Устойчивость образцов овса к солевому стрессу

БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ

УДК 633.13:631.52

УСТОЙЧИВОСТЬ ОБРАЗЦОВ ОВСА К СОЛЕВОМУ СТРЕССУ

Ахадова Э.Т., младший научный сотрудник, Баташева Б.А., доктор биологических наук, Филиал Дагестанская опытная станция ФГБНУ ФИЦ ВИР.

Куркиев К.У., доктор биологических наук. Филиал Дагестанская опытная станция ФГБНУ ФИЦ ВИР 2НОУ ВПО «Социально-педагогический институт» г. Дербент

Аннотация. Изучена устойчивость овса к солевому стрессу. В исследования включены 48 образцов культуры разного эколого-геграфического происхождения. Дана сравнительная оценка проростковой и взрослой соле-устойчивости. Выделены источники, рекомендуемые для включения в селекционные программы.

Ключевые слова: овес, солеустойчивость, источники.

Abstract. We studied the resistance of oats to salt stress. In the study included 48 samples of culture of different eco-geographic origin. Comparative assessment prorostcovo and adult salt tolerance. The sources recommended for inclusion in selection programs are allocated.

Keywords: oats, salt tolerance, sources.

Введение. Засоление почв наносит большой ущерб народному хозяйству, так как оно резко снижает урожайность растений и качество сельскохозяйственной продукции. Изучение устойчивости с/х культур к солевому стрессу особенно важно для условий республики Дагестан, где под солончаками занято около 486 тыс. га земли.

Исследование солеустойчивости образцов овса из мирового генофонда - актуально.

Овес обладает целым спектром физиологических признаков, которые позволяют ему произрастать в контрастных условиях. Важнейшие районы происхождения и разнообразия всего рода находятся преимущественно в

аридных зонах с недостаточным увлажнением; разной степенью засоления и кислотности почвы, а иногда и пониженных температур при подъеме в горные области. Засухо -, холодо-, солеустойчивость и сопряженные с ними признаки являются характерными для многих видов овса.

Повышение устойчивости создаваемых сортов к неблагоприятным абиотическим факторам значительно повышает общую адаптивность важнейших сельскохозяйственных культур [5,15].

Неблагоприятные эдафические условия являются одним из лимитирующих факторов внешней среды. Они влияют на поступление основных элементов питания в растение [14], на продолжительность прохождения отдельных фаз развития и вегетационного периода, на отдельные элементы продуктивности и, в конечном счете, на общую продуктивность растений [9,12].

Культурный овес менее требователен к почве, чем пшеница и ячмень, и может расти на супесчаных, глинистых и торфянистых почвах. Посевной овес лучше других зерновых культур переносит повышенную кислотность, а сорта культурного вида A.byzantina могут произрастать в засушливых условиях и на засоленных почвах [4,6,7]. Средиземноморские культурные овсы -A.byzantina и отдельные формы песчаного овса A.strigosa отличаются хорошей выносливостью к засолению почвы[1].

Несмотря на значительное разнообразие по солеустойчивости внутри основных солеустойчивых культур, значение признака достоверно снижается от пшеницы через ячмень к овсу посевному. Оценка большой выборки образцов культурных растений и их диких родичей позволяет выделение перспективных форм[9].

Солонцеватые почвы для овса малопригодны. Засоленность почвы лучше переносят сорта византийского овса.

Меньшую требовательность овса к почвам можно объяснить, прежде всего, хорошим развитием его корневой системы. Корни овса проникают в

пахотный слой глубже, чем корни яровой пшеницы, и обладают большей усваивающей способностью [7].

Изучение влияния почвенных факторов на растение проводится с использованием различных методик[2,8,10]. Для выделения устойчивых форм используют модельные опыты в водной культуре, которая позволяет быстро оценить материал на стадии проростков [11,13].

Материалы и методы. Работа проведена на Дагестанской опытной станции ВИР в 2010-2015 гг. В лабораторных условиях оценка проростко-вой солеустойчивости осуществлена по методике ВИР [8]. Выборка включала 48 образцов овса из мирового генофонда разного эколого-географического происхождения.

В основу метода определения солеустойчивости растений по прорастанию семян в солевых растворах положен стандартный метод определения всхожести, в котором наряду с проращиванием семян на дистиллированной воде вводятся варианты параллельного проращивания их на солевых растворах.

Семена овса проращивали в чашках Петри на фильтровальной бумаге, смоченной дистиллированной водой в термостате при 23оС в течение 3 суток. В каждой чашке помещалось по 50 семян одного образца. Через 3 суток проростки пересаживали на рулоны фильтровальной бумаги, предварительно смоченные в воде («контроль») и в приготовленных растворах соли («опыт») по 10-15 штук, на одинаковом расстоянии друг от друга (1 см). Рулоны переносили на растворы хлористого натрия двух концентраций 5 и 7 атм. 0,70 и 0,98%, соответственно. Контрольный вариант - вода. Через 7 суток проводили измерения. Определяли длину и сырую массу ростков и корешков.

