Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Биологические особенности прорастания и некоторые приемы повышения всхожести семян солодки голой (GLYCYRRHIZA GLABRA L. ) и солодки уральской (G.URALENSIS FISCH. ) в условиях Северо-Западного Прикаспия

ВАК РФ 03.00.05, Ботаника

Автореферат диссертации по теме "Биологические особенности прорастания и некоторые приемы повышения всхожести семян солодки голой (GLYCYRRHIZA GLABRA L. ) и солодки уральской (G.URALENSIS FISCH. ) в условиях Северо-Западного Прикаспия"

fib ; 3 w«

На провах рукописи

ШАМСУТДИНОВ Нариман Зебриевич

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПРОРАСТАНИЯ И НЕКОТОРЫЕ ПРИЕМЫ ПОВЫШЕНИЯ ВСХОЖЕСТИ СЕМЯН СОЛОДКИ ГОЛОЙ (GLVCYRRHIZA GLABRA L.) И СОЛОДКИ УРАЛЬСКОЙ (G.URALENSIS FISCH.) В УСЛОВИЯХ СЕВЕРО-ЗАПАДНОГО ПРИКАСПИЯ

Специальность: 03.00.05 • Ботаника

АВТОРЕФЕРАТ

диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 1996

Диссертационная работа выполнена в лаборатории биологической мелиорации сельс. .^хозяйственных земель Всероссийского научно-исследовательского института гидротехники и мелиорации имени Л.Н.Костикова и в Симферопольской государственном университете в 1993-1996 гг.

Научные руководители: доктор биологических наук, профессор Б.Г.Скдякнн;

кандидат сельскохозяйственных наук В.П.Головин

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор М.Г.Агаев; .

кандидат биологических наук Е.А.Иаэная

Ведущая организация - Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Центральных районов Нечерноземной зоны РФ.

Защита диссертации состоится * 14 " июня 1996 г. в ^ часов на заседании диссертационного совета Д.020.18.01 во Всероссийском вауч.ю-исследовательском институте растениеводства нменд Н.И.Вавилова по адресу: 190000, Санкт-Петербург, ул.Большая Морская,.44.

С диссертацией нохно ознакомиться в библиотеке Всероссийского нкучео-исследовагеяьского института растениеводства имени Н.И.Вавилова.

Авторцферат разослан " " мая 1996 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Б.С.Курлович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.Вовлечение засоленных земель в сельскохозяйственный оборот-важная научно-техническая и хозяйственная задача., которая может быть решена с помощью новых экологически специализированных видов растений природной флоры.К числу подобных видов ОТНОСЯТСЯ солодка nwafl(Glycyrrhiza glabra t.i И СЭЛОДКа уральская ( G.ursienaia Fiach.)- многолетние солеустойчивые растения многоцелевого использования.Они имеют большое лекарственное,техническое» кормовое значение и-как. растения-биомелиоранты.

В настоящее время основной сырьевой базой солодки являются районы Центральной Азии и Казахстана,которые после распада Союза ССР остались за пределами России.

В этой связи возникает необходимость в создании агропромышленного региона по выращиванию и переработке солодки в районах Сезеро-Западного Прикаспия.где имеются для этого ботанико-географические, экологические и научно-технические предпосылки.В числе проблем создания производственной культуры солодки в России,требующих научного решения,актуальными являются изучение биологик прорастания семян перспективных видов.poflagiycyrrhlz.» l. и разработка некоторых приемов повышения их всхожести.

Цель и задачи исследований.Цель данной работь'-установлениэ требований семян солодки голой и солодки уральской к основным экологическим Факторам прорастания-гидротермическому режиму,освещенности, субстрату прсраяивзния и на этой основе разработка приемов преодоления твердосемяниости и повышения их всхожести.Для достижения этой цзли возникла необходимость в решении следующих задач:

1.Проанализировать и обобщить имеющуюся научно-техническую информацию по морфобисогическим характеристикам семян,семенной • продуктивности и экологическим факторам,определявшим появление всходов и их укоренение.

2.Экспериментально изучить биологические особенности прорэста-нил семян солодки голой и солодки уральской и их перспективных эко-типов(установление кардинальных температурных точек,условий влажности,режима освещенности,лучшего субстрата в качество ложа для проращивания семян).

3.Разработать некоторые приемы повышения всхожести семян со-

лодки голой и солодки уральокой(приемы скарификации и стимуляции прорастания семян,выяснение очтимальной глубины их заделки,влияния мульчирования почвы и срокоБ сева семян).

Научная нзвизна.Впервые чрименительно к специфике природных условий Сезеро-Запацного Прикаспия России экспериментально установлены оптимальные гидротермичеокие рекимы,условия освев1ения,определен лучший тип субстрата,обеспечивающие появление максимального количества всходов двух перспиктизннх видов солодки( aiycyrrhiia

glabra L. И G.uralensis Пз<:Ь.)дЛЯ 0СВ08КИЯ ЗАСОЛеННЫХ Земель;

разработаны эффективные приемы повышения всхоиести семян названных видов.

