Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Эколого-биологическая оценка образцов люцерны в зоне неустойчивого увлажнения Ставропольского края

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Эколого-биологическая оценка образцов люцерны в зоне неустойчивого увлажнения Ставропольского края"

РГ8 ОД

- з дек т7

На правах рукописи

ЛЕДОВСКАЯ НАТАЛЬЯ ВИКТОРОВНА

ЭКОЛОГО-БИОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ОБРАЗЦОВ ЛЮЦЕРНЫ В ЗОНЕ НЕУСТОЙЧИВОГО УВЛАЖНЕНИЯ СТАВРОПОЛЬСКОГО КРАЯ

03.00.16 - экология

АВТОРЕФЕРАТ

д иссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Ставрополь -1997

Работа выполнена в ставропольской государственной сельскохозяйственной академии

Научный руководитель: кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Желтопузов В. Н.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Асалиев А. И.

кандидат биологических наук, доцент Нихеев А. Д.

4

Ведушее предприятие: Ростовский государственный университет

Зашита состоится декабря 1997 года в часов на

заседании диссертационного "Совета К 113.50.03 при ставропольском государственной университете по адресу: 355009,. г. Ставрополь, ул. Пушкина, 1

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ставропольского гоеударственного университета.

Автореферат разослан " " / 1997 года

Учешга секретарь диссертационного совета

немирова л. с.

- г -

Актуальность тенн. Полезные биологические и агротехнические свойства, высокие кормовые достоинства люцерны обеспечили широкое распространение этой культуры в земледелии страны, в том числе в Ставропольском крае люцерна высевается на плошади свыше 250 тыс. га, что составляет около 70 у. от обшей плошади занятой многолетними травами.

Данные научных учреждений и опыт передовых хозяйств показывают, что в течение года люцерна может обеспечить получение 8-10 т/га сена,что соответствует 5-6 т кормовых единиц, содержащих 1000-1200 кг перевариваемого протеина, 1. О-1. 5 т/га семян. Однако потенциальные ¿озможности этой культуры используются в настояшее время не в полной мере. Так за последние 15-20 лет урожайность сена этой культуры в крае колебалась от 1.2 до б. 3 т/га, урожайность семян - 0.08-0. 15 т/га.

Главными причинами низкой и нестабильной урожайности являются значительная зависимость продуктивности культуры от экологических Факторов, недостаток, сортов и гибридов в полной мере отвечающих требованиям производства.

Поэтому повышение эффективности люцерносеяния путем создания и внедрения новых сортов для конкретных экологических условий (с учетом биологических особенностей) является одной из актуальных задач.

Цель и задачи исследований. Цель исследований - провести опенку адаптивных свойств и биологических особенностей образцов люцерны двух видов (Medicago varia Hart, и и. romaniса Prod. ).

В соответствии с этой целью были поставлены следующие задачи:

- оценить адаптивные свойства дикорастущих и селекционных образцов люцерны к неблагоприятным условиям внешней среды;

- изучить биологические особенности видов люцерны в условиях зоны неустойчивого увлажнения Ставропольского края;

- установить особенности биологии цветения и оплодотворения;

-' определить реакцию образцов люцерны на условия внешней среды по хозяйственным признакам.

Научная новизна. Впервые в зоне неустойчивого увлажнения Ставропольского края проведена оценка адаптивных свойств, биологических и хозяйственно - ценных признаков образцов' люцерны двух видов, изучены особенности биологии цветения, оплодотворения и их влияния на семенную продуктивность образцов люцерны.

Практическое значение. Проведена модификация методики роста пыльцевых трубок люцерны In vitro, предложена новая методика измерений длины пыльцевых трубок, способ получения срезов растительных объектов на замораживающем микротоме, способ подсчета

числа семяпочек под компрессорием. Практическая значимость предложенных способов и методик подтверждена удостоверениями на рационализаторские предложения (Н 1/95, К 3/96, N 4/96).

Апробация результатов исследования. Материалы диссертационной работы докладывались на заседаниях кафедры растениеводства СГСХА (199t.1995, 1996 гг). Основные положения диссертации были доложены на научно-практической конференции естественно-географического Факультета СГПУ (1995 г), научных конференциях агрономического факультета СГСХА (1996,1997 гг).

Публикация результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 3 работы и одна находится в печати.

Обьем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав и выводов. Работа изложена на 132 страницах машинописного текста, включает 28 ' рисунков,9 таблиц в тексте и 24 в приложении. Список использованной литературы включает 215 источников, из которых 23 принадлежат зарубежным авторам.

