Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

МОРФОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СОРТОВ ОЗИМОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ РАЗНЫХ ЛЕТ СЕЛЕКЦИИ В ЦЕНТРАЛЬНОМ РАЙОНЕ НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ РОССИИ

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "МОРФОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СОРТОВ ОЗИМОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ РАЗНЫХ ЛЕТ СЕЛЕКЦИИ В ЦЕНТРАЛЬНОМ РАЙОНЕ НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ РОССИИ"

А-ЗЧ9£0

На правах рукописи

<х

БАЛ КАРО ВА Ирина Амбабиевна

МОРФОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СОРТОВ ОЗИМОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ РАЗНЫХ ЛЕТ СЕЛЕКЦИИ В ЦЕНТРАЛЬНОМ РАЙОНЕ «

НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ РОССИИ

06.01.05 — Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

МОСКВА 1998

иіаииь^ил^си-Ъ

Работа выполнена в Московской сельскохозяйстве шоп академии им К А Тимирязева

Научные руководители — кандидат сельскохо >яйствег"ых наук, доцент В. В. Пыльнев и кандидат технических на\ч Э. Н. Аканов.

Официальные оппоненты доктор бно югичсских на\к, профессор А. К. Федоров (Российский университет дружілі пародов), кандидат биологических наук А. В. Малиновский (старший научный сотрудник ПФР РАН)

Вед\щее учреждение — Московское отделение Веере с сийского института растениеводства им Н И Вавил>ва (директор—доктор сельскохозяйственных наук Л М Эзро-хин)

в часов на заседании диссертационного совета

Д 120 35 04 в Московской сельскохозяйственной академич им К А Тимирязева

Адрес 1275">0, г Чосква, у л Тимирязевская, 4') Ученый совет ТСХА

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТС\ \

диссертации состоится

1998 г

1498 г

Ученый секретарь диссертационного совета — кандидат сельскохозяйственных наук

/

Г

смаиов Р. Р.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

>Актуальность темы: Для сельскохозяйственного производства требуются сорта и гибриды, максимально приспособленные к конкретным природно-климатическим условиям региона, дающие оптимальную и стабильную по годам'урожайность,' В связи с этим необходим анализ свойств и признаков сортов пшеницы различных лет селекции, позволяющий не только оценить проведенную селекционную работу, но и * наметить дальнейшие ее пути.

... " ;" ' Для создания сортов с широкими , адаптивными свойствами ис-

пользуются "физиологические признаки культуры, разрабатываются ме-; тоды их оценки. Результаты физиологических исследований дают воз-

можность искать новые резервы повышения продуктивности растений и их устойчивости к неблагоприятным факторам среды. .

Цель и задачи исследований, Целью данной работы явилось:

- изучение особенностей изменения урожайности, составляющих ее компонентов и других признаков и свойств,растений озимой мяг-

. кой пшеницы в ходе сортосмены в Центральном районе Нечерноземной зоны России; .

- экспериментальная проверка - гипотезы о. наличии сортовой специфичности в характере протекания Фотосинтетической реакции растений озимой мягкой пшеницы после стрессового воздействия:

- использование характера фотосинтетической реакции растений в качестве показателя.сорта, характеризующего его адаптивный потенциал. '. . . . ' ■ ■" с: ■ ' -ч. Исходя из целей необходимо было решить следующие задачи:

определить особенности роста урожайности озимой мягкой " " , . пшеницы в результате селекции:' . '

" - разработать методику, позволяющую изучить показатели фотосинтетической деятельности растений озимой мягкой пшеницы; '

- проанализировать показатели фотосинтетической деятельности с точки зрения оценки адаптивного потенциала сортов озимой мягкой пшеницы; - ■

• Научная новизна полученных результатовВ работе дана характеристика морфофизиологических свойств сортов озимой мягкой пшеницы разных лет селекции в Центральном районе Нечерноземной зоны." Проведена комплексная оценка сортов по их продуктивности и адаптивному потенциалу с помощью.традиционных и новых показатеЛеЙ' . Г ЦЕНТРАЛЬНАЯ . , . ' НАУЧНАЯ БИБЛИОТЕКА Моск. ..•<•;•.«кадемии

