Wybrane zagadnienia z hodowli twórczej traw pastewnych

Wybrane zagadnienia z
hodowli twórczej traw
pastewnych
Elżbieta Czembor
Pracownia Traw Pastewnych i Roślin Motylkowatych
IHAR - PIB
Zakopane, 7-11.02.2011
Rola traw pastewnych w
rolnictwie wielofunkcyjnym




Produkcja pasz
Źródło energii
Utrzymanie bioróżnorodności
Zapobieganie erozji gleby i wymywania z niej
składników mineralnych oraz usuwanie
zanieczyszczeń z wody gruntowej
 Ważny element w gospodarstwach ekoturystycznych
 Regulacja obiegu węgla
 Ważny element w płodozmianie
Powierzchnia użytków zielonych
Powierzchnia trwałych i przemiennych użytków zielonych:
> Europa - ponad 40% użytków rolnych – ok. 52 mln ha
POLSKA - powierzchnia w tys.
ha użytków rolnych
Ogółem
Grunty orne
Łąki
Pastwiska
1970 1990 2000 2007
19543 18720 18413 16177
15088 14388 14063 11869
2523 2475 2608 2497
1694 1585 1475
774
> trawy i rośliny motylkowate na gruntach
ornych – Polska - 500 tys. ha.
Kraj
Polska
Holandia
Niemcy
Włochy
Francja
Republika
Czeska
powierzchnia
użytków
zielonych (%)
17
50
30
30
35
33
Gatunki
inne - marginalne (zaniechane w
hodowli)
Podstawowe
>
>
>
>
>
>
>
życica trwała
życica wielokwiatowa
życica mieszańcowa
kostrzewa łąkowa
tymotka łąkowa
kupkówka pospolita
wiechlina łąkowa
>
>
>
>
>
rajgras wyniosły
mietlica biaława
stokłosa bezostna
wiechlina błotna
mietlica biaława
Historia hodowli
 Pastwiska i trwałe użytki zielone powstały w Europie około 1000
lat temu na drodze niezamierzonej selekcji – i był związany z
produkcją zwierzęcą
 Zwierzęta przygryzając trawę przyczyniły się do powstania
murawy – zarówno pastewnej jak i trawników przydomowych
 Natomiast hodowlę twórczą rozpoczęto dopiero ponad 100 lat
temu około 1920 roku – początkowo była to selekcja
 Nadal genotypy uprawiane są często zbliżone do form półdzikich
Kolekcja bazowa




Formy dzikie
Ekotypy (z kolekcji własnej lub z Banków Genów)
Odmiany stare
Inne formy uzyskane we wcześniejszych programach
hodowlanych wyjściowe – linie, klony, populacje
 Istniejące odmiany
Kierunki hodowli twórczej
wartość pastewna – ilość i jakość
zdolność do reprodukcji
trwałość
odporność na stresy biotyczne i abiotyczne
zdolność konkurencyjności, przy jednoczesnym
zachowaniu bioróżnorodności
 odporność na wypasanie, przygryzanie, itd.





