Email this article Growing season and productivity of covered oats
- Authors: Krotova N.V.1, Batalova G.A.1, Changzhong R.2, Zhuravleva G.P.1
-
Affiliations:
- Federal Agricultural Scientific Center of North-East
- Baicheng Academy of Agricultural Sciences
- Issue: No 5 (2019)
- Pages: 7-10
- Section: Plant growing
- URL: https://journals.eco-vector.com/2500-2627/article/view/16519
- DOI: https://doi.org/10.31857/S2500-2627201957-10
- ID: 16519
Cite item
Full Text
Abstract
Under conditions of the Volga-Vyatka region, which is characterized with the short cool growing season with unstable mode of moistening, 136 acces-sions of covered oats are studied in 2016-2018 on duration of growing sea-son and productivity for the purpose of specification of their classification by precocity, selection of sources for use in breeding on adaptability. Groups of genotypes are determined by precocity: early - the growing season is 65 - 80 days, mid-season – 74-88 days, middle-late - 79-93 days, late-ripening – 80-103 days. It is established that duration of period «seedlings - wax ripeness» is stable in these groups; correlation coefficients in pairs between 2016, 2017 and 2018 years of researches were significant positive (r = 0.60-0.87). The index of productivity was less stable; the dependence of productivity on the growing season varied from weak to average significant (r = 0.25-0.45). The mid-season sources are selected forming stable productivity regardless of a condition of agro-climatic resources: k-3624 II-4032-15C-8C-1C-OC, k-3717 CEV/OBS/PAR, and k-3754 AGA/ESM/SAI//CHI/OBS
Keywords
Full Text
Овес – культура многоцелевого использования, имеет высокое качество зерна и кормовой массы. Использование продуктов из овса актуально для укрепления здоровья человека, они служат профилактическим средством при ряде заболеваний [1-3]. С учетом сбалансированного по аминокислотному составу белка и высокого содержания масла в зерне овес имеет преимущества перед пшеницей и ячменем для использования на корм скоту и птице [4].
На урожайность и качество зерна овса значительно влияют метеорологические факторы, которые лимитируют возможность выращивания культуры и сорта в конкретном регионе. Период вегетации – важнейшее биологическое свойство, его продолжительность определяют генетические особенности сорта и условия окружающей среды [5]. Генотипы с более продолжительным периодом вегетации потенциально более урожайны [6]. Скороспелые формы формируют преимущественно меньшую вегетативную массу, продуктивность метелки и урожайность [7].
Известно, что урожайность – это результат сложного взаимодействия генотип – среда, она определяет конкурентные преимущества сорта и его пригодность для использования в производстве [8, 9]. Важен не только абсолютный уровень урожайности, но и его стабильность вне зависимости от агроклиматических ресурсов и продолжительности периода вегетации. Это указывает на актуальность селекции сортов овса на основе изучения генофонда культуры с учетом особенностей периода вегетации.
Цель настоящей работы состояла в изучении сортообразцов пленчатого овса по продолжительности периода вегетации и урожайности для уточнения их классификации по скороспелости, выделения источников для селекции на адаптивность.
Методика. Исследования проведены в 2016-2018 гг. в Федеральном аграрном научном центре Северо-Востока имени Н.В. Рудницкого (ФАНЦ Северо-Востока) на дерново-подзолистых среднесуглинистых почвах. Предшественник – чистый пар, площадь делянки составляла 1 м2, повторность – 3-кратная. Материал для исследований представлен 136 образцами пленчатого овса ярового и зимующего из генофонда Федерального научного центра Всероссийского научно-исследовательского института растениеводства имени Н.И. Вавилова, селекционных центров РФ и зарубежья. Наблюдения, оценки и учеты проведены в соответствии с "Методическими указаниями…" [10], "Международным классификатором…"[11]; статистическая обработка данных – с использованием пакета прикладных программ AGROS 2.07 и табличного процессора Microsoft Office Excel 2007.
Результаты и обсуждение. По продолжительности периода вегетации в роде Avena L. наблюдаются большие внутри- и межвидовые различия, как и большое разнообразие среди форм и сортов [12]. В среднем в 2016 г. период всходы – восковая спелость был самым коротким – 76 дней (табл. 1) и варьировал от 65 дней у образцов к-3635 II-4091-15C-8C-1C-OC, к- 3636 II-4086-15C-8C-1C-OC, к-3780 II-4094-15C-8C-1C-OC, к-3783 II-4103-15C-8C-1C-OC (Мексика) до 93 дней у образца зимующего овса к-4096 Гузерипль (Россия). Зимующий овес при яровом севе способен формировать в условиях Волго-Вятского региона продуктивную метелку. При этом у него сильно растягивается период от всходов до созревания, а при осеннем посеве в условиях суровой зимы выживаемость зимующего овса крайне низкая или он гибнет. Созреванию зимующих образцов способствовала теплая и сухая погода в первой половине вегетации (май – июнь) и жаркая во второй половине вегетации (июль), когда был налив зерна.
