Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

ДЫХАТЕЛЬНЫЙ ГАЗООБМЕН СОРТОВ ТВЕРДОЙ И МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ В СВЯЗИ С РОСТОМ И .ФОРМИРОВАНИЕМ УРОЖАЯ

ВАК РФ 03.00.12, Физиология и биохимия растений

Автореферат диссертации по теме "ДЫХАТЕЛЬНЫЙ ГАЗООБМЕН СОРТОВ ТВЕРДОЙ И МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ В СВЯЗИ С РОСТОМ И .ФОРМИРОВАНИЕМ УРОЖАЯ"

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРОПРОМЫШЛЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА

И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К. А. ТИМИРЯЗЕВА

На правах рукописи БЕРЕЗИН Борис Васильевич

УДК 633.11 : 581.12+581.14

ДЫХАТЕЛЬНЫЙ ГАЗООБМЕН СОРТОВ ТВЕРДОЙ И МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ В СВЯЗИ С РОСТОМ И ФОРМИРОВАНИЕМ УРОЖАЯ

03.00.12 — физиология растений

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

МОСКВА —1986

-Работа выполнена в Научно-исследовательском институте сельского хозяйства ЮгочВостока НПО «Элита Поволжья».

Научный руководитель — доктор биологических наук, ■профессор Кумаков, В. А. -.'..Официальные оппоненты: доктор , биологических наук Ниловская Н. Т.; кандидат физико-математических наук Мурей И. А. •

Ведущее ^учреждение: Научно-шроизводственное объединение «Подмосковье».

Защита состоится . . . . . . 1986 г.

в «/^тГ часов я а заседании Специализированного совета при Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева I(Д. 120.35.07) по адресу: Москва, 127550, Тимирязевская ул., д. 49, Ученый совет ТСХА. >

, С диссертацией можно ознакомиться^ Центральной научной библиотеке ТСХА.

Автореферат разослан «Л?» . . .1986 г.

Ученый секретарь У^*/ М

Специализированного совета — /// __

кандидат биологических <наук : I д/( у Ж. Н. Кондр,

. Ойцая характеристика работы

Дюталъность проблема. Увеличение производства зерна, предусмотренное Продовольственной программой СССР, базируется на создании новых выоокоуроясайннх сортов и применении агротехнических приемов, способствующих максимальному использованию генетического потенциала продуктивности зерновых культур. В последние года получает широкое распространение возделывание пшеницы по интенсивной технологии, в ходе освоения которой особенно ясно выявилась необходимость более глубокого изучения продукционного процесса. Все большее внимание к физиологии формирования уроная обретается и л селекции. Таким образом.оба аспекта интенсификации производства зерна зависят от разработки ряда вопросов фязиологии формирования урожая.

Конечный результат продукционного процесса - уролсай определяется количеством ассимилированного в ходе фотосинтеза углерода и эффективностью последующего использования фотоассимилятов на образование хозяйственно-полезной биомассы (Ничвпорс'вич, 1956). Основной расход фотоассимилятов в продукционном процессе связан с 'дыхательным газообменом, поэтому проблема его регуляции и геноти-пической обусловленности важна для научного обоснования путей л способов повышения продуктивности растений. :

Возникшие в пооладнее десятилетие, новые подходы к проблеме "дыхание и продуктивность" расширили представление о связи дыхательного газообмена с. другими физиологическими функциями растения, . позволили лучше понять его место и значение в слокной совокупности процессов, определяющих урожай. Вместе с тем ваашв'аспекты влля-ния дыхания на продуктивность остаются дискуссионными и нуждаются в дальнейшем¡изучении. Не выяснены факторы, регулирующие эффективность рпгпгялыуп пат^р^м^оготдрёиеай рпа-реиия (головко,.Семи-

• научная библиотека' Моск. сог.ьско^о. акадоздм им. К. а. '1'имчр,1~ооа

инр иА

хатова, 1980), крайне немногочисленны данные о генотипическом ва^ировании дыхательного газообмена {Damisch, 1974; Хотшюва-и др. 1979;wilson, 1982), слабо освещена в литературе связь дыхания с урожайностью и устойчивостью растений к неблагоприятным воздействиям среды (Семихатова и др., 1979; Ro&sont 1982; Wilson, 1982). Очевидно, что без изучения перечисленных вопросов, трудно . оценить характер и степень зависимости урожая от показателей дыхательного газообмена.