Wartość pastewna
Różnicowane materiału wyjściowego
• A. Bezpośrednio
Ilość uzyskiwanej paszy
Plon zielonej masy
plon suchej masy
Jakość uzyskiwanej paszy
• B. Pośrednio –
Cechy morfologiczne
Wartość pastewna
 Średnie plony zielonej masy życicy trwałej wynoszą
1100 – 1600 dt/ha a suchej masy 190-230 dt/ha. W
optymalnych warunkach mogą sięgać nawet 2500
dt/ha.
 Dla porównania roczne plony kukurydzy pastewnej
przy wysokim nawożeniu azotem wynoszą do 1900
dt/ha przy konieczności stosowania wysokich dawek
nawozów azotowych
Wartość pastewna
% suchej masy w zielonej
masie - tradycyjny
wiechlina
błotna
60
kostrz.
łąkowa
40
mietlica
% suchej masy w zielonej
masie - ekologiczny
20
0
kostrz.
czerwona
tymotka
łąkowa
rajgras
wyniosły
wiechlina
łąkowa
Wartość pastewna
JAKOŚĆ
 Białko surowe
 Błonnik surowy
 Zawartość neutralnego włókna detergentowego (NDF)
 Zawartość kwaśnego włókna detergentowego (ADF)
 Cukier
 Strawność masy organicznej (dMO %)
 Strawność białka surowego (dMA %)
 Popiół
Wartość pastewna
 Programy mające na celu polepszenie jakości paszy zmieniają
się wraz z postępem wiedzy dotyczącej potrzeb żywieniowych
zwierząt
 Obecnie dąży się do wzrostu zawartości białka i
cukrów poprzez poprawę zawartości włókna
strawnego w stosunku do całkowitego
 Nawet niewielka poprawa jakości paszy, szczególnie jej
strawności, wpływa w sposób istotny na wydajność zwierząt
 Już po jednym cyklu selekcyjnym strawność paszy może
wzrosnąć o 1% - 4,7% w stosunku do populacji wyjściowej
(Casler, 2001).
 Wzrost strawności paszy o jedną jednostkę powoduje wzrost
spożycia suchej masy o ok. 0,2 kg/krowę/dzień oraz wydajności
produkcji mleka o ok. 0,4 kg/krowę/dzień (Gilliland, 2007)
Wartość pastewna
Gerhardt - Systemy FibreBag
FibreBag
- ADF
- NDF
węglowodany
Węglowodany
niewłókniste
Ściana komórkowa
NDF (włókno
detergentowe neutralne)
Cukier
skrobia
ADF (włókno
detergentowe kwaśne)
pektyny
Szybko fermentowane
hemiceluloza celuloza ligniny
Wolnorozkładane
Niestrawne
Wartość pastewna
CECHY MORFOLOGICZNE
 W hodowli twórczej wstępna charakterystyka materiału
wyjściowego powinna uwzględniać szczególnie te cechy, które
nie są modyfikowane przez środowisko.
 Jednak w przypadku traw wieloletnich warunek ten jest bardzo
trudny do spełnienia i dlatego tylko przy użyciu odpowiednich
metod statystycznych można szacować zdolność adaptacyjną
badanych obiektów
 Morfologia blaszek liściowych decyduje nie tylko o potencjale
plonowania w użytkowaniu pastewnym, lecz również o wartości
żywieniowej.
BLASZKA LIŚCIOWA
 Szybkość wydłużania się liści oraz szybkość ich wytwarzania
 Kąt ustawienia blaszki liściowej na pędzie - formy o blaszkach
wzniesionych w siewie gęstym plonują lepiej niż formy o
liściach zwisających, na co ma wpływ dostępność światła
 Strefa wzrostu liści pełni podstawową rolę w syntezie cukrów i
białek – ok. 70% cukrów jest gromadzona w pochwach
liściowych
 Budowa anatomiczna blaszki liściowej takie cechy jak – np.
liczba aparatów szparkowych, grubość ścianek komórkowych
 Wskaźnik odziedziczalności
jest wysoki w przypadku
wielkości liści i liczby
aparatów szparkowych
Wykres rozmieszczenia obiektów - w układzie 2 i 3 czynnika
głównego w użytkowaniu tradycyjnym pastewnym
Oś X – wczesność (-); ZM, SM jesień
Oś Y – dł i pow liścia; ZM, SM wiosna
2,0
Tymotka łąkowa
Czynnik 3
Tł 69
Rajgras wyniosły
Tł Emma
1,5
Tł 71
Rw E 3
Rw Więcławicki
1,0
Rw E 1
0,5
Wiechlina łąkowa
0,0
-2,0
-1,5
-1,0
-0,5
Wł 13
Wł Eska 46
0,0
E2
0,5
1,0
1,5
Wł 11
Kł Gerda
Kł Cykada
-0,5
Kostrzewa czerwona
Kcz Anitawa
-1,0
Kcz Reda
Wb Skrzeszowicka
Wiechlina błotna
Kcz Barma
-1,5
2,0
Kł 69
Kł 78
Kostrzewa łąkowa
Hodowla odpornościowa
 Stresy biotycze
- Rdze (Puccinia spp.)
- Plamistości liści (Drechslera spp.)
- Pleśń śniegowa (Microdochium nivale)
 Stresy abiotyczne
- Susza
- Niskie temperatury w okresie zimowym
Hodowla odpornościowa