Инв. ияА'^^Шії¡2

Вт-ррые разработана методика и подобрана аппаратура для (цннки адаптивного потенциала различных сортов озимой мягкой пшеницы к действию низких температур и дефициту почвенной влаги на (сн< рании данных о характере протекания фотосинтетического про-цр<-~ ^ в переходных режимах после стрессового воздействия на ран-ниу ->т ипх органогенеза Экспериментальная проверка методики и 1птрлт,гы позволила выявить сортовую специфику фотосинтетической режции Сделана попытка связать особенности фотосинтетической реакции ( адаптивным потенциалом сортов

1'р-\"тчческал значимость работы. Полученные в процессе исследований результаты могут быть использованы при создании новых

< ртов озимой мягкой пшеницы с высоким адаптивным потенциалом Представ пенные графически данные о характере протекания фотосинтеза позволяют подойти к расчету количественной оценки при определении '■чаптивного потенциала Квалифицированно подобранное аппаратурное обеспечение позволяет использовать разработанную методику в любых лабораториях и селекцечтрах

Апр^нация работы Материалы диссертации апробированы на за-

< рданля* кафедры селекции и семеноводства полевых культур ТСХА и территории селекции и семеноводства полевых культур, на конференции преподавателей и специалистов ТСХА ( декабрь 1996 г ). на конференции молодых ученых и специалистов ТСХА ( июнь 1997 г ). н 1 международной конференции по анатомии и морфологии растений

( Санкт Петербург, июнь 1997 г ). на Международной Научной конференции ( Тбилиси, июль 1997 г )

Публикации. По материалам исследований три работы опублико-рчны одна работа находится в печати.

структура и объем диссертации. Диссертация изложена на I тряницах машинописного текста и включает введение, обзор литературы н-'т^риал и мртодику исследований, две главы экспериментальной иг 1,1. выводы и предложения, приложения Работа содержит 42 т ^ 6 рисунков Список ттературы включает сточника, кз г )Тс,.ыу- у^на иностранном

МАТЕРИАЛ Л "ЕТОЛИКА ИССЛЕДОВАНИЙ >'с ледованля проводили на кафедре селекцли и семеноводства . ,т ! у.-ьтур Московской сельскохозяйственной академии им !■ К Тимирязева и в лаОора~-оргл патента чьной продуктивности пше-

ницы Всероссийского института удобрений и агропочвоведения в 1993-1996 гг.'Опытные посевы размещали на полях селекционного севооборота лаборатории селекции и семеноводства полевых культур.

• Материалом для исследования были выбраны 22 сорта .озимой мягкой пшеницы, районированные в разное время в ЦРНЗ. .

По времени районирования все изучаемые сорта были объединены в четыре периода сортосмены (Пыльнев В.В..1995): •

I. Эритроспермум 917. Дюрабль, Московская 2453 (районированы в 1929 году), Ферругинеум 1239-(1933).. Сандомирки местные (1934). Вязниковская местная (1938). Мильтурум перерод . (1939), Глебовская местная (1940), Ульяновка (1942);

II. Лютесценс 116 (1944). ППГ 599 (1948). Лютесценс 266 (1950), ППГ 186 (1953). Мильтурум 513 (1955), Кунцевская 45 (1960); .........

III. Мироновская 808 (1963),' Ахтырчанка (1978), Заря (1978). Нива (1981); -- -

IV. Московская низкостебельная (1990), Инна (1991), Звезда (1992). .

Все сорта выращивали на делянках 5 м2 в четырехкратной пов-торности. Способ размещения вариантов - рендомизированный. Норма высева 5.5 млн. всхожих семян на гектар. . . - .

Измерения интенсивности фотосинтеза проводили в герметичной климатической камере объемом 6 литров по методу проточной системы (Вознесенский. Заленский. Семихатова, 1965^ Аканов Э.Н.. 1989) с помощью ИК - газоанализатора ГИП - 10 со шкалой 0-50 ррт СО2.'

