Модель сорта пленчатого овса для алюмокислых почв северо-востока европейской части России
Автор: Баталова Г.А., Лисицын Е.М.
Журнал: Известия Коми научного центра УрО РАН @izvestia-komisc
Рубрика: Научные статьи
Статья в выпуске: 7 (73), 2024 года.
Бесплатный доступ
В полевых условиях 2015-2021 гг. были оценены и проанализированы количественные характеристики роста и развития растений овса пленчатого (Avena sativa L.) с целью модификации модели сорта овса для условий алюмокислых дерново-подзолистых почв. Опыты проведены на двух почвенных фонах: нейтральном (рН 6,4, без подвижного алюминия) и алюмокислом (рН 3,93-4,05, с содержанием подвижного алюминия около 13 мг/100 г почвы). Показано значительное разнообразие реакций коллекционного и селекционного материалов овса на условия выращивания по степени развития элементов структуры продуктивности растений, размерам листовой поверхности и содержанию зеленых (хлорофиллы) и желтых (каротиноиды) пигсентов флаговых листьев. На алюмокислых почвах выделены образцы овса пленчатого с пониженным относительно контроля (сорт Аргамак) уровнем депрессии площади флагового листа: селекционные номера И-4595 (48,6 %), И-4592 (51,0 %), 2h09 (62,5 %) и др. В условиях нейтрального почвенного фона среднее содержание пигментов во флаговых листьях пленчатого овса составило 13,54; 8,23 и 3,49 мг/г сухой массы для хлорофиллов а, b и каротиноидов соответственно. При изменении почвенных условий эти средние величины снизились до уровня 7,74; 3,86 и 2,81 мг/г сухой массы. В наименьшей степени депрессия содержания хлорофилла а на кислой почве коснулась таких селекционных образцов, как к-3752 (19,4 %), И-4815 (24,4 %), а у образца И-4388 отмечен стимулирующий эффект - содержание пигмента выросло на 6,9 %. Изменение содержания хлорофилла b было наименьшим для образцов И-4592 (снижение - на 28,9 %), И-4815 (на 33,9), И-3752 (на 35,0 %). В результате проведенной работы выделены генотипы пленчатого овса, превышающие на 10-15 % урожайность стандартных сортов при выращивании в стрессовых почвенных условиях. На основе полученных данных предложена модель сорта пленчатого овса для условий алюмокислых почв.
Avena sativa l, дерново-подзолистая почва, структура продуктивности, хлорофилл, каротиноиды, площадь листа, урожайность
Короткий адрес: https://sciup.org/149146776
IDR: 149146776 | УДК: 575+631.52+633.13 | DOI: 10.19110/1994-5655-2024-7-10-18
Model of Avena sativa L. cultivar for aluminum acid soils of the European north-east of Russia
In the field conditions of 2015-2021, we evaluated and analysed quantitative growth and development characteristics of oat plants (Avena sativa L.) to modify the model of oat cultivar for conditions of aluminum acid sod-podzolic soils. The experiments were carried out in two soil backgrounds: neutral (pH 6.4, without mobile aluminum) and aluminum acid (pH 3.93-4.05 with a mobile aluminum content of about 13 mg/100 g of soil). There exist significant differences in reactions of the collection and breeding oat material to growing conditions by the development of yield structure elements, leaf surface size, and content of green (chlorophylls) and yellow (carotenoids) pigments in flag leaves. The samples of covered oats in aluminum acid soils with a lower (relatively to the control (Argamak cultivar)) level of flag leaf area depression were identified. They were the breeding samples И-4595 (48.6 %), И-4592 (51.0 %), 2h09 (62.5 %) and others. Under neutral soil conditions, the average pigment content in flag leaves of covered oats was 13.54; 8.23 and 3.49 mg/g dry weight for chlorophylls a, b and carotenoids, respectively. When soil conditions changed, these averages decreased to a level of 7.74; 3.86 and 2.81 mg/g dry weight. The chlorophyll a content depression in acid soil was least expressed in the following breeding samples as к-3752 (19.4 %), И-4815 (24.4 %). The sample И-4388 demonstrated a reverse effect - its pigment content increased by 6.9 %. The change in chlorophyll b content was relatively low for the breeding samples И-4592 (decrease by 28.9 %), И-4815 (by 33.9 %), and И-3752 (by 35.0 %). By the study results, we identified the genotypes of covered oats that exceeded the yield of standard cultivar by 10-15 % when grown in stress soil conditions. Based on the obtained data, we proposed a model of the covered oat cultivar for aluminum acid.
