CC BY
37
УДК 633.13:631.559
ФОРМИРОВАНИЕ ПРОДУКТИВНОСТИ НЕКОТОРЫХ ВИДОВ РОДА AVENA В УСЛОВИЯХ ВОЛОГОДСКОЙ ОБЛАСТИ
Н.А. ЗЕЙСЛЕР, старший преподаватель Е.Ю. БАХТЕНКО, доктор биологических наук, первый проректор
А.В. ПЛАТОНОВ, кандидат биологических наук, доцент
И.Г. ЛОСКУТОВ, доктор биологических наук, зав. отделом
E-mail: zejsler@yandex.ru
Резюме. Приводятся результаты многолетнего изучения продуктивности видов рода Avena L. из коллекции ВНИИР им. Н.И.Вавилова в условиях Вологодской области. Установлены различия между дикорастущими и культурными видами по структуре урожая, морфометрическим и фотосинтетическим показателям. Наибольшими среди изученных образцов они были у видов A. sativa и A. fatua.
Ключевые слова: овес, вид, продуктивность, структура урожая, фотосинтетические показатели, вегетационный период.
На сегодняшний день известно 26 видов рода Avena L., которые имеют три уровня плоидности и сильно отличаются по геномному составу и экологогеографическому происхождению. Большинство их них - дикорастущие, произрастают в ненарушенных фитоценозах или засоряют посевы и местообитания человека [1].
Изучение видового разнообразия рода Avena L. представляет интерес не только для таксономических исследований, но и для селекции, поскольку виды овса отличаются диапазоном адаптации к неблагоприятным факторам внешней среды, приспособленностью к разнообразным почвенно-климатическим условиям.
Цель нашей работы - изучить продуктивность, темпы роста, фотосинтетические показатели культурных и дикорастущих видов рода Avena в условиях Вологодской области.
Условия, материалы и методы. Объект исследований - образцы видов рода Avena из коллекции ГНЦ РФ ВНИИР им. Н.И. Вавилова: A. sativa L. var. aurea сорт Borrus (2n=42), A. byzantina C. Koch. сорт Hill (2n=42), A. fatua L.
(2n=42) - сорно-полевой, дикорастущий, A. strigosa Schreb. var. typica (2n=14)
- сорный вид.
Полевые исследования проводили в 2003-2007 гг. на опытном поле Вологодского государственного педагогического университета. Площадь учетных делянок 2 м2. Определяли морфометрические показатели (число листьев, продуктивная и общая кустистость, площадь листовой поверхности, сырая и сухая масса побега), структуру уро-Достижения науки и техники АПК, №05-2010
жая (озерненность, масса зерна с растения, масса 1000 зерен), коэффициент хозяйственного использования (Кхоз), продолжительность вегетационного периода и фаз онтогенеза [2].
Фотосинтетическая деятельность - основной фактор, определяющий формирование урожая растений. Ее изучение позволяет выявить и оценить показатели, положительно или отрицательно воздействующие на продуктивность растения [6]. Мы определяли содержание хлорофилла (СХ) в мг/г сухой массы растения, удельную поверхность растения (УПР) в м2/кг сухой массы растения, чистую продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) в г/м2сутки, репродуктивное усилие (РУ) [3].
Измерения проводили в 10-икратной повторности. В таблицах представлены средние арифметические значения и стандартные отклонения.
Результаты и обсуждение. Исследуемые образцы отличались по времени наступления стадий онтогенеза и продолжительности вегетационного периода. Так, у сортов Вогте и ИШ вегетационный период был менее длительным (70...73 дня), чем у A. fatua и A. strigosa (86.90 дней). Кроме того, у A. fatua и A. strigosa продолжительность фазы кущения отличалась большей изменчивостью. По результатам наших многолетних исследований она варьировала в интервале от 14 дней до 2 месяцев в зависимости от температуры воздуха и влажности почвы. По литературным данным различная скорость прохождения фаз онтогенеза позволяет видам приспосабливаться к меняющимся условиям среды, то есть служит важным адаптивным признаком [4, 5].