Цель р задачи исследования. Основной цельп работы явилось \

изучение дыхания сортов твердой и мягкой яровой ашвтщ, отличающихся морфофизиологическими признакаш и йотенхщальной продуктивностью.

Задачи исследования включали:

- определение суточной и онтогенетической динамики дыхания органов и частей растения, его зависимости от внешних факторов;

- оценку дыхательных затрат органов и ¡растения й целом в течение вегетации и за отдельные манфазньге периоды;

т сравнение баланса сухой массы ггиейипу в различные по гидротермическому режиму годы;

- изучение взаимосвязи сортовых и видовых особенностей формирования урожая с .дыхательным газообменом-и эффективностью исполь-оования ассимилятов а продукционном.процессе.

Научная новизна. В работе впервые проведено.сравнительное изучение динамики дыхательного газообмена сортов твердой и мягкой яровых пшениц и течение онтогенеза, проанализирована связь дыхания с ростом и формированием урожая у сортов меткой пвенвды, отличающихся морфологической структурой и потенциальной продуктов-костью, дана оценка дыхательных затрат корневой системы твердой и мягкой пшениц и вегетативный.и репродуктивный периода. Показано,

что коэффициенты дыхания роста и дыхания поддержания у изучениях сортов н видов пшеницы одинаковы', а различия медду ни.з: по скорости накопления биомассы связаны с динамикой соотношения дьоса-тольных затрат на рост и поддержание. Установлено, что средняя за вегетацию величина коэффициента эффективности роста у всех изучавшихся сортов находится в довольно узказл интервале, существенно не отличаясь в благоприятные и засушливые годы.

Теоретическая и практическая значимость -работы. Полученные .результаты свидетельствуют о малой вероятности отличий по коэффициентам днхания роста и дыхания поддержания меяду сортами и вида-■ ми пшенихщ, принадлекащимя к одной экологической группе. Данные по дияаштке дюсатачьяого газообмена органов пшеницы в отличающиеся по

• погоднни условиям вегетации годы вносят определенный вклад в изучение частной физиологии .пшеницы и могут быть использованы для . построения математических моделей продукционного процесса и дая

. физиологического обоснования оптимальных агроэкотипов твердой и мягкой яровой пшенгош.

Апробаштд работ»?. Материалы диссерташга. докладывались на I к . IT Всесоюзных сопеианиях 'Толь дыхалг'л в продукционном процессе растений" (Ленинград,ГX98I;"Москва, 1983), конференщш молодых ' ученых 1ШФШ АН СССР (Саратов, 1982), Всесоюзной конференции "Фданолого-генетхгсескпе проблемы интенсификации селекционного ., процесса" (Саратов, 1983),. 7 республиканской конференции "Физиологические основы повышения.продуктивности и устойчивости зерновых

• культур" (Целиноград, I9S4).; : • - ^

Публикащщт. По материалам диссертации опубликовало 9 работ.

Структура и объем тботн. Диссертация излояека па 13© стра- : ницах машинописного текстами- состоит из введения, обзора литература, экспериментальной частиц заключения, выводов ;и списка лите-

ратугы, включающего наименований, ЮТ из них на иностранных языках. Работа содержит 21 рисунок, 28 таблиц и приложение, smi>-чаюкое 4 таблицы.

Ускорил, мотодн к объекты исследования. Полевые опыты закладывались' на полях селекционного севооборота НИКСХ Юго-Востока на делянках 3-6 м2 в 6-9 повторностях. Норма высева - 400 семян на I «Обработка участка, сроки и норма высева соответствовали йра-нятым для яровой пшеницу в данном районе. Гидротермические условия вегетации в года исследований были типичными для зоны: i960 и 1982 гг. характеризуются как удовлетворительные, средние по области урожаи яровой пшеницы в эти года соответствовали среднемного-летним урожаям. IS8I год - оотрозасушшвый, с суховеями различной интенсивности, положительной аномалией температуры и ост ¡им дефицитом осадков.