Низкотемпературное воздействие : на корневую систему растений осуществляли быстрым изменением•температуры проточной воды, омывающей боковые стенки и дно посадочных гнезд. При этом; как показали измерения, температура корневой системы за 10 - 15 минут понижается от исходного уровня + 18°С до +3 - +4°С. Дефицит почвенной влаги имитировали прямым воздействием на корневую систему раствором сахарозы различной концентрации. Измерения проводили в двухкратной повторности. Одновременно непрерывно в течение 1.5 - " 2 часов регистрировали ход переходного процесса видимого фотосинтеза.

' ИЗМЕНЕНИЕ УРОЖАЙНОСТИ И ЭЛЕМЕНТОВ СТРУКТУРЫ УРОЖАЯ ОЗИМОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ ПОД ВЛИЯНИЕМ СЕЛЕКЦИОННОЙ РАБОТЫ В ЦРНЗ

В i:-нтрлльном районе Нечерноземной зоны за Бремя научной се-ЧРКПИИ озимой мягкой пшеницы с 1929 ПС 1497 годы прошло четыре DTira (периода) ссрт"(мрны (Пыльнев В В . 1995) Основной целью ( ^лекции озимой мягкой пиеницы в данной зоне в течение шести де-( ятилетий являлось создание Соле*3 продуктивных сортов Естественно. чти в процессе селекционной работы происходили изменения архитектоники растения, различных элементов структуры урожая, других признаков и свойств растений

?. четыре периода сортосмены высота растений озимой мягкой пшеницы снизилась гр1'мерно на 27* (таЗ" I)

Таблица 1

Элементы структуры урожая сортов озимой мягкой пшеницы разных периодов сортосмены. 1994-1S96

'»лемент * Период сортосмены * НСР 05

cTp^KTjpw * ' * I « II « III - * « IV «

Выг Ta f чтений см 1С9 1 103 8 90 0 79 8 23 95

,;И( Ti ПРОДУКТИВНЫХ

с тсОлрй на 1 м2. iuT 351 7 311 1 2Э8 7 313 8 72 0

Прод Ki "ТИСТОСТЬ. U1T 4 2 4 0 4 1 4 1 0 4

К ВО ЗРр-H гл К . ИТ 29 5 31 4 29 5 33 5 4 6

К-во 3eptH бок к . шт Ь8 0 Ь7 7 69 6 76 5 '15.7

К-во чрр<н растения, шт 97 5 99 1 99 3 110 0 20 4

Vacca зерна гл к . г 1 2 1 3 1 4 1 4 0 2

Marca з^р^н бок к . г 2 7 2 8 3 0 2 8 0 4

Масса з°рен растения, г 3 9 4 1 4 4 4 2 0 7

Масса 10-5 зерен. г 38 7 46 1 42 8 40 9 4 9

Пр ¡веденный нам 1 •Ч'алпз почазал. что у сортов второго. м-гьего и ч-твертсго периодов ссртосмрны число продуктивных «т С ."-г* на РДИЧ1Ч." отымали (м^/ и гродучтивная кустистость нес-н > ько с низились па сравнению с ссртами первого периода ссртосче-ь-ы (тчГг 1)

Лшчые. п^луче-шье за три гэла эксперимента указывают, что ь ( .»^льтате (асаты срл^ьчио^рое. грап шло увеличение кохичвст-

~Ч~

ва зерен растения на 1135. или примерно на 13 штук. В ходе селекции, за четыре периода сортсомены увеличилось количество зерен главного колоса примерно на 1235. а количество зерен боковых колосьев увеличилось на 1155. что в численном выражении составляет примерно 9 штук. Интересно отметить, что доля главного колоса в числе зерен растения с первого по четвертый период увеличилась с 29% до 3235 (табл. 1). ■ ■ . \> '■-■..

