Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Потенциал продуктивности и адаптации к экстремальным условиям произрастания овощных пасленовых культур

ВАК РФ 03.00.12, Физиология и биохимия растений

Автореферат диссертации по теме "Потенциал продуктивности и адаптации к экстремальным условиям произрастания овощных пасленовых культур"

российская академия сельскохозяйственных наук

ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЦДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ РАСТЕНИЕВОДСТВА имени Н. И. ВАВИЛОВА

• ОД

1 г т

На правах рукописи

ШУЛУМБА Тереза Васильевна

УДК 582.951.4:632.112:551.524

ПОТЕНЦИАЛ ПРОДУКТИВНОСТИ И АДАПТАЦИИ К ЭКСТРЕМАЛЬНЫМ УСЛОВИЯМ ПРОИЗРАСТАНИЯ ОВОЩНЫХ ПАСЛЕНОВЫХ КУЛЬТУР

Специальность: 03.00.12 — физиология растений

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание( ученой степени кандидата биологических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 1991

Диссертация выполнена в Пушкинских лабораториях Всероссийского научно-исследовательского института растениеводства им. Н. И. Вавилова в 1989—1992 гг.

Научный руководитель — доктор биологических паук Э. А. Гончарова.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор Н. Ф. Батыгин; доктор сельскохозяйственных наук, профессор Г. Е. Шмараев.

Ведущее учреждение — Санкт-Петербургский аграрный университет.

Защита диссертации состоится Л^ОгиаЩ 1994 г. в час. на заседании специализированного совета Д 020.18.02 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора наук во Всероссийском научно-исследовательском институте растениеводства им. Н. И. Вавилова по адресу: 190000, Санкт-Петербург, ул. Б. Морская, 44.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Всероссийского научно-исследовательского института растениеводства им. Н. И. Вавилова.

Автореферат разослан

1994 г.

Ученый секретарь специализированного совета доктор биологических наук

Э. А. Гончарова

общая характеристика работы

Актуальность проблемы. Ведущая роль в сиетоме высокопродуктивного и стабильного овощеводства принадлежит адаптивному . потенциалу культивируемых сортов. Наиболее елочным при этом является сочетание в одном сорте высокой потенциальной продуктивности с устойчивостью к неблагоприятным условиям произрастания. Максимальная реализация потенциальной продуктивности сорта возможна при наличии всех необходимых условий для роста, развития и плодоношения растений, однако в природе во все периоды сктоге неэа растительного организма сочетание почвенно-климатических и агрометеорологических факторов редко бывает благоприятным.

; Для современного интенсивного овсуцеводства вакное значение приобретают сорта, обладающие повышенной устойчивостью к экстре мальным условиям внешней среды и наиболее эффективно использующие естественные и искусственные энергоресурсы (Альтергот, 1963,1981; Жученко,1980,1988; Кученко и др.,1973,1983). Многими исследователями ухе установлено, что для так их не регулируемых в полевых условиях факторов, как температура, водообсспеченность, И освещенность должны создаваться сорта с ниэним уровнем отзывчивости на изменения указанных параметров для обеспечения' максимальной равномерности проявления хозяйственно ценных признаков (Удовенко,1977; Драгавцев,1993 и др.). В связи с этим при построении селекционных программ по создания сортов, соответствующих вышеизложенным требованиям, возникает необходимость в дополнительном изучении комплекса хозяйственно ценных признаков видов' доноров, представляющих существенный интерес для выявления их возможного влияния на генотипическую основу создаваемых в резуль тате гибридизации новых форм, особенно с' точки зрения реакции "на разную водообеспеченность, уровень минерального питания, другие факторы' ( Батыгин,К8б{Жученко, 1988).