Сенологзческпе наблюдения, анализ накопления н распределения биомассы проводили по разработанным в лаборатории физиологии растений ШЕЙХ Юго-Востока методикам (Методические указания по определению некоторых физиологических показателей растений пшеницы .. при сортоиз учении. ;под редакцией д-ра биол.наук В.А.Кулакова il., 1982). Во воех ЧЗгалгах отмечали сроки наступления следующих фенологических ?аз-: эЪходы, курение, трубгаванке, колошение, цветение (цветение усяояио отождествлялось с окончанием роста соломины в высоту), молочная и зхсковая спелость зерна. За исключением всходов, fc «авдуо фазу развития бралась проба на сухую массу. В зависимости от ÎÛ3K развитая проба включала I60-C00 растений данного сорта, равномерно взятшс, с каждой повторности.

Содержание азота в пробах определяли на автоматическом анализаторе "Техникой". По окончании вегетации определяли величину и структуру урожая. Данные по доналыко сухой массы органов в течение

вегетация служили основой для расчота относительной скорости роста, тастой продуктивности фотосинтеза листьев, относительного прироста колоса за период налива зерна п других показателей рсста.

Дцшшо органов пеонвш определяли по погаощеви» кислорода нп установке, ооотояцай пз респирометров копструкщш И.А.Куперыана (Kynepmi, Хитрово, 1977). Основной показатель, используешй в работе - дыхательную способность (£2) измеряли при 25°С, в 2-4-х параллельных повторпостях. Проба для взятия навосок растительного материала включала 30-100 растений, равномерно взятых с каждой полевой по вторности. Интервалы между поелодо в ат ольнил: определениями ДЗЗ составили 3-7 дней. Для перехода от дшеательной способности к фактической интенсивности дшеания растений в поле систематически определяли температурную зависимость дыхания органов и толяорату-ру воздуха в посеве.,Для определения дыхания торцевой система твердрэ и мягкую псеницу выращивала в металлических ящиках со . 'съемной фронтальной стенкой, в оптимальных условиях водоснабжения. Поело отмывки горной от субстрата избыток влаги удаляли фильтровальной бумагой и наэеекп корней номецалпв роспирометри. Дшса-телышй коофЯндаент» необходимый для расчета затрат сухого вещества па дихоние; определяли прялам методом Варбурга (Семихатова; -Чудщтовская, 1965) отдольпо для надземной части и корней. Затраты на дихание главного побога пденици расчитывалдкак cyv.\:y д кат ель-кых затрат органов и пнражаяи в мг-зквнвагентах гдхкозы. 1

Статистическую'обработку результатов экспериментов проводили по Б.А.Доспехопу (1979).

■ Ос&ектада исследования бнля сорта саратовской Скроме Wor£d Seeds 1СГ6) селекции.* '

Сорта

Стародавние

Современные высокорослые Нкзкостебелыже интенсивные Полукарлаковый

Рлчугьтптн тесл^гований» Расход ¡субстрата >в дыхатежыюм газо-оСмене зависит от воздействия непрерывно "Меняющихся внешних условна (температура, влакность'и др.)"и^й:' Связанных о онтогенезом и метаболическими процессами эядогвйййс' ритмов дыхания. Роль последних в суточной рипоже интенсмна<Й!и' 'дыкаявя у твердой и мягкой пшениц невелика, исключение" е6<Ьйвлйдт период колошение-цветение о явно выраженным подъемом £0-''листьев в полуденные часы (рис.1). Поскольку ростовые продэсек'в'полуденные часы ингибируются обезвоживанием я высокой тейпературоА, подъем ДЗ, вероятно, связан с увеличением онергетических затрат на нодаорехание клеточных структур ара быстром .развитии водного дефицита (Колдау и др., 1980). Однако нельзя исключить ц увеличение неэффективного дыхания, связанного с повышением концентрации углеводов в листьях пшеницы в светлый период (Лгпоп-&>е(о1

В другие периоды онтогенеза ДС в ночное арат не ниже, чем днем, как в органах донорах, так и акцепторах асскмнлятов, т.о. •'концентрация субстрата в ночной период но снижается до величин, ограничивающих дыхание, в отличие от Щ колебания интенсивности фактического дыхания в точение суток значительны и соответствую".

Мягкая пшеница

Лютесцено 62

Саррубра

•Саратовская 42

Саратовская 49

Саратовская-52

Лютесценс 1848

\</ог&* Зее4з<[ 6(6

Твердая пшеница

Мелянопуо 69 Саратовская 41

шруБ^овоние-колошение 17 июня .