" Данные трех лет свидетельствуют о том, - что в ходе селекции произошло увеличение массы зерен главного колоса на 7.2%, увеличение массы зерен боковых колосьев на 1035 и увеличение, массы зерен растения на 11% лишь за три периода сортосмены (с первого по' третий). У сортов четвертого периода сортосмены величина данного . признака несколько уменьшилась по сравнению с сортами третьего периода, примерно на (табл.1). у

Масса 1000 зерен в среднем за три'года проведения эксперимента существенно увеличилась у сортов четвертого периода, по сравнению с сортами первого периода, примерно на 2 г, хотя сорта четвертого периода несущественно уступают по этому признаку сор--там третьего периода сортосмены. Последнее объясняется мелкозер-ностыо сорта Звезда. Особенно заметно снижение массы 1000 зерен у сортов четвертого периода в 1995 году. Этого следовало ожидать в условиях засухи. У колоса низкостебельных сортов.высокий потенциал. но его реализация полностью зависит от условий, складывающихся в период формирования и налива зерна. ■ У сортов интенсивного типа в засушливые годы происходит огромный "сброс" элементов продуктивности. из-за чего они выравниваются по общей озерненностн колоса с высокорослыми сортами. ; но при этом еще уступают им в массе 1000, зерен. Данная особенность характерна для сортов как озимой, так и яровой пшеницы. (Кумаков. 1985). ■

, Годы проведения эксперимента существенно;различались по метеорологическим условиям. Отсюда и высокая (выше средней) вариабельность урожайности по годам проведения эксперимента (табл.2). Нами отмечено незначительное увеличение урожайности озимой мягкой пшеницы в результате селекции в ЦРНЗ. На наш взгляд последнее объясняется как складывавшимися погодно - климатическими условиями лет проведения эксперимента, так•и особенностями проведения полевых.опытов на полях ТСХА. Следует отметить. • что данные Госкомстата России свидетельствуют о том, -что'в ЦРНЗ вновь отмечает-

ся тенденция к увеличению посевных площадей под яровой пшеницей, что. вероятно, вызвано весьма заметным снижением урожайности озимой пшеницы Если в 1991 году урожайность озимой пшеницы в среднем по ЦРНЗ составляла 22 1 ц/га, то в 1994 году она составила 17,7 ц/га

С црлью выявления связи урожайности с различными элементами структуры урожая у озимой мягкой пшеницы нами, как и рядом исследователи (АОакуменко. 1979. Федоров. 1982. Шевелуха. 1989 и др ) был прс веден рас-чет коэффициентов корреляции за все годы проведения эксперимента

Таблица 2

Урожайность растений озимой мягкой пшеницы, относящихся к разным периодам сортосмены, ц/га

« Период сортосмены

Год ---

« I »II « III * IV НСР 05

1991 ».7 2b 4 26 5 27 3 3 8

l'Wj 37 4 33 3 32 9 37 0 7 3

199b 21 0 23 5 23 4 24 1 3 2

J.% 30 1 21 0 19 8 26 0

Среднее

1994-199b м со 5 27 7 27 6 29 5 2 6

Анализ данных показывает, что урожайность коррелирует с продуктивной кустистостью растений, числом и массой зерен с колосьев как главных, так и боковых побегов растения Продуктивная кустистость коррелирует с числом и массой зерен с растения Как отмечалось выше, селекция на повышение зерновой продуктивности повлекла •»а с.'Соя увеличение массы 1000 зерен, однако, корреляционный анализ не показал существенной зависимости между этим показателем ^структуры урожая и урожайностью

Ю'ЕНЕНИЕ ХОЛОДОСТОЙКОСТИ И УСТОЙЧИВОСТИ К ДЕФИЦИТУ ПОЧВЕН-НСЙ ВЛАГИ У СОРТОВ ОЗИМОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ В РЕЗУЛЬТАТЕ СЕЛЕКЦИИ

В ЦРНЗ

:.и»к логическая с^чо^ть устойчивости растений к абиотичес-

ким факторам среды еще недостаточно выяснена, однако ряд сторон этого явления благодаря развитию физиологических исследований в настоящее время уже раскрыт.-

Физиологические механизмы повреждения растений стресс - Факторами обычно связаны с'нарушением метаболических процессов. Нарушение метаболических процессов влияет' на : фотосинтетическую функцию: растений. -Фотосинтез.представляющий-собой не,только основной процесс жизнедеятельности растений, но и наиболее отзывчивую на внешние воздействия функцию растительного организма, часто используется в качестве чувствительного показателя. ■ при помощи которого' обнаруживается 'реакция растительного организма на различные'изменения условия.• По характеру.этой реакции производится сравнительная оценка отношения разных растений к факторам внешней среды.' ; - ' У " : ' : .■''■•■' - - .....-..