Нз защиту выносятся следующие полоиения:

-биологические' особенности прорастания семян двух перспективных видов солодки для условий Северо-Западного Прикаспия;

-приемы стимуляции прорастания семян солодки голой и солодки уральской;

-агроэнологическле способа повышения всхожести семян солодки голой и солодки уральской.

Практическая знэчимость работы.Но основе установленных биологических требований семян солодки голой и солодки уральской к основным экологическим факторам,определены темпы и дружность их прорастания, созданы исходные данные для разработки технологии посева этих перспективных видов на засоленных землях Северо-Западного При-' каспия,установлены нормативные параметры посевных качеств .семян солодки и методов их определения.Эти материалы использованы при разработке Отраслевого стандарта на посевные качества семян солодки голой и солодки уральской и технологии их посева в условиях СевероЗападного Прикаспия.

Апробация диссертационной работы.Материалы диссертационной работы доложены на 1,U.Ш Международных конференциях по селекции,технологии возделывания и переработке нетрадиционных растений(Симферополь,1993,1994, Алушта,199Ь),во Всероссийской школе молодых ученых и специалистов по актуальным вопросам теории и практики кормопро-изводства(Липецк,1995),1 Международном симпозиуме"Новые и нетрадиционные растения и перспективы их практического использования". (Пущино,1995),Международной конференции "Азиатские экосистемы и их

охрана",ежегодно в научных отчетах ВНИИГиМ.

Публикации.По материалам диссертации опубликовано 6 печатных работ и 2 сданы в печать.

Объем и структура диссертации.Диссертация излопена на 125 страницах маиинописного текста и состоит из введения,четырех глав,выводов, предложений производству,содержит 18 таблиц,9 рисунков.Список использованной литературы включает 139 наименований,в том числе 16

на иностранно« языке.Прилонение состоит из 19 таблиц.

' • " 1

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИИ

В качестве объектов исследований использован семенной материал дьух ВИДОВ рода С0Л0ДКа( Glycyrrhiza L. ):СЭЛОДКЭ ГОЛая( G.glabra L. ) и солодка уральская(с.иса1епа!я Fi3ch.).Семена этих двух видов собраны в местах естественного произрастания в аридных районах Средней Азии,Казахстана и России в 1993-1994 годах.

Солодка голая(образец 1)-астраханская йопуляция.Семена собраны в Приволжском районе Астраханской области Российской Федерации на.территории Астраханской опытно-мелиоративной станции в 1993-1994 годах.Почвы аллювиал£но-луговые,среднезасолекные,суглинистые по механическому составу.Уровень ззлегания грунтовых вод 1,8-2,5 м.

Солодка голая(образец 2)-южно-туркменская популяция.Семена собраны в Южном Туркменистане на подгорной равнине Копетдага под Ашгабадом в сентябре 1993 года.Почвы-орошаемые сероземы.Средкеза-соленные cyi инки.

Солодка уральская(образец 3)-актюбинская популяция.Семена собраны в Актгобинской области Республики Казахстан в сентябре 19ЭЗ года. Почвы-светлокаштановые.Уровень залегания грунтовых вод 1,0-1,5 м.

Солодка уральская*образец 4)-ювно-туркменская популяция.Семена собраны в Oshom Туркменистане на подгорной равнине Копетдага под Апгабадом а августе 1993 года.Почвы-орошаемые сероземы.Средле-засоленные суглинки.

Форма и окраска семян определялись визуально.размеры семян с помочью микрометра(повторность-трехкратная),масса 1000 шт.семян-путем взвеиивания на электронных весах sartorios н-120.

Скорость водопоглощения определялась по методике Ермилова (1958) путем взвешивания набухающих семян через определонные промежутки времени,предварительно промокнув их бумажными салфетками.

Для выяснения кардинальных температурных точек(минимальные, оптимальные,максимальные)проращивание семян проводили при постоянных темпеоатурах:0;2;4;6;8;10;20;30;40;50^60°С и переменных:10-20; ,10-30;20-ЗЭ;20-40°С.При переменных температурах проращивание проводилось 8 часов при максимальной температуре и 16 часов при минимальной температуре.Проращивание осуществлялось в-лабораторных условиях,! растилриях.ложо-кварцевый песок.Повториость опыта-четырех-кратнан.в каждой понторности ло 100 штук семян.Перед проведением опыта семена солоди/, были скарифицированы концентрированной серной " кислотой в течение 35 минут с последующим промыванием протечной водой.

При установлении оптимального режима влажности субстрата исследовались 30,40,50,60,70,ВОЧ уровни влажности от полной влаго-емкости субстра?а(кварцевый песок).

Влияние света на прорастание семян устанавливалось путем параллельного проращивания проб на свету и в темноте.

Исследования влияния на проращивание семян различных типов субстрата(песок,фильтровальная бумага,рулон из фильтровальной бумаги, дрезеСные опилки)проводились при оптимальной д-я каждого вида солодки температуре и влажности.