Статистическую обработку результатов исследования проводили по Б.Д. Доспехову [2].

Результаты и обсуждение. В данной работе исследовали влияние двух концентраций хлоридного засоления (№0) на рост и развитие расте-

ний овса. В качестве основного критерия солеустойчивости использовали относительную длину ростка.

Выявлена широкая изменчивость признака. Величина критерия при концентрации КаС1- 0,70% (5 ат) варьировала в пределах 12,6... 92,0 %.В варианте 0,98% (7 ат) минимальное значение показателя составляет 12,8; максимальное - 92,7 %. По величине показателя сорта овса распределяли в три класса (табл. 1): слабоустойчивые (0-25%), среднеустойчивые (25-50%) и высокоустойчивые (более 50%).

Таблица 1. Распределение образцов овса по солеустойчивости. Дербент, 2015г.

Изучено образцов, шт Устойчивость, %

слабоустойчивые среднеустойчивые высокоустойчивые

0-25 25-50 >50%

шт. % шт. % шт. %

Вариант: 0,70% (5 ат) №С1

48 3 6,25 17 35,4 26 54,2

Вариант: 0,98 (7 ат) №С1

48 6 12,5 37 77,1 5 10,4

Определены объемы трех выделенных классов в сравниваемых вариантах опыта. Характер распределения образцов при 5 ат: 6,25, 35,4 и 54,2% тогда как при 7 ат: 12,5, 77,1 и 10,4%, соответственно. Из анализа результатов следует, что дифференциация сортов овса по солеустойчивости наиболее отчетлива при 0,98% №С1. При этом доля среднего класса максимальна (77,1%), а объемы крайних классов минимальны и равновелики (12,5 и 10,4%).

Из результатов сравнительной оценки влияния разных концентраций соли на растения овса следует, что с увеличением содержания КаС1 в субстрате усиливается степень угнетения. Так, объем класса высокоустойчивых в варианте 5 ат составляет 54,2% при 7 ат. - 10,4% (Рис. 1).

Рисунок 1. Влияние солевого стресса на рост и развитие проростков овса

В работе использован также показатель накопления биомассы. Определена сырая масса ростков (табл. 2).

Таблица 2. Распределение образцов овса по накоплению биомассы проростков в условиях засоления. Дербент, 2015г.

Изучено образцов, шт Относительная сырая масса ростков, %

Слабоустойчивые среднеустойчивые высокоустойчивые

40,0-60,0 60,0-80,0 80,0-100

шт. % шт. % шт. %

Вариант: 0,70% (5 ат) ШС!

48 8 16,7 25 52,1 15 31,2

Вариант: 0,98 (7 ат) ШС!

48 13 27,1 29 60,4 6 12,5

Данные свидетельствуют о снижении массы ростков под влиянием солевого стресса. Ингибирование процесса накопления биомассы усиливается с увеличением концентрации соли.

Угнетение роста растений при засолении субстрата в период гетеротрофного питания проростков, видимо, обусловлено снижением интенсивности мобилизации запасных питательных веществ на ростовые процессы, а при выходе на аутотрофное питание снижением интенсивности накопления сухого вещества, тесно связанный с процессом фотосинтеза. Кроме того при засолении субстрата снижается интенсивность деления клеток.

В результате лабораторно-полевой оценки солеустойчивости образцов овса выделены источники, рекомендуемые для включения в селекционно-генетические программы (табл. 3).

Таблица 3. Образцы овса устойчивые к солевому стрессу. Дербент, 2015г.

№ каталога ВИР Происхождение Сорт Длина ростка,см О 1/К,% О 2/К,%

H2O

11519 Кировск.обл. Льговский 72 20,9 12,3 11,7 58,9 56,9

15255 Канада АС luniper 23,8 16,1 15,6 67,6 65,5

15266 США Troy 20,9 11,6 12,8 55,5 61,2

15217 США P.I 629065 A.sativaL.v.inermis 11,0 7,03 6,38 63,9 58,0

15222 США P.I 629080 A.sativaL.v.inermis 10,7 9,67 9,57 90,4 89,4

13559(стандарт) Адыгея Подгорный 14,3 3,97 4,68 27,8 32,8

Литература:

1. Вавилов Н.И. Мировые ресурсы сортов хлебных злаков, зерновых бобовых, льна и их использование в селекции. Опыт агроэкологического обозрения важнейших полевых культур. М.-Л,1957. 462 с.

2. Гончарова Э.А., Удовенко Г.В., Способы оценки устойчивости различных культур к экстремальным воздействиям. Под.ред. Удовенко Г.В. Л. 1982. 14 с.

3. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М. 1985. 351 с.

4. Кобылянский В.Д.,Лукьянова М.В., Родионова Н.А. Селекция зернофуражных культур на засухоустойчивость и исходный матери-ал//Тр.поприкл.бот.,ген.и селекции, 1985. Т.94.С.71-75.