Список литературы Модель сорта пленчатого овса для алюмокислых почв северо-востока европейской части России
- Щенникова, И. Н. Модели сортов ярового ячменя для условий Волго-Вятского региона / И. Н. Щенникова // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. – 2015. – № 6 (49). – С. 9–13.
- Коряковцева, Л. А. Обоснование параметров модели высокоурожайного сорта яровой мягкой пшеницы для условий Нечерноземной зоны России / Л. А. Коряковцева, Л. В. Волкова // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. – 2014. – № 6 (43). – С. 13–18.
- Баталова, Г. А. Овес. Технология возделывания и селекция / Г. А. Баталова. – Киров: НИИСХ Северо-Востока, 2000. – 206 с.
- Batalova, G. A. Breeding of grain crops in extreme climatic conditions / G. A. Batalova, I. N. Shchennikova, E. M. Lisitsyn // In: Temperate Crop Science and Breeding: Ecological and Genetic Studies. – Waretown, NJ: Apple Academic Press, 2016. – P. 3–16.
- Croft, H. Leaf pigment content / H. Croft, J. M. Chen // Reference Module in Earth Systems and Environmental Sciences. – Oxford: Elsevier Inc., 2016. – P. 1–22.
- Chen, M. Chlorophyll modifications and their spectral extension in oxygenic photosynthesis / M. Chen // Annual Review of Biochemistry. – 2014. – Vol. 83. – P. 317–340.
- Racz, I. The influence of flag leaf removal and its characteristics on main yield components and yield quality indices on wheat / I. Racz, D. Hirişcău, I. Berindean, R. Kadar, E. Muntean [et al.] // Agronomy. – 2022. – Vol. 12. – ID 2545.
- Niroula, A. Profile of chlorophylls and carotenoids of wheat (Triticum aestivum L.) and barley (Hordeum vulgare L.) microgreens / A. Niroula, S. Khatri, R. Timilsina, D. Khadka, A. Khadka [et al.] // J Food Sci Technol. – 2019. – Vol. 56 (5). – P. 2758–2763.
- Tian, H. Responses of photosynthetic characteristics of oat flag leaf and spike to drought stress / H. Tian, Q. Zhou, W. Liu, J. Zhang, Y. Chen [et al.] // Front. Plant Sci. – 2022. – Vol. 13. – ID 917528.
- Тарасенко, С. Пигментный состав сортов мягкой озимой пшеницы / С. Тарасенко, Е. Живлюк // Наука и инновации. – 2009. – № 7 (77). – С. 25–28.
- Li, X. Chlorophyll fluorescence observed by OCO-2 is strongly related to gross primary productivity estimated from flux towers in temperate forests / X. Li, J. Xiao, B. He // Remote Sensing of Environment. - 2018. - Vol. 204. - P. 659–671.
- Gorash, A. Aspects in oat breeding: nutrition quality, nakedness and disease resistance, challenges and perspectives / A. Gorash, R. Armoniene, J. Mitchell Fetch, Ž. Liatukas, V. Danyte // Annals of Applied Biology. – 2017. – Vol. 171 (3). – P. 543.
- Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. – Москва, 1985. – Вып. 1. – 270 с.
- Lichtenthaler, H. K. Chlorophylls and carotenoids: Measurement and characterization by UV-VIS spectroscopy / H. K. Lichtenthaler, C. Buschmann // Current Protocols in Food Analytical Chemistry (CPFA). – New York: John Wiley and Sons, 2001. – F4.3.1–F4.3.8.