2. ЕСХОДНШ МАТЕРИАЛ. КЕТОДЯКА H УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЕ.

Объектами исследований служили образцы люцерны двух видов Hedlcago varia Hart. (401, 441,141,551, Синтетик и Заря Ставропольская, созданные на опытной станции академии) и Hedlcago romanlca Prod.

При создании образцов в качестве одной из родительских Фop^ использовалась н. romanlca, характерная для степных й луговых Фито-ценозов края, обладающая засухоустойчивостью,пастбишевыносливае-мостью, высокими кормовыми достоинствами (Шаболдас. Дударь, Дорож-ко,1996).

Питомник конкурсного испытания образцов люцерны размешался в севообороте,принятон на опытной станции академии. Обшая площадь питомника 324 tf, шюшадь учетной делянки (один сорт) - 5 м? повторнсгсть трехкратная, размещение делянок рендомизированное Посев весенний по схеме 45 х 5 см, предшественник - чистый пар агротехника'- обшепринятая для зоны.

Опенка образцов люцерны по адаптивным (засухоустойчивость. жаростойкость),биологическим (продолжительность вегетационного периода, особенности роста и развития,цветения и оплодотворения) и хозяйственным признакам (урожайность зеленой массы и семян, содержание протеина) проводилась согласно методик ВИР (1982:1966). вик (1975). модифицированной нетодике роста пыльцевых трубок In vitro (Дедовская, Тимченко 1995).

достоверность различий между образцами определяли нетодо* дисперсионного анализа по Б. А. Доспехову.

Почвенный покров опытной станции представлен слабовышело-• ченным, глубокомицелярным карбонатным черноземом среднемош-ным. среднегумусным, характеризующимся благоприятными физико-химическими и агропроизводственными свойствами и являющимся наиболее плодородным в крае (Куприченко,Петрова, Пишугина, 1973).

Разнообразные климатические условия позволили всесторонне оценить биологические и хозяйственные особенности исследуемого материала. Среднесуточная температура в период вегетации 1994 г превышала среднее многолетнее значение на 3. 2*С. 1995 г - соответствовала ей ( 1Т. 5/17. 2)_, а в .1996 г была несколько выше (18.3/17.2). сумма осадков за период вегетации (апрель-сентябрь составила в 1994 г. - 61. &'/., 1995 г. - 62. б'/., 1996 г. -67.8 у. от годовой многолетней нормы, • и 92. 7Н, 94. Z'/. и 109* соответственно от многолетней нормы за период вегетации.

Таким образом наиболее благоприятные метеоусловия для роста и развития люцерны на семена сложились в 1995, а на корм - 1996 году.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИИ.

3. 1. Экология цветения и оплодотворения.

Изучение динамики цветения люцерны является неотъемлемой частью исследований биологии цветения. При изучении дневной динамики цветения исследуемых образцов, мы обратили внимание только на период распускания цветка, так как раскрывание осуществляется при участии насекомых.

Из полученных результатов следует,что ритм цветения типичен для представителей бобовых - длительный дневной. В утренние часы (8-10 часов) распускание цветков менее интенсивно проходило у образца 441гНаиболее - у Зари Ставропольской и 401 (1.7,7.7 и 8.6 цветков в час соответственно ).

Интенсивность распускания увеличивалась с каждым часом. К 11 •часам у образцов Синтетик и 401 наблюдалось наибольшее количество распушенных цветков (25.6 и 26.6 цветков соответственно). наименьшее - у образца 441 (13. 4). У остальных образцов значения были близкими: 551 - 22.8, M. romanlca - 22. 3, зари Ставропольской - 22. 7 цветков. Интенсивность распускания в эта часы была максимальной у образцов Синтетик - 18.6 цветков в час', 401 -15.0 цветков в час, минимальной у Зари Ставропольской - 8. 7 цветков в час (Рис. 1 ).

К полудню интенсивность распускания была наибольшей у образцов Синтетик, 441 и H. romanlca ( 9.4, 7. б .и 7.5 .цветков в час соответственно), наименьшая у образца 401 (1.5 цветков в в час), тогда как у остальных образцов это значение не превышало

Количество цветков, игт.