Для изучения влияния солевого стресса на прорастание семян со- . лодки при хлоридном^аст) к суяьфатном(на2зо4 )типах засоления опыты проводились в следующих концентрациях солевого раствора:0,1;0,2; 0,3;0,4;0,5;0,6;0,7;0,6;0,9;1,С;1,2;],3;1,4Х к абсолютно сухому ■ весу песка.Контрольные семена проращивались на песке,смоченной дистиллированной водой.

Для установления влияния сроков хранения сомена солодки голой и солодки уральской,хранящиеся при комнатной температуре через определенные промежутки времени ставились на проращивание без предварительной скарификации.Наблюдения велись в течение 24 месяцев.

Полевые опыты проводились на Астраханской опытно-молиоратквной станции.На аллювиально-луговых почвах средней степени засоления, супесчаных по механическому составу на учетных площадках по 1 и в четырехкратной поЕторности. •

Для установления влияния различных способов скарификации на всхожесть семян солодки изучалось влияние механического способа путем перетирания семян между двумя листами наждачной бумаги,путем ударения семян в дяутовых мешочках о твердую поверхность,химичес-

кого способа(обработка семян концентрированной серной кислотой (уд.вес 1,84) в течение 35 минут с последующим промыванием проточной водоЛ и подсушкой перед закладкой опыта) и ошпаривания семян кипятком.Контролем служили семена солодки без скарификации.Опыты, проводились в лабораторных и полевых условиях.

Для установлекия оптимальной глубины заделки семена Еысевались на строго -заданную глубину: 1;2:4;б см,контроль-посев без заделки.

В специальных полевых опытах устанавливалось влияние мульчирования на полевую всхожесть семян солодки.Для итого в качестве мульчи применялись навоз,солома,песок,на контроле семена заделывались t почву без мульчирования.Повторность-четырехкратная.

В целях выяснения лучшего времени посева опыты в 1994-3S95 гг. проводились в следующие сроки:посев семян 10 сентября,10 октября, 20 апреля,10 мая,10 июня,10 июля.Семена заделывались скарифицированными ка глубину 2 см.Пойторность опыта-четырехкратная.

Для выяснения влияния стимуляторов проведены лабораторный и полевые опытькБ этих целях испытывалось действие гкбберелловой кислоты,янтарной кислоты,индолилуксусиой кислоты,тиэмочевины,фузикок-цина.гумата.Семена замачивались в течение 1 суток в растворах стимуляторов. В качестве контроля использовались семека,замоченные в дистиллированной воде и сухие семена.При этом было заложено 2 варианта опыта:одна часть семян была скарифицирована путем перетирания между листкуч наждачной бумаги,другая-не скарифицировалась.

Лабораторные опыты проводились в отделе семеноводства и семеноведения Ь .Икормов имени В.Р.Зильямса.полевые опыты-ча базе Астраханской опытно-мелиоративной станций.Полученные результаты исследований обрабатывались методом регрессионного анализа по Зайцеву(1984) и дисперсионного анализа по Доспехову(1935).

народно-хозяйственное значение и эколого-

бйологические особенности солодки голой(gutcyrrhiza glabra t.) и солодки уральской (g.ukalensis fisch. )

Система'., рода, clycyrrhiza ь. включает 13 видов,7 из них произрастает на территории СНГ и 3 вида на Северо-Западе России. Однако только солодка голая( g.glabra l. ) и солодка уральская ( c.uralenai« Fisch ¿имеют промышленное значение как лйкарствеь-ное,кормовое и Сиомелноративное"растениеШуравьев,1Э53;Пономарев, 1968;Гладыкев,1990;Кербабаев и др.,1989;Гранкина,Надевдина,1991;

Нигматов,1991). * •

Солодка голая,солодка уральская-источник солодкового корня, ценногофармяцевтического и технического сырья.Солодковый корень включен в фармакопеи 33 стран мира.

Солодка голая и солодка уральская.наряду с лекарственным значением имеют большое кормовое значение.Солодка голая в фазе начала цветения содержит протеина-20,83Х,жира-8,98%,золы-6,97%,а солодка уральская содержи? протеина-21,52Х,яира-5,9!1>,клетчатки и БЭВ-46.59Х, эолы-7,13%.В одном килограмме солодки голой(без грубых стеблей)при натуральной влажности 10,21К содержится 0,52 корм.ед.и 66,7 г переваримого прогеина(Горячев,1969;Лысов и др.,1969). ;

Эти два вида солодки по экологии-ксеромезофиты,факультативные галофиты.по типу адаптиеноР. стратегии-виоленты,способные функционировать в условиях засоленной среды при залегании грунтовых вод на глубине 0,5-3,0 м. • •

Мощная средообразущая функция растений солодки обеспечивает их высокую мелиоративную способность,предопределяет возможность их нормального репродуцирования в условиях засоленной среды.Одновременно культуры этих видов оказывают активное влияние на водно-физические и агрохимические свойства почвы,способствуя у зличению содержания гумуса в почве и рассолению засоленных почв(Нигматов и др., 1979;Тухтаев и др.,1991).

