Cортовые особенности анатомического строения стебля овса посевного (Avena sativa L.) и их использование в селекции (стр. 4 )

Сравнение индексов детерминации (η2, %), показало, что значимость сортовых различий и уровня азотного питания была выше влияния ретардантов. Влияние факторов «сорт + удобрения» на высоту растений составило 95,9%, а регуляторов роста – 2,9%. Слабое влияние ретарданты оказали на урожайность растений (η2 = 1,6%) (таблица 5).

Таблица 5 – Влияние сорта, удобрений и ретардантов на структуру растений и урожайность овса посевного в среднем за 2012–2014 гг.

Признак	Среднее значение признака	Индекс детерминации (η2, %)
сорт + удобрения	ретардант
Высота растений, см	97,3	95,9	2,9
Длина метелки, см	13,9	87,3	7,1
Число колосков в метелке, шт.	19,3	77,7	8,0
Масса зерна с одного растения, г	1,1	75,3	8,8
Урожайность, ц/га	42,2	90,2	1,6

Увеличение дозы азотного питания привело к увеличению высоты растений. При внесении дозы N60 высота Запавета увеличилась на 28%, Фристайла – на 12,6%, Вандроўнiка – на 13,2%. На уровне азотного питания N120 длина стебля увеличилась на 53,3%, 44,4%, и 38,8% соответственно по сравнению с вариантом без внесения азотных удобрений. На этих фонах влияние ретардантов оказалось более существенным.

Применение регуляторов роста оказывает влияние на степень развития хлоренхимы, диаметр стебля, толщину стенки соломины, развитие механических тканей, тем самым повышая устойчивость растений к полеганию. На фоне питания без азота применение ретардантов оказывает сильное влияние на параметры тяжей хлоренхимы, их тангентальный диаметр увеличился на 1,5–1,6 мкм, а радиальный на 2,6–6,2 мкм, толщина слоя склеренхимы увеличилась на 17,7–23,0 мкм, а число рядов клеток склеренхимы – на 1,5–2,3 шт. С увеличением дозы азотного питания степень влияния Мессидора на анатомическое строение стебля увеличивается по сравнению с Хлормекватхлоридом. На фоне N120 увеличиваются параметры склеренхимы (толщина слоя возрастает на 7,6–29,0 мкм, число рядов на 0,9–3,4 шт.) и хлоренхимы. Также происходит увеличение толщины стебля, толщина стенки стебля возросла на 45,5–228,4 мкм по сравнению с контролем.

При применении Мессидора на всех фонах азотного питания наблюдается увеличение размеров тяжей хлоренхимы. Так, у сорта Запавет на фоне N60 произошло увеличение тангентального диаметра тяжа на 21,1 мкм, а радиального на 38,6 мкм. Такая же динамика наблюдалась у Фристайла и Вандроўнiка. На развитие проводящих тканей подметелочного междоузлия большое влияние оказали генетические параметры изучаемых сортов и фон азотного питания.

Продуктивность посева в значительной мере определяется индексом листовой поверхности, а также длительностью функционирования листового аппарата. Повышение дозы азотных удобрений от N0 до N60 и N120 обеспечивало в фазу флагового листа увеличение индекса листовой поверхности от 3,52 до 5,97 и затем до 6,46 м2/м2. При этом фотосинтетический потенциал посева увеличился с 626 тыс. м2.дн./га (N0) до 1026,58 (N60) и 1141,44 (N120). В процессе онтогенеза эти показатели возрастали от фазы всходов до фазы флагового листа, а затем они снижались по мере завершения вегетации. Урожайность овса в значительной мере определяется индексом листовой поверхности (r=0,85) и фотосинтетическим потенциалом посева (r=0,92). Поэтому при проведении селекции на урожайность следует уделять внимание крупнолистным толстостебельным растениям.

В результате статистического анализа установлена корреляционная зависимость между анатомическим строением стебля и фотосинтетическими параметрами растений. Между показателями диаметр соломины, число тяжей хлоренхимы, число ПП пк. и ПП пар. и индексом листовой поверхности (ИЛП) наблюдалась средняя связь, коэффициент корреляции был равен 0,32; 0,47; 0,38; 0,35 соответственно. Такая же корреляционная зависимость этих анатомических признаков отмечалась и с площадью всех листьев на растении. Кроме того, наблюдалась средняя взаимосвязь фотосинтетического потенциала посева с числом тяжей хлоренхимы (r=0,43), тангентальным диаметрам тяжа хлоренхимы (r=0,39), числом ПП пк. (r=0,36), диаметром флоэмы ПП пк. (r=0,41), числом ПП пар. (r=0,30) и диаметром сосудов метаксилемы ПП пар. (r=0,44). Корреляция средней силы была между большинством анатомических признаков и площадью одного листа.

Продуктивность растений зависела от сорта и уровня азотного питания, в меньшей мере – от применения ретардантов. Исключением явился 2014 год, когда влияние фона минерального питания (η2=13,7 %) и применение ретардантов (η2=13,1 %) оказалось практически равноценным (таблица 6).