/

/

Часы/температура (град. С)

9-10«)

11-12/27 - £61

13-14/э:

Интенсивность распускания цветков образцов пюцерны в течение дня

- б -

5 цветков в час. В 12-13 часов интенсивность распускания имела 1аксинальное значение у образна 401 и М. гошаШса (18. г и 13.4 цветков в час), а у образна 141 интенсивность распускания снизилась по сравнению с 11 - 12 часами. В эти же часы отмечено ииболыпее количество распушеннных цветков у образцов синтетик -П. 3 и 401 - 46. 3 цветков.

Пик распускания цветков наблюдался и в 14 часов, когда температура воздуха достигла 32*С. Наибольшее количество распушенных дветков отнечено у образцов 401, Синтетик и И. готашса (72.4 >7.6 и 56.5 цветков соответственно), наименьшее - у 441 (33. 1). Штенси.ЕНость распускания была наибольшей у образца 401 - 26 1ветков в час, у образцов 441,551,Синтетик и Заря Ставропольская 1Роисходит уменьшение количества распушенных цветков.

Графическое выражение дневного ритма для всех образцов 1редставляет собой одновершинную кривую с пиком 13-14 часов.

отмеченное постепенное увеличение интенсивности распускания южет быть связано с увеличением температуры воздуха. В опреде-1енные часы.при соответствующей температуре для каждого образца ¡арактерен свой пик интенсивности распускания. По интенсивности >аспускания цветков образны могут быть разделены на три группы, к 1ервой группе отнесены образцы с пиком 10-11 часов при температуре 25*С - Синтетик и 441; к второй группе отнесены образцы с (асимальной интенсивностью распускания в 12 - 13 часов при тем-шратуре -зо'с - 551 и Заря Ставропольская; в третью группу вошли >бразпы 401, 141 и И. готавЮа с пиком распускания в 13 - 14 ча-. :оз при температуре около 32°С.

в целях повышения семенной продуктивности люцерны важно гнать все причины, влияющие на семяобразованйе.

Исследования проводили при вступлении растений в Фазу буто-шзапия - начало цветения, которая совпадает с УШ-1Х этапом ор-•аногенеза.

. Проведенные гистологические анализы опавших завязей позволит выявить следующие анамалии в развитии : О отсутствие чет-:ой дифференциации проводящих пучков, что неблагоприятно отзывался на снабжении семяпочек питательными веществами; 2) расплыв-[атое очертание эпидермальных клеток ведет к нарушению не только 1ашитной функции.но и газообмена; 3) слабая выраженность парен-:имной ткани позволяет предположить наличие отклонений в ассими-¡яционных и запасающих процессах,происходящих в стенках завязи При микроскопическом исследовании нами отнечено, что иссле-[уемые образцы различаются по количеству семяпочек в завязи Табл.1). Наибольшее количество семяпочек содержится у- образца 41 до 12.1 тт., наименьшее - у 141 до 8.5 шт. и Н. гота-

- Y -

nica - 8. аГ шт. Образцы Синтетик. 441 и 551 превышали H. romani с а на 3. г . 3. 3 и 3. 2 семяпочки соответственно. Образец 141 имел в среднем на О. 3 семяпочки меньше, чем у дикорастущего образца.

Таблица i

Обшее количество и Фертильность семяпочек, размеры пылызевых трубок образцов люцерны

Образен Семяпочек,средняя на завязь, шт Фертильность. 7. Размеры пыльцевых трубок, мм

Синтетик 12. 0 ♦ 0. 47 64. 0 4. 8 4 0. 15

401 10. 6 t 0. 43 80. 0 3. 0 4 0. 17

441 12. 1 4 0. 53 90. 4 4. 5 4 0. 15

551 12. 0 4 0. 55 . 92. 1 4. 2 4 0. 21

141 8. 5 4 0. 34 92. б 2. 3 4 0. 12

Заря Ставр 9. 7 Í 0. 21 90. б 2. е 4 0. 15

Romaniса 8. 8 4 0. 38 84. 4 3. 7 4 0. 28

Исследуемые завязи различались и по числу стерильных и Фер-тильных семяпочек. Визуально стерильность семяпочек определялась по очень маленьким размерам (около 0.5 мм.). Гистологическими исследованиями установлено, что стерильность основного числа исследуемых семяпочек выражается выступающим из интегумента нуцел-лусом, который является серьезным препятствием для проникновения пыльцевой трубки в зародышевый мешок.

Однако конечная семенная продуктивность по мнению ряда ав-' торов, ( Пестова. 1982; Орел, 1983, 1985) не всегда определяется высоким числом Фертильных семяпочек. Часть фертильных по морфологическим признакам семяпочек остается не оплодотвореннной. другая часть отмирает на различных этапах развития.

