ИЗВЕСТИЯ ОРЕНБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО АГРАРНОГО УНИВЕРСИТЕТА 2020 № 5 (85)

УДК 638.19(470.630)

Влияние погодных факторов на семенную продуктивность новых сортов люцерны и проблемы её опыления

Н.С. Лебедева, аспирантка; Е.В. Ченикалова, д-р биол. наук, профессор

ФГБНУ Северо-Кавказский ФНАЦ

Развитие животноводства и проблемы импортозамещения его продукции требуют создания в стране устойчивой кормовой базы для КРС и других сельскохозяйственных животных. Люцерна является основной кормовой культурой в России и во многих странах мира. Объясняется это засухоустойчивостью и морозостойкостью культуры, отзывчивостью на удобрения, орошение, высоким содержанием питательных веществ [1]. В связи с этим возрастает потребность в семенном материале люцерны.

Семенная продуктивность люцерны зависит от многих факторов. Известно, что урожаи и качество семян люцерны значительно определяются погодно-климатическими условиями и присутствием насекомых-опылителей. Среди них важнейшее значение имеют дикие одиночные пчёлы и шмели (Hymenoptera, Apoidea), способные легко вскрывать цветок люцерны, производя опыление, и превосходящие по эффективности медоносных пчёл [2, 3].

Для получения высоких урожаев семян люцерны нужно обеспечивать семенные участки достаточным количеством насекомых-опылителей. Дикие одиночные пчёлы обеспечивают повышение урожая семян до 2,5 – 2,6 ц, а каждая семья медоносных пчёл – по 20 – 23 кг/га. При опылении дикими пчёлами и высоком уровне агротехники урожаи семян могут достигать 2 т с 1 га [3]. Описан ряд мер по повышению семенной продуктивности люцерны [4]. Например, самоопылению люцерны способствует внесение калийных удобрений [1], привлечение опылителей путём опрыскивания семенных посевов раствором борной кислоты с медом, агротехнические факторы с уменьшением или отказом от инсектицидов, подбор сортов, хорошо посещаемых опылителями, размещение в агроценозе семенников, а именно возле лесополос, кулис многолетних трав, агростепи.

На территории России среди 40 видов однолетней и многолетней люцерны наибольшее хозяйственное значение имеют люцерна изменчивая (Medicago varia Mart.), посевная или синяя (Medicago sativa L.), жёлтая (Medicago falcate L.) и хмелевидная (Medicago lupulina L.).

Цель исследования – проанализировать влияние погодных условий 2017 – 2019 гг. и опылителей на формирование семенной продуктивности люцерны в Центральном Предкавказье.

Материал и методы исследования. Для изучения влияния погодных условий на продуктивность семян люцерны были взяты три районированных сорта люцерны селекции ФГБНУ «Северо-Кавказский ФНАЦ»: Кевсала, Елена (люцерна синяя), Татьяна (люцерна жёлтая).

Сорт синей люцерны Кевсала внесён в Госреестр в 1995 г. (автор В.В. Кравцов). Достоинства сорта Кевсала: высокая урожайность зелёной массы, долголетие, многоукосность, нетребовательность к почвам и солеустойчивость. За вегетационный период даёт 2 – 3 укоса, в среднем по годам урожайность зелёной массы составляет 44 т/га, сена – 11 т/га, содержание протеина в сухом веществе – 24 %. Семенная продуктивность равна 0,35 – 0,4 т/га. Начало вегетации растений отмечается в 1-й декаде марта, сорт выдерживает весенние заморозки. Отрастание растений после скашивания отмечается на 5 – 8-й день.

Сорт синей люцерны Елена зарегистрирован в 2017 г. (авторы В.В. Кравцов и В.А. Кравцов) имеет высокую семенную продуктивность (рис. 1).

Рис. 1 – Сорт синей люцерны Елена, 2020 г. ФГБНУ СКФНАЦ

Высота растений к первому укосу достигает 115 см, облиственность растений первого и второго укосов варьирует от 55 до 60 %; за сезон без орошения можно получить 2 – 3 укоса, средняя по годам продуктивность зелёной массы составляет 50 т/га, сена – 12 т/га, семян – 0,47 – 0,50 т/га. Кусты люцерны синей Елена имеют прямостоячую (40 %) и полуразвалистую форму (60 %), что облегчает механическую уборку. Окраска соцветий – от светло-синего до фиолетового цвета. Отрастание после скашивания отмечается на 7 – 10-й день.

Сорт люцерны жёлтой Татьяна (авторы В.В. Кравцов, В.А. Кравцов) внесён в Госреестр в 2015 г., имеет урожайность зелёной массы до 30 т/га, сена 9 т/га, облиственность растений первого укоса – 52 %, второго укоса – до 80 % (рис. 1).