Нами была разработана методика, позволяющая наглядно проследить реакцию растений сельскохозяйственных культур на воздействие низких положительных температур"и воздействий имитирующее дефицит почвенной влаги различной степени. .1

.Предлагаемая методика' заключается в измерении интенсивности фотосинтеза в переходных режимах после концентрированного воздействия стресс - фактора на корневую систему и предполагает выявление у растений способности к саморегуляции. В природных условиях нельзя 'зафиксировать переходные режимы, так как воздействие стресс - фактора растянуто во времени и поэтому имеет слабую интенсивность. ' В разработанной нами методике воздействие одномоментное и происходит в течение короткого промежутка времени, что позволяет зафиксировать реакцию растений на воздействие стресс -фактора более точно, чем в природных условиях.

Испытывали растения озимой мягкой пшеницы различных.сортов ювенильного периода, в возрасте 10-12 дней в фазе начала формирования" второго листа. Ряд исследователей отмечает, что наиболее чувствительны к воздействию стрессора растения в молодом возрасте, т. к. в этот период жизнедеятельности растений повреждаются те звенья метаболизма,- которые связаны с активным ростом (Туманов, '1940; Полевой. 1989).' - '

. -До момента .испытания растения подращивали на дистиллированной воде при освещении 120 втФАР/мг. фотопериоде 16 часов и температуре +18°С в чашках Петри по 15-20 штук в каждой. Для измере-

mm p if г«чшя in чашек Петри переносили в камеру в четыре специ-П'1С1дочных гнезда, имеющих диаметр, одинаковый с диаметром 41 ие« Цргри (рис 1) В результате измеряли видимый фотосинтез од-нсрпдноп популяции из 60-80 штук растений Низкотемпературное б > •л««' гвие на корневую систему растений осуществляли быстрым измен» ш" м температуры проточной воды омывающей Соковые стенки и дно пен ночных гнезд Посадочные гнезда, герметично закрепленные В Н.Ш1!' и части камеры и несколько углубленные в нее, имели тонкие стачки и дно из материала толщиной 1 мм. обладающего хорошей тепле пр водностью, вследствие чего температура корневой системы растений очень быстро уравнивалась с температурой воды, непрерывно протекающей через нижнюю часть камеры и омывающей дно и боковые стенки ¡полочных гнечд Небольшая величина внутреннего объема нижней части камеры и достаточно интенсивный проток воды через нее ПО - РОЛЯли. меняя температуру проточной воды, в течение нескольких минут изменять температуру внутреннего объема посадочных гнезд, а. следовательно, и температуру корневой системы растений В ре у."ьтате достигала эффект быстрого одномоментного темпера-турн п II воздействия на корневую систему растений, близкого по Ф 'рме к ступенчатсму воздействию При этом, как показали измерения, температура корневой системы за 10-15 минут понижается от ИСХОДНОГО уровня Ч8°С до +з-+4°с Одновременно, непрерывно, в течение 1 5-2 часов, регистрировали ход переходного процесса видимого Фотосинтеза

Ре^писимо от температуры в нижней части камеры, температуру и еч верхней части все время поддерживали на постоянном уровне М6°С. для чего непрерывно регулировали температуру вентилирующего воздуха Для контроля температуры воздуха и корней использовали полупроводниковые микротермометры. один из которых вводили не-п~! родственно в корневую зону Растения в камере освещали лампой типа ЛРИ-2С00-ь. которая создавала ссвещенность 120 втФАР/м2 Б целсм, все основные параметры среды в камере (интенсивность обличения. температура воздуха) в точности соотвествсвали условиям, в к/горых растения находились в период подращивания В результате адаптивная реакция растений вызывалась действием только одного i-p I-hr^pa понижением температуры в корневой зоне, следова-Tt t4i l,' тдлось одно .и рны/ условий вегетационного опыта ед,'Н„1ь чнее puv4»ie межд/ ё 1рилнтами