Пыльна у люцерны тяжелая,легко сбивающаяся в комочки, в воздухе не держится. После попадания .на рыльце пестика начинается ее прорастание. В наших опытах пыльца начинала прорастать уже через 15 минут после помещения на питательную среду.

При свободном опылениии у цветков люцерны на рыльце столбика всегда попадает смесь своей пыльцы и пыльцы с цветков других растений. В. Ф. Дорофеев (1990) указывает на наличие у рода Мей1-саво гаметофитноя системы несовместимости (типа К1со(:1апа). Она характеризуется независимым действием в пыльце и столбике двух аллелей локуса несовместимости (Б), присутствующего в каждой особи. Реакция несовместимости протекает непосредственно в столбике пестика.

Для анализа роста пыльцевых трубок проводили проращивание пыльцы исследуемых образцов в сравнительном аспекте на двух ва-

- а -

риантах питательных сред. Количество колоний на агарах двух видов (растительном и МПА) изменялось не достоверно и по нашему мнению не находилось в существенной зависимости от вида агара (Табл. 2).

Таблица г

Прорастание пыльцевых зерен на двух. вариантах питательных сред, у.

Образец Синтетик 401 441 551 141 Заря Ст. М. rom. X

ЮТА Раститель ный агар 15.7 9.9 20.20 15.8 20.5 39.1 12.3 20.2 23.1 22.4 7.6; 8.4 28.3 18.2 6.7 18.0

НСР 5. б

Наибольший процент проросших пыльцевых зерен после 20 часов культивирования имели образцы Заря Ставропольская - 39. 1 '/■ и 141 -28.3 х, наименьший - 551 -'15.8 у. и М. romanica - 12.3 у., таким образом образцы существенно различаются по скорости роста пыльцевых трубок.

Наибольшая длина пыльцевой трубки отмечена нами у образцов Синтетик, 441 и 551 (4.8 , 4. 5 и 4. 2 мм соответственно), наименьшая - у образца 141 -2.3 мм, что на 1.4 мм короче, чем у И. romanica.

По мнению В. И. Коваленко, С. С. Ибрагимовой (1987) генетическая детерминация скорости роста пыльцевых трубок шла за счет снижения их потенциальной продуктивности (редукции числа семяпочек) . что мы и наблюдали у дикорастущего образца М. romanea.

3. 2. Опенка адаптивности образцов люцерны к засухе.

Оценка засухоустойчивости исследуемых образцов основывалась на системе методов,включающих определение водоудерживаюшей способности, исследования роста корневой системы, способности прорастать на растворах осмотиков и измерение импеданса.

Определение водоудерживаюшей способности проводили в основные Фазы . вегетации растений. Наибольшая водоудерживаюшая способность была отмечена в начальные Фазы развития, при 4-5 настоящих листьях, на первом году вегетации и в Фазу отрастания на втором году. Так в Фазу проростков наибольший процент потери воды за сутки отмечен у образцов 401 - 13.30 х и 551 - 12.-27 наименьший - у образца 441 - 9.25 г, причем способность данного образна удерживать влагу была выше, чем у м; romanica (Табл.3).

Таблица 3

Водоудерживаюшая способность образцов люцерны в основные Фазы развития в 1-2 год вегетации

Потери воды за сутки к исходному весу, У-

Образец

Проростков / Бутонизация Цветение Завязывание

отрастание бобов

Синтетик 11. 88¡0. 15» 20. 2210. 15 21. 7810. 12 20. 1210. 65

17. 2710. 76»» '20. 6310. 05 47. 9210. 14 42. 81 Ю. 61

401 13. ЗОЮ. 14 20. 39Ю. 12 31. 3610. 49 22. 9810. 64

17. 2310. 72 22. 71 Ю. 64 58. 6310. 24 44. 4810. 58

441 9. 2510. 17 19. 0510. 13 21. 3610. 59 19. 3510. 36

13. 7210. 58 19. 8510. 52 43. 8410. 13 41. 2910. 54

551 12. 2710. 26 22. 49Ю. 28 24. 8610. 75 20. 7910. 76

14. 6310. 60 28. 2610. 59 40. 5410. 5£ 40. 1710. 37

141 10. 5010. 21 17. 34Ю. 17 20. 9810. 45 18. 6И1. 15

13. 6510. 56 . 22. 7710. 62 39. 4510. 74 33. 1110. 49

Заря ст. 11.4610. 15 18. 4210. 45 19. 9010.58 18. 9410. 38

17. 2010. 65 21. 8210. 64 38. 6110. 43 31. 5410. 51

Romanlca 10. 3210. 21 19. 0510. 45 18. 7210. 37 18. 5511. 21

13. 5410. 88 19. 5110. 61 38. 2210. 64 31. ОНО. 58

* - 1 год вегетации *» - 2 год вегетации

При прохождении растениями Фазы бутонизации наблюдалось резкое увеличение потери воды всеми образцами. Наиболее близки к М. romanlca по показателю потери воды за сутки образцы 141 и Заря Ставропольская,а образец 551 отличался наибольшим значением признака,а значит наименьшей водоудерживающей способностью.

