Корни. У овса корневая система мочковатая, состоящая из первичных зародышевых и вторичных придаточных (узловых) корней, которые отходят непосредственно от подземных стеблевых узлов пучками. При прорастании зерна у овса обычно проявляются 2-6 зародышевых корней (чаще всего 4), число которых тем больше, чем благоприятнее условия выращивания и чем лучше посевные качества зерна, его крупность и выполненность. Первичные корни вначале имеют вид вытянутых в длину нитей и располагаются в почве вертикально, а затем, через 3-4 дня после появления всходов, начинают ветвиться. Они несут работу, достаточную для пропитания 2-3 стеблей. Главный корень развивается очень медленно и часто останавливается в росте. Побеги кущения развиваются за счет узловых корней.
В настоящее время доказано, что зародышевые корни не отмирают, после образования придаточных (узловых) корней, а остаются живыми, достигают наибольшей глубины проникновения в почву и обеспечивают питательными веществами главный побег. Обрезка зародышевых корней в период выхода в трубку ослабляет развитие главного побега и побегов кущения. Вторичные корни, возникающие из подземных узлов стебля, составляют наиболее мощную корневую систему. Они расходятся по всем направлениям, преимущественно в верхний слоях почвы, и играют важную роль в питании вторичных и узловых побегов кущения. Корни проростков овса в фазе 2-3 листочков проникают на глубину 80 см, а позднее – на 1-1,5 м.
По данным Н. З. Станкова, общая протяженность корневой системы овса составляет 47 м. Наибольший прирост корней у овса наблюдается перед началом выбрасывания метелки. Зародышевые корни на концах своих многочисленных разветвлений имеют корневые волоски – выросты клеток эпидермиса. Располагаясь в верхнем 20-сантиметровом слое, они играют большую роль в жизни растений, всасывая воду и питательные вещества из почвы. Кончик корня покрыт корневым чехликом, предохраняющим точку роста от повреждения. А. И. Мальцев, Т. R. Stanton и др. считали, что корневая система даже эволюционно отдаленных видов овса настолько однообразна, что различить их по этому признаку невозможно. В противоположность им L. Philipp отмечал, что способность к ветвлению и длина первичных (зародышевых) корней в период развития у растений овса 4-5 листьев могут быть использованы при классификации сортов.
Установлено также, что у позднеспелых сортов образуется более мощная корневая система, чем у раннеспелых. От развития корневой системы значительно зависит устойчивость растений к полеганию. Наблюдения показали, что сорта с более разветвленной корневой системой отличаются большей устойчивостью к полеганию. По сравнению с другими зерновыми культурами корневая система овса развита наиболее сильно, однако она весьма чувствительна к нарушениям водного баланса. Существенное влияние на развитие корневой системы овса оказывают также свет и температура. М. Caffrey и Р. Т. Carroll наблюдали, что затемнение и высокая температура способствовали приближению верхушки корня к поверхности почвы, а яркий солнечный свет и прохладная погода оказывали противоположное воздействие.
Стебель. У овса, как и у других хлебных злаков, стебель – соломина, разделенная плотными твердыми узлами на полые междоузлия. Длина междоузлий у отдельных сортов и даже в пределах одного растения резко варьирует. Нижние междоузлия короткие (1-3 см), а к вершине удлиняются и достигают 30-60 см. Верхнее междоузлие называется цветоножкой. Стеблевые узлы немного больше в диаметре, чем междоузлия, и почти одинакового размера по всей длине стебля. Число узлов на стебле колеблется от 3 до 4, а междоузлий – от 4 до 5. Узлы могут быть голые и опушенные, даже мохнатые (признак, имеющий большое систематическое значение), зеленые или с антоцианом -фиолетовые, особенно у A. strigosa.
Стебель овса круглый, чаще голый, гладкий; цвет его травянистозеленый или сизый из-за воскового налета. Высота стебля от верхнего колоска в метелке варьирует от 60 до 200 см, а толщина – от 2 до 5 см. Стенки стебля-соломины тонкие, реже утолщенные, это иногда наблюдается у византийского овса. Окраска стебля в зрелом состоянии может быть желтой, с антоцианом и зеленой.
