Биология и морфология

2n=32. Травянистое многолетнее растение. Корневая система очень мощная, главный корень стержневой с боковыми разветвленными корнями. Большинство сортотипов люцерны изменчивой, желтой и дикорастущих видов многолетней люцерны имеют корневую систему, главный корень которой выражен только в начале вегетации, а в дальнейшем образуется большое количество одинаковых по толщине корней. На самых мелких корешках боковых корней развиваются клубеньковые бактерии, питающиеся за счет плазмы клеток растений и вырабатывающие азотистые вещества из азота атмосферного воздуха. У некоторых экотипов люцерны желтой, северной и других видов формируется корневищная или корнеотпрысковая система.

Стебли ветвистые, голые, 4-гранные, многочисленные, 50-150 см высотой, с 10-17 междоузлиями. Листья тройчатые. Пластинки листа обратнояйцевидной или удлиненно-эллиптической формы с зазубренной верхней частью, часто опушены с нижней стороны, 1-2,5 см длиной, 0,3-1,6 см шириной. Наиболее типичны листочки среднего яруса.

Соцветие верхушечное - кисть головчатой или удлиненно-цилиндрической формы, длина 1,5-8 см. Соцветие 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 варьировать; имеет все оттенки синего, лилового, желтого цветов, реже белый или пестрый.

Плод - многосемянной боб. Бобы мелкие серповидные или спирально закрученные в один или несколько оборотов (до пяти). Семена мелкие, почковидные, угловатые, овально-почковидные, овальные. Окраска семян желтая, светло-бурая и буровато-коричневая. Масса 1000 семян 1-2 г. Встречаются формы, семена которых имеют твердую оболочку. Для повышения всхожести проводят скарификацию (нарушение оболочки семян для улучшения их водопроницаемости).

Экология

Люцерна посевная (Л. изменчивая, Л. желтая и др.) относятся к группе поликарпических 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. 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 сорта имеют преимущественно прямостоячую розетку; самые устойчивые - развалистую, почти лежачую розетку, плотно прилегающую к почве. Теплолюбивая культура, отзывчивая на орошение. Засухоустойчивые сорта в период интенсивного роста (бутонизация - цветение) характеризуются высоким содержанием связанной воды, меньшим дефицитом влаги, высокой водоудерживающей способностью тканей, активной работой транспирационного аппарата, низким показателем проницаемости цитоплазмы. Слабой засухоустойчивостью отличаются сорта среднерусского, прибалтийского и европейских экотипов, а также сорта из Индии, Сирии, Ирака, Бразилии и др.

Высокая засухоустойчивость присуща дикорастущим популяциям Казахстана и Средней Азии. Наиболее высокой зимостойкостью характеризуются дикорастущие местные формы Л. желтой, Л. синей, Л. Траутфеттера и др. Люцерна - факультативно перекрестноопыляемое энтомофильное растение. Устройство ее цветка препятствует самоопылению и опылению ветром. Венчик имеет 5 лепестков: 2 нижних сросшихся в нижней части образуют лодочку, 2 боковых - весла и верхний - флаг. Внутри закрытой лодочки находится колонка цветка, состоящая из 9 сросшихся основаниями тычиночных нитей, образующих желобок с несросшимися верхними краями, в котором расположен тоненький пестик. Десятая свободная тычинка находится между краями желобка.

В закрытом цветке, готовом к оплодотворению, колонка в лодочке находится в напряженном состоянии и удерживается от выбрасывания роговидными отростками лепестков весел у основания колонки, входящими в углубления, заметные с внешней стороны. 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 раскрывшихся цветков.

Попавшие на рыльце пыльцевые зерна набухают и образуют пыльцевую трубку. В завязи закладывается 6-18 семяпочек, обычное число зрелых семян в бобе не превышает 2-4, редко 7-9. Уменьшение числа семян в бобе связано с отмиранием зародышевых мешков до опыления и после оплодотворения. Жизнеспособность пыльцы при комнатной температуре сохраняется сутки, в холодильнике - до 30 дней. Пыльцевые трубки достигают завязи через 7-9 часов после опыления. Через 5 дней образуется первый виток боба. Созревание семян иногда может продолжаться до 30 дней. Цветение травостоя люцерны в благоприятных условиях продолжается 20-30 дней. Каждая кисть цветет около 10 дней, ежедневно в ней распускается в среднем 5 цветков. Способность пестика к оплодотворению сохраняется в течение 3-5 дней. Наиболее благоприятна для раскрытия цветков, прорастания пыльцы и лета насекомых-опылителей сухая, теплая и солнечная погода, лучшее время - с 11 до 15 часов. В зоне орошаемого земледелия при температуре воздуха 38-40° C и хорошем тургоре цветков наблюдается их массовое легкое раскрытие (автотриппинг).

Люцерна обладает генетической системой самонесовместимости - собственная пыльца не прорастает или не производит оплодотворения, хотя практически в каждой популяции можно выделить самофертильные формы. В поколениях после принудительного самоопыления обычно в различной степени проявляется депрессия. Режимы уборки травостоя в ранние фазы вегетации должны обеспечивать получение дополнительного укоса и максимального сбора белка, относительно равномерный выход высокобелковой массы по укосам, высокий уровень урожайности массы и накопления корневых остатков в течение 3-4-летнего использования травостоя на кормовые цели.