Табл. 1. Распределение сортообразцов овса пленчатого по периоду вегетации всходы – восковая спелость
Группа спе- лости | 2016 г. | 2017 г. | 2018 г. | |||
сред-нее | варьирование | среднее | варьирование | среднее | варьирование | |
дней | ||||||
Раннеспелые | 69 | 65 - 73 | 76 | 72 - 80 | 71 | 69 - 73 |
Среднеспелые | 76 | 74 - 78 | 84 | 81 - 88 | 76 | 74 - 79 |
Среднепоздние | 80 | 79 - 81 | 91 | 89 - 93 | 82 | 80 - 85 |
Позднеспелые | 89 | 80 - 93 | 100 | 95 - 103 | 91 | 81 - 95 |
Коэффициент вариации, служащий показателем относительной степени варьирования значений признака у образцов пленчатого овса для периода всходы – восковая спелость, был незначительный (Сv= 6,88 %) [13]. Принято считать, что при коэффициенте вариации меньше 10% степень рассеивания данных незначительна, от 10 до 20 % – средняя, больше 20 и меньше или равно 33% – значительная; до 33% совокупность считают однородной, больше 33% – неоднородной.
Наиболее продолжительный период вегетации изученных образцов пленчатого овса наблюдали в 2017 г. Он составил в среднем 85 дней: от 72 у образца к-3630 II-4076-15C-8C-1C-OC (Мексика) до 103 у к-4098 Мезмай (Россия). Коэффициент вариации признака был незначительный (Сv= 6,36 %). На продолжительность вегетации коллекционных образцов влияли обилие осадков и невысокие среднесуточные температуры воздуха в период вегетации.
Варьирование периода вегетации генотипов овса в 2018 г. составило 4,93 %. Неустойчивая по температуре с осадками выше нормы погода мая и июня способствовала затягиванию продолжительности периода всходы – выметывание, но теплый и даже жаркий июль сократил период формирования и налива зерна. В среднем по образцам период всходы – восковая спелость составил 77 дней: от 69 у к-3577 II-4115-15C-8C-1C-OC (Мексика) до 95 у зимующих образцов к-4098 Мезмай и к-4096 Гузерипль (Россия).
Коллекция овса пленчатого в 2016-2018 гг. была представлена в основном образцами среднеспелой группы, доля которых составила 66,9 %, самой малочисленной была позднеспелая группа – 3% (рис ).
Распределение образцов овса пленчатого по группам спелости.
В соответствии с Международным классификатором СЭВ рода Avena L. и с учетом продолжительности вегетационного периода районированного стандарта – среднеспелого сорта Кречет (Россия) уточнена классификация пленчатого овса по скороспелости для условий Волго-Вятского региона: ранние (65-80 дней), среднеспелые (74-88 дней), среднепоздние (79-93 дня), позднеспелые (80-103 дня) (табл. 2).
Табл. 2. Характеристика сортообразцов овса пленчатого по скороспелости, 2016-2018 гг.
Группа спелости | Период вегетации, дни | Количество образцов, шт. | % к общему числу | |
среднее | варьирование | |||
Раннеспелые | 72 | 65-80 | 26 | 19,1 |
Среднеспелые | 79 | 74-88 | 91 | 66,9 |
Среднепоздние | 84 | 79-93 | 15 | 11,0 |
Позднеспелые | 93 | 80-103 | 4 | 3,0 |
Всего | 136 | 100 | ||
При разбивке сортообразцов на группы спелости определено влияние периода вегетации на урожайность. В группе среднепоздних генотипов в условиях 2017 г. отмечено слабое отрицательное влияние периода всходы – восковая спелость на формирование урожайности (r=-0,32), тогда как в 2018 г. связь признаков была средняя существенная (r=0,41). Для позднеспелых образцов установлено слабое влияние условий вегетации (r=-0,31-0,24). Достоверная слабая зависимость урожайности от периода вегетации 2016 и 2018 гг. выявлена для среднеспелых генотипов (r=0,21 и r=0,23 соответственно).