Odporność na choroby mają istotny wpływ na strawność i
zawartość cukrów

Wzrost strawności i zawartości białka nie zmniejsza
odporności na stresy biotyczne i abiotyczne
 W krajach Europy Zachodniej hodowla twórcza pozwoliła na
wzrost odporności na rdzę źdźbłową i koronową
 Natomiast w Polsce postęp ten jest znacznie niższy
Monitorowanie chorób traw i patogenów będących ich sprawcami –
rdza użytkowanie pastewne
wiechlina
błotna
10
kostrz. łąkowa
8
6
wiosna tradycyjny
lato tradycyjny
wiosna ekologiczny
lato ekologiczny
mietlica
4
2
0
rajgras
wyniosły
kostrz. czerw.
tymotka
łąkowa
wiechlina
łąkowa
Wykres rozmieszczenia gatunków w układzie 1 i 4 czynnika głównego w
użytkowaniu tradycyjnym pastewnym
2
Oś X - rdza wiosna, - % SM/ZM
Oś y – rdza lato, jesień; ZM i SM lato
czynnik 4
M E2
Mietlica
1,5
Tymotka łąkowaTł 69
Tł 71
1
Tł Emma
Kcz Anitawa
Wiechlina łąkowa
Kcz Reda
0,5
Kostrzewa czerwona
Wł 11
Kcz Barma
Kł Cykada
0
-2,5
-2
-1,5
Wł Eska 46
-1
-0,5
0
Kł 78
0,5
Kł 69
Wł 13
-0,5
Kł Gerda
1
1,5
błotna
Wb Skrzeszowicka
Wiechlina
Kostrzewa łąkowa
-1
Rw E 3
-1,5
Rw E1
Rajgras wyniosły
Rw Więcławicki
-2
„EUCARPIA multisite rust evaluation” –
lokalizacje
Radzikow
24 instytucje
30 miejscowości
11 krajów
4 regiony
Oś x – odporność na rdze, plamistości liści, stan roślin po zimie, wigor
Oś y – plon zielonej masy w 1 roku użytkowania
2,0
-2,0
Lacerta
1,5
Aristo
Terry
Arabella Lipresso
1,0
Aberdart
Sponsor Tivoli Bocage
Weigra
Maja
Heraut Carrera 0,5
Aubisque
Elgon
Corbet
PastoralKentaur Helmer
Vincent
Roxtrot
Roy
0,0
Option
-1,5
-1,0
-0,5
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
Fennema
Gladio
-0,5
-1,0
Candesa
Kells
Litempo
-1,5
Gwendal
Aurora
-2,0
Orval
-2,5
-3,0
Sirocco
Guru
Plonowanie nasienne
 Ujemne współzależności pomiędzy plonowaniem w
użytkowaniu na paszę i nasiennym – wyższa liczba pędów
wegetatywnych wykształconych wiosną to niższy plonem
nasion
 obniżenie skłonności do powtórnego kłoszenia oraz
podwyższenie trwałości – wpływa na obniżenie zdolności do
reprodukcji w użytkowaniu nasiennym
Monitorowanie chorób traw i patogenów będących ich sprawcami –
użytkowanie nasienne
mącziak wiosna
rdza wiosna
Stokłosa
bezostna
10
kostrz. łąkowa
8
6
rdza lato
wiechlina
błotna
4
kostrz.
czerwona
2
0
tymotka
łąkowa
mietlica
rajgras
wyniosły
wiechlina
łąkowa
rdza jesień
plamistości liści
Plonowanie nasienne
 Postęp hodowlany można uzyskać poprzez wpływ na
komponenty świadczące o potencjale nasiennym
 liczbę kłosków w kłosie, liczbę kwiatów w kłosku i masę ziaren
 Zdolność do osypywania się
 Z tego względu we wszystkich programach hodowlanych
poszukuje się genotypów łatwo wykształcających pędy
kwiatowe i łatwo zawiązujących ziarniaki.
 W przypadku życicy trwałej wykazano, że tylko 50% – 80%
kwiatków zawiązuje ziarniaki, a z tego tylko ok. 25% – 70%
uzyskuje się w postaci plonu ziarna po młóceniu i czyszczeniu
Wartość pastewna
 Postęp biologiczny w hodowli kukurydzy, pszenicy – 1% – 2,5%
w przeliczeniu na rok
 Postęp biologiczny w hodowli traw pod względem ilości
zebranego plonu suchej masy jest niewielki - średnio ok. 0,3%
(często zerowy lub ujemny np. Niemcy – życica trwała: 0,1%)
 Spowodowane jest to faktem, że cykl selekcyjny trwa nie jeden
rok, lecz trzy lata
 Niekorzystne współzależności: ujemna współzależność
potencjału plonowania w użytkowaniu pastewnym i nasiennym
 Uzyskano znaczny postęp pod względem strawności włókna –
ok. + 0,7%
 Obniżono skłonność do powtórnego kłoszenia się o ok. 1
jednostkę
DZIĘKUJĘ ZA
UWAGĘ