Среди ценных сельскохозяйственных культур большой удельный вес имеют овощные пасленовые: томат, перец, баклажан и др., имеющие сочные или мясистые плоды,оказывающие существенное влияние и вклад в физиологию адаптации растений к экологическим стрессам (Гончарова,1975,1985,1994). Основные зоны их промышленного производства размещаются в «кных районах, которым характерно проявление неблагоприятных погодных" и- почвенно-климатических условий в период активной вегетации растений. Ь соответствии с этим,

наиболее цйшш для таких регионов генотипы, характеризующиеся достаточно высокой продуктивностью в экстремальных условиях. Устойчивые растения при неблагоприятных условиях дают меньшую, но в тоне время максимально возможную продуктивность, тогда как неустойчивее, отличающиеся высокой продуктивностью, в экстремальных условиях сникают ее, или вовсе но плодоносят (Удовенко, Гончарова,1982,1993).Поэтому не вызывает сомнения необходимость всестороннего изучения физиологии адаптации к экологическим стрессам сводных растений и выяснение причин снижения их продуктивности с целью выделения источников высокой устойчивости в период плодоношения для использования в' сеЛекции и растениеводстве,.

Целью исследования явилось выявление закономерностей формирования компонентов продуктивности у овбщных пасленовых нуль-тур (томат, перец, баклажан) в связи с их адаптацией к погодным стрессам (водный дефицит, экстремальная температура), а также выделение ценных адаптивных признаков для инвентаризации генофонда этих культур и использования их в селекции. •

* В задачи работы входило:

• - изучить в период ллодоноиения динамику ростовых процессов целого растения и его разных органов в норме и при стрессах;

- выявить сортовые особенности цветения, завязывания плодов, динамику их роста и формирования структуры урожая;

- изучить водный статус растений и его вклад в продуктивность;

- исследовать закономерности взаимодействия вегетативных и генеративных органов (донор-акцептор) в различных условиях генотип-среда; .

- оценить влияние.генеративных органов на устойчивость растений к стрессам;

- выявить признаки (морфологические, физиологические,биох;и-■ мические), пригодные для использования в оценке адаптационного

потенциала при инвентаризации генофонда .овощных пасленовых культур.

Научная новизна и практическая значимость. Впервые изучены физиологические особенности'адаптации основных овощных пасленовых культур - томат, перец, баклажан к водно-температурному стрессу в разные периоды онтогенеза. При этом рассмотрены ростовые функции различив« (вегетатиенных и генеративных) органов, особенности формирования компонентов продуктивности растений а норме и в условиях стресса, а такке роль водного статуса в адаптации. При изучении

физиологии плодоноления овощных растений, рассмотрена аттрагируп-щая способность разных органов и.подтверждена функциональная роль плодов в адаптации растении к стрессам. •

Выявлены морфо-физиологические признаки, характеризующие адаптивные свойства у овощных пасленовых растений к гидротермическим, условиям среды. Выделенные адаптивные признаки могут быть использованы в диагностических целях в ресурсоведении и селекции овощных пасленовых культур.

Апробация работы. Результаты исследований обсуждались на конференциях молодьк'ученых и аспирантов ВИР (1991,1992,1994 ггО на научно-производственных совещаниях отдела агрометеорологии и лаборатории экологической генетики (1990-1994 гг.). По материалам диссертации .опубликовано три научные статьи. .

• Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 150 страницах.машинописного текста, включает 56 таблиц и рисунков, введение, б экспериментальных глав, заключение, выводы и .практические рекомендации. Список цитируемой литературы включает 283 названий, в том числе 54 иностранных, Приложение содержит £5 таблиц и 8 рисунков. .

ОБЪЕКТЫ, УСЛОВИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИИ

Из овощных пасленовых культур объектами исследований были наиболее распространенные - томат, перец, баклажан, относящиеся н разным родам семейства пасленовых ( 5о1о>пасеае ). Для целей наших исследований, мы использовали различные сорта и гибриды из коллекции растительных ресурсов ВИР: томат - сорта Белый налив (к-40611), Орбита 278 (к-3907), Олимпиец (к-4329), Карлик 1185 (к-2165), Таллалихин 185 (к-2453), Бий. Аис^с Мп5 (к-3816); перец - сорта Нежность (к-2714), Ласточка (н-2033), Винни-Пух (к-2383), Л^ (к-6862), Лэд (к-6863), а также группа образцов венгерской коллекции; баклачгал-- сорта Алмаз (к-978), Гардабан-ский (к-659), Донецкий урожайный (к-830), Кипчакский местный (к-626), Чусэн Китта (к-849), Юбилейный (к-931), &1в.ашс ^ (к-991). Выбор различных сортов для экспериментов диктовался целенаправленностью самих опытов; в зависимости от этого использовали сорта разных биологических и морфологических особенностей, разного происхождения и устойчивости к неблагоприятным факторам.