Таблица 6 – Дисперсионный анализ урожайности сортов овса посевного под влиянием ретардантов и удобрений, 2012–2014 гг.

Дисперсии	Сумма квадратов
2012	2013	2014
Общая	1546,4	2585,8	8803,7
Сорт	682,9	1044,7	5236,8
Фактор А (удобрение)	422,6	831,9	1212,3
Фактор Б (ретардант)	5,6	90,8	1153,1
η2 фактор А	27,3	32,2	13,7
η2 фактор Б	0,4	3,5	13,1
НСР0,05	5,1	5,3	11,2

Применение ретардантов на фонах N60 и N120 способствовало формированию более высоких урожаев. Применение Хлормекватхлорида увеличило урожайность Запавета на 8,6–8,7 ц/га; Фристайла на 6,7–10,0 ц/га; Вандроўнiка на 2,5–6,4 ц/га. Под влиянием Мессидора урожайность Запавета возросла на 7,1–16,1 ц/га; Фристайла на 6,4–12,8 ц/га; Вандроўнiка на 5,1 ц/га по сравнению с контролем.

При применении ретардантов на фоне без азота регуляторы роста оказывали угнетающее действие на растения, тем самым снизили их урожайность, за исключением применения Хлормекватхлорида на Фристайле, который повысил урожайность на 1,5 ц/га.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные научные результаты диссертации

1. Сорта изученной коллекции овса при значительном морфологическом сходстве побегов характеризовались изменчивостью численных и линейных признаков ассимиляционной паренхимы и тканей центрального цилиндра, степень развития которых в значительной мере определяется сортовыми особенностями и метамерной принадлежностью изучаемого междоузлия. Изученные сорта различались в подметелочном междоузлии толщиной стебля (2,7–4,1 мм) и его выполненностью (38,3–60,0%); числом проводящих пучков (28,5–49,0 шт.) и их параметрами; числом тяжей хлоренхимы (30,0–44,0 шт.), их размерами и формой; толщиной перифирического слоя склеренхимы и индексом её развития (0,092–0,203). Хорошим развитием анатомических структур стебля выделялись высокопродуктивные сорта Альф, Асiлак, Запавет, Юбиляр, Гоша, Белорусский голозерный. Полиморфизм анатомического строения стебля является основой для подбора родительских пар для гибридизации и проведения отбора ценных генотипов. [2, 3, 5, 12]

2. Высокая продуктивность сортов овса посевного отечественной и зарубежной селекции обеспечивалась разным сочетанием признаков макроструктуры побега и гистолого-анатомических признаков микроструктуры стебля. Большое число междоузлий было характерным для среднерослых сортов Асiлак и Юбиляр (4,2 шт.). Крупную метелку с большим числом колосков имели Альф (17,8 см / 63,3 шт.), Запавет (17,4/60,7), Стрелец (17,6/62,3), Юбиляр (16,5/57,0). Толстая стенка стебля в середине подметелочного междоузлия при большом диаметре стебля отмечалась у сортов Альф (599,6 мкм), Буг (596,0 мкм), Вандроўнiк (587,1 мкм). Большое количество проводящих пучков наблюдалось у сортов Асiлак (48,2 шт.), Белорусский голозерный (45,9 шт.), Гоша (49,0 шт.). Крупные пучки были характерны для сортов Альф (217,6 мкм), Асiлак (199,6 мкм) и Вандроўнiк. Эти же сорта имели большой диаметр сосудов метаксилемы. Большое число тяжей хлоренхимы имели сорта Дукат (44,0 шт.), Вандроўнiк (43,0 шт.), Запавет (42,0 шт.). Широкие тяжи хлоренхимы имели Асiлак (122,5 мкм), STH-815 (127,7 мкм) и Запавет (92,5 мкм). Широкий периферический слой склеренхимы имели устойчивые к полеганию сорта Дукат, Золак, Стралец, Факс, Юбиляр, Белорусский голозерный, Гоша и Крепыш. Высокая устойчивость к полеганию сортов Flamingskurz и STH-815 была связана с их низкорослостью и большой выполненностью соломины.

Из этих данных следует, что при подборе родительских пар для гибридизации следует учитывать не только признаки габитуса растений, но и их микроструктуру. [2, 5, 9, 12]

3. Степень развития гистолого-анатомических признаков стебля овса зависит не только от сортовых особенностей растений, но и от метамерной принадлежности изучаемого междоузлия. Поэтому для получения селекционно ценной информации о гистолого-анатомических особенностях стебля большое значение имеет выбор междоузлия для проведения исследований.

Полученные результаты выявили преимущества использования подметелочного междоузлия:

– размеры метелки имеют более тесную корреляционную связь с размерами подметелочного междоузлия (EN1), чем с размерами нижерасположенных междоузлий (EN2 – EN4);

– проводящие пучки подметелочного междоузлия непосредственно связаны с проводящими тканями метелки и обеспечивают трофическую и гормональную связь метелки с другими органами растения;

– в подметелочном междоузлии лучше развита ассимиляционная паренхима, участвующая в продуктивном процессе. В других междоузлиях, закрытых листовыми влагалищами, хлоренхима развита слабо;