Отмеченные биоэкологические и хозяйственные особенности солодки голой и солодки уральской и соответствие их экологических требований особенностям почвенно-климатических условий Северо-Западного Прикаспкя,предопределяют возможность культуры этих ценных растений в данном регионе.В чиоло первоочередных научно-технических задач выДЕИгается необходимость исследования биологических особенностей прорастания семян и разработки приемов повышения их всхожести как естественио-паучнсй базы для создания технологии возделывания солодки в условиях Российского Прикаспил.

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПРОРАСТАНИЯ СЕМЯН СОЛОДКИ ГОЛОЙ ( glycyrrhiza glabra ь. ) и СОЛОДКИ УРАЛЬСКОЙ (g.uralensi5 fisch. )

Морфологическая характеристика семян солодки

Семена солодки голой округло-почковидные,гладкие,темно-коричневые,длиной 2,3-3,3 мм,шириной 2,2-2,9 мм.Среди изученных образцов

наиболее крупными семенами характеризовались семена солодки голой юго-западно-туркменской популяции(длина 3,3 мм,ширина 2,9 мм),азербайджанской Популяции(длина 3,2 мм,ширина 2,7 мм),астраханской по-пуляции(длина 3,1 мм,ширина 2,7 мм).Соответственно и масоа 1000 сети у этих образцов солодки была заметно выше<9,2-9,6 г) по сравно-_нию с другими исследуемыми образцами.

Семена солодки уральской также округло-почковидной формы.Семена казахстанских и монгольских популяций заметно крупнее(длина 3,4 ым.ширнна 2,6-2,9 мм) при массе 1000 семян 10,0-10,5 г,заметно превышая по этим показателям размеры сомян популяции солодкм голой. В то ие время семена солодки уральской южно-туркменской популяции по размеру и массе 1000 семян были аналогичны семенам солодки голой.

Поглощение води семенами солодки

Данные рис.1 показывают,что наибольшее количество води в соме-на солодки голой поступает в первые часы нябуханил(до б,2%).В последующие часы процесс водопоглощения резко замедляется и через 30 часов нескарифицированные семена поглощают 24,5%,скарифицироБанн1'0 механическим способом- 29,5% и химическим способом- 53,1% по отношению к абсолютно сухому весу сеыян(в пересчете на общий вес навлеки).

Влияние плавности на прорастание семян солодки

В ходе реализации программы наших исследований нами осуществлен цикл экспериментов, предусматривающих установление оптимальных режимов увлажие'"*я для прорастания семян солодки- голой (астраханской и южно-туркменской, популяции)и солодки уральской(актюбинской и юнно-. туркменской популяций.В результате этих исследований показано,что оптимальной влажностью почвы,обеспечивающей появление максимального количества всходов у исследуемых видов (86-69Х) является 60% от полной влагоемкости с: ¿трата(рио.2).

В ходе прорастания семян солодки уральской разных популяций наблюдались заметные различия в требованиях к уровню увлажнения: семена актюбинской популяции солодки уральской лучше всего прорсс-ли(79%) при влажности 40Х,а семена юяис-туркмеиской(722".) при влажности субстрата 60*.Количество загнивших семян увеличивалось по мере увеличения, влажности субстрата и при влажности 30« от полной полевой влагоемкости оно составило 26-32%.

Время,ч

Рис.1 Динамика водопоглощенид семенами солодки голой е Нескарифицирован.ные Химически

Механически Вскарифицированные

V

снарифицированные

Влажность,%

С.голая ■7 (астраханская) С.голая кя.нотуркменская) С.уральская / (актюОинская) /V С.уральская (южнотуркменская)

Рис.2 Влияние влаккости субстрата на всхоиесть семян солодки

Температура,°С

Рис.3 Влияние различных температурных режимов на Есхожесгь

семян солодки

1-Солсдка уральскгя(кяшо-турнменская) 3-Солодка голая(кино-туркменская)

2-Ослсдка уральская(азгпобинская) 4-Сслодка голая (астраханская)

Влияние температуры на прорастание семяк солодки-

Процесс прорастания семян солодки голой и солодки уральской протекает *"~и довольно широком температурном дкапозоне(рис.3) :от 6" до 60°С.Минимальная температура,при которой начинают прорастать семена,находится в пределах +б-8°С,обеспечивая прорастание только 4-15Ж исследуемых семян.

Оптимальной температурой для прорастания семян изучаемых видов солодки(92-95%) ¡' ляется 40°С.Максимальной температурой является 60°С,при которой всхоиесть семян понияается по сравнению с оптимальной и увеличияается количество загнивших семян(17-20%).При этом период прорастания семян при оптимальной температуре поставляет 3-8 дней,в то время как при минимальных температурным точках период прорастания составляет 12 дней.