Уборку травостоя в ранние фазы вегетации целесообразно начинать со 2-го года жизни люцерны, так как в год посева растения не успевают сформировать хорошо развитую корневую систему и накопить нужный для успешной перезимовки запас пластических веществ в коронке, что приводит к изреживанию травостоя. Кроме того, на сохранность травостоя при многоукосном использовании оказывает срок последнего укоса. Его необходимо проводить не позднее, чем за 30-40 дней до прекращения осенней вегетации или, в крайнем случае, после наступления устойчивых заморозков.

Распространение

Люцерна синяя - культурный вид, возделываемый на 5 континентах. Наиболее богатый естественный генофонд люцерны сосредоточен в 3 центрах происхождения: Среднеазиатском, Переднеазиатском и Европейско-Сибирском. Средиземноморский и Североамериканский центры вторичные. Они сыграли важную роль в эволюции, селекции и распространении по земному шару культурных форм люцерны, особенно Л. изменчивой (M. varia T.Martyn).

Большое разнообразие однолетних видов люцерны имеется в Австралии. Вошла в культуру 7-8 тысяч лет назад. Люцерна разносилась караванами по всей субтропической и умеренно теплой Евразии, между Восточной Азией и Средиземноморьем. В оазисах, где применяли орошение, люцерна оседала, дифференцируясь на региональные экотипы и давая тетраплоидные формы. Мутации и переопыление с дикими формами имели эволюционное значение. Тетраплоидные формы стали преобладать. Эпоха древних войн на Востоке была связана с люцерной как важнейшим фуражом.

Арабское название люцерны "alfalfa" означает лошадиный корм. Арабы занесли люцерну в Испанию, откуда она быстро распространилась в Италии и Греции. Диплоидная люцерна желтая имеет огромный ареал - от 10° до 80° восточной долготы и от 42° до 60° северной широты в Евразии. На орошаемых землях Средней Азии и Закавказья выращивают в основном люцерну синюю (M. sativa L.). В засушливых районах юго-востока России распространены сорта-популяции люцерны желтой (M. falcata L.), а в лесостепной и степной зонах - гибридные сорта-популяции.

В 2004 году районировано 4 сорта люцерны желтой (Краснокутская 4009, Кубанская желтая, Павловская 7, Якутская желтая), 11 сортов люцерны синей (Артемида, Диана, Кевсала, Ярославна и др.), 57 сортов люцерны изменчивой (Вега 87, Воронежская 6, Камелия, Марусинская 425, Пастбищная 88 и др.). Селекционные учреждения: Краснодарский НИИСХ им. П.П. Лукьяненко, НИИ аграрных проблем Хакасии, ВНИИ орошаемого земледелия, Воронежская опытная станция по многолетним травам, Красноярский НИИСХ, Нижне-Волжский НИИСХ, Кемеровский НИИСХ, ВНИИ кормов им. В.Р. Вильямса, Сибирский НИИСХ, НИИСХ Юго-Востока, Моршанская селекционная станция, Татарский НИИСХ, Уральский НИИСХ и др.

Хозяйственное значение

Ценная кормовая культура. Характеризуется высоким содержанием сбалансированного по аминокислотному составу белка (в среднем 20 % в сухой массе), витаминов, минеральных веществ, особенно кальция. В 100 кг зеленой массы люцерны синей 21,7 кормовых единиц и 4,1 кг перевариваемого протеина, в 100 кг сена соответственно - 50,2 и 13,7. Селекция на снижение содержания сапонина в люцерне усилилась из-за применения люцерновой муки в качестве белкового корма, особенно для кормления птицы, и с созданием чистых люцерновых пастбищ. Повышение перевариваемости кормов из люцерны способствует значительному росту продуктивности животных.

Этот показатель должен быть не ниже 65-70 %, причем перевариваемость растительной массы можно повысить за счет улучшения перевариваемости стеблей и снижения содержания клетчатки. Используют на выпас, зеленый корм, сено, травяную муку, сенаж, силос. При оценке качества корма, в частности травяной муки, учитывают содержание каротина. При уборке в ранние фазы содержание его достаточно высокое, причем в листьях в 5-7 раз больше, чем в стебле.

В растениях с зелеными стеблями каротина содержится больше, чем в растениях, стебли которых окрашены антоцианом. Размещают в полевых (2-3 года) и кормовых севооборотах (до 5 лет). Высевают обычно под покров зерновых культур (на поливных землях применяют и беспокровные посевы).

Способ посева - сплошной рядовой, норма посева 12-22 кг на 1 га. Глубина посева семян на легких почвах 2-3 см, на тяжелых глинистых и суглинистых 1-2 см, на орошаемых землях 2-3 см. После уборки покровной культуры подкармливают фосфорно-калийными удобрениями. На неполивных землях получают 2-3 укоса в год, урожайность зеленой массы 40-50 т, сена 8-10 т с 1 га; при орошении - 4-7 укосов и урожайность соответственно 80-100 т зеленой массы и 20-25 т сена с 1 га.

Литература

1. Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию. М. 2004. С.36-37
2. Жуковский П.М. Культурные растения и их сородичи. Л. 1971. С.654-661
3. Частная селекция полевых культур. Под ред. Коновалова Ю.Б. М.1990. С.501-512
4. Черепанов С.К. Сосудистые растения России и сопредельных государств. СП-б. 1995. С.476-479

© Гашкова И.В.