5. Лисицын Е.М. Время воздействия стрессового фактора как модификатор спектра генов, кодирующих кислотоустойчивость овса//В кн: Оценка сортов зерновых культур по адаптивности и другим полигенным системам. Под.ред. В.А.Драгавцева. С-П.2002.С.73-79.

6. Родионова Н.А. Определение подленности видов и сортов овса по мор-фологич. Признакам зерна//Тр.поприкл.бот., ген.и сел.. 1974.Т.51. Вып.2.С.54-61.

7. Родионова Н.А., Солдатов В.Н., Мережко В.Е., Ярош Н.П., Кобылянский В.Д. Культурная флора. Овес. М.: Колос, 1994.Т. П.Часть 3.

8. СемушинаЛ.А., Определение солеустойчивости ячменя. Под ред. Г.В.Удовенко Л.1980. 14 с.

9. Удовенко Г.В. Солеустойчивость культурных растений. Колос. Л.,

1977.215 С.

10.Удовенко Г.В., Волкова М.А. Определение в раннем возрасте соле-устойчивости зерновых злаков по комплексу ростовых параметров (Ме-тодичкие указания).С-П.1993.15с.

№4 (12), 2014 ВЕСТНИК СОЦИАЛЬНО-ПЕДАГОГИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА

11

11. Aniol A.M. Genetic sofasidtolerant plant//In: R.J.Wrightetal. (Ed.) Plant soi-linteractionatlowp H. Kluwer Press. 1991. P. 1007-1017.

12. Johnson J.P., Carver B.F., Baligar V.C. Productivityin Great Plainsacid soils of wheat genotypesselectedforaluminiumtolerance//Plant and Soil.1997.V.188.P.101-106.

13. Ma J.F. Zheng S.J., LiX. F., Takeda K., Matsumoto H. Arapid hydroponic screening for aluminium tolerance in barley//Plant and Soil. 1997. V.191.P.133-137.

14. Pallet D.M., Papernik L.A., Jones D.L., Darrah P.R., Grunes D.L., Kochian L.V. Involvement of multiple aluminium exclusion mechanisms in aluminium tolerance in wheat//Plant and Soil. 1997.V.192.P.63-68.

15. Shannon M.C.Adaptation of plants to salinity//In: Advances in agronomy. Ed. By D.L.Sparks. Academic Press.V.60.1997.P. 75-120.

Literature:

1. NI Vavilov Global resources varieties of cereals, grain legumes, flax and their use in plant breeding. The experience of viewing the major agro-ecological field crops. Moscow-Leningrad, 1957. 462 p.

2. EA Goncharov, G. Udovenko, methods assessing the sustainability of different cultures to extreme influences. Pod.red. Satisfactory to GV L. 1982. 14 p.

3. Armor BA Methods of field experience. M. 1985. 351 p.

4. Kobylyansky VD Lukyanov MV, Rodionov NA Selection of grain feed crops on drought resistance and mother-source // Tr.poprikl.bot al., Gen.i breeding, 1985. T.94.S.71-75.

5. Lisitsyn EM Exposure time stress factor as Modifying the locator-spectrum of genes encoding resistance to acids oats // In: Evaluation of varieties of crops for adaptability and other polygenic systems. Pod.red. V.A.Dragavtseva. C-P.2002.S.73-79.

6. Rodionova N.A. Determination of authenticity of species and varieties of oats of morphological. // Featured grain Tr. poprikl. bot., Sat . gen.i 1974.T.51. Vyp.2.S.54-61.

7. Rodionova N.A., Soldatov V.N. Merezhko V.E. Yarosh N.P., Kobylyan-sky VD Cultural flora. Oats. M .: Kolos, 1994.T. II.Chast 3.

8. SemushinaL.A., Determination of salt tolerance in barley. Ed. G.V.Udovenko L.1980. 14.

9. G. Udovenko Salt tolerance of crop plants. Kolos. L. 1977.215 C.

10. Udovenko G.V. Volkova M.A. Determination of salt tolerance at an early age by a complex of cereal growth parameters (manuals specify) .With-P.1993.15s.

11. Aniol A.M. Genetic sofasid tolerant plant // In: R.J.Wrightetal. (Ed.) Plant-soil interactionatlowp H. Kluwer Press. 1991. P. 1007-1017.

12. Johnson J.P., Carver B.F., Baligar V.C. Productivityin Great Plainsacidsoil-sof wheat genotypes selected foraluminium tolerance // Plant and Soil.1997.V.188.P.101-106.

13. Ma J.F. Zheng S.J., LiX. F., Takeda K., Matsumoto H. Arapid hydroponic screening for aluminium tolerance in barley // Plant and Soil. 1997. V.191.P.133-137.

14. Pallet D.M., Papernik L.A., Jones D.L., Darrah P.R., Grunes D.L., Kochian L.V. Involvement of multiple aluminium exclusion mechanisms in aluminium tolerance in wheat // Plant and Soil. 1997.V.192.P.63-68.

15. Shannon MCAdaptation of plants to salinity // In: Advances in agronomy. Ed. By D.L.Sparks. Academic Press.V.60.1997.P. 75-120.