' -, з

о о

3

д Е о

■Н

ю о о о

о-г

•3

о ■>

»'

3 о

■< _ ••

си 7 • , Е ы о »

04

3 О < <

листья

15

стевли

колошение - цветение 30 июня

листья

колосья

стевли

г Г Т , '

08 £2 16 20 2<< т

цветение + 12 дней флоговь/и лист

; г ' Г

И-

I Т

Т'Г

КОЛОСЬЯ

стевли

ов и 16 го 2« ои

I

•4 I

ов а 16 го ги часы суток .

Рпс.Х. Суточная динамика дазсательной способности при 25°С органов твердой и мягкой яровой пшеяишв различные периода онтогенеза в 1962 г.

(х-х Саратовская 41; Саратовская 42). здесь и далее стандартная опябка.

суточному ходу температуры в посеве.

В течение вегетация ДС главного побега пшеницы снижается от 4-4,5 в фазе кущения до 0,2-0,5 мл 02-г-1 сухой масса » чао-1 в фазу восковой спелости зерна, однако теш снижения ДЗ зависит от фазы развития растений (рзс.2). Так в куиение и трубковапие ДЗ поддерживается на постояннои уровне в связи с большими энергозатратами на образование побегов кущения в первом случав, формированием колоса и быстрым ростом стебля - во втором. После фазы труб* кования следует резкое снижение ДС и к окончанию вегетативного роота (фаза цветения) ДС главного побега падает до 1,4-1*5 мя О^.г"^ сухой массы • час-*. Наибольшей интенсивностью дыхания-й этот период отличаются ластовые пластинки (2,0-2,5 мл о^т"! -сухой массы * чао--'-), наименьшей - стебли о листовыми влагалищами (1,0 мд °2"г~'1' сухой, массы • час"*)Г Дальнейший ход ДО главного побега пшеницы все в большей степени определяется стеблем и колосом, поскольку листья к фазе молочной спелости зерна полностью отмирают, а доля корневой системы в дыхательном газообмене растения составляет в ото время лишь 4-9 %.

Различия между видами пшеницы по Д? одноименных органов лучше всего выражены у листьев: мягкая пссница превосходит твердую по этому показателю на 10-СО % в течение больней части периода измерений, как при раочете на сухую кассу, так и на азот. Однако стебель мягкой псенкны в период трубкованио-колосение отличается меньшей ДС по сравнению с твердой, что в совокупности и обусловило близксв значения ДС главного побега а'целом мягкой и твердйй пшениц.

Различия по дыхательной способности органов пшеницы соответствуют различиям в дыхательных затратах (температурная зависи-. мость дыхания у изучавшихся сортов и видов пшениц биаа одинакова),

Два ворлв всходов

Рис, 2.• Онтогенетический ход ДО органов яровой шпенида в 1982 г.

е -Саратовскад 41; о- Саратовская 42; :.. I - кущение; 2 - токование; 3 - колошение; ■ ' 4 — цветение; 5 - глол.спелость; 6 - воск.спелость зерна. '■ •'.'V.' •■'

определяхдих баланс сухой массы, поэтому &алышйшй анализ дыхания заключаотся в сопоставлении его с ростом и формированием урожая.

foc? я гдхатояьние эптпаты в первой половине вегетации

Сухая масса, накапливаемая главным побегом к фазе цветения существенно отличается у сортов твердой и мягкой ппениц (табл.'Г). Дыхательный газообмен сортов о высоким темпом накопления dzouàccfa характеризуется двумя тенденциями: более быстрым снижением ДЗ 1а процессе роста и Перераспределением дыхательной активности "мезду органами-донорами (закончившие рост листья) и ахщелтораш Чраса^-ций стебель о находящимся в трубка полосой)' ассимилятор "^'пользу последних. Особенно наглядно эта тенденция проявилась 'при "сфааяй-нии твердой (Саратовская 41) и мягйоЯ Hbàp^iioK&'ÎB^'raB^ffii fl период трубкования-кслошения (увй "&У%

Таблица I

Накопление и распределение сухой ''Ма'о&ку-сортов яровой пшаницц в первой половине вегетация IS82' г.