Влияние овета на прорастание семян солодки

Исследования.проведенные нами по выявлению влияния света на прорастание семян,показали,что семена солодки голой и солодки уральской лучше прорастают в условиях отсутствия освещения.У астраханской популяции солодки голой в условиях освещения проросли 77%,у юино-туркменской-7ДХ и без освэщения соответственно 88-90Х. ■У солодки уральской в условиях освецэния проросли 55%(актюбинская популяция), 64Х (кжно-туркмеиская популяция).В условиях переменного . ' оовещония по величине вохояесть семян обоих видов занимает промеау-точное положение между вариантами опыта с освещением и без него.

Установление лучнего субстрата (лом) для .прорастания семян солодки

Для определения всхояести семян ваяное значение имеет тип суб-отрят«(лог.о) ,на котором проводится проращивание.Результаты опытов отчетливо продемонстрировали,что лучшим субстратом для проращивания семян южно-туркменской и астраханской популяций солодки голой и юяно-туркмеиской и лктюбинской популяций солодки уральской<про' росли 88-90Х) является кварцевый песок.В то «е время на древесных опилках всхолсоть семян обоих видев не превышала 48-57%,на фильтровальной бумаге- 60-80Х и на рулоне из фильтровальной бумаги 66-79Х.

Влияние оолевого стресса на прорастание семян солодки

Б процессе реализации программы изучения биологин прорастания семян солодки нами проведено сравнительное исследование двух видов и четырех экотипов солодки по их прорастанию в разных условиях засоления(рис.4 и рис.5).В результате этих исследований установлено, что по мере увеличения концентрации солей наблюдается снинение процесса прорастааия семян солодки.С увеличением концентрации солевого раствора соответственно уменьшается количество проростков. Установлено,что порогом токсичности солей для прорастания семян солодки голой и солодки уральской при хлоридном типе ааооления является 0,3«,а при сульфатном типе засоления - 0,4*.Сравнительно со-лоустой<<иБой окасалась солодка голая астраханской популяции:при всех типах васоления и уровнях концентрации солей проросло больнее количество семян. .

Концентрация хлор-ионов,X Концентрация хлор-ионов,X

Вге.4 Влияние хлоридного солевого стресса на прорастание семян солодки

А т Солодка голая (астраханская) В • Солодка урвльскея (штобинскал)

в Солодка гслая(юкно-туркы«нскач) аСолодю? уральская(гашо-туркменсная)

Прорастание семян солодки уральской при высоких показателях засоления среды(до 0,8-1,ОХ) вдвое выше,чем при этих *е уровнях засоления у солодки голой.Среди двух испытанных популяций солодки уральской,прорастание семян актюбинской популяции несколько выше, чем у семян южно-туркменской ропуляции.Кроме отого,следует отметить,что при повышенных концентрациях солеЙ(0,8»1,030 .продолжительность прорастания семян составляет 16 днэй.а при невысоких концентрациях солвй(0,1-0,7*),продолжительность прорастания симян солодки не превышает 3-7 дней.

Характер кривой,выражающей зависимость всхожести семян солодки от уровня засоления,однотипен в обоих вариантах(ы»с1и на2яо4), хотя полулегальные и летальные значения концентраций разнятся. При невысоких концентрациях васоленной среды(0,1-0,2*) происходит незначительное уменьшение всхожести«затем дальнейшее об снижение. В диапазоне концентраций 0,4-0,7* нпблпдеется замедление сиикения всхожести,а затем с концентрацией 0,7-0,8% - резкое снижение всхожести ¡Характер втих зависимостей наиболее адекватно етраиаетсл кривыми,описываемыми уравнениями зила тг*к<1 )/(1»-и(4)х'ч (х/к(2)к<")

Концентрат сульфат-ионов, 3! Концентрация сульфат-ионов,%

Рис.5 Впияние сульфатного солевого стресса на прорастание

семян С0ЛОДКИ

А ч Солодка топая (астраханская) Б е Солодка уральская (актобинская) я Солодка голая (шно-туркмчскэя) 4 Солодка уральская (гано-туркменская)

Влияние сроков хранения на всхо&есть семян солодки

Результаты опыта покааывают.что при хранении семян солодки уральской,всхожэсть их повышается в 4 раза по прошествии двух лет ( с 0-1C3S до 4Ш,ксхеяесть семян солодки голой остается с течением времени на довольно высоком уровне (55-62%).

РАЗРАБОТКА ПРИЕМОВ ПОВЫШЕНИЙ ПОЛЕВОЙ ВСХОЖЕСТИ СЕМЯН СОЛОДКИ ГСЛОЯ (glycyrrhiza glabra l. ) И СОЛОДКИ УРАЛЬСКОЙ ( ü.üralensis fisch.)

Узловым звеном ъ технологии возделывания солодки в СевероЗападном Поичаспни яз.чяется создание благоприятных условий для получения максимальной всхожести семян,обеспечивающих получение полноионного травостоя на производственных плантациях солодки голой и солодки уральской.R ртоП связи нами проведены исследования,направленные на повышение полевой вохояести семян и формирования полноценных травостоев солодки.