на втором году жизни так же наблюдали уменьшение водоудер-живаюшей способности по сравнению с предыдущей Фазой, но переход к ней был более плавный, чем в первый год. Высокой водоудерживаю-шей способностью,на уровне дикорастущего образца,обладал образец 441, а наибольшей потерей влаги характеризовался образец 551.

Фаза цветения характеризовалась дальнейшим уменьшением во-доудерживаюшей способности. Во время цветения устойчивость к засухе самая'низкая. По мнению Ф. Д. Сказкина (1971) высокая чустви-тельность к недостатку :лаги в период Формирования репродуктивных органов и оплодотворения объясняется тем,что при выходе растений на сушу репродуктивный-процесс осуществлялся при высоком содержании воды.

После оплодотворения засухоустойчивость несколько вше, чем предыдущую Фазу,но ниже чем в Фазу отрастания или в начальные азы роста в первый год вегетации.

Анализ развития корневой системы проводили на 2. 3 и 4 неде-е после всходов (Planton, 1966),что дает возможнрсть исследовать инамику развития в начальные *азы роста.

Наибольшая длина главного корня отмечена на второй неделе зеле всходов у образцов 141 - 7. 50 см и Заря ставропольская -56 см, близкое значение - б см у образца 551. К концу 4 .недели ¡ибольшей длиной главного корня отличались образцы 551, 141 заря Ставропольская, имея незначительные отклонения от дикорас-таего образца. V этих же образцов наблюдался и наибольший при-ст к 4 неделе: 551-3.43 см, 141 - 4.05 см, Заря Ставропольская -36 см, с самым высоким значением у образна 141. Максимальным шим приростом за весь период исследований характеризовались разды 401 - 5. 15 см, 441- 5.75 см и 441 - 5.20 см.

Измерение импеданса листьев среднего яруса подтвердило, что ибольшей обводненностью и следовательно большей устойчивостью засухе обладают образцы в Фазе отрастания, имея невысокое зна-ше электрического сопротивления (Табл. 4). Наименьшей величи-I электрического сопротивления через 24 часа завядания харак->изовались образцы 1.41. Заря ставропольская и M. romamca 1.9. 34.6 и 32.7 ком соответственно), что подтверждает их высо-| устойчивость к почвенной засухе. Наибольшее значение импе-са через 24 часа завядания имел образеп 441 < 43.7 ком ).

Таблица 4

Импеданс образцов люцерны в Фазу, отрастания, ком

Образец Исходное Через 24 ч. Разнила

Синтетик 33. Si 1. 21 40. 6il. 24 1. 8 i 0. 34

401 35. lit. 15 39. 9!1. 62 4. 8 tO.-17

441 35. 9î 1. 44 43. TiO. 96 7. 8 + 0. 23

551 32. lil. 17 37. 8Я. 59 5. Til. 21'

141 28. 8i0. 12 30. 9il. 09 2. 2il. 62

Заря Ст. 32. liO. 15 34.-611. 21 2. 5+1'. 12

Romanlca 31. 1+1. 26 32. 711. 68 ■ 1. 6+0. 97

Жаростойкость.

При изучении жаростойкости исследуемых образцов отмечено ьшение признака от Фазы отрастания до Фазы цветения, Наиболь-/•стойчивостью к высоким температурам обладали образцы 551 и

М. готатса, наименьшей - 141 и Синтетик (Табл. 5).