Эксперименты проводили в теплицах равного типа (голландские,

иогетацлыи-ые, пленочные), а такке в различных режимах фитотрона (ВКи1-73) в Пушкинских лабораториях ВИР в 1989-1992' гг. Самеш опытных объектов высевали в ящики в разные сроки (декабрь, январь, март:) согласно схеме и задачам опыта. Рассаду выращивали в обогреваемых теплицах,. используя торфяные гораочки, наполненные смесью (почва, т.ор-.£, песок в соотношении 6:3:1).'В возрасте 65-60 дней (5-7 настоящих листьев) рассаду выса-швали в вегетационные сосуды емкостью й,а кг в компостированную дер-ново-подэолистую почву. Влаговмиость и влажность почвы контро- ' лировали весовым способом. Повторность растений в каждом варианте 10-15 кратная. От фазы бутонизация-цветение до уборки урожая растения находились в контролируемых гидротерморекимах'.вяагообес-печенность почвы- - контроль (влатсность 70% ПВ), засуха (влажность 30% ИЗ); температура воздуха - контроль (22-25°С), жара (30-35°С) при разных уровнях водообеспечения; освещенность в фитотроне - день/ночь (16/8 час»).

При изучении водного статуса овощных растений (оводнен-ность, водный дефицит, водоудерживающая способность и др.) использовали "гЛетоДические указания ВИР" (сост. Гончарова Э.А., 1981,1988), а также паши модификации (Гончарова, Отырба.Шулумба, 1993); интенсивность транспирации (ИТ) и транспирационный коэффициент (ТК) определяли по количеству воды, расходуемому растением в разных условиях вегетации.

Нормирование компонентов структуры урожая изучали согласно подходам Г.В.Удовенко и Э.А.Гончаровой (1982,1993).

Определение активности фермента нигратредуктаэы в листьях -и плодах проводили по методу Мульдера (1959),

■ Результаты экспериментов обрабатывали статистическими методами (Доспехов,1979; Удольская,1976), кроме того, обработку экспериментальных данных проводили в отделе АИС ВИР по программе, разработанной под руководством Г.И.Разоренова (1979).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ!

ростовиа фущии овощных пасленовых растений пга адаптациик экстрйдаыш условиям срад ■

Рост и развитие растений отражает вс» совокупность процессов взаимодействия генотип-среда, проявляя различные адаптивные' механизмы, обуславливают величину продуктивности и степень устой-

чивости к неблагоприятным условиям среды. Tait, у опорных пасленовых культур на примере томата наблюдается депрессия роста главного стебля растений в условиях засухи в -течение всей вегетации. Даче у тех сортов, у которых интенсивность роста главного стебля в условиях засухи не снижается в начале вегетации, к середине, а особенно к концу ее,отмечали замедление темпов его . роста. Наибольшее угнетение прироста вегетативной массы обнаружено в период завязывания плодов, что связано с-возрастанием их аттрагирующей способности в условиях засухи (Гончарова,1985), При этом такие снижается образование плодоносных побегов и кистей.

Повышенная температура в течение всего вегетационного периода, даже при оптимальном поливе, тормозит рост главного стебля растений томата (сорт Таллалихин 185), подавляет процессы новообразования листьев, ентая их общее количество и биомассу (сорта Карлик 1185, Ьи Ь Aach-c mim

). Неблагоприятные гидротермические условия подавляют такте ростовую активность корневой системы: снижается общая масса корней, утончаются всасывающие корни (сорта Олимпиец, Карлик 1185 , su6 AiX-+ic. Ininï ),

У растений перца в условиях водного, дефицита снижение ростовых процессов в значительной мере такие зависит от сортовых особенностей: у растений сортов Ласточка и Нежность рост главного стебля в этих условиях подавляется уже в начальный период вегетации, а у растений JIgj - в конце (рис. I). Особое снижение новообразования листьев в условиях засухи отмечается у растений Лдд Дефицит влаги сникает ростовую активность корневой системы растений, особенно у сорта Винни-Пух. Значительное угнетение корневой системы отмечается в условиях неблагоприятного стабильного териореяима (сорта Винни-Пух, Нежность, Ласточка, Л^).

