Проблему получения устойчивых урожаев семян бобовых трав нельзя решить только агротехническими приемами. В настоящее время большое значение придается связи между экологическими условиями произрастания и биологическими особенностями развития многолетних бобовых трав.
Одним из факторов получения хорошего урожая семян являются благоприятные условия для пчелоопыления. В случае неблагоприятных условий для опыления ни один из агротехнических приемов не обеспечит получения хорошего урожая семян.
Дождливая и холодная погода в период цветения и созревания, близкое расположение посевов других медоносных растений, невозможность опыления пчелами по механическим причинам (низкий уровень залегания нектара) и недостаточное количество опылителей–причины плохого пчелоопыления клевера и люцерны. Отрицательное влияние дождливой погоды на урожай семян проявляется по двум причинам: 1) полная невозможность опыления из-за снижения активности пчел; 2) сбрасывание завязей в результате избытка воды в почве и высокой влажности воздуха. Избыточное количество осадков вызывает также чрезмерно интенсивный вегетативный рост растений. Интенсивное образование новых вегетативных побегов от корневой шейки угнетает генеративные органы.
Такие неблагоприятные факторы, как интенсивный рост побегов, можно устранить путем предварительного подкашивания в фазу бутонизации. Подкашивание позволяет также сдвинуть период цветения второго укоса на более благоприятное для опыления время, обеспечивая тем самым совпадение сроков цветения с максимальной активностью пчел и способствуя повышению урожая семян.
A. Kovac рекомендует на семена отводить небольшие участки размером 20-25 га в разных местах поля, с тем чтобы увеличить количество опылителей и тем самым повысить эффективность опыления. Часто сельскохозяйственное предприятие на одном участке собирает высокий урожай семян, а на другом – ничтожный, хотя на обоих проводит одинаковые агротехнические мероприятия. поэтому надежнее оставлять на семена небольшие участки люцерны на разных полях. при использовании на семена посевов 1-го, 2-го и 3-го годов пользования всегда можно ожидать на некоторых участках соответствия биологических, экологических и агротехнических факторов, а следовательно, и хорошего урожая семян.
Длительные опыты, проводимые в Швеции по изучению взаимосвязи между размером семенного участка и урожаем семян клевера лугового, показали, что на полях, превышающих 4-6 га, урожай семян на 10-12 % ниже, чем на мелких участках.
Как отмечает R. Hawkins, существенными показателями потенциального урожая семян клевера лугового являются длина цветочной трубочки, количество опылителей, размер головки (число цветков). Длина цветочной трубочки по сортам изменялась от 10,5 до 8,58 мм. Опылители меньше посещали сорта с длинными трубочками. Кроме длины цветочной трубочки существенными показателями потенциального урожая семян клевера лугового и люцерны являются содержание нектара в цветках и концентрация в нем сахара.
На семенных посевах люцерны очень часто наблюдается большое количество отмерших и осыпавшихся цветков.
Опыты, проведенные во Франции с люцерной, показали, что при опрыскивании семенников этой культуры ростовыми веществами количество отмерших и осыпавшихся цветков уменьшилось, а число и вес бобиков возросли. Опрыскивание проводили в фазу бутонизации и цветения препаратами: нук, иук (концентрация 10-7 , 10-5,и 10-4 по 0,1л/м2), 2,4 Д (4*10-7 и 4*10-5), 2,4 ДМ (7*10-3), гиббереллин (2*10-5). Успех обработки зависел от фазы цветения, развития цветков во время опрыскивания, концентрации ростовых веществ.
Данные итальянских ученых красноречиво говорят о значении пчелоопыления для урожая семян. При опылении пчелами количество семян на одну головку составляет 4,2 шт., а без пчел–2 шт.
В настоящее время спорным вопросом является вопрос о том, какой укос люцерны оставлять на семена. В прошлом в Чехословакии на семена оставляли преимущественно второй укос. Предполагалось, что изреженность травостоя второго укоса объясняется тем, что сама природа осуществляет негативный отбор, оставляя только сильные особи .
Когда на семена оставляют второй укос, первый необходимо провести как можно раньше. В этом случае цветение проходит в более благоприятных условиях и опыление люцерны лучше. В последние годы (как временная мера) семена собирают с первого укоса, так как частое запаздывание с подкашиванием травостоя приводит к тому, что ко времени уборки семян посевы сильно засоряются сорняками и поражаются болезнями.
Опыты, проведенные в Канаде, показали, что на содержание нектара в цветках клевера лугового оказывает влияние Са и Мg. При внесении Са и Мg в различных дозах установлено, что при соотношении этих элементов 2:3 количество нектара было почти в 2 раза больше, чем при соотношении 1:1 и соответственно составляло: количество нектара на 1 г веса головки – 38,7 и 20,9 мг, количество сахара в нектаре одной головки – 48,5 и 20,1 мг, количество сахара в нектаре на 1 г веса головки – 29,4 и 16,0 мг, концентрация сахара в нектаре – 60,8 и 59,8 % .