Сорт

Продолжи-¡Доля органона* еузсо! тельность}массе главного побв-периода {га^ % . ^ • всходы- j—■—"'.'"" "•

g®*«"®' j листьШйбетПмяьс

касса ¡Сухая мао-главко-!са боковых w nodsinoderoa» % зса в . от главйо-цвете- го побега йие. мл

Саррубра 54

Гютесценс 1848 56

Саратовская 49 52

Саратовская 42 54

Яютосцоис 62 5G

Молянопус 69 52

Саратовская 41 52

Мягкая пзешэда,

4

19

17

18 19 17

64 Е9 63 63 63

г?

24 Ï9 18 20

Твердая ппсаица 18 8Î 21 Г/ G3 .20

ÎI6Ô 1485 1682 1521 1271

1870 1600

59 63 45 52 59

35 25

Согласно теоретическим представлениям, различия по тешу накопления биомассн могут быть обусловлены величинами коэффициентов днхойея роста а и дыхания поддераапЕя Ь. (Нип1, ¿СооЫу, 1979). Определение коэффициентов а и Ь экстраполяционним методом (ТЬогпРеу, 1976) показывает, что у пшеница они находятся;в интервале приводимых в литературе значений {рио.З). Однако наиболее важно то, что зависимость удельных дыхательных затрат от относительной скорости . роста у сравниваемых сортов практически одинакова. Следовательно, разница между сортами и видит пиенида по темпу накопления биомао-ои главного побега связана о динамикой соотношения дыхательных затрат на рост и поддержание. В соответствии с этим наблюдается . тенденция к более высоким значениям КЭР {КЭР = ^А^ ^ ) у сортов о высоким темпом накопления биомассн (табл.2). Меньшая продолжительность вегетативного роста у этих же сортов {табл.1) предполагает прямую зависимость между темпом развития растений и эффек-

тивностью роста (КзР), .

■ Относительная скоростьроста,мг»s^o/wü массы*сутки"1

Рис.3. Относительная скорость роста л дыхательные затрата .

яровой пшеницы в период кущение-трубковапие (1562 г.). о - СарруОра; □ -1ютесценс 1848; ; й - Саратовская 42 -В- - Саратовская 49; V- Лютосцсис 62: д - Саратовская 41; • - Нелянопус 69.-У = 0,326х+23; 1*= 0,96 -

Таблица 2

Коэффициенты эффективности роота (КЭР » ,,д ^ ) главного побега яровой пшеница в первойполовине к вегетации (1982 г.) .

— — — — —---г-----— — — Т — "" *- —

. , «Кущение- ;Трубкова- ¡Колоше- В среднем за

Сорт.' (трубкова- {ние-коло- ¡ние-цве- период куще-

|ние ^шение ¡тенив ¡ние-цпатешш

Саррубра 0,64 0,55 • : О,«Я* 0,56

Лютесценс 62 0,60 0,56 0,55 ■ , 0,54 -

Саратовская 42 0,61 0,61' 0,39 0,87

Саратовская 41. 0,62 0,61 0,40 ' 0;бв

Мелянопус 69 0,65 0,63 0,47 . 0,61

?ост и дыхательные заттатн а репродуктивный период

Как и в фазе цэететш к окончанию вегетации у твердой пшеницы сухая масса значительно выше, чем у мягкой (табл.З). В репродуктивный период/по сравнению с первой половиной вегетации, доля дыхательных затрат от фотосинтеза возрастает п на заключительных . этапах онтогенеза отмечается отрицательный баланс оухой массы главного побега как у мягкой, так н у твердой пшеницы(табл.4).

Дополнительное изучение в:репродуктивный период сортов»•отличающихся высотой соломины и долей колоса-в обцей биомасса главного побега^показало, что различия между ними по интенсивности дыхания связаны, главным образом, с продолкитодьиоотью активного функционирования органов (рио.4). . :

Несмотря на существенную разницу между названными сортами по потенциальной (Игошан, 1985) и фактической (табл.5) дродуктипноо-ти, значения КЭР главного побега и величины дыхательных затрат на I г зерна (табл.5) были очень близки, Мояно предполояить, однако, • что в более благоприятных для реализации потешдааътьной продуктивности условиях различия, мкаду. сортами по ,отим.показателям проявят-

ся в большей о*епешь

Таблица 3

ЙШ>аяенив в распределение сухой массы у сортов яровой 'пвенйцыво агорой воловине вегетации (1582 г.)