Рис. 2 – Сорт жёлтой люцерны Татьяна, 2020 г. ФГБНУ СКФНАЦ

Средний урожай семян за пять лет равен 0,27 т / га. Куст полуразвалистый, высотой до 110 см. Стебли люцерны жёлтой средне-грубые. Растение обладает сильной кустистостью. Сорт Татьяна не требователен к почвам, солеустойчив. Травостой держится более 10 лет, не выбивается скотом.

Посев семенных делянок провели в 1-й декаде марта (3 марта) 2016 г. широкорядным способом с междурядьями 70 см. Площадь посева каждого сорта составляла 0,2 га; учёты продуктивности семян проводили на площадках по 0,15 га в трёх параллельных пробах. При учёте биологического урожая, фенологии сортов использовали общепринятые методики [5 – 7].

Количественные учёты опылителей проводили кошением сачка, делая по 100 взмахов в трёх точках делянки [8]. Видовой состав пчелиных устанавливали с помощью определителей. Коллекция опылителей Центрального Предкавказья была собрана и идентифицирована нами в Зоологическом институте РАН (СПб.) и Зоологическом музее МГУ в 2002 – 2004 гг. [2].

Результаты исследования. Период исследования 2017 – 2019 гг. отличался от среднемноголетних значений по температурному режиму и влагообеспеченности. В 2017 г. отмечено повышение в вегетационный период температуры, а осадков – на 105 мм (за счёт ливневых дождей в мае – июне) по сравнению со средними многолетними показателями (табл. 1, 2).

Повышение среднегодовых температур в вегетационный период 2017 – 2019 гг., а также и 2020 г. в Центральном Предкавказье свидетельствует об общей тенденции потепления климата. Это положительно повлияло на продуктивность семян у люцерны сортов Елена и Татьяна. Прибавка их урожайности составила 70 и 50 кг/га соответственно, отмечалось раннее и интенсивное отрастание по всем сортам с 28 февраля, увеличилась кустистость растений.

Недобор осадков, засушливое лето 2018 и 2019 гг. привели, наоборот, к уменьшению урожайности семян всех сортов люцерны. Так, урожайность семян сорта Татьяна по отношению к 2017 г. снизилась в 2018 – 2019 гг. на 60 – 70 кг/га.

Единичные всходы отмечены на 8-й день, массовые – на 12-й день. Начало стеблевания у сортов отмечалось с 30 марта, 9 апреля все растения люцерны достигли данной фазы. У растений жёлтого вида люцерны произошла задержка развития, единичное стеблевание отмечено 5 – 7 апреля, а весь посев достиг этой фазы к 12 апреля. Начало бутонизации у люцерны синей отмечено 13 мая, массовая бутонизация – 21 мая. У люцерны жёлтой сорта Татьяна эти фазы наступили на 7 – 10 дней позже. Санитарный подкос питомников проведён 5 июня, отрастание растений люцерны синей отмечено через 7 – 9 дней, у жёлтого вида – на 13 – 17-й день.

Фаза начала цветения у синих люцерн в 2017 г. наступила 25 мая, а у жёлтой люцерны – на 4 дня позже. В условиях 2018 и 2019 гг. единичное цветение у сортов синих люцерн отмечено по сравнению с 2017 г. позже на 3 – 9 дней. То же изменение наблюдалось у жёлтой люцерны сорта Татьяна.

Созревание семян у люцерны Елена и Кевсала в 2017 г. наступило 10 июля. В условиях засушливых 2018 и 2019 годов период цветения – созревания стал более длительным у сортов синей люцерны и составил 58 дней (табл. 3).

В целом созревание семян жёлтой люцерны наступает позже, чем у синей люцерны, на 5 – 20 дней. Период цветения – созревания у сорта Татьяна длился неодинаково по годам: в условиях достаточного увлажнения 2017 г. он длился 55 дней, а в 2018 – 2019 гг. отмечено увеличение этого периода на 3 – 5 дней.

Данные учёта биологического урожая семян в 2017 – 2019 гг. представлены в таблице 4. В среднем за три года наибольшую урожайность показал сорт синей люцерны Елена, дававший 0,45 т/га семян. Благоприятные условия весенне-летнего периода 2017 г. с хорошей влагообеспеченностью повлекли увеличение урожая семян у сорта Елена до 0,52 т/га. Урожайность семян у сорта Кевсала по всем годам не отличалась, колеблясь до 20 кг/га. Следует отметить, что сорт люцерны жёлтой Татьяна уступал по урожайности сортам синей люцерны Елена и Кевсала на 35 – 29 % (табл. 4).