При статистической обработке одноименных показателей, полученных в годы исследований, для коллекционных образцов определены по признаку всходы – восковая спелость в парах между 2016, 2017 и 2018 гг. исследований значимые положительные коэффициенты корреляции (r=0,60-0,87). Следовательно, данный признак можно считать стабильным. Показатель урожайности был менее стабилен, зависимость в парах 2016-2017 гг. и 2016-2018 гг. оказалась слабой (r=0,35±0,08) и существенной средней для пары 2017-2018 гг. (r = 0,57±0,07).
Установлена слабая и средняя существенная корреляционная зависимость урожайности от продолжительности периода всходы – восковая спелость (2016 г. – r=0,35±0,08; r=0,25±0,08; r=0,45±0,08). Рядом исследователей [14-16] отмечена прямая зависимость величины урожая зерна и зеленой массы от продолжительности периода вегетации, температуры и осадков.
Коэффициент вариации урожайности раннеспелых образцов изменялся от незначительного уровня до очень высокого (Сv=3,1-40,3 %). Наименьшее влияние условий произрастания на урожайность наблюдали у сортообразцов из Мексики: к-3644 II-4110-15C-8C-1C-OC и к-3681 II-4101-15C-8C-1C-OC (табл. 3). Однако урожайность этих генотипов была существенно ниже, чем у стандарта Кречет (392-443 г/м2). Так, образец Скороспелый 1 (Россия) уступил ему по урожайности на 260 г/м2.
Табл. 3. Стабильные по признаку «урожайность» генотипы овса пленчатого
Каталог | Название | Урожайность, г/м2 | Коэффициент вариации (Сv, %) | ||
2016 г. | 2017 г. | 2018 г. | |||
Раннеспелые | |||||
к-3644* | II-4110-15C-8C-1C-OC | 233 | 248 | 244 | 3,1 |
к-3681* | II-4101-15C-8C-1C-OC | 244 | 273 | 282 | 7,4 |
Среднеспелые | |||||
к-3122* | 100433-1 | 356 | 350 | 321 | 5,5 |
к-3252* | II-3939-15C-8C-1C-OC | 233 | 261 | 263 | 6,6 |
к-3624* | II-4032-15C-8C-1C-OC | 422 | 384 | 404 | 4,7 |
к-3717* | CEV/OBS/PAR | 456 | 400 | 418 | 6,7 |
к-3754* | AGA/ESM/SAI//CHI/OBS | 400 | 428 | 394 | 4,5 |
к-3755* | CHI/AGA/ESM | 389 | 408 | 366 | 5,4 |
к-3875* | CHI/JAD//OBS/ESM | 389 | 414 | 408 | 3,2 |
15283** | ШАНСОН | 322 | 339 | 340 | 3,0 |
Среднепоздние | |||||
15278** | 23h2201 | 156 | 478 | 452 | 49,4 |
к-4102* | Bay 17 | 178 | 237 | 502 | 56,5 |
Позднеспелые | |||||
к-4099* | Оштен | 328 | 389 | 126 | 49,0 |
к-4098* | Мезмай | 182 | 456 | 313 | 43,2 |
* Номер по каталогу поступлений отдела овса. ** Номер по каталогу ВИР. | |||||
При оценке среднеспелых образцов установлен высокий уровень варьирования признака (Сv=3,0-70,5 %). Стабильная урожайность отмечена у образцов к-3122, к-3252, к-3624 (Мексика), 15283 Шансон (Россия) и других. Существенно превысил по урожайности (501 г/м2) сорт-стандарт среднеспелый образец 15330 КСИ 590/05 (Россия), урожайность на уровне стандарта имели образцы данной группы спелости к-3862 AGA/SAI/CHI из Мексики (460 г/м2) и 15287 EARN из Великобритании (436 г/м2).
Среднепоздние генотипы пленчатого овса под влиянием условий окружающей среды сформировали урожайность от 156 г у образца 15278 23h2201 (Россия) в 2016 г. до 502 г у образца к-4102 Bay 17 (Китай) в 2018 г. Коэффициент вариации составил 11,7-61,4 % для отдельных образцов и 31,3 % в среднем для группы Для позднеспелых генотипов отмечена высокая зависимость урожайности от погодных условий. Коэффициент вариации составил 23,3-49,0 %.
Таким образом, определены группы сортообразцов овса пленчатого по продолжительности периода от всходов до созревания: раннеспелые (65-80 дней), среднеспелые (74-88 дней), среднепоздние (79-93 дня), позднеспелые (80-103 дня). Эту классификацию можно применять к условиям Волго-Вятского региона в селекции и государственном сортоиспытании пленчатого овса. Для использования в селекции выделены среднеспелые источники, формирующие стабильную урожайность вне зависимости от состояния агроклиматических ресурсов: к-3624, к-3717, к-3754 (Мексика). Актуальны для включения в селекционные схемы генотипы с урожайностью выше и на уровне стандарта: 15330 КСИ 590/05 (Россия), к-3862 AGA/SAI/CHI (Мексика), 15287 EARN (Великобритания).