-

1-¡ ИОТОЧШПС

J U»-" 0СВ9Щ9НЖЯ

из атмосфера насос

V7

насос „

, осушитель

осушитель i5000

І

<31

роташтрн яа внхадв

моностат для выравнивания давления

ротаметра на вхвде

газоаналізатор

Рве. І Газометрическая систем для измерения интенсивности фотосинтеза в переходных режимах

Верхняя часть камеры объемом 6.6 дм3 имела прямоугольную форму 210 х 21 х 150 мм и соединялась с нижней частью посредством, герметичного уплотнения. Обе,части камеры легко разъединяли при каждой очередной замене прошедших испытание растений на новые/ Перед каждой заменой испытанных образцов на новые, выдерживали; временной интервал, для того чтобы все параметры системы успели прийти в исходное стабильной состояние." "

Фотосинтетическую реакцию : растений контролировали по методу проточной системы с помощью инфракрасного газоанализатора марки ПШ-10. Параметры вентилирующего воздуха (расход и концентрация углекислого газа на входе) в-течение'всего эксперимента поддерживали постоянными и равными соответственно 200 дм?/час и 320 ррш. '* С учетом постоянства: этих параметров шкала газоанализатора была проградуирована" непосредственно в единицах интенсивности валового газообмена. f J ; ■

, Для диагностирования устойчивости 'растений к дефициту почвенной влаги осуществляли прямое воздействие на корневую систему раствором сахарозы (раствор сахарозы подавали непосредственно в ' посадочные гнезда'камеры ). Дефицит . почвенной влаги различной степени моделировали изменением концентрации раствора сахарозы. Б остальном ход измерений не отличался от описанного выше, с той разницей, что в роли стресс-фактора выступал раствор плазмолитика (сахарозы), а температура корневой,зоны не понижалась. . Измерения проводили в двухкратной повторности. • Из 22 сортов озимой мягкой пшеницы, испытывавшихся в полевых условиях, для вегетационного опыта были выбраны 6 сортов, относящихся к разным периодам сортосмены (I период - Московская 2453: II период г.Лютесценс 116. ППГ 599; III период - Мироновская 808. Нива:, IV период - Московская низкостебельная).

Этот вегетационный опыт явился продолжением полевых исследований и представлял для нас огромный интерес.поскольку никаких данных, свидетельствующих о сколько-нибудь четких тенденциях изменений физиологических признаков при переходе от стародавних сортов озимой мягкой пшеницы народной селекции к первым селекционным сортам и от последних - к сортам интенсивного типа, в литературе мы не встретили. 4

Результаты эксперимента представлены графически. На рис. 2 изображены кривые переходного процесса,соотвествующие изменению

-JO-

видимого фотосинтеза при низкотемпературном воздействии на корневую систему

Изменение Фотосинтеза в переходном режиме во в^ех испытанных вариантах в общих чертах протекало по одной схечр Реакция растений включала в себя резкое повышение интенсивности фотоитгеза с последующим постепенным (в течение 1 5-2 Чв( ов) снижением ее до нового, более низкого по сравнению с исходным, уровня Это явление в литературе получило название 'активация Фотосинтеза" (Беликов, Моторина. Невская. 1964) Здесь можно проследить две Фазы первичную реакцию, которая выражается в активации фотосинтеза, и фазу адаптации - падение активации до исходного уровня и ниже Как видно из построенных кривых (рис 2), реакция растений на понижение температуры в общих чертах для всех испытанных сортов одинакова

Наши исследования показали, что явлению "активация фотосинтеза" присуща сортовая специфика

Все исследованные сорта по характеру переходного процесса можно разделить на три группы (рис 3) У сортов Московская низкостебельная. ППГ 599. Нива, Мироновская 808 активация протекает более плавно и длится дольше по сравнению с сортом Московская 2453. для которого характерен быстрый всплеск и резкое падение активации до исходного уровня и ниже Промежуточное положение занимает сорт Лютесценс 116

