The purpose of the study: based on 16-year data of testing standard varieties Nemchinovskaya 72 and Vera in the conditions of the Moscow Region, to evaluate the influence of weather factors on the interannual variability of the duration of interphase periods in common vetch. An assessment was made of the variation in the duration of the sowing–germination, seedling–flowering, sowing–flowering, and flowering–ripening periods and weather indicators during these periods. The linear correlations of the duration of interphase periods with the average air temperature, the amount of precipitation and the average length of the day during these periods are estimated. Due to the multiple influence of weather factors on phenological indicators, the Pearson pair correlation coefficients showed medium and weak correlations of traits, and the multiple correlation coefficients showed medium and high values. The duration of all interphase periods decreased with an increase in the average air temperature. An increase in daylight hours accelerated flowering and seed maturation. The increase in precipitation slowed down the emergence of seedlings and seed maturation, but stimulated flowering. The influence of the duration of the period from sowing to the emergence of seedlings and weather conditions during this period on the phenology of common vetch has been established. The variability of the duration of the sowing–flowering period is 1.6–2.7 times lower compared to the sowing–sprouting and sprout–flowering periods that make it up. This phenomenon is due to the negative correlation between the duration of the sowing–emergence and emergence–flowering periods. When analyzing the scheme of the relationship of factors, it was found that both varieties showed a wide range of physiological adaptations that determine the timing of flowering: sensitivity to vernalization and photoperiod, as well as dependence on the temperature regime and moisture supply during the sowing–flowering period. The cumulative effect of the average air temperature, the amount of precipitation and the average length of the day on the duration of the flowering–ripening period was established.
Vicia sativa L., common vetch, phenology, growing season, sowing, seedlings emergence, flowering, ripening, correlation, variability
Введение. Вика посевная имеет многоцелевое значение и возделывается в качестве кормовой, почвопокровной и сидеральной культуры. Но основную функцию вика традиционно выполняет в качестве кормового растения, вегетативная масса которого богата легкоусвояемым белком и незаменимыми аминокислотами [1]. Среди биологических особенностей вики посевной следует отметить то, что это однолетняя, самоопыляемая, влаголюбивая культура умеренного климата, длинного дня и индетерминантного типа роста, чувствительная к изменениям светового, температурного и водного режима [2]. Продолжительность развития отдельных периодов вики зависит от биологических особенностей сорта и погодных условий и оказывает влияние на изменчивость укосной и семенной продуктивности [3]. Знание фенологии вики необходимо при подборе сортов для смешанных посевов со злаковыми и другими зернобобовыми культурами [4].
Цель исследования – оценка влияния факторов внешней среды на межгодовую изменчивость продолжительности межфазных периодов у стандартных сортов вики посевной Немчиновская 72 и Вера по многолетним данным.
Материалы и методы. Опыт проводился в 2000–2010, 2014–2017 и 2021 гг. в условиях юга Московской области на дерново-подзолистых тяжело-суглинистых почвах. Сорта Немчиновская 72 и Вера выращивали в качестве стандартов в опытах по изучению новых образцов вики посевной коллекции ВИР [5]. Посев осуществлялся на делянках площадью 2 м2 в оптимальные сроки рядовым способом с нормой высева 100 семян на 1 м2. Дату полного (массового) цветения определяли от зацветания первых цветков, дату созревания отмечали при побурении, потере эластичности бобов и формировании твердых семян у 75 % растений на делянке [6]. Влияние погодных условий оценивали по средней длине дня (D, ч), средней температуре воздуха (t, ○С), сумме осадков (∑ осадков, мм) за межфазный период. По этим показателям представляли минимальные и максимальные значения (Хмин – Хмакс), вычисляли средние арифметические с ошибкой (Хср.+mХср.), коэффициенты вариации с ошибкой (Cv+mCv). Тесноту связи оценивали по критериям парной (r) и множественной (rмнож.) линейной корреляции, при 5 % уровне значимости достоверные значения помечали «*». Данные по двум сортам представлены в виде: Немчиновская 72/Вера.