Влияние различных способов скарификации на полевую зсхоаесть семяч солодки

По данным многих авторов(Гладь!В1ев,1967;К.елы1й(йев,'1988) всхо-есть с*мян солодки не преяыюает 4-10Я,что связано с их твердосе-

«янностью.Для ослабления твердосемянности большинства бобовых применяют разные способы скарификации.Испытывали приемы механической,термической и химической скарификации в лабораторных условиях.Результаты опыта показывают,что наиболее эффективной оказалась химическая скарификация(обработка серной кислотой).при этом способе у солодки уральской юяно-туркиснской популяции проросло 84%, у солодки голой астраханской популяции - 9025.Опыты,проведенные на баге Астраханской опытно-мелиоративной станции,подтвердили эффективность приемов скарификации семян в полевых условиях(табл.1).

Таблица 1

Полевая "всхожесть семян солодки в зависимости от способов кх скарификации

Способ скарификации Солодка голая Солодка уральская

астраханская) юшко-туркмбнская актюбинскаь юяно-туркменская

Механическая 11 1С 10 13

Ударение 14 12 10 14

Ошпаривание 16 15 16 17

Химическая 40 38 35 35

Без скарификации контроль 10 8 6 6

НСР0,5 2.25 2,96 2,41 3,37

Из испытанных способов скарификации нанлучсяе результаты получены при скарификации способом ошпаривания семенного материала (всхояесть 15-17% при всхокестя нескврифицированних семян - 6-10Я) и при химическом способе - 35-40%,а при механическом способе скарификации повышение всхожести семян было незначительным;

Влияние глубины заделки семян солодки на их полевую всхояесть

При прорастании семян солодки их семядоли виносятся на поверхность почвы.Сечена высевались в поле на строго заданную глубину: без заделки,на глубину 1,0;2,0;4,0;6,0 см(табл.г).

Таблица 2

Влияние глубины заделки семян солодки на их полевую всхохесгь в условиях Соверо-Западного Прикаспия

Глубина оаднлки сомян.ом Солодка голая Солодка уральская

астраханская | южно-туркменскал актюбинская южно-туркменская

1994 год

С 4 4 2 1

1 12 11 8 4

2 47 43 38 40

4 26 24 24 24

6 10 8 4 1

НСР0.5 3.95 1,73 2,19 2,05

' 1995 год

0 е 6 5 4

1 15 16 И 13

2 53 57 42 40

4 27 23 21 18

6 11 4 5 3

«СР0.5 3,21 5.06 2,15 2,55

Из е£ данных видно,что оптимальной глубиной заделки.как для семян солодки голой,так и для семян солодки уральской,оказались '?, см.При заделке свмчк указанных двух видов солодки на глубину 4 с» всхожесть семчг. оказалась почти в 2 раза нике,а при заделке на б см ошб нижи.Заделка семян глубже оптимальной приводит к растягиванию периода прорэстенил семян поч'1И в 2 раза.

Таким образом,не основании экспериментальных данных показано, что семена солодки голой и солодки уральской наибольшее количество исходоз дают при заделке семян на глубину 2 см.

Влияние мульчирования почвы на полевую всхокесть семян солодки

На базе Астраханской опытной станции нами на аллювиально-луго-вых среднеэасоленных почвах проведены опиты по изучению влияния мульчирования на всхожесть семян солодки(табл.3).Иа оё данных видно, что Есе виды мульчирозанил заметно повывают полевую всхожесть семян

Таблица 3

Влияние различных способов мульчирования на полевую всхожесть семян солодки голой и солодки уральской

Способ мульчирования Солодка голая Солодка уральская

астраханская южно-туркменская ектябинская южно-туркменская

Навоз 44 . 36 36 35

Песок 39 • 33 30 27

Солома 48 45 38. 40

Без мульчи (К) 38 36 31 33

НСР0,5 2,33 5,74 2,92 5,51

солодки голой и солодки уральской по сравнению с контролем.Наиболее эффективным сказалось мульчирование почвы соломой и навозом.Только мульчирование песком не оказало должного положительного влияния на всхожесть семян солодни.

Влияние сроков сева па полевую всхожесть семян солодки

Своевременность и качество сева определяется'важными фактсэами повышения полевой всхожести семян.Результаты полевых опытов показали,что лучшим сроком сева солодки голой и солодки уральской является веоенний(май).Хорошие результаты дыит также осенние сроки со-ва(табл.4).

Таблица 4

Влияние сроков сева на полевую всхожесть семян солодки

Сроки сева Солодка голая Солодка уральская

астраханская|юяно- •туркменская акгюоинская юлно-туркменская

30 марта 30 28 30 25

20 апреля 39 36 31. 35

10 мая 52 48 44 40

10 июня 22 15 20 18

10 июля 16 10 1С ' 8

10 сентября 44 40 44 40

10 октября 42 38 25 • 30

НСР0,5 7,54 8,75 3,87 4,45

Рис.б Влияние различных стимуляторов на лабораторную вохонееть семян солодки ¡.Солодка голагластраханская) З.'Солодга уральская(шстюбинская)

2.Солодка голая (юачо-туркменская) Сол одна уральская(ювно-туркменская)

Злиякие биостимуляторов на полевую всховесть сайки солодки

В целях ускорения процесса прорастания и повышения всховзсти семян нами в лабораторных и полевых условиях были заложены опыты ко выяснению стимулирующего эффекта некоторых биостимуляторов.Как показывают данные рис.б.наилучаий эффект был получен при применении ги5берелло=ой кислоты,затем по степени воздействия на всхожесть следуют янтарная кислота,тиомсчевииа и индолилуксусная кислота(рис..6). В опыте <; применением стимуляторов на кескарифицированных семенах, должного эффекта ке наблюдалось.