С учетом вышеизложенного можно сделать вывод о том, что разработанная методика позволяет разделить сорта озимой мягкой пшеницы по холодостойкости Данные многолетних наблюдений в полевых условиях указывают на то, что сорта Московская 2454 и Лютесценс 116 относятся к числу наиболее холодоустойчивых сортов В то же время в лабораторном опыте выявлена особенность фотосинтетической реакции этих сортов, которая выражается в очень быстрой реакции на снижение температуры корневой зоны, а затем сорта быстро пытаются адаптироваться к новым условиям среды По нашему мнению, такая реакция этих сортов указывает на их большую пластичность к воздействию низких температур

Анализ данных, полученных в ходе вегетационного опыта, в сопоставлении о данными полевого опыта ( на пробных площадках нами учитывался процент перезимовавших растений) позволяют нам сделать вывод о том что в процессе селекции на зерновую продуктивность

- л-

Г 20

-15

Рмо.з Изменение интенсивности фотосинтеза сортов пяаницы орж низкотемпературном воздействии на корневую систему

холодостойкость сортов озимой мягкой глрниш снизилась

Ряд авторов разделяет растения по отношению к засухе на две группы активные и пассивные и различает пассивную и актизн^ю адаптации (Северцов. 1939. Flsner. Turner, 1979) Снижение интенсивности фотосинтеза у злаковых растений, по мнению некоторых исследователей (Turner. 1976, Lit Cong - ning e a .1994), обусловлено уменьшением устьичной проводимости, а затем закрытием устьиц По мнению исследователей активная адаптация имеет целый рад преимуществ, поскольку при этом поддерживаемся тургор КЛЕТОК, устьица остаются открытыми и тем самым обеспечиваются условия для Фотосинтеза и других процессов обмена

При дефиците почвенной влаги такке наблюдается сортовая сге-цифика, которая проявляется в тем. что интенсивность фотосинтеза изменяется у разных сортов по-разному в зависимости от степени увлажнения почвы Если при воздействии низ/лх температур все сорта в общих чертах реагировали одинаково, то в данном случае у группы сортов вообще не наблюдается активации Фотосинтеза

На рис 3 изображены кривые, соответствуйте изменению интенсивности фотосинтеза при воздействии, имитирующем дефицит гочвен-ной влаги Изменение фотосинтеза в переходном режиме во всех испытанных вариантах протекало по-разному

Сорт Мироновская 808 при незначительном дефиците го',венной влаги характеризуется резкой активацией фотосинтеза и быстрым ее снижением Затем интенсивность фотосинтеза про повышении осмотического давления сильно падает до уровня, значительно ниже исходного

У сорта Лютесцес 116 лидь при увеличении дефицита почвенней влаги до уровня среднедоступной возникает заметная активация фотосинтеза При дальнейшем увеличении дефицита почвенной влаги интенсивность фотосинтеза растений данного сорта снижается

У сорта Московская 2453 при незначительном дефиците почвенной влаги наблюдается очень слабая активация фотосинтеза При увеличении дефицита почвенной влаги до уровня среднедоступной интенсивность Фотосинтеза снижается

j сортов Московская нлзкостебельная. ППГ 59Э. Нива при незначительном дефиците почвенней влаги не наблюдается активации фотосинтеза интенсивность Фотосинтеза сохраняет ьеи-менныл уровень Гри ^есличечии дефицита гочььнноР в«а:,1 до ур-жчя средне

-SJ-

100 120 160 200 240 280 300 340 концентрация

.... сахарозы»г/л

0,8 1,6 2,8 МОа

легко- " средне- трудно-

доступная влага доступная влага доступная влага

Рио.З Изменение фотосинтеза при воздействии, имитирующем дефицит влаги различной отепени, на корневую оистецу

доступной, интенсивность фотосинтеза начинает резко падать

Учитывая вышеизложенное можно сделать вывод о том.у что гор тов Мироновская 808, Лютесценс 116 и в меньшей степени у cipTa Московская 2453 в адаптации к ухудшению влагообеспеченности преобладает активная схема У сортов Московская низкостебельная. Нива. ППГ 599 происходит так называемая пассивная адаптация к водному стрессу

По нашему мнению наиболее устойчивым к почвечнсй засухе являются сорта Мироновская 808 и Лютесценс 116. которые при воздействии стресс - фактора быстро реагируют и пытаются адаптироваться к действию засухи Сорта, у которых наблюдается снижение интенсивности фотосинтеза, предположительно пытаются преодолеть воздействие стрессора уменьшением устьичной проводимости

Проведенный эксперимент позволяет нам сделать заключение о том. что в процессе селекции на повышение зерновой продуктивности устойчивость сортов последних лет селекции к дефициту почвенной влаги снизилась.