Результаты и их обсуждение. Изменчивость погодных показателей в период наблюдений показана в таблице. По сумме осадков годы крайне нестабильные на протяжении всех межфазных периодов (Cv от 34 до 74 %). По средней температуре воздуха вариабельность средняя в периоды посев–всходы (Cv=19,0/18,8 %) и всходы–цветение (Cv=10,4/11,0 %) и незначительная в период цветение–созревание (Cv=8,8/8,4 %).
Изменчивость погодных условий, фенологических дат и продолжительности межфазных периодов за период наблюдений
|
Период |
к35346 Немчиновская 72 |
к-36499 Вера |
||
|
Хср.+mХср. (Хмин–Хмакс) |
Cv+mCv, % |
Хср.+mХср. (Хмин–Хмакс) |
Cv+mCv, % |
|
|
Дата |
||||
|
Посев |
06.05+1,5 дней (26.04–19.05) |
|
06.05+1,8 дней (26.04–19.05) |
|
|
Всходы |
21.05+1,4 дней (12.05–04.06) |
|
22.05+1,5 дней (12.05–04.06) |
|
|
Цветение |
29.06+1,5 дней (23.06–14.07) |
|
03.07+1,6 дней (24.06–15.07) |
|
|
Созревание |
02.08+2,0 дней (22.07–18.08) |
|
08.08+2,1 дней (28.07–21.08) |
|
|
Число дней |
||||
|
Посев–всходы |
15,8+1,3 (7–28) |
34,0+6,0 |
15,7+1,1 (8–23) |
26,2+5,1 |
|
Всходы–цветение |
39,0+2,1 (21–50) |
21,2+3,7 |
42,5+2,3 (24–52) |
19,3+3,8 |
|
Посев–цветение |
54,8+1,7 (37–63) |
12,4+2,2 |
58,2+2,0 (40–66) |
12,4+2,4 |
|
Цветение–созревание |
34,1+1,4 (25–47) |
16,4+2,9 |
36,0+2,0 (25–49) |
20,2+4,0 |
|
Температура, ○С |
||||
|
Посев–всходы |
13,0+0,6 (8,4–17,5) |
19,0+3,4 |
12,7+0,7 (8,4–17,5) |
18,8+3,7 |
|
Всходы–цветение |
16,7+0,4 (13,7–19,8) |
10,4+1,8 |
16,8+0,5 (13,7–20,1) |
11,0+2,2 |
|
Цветение–созревание |
20,2+0,4 (17,9–24,5) |
8,8+1,6 |
20,2+0,5 (17,4–23,4) |
8,4+1,6 |
|
∑осадков, мм |
||||
|
Посев–всходы |
33,0+6,1 (2,0–76,8) |
74,0+13,1 |
33,8+6,8 (2,0–76,8) |
72,6+14,7 |
|
Всходы–цветение |
76,6+13,3 (25,1–195,4) |
69,6+12,3 |
86,7+15,2 (25,1–195,4) |
63,1+12,4 |
|
Цветение–созревание |
58,0+8,2 (2,0–148,5) |
56,6+10,0 |
71,6+7,7 (43,2–150,9) |
38,7+7,6 |
Посев вики осуществлялся на момент физической зрелости почвы. Даты посева колебались в пределах 26 апреля – 19 мая. Массовые всходы отмечали 12 мая – 04 июня. Разброс данных по продолжительности периода посев–всходы значительный (Cv=34 %): от 7 до 28 дней (см. табл.). Чем позже дата посева, тем позже дата всходов (r=0,58*/0,77*), хотя при позднем посеве продолжительность периода посев–всходы сокращается (r= -0,50*/-0,53*), чему способствуют возрастающие среднесуточные температуры воздуха (рис. 1). Об этом свидетельствуют отрицательная корреляция средней температуры воздуха в период посев–всходы с продолжительностью этого периода (r=-0,39/-0,63*) и положительная с датой посева (r=0,41/0,58*). Обилие осадков увеличивает продолжительность периода посев–всходы (r=0,54*/0,45). Степень влияния обоих факторов в совокупности (t, ○С + ∑осадков, мм) на продолжительность периода посев-всходы – средняя: rмнож=0,66*/0,74*, Fфакт.(4,92/5,92) > F05 (3,81).