Стебель у овса простой, неветвящийся. У некоторых сортов иногда у отдельных растений наблюдается ветвистость из верхнего узла -двухметельчатость, но этот признак в обычных условиях наследственно неконстантен.
Однако, по данным Н. В. Караульного-Зверева, при воздействии условий, способствующих ветвлению главного стебля, подкормке азотно-калийными удобрениями в начале появления третьего листа вместо обычно рекомендуемой в фазе кущения, раннем сроке сева семенами из верхушечных колосков главного стебля у сорта Московский А-315 наблюдалось появление двухметельчатости. При повторном выращивании семян двухметельчатых растений в условиях, способствующих ветвлению, удалось усилить этот признак и накопить его у большего числа растений.
Количество стеблей у отдельных форм овса очень изменчиво: одиночные, единичные (2-3) или множественные. У зимующих форм овса кустистость всегда гораздо больше, чем у яровых того же вида.
Листья. Линейные, при созревании пониклые, состоят из следующих частей: листового влагалища, охватывающего соломину, расщепленного вдоль до самого основания и прикрепленного основанием к стеблевому узлу; листовой пластинки и язычка (ligula) в месте перехода листового влагалища в листовую пластинку. Это небольшой конический или конусовидный полупрозрачный вырост кожицы внутренней стороны влагалища (эпидермального происхождения). По исследованиям Г. М. Добрынина, язычок листа необходим злаку для остановки роста влагалища листа. С помощью язычка регулируется длина влагалища листа побега. В результате этого каждое следующее влагалище непременно длиннее предыдущего. По X. Нильссону-Эле, существуют генетические факторы, контролирующие размер лигулы.
У некоторых сортов одногривого овса язычок отсутствует, в результате чего граница перехода одной части листа в другую сглаживается. Наблюдающиеся у других хлебных злаков по краю листового влагалища у перехода в листовую пластинку характерные выросты (ушки) у овса отсутствуют, благодаря чему овес уже в момент кущения можно легко отличить по листьям от пшеницы, ржи и ячменя.
Листовое влагалище у листьев в верхней и средней части стебля обычно голое, а в нижней – часто в различной степени опушенное. По окраске оно бывает, как и стебель, зеленым, сизым или с восковым налетом. Листовая пластинка у овса также голая, очень редко опушенная. Формы с опушенной листовой пластинкой найдены среди овса, засоряющего полбу в Поволжье (var. mutica f. pilosiuscula). Kрая листовой пластинки бывают покрыты ресничками, доходящими иногда до двух третей длины листа. Первые листья овса поверну влево (против часовой стрелки) – это основное отличие его в данный период от других зерновых культур.
Число листьев на главном стебле обычно 4-8. В период выметывания метелки они могут быть вертикальными, прямостоячими и пониклыми. Первые характерны для форм, устойчивых к полеганию По характеру поверхности пластинка листа у большинства культурных форм голая, у большинства дикорастущих – более или менее волосистая. Кроме того, пластинка по краям может нести реснички, которые располагаются или до самой верхушки ее – тогда листья называются реснитчатыми, или находятся только в нижней, основной ее части. Листовая пластинка существенно меняется по величине на одном и том же побеге. Кроме того, она значительно зависит от сорта, агротехники и погодных условий. Наследование ширины листа принято изучать на самой широкой части второго листа сверху после выметывания метелки, когда величина листа уже установилась. X. Нильссон-Эле установил, что ширина листа контролируется системой множества генов. На основании скрещивания A. sativa х A. fatua J. Philipp обнаружил моносомные растения, у которых отсутствовали гены, контролирующие формирование широких листьев.
Высокие дозы азотных удобрений, повышенная влажность воздуха и низкие температуры – наиболее важные факторы среды, способствующие увеличению ширины и длины листа.
Стебель, листовое влагалище и листовая пластинка у многих сортов более или менее сильно покрыты восковым налетом. Некоторые формы A. strigosa subsp. brevis и анатолийская юго-западная эколого-географическая группа византийского овса резко выделяются отсутствием воскового налета на стебле и листьях.