Результаты эксперимента дают основание считать разработанную методику пригодной для диагностирования сортов более или мрнее устойчивых к дефициту почвенной влаги различной степени Считывая, что данный эксперимент проводился по новой методике, мы решили испытать изученные нами сорта по общепринятой методике определения засухоустойчивости растений проращиванием семян на растворах сахарозы (Практикум по физиологии растений. 19Э0). Данные, полученные нами в процессе измерения интенсивности Фотосинтеза практически совпадают с данными, полученными проращивчниеч семян на растворах сахарозы, что подтверждает работоспособность предлагаемой нами методики

ВЫВОДЫ

I

1 Повышение продуктивности сортов пшеницы в ЦРНЗ обеспечивалось за счет увеличения количества зерен с растения и массы 1000 зерен

2 Адаптивность новых сортов уступает адаптивности старых, в связи с чем в отдельные годы исследования урожайность последних превышала вровень урожайности новых сортов озимой мягкой плениаы

- /S-

3." Разработанная методика и соответствующее экспериментальное оборудование для измерения интенсивности фотосинтеза в- переходных режимах позволяет проводить испытания растений различных " -сортов озимой мягкой пшеницы с целью 'выявления их устойчивости ■ к таким абиотическим стрессам; как понижение температуры корневой зоны и дефицит почвенной влаги.' 1 •• г" " Л

4. У сортов .озимой мягкой пшеницы обнаружена сортовая специ-■- фика фотосинтетической реакции растений при низкотемпературном

воздействии на корневую систему и воздействии, имитирующем дефицит почвенной влаги. "'."".' ■'."-'-■' " . 'V- V: ■■ 5. Отмечена общая особенность для сортов озимой мягкой пшеницы на воздействие низкой положительной температуры:- резкое увеличение интенсивности фотосинтеза после воздействия низкой "-поло- ... жительной' температуры с последующей его стабилизацией. ■

6. По реакции на воздействие, имитирующее дефицит почвенной влаги сорта озимой мягкой пшеницы можно разделить на две группы: увеличивающие' и снижающие интенсивность фотосинтеза после воздействия, имитирующего дефицит почвенной влаги различной:степени.'

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ;

1.*Для оценки селекционного материала по устойчивости к дефициту почвенной влаги в почве и холодостойкости использовать га- ' зометрическую камеру для измерения интенсивности фотосинтеза в переходных режимах, сконструированную Э.Н. Акановым . ; '

2. При оценке селекционного материала на устойчивость к дефициту влаги в почве и холодостойкость пользоваться разработанной нами методикой. . . ' '• '

' , - Список опубликованных работ

, , 1. Пыльнев В.В., Балкарова И.А. Изменение урожайности и элементов структуры урожая озимой мягкой пшеницы в процессе селекции , // Известия ТСХА. -1997, -Вып. 1. -С. 56-62. .' . ■ . .' . "

, 2. Пыльнев'В.В. .Балкарова И. А.' Микроэволюция озимой пшеницы как результат.селекции // Труды международной конференции по анатомии и морфологии растений.С.-Петербург.- 1997. - С. 109-110.:

3.. Аканов Э.Н..Балкарова И. А. Способ оценки холодостойкости "

_ /¿Г-

сортов озимой мягкой пшеницы в фазе проростков // Сборник докладов Международной научной конференции, поев 110-ле-тшо со дня рождения проф Л Л Декаприлевича Тбилиси —

1947 ч1 _ч4

Обт ем 1 п т

Закат 103

Тн тогчафн 1 Изите-ьсти*. ИСХ \ 12751}) \\ocKBd Тим фя ¡евскля \т 14

Тираж 100