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
0,41/0,58* |
Посев–всходы, t °С |
-0,39/-0,63* |
0,54*/0,45 |
Посев–всходы, ∑осадков, мм |
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
Дата посева |
-0,50*/-0,53* |
Посев–всходы, дней |
-0,39/-0,53* |
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
0,58*/0,77* |
-0,57*/-0,48 |
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
Дата всходов |
-0,65*/ -0,67* |
Всходы–цветение, дней |
0,73*/ 0,75* |
Дата цветения |
|
|||||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
0,97*/0,98* |
-0,52*/-0,62* |
-0,41/-0,50* |
|
0,76*/0,87* |
0,49*/0,42 |
|
|
0,64*/0,51* |
0,58*/0,55* |
|
|||||||||||||
|
|
Всходы–цветение, D, часов |
Всходы–цветение, t °С |
Всходы–цветение, ∑осадков, мм |
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
-0,48/-0,53* |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
-0,47/-0,69* |
Посев–цветение, дней |
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
-0,53*/-0,61* |
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
Рис.1. Значения коэффициентов парной корреляции (r) продолжительности периодов
посев–всходы, всходы–цветение и посев–цветение сортов Немчиновская 72 / Вера
с погодными условиями в эти периоды
Даты массового цветения отмечали с III декады июня по II декаду июля. Вариабельность продолжительности периода всходы–цветение средняя (Cv=21,2/19,3%): от 21 до 52 дней (см. табл.). Изменчивость по годам продолжительности этого периода зависит как от даты цветения (r=0,73*/0,75*), так и от даты всходов (r=-0,65*/-0,67*). При относительно поздней дате всходов средняя длина дня в период всходы–цветение увеличивается (r=0,97*/0,98*), что ускоряет развитие растений, и они переходят к цветению в обычные сроки (корреляция между датой цветения и средней длиной дня в период всходы–цветение отсутствует, tr<t05). Эти данные, а также отрицательная корреляция средней силы между продолжительностью периода всходы–цветение и средней длиной дня в этот пе–риод (r=-0,52*/-0,62*) свидетельствуют о фотопериодической реакции растений вики. Свой вклад в изменчивость продолжительности периода всходы–цветение могут вносить адаптивные реакции растений на повышенные температуры воздуха (r=-0,41/-0,50*) и пониженную влагообеспеченность (r=0,49*/0,42) в этот период.
Установлена отрицательная зависимость даты цветения от продолжительности периода посев–всходы (r= -0,39/-0,53*), которая, в свою очередь, увеличивается при пониженных температурах воздуха (r= -0,39/-0,63*). Эти данные позволяют предположить, что длительное холодовое воздействие на подземные проростки ускоряет цветение, что свидетельствует о реакции сортов на яровизацию. Влияние подземного периода развития вики на ее фенологию мы связываем с особенностями прорастания семян. Как известно [2], семядоли вики остаются в почве, и еще до появления всходов в почечке дифференцируются три низовых листа и два-три настоящих листа.
Таким образом, длительность периода всходы–цветение зависит от четырех факторов: средней длины дня, средней температуры воздуха, суммы осадков в этот период и продолжительности периода посев–всходы: rмнож=0,81*/0,79*, Fфакт.(5,16/3,42)> F05 (3,36).
В силу вышеперечисленных факторов продолжительность периода посев–цветение в приблизительно равной степени зависит от даты посева (r=-0,53*/-0,61*), даты всходов/
(r=-0,47/-0,69*) и даты цветения (r=0,58*/0,55*). Межгодовая изменчивость длительности периода посев–цветение в высокой степени связана с колебанием продолжительности периода всходы–цветение (r=0,76*/0,87*). Отрицательная зависимость продолжительности периода всходы–цветение от периода посев–всходы
(r=-0,57*/-0,48) способствует снижению вариабельности продолжительности периода посев–цветение (Cv=12,4/12,4 %) по сравнению с составляющими его периодами посев–всходы (Cv=34,0/26,2 %) и всходы–цветение (Cv=21,2/19,3 %).