Сорт

I

Продолжитель-Тсухая мао-7Ия„с_ _„_. ¡Сухая масса

¡ность периода.'са главно - {„„ ; бо новых лобе-

:цветение-пол-|го побега гоа л % от ¡пая спелость,{в уборку, ™ ' главного

{дней ■ - ! ^ к

мг

.5.

побега

Саррубра 2в

Лютесцено 62 26

Саратозокая 42 • 20

Лвтесцена;184В '28.

Саратовская 41 30

Мелянопуо 69 32.

Мягкая шаеница

1560 560 57

1490 530 44

1950 770 56

2000 800 43 Твердая пшеница

2520 1060 Г7

2470 910 16

Баланс сухой массы главного побега твердо!! я мягкой (Саратовская 42) пшениц во второй вегетации (1982 г.)

Таблица 4

(Саратовская 41) половине

) Прирост сухой ! | массы, мг

|саратов-!саратов-{Саратов-{Саратов ^ская 41 |окая 42 |акая 41: {екая 42

I Затраты на дьрса-

Период

• шш, ¿¿г (аг20

ТТ—ГГТ

КЭР

-]саратоп-!саратов-]окая 41 |ская 42_

50.06-a.07 : •8.07-16.07•

16.07-24.07 24,07-28.07 / Суша ■

208 .33 837

269 220 108 -32

565

' 421

415 298 78 1212

393 332 238 ' :32 1045

0,33 0,41 0,62 0,40. 0,10 0,30

0,40

0,36

лис?тья

О 5 {5 25 остальной стебель

,3 ■

верунеа междоузлие

ив. .1-

25 О

Дни от цветения

Рис.4.

>

• - Саратовская 42; А - Саратовская 52! А-Альбидум 43; о - \Porld БевИя 1616

яровой

Таблица В■

Показатели роста и дыхательные затраты.главного побега ■ пшеницы в период налива зерна (1982 г.)

Сорт

}Г т - -----Г-.-- - -{-

! Продолжи-Г£0-^^£?ЗД&хательные ГКасса зерна 1 тельность!® с^^2гТзаттоты, г колоса глав-г | периода, но™р26?г ¡ногсдобега,

} {цветение,^ | зерна } мг

\VorlJ ЗеесЬШб . 25 Саратовская 52 ' -25 Альбидум 43 26

26 26 Г7

1,28 1,21 1,15

505 809 659"

Д;гхателъный газообмен п о^октгрностт. роста проник?! в различные годы

. Влияние засухи на компонент« продукционного процесса сельскохозяйственных растений - предает г.ыюгочислешнос исследований, и тем не менее оценки роли дыхательного газообмена в формировании урожая яровой паеяицы в условиях засухи достаточно противоречива.

За годы изучения 1880, 1981, 1982 самые неблагоприятна условия дяя яровой пшеницы наблюдались в 1981 году. Засуха обусловила значительное снижение оухой наосы растения и урожая зерна у всех изучавшихся сортов» однако наибольшее снижение отмечено у твердой пшеница (рис.5). Ёсли общая сухая масса и урожай'зерна главного побега существенно зависят от условий вегетации, то распределение ассишлятой по орга&ам характеризуется значительной устойчивостью (табл.6) и лшь небольшим повышением доля колоса в биомассе главного побега при заоухе.

' Таблица 6.

Распределение сухой массы главного побега в $азе цветения во органам яровой пшеница а различные года, %

| Листья | Стебель |_Колоо

а0Р* }1980 }1981 {1582 {1980 | £9вХ ¡1982(1980 {1981 [1982

Оаррубра 18 21 19 63 56 64 13 23 Г7

Лйтеоцонс 1848 20 20 Г? т 61 59 23 23 24

Лйтосцеае 62 19 20 17 63 56 63 18 24 20

Саратовская 42 19 21 19 62 54 63 19 23 13

Саратовская- 41 . . Чу Моляиопуо 69. № 18 Г? 61 56 63 21 26 20

18 20 КЗ 61 55 61 21 25 21

Отличительной чертой онтогенетического ¿ода ДЗ яри засухе является более быстрое ее снижение (рио.8), связанное о сопроводи е.ч периода веготации.