Таблица 5

Выход электролита образцов люцерны в основные Фазы развития и к контролю)

1 1 Образец | Отрастание J Бутонизация Цветение Плодоношение

1Синтетик 130. 7*1. 15 150. 0i4. 27 204. 811. 86 193. 411. 21

| 401 123, 011.. 27 176. 9!2. 34 323. 112. 25 281. 611. 15

¡441 125. 012. 41 191. 312. 01 302. 311. 35 257. 1-4. 78

1551 111. 1 13. 80 126. 312. 74 153. 511. 54 131. 412. 02

! 141 135. 7 i3. 42 150. 1 11. 27 186. 513. 65 160. 312. 30

; Заря Ст. 128. 511. 35 152. 313. 01 250. 012. ОБ 195. 511. 73

! Romarnca 102. 4í2. 46 117. 812. 56 148. 811. 63 141. 111. 34

При переходе к Фазе бутонизации наименьший выход электролита к контролю сохраняется у образца 551 и М.romanlca, при большей устойчивости дикорастущего образца. Эта же тенденция остается п при перекоде к Фазам цветения и завязывания бобов. Большой обводненностью в Фазу цветения и завязывания бобов характеризуется образец J41,отличавшийся невысокой устойчивостью в Фазу отрастания.

Как наименее устойчивые к атмосферной засухе отмечены образцы 401 и 441 с высоким выходом электролита к контролю в фазы бутонизации - завязывания бобов.

Б Фазу завязывания, бобов устойчивость к высоким температурам у исследуемых образцов выше, чем в Фазу цветения, но меньше, чем в Фазу бутонизации. Применяя нормальный закон распределения, к 1 классу отнесены образцы 551, 141 и Н. romarnca, как наиболее ' устойчивые, и в последний класс попали образцы - 401 и 441. обладающие, однако, сысиг.о:': устойчивостью в Фазу отрастания

3. 3 Рост и развитие образцов люцерны.

Люцерна обладает значительной биологической пластичностью. Изменение географической широты или высоты расположения над уровнем моря, приводящие к изменению температурных условий, количества осадков, интенсивности освещения, влияют на рост и Ра:-Битие люцерны, что сопровождается изменением морфологии и Физиологии растений (Blondon,Guy. 1977; Иванов.Дюкова, 1991).

С целью изучения особенностей жизненного цикла изучаемы! образцов,проводились Фенологические наблюдения в год посева i последующие годы жизни, позволяющие выявить периоды наибольшей

чувствительности растений к неблагоприятным воздействиям погодных условий, зараннее прогнозировать уровень и качество продукции.

По длине периода "всходы - начало цветения" выделены две группы растений: раннеспелые (Синтетик,441,141) - от всходов до начала цветения 57-58 дней и среднеспелые (401. 551, Заря Ставропольская и К. romanica) - от всходов до начала цветения 60-62 дня.

Период от посева до образования семян составил у раннеспелых образцов 121-124 дня,а у среднеспелых 128-132 дня (Табл. б).

Таблица^ 6

Развитие растений люцерны I года жизни

Число дней от посева до

Образен

{ j

появления!! наст. начала бу- ! начала созревания

всходов j листа i тонизации J цветения семян

Синтетик 9 21 40 67 121«

401 9 25 42 70 128« *

441 10 22 40 67 124*

551 10 25 44 70 130««

141 9 22 41 бб 124«

Заря СТ. 10 26 45 72 132«»

Romanica 10 • 26 45 73 132»»

« - 120-128 1 класс »» - 128-136 2 класс

на второй и последующие годы жизни растений люперны продолжительность периода отрастания, после возобновления вегетации в III декаде марта, до Фазы бутонизации составила в среднем у раннеспелых образцов 40 - 41 день, у среднеспелых - 45 - 47 дней Растения люперны первого года жизни характеризовались различными темпами развития корневой системы и стебля в Фазе проростков. Разница между высотой стебля и длиной главного корня на 5 неделе после всходов составила наибольшее значение у образна Синтетик - Ю.3 см, превысившее дикорастущий вариант на 2. 3 см. наименьшее у образца 441' - 7. 3 см в пользу длины корня. Значения остальных образцов близкие и. находятся в пределах от 8 до 9 см (Табл. 7).

Интенсивный рост образцов отмечен в Фазу "бутонизация-начало цветения (до укосаькисти с цветками образуются в листовых пазухах и не закрывают точку роста. Суточный прирост стебля в этот период составил в среднем от 1. 3 см у образца 401 до 2. 1 см у образца 551, превышающим М. romanica на О. б см.

