Морфобиологические особенности. Ботаническое описание. Люцерна посевная, изменчивая, жел­тая и другие многолетние виды относятся к группе поликарпи- ческих растений

Ботаническое описание. Люцерна посевная, изменчивая, жел­тая и другие многолетние виды относятся к группе поликарпи- ческих растений, у которых после плодоношения и созревания семян верхняя часть побегов отмирает, а жизнеспособность в базальной- части сохраняют почки и укороченные побеги (ко­ронка), которые служат органами возобновления (рис. 51) Новые побеги в начале роста весной или после укоса исполь­зуют пластические вещества, накопленные предшествующими побегами. Из стеблевых почек в пазухах листьев основных стеб­лей образуются ветви.

Установлено, что форма розетки соответствует форме куста и в определенной степени связана с устойчивостью к неблаго­приятным условиям. Менее устойчивые сортотипы люцерны по­севной имеют преимущественно прямостоячую розетку; у более устойчивых сортотипов люцерны изменчивой и некоторых эко- типов люцерны желтой розетка приподнятая, слегка развалис­тая; самые устойчивые сортотипы люцерны желтой и других видов имеют развалистую, почти лежачую розетку, плотно при­легающую к почве.

Корневая система люцерны развивается на основе зародышевого корешка семени. Она очень мощная, глубоко проникап в почву.

Рис, 51. Схема кушения и образований коронки у люцерны:

1— посевной; 2 —- изменчивой; 3 =----- желтой.

У люцерны посевной главный корень стержневой с боковы­ми разветвленными корнями. Большинство сортотипов люцерны изменчивой, желтой и дикорастущих видов многолетней люцерны имеют стержне-мочковатую корневую систему: главный корень выражен только в начале вегетации, а в дальнейшем образует­ся большое число одинаковых по толщине корней.

У некоторых экотипов люцерны желтой, северной и других видов формируется корневищная или корнеотпрысковая систе ма. На основе лучших экотипов таких видов создается исходный материал для выведения многоукосных сортов пастбищного типа, Сибирские формы люцерны желтой послужили исходным материалом для создания канадских сортов Ризома, Рамблер и других, отличающихся корнеотпрысковоетью.

На самых мелких корешках боковых корней развиваются клубеньковые бактерии, питающиеся за счет плазмы клеток растений и вырабатывающие азотистые вещества из азота воз­духа, которыми они обеспечивают свои потребности и растения люцерны. Для создания сортов с повышенной азотфиксирующей способностью следует вести комплексную селекцию растений и клубеньковых бактерий с целью интенсификации их симбиоза. Для этого необходимо выделять генотипы растений и штаммы бактерий, у которых процесс фиксации азота проходит с наи­меньшими энергетическими затратами.

Листья люцерны тройчатые. Пластинки листа обратноййце* видной или удлиненно-эллиптической формы с зазубренной верхней частью, часто опушены с нижней стороны. Наиболее типичны листочки среднего яруса.

Соцветие — кисть, имеет форму от головчатой до удлинен­но-цилиндрической, длиной 1,5—8 см, находится на верхушке стебля и боковых ветвях. Состоит из стержня, выходящего из пазухи листа, и 12—26 цветков мотылькового типа, сидящих на коротких цветоножках. Цветение кистей на растении и цвет­ков в кисти нарастает снизу вверх. Венчик цветков у разных видов люцерны может быть одинаковым по окраске или сильно варьирует, имеет все оттенки синего, лилового, желтого цветов, бывает пестрым или белым.

Плод — многосемянный боб. Бобы у разных видов различ­ные: мелкие серповидные или спирально закрученные в один или несколько (до пяти) оборотов.

Семена мелкие, почковидные, угловатые, фасолевидные, овально-почковидные, овальные. Окраска их желтая, светло- бурая и буровато-коричневая. Масса 1000 семян 1—2 г. Часть семян имеет плохо проницаемую оболочку (твердые). Для повышения их всхожести проводят скарификацию (нарушение оболочки семян для улучшения их водопроницаемости).

Биология цветения и оплодотворения. Люцерна — факуль­тативный перекрестник энтомофильного типа. Устройство ее цветка препятствует самоопылению и ветроопылению. Венчик, как. и у других бобовых, имеет пять лепестков: два нижних сросшихся в нижней части образуют лодочку, два боковых — весла и верхний — флаг. Внутри закрытой лодочки находится колонка цветка, состоящая из девяти сросшихся основаниями тычиночных нитей, образующих желобок с несрбсшимися верх­ними краями, в котором расположен тоненький пестик. Щель между краями желоба прикрывается десятой свободной ты­чинкой.