Наряду с изучением и оценкой влияния стимуляторов на всховесть семяк солодки в лабораторных условиях,нами проведены оптимальные опыты ио данному вопросу в половых условиях на базе АОМС.Среди изу-г ченкых стимуляторов наибольший эффект наблюдался при воздействии на сомена гибберелловоЕ кислотой.Обработка семян двух видов солодки способствовала повышению их полевой всхожести,обеспечивая получение 44--503Е всходов у солодки голой и 47-49Х у солодки уральской. За лей по степени воздействия следует вариант опыта с применением янтарной :шслоты(35-44% и 40-42% - гсхсжесть соответственно солодки голой и солодки уральской).

ЙЫЕОДЫ

На основании анализа и обобщения полученных результатов по исследованию биологии прорастания семян и разработки приемов повышения их всхожести можно сформулировать следующие выводы:

1.В результате изучения морфологических особенностей генеративных органов установлено,что семена солодки голой округло-поч-яовидкые.гладкие.твмно-коричневые.Я^-З.г мы длиной и 2,2-2,9 мм шириной,а семена Солодки уральской округло-почковидной формы, 2,8-3,4 мм длиной и 2,4-2,9 мм шириной.В пределах каждого вида наблюдается заметная внутривидовая полуляциокнал изменчивость по размерам семян: у солодки голой популяции с более крупными семенами наблюдаются у образцов из Азерйайдаана(Апшерон),Юго-Западного Туркменистана и Юго-Востока РосешКдельта Волги).

2.Солодка голая и солодка уральская характеризуются твердосе-мянкостью.Для повывения всхожести твердых семян проведено испытание влияния хиыического.мехачичоского к термического споеобор скарификации на всхожесть семян солодки.Все испытанные способы скарификации оказали положительное влияние,но наиболее эффективным оказался химический способ,обеопечкааыций поноленио максимального количества всходоа как в лабораторных,так и в полевых условиях.

3.В процессе набухания семена солодки голой и солодки уральской для полного насыщения нуждаются в значительном количестве воды :нескарифицироаанныа самена поглотают я течение 30 часов ?,4,ЬЗ(, а скарифицированные химическим способом - 53,4% воды от абсолютно сухой их массы.При этом наиболмвее количество воды поступает ь обмена в первый час набухания( дс 6,?,%),затом интенсивность набухи-ния постепенно снижается с уровня ЗЯ в час в течение первых 5 часов до 0,3% в час в течение последних 6 часов набухания семян.

4.Доказано,что оптимальной влажностью субстрата,обеспечивающей прорастание наибольшего количества семян,является для соЛодки голой 0 солодки уральской - 60* от полной влагоомкостк субстрата.

5.Исследования,выполненные по изучению влияния температурных режимов,показали,что прорастание семян солодки происходит я довольно широком темлэратурном диапазоне от+6°С до бО'С.Миичмальиые температуры,при которых начинают прорастать семена,лежат в пределах

от +6® до. 8°С.Оптимальной температурой для прорыстваил семян солодки голой, и солодки уральской является 40°С.Максимальной темпноату-

рой для семян обоих видов солодки является 60°С,при которой всхожесть их сомян заметно понижается.

6.Изучение влияния освещения на прорастание семян показало, чти свет оказывает ингибирующее действие на прорастание семян солодки голой и солодки уральской.При проращивании семян этих двух видов в условиях освещения вгховесть их была на уровне '74-77% у солодки голой и 54-55% у солодки уральской,без освещения соответственно 88-30% и 83-86%.

7.Среди исгьпгнных субстратов(кварцевый песок.фильтровальная бумага,рулон из фильтровальной бумаги,древесные опилки)лучшим в качестве ложа для проращивания семян солодки голой и солодки уральской является кварцевый песок.

8.Результаты экспериментальных исследований показали,что засоленная среда сказывает затормаживающее действие на прорастание семян солодки голой и солодки уральской.Установлена зависимость степени прорастания семян от концентрации солей.Невысокие концентрации оолей(0,1-0,2%'л1р£ктичеоки но оказывают ингибирующего действия на прорастание семян,но начиная с концентрации 0,4-0,7%,всхожесть семян солсдки резко снижается и при концентрации 1,0-1,2% прорастание семян прекращается.