About the authors
N. V. Krotova
Federal Agricultural Scientific Center of North-East
Email: g.batalova@mail.ru
candidate of agricultural sciences
Russian Federation, KirovG. A. Batalova
Federal Agricultural Scientific Center of North-East
Author for correspondence.
Email: g.batalova@mail.ru
academician of RAS
Russian Federation, KirovRen Changzhong
Baicheng Academy of Agricultural Sciences
Email: renchangzhong@163.com
foreign member of RAS
China, Baicheng, JilinG. P. Zhuravleva
Federal Agricultural Scientific Center of North-East
Email: g.batalova@mail.ru
Russian Federation, Kirov
References
- Nwachukwu I.D., Devassy J.G., Aluko R.E., Jones P.J.H. Cholesterol-lowering properties of oat β-glucan and the promotion of cardiovascular health: did Health Canada make the right call? // Applied Physiology, Nutrition, and Metabolism. – 2015. – 40. – P. 535–542.
- Schuster J., Beninca G., Vitorazzi R., Bosco S.M.D. Effects of oats on lipid profile, insulin resistance and weight loss // Nutrición Hospitalaria. – 2015. – 32. – P. 2111–2116.
- Thies F., Masson L.F., Boffetta P., Kris-Etherton P. Oats and CVD risk markers: a systematic literature review // British Journal of Nutrition. – 2014. – 112. – P. 19–30.
- Gorash A., Armoniene R., Mitchell Fetch J., Liatukas Ž., Danyte V. Aspects in oat breeding: nutrition quality, nakedness and disease resistance, challenges and perspectives // Annals of Applied Biology. – 2017. – 171(3). – P. 543. doi: 10.1111/aab.12375. https://www.researchgate.net/profile/Andrii_Gorash.
- Saïdou A-A., Thuillet A-C., Couderc M., Mariac C. Vigouroux Y. Association studies including genotype by environment interactions—prospects and limits // BMC Genet. – 2014. – 15. – 3. http://www.biomedcentral.com/1471-2156/15/3.
- Dwivedi S.L., Sahrawat K.L., Upadhyaya H.D., Ortiz R. Food, nutri-tion and agrobiodiversity under global climate change // Adv Agron.– 2013. – 120. – P. 1–128.
- Смирнова Л. О. Генетическое разнообразие овса по фотопериодической чувствительности и скороспелости: автореф. дис. канд. биол. наук / Л. О. Смирнова. – С.-Пб., 2011. – С. 20.
- Исачкова, О. А., Ганичев Б.Л. Источники хозяйственно ценных признаков и их комплекса для селекции голозерного овса в Западной Сибири // Международный научно-исследовательский журнал.– 2013. – №1 (230) .– С. 127-131.
- Pereira H.S., Alvares R.C., Silva F.C., Faria L.C., Melo L.C. Genetic, environmental and genotype x environment interaction effects on the common bean grain yield and commercial quality // Semina: Ciencias Agrarias, Londrina. – 2017. – V. 38. – №3.– P. 1241-1250.
- Методические указания по изучению мировой коллекции ячменя и овса. – С-Пб., 2012. – 64 с.
- Международный классификатор СЭВ рода Avena L. – Л., 1984. – 41 с.
- Культурная флора. Овес. 2-е изд. / Н.А. Родионова, В.Н. Солдатов, В.Е. Мережко, Н.П. Ярош, В.Д. Кобылянский – М. Колос. – 1994. –Т.2. – Ч.3. – С. 367.
- Крамер Г. Математические методы статистики. – М.: Мир, 1975. – 848 с.
- Li Y.N., Zhang J.H. The influence of winter-spring’s air temperature change on grassland productivity in Haibei at Qilian Mountain. Plateau Meteorology. – 1998. – 17 (4). – P. 443-446.
- Long R.J., Zhang D.G., Wang X., Hu Z.Z., Dong S.K. Effect of strategic feed supplementation on productive and reproductive performance in yak cows. – 1999. – Prev. Vet. Med. 38. – P. 195-206.
- Xiangfeng Zhang, Shikui Dong, Xujiang Yun, Zizhi Hu Variation of productivity and nutritive values of oat (Avena sativa) with geographical loca-tions in Gansu Province of Northwest China under irrigation and fertilization conditions // African Journal of Biotechnology. – 2007. – V. 6(5). – P. 553-560.
Supplementary files
There are no supplementary files to display.