По результатам наших наблюдений за пчелиными в 1995 – 2003 гг. [2] оптимальными погодными условиями для развития одиночных пчёл являются умеренно-тёплые и сухие годы с выпадением 550 – 630 мм осадков в год, суммой эффективных температур 3200 – 3300 °С; для шмелей – умеренно-тёплые и прохладные годы, также с сухой погодой. Эти различия объясняются большей ксерофильностью одиночных пчёл и мезофильностью шмелей. В очень жаркие, засушливые, с осадками ниже 600 мм и СЭТ выше 3400 °С годы численность пчёл и шмелей имеет тенденцию к снижению. Пчелиные региона в высокой мере адаптированы к нормативным показателям погодных условий, а засуха, наблюдавшаяся на протяжении большинства лет нашего исследования, снижает численность их популяций. В годы с близким к норме выпадением осадков – около 630 мм и СЭТ = 3150 °С, т.е. умеренно тёплые, влажные, численность пчёл имела тенденцию к нарастанию. Также и в 2020 г. из-за засушливого и жаркого летнего периода численность опылителей на люцерне в период массового цветения была невысока (табл. 5).

Несколько более привлекательным оказался для опылителей сорт жёлтой люцерны Татьяна, а менее привлекательным для медоносных пчёл – сорт Кевсала. Медоносные пчёлы прилетали из ближайшего населённого пункта. Сорт Елена был несколько менее привлекателен для диких пчелиных.

Для популяций пчелиных в зоне исследования оптимальны умеренные температуры и влажность, близкие к среднемноголетним нормам, а отклонения погодных условий от нормы вызывают снижение численности пчелиных. Начало лёта пчелиных отмечается в марте, а заканчивается к концу октября; максимальная численность пчелиных в течение сезона в Центральном Предкавказье отмечается в мае – июне. При этом численность пчёл гораздо выше численности шмелей.

В течение вегетационного сезона пик численности пчёл и шмелей приходится на май – июнь, хотя высокая численность сохраняется вплоть до августа, когда продолжается лёт особей второго поколения большинства бивольтинных видов, основной массы рабочих шмелей и особей их обоеполого поколения. Эти пчёлы могут успешно опылять растения второго укоса люцерны, часто оставляемые на семена. Численность одиночных пчёл на цветущем разнотравье достигает в этот период 25 – 30 экз/100 м², а в среднем за сезон – 15 экз. Численность шмелей составляет соответственно 12,5 – 11 экз/100 м² и 7,5 экз. [2].

Сезонная динамика численности пчелиных отражает тот факт, что большинство видов апидофауны Центрального Предкавказья характеризуются весенне-раннелетними периодами лёта, синхронно с прохождением 9-го этапа органогенеза (цветение) как люцерны, так и большинства цветковых растений в регионе, что свидетельствует о высокой степени онтогенетической сопряжённости пчелиных и энтомофильных растений. Тесные адаптивные связи цветковых растений и пчёл взаимно обеспечивают длительную активность этих насекомых с марта по октябрь. Это придаёт дополнительную устойчивость и высокую адаптивность пчелиных к изменяющимся условиям среды.

Как показали наши наблюдения, в зонах неустойчивого и недостаточного увлажнения Ставропольского края (Центральное Предкавказье) в период 2000 – 2005 и 2019 – 2020 гг. среди выявленных на люцерне 65 видов одиночных пчелиных преобладают 19, а наиболее массовыми опылителями люцерны в регионе выступают 8 видов: Andrena flavipes Pz., A. Ovatula Thomson, Mellitturgа clavicornis Latr., Rophitoides canus Ev., Melitta budensis Mocs., Melitta leporina Pz., Megachile centencularis L., Eucera clypeata Erichson. Наиболее эффективным опылителем люцерны считается пчела-листорез Megachile rotundata F., которую рекомендуют интродуцировать. Нами установлено, что данная пчела обитает в природных условиях Центрального Предкавказья, являясь обычным по численности видом в естественных условиях [2]. Для её привлечения было бы целесообразно устанавливать искусственные гнездовья, ранее производившиеся в СССР.

Выводы. Для повышения численности природных опылителей, роста урожаев семян люцерны и других энтомофильных культур необходимо расширение, сохранение и обогащение цветковой растительностью агроландшафтов, размещение семенных посевов вблизи целинных участков, опушек лесополос или от вторичных биотопов обитания одиночных пчёл, реконструкция разнотравных степных экосистем, разработаных в ФНАЦ методом агростепей, расширенное применение метода в крае.

Семенные участки люцерны рекомендуется высевать широкорядным способом на небольших площадях (до 5 га) с нормой высева не более 4 кг/га, что способствует гнездованию опылителей в междурядьях. Возможен посев семенников полосами вдоль лесополос или оврагов. Целесообразен посев люцерны вблизи старых люцернищ для переселения пчелиных на новые семенные участки.

DOI 10.37670/2073-0853-2020-85-5-74-79

Аннотация

Опубликовано Известия Оренбургского Государственного Аграрного Университета 2020 № 5 (85), стр. 74-79