9.Доказана необходимость неглубокой заделки семян солодки голой и солодки уральской в процессе их посева.Наилучшей глубиной заделки семян на аллызиально-луговых почвах суглинистого механического состава при средней степени их засоленности в условиях Северо-Западного Прикаспия является 2,0 см,обеспечивающей появление максимального количества всходов.

10.В условиях Северо-Западного Прикаспия на аллювиально-луго-вых слабо-и средкезасоленных почвах лучшим сроком посева семян солодки голой и солодки уральской является весенний(апрель-май) и осенний(сентябрь-октябрь).

11.Установлена эффективность мульчирования почвы соломой и навозом,б результате которого полевая всхожесть семян солодки голой и солодки уральской повышается на 16-26% по сравнению с контролем.

12.Выявлены приемы,повышающие всхожесть семян солодки с помощью применения биостимуляторов.Среди испытанных стимуляторов наиболее эффективными сказались гибберелловая и янтарная кислоты. Обработке семян солодки голой и солодки уральской растворами указанных ЗиоетимулйтопоБ оказала существенное положительное влияние

на повышение их лабораторной и половой всхожести.

13.Совокупность фактических материалов,полученных в ходе исследований биологии прорастания семяк солодки голой и солодки уральской, позволила создать исходную базу данных для разработки Отраслевого стандарта на посевные качества семян солодки и биологического обоснования технологии посева с целью создания солодковых плантаций в условиях Северо-Западного Прикаспия.

предложения производству

На основании приведенных исследований можно предложить производству исходные данные? для разработки Отраслевого стандарта на посевные качества семян солодки голой и солодки уральской.Сбоснована технология посева этой нозой культуры для условий Северо-Западного Прикаспия:

1¿Исходные данные для создания Отраслевого стандарта на посзв-ныо качества семян солодки голой и солодки уральской:

-для определения чистоты семян солодки берутся образцы семян массой 60 г;

-всхожесть семян определяется путем прсращизания четырех проб семян по 100 штук;

-перед проращиванием семена следует обработать ъ течение 35 минут концентрированной серной кислотой(уд.вес 1,84) и промыть проточной водой;

. -проращивание семян проводится на кварцевом песко в растильнях; -оптимальной температурой проращивания семян солодки голой и солодки уральской является 40СС;

-проращивание семян солодки голой и солодки уральской рекомендуется проводить при бОХвлажности субстрата от полной его влагоем-кбсти;

-проращивание семян солодки голой и солодки уральской следует проводить в условиях темноты или в условиях сочетания темноты и освещения;

-энергию прорастания семян солсдки рекомендуется опрзделять на 4 день,всхожесть семян на 10 день.

2.Основные элементы технологии посева семян для создания производственных плантаций солодки голоП и солодки уральской:

-обработка почвы проводится на глубину 20-22 см с плугами,предплужниками с одноврзмзнным боронованием и последующим прикалыванием почвк;

-перед посевом семена солодки голой и солодки уральской следует подвергнуть скарификации химическим или механическим способом;

-при посез<? солодки голой и солодки уральской лучшей глубиной заделки семян является 2 см;

-лучшим сроком сева солодки голой и солодки уральской является зесенниЖапрель-май);

-на участках.предназначенных для создания плантаций солодки, иелателько проводить послепосевное мульчирование почвы по посевным рядкам.

1-Сидякин В.Г.,Головин В.П..Шамсутдинов Н.Э.К проблеме биолого-физиологических особенностей семян солодки и их эстрогенной активкос-ти/^атариалы^ 1 к 11 Международной коьференции rio селекции нетрадиционных культур и нетрадиционным технологиям.-Симферополь,1993'.-С.96-07.

2.Шамсутдинов Н.Э.Некоторые вопросы биологии и экологии прорастания семян солодки //Там ке.-С.50-51.

3.Сидякин В.Г..Головин В.П..Шамсутдинов Н.3.0 гидротермическои рояиме лроррстяккя семян СОЛОДКИ ГОЛОЙС1усуггЫга glabra L. И СОЛОДКИ уральской с. uvaiensis Fiscal'.'Материалы ш Международной конференции по сслехции,технологии возделывания и переработки нетрадиционных • растений.-Симферополь,1994.-С.63-64.

4.Шамсутдинов К.З.Галофиты как источник производства высокобелковых кормов и средство освоения деградированных земель Прикаспийского региона//Тезисы докладов Всероссийской школы колодых ученых

и специалистов по актуальным вопросам теории и практики кормопроизводства .-Липецк,1?Э5.-С.75-77.

5.Shamrutdino" tJ.S.Plant resourses of Glycyrrhiza L. species and experience in introduction in culture.//Proceeding o£ International siroposiun "Atia.-i ecot.ysto.ns and their environment".- Ulan - Bator. 1995. - P.52.

6.Шамсутдинов Н.З.Вчды рола Giycyrrhi=a l. и перспективы введения их s культуру в Прикаспийском регионе/.'Первый Международный симпозиум "Новые и нетрадиционные растения я перспективы их практического испольаования".-Пушино,1995.-С.360--362.

Список публикаций по теме диссертации