Изученные образцы отличались по морфометрическим показателям (табл. 1). Так, для сорта Вогте характерна наименьшая общая кустистость (3±1 шт.) и облиственность растения (14±2 шт.). У A. fatua отмечена самая высокая общая кустистость (7±2 шт.) и облиственность (26±8 шт.) растения, площадь листовой поверхности (249,3±15,4 см2) и сухая масса (7,49±0,79 г). Образцы A. strigosa и A. byzantina при сходных значениях исследуемых показателей занимали промежуточное положение. Особенность формы A. strigosa - узколистность, и, как следствие, наименьшая площадь листовой поверхности (69,9±7,0 см2), что связано с ее диплоидной природой.
Таблица 1. Морфометрические показатели растений в фазе цветения (Вологда, 2003-2007 гг.)
Показатель Вариант I A. sativa A. byzantina A. fatua \A. strigosa
Общая кустистость
шт. растение 3 ± 1 5 ± 1 7 ± 2 5 ± 1
Продуктивная кус-
тистость, шт растение 2 ± 1 3 ± 1 3 ± 1 2 ± 1
Число листьев, шт. растение 14 ± 2 17 ± 3 26 ± 8 14 ± 3
Площадь листовой растение 103,1 ±6,3 122,1 ±8,1 249,3±15,4 69,9±7,0
поверхности, см главный побег 57,9±10,5 41,7±7,8 79,0±9,0 34,1 ±1, 1
боковые побеги 45,1±9,6 80,4±11,3 170,3±14,5 35,8±0,9
Сухая масса, г растение 3,40±0,80 3,84±0,92 7,49±0,79 4,01±0,62
главный побег 1,90±0,56 1,49±0,65 2,23±0,34 2,04±0,34
боковые побеги 1,50±0,26 2,35±0,27 5,26±0,91 1,97±0,27
Удельная поверх-
ность, м /кг растение 3,03 3,18 3,33 1,74
Репродуктивное
усилие растение 0,55 0,31 0,26 0,31
Удельная поверхность растения у исследуемых видов составляла в среднем 3,18 м2/кг. Исключением был образец A. strigosa, УПР которого оказалась в
1,8 раза ниже, чем у других видов, что, как уже отмечалось, связано с уровнем плоидности.
Наибольшее репродуктивное усилие характерно -для сорта Borrus (0,55), наименьшее - для образца А. fatua (0,26). Это свидетельствует о различиях между формами овса в перераспределении ассимилятов в системе вегетативных и генеративных органов.
При сравнении морфометрических показателей главных побегов и побегов кущения также выявлены значительные различия. Например, у сорта Borrus площадь листовой поверхности и сухая масса главного побега была больше, чем у побегов кущения. У сорта Hill и образца A. fatua, напротив, величины этих показателей у боковых побегов превышали аналогичные у главных в 1,6-2,4 раза (см. табл. 1).
Таблица 2. Фотосинтетические показатели в фазу кущения
Показатель A. sativa |A. byzantina\ A. fatua A. strigosa
Содержание хлорофилла, мг/г 2,34± 0,71 2,89± 0,27 3,18±0,88 2,51±0,61
Хлорофилловый индекс, мг/растение 1,12± 0,18 0,84± 0,17 1,02± 0,15 1,01 ± 0,14
ЧПФ, г/м -сутки
8,84± 0,42 7,09± 0,52 6,37± 0,52 7,99± 0,59
Наибольшее содержание хлорофилла в листьях характерно для образца Л. fatua (3,18±0,88 мг/г), наименьшее для - сорта Вогшб (2,34±0,71 мг/г), другие формы характеризовались промежуточными величинами (табл. 2).
По величине хлорофиллового индекса значительных отличий у изученных форм не выявлено. Наименьшая величина этого показателя отмечена у сорта НШ (0,84±0,17 мг/растение). Чистая продуктивность фотосинтеза у сорта Вогте (8,84±0,42 г/м2сутки) была
Таблица 3. Структура урожая (Вологда 2003-2007 гг.)
Показатель A. sativa | A. byzantina A fatua A. strigosa
Масса зерна с растения, г 4,65 ±1,32 1,94 ±0,42 2,25 ±0,26 1,88 ±0,40
Число зерен с растения, шт. 56 ±5 53 ±2 113 ±7 138 ±11
Масса 1000 зерен, г 27,42 ±4,09 34,05 ±0,42 19,94 ±2,19 13,71 ±2,56
Сырая масса растения , г 20,10 ±4,03 11,23 ±2,17 27,90 ±3,91 14,98 ±2,18
Кхоз, % 23,13 17,28 8,06 12,55
Наибольшая биологическая продуктивность, которая определяется общим количеством сформировавшейся биомассы растения, отмечена у образца сорнополевого вида А. fatua (27,90±3,91 г). Разница между формами проявилась и при расчете коэффициента хозяйственной эффективности. Самым высоким он был у культурного вида сорта Воггиэ (23,13 %), а наименьшим -уА. fatua (8,06 %).