Соцветие. Закладывается при наличии на стебле 3-4 листочков. Метелка овса состоит из главного стержня и боковых веточек. Форма ее зависит от длины ости соцветия, числа мутовок, количества и расположения веточек. Обычно метелка овса имеет 5-6 веточек в мутовках, с колебанием от 4 до 9 при более экстремальных условиях. Прямостоячее положение веточек мутовки определяется величиной и формой их основания, длиной, жесткостью и массой колосков. Веточки метелки могут быть короткими или длинными. В тех случаях, когда они длинные и пониклые, для описания метелки употребляют термин "рыхлая", а когда они короткие – "компактная".
Различают метелки раскидистые, веточки у которых направлены в разные стороны, и сжатые, или одногривые, веточки которых плотно прижаты к главному стержню со всех сторон или направлены в одну сторону образуя как бы гребенчатую форму. Основные различия в форме метелки овса хорошо изучены генетически благодаря классическим исследованиям X. Нильссона-Эле. Скрещивая Образцы с различными типами метелок, он определил три главных фактора (A1, A2, A3), регулирующие прямостоячее положение веточек.
Имеющуюся изменчивость в типах метелки овса автор объяснил разным расположением трех факторов А и существованием генов-модификаторов. Колоски двух-трехцветковые или многоцветковые (у голозерных форм), реже одноцветковые, в большинстве случаев пониклые, состоят из двух колосковых чешуй, между которыми расположены цветки. Прямостоячее положение колосков, их число, величина и цвет оказывают значительное влияние на общий вид метелки.
Каждый цветок состоит из двух цветковых чешуй – нижней, или наружной, часто снабженной остью, и верхней, или внутренней, более короткой, обращенной к стержню колоска и более плоской по сравнению с наружной. У пленчатого овса цветковые чешуи жесткие, кожистые, у голозерного – мягкие, перепончатые, как и колосковые. Между чешуями помещаются самые важные части цветка: завязь с двумя перистыми белыми рыльцами и три тычинки, состоящие из двухгнездного пыльника и тычиночной нити. У основания завязи имеются две небольшие пленочки – лодикулы, которые, набухая во время цветения, способствуют раскрыванию цветка. Характер основания нижней цветковой чешуи неодинаков и служит главным критерием различия видов.
Плод. У овса, как у всех зерновых, плод – зерновка, состоит из следующих частей: плодовой оболочки, семенной оболочки, алейронового слоя клеток, эндосперма (мучнистого тела) и зародыша. Наружная часть оболочки образуется из стенок завязи и является плодовой оболочкой (околоплодником). Вся остальная часть зерновки представляет собой семя. Под плодовой оболочкой располагается семенная оболочка, развившаяся из двух оболочек семяпочки. У пленчатого овса зерновка плотно покрыта цветковыми чешуями, не срастаясь с ними, у голозерного – свободно лежит между ними. Зерновка цилиндрически-продолговатая или веретеновидная, по всей поверхности покрыта волосками, которые к вершине сгущаются и образуют хохолок. На брюшной стороне зерновка имеет продольную бороздку, на конце наружной спинной стороны расположен зародыш.
Зародыш сильно сжат со спинки и состоит из почечки, длинной семядоли, отделенной своей верхушкой от околоплодника, и вдающегося в эндосперм щитка, помещенного с наружной стороны напротив семядоли. Щиток представляет собой единственную семядолю зерновки. Зародыш занимает в зерновке небольшое место; главную массу ее составляет эндосперм. При прорастании семени щиток доставляет зародышу питательные вещества из эндосперма, содержащего главным образом крахмал. В клетках алейронового слоя (периферический слой эндосперма) содержатся белок и жиры. Вся остальная часть эндосперма занята клетками, заполненными крахмальными зернами, в промежутках между которыми распределены белковые вещества.
Явление беззародышевости семян, отмеченное у хлебных злаков пшеницы и ржи, у овса чрезвычайно редко.