В закрытом цветке, готовом к оплодотворению, колонка в лодочке находится в напряженном состоянии и удерживается от выбрасывания замковым аппаратом цветка — роговидными отростками лепестков весел у основания колонки, входящими в углубления, заметные с внешней стороны. Люцерна имеет взрывной тип опыления.

Одиночные дикие пчелы при сборе нектара садятся на ло­дочку цветка, упираясь головой в парус, просовывают голову и хоботок в трубочку венчика и одновременно нарушают замко­вый аппарат цветка. Пыльники и рыльце при выбрасывании колонки (трипиинге.) с силой ударяются в челюсть дикой пчелы с толстым и плотным хитином, в грудь или в основание горло­вой выемки, где скапливается комочек пыльцы от разных цвет­ков. Рыльце неопыленного цветка люцерны покрыто пленкой, или пелликулой, под которой находится секрет, состоящий глав­ным образом из липидных глобул и белков, растворенных в жидкой фазе. При вскрывашш цветка и ударе рыльца о парус поверхность рыльца нарушается, делается липкой и пыльца, принесенная пчелами, и с паруса (чужая и собственная) прили­пает к нему.

Культурная медоносная пчела собирает нектар не через зев венчика, а сбоку цветка через щель между веслом и парусом, при этом открываются только единичные цветки (1—3% в по­левых условиях), у которых колонка ударяет в горловую выем­ку и ущемляет хоботок насекомого, поэтому медоносные пчелы неохотно посещают семенники люцерны или собирают нектар с уже открытых цветков. В условиях теплицы и под изолято­рами пчелы вскрывают значительно больше цветков, особенно кавказские горные. Для опыления используют также шмелей и пчел-мегахилл. Без раскрытия цветков опыления почти не происходит (менее 1%).

С целью повышения семенной продуктивности люцерны в ряде селекционных учреждений нашей страны и за рубежом ведется селекция на легкое раскрытие цветка, или автотрйй- пинг, а также на самофертильность.

Попавшие на рыльце пыльцевые зерна набухают и образуют пыльцевую трубку. Генеративная клетка делится в пыльцевой трубке на два спермия, которые по ней через микроииле про­никают в зародышевый мешок, один спермий оплодотворяет полярное ядро, другой-----яйцеклетку. В завязи люцерны закла­дывается 6—S8 семяпочек, обычное же число зрелых семян в бобе не превышает 2—4, редко 7—9. Уменьшение количества семян в бобе связано с отмиранием зародышевых мешков до опыления и после оплодотворения. В ВИР разработан метод определения фертильности семяпочек в завязях бутонов и рас­пустившихся цветках люцерны, основанный на специфическом свечении нуцеллуса стерильных семяпочек в УФ-свете, и на этом основании рекомендуется проводить отбор растений с боль­шим числом фертильных семяпочек для создания сортов с вы­сокой семенной продуктивностью.

Одной из причин образования меньшего числа семян могут быть также низкая интенсивность роста и недостаточное число пыльцевых трубок на одну завязь, в связи с этим рекомендуют при отборе растений учитывать скорость роста пыльцевых тру­бок на рыльце и искусственной среДе. Так, в исследованиях Украинского НИИ орошаемого земледелия установлено, что у лучших по обсемененности биотипов пыльца на искусственной среде начинает прорастать через -4—7 мин и через 1—2 ч дли­на пыльцевых трубок достигает 200 мкм. Жизнеспособность пыльцы при комнатной температуре сохраняется сутки, в холо­дильнике — до 30 дней. Пыльцевые трубки достигают завязи через 7—9 ч после опыления. Через 5 дней образуется первый виток боба. Созревание семян иногда может длиться до одного месяца.

Цветение травостоя люцерны в благоприятных условиях продолжается 20—30 дней. Каждая кисть цветет около 10 дней, ежедневно в ней распускается в среднем пять цветков. Способ­ность пестика к оплодотворению сохраняется в течение 3— 5 дней.

Наиболее благоприятна для раскрывания цветков, прораста­ния пыльцы и лёта насекомых-опылителей солнечная, сухая и теплая погода, лучшее время дня — с 11 до 15 ч. В зоне оро­шаемого земледелия при температуре воздуха 38—40°С и хоро­шем тургоре цветков наблюдается их массовый автотриипинг, ветер в это время может усилить распространение пыльцы, что способствует попаданию еу- на другие цветки.

Люцерна обладает генетической системой самонесовместимо­сти, т. е. собственная пыльца не прорастает или не производит оплодотворения, хотя практически в каждой популяции можно выделить самофертильные формы. В поколениях после прину­дительного самоопыления обычно в разной степени проявляет­ся депрессия.