При высокой озерненности растения А. fatua и А. вМдова (113±7 и 138±11 соответственно) у них наблюдалась низкая масса 1000 зерен (19,94±2,19 и 13,71 ±2,56 г). У сортов А. эа№а и А ЬугапИпе, наоборот, небольшое число зерновок (56±25 и 53±2 шт.) компенсировалось их высокой массой (27,42±4,09 и 34,05±0,42 г).
Выводы. Таким образом, у изученных образцов наибольшие различия по морфологическим, фотосин-тетическим показателям, а также по структуре урожая проявляются у видов А. зайУа и А. fatua. Для культурного вида А. эа^уа (сорт Воггиэ) характерна наименьшая продолжительность вегетационного периода, продуктивная и общая кустистость, облиственность растения, наибольшая зерновая продуктивность и репродуктивное усилие, коэффициент хозяйственного использования. Величины этих показателей тесно коррелируют (г=-0,87...0,94; г=0,71...0,87) с высокой ЧПФ. Можно предположить, что благоприятное сочетание числа зерновок и массы 1000 зерен позволяют более полно реализовать продуктивный потенциал растения.
Дикорастущий вид А. fatua отличается длительным и лабильным вегетационным периодом, большой общей и продуктивной кустистостью. Интенсивное накопление вегетативной массы отражается в наибольшей сырой массе растения, площади листовой поверхности и числе листьев. Следствие этого высокая биологическая продуктивность вида. Вместе с тем, его зерновая продуктивность, а именно доля пленчатого зерна в урожае надземной массы 3 раза ниже, чем у А. ва^а.
Виды А. вМдова и А. ЬугапИпа занимают промежуточное положение между этими формами.
намного выше, чем у остальных изученных образцов, а у формы A. fatua она оказалась наименьшей (6,37±0,52 г/м2 сутки).
Самая высокая зерновая продуктивность характерна для культурного вида A. sativa (табл. 3). Она оказалась в 2,1-2,5 раза больше, чем у остальных видов.
Литература.
1. Лоскутов И. Г. Овес (Avena L). Распространение, систематика, эволюция и селекционная ценность. - С.-Петербург: ГНЦ РФ ВИР, 2007. - 336 с.
2. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур / Гос. комис. по сортоиспытанию с. -х. культур. Вып. 2: Зерновые, крупяные, зернобобовые, кукуруза и кормовые культуры. - М.: Б. и., 1989. - 194 с.
3. Гавриленко В.Ф., Жигалова Т.В. Большой практикум по фотосинтезу. - М.: Академия, 2003. - 255 с.
4. Альдеров А.А., Магарамов Б.Г. Внутривидовое разнообразие и селекционная ценность культурных видов овса А. sativa L., A. byzantina С. Koch.no продолжительности вегетационного периода //Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук, 2005. - № 6. - С. 3-5.
5. Жученко А. А. Адаптивный потенциал культурных растений (эколого-генетические основы). - Кишинев: Штиица, 1988. - 767 с.
6. Кошкин Е.И., Гатаулина Г.Г., Дьяков А.Б. и др. Частная физиология полевых культур / Под. ред. Е.И.Кошкина. - М.: Колос, 2005. - 344с.
FORMATION OF PRODUCTIVITY OF SOME SPECIES OF THE GENUS AVENA IN THE VOLOGDA
REGION
N.A. Zejsler, E.Yu. Bahtenko, A.V. Platonov, T.G. Loskutov
Summary. The results of long-term researches of productivity of species of the genus Avena L. from the collection of VIR in the Vologda region are presented article. Distinctions of wild and cultivated species on crop structure, morphometric and photosynthetic parameters are revealed.
Key words: oat, species, productivity, crop structure, photosynthetic parameters, vegetation period.
32 --------------------------------------- ----------- Достижения науки и техники АПК, №05-2010
