырье. Метод определения содержания сырого протеина, сырой клетчатки, сырого жира и влаги с применением спектроскопии в ближней инфракрасной области. М.: Стандартинформ, 2020. 9 с.; Методические рекомендации по использованию экспресс-методов определения переваримости кормов и кормовых рационов для крупного рогатого скота / сост. А.А. Прозоров и др. Вологда-Молочное, 1995 3 Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Агропромиздат, 1985. 350 с.}

About the authors

Valentina A. Korelina

N. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: korelina60@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6052-7574

Candidate of Agricultural Sciences, Head of the Laboratory of Crop production

10 Lugovoy vill., Primorsky district, Arkhangelsk region, 163032, Russian Federarion

Olga B. Batakova

N. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: obb05@bk.ru
ORCID iD: 0000-0002-9883-6054

Candidate of Agricultural Sciences, Senior Researcher, Laboratory of Crop production

10 Lugovoy vill., Primorsky district, Arkhangelsk region, 163032, Russian Federarion

Irina V. Zobnina

N. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: 4856490@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-8585-0036

Research Associate, Laboratory of Crop production

10 Lugovoy vill., Primorsky district, Arkhangelsk region, 163032, Russian Federarion

References

Supplementary files

There are no supplementary files to display.