Иной характер изменения ростовых процессов отмечается у растений баклажана: лишь к концу вегетации в условиях постоянной повышенной температуры наблюдается незначительная депрессия роста главного стебля, сшшение новообразования листьев и увеличение их опадения, енщение массы вегетативных органов и корневой системы.

Проведенные наблюдения позволили выявить особенности ростовой активности растений томата, перца, баклажана и раскрыли различные адаптационные возможности, проявляющиеся в их саморегуляции в оптимальных и экстремальных условйях среды. При этом выраженность ростовой реакции у разных морфотипов различна.

CM

Рис.1. Динамика роста главного стебля растений перца в разных условиях произрастания

Обозначения: _ влажность почвы - контроль (605? ПВ),

--------засуха (30% ПВ),-

температура - день/ночь (22/18°С) Фазы развития; А- бутонизация-цветение; Б- завязывание плодов; В - активный ростр Г- созревание плодов.

формирование продуктивности, особенности плодоношения и структура урожая овощных пасленовых культур. при неблагоприятных условиях произрастания '

Детальное изучение морфо$,изиологическей характеристики опытных объектов (томат, перец, баклажан) выявило сортовые различия ё реакции растений на-неблагоприятные-условия среды (засуха, высокая температура). При этом обнаружено, что в разные периоды ■ онтогенеза- реакция растений на неблагоприятные условия неоднотипна. , '

Так, например, .у томата в условиях водйого дефицита значительно снижается количество бутонов, цветков и завязей (сорта Орбита 278, Олимпиец), что типично для многих сортов в соответствующих погодно-климатических регионах (Ымараев,1956; Лукьяненка, •1993 ). У растений сорта Sui Aftx/hc. mini в период бутонизация-цветение отмечена задержка появления бутонов, однако в дальнейшем, да«е в условиях постоянно действующей засухи, количество

' б-'

бутонов возрастало, зачастую превшая контрольны!"! тэаршхг спита, Степень завязывания плодов у. растений томата в условиях засухи снижается и проявляется в большей степени к концу веге-: тации (сорт Карлик 1185), однако при комплексном воздействии 4 неблагоприятного гидротермического редима, интенсивность завязывания плодов во все периоды онтогенеза'подавляется. .

Сортовая реакция растений перца на неблагоприятные гидро-Фермические условия проявляется в следующем: дефицит влаги значительно задерживает сроки образования цветков и завязей у сортов Нежность, Лдд, а -у сорта Винни-Пух, в большей степени, от-'мечается опадение репродуктивных: органов;

Воздействие повышенной температуры проявляется у баклакана, с одной стороны, в задержке образования репродуктивных органов, • ,что .особо характерно для сорта (Лайзис ^ , а с другой - к их опадению (сорта Кипчакский местный, Алмаз, Гардабанский).У сортов Кипчакский местный и Э2зиС повышенная температура особо подавляет образование плодов.

Показано, что условия постоянной засухи влияют' на крупность ,' плодов у томата, приводя их к измельчанию, замедляя темпы их роста (рис. 2). •.

СП

Орбита 278

Рис.2. Динамика роста первых плодов (см , среднее с 3-х

кистей) у растений томата. ■

Обозначения:. влажность почвы - контроль (бд% ПВ);

. засуха (30% ПВ);

- - - -"влачшая жара"; .

------ сухая чара.

Фазы развития: "I - завязывание и начало роста,--2 -"активный росгцЗ - созревание плодов.

Наибольшая депрессия роста плодов у растений перца в условиях засухи выражена у сорта Нежность. У растений баклажана ('сорт Донецкий урожайный, Чусэн Китта, Юбилейный) влияние повышенной температуры проявляется не только в депрессии роста плодов, но и приводит к ухудшению их товарных качеств (значительная потеря тургора, транспортабельность, лежкость и др.).