Морфологические признаки. Овес – культура, которая появилась с дикой полевой растительности. Происхождение его связано с посевом пшеницы и ячменя, где он встречался как сорняк. Овес является более молодой культурой по сравнению с пшеницей и ячменем. По мере продвижения этой культуры из Средиземных стран в северные районы и горные долины овес, как культура менее требовательная к условиям внешнего окружения, постепенно вытеснила другие злаки, создавая чистые от примесей посевы. Человеку овес был известен еще 4000 лет назад. У славян овес начал возделываться с 19 века, получив наибольшее распространение в средней полосе России.
Овес относится к семейству Мятликовых, рода Аvеnа, который объединяет почти 70 однолетних и многолетних видов; из них культурных только 2 вида: овес посевной Avenasativa L., овес византийский (Avenabizantiva L.)
Корневая система овса мочковатая и подразделяется на первичную и вторичную. Первичная, или зародышевая состоит из 2-5 основных корешков, которые проникают в почву на значительную глубину и функционируют на протяжении почти всего периода вегетации растения. Вторичная или узловая образуется в конце периода кущения, в начале роста основного стебля и может состоять из большого количества корешков.
Стебель (соломина) разделен 4-5 узлами на полые междоузлия. От мощности стебля зависит степень полегания растения. Нижние междоузлия самые короткие – от 1,5 до 4 см, а верхние самые длинные – от 30 до 60 см.
Листья линейные, складывающиеся из листовой пластинки и листового влагалища, которые плотно охватывают стебель и делают его более мощным и устойчивым. Почти во всех формах овса на границе влагалища и пластинки листа имеется пленчатый язычок.
Соцветие типа метелки, которое может быть развесистым и сжатым. Метелки имеют главный стержень и ряд боковых веточек, которые направлены у развесистой метелки в разные стороны. При хороших условиях и соответствующей агротехнике метелки крупные и в них больше веточек, поэтому больше зерна.
Зерновка овса по всей поверхности округлая, а на брюшном боку расположена продольная борозда. Она имеет оболочку, эндосперм и зародыш, который находится в нижней части зерновки и состоит из щитка, первичных корешков в виде небольших бугорков и почечек. Зародыш занимает примерно пятую часть зерна, а остальные 4/5 ее части приходится на эндосперм.
Биологические особенности
Требования к температуре. Семена овса начинают прорастать при температуре 2-3 єС, однако всхожесть значительно снижается и всходы появляются через 18-24 дней. С повышением температуры появление всходов ускоряется. Например, при температуре почвы 10 єС семена дают всходы через 8-10 дней после посева. Наиболее благоприятной температурой для роста и развития овса в период формирования вегетативных органов (кущение, рост стебля, и листьев) является температура 10-15 єС, в период выметывания метелки – 16-22 єС, в период наливания и созревания зерна – 18-25 єС. Непродолжительные весенние заморозки (- 2. – 3 єС) не повреждают молодые растения овса. Однако когда такие заморозки проходят в период цветения или налива зерна, что бывает в июле в северных районах Республики Беларусь и, особенно на понижениях, растения повреждаются в значительной степени. Они полностью гибнут в фазе всходов при -10 єС, а в фазе цветения и молочной спелости – при -4 єС. При температуре 10-12єС растения создают более мощную корневую систему, а поэтому обязательным является ранний сев семян. Высокие плюсовые температуры овес переносит хуже других яровых культур (пшеница, ячмень). Когда в фазе цветения и наливания температура 35-40 єС держится 2-3 дня при значительной сухости воздуха (по 3-4 часа в день), овес значительно снижает урожай зерна, так как резко падает процесс фотосинтеза и увеличиваются процессы дыхания. На хорошо окультуренных почвах растения овса меньше страдают от воздействия высокой температуры во всех фазах роста и развития.
Требования к влаге. По сравнению c другими яровыми овес можно отнести к влаголюбивым культурам. Потребность в воде изменяется по фазам развития и в значительной степени зависит от ряда внешнего окружения. При прорастании семена овса требуют воды в количестве 60 % от своей собственной массы. В период кущения и роста стебля растения наиболее чувствительны к нехватке влаги в почве и воздухе. Критический период в отношении влажности у овса совпадает с моментом формирования репродуктивных органов и наиболее интенсивном накоплении зеленой массы растений. В фазе наливания зерна растения менее требовательны к влаге. Следует иметь в виду, что переувлажнение почвы, также как и засуха, угнетают рост и развитие растения.