Соротовскоя 42 - ' , Оораторакоя

Лкнпвсцянс 02 Г

со . *

О О О

о €

СЕ : О

9»

О

20 «о -60 го . да ад м ,ю

Мвлянопуо 69

СОРРУСРО:

а »> бо ю

Лкмпесцема ¡Щ

20 40 60 80 <20-40 60 <0 ■ .Дни после всходов -

;о к о бо гв'

Рио.5; Накопление сухой массы главным побегом твердой и мягкой пшениадв различные по;гидротермичеокому . режиму годы. - 1980; ••• 1981;-- 1682,

, Изменевив.коэффициентов эффективности роота (КЭР) в течение -вегетации; определяется. одной и мой .же -тенденцией - быотрш садсе»* ^вием в репродуктивный период (рис.?). Наиболее быстро'коэффициент эффективности роста снижался в условиях засухи:, так через 45 дней после всходов КЭР>составил:0,'42"в 1981:г., '0,54.- в 1982 и 0,60 -

- г?

хи

си §§

о ,

I4

Б?

ее Р § «о

е» в

|о*

20 40 60 <0 20

. Дни после всуодов

40

60

&0

Рис.6. Онтогенетическая динамика дыхательной способности главного побега твердой и мягкой станиц в различные года. —1980; ^-в- 1981; 1982.

<.0 60 80 . дни после всуод.ов

Рис.7. Онтогенетическая динамика КЭР главного побега яровой пшеницы Саратовсквя 42 в разные годы 1980; 1981; 1982.

в 1980 г. Однако расчет не по календарным датам, а за межфазнне периоды показывает, что в различные года.эффективность использо-вания/йа рост, главного побега характеризуется близкими величинами (табл.7). ■ -

.•••:•" : --Л'- V''-. ■'•■ Таблица?;

- Значения КЭР главного побега твердой и мягкой яровой

тяенвда в различные года, - _ _ _ _ -j- — — ~~

{Кущение- |Трубкова-!Колошенр&!Цвете11Ее-!Кущение-Сорт. год !трубко- !кив-иоло-!^"^"'°Тыолочиая ¡молочная 1 !ванне lacv.no 'спелость ¡спелость : ___________ JL _ __ .!_■___ ■__; I 1

Саратовская,41

1980 0,60 . 0,63 • "0,61 0,37 0,53

1981 0,59 0,53 0,52 0,43 0,51

1982 0,62 . 0,61 0,40 0,49 0,54 Саратовская 42

1280 . ; 0,62 . 0,59 0,59 0,42 0,55

1981 . 0,56 0,59 . 0,13 0,47 0,49

1982' 0,61 0,61 0,39 0,46 0,54

■ Это означает, что дкхательные затраты на единицу прироста . сухой массы растения в неблагоприятных условиях увлажнения и тем-перотурного реаима возрастают в меньшей степени, чем мошго было бы ожидать, исходя из температурной зависимости дыхания и угнетающего действия на рост недостаточного увлажнения. Адаптация изучаема .:. вэдов пиеяицу к засухе, следовательно, а& сопрязена с существенным • изменением соотношения между гросс-фотосинтезом и темновым даха- ..' яием.

0снов1ше выводы:

ф , • ч , .

I. Сорта мягкой пшеницы, отлячакщгеся морфологической структурой и. потенциальной продуктивностью, характеризуются одинаковой

дыхательной способностью одноименных органов на протяжении всего периода вегетации.

2. Сорта твердой пшеницы в первой половине вегетации превосходят мягкую по скорости накопления биомассы главного побега и отличаются низкой интенсивностью дыхания закончивших рост листовых пластинок и более высокой интенсивностью дахапия растущего стебля и колоса. Различия меяду твердой и мягкой пшеницей по интенсивности дыхания листьев сохраняются как при расчете на сухую массу, так и на единицу азота.

3. Дыхательная способность отдельных органов и главного побега пшеницы неуклонно снижается в течение вегетации, однако темпы снижения в различные годы неодинаковы: при засухе дыхательная способность снижается быстрее.