Как отмечает D. Bond, урожай семян у тетраплоидных форм клевера лугового ниже, чем у диплоидных. причиной этого является невозможность короткохоботковых пчел доставать нектар. В опытах с искусственным опылением цветков вручную получены более высокие урожаи семян, чем при свободном опылении. Формы клевера с короткой трубкой венчика и большим содержанием нектара меньше зависят от длиннохоботковых опылителей. Длина трубки венчика и уровень нектара явились непосредственными признаками при скрещивании диплоидных растений. Длина трубки венчика диплоидных и тетраплоидных форм клевера составляла соответственно 9,337 и 10,239 мм, глубина залегания нектара – 7,600 и 7,950 мм. Тетраплоидные формы клевера имели 21 % цветков, у которых нектар был расположен глубже уровня, досягаемого для пчелы.
При определении содержания нектара пипеточным методом установлено, что тетраплоидный клевер в среднем выделяет на 40 % нектара больше, чем диплоидный, а концентрация сахара в нектаре больше на 6 %. Однако тетраплоидный клевера имеет менее благоприятные условия для опыления ввиду более глубокого расположения нектара. Наиболее интенсивное выделение нектара у обеих форм клевера происходило в первую половину периода цветения.
В завязывании семян люцерны также играет роль способность к раскрытию цветков. В ГДР проводились опыты по измерению силы, необходимой для раскрытия цветка люцерны при этом отмечено, что цветки легче раскрываются в солнечную погоду и трудно ночью. С повышением температуры воздуха сила раскрытия цветка снижается; в полночь для раскрытия цветка требовалось усилие в 2 раза большее, чем в полдень. Сила раскрытия цветка, расположенного в верхних кистях люцерны, большая, чем у цветка на кисти нижней части стебля и соответственно составляет 0,38 и 0,18 p (грамсила). На урожай семян люцерны качество пыльцы оказывало большее влияние, чем сила раскрытия цветка. При уменьшении последней возрастает самораскрытии самоопыление, в связи с чем снижается и завязываемость семян.
Коэффициент корреляции между силой раскрытия и урожаем семян составил r = +0,23. В обычных условиях у люцерны раскрывается 1-3 % цветков. Многие открываются при небольшом усилии, неподдающемся измерению. Целесообразно вести отбор на легко раскрывающиеся цветки.
Механические средства, испытываемые для раскрытия цветков в семеноводстве, не дали результатов. Искусственное раскрытие цветков можно вызвать с помощью опрыскивания химическими препаратами, но при этом наблюдаются вредные побочные явления. В благоприятную погоду массовое раскрытие цветков можно вызвать, воздействуя ростовыми веществами.
Биологический урожай семян клевера лугового определяется числом головок, количеством цветков в головке, числом семян и весом 1000 семян.
По данным S. Stapel, клевер луговой испытывает большую потребность в боре. Эта потребность значительно больше, чем у зерновых культур. Так, содержание бора в сухом веществе у зерновых (ячмень, пшеница) составляет 2,3–3,3 мг/кг, а у клевера лугового – 36,2 мг/кг. Недостаток бора проявляется в уменьшении числа головок, цветков и семян. Автор высказывает предположение, что при внесении бора увеличивается количество нектара в цветках, что в свою очередь повышает активность посещения цветков пчелами. Количество нектара при внесении бора составило 39,1 мг на 100 цветков, а без бора–38,1 мг. Хотя внесение бора увеличивало посещаемость медоносных пчел на 30 %, а шмелей на 17 %, это не сказалось на повышении урожая семян. Влияние бора на длину трубки венчика у клевера не отмечено.
В годы, благоприятные для получения семян, тетраплоидные сорта клевера дают значительно меньший урожай, чем диплоидные. На урожай семян тетраплоидных сортов оказывают влияние не только биологические и агротехнические факторы. но и подбор диплоидных сортов для получения тетраплоидных. Для получения тетраплоидных сортов нужно отбирать диплоиды с высокой семенной продуктивностью.
Наблюдения показали, что пчелы не в одинаковой степени посещают различные клоны люцерны. Частота посещения зависит от аромата цветков, окраски, доступности пыльцы, объема нектара, концентрации сахара в нектаре или комбинации этих признаков.
Повышение концентрации сахара в нектаре происходит благодаря испарению воды или усилению выделения сахара. Высокая концентрации сахара в нектаре в утренние часы усиливает аромат цветков люцерны и привлекает пчел. Источником аромата являются лепестки .
Проводилось изучение компонентов аромата, являющихся более эффективными в повышении активности посещения пчел. Аромат цветков определяли методом хроматографии. Опыты показали, что аромат связан с окраской цветков; клоны с фиолетовыми цветками обладают приятным ароматом, привлекающим пчел, в то время как клоны с зеленовато-желтыми цветками имеют затхлый плесневелый запах.
В Чехословакии при использовании мелипакса в количестве 30 кг/га в период максимального цветения (первое внесение) с последующим внесением с двухнедельными интервалами с первого укоса было получено 284 кг/га люцерны (контроль–152 кг/га), со второго–соответственно 192 и 126 кг/га. Повышение урожая семян происходит в результате стимуляции поступления фосфора в генеративные органы. Мелипакс увеличивает количество здоровых семян в бобике. На силу раскрытия цветков у люцерны мелипакс не влияет. Вносить этот препарат лучше всего утром в безветренную погоду.
Стимулирующее действие на образование семян люцерны оказывает токсафен. Этот препарат тормозит активность аминокислот, под его влиянием в генеративных органах накапливается фосфор, который благоприятствует формированию семян. Стимулирующее действие зависит от условий, в которых протекает созревание.