Требования к свету. Овес – растение длинного дня с продолжительностью вегетационного периода 85-115 дней. Он хорошо растет в условиях утреннего и вечернего освещения, когда в световом потоке относительно мало коротковолновых лучей. Для нормального развития в более поздних фазах необходима большая интенсивность света с преимуществом коротковолновых лучей и продолжительностью дня 14-16 часов. С увеличением продолжительности дня требуется меньше освещенности. Сокращение светового дня задерживает выметывание метелки, цветение растений и созревание зерна, однако способствует увеличению размеров метелки и листьев, увеличивает количество колосков в метелке.
Потребность растений овса к свету необходимо учитывать при размещении их на посевных площадях. При густых посевах растения затеняются и ощущают нехватку света.
Требования к почве. Овес по сравнению с другими зерновыми культурами менее требователен к плодородию почвы, так как хорошо развитая корневая система обладает высокой усвояющей способностью. Он легче переносит повышенную (рН 4,5-5,5) кислотность, но вместе с тем, хорошо отзывается на известкование кислых почв и внесение удобрений.
Для растения овса требуются хорошо аэрированные почвы. Наиболее пригодными для овса являются дерново-подзолистые суглинистые и супесчаные почвы, подстилаемые моренным суглинком. Допустимо возделывание на дерново-подзолистых суглинистых и супесчаных почвах, подстилаемых песками.
Это связано с биологическими особенностями корневой системы овса, которая требует для своего развития достаточного количества воздуха и кислорода. Воздушный режим почвы обязательно связан с ее структурой. Поэтому на тяжелых почвах в системе агротехники необходимо предусматривать приемы улучшения их структуры, увеличение процессов воздушного обмена. Высокие и устойчивые урожаи он дает при рН – 5,6-6,0, с содержанием подвижных форм фосфора и калия не менее 120 мг на 1 кг почвы, гумуса не менее 1,6 %.
По мере развития растений устойчивость их к низким температурам ослабевает, и во время цветения заморозки 2°С губительны. В период налива овес менее чувствителен к холоду и зерно его нормально переносит заморозки до 4-5°С.
Овес благодаря быстро развивающейся корневой системе меньше страдает от весенних засух, чем яровая пшеница и ячмень. Высокие температуры и летние воздушные засухи овес переносит хуже яровой пшеницы и ячменя, вследствие чего площадь его посева в степных районах Юга и Юго-востока резко падает.
Требования к влаге. Овес – влаголюбивое растение. Пленчатое зерно его требует для набухания больше влаги, чем зерно голозерных культур. Овес при этом поглощает 60% воды от массы зерна (против 50% У ячменя и 45% у пшеницы). Транспирационный коэффициент овса равен 474.
Критическим в потреблении овсом влаги считается период от выхода растений в трубку до выметывания. Особенно губителен для него недостаток почвенной влаги за 10-15 дней до выметывания. Засуха в этот период может привести к резкому снижению урожая. Наилучшие урожаи овес дает во влажные годы с осадками в первой половине лета. Дождливая погода во второй половине лета в северных районах вызывает образование подгона и сильно затягивает вегетационный период, вследствие чего овес не вызревает до наступления морозов.
Требования к почве. К почвам овес менее требователен, чем другие яровые хлеба, так как хорошо развитая корневая система обладает высокой усвояющей способностью. Она развивается на глубину до 120 см и в ширину до 80 см, кроме того, обладает особенностью извлекать питательные вещества из труднорастворимых соединений почвы.
Овес может произрастать на супесчаных, суглинистых, глинистых и торфяных почвах. Для него пригодны более связные почвы, содержащие много питательных веществ хотя бы в труднорастворимой форме. Он лучше других зерновых культур удается на кислых почвах (рН 5,0-6,0) и хорошо – на осушенных торфяниках. Поэтому в Нечерноземной зоне его можно высевать первой культурой после поднятия целины и лесных вырубок. Несмотря на способность переносить кислые почвы, овес в то же время хорошо отзывается на известкование кислых дерново-подзолистых почв. Солонцеватые почвы для него малопригодны.