таблица 7

Длина стебля и корня у образцов люиерны на 5 неделе после всходов, си

Образец Длина стебля длина корня Разница j

Синтетик 12. 4 t 0. 33 22. 7 * 0. 54 10. 3 t 0. 62

401 • 11. 5 i 0. 81 19. 9 t 0. 58 8. 4 t 0. 58

441 14. 0 t 0. 57 21. i * 0. 57 7. 3 i 0. 56

551 12. 1 + 0. 59 20. 1 í 0. 55 8. 0 1 0. 59

141 13. 7 + 0. 62 21. 9 f 0. 61 8. 2 i 0. 55

З'аря Ст. 11. 8 t 0. 70 20. 4 0. 57 8. 6 î 0. 72

Romanica И. 1 t 0. 94 19. 2 + 0. 69 8. 1 íO. 76

Наибольшую длину стеблей на втором году жизни наблюдали среднеспелых образцов. Так, перед уборкой на семена, образцы За] Ставропольская, 551 и 401 имели длину стеблей 106.4,110.3 и 108. сн и превысили дикорастущий образец М. romaníca на 5. 6, 9. 5 7. 3 см сответственно.

По динамике роста у всех образцов прослеживается определе! ная закономерность:наибольший прирост стебля во время Фазы бут< низадии-начала цветения и затухание роста ао второй половине в< гетации.

3. ¡t. Оценка продуктивности образцов люцерны в экологическом испытании.

Результаты конкурсного экологического испытания образцов i кормовой продуктивности представлены в таблице 8. Наиболыи: урожайность зеленой массы инел образец 141 (£.72 кг/н), наимен] шую - образец Синтетик (2. 22 кг/>А. Образцы 551 и Заря Ставропол: екая имели значения признака "урожайность зеленой массы" i уровне дикорастущего образца И. romanica.

Облиственность обуславливает кормовую ценность, в частнос содержание белка. Ряд исследователей (Маркова, 1975; Силовой, Важ< 1989 ) отмечают, что листья люцерны характеризуются повышен: содержанием белка по сравнению со стеблями. Образцы Синтетик, 4-и 551 имели значение облиственности ниже в сравнении с М. rom, nica. Наибольшее значение признака за два года отмечено у о> разца 141 - 52. V/..

Содержание белка значительно изменяется как по сортам, т и под влиянием других Факторов - возраста, условий среды, уко (Андреева, Инькова, 1974; Иванов, 1980). Увеличение' валового сбо; белка с посевов люцерны возможно за счет сортов, устойчивых частому скашиванию, а так же на основе создания сортов с пов

Таблица 8

Продуктивность образцов люцерны экологического испытания (среднее за 1995-1996 гг. )

Образец Урожайность зеленой Облиствен- Содержание Урожай

массы с 1 м , кг ность, '/. белка. •/. семян, г/м

Синтетик 2. 22 46. 3 19. б 63. 5

401 2. 57 51. 5 20. 9 44. 3

441 2. 34 48. 8 20. 6 60. 5

551 2. 47 47. 4 23. 9 58. 8

141 2. 72 52. 1 23. 8 52. 9

Заря ставр 2. 45 50. 8 21. 7 55. 2

Romanica 2. 46 50. 5 20. 4 42. 8

HCP 0. 05 0. 14 0. 74

х! - в сумме за два укоса, ценным его содержанием в кормовой массе (Гончаров.1975; Иванов. 1980 и др. ).

Высокое содержание белка отмечается у образцов 141 и 551 (соответственно 23.8 и 23. 9У), наименьшее - у образца Синтетик -19. 6и.

Таким образом, лучшие значения кормовой подуктивности (урожай зеленой массы) и ее элементов структуры (облиственность, содержание белка) имел образец 141.

Семенная продуктивность в среднем 1995 - 1996 гг. составила по группе об!разцов 55. 9 г/м*. Наибольший урожай семян имели образцы Синтетик и 441, что достоверно превышало урожай других образцов. Наименьшим значением признака характеризовались образец

г

401 и М. romanica ç урожайностью соответственно 44. 3 и 42. 8 г/м.

■ При анализе семенной продуктивности, с полученными результатами морфологических исследований,выявлена положительная корреляция между общим количеством семяпочек и семенной продуктивностью с одной стороны (г = 0. 84) и количеством фертильных семяпочек с другой стороны (г=0. 87).

ВЫВОДЫ

1. Образцы Синтетик,401, 441, 141, 551, Заря Ставропольская' (Medlcago varia Mart. ) и люцерна румынская (И. romanica Prod. ) различались между собой по адаптивным свойствам и хозяйственно-биологическим признакам.

2. высокой водоудерживающей способностью в основные Фазы развития характеризовались образцы 141, Заря Ставропольская и м. romanica.