|
Дата цветения |
Цветение–созревание, ∑ осадков, мм |
|||||||
|
|
||||||||
|
0,73*/0,46 |
|
0,49*/0,40 |
|
0,51*/0,38 |
|
|||
|
Цветение–созревание, дней |
0,65*/0,68* |
Дата созревания |
|
|||||
|
|
||||||||
|
-0,42/-0,35 |
|
-0,56*/-0,77* |
-0,41/-0,55* |
|
||||
|
Цветение–созревание, D, час. |
Цветение–созревание, tоС |
|
||||||
Рис.2. Значения коэффициентов парной корреляции (r) продолжительности периода
цветение–созревание сортов Немчиновская 72 / Вера с погодными условиями в этот период
Даты созревания отмечали с III декады июля по III декаду августа. Разброс данных по продолжительности периода цветение–созревание средний: от 25 до 49 дней (Cv=16,4/20,2 %) (см. табл.). Продолжительность периода цветение–созревание у ультраскороспелого сорта Немчиновская 72 в большей степени зависела от даты цветения, а у более позднеспелого Вера – от даты созревания (рис. 2). Ускорению созревания семян способствовали повышенные температуры воздуха (r=-0,41/-0,55*) при пониженной влагообеспеченности (r=0,51*/0,38). Длительность периода цветение–созревание зависела преимущественно от температуры воздуха
(r=-0,56*/-0,77*). Меньшее влияние оказывали сумма выпавших осадков (r=0,49*/0,40) и длина дня (r=-0,42/-0,35), по которым из-за недостаточности лет наблюдений не удалось доказать значимость r (tr<t05). Однако с учетом трех факторов в совокупности (t, ○С + D, ч + ∑осадков, мм) были получены достоверные значения rмнож=0,65*/0,78*, Fфакт.(3,81/4,81)> F05 (3,49).
Заключение. По результатам 16-летних наблюдений установлено, что в условиях Московской области оба сорта вики посевной проявляли широкий спектр физиологических адаптаций, способствующих своевременному, свойственному сорту, переходу от вегетативного роста к зацветанию: чувствительность к яровизации и фотопериоду, а также зависимость от температурного режима и влагообеспеченности в период посев–цветение. Было установлено, что особенности прохождения периода от посева до появления всходов оказывают существенное влияние на фенологию вики посевной. Отмечено совокупное влияние среднесуточной температуры воздуха, суммы осадков и длины дня на продолжительность периода цветение–созревание.
1. Vishnyakova M.A. Perspektivy ispol'zovaniya geneticheskih resursov zernobobovyh v sovremennoy sisteme sel'skohozyaystvennogo prirodopol'zovaniya // Zernobobovye i krupyanye kul'tury. 2012. № 3. S. 25–29.
2. Kul'turnaya flora. T. IV. Zernovye bobovye kul'tury. Ch. 2. Vika / A.K. Stankevich [i dr.]; pod red. S.I. Rep'eva. SPb.: GNC-VIR, 1999. 492 s.
3. Tyurin Yu.S., Stepanova G.V. K voprosu o metodike selekcii viki posevnoy v Central'nom rayone Nechernozemnoy zony // Zernobobovye i krupyanye kul'tury. 2020. № 4(36). S. 60–70. DOI:https://doi.org/10.24411/2309-348X-2020-11206.
4. Oyun A.D. Travosmesi odnoletnih bobovyh i zlakovyh kul'tur v usloviyah Respubliki Tyva // Vestnik KrasGAU. 2020. № 12. S. 69–74. DOI:https://doi.org/10.36718/1819-4036-2020-12-69-74.
5. Gorbunova Yu.V., Vlasova E.V. Izuchenie perspektivnyh sortov viki posevnoy v usloviyah Moskovskoy oblasti // Plodovodstvo i yagodovodstvo Rossii. 2013. T. 37. Ch. 1. S. 75–82.
6. Kollekciya mirovyh geneticheskih resursov zernovyh bobovyh VIR: popolnenie, sohranenie, izuchenie: metod. ukazaniya / M.A. Vishnyakova [i dr.]; pod red. M.A. Vishnyakovoy. SPb.: GNU VIR Rossel'hozakademii, 2018. 143 s.