4. Динамика дыхания листьев и других органов паеницы в суточном цикле определяется, главным образом, ходом температуры в поле. Увеличение дыхательной способности на 15-о0 % в полуденные часы, отмечаемое в фазе цветения, совпадает с перестройкой метаболизма растения, связанной с переходом к репродуктивнолу росту.

5. Существует полохотельная зависимость мезду эффективностью использования ассимидятов на рост и темпами развития растония. Высоким темпом накопления биомассы отличаются сорта с моньзей продолжительностью периода "всхорд-цветоние". 11х преимущество в эффективности исаользованпя ассимилятов на рост,очевцдно, связано о увеличением доли ростовой составляющей в суммарном дыхательном газообмене.

6. В условиях засухи эффективность использования ассимилятов на рост но ниже, чем в благопрхцггше годы. Основная причина уменьшения урожая песницч при засухе - снижение обце'й фотоопнтетичес-1» й продуктивности и продоллитольности вегетационного периода.

- га -

.-7.. Различия между изучавшимися оортами, в том числе окотен- -сивкого я интенсивного типа, по аерновой продуктивности на овязапн . •.-спозоэатаадт дыхательного газообмена (дыхательная способность, • температурный коэффициент дыхания) л,эффективностью использования, ассимзлятов на рост. .

• Список "работ, опубликовании*; по темп диссотгушд

1. Борезин Б.В. Вегетационные изменения дыхания и те«па на-, копления биокассы у твердой и мягкой яровой пкеница. - Сб.: Сязио- . лого-биохимические исследования растений и микроорганизмов. Из-во Саратовского ун-та, 1982, с.15-16. - . :. : -

2. Вереэлл Б.В., Гурьянова К.О., Еаоиеягикова Н.Г. Продуктивность яровой мягкой к твердой пшеницыв условиях засухи. - Сб.: :'<■;>.:.• ■"Селекция половых культур на Юго-Зостоко. Саратов, 1382 , 0.51-68.

3. Кукаков В.А:, Игошин А.П., Березш Б.В., Леппа Т.Д.. Сцен-- ; ка роли отдельных органов, в "нализе зорпа п-онпда и оо седекцаоп- . ные аспекты. - Сиз кол. и баохим. ;куяыур. растений, 1583, т.15," .

К 2, 0.163-1(8. '

Г-.. 4, Юдина О.С., Леипа Г.Д.» Берозш Б.В. Томаературнал зави- ч-'■. симосгь дик алия него торга сортов яровой псешшн Среднего Поволжья.-Сизкол.' и биохим. культур. -растений, ¿983, т.15, 1» 4, с.315-322.V.

.5. Ббрсзин Б.В., Котляр Л.Ё.; Кунаков В.А. Рост п дыхание • зерновок яровой.мягкой пшеницы. - Сб.: сизиолого-генетические ос- '. яовы:интенсификация селекционного процесса. Иат-гш Всосош. кон$®~'. репцпи. Саратов, 1984, о.50.

6. Леина г.Л., 'Юдина О.С;, Березин Б.В. .Дыхательные затраты ■ . яровой пшеницы в репродуктивной фазе.;- Сб.: Сязиолого-генетичес-: ■ кие основы интенсификации селекционного процесса. Иат-лы Всесоюз-.: •: ной конференции, Саратов, К84, с.32-93.

7. Березин Б.В. Накопление биомассы и дахатедьннй газообмен твердой и мягкой яровых пшениц. - Сб.: физиологические в генетические основы селекции. Саратов, 1984, 0.41-49.

• 8,'Березин Б.В. Сортовые особенности дыхательного газообмена яровой пшеницы. - Тез. У республиканской конференции "Физиоло-гвчеоюге основы повышения продуктивности и устойчивости зерновых культур". Целиноград, 1984 , 0.139-140.

9. Кунаков В.А., Котляр Л.Е., Иго шин А.П., Чернов В.К., Евразия Е.В. Накопление углерода, азота и их соотношение по фазам развития у .яровой пшеницы. - Тез. Всесоюзного симпозиума "Связь метаболизма углерода и азота при фотосинтезе". Пущиво, 19В5, 0.47.

Л-89355. 10.04.86 г. Объем 17а п. л. Заказ 1158. Тираж 100

Типография Московской с.-х. академии им. К. А. Тимирязева 127550, Москва И-550, Тимирязевская ул., 44

Бесплатно