Невысокие значения импеданса образцов 141, Зари'Ставропольской и И.romanica подтверждают их высокую устойчивость к' почвенной засухе.

3. Высокая сосушая сила семян, обуславливающая лучшее прорастание при недостатке влаги, Формирование мошной корневой системы отмечена у образцов 441, 141, Заря Ставропольская и И. romanica.

4. Наиболее жаростойкими, ' с низким выходом электролита к контролю, оказались образны 551, 141 и Н .romanica. Образцы 141 и М. romanica являются подлинно засухоустойчивым, так как лучше остальных образцов переносят почвенную и атмосферную засухи.

5. Интенсивный рост растений наблюдался до Фазы начала цветения, с наступлением репродуктивной Фазы он замедлялся и ■ несколько усиливался в период завязывания бобов. Более высокий суточный прирост отмечен у всех образцов на втором году жизни.

Вегетационный период изучаемых образцов при-семенном использовании изменялся в зависимости от возраста люцерны и условий погоды. У раннесрелых образцов Синтетик, 441 и 141 он составил на первом году пользования 121-124 дня, в последующие•годы -104-106 дней; у среднеспелых - 401, 551, Заря Ставропольская и И. romanica 12S-132 дня и lio-Ú2 дней на втором и третьем годах жизни.

6. Изучение динамики развития корневой системы в начальные Фазы роста показало, что наибольшей длиной главного корня к.концу 4 недели отличались образцы Заря Ставропольская, 551 и 141. Максимальным общим приростом за весь период исследований характеризовались образны 401, 441 и 551.

7. Графическое выражение дневного ритма цветения для всех образцов представляет собой одновершинную кривую с пиком,13-14 часов.'По интенсивности распускания цветков образцы подразделяются на три группы: первая группа - Синтетик и 441 с пиком распускания в 10-11 часов при температуре '25* С ; вторая группа ' -с максимальной интенсивностью распускания в 12-13 часов при' температуре .зо'с (551 и Заря Ставропольская); третья - образцы 401, 141 и М. romanica с пиком распускания в 13-14 часов при темпера туре зг'с.

8. Исследуемые образцы различались по количеству сеняпоче в завязи. ' Наибольшее количество семяпочек отмечено у образцо

Синтетик, 44-1 и 551 (12. О, 12. 1, 12. О семяпочек соответственно). Фер-тильность у образцов коллеблется от 64 до 92,би. Наибольшее количество Фертильных семяпочек на одну завязь имели образцы 441 и 551.

9. Наибольшая длина пыльцевой трубки отмечена нами у образцов Синтетик, 441 и 551. Между количеством семяпочек и длиной пыльцевых трубок установлена прямая зависимость (г= 0.85).

10. Урожайность зеленой массы селекционных образцов 401 и 441 превышала дикорастущий вид на 4,и 11 и соответственно. Содер-асаниебелка у образцов варьирует в пределах от 19.6 до 23.9 и, наибольшим значением признака характеризовались образцы 551 и 141.

Высокой облиственностыо (52. 1 и 51. 5 у.) отличались образцы 141 и 401.

Высокой семенной продуктивностью (63.5 и 60.5 г/мг) характеризовались образцы Синтетик' и 441. Выявлена положительная высокая корреляция между общим количеством семяпочек и семенной продуктивностью с одной стороны (г-0. 84) и количеством Фертильных семяпочек и семенной продуктивностью (г = 0. 87) с другой стороны.

Предложения для практического использования. Использование люцерны Medlcago romanlca Prod, в качестве одной из родительских Форм,позволяет получить образны, обладающие устойчивостью к неблагоприятным воздействиям среды на уровне дикорастущего образца.

. ПО НАТЕРИАЛАН ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ СЛЕДУЮЩИЕ РАБОТЫ:

1.Модификация методики роста пыльцевых трубок люцерны in vitro // Пут повышения урожайности сельскохозяйственных культур: Сб. науч. тр. /Ставроп. ГСХА. - Ставрополь. 1995.-С. 28-31 (в соавторстве).

2. Морфология репродуктивных органов у образцов люцерны // Пути повышения урожайности сельскохозяйственных культур: Сб. науч. тр. /Ставроп. ГСХА. - Ставрополь. 1995. - С. 31-33 (в соавторстве). •

3. Адаптивность образцов люцерны к засухе //вопросы эко- •" логии и охраны природы Ставропольского края и сопредельных тер-.

' риторий: • Сб. науч. тр. /Ставроп. ГПУ. - Ставрополь, 1995. - С. 46 (в соавторстве).