- Русакова, И. И. Источники хозяйственно ценных признаков для селекции овса пленчатого / И. И. Русакова, Г. А. Баталова, Ю. Е. Ведерников [и др.] // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. – 2016. – № 5 (54). – С. 4–9.
- Gaju, O. Leaf photosynthesis and associations with grain yield, biomass and nitrogenuse efficiency in landraces, synthetic-derived lines and cultivars in wheat / O. Gaju, J. DeSilva, P. Carvalho, M.J. Hawkesford, S. Griffiths [et al.] // Field Crops Research. - 2016. – Vol. 193. - P. 1–15.
- Roy, C. Association of leaf chlorophyll content with the stay-green trait and grain yield in wheat grown under heat stress conditions / C. Roy, T. Chattopadhyay, R. D. Ranjan, W. Ul Hasan, A. Kumar [et al.] // Czech J. Genet. Plant Breed. - 2021. – Vol. 57. – P. 140-148.
- Гурова, Т. А. Спектральные характеристики сортов пшеницы при биотическом стрессе / Т. А. Гурова, Д. Н. Клименко, О. С. Луговская [и др.] // Достижения науки и техники АПК. - 2019. – Т. 33, № 10. – С. 71–75.
- Din, M. Estimation of dynamic canopy variables using hyperspectral derived vegetation indices under varying N rates at diverse phenological stages of rice / M. Din, J. Ming, S. Hussain, S. T. Ata-Ul-Karim, M. Rashid [et al.] // Front. Plant Sci. - 2019. - Vol. 9. - № 1883.
- Щенникова, И. Н. Приемы возделывания многорядного ячменя в Волго-Вятском регионе / И. Н. Щенникова, Н. Н. Назарова, Е. М. Лисицын // Земледелие. – 2011. – № 6. – С. 20–22.
- Batalova, G. A. Correlation analysis of the parameters of oats assimilation apparatus and productivity elements / G. A. Batalova, E. M. Lisitsyn // Nexo Revista Cientifica. - 2021. - Vol. 34. - № 1. - P. 379-389.
- Софронова, В. Е. Фонд зеленых и желтых пигментов у ярового овса, культивируемого для получения крио-корма в условиях Центральной Якутии / В. Е. Софронова, В. А. Чепалов, К. А. Петров [и др.] // Аграрный вестник Урала. – 2019. – № 4 (183). – С. 72–77.
- Rahman, M. A. Correlation analysis of flag leaf with yield in several rice cultivars / M. A. Rahman, M. E. Haque, B. Sikdar, M. A. Islam, M. N. Matin // J. Life Earth Sci. - 2014. – № 8. – P. 49-54.
- Verma, D. Study of leaf area index and leaf area duration of growth analytical parameters in wheat, barley, and oat / D. Verma, A. S. Gontia, A. Jha, A. Deshmukh // International Journal of Agriculture, Environment and Biotechnology. - 2016. - Vol. 9 (5). – P. 837-831.
- Towfiq, S.I. Response of grain yield and its components to organic matter and removal of some photosynthetic organs of durum wheat (Triticum aestivum L.) in two years of Sulaimani-Iraq region / S. I. Towfiq, S. H. Abdulqader, K. R. Ahmad, S. J. Hama // Int. J. Plant Anim. Environ. Sci. – 2015. – № 5. – P. 134–140.
- Ma, J. Combining protein content and grain yield by genetic dissection in bread wheat under low-input management / J. Ma, Y. Xiao, L. Hou, Y. He // Foods. – 2021. – Vol. 10 (5). – ID 1058.
- Liu, X. Physiological response of flag leaf and yield formation of winter wheat under different spring restrictive irrigation regimes in the Haihe Plain, China / X. Liu, B. Yin, Z. Hu, X. Bao, Y. Wang [et al.] // J. Integr. Agric. – 2021. – Vol. 20. – P. 2343–2359.
- Софронова, В. Е. Функциональное состояние ФС II в листьях ярового овса при снижении температуры в осенний период / В. Е. Софронова, В. А. Чепалов, О. В. Дымова [и др.] // Физиология растений. – 2020. – Т. 67, № 4. – С. 417–427.