Обнаружено, что все основные компоненты структуры урожая у томата значительно снижаются в условиях засухи; в большей мере снижается средняя масса плода и в меньшей степени - количество плодоносных элементов (кистей). У перцев существенное изменение компонентов структуры урожая происходит в условиях стабильного терморежима, а у растений баклажана на биомассу и качество плодов существенно влияет повышенная температура (табл. I).

■ ВОДШЙ СТАТУС ОВОЩНЫХ ПАСДЕНОШХ РАСТИ рй ПРИ АДАПТАЦИИ к экологическим СТРЕССАМ ■

Анализ опубликованных данных показывает, что в экологических стрессовых условиях (засуха, жара и др.) снижается подвижность воды в растении и активность метаболизма, но возрастает водоудерживающая способность тканей и устойчивость организма к экстремальным воздействиям. Установлено, что изменение водного • режима у „слабоустойчивых к экологическим факторам сортов, значительно. больше, чем у сортов устойчивых (Удовенко,Гончарова, 1982; Гончарова, 1935).

Исследования, проведенные нами на овощных пасленовых (то— мат, перец, баклажан), выявили ряд особенностей в водном режиме растения и его разных органов. Так, на примере томата, определение оводненности листьев и плодов показало, что даже в неблагоприятных условиях плоды содержат значительно больше воды, Чем листья. С другой стороны, оводненность листьев,значительно зависит от возраста и периода развития растений: в неблагоприятных условиях (засуха, высокие температуры) растения томата наиболее чувствительны к родному стрессу в фазу завязывания плодов; большее снижение оводненнооти листьев в этих условиях- сопровож-' дается у них и большим, чем у контрольных растений, возрастанием водного дефицита; при этом возрастает потеря воды листьями (т.е. снижение их водо,удерживающей способности).снижается интенсивность .

Таблица I.

Влияние условий произрастания на формирование компонентов структуры урожая овощных пасленовых культур

Сорт

Вариант опыта

Кол-во плодов на I растении,шт.

Средняя масса I плода,г.

Томат

Урожай с' 1 растения, г

Орбита 27В Контроль . 4 ± 0,4 28,2 ± 5,7 112,8

Засуха 2,3 ± 0,3 20,9 ± 2,5 48,1

Кара+засуха 1,7 ± 0,05 53,5 ± 2,4 90,2

. ;Кара+полив 4,5 4 1,1 43,9 ± 2,5 197,5

Олимпиец ' Контроль 3,6 ±0, 4 82,2 ± 3,9 . 295,9

Засуха 2,3 ± 0',4 . 64,3 ± 1,6 .147,9

¡Кара+эасуха 2,5 ± 1,1 27,1 ± 2,9 67,7

Жара+полив 4,0 ± 1,1 . Д31,7 ± 2,3 526,9

Перец

Нежность , Контроль 3,2 ± 0,1 108,7 ± 5,3 347,8

Засуха 2,0 ± 0,2 56,1 ±4,9 112,2

Температура 1,5 ± 1,1 24,9 ±3,1 37,3

Ласточка Контроль 2,3 ± 0,3 92,8 ± 5,1 213,4

Засуха ' 3,0 ± 0,1 44,9 ± 4,5 134,7

Температура 1,7 ± ОД 26,3 ±1,3 44,7

Б а к л а ж а н

Алмаз Контроль . '2,6 ± 0,4 54,1 ± 18,5 140,7

Температура 2,0 ± 0 51,1 ± 5,8 102,2

Кипчакский Контроль 1,5 ± 0,3 76,3 ± -9,8 114,4

местный

Температура 1,0.± 1,0 15,8 ± 15,8. 15,8

И.

транспирации. В период начала созревания плодов в неблагопри, ятних условиях произрастания у растений увеличивайся поТери воды листьями, возрастает водный дефицит, что особо выражено у неустойчивых растений (сорта bufe Aactic mini Олимпиец). Наиболее высокой стабильностью водного режима отличаются растения сорта Карлик 1185, что обуславливает, наряду'с другими признаками его высокую адаптивную способность (табл.2) Обнаружено, что если растения томата наиболее чувствитель ны в фазу завязывания плодов, то растения перца сильнее реагируют на неблагоприятные условия среды в фазу активного роста плодов, что характерно для сортов ]1асточка, Нежность и Лэд,. а другие сорта (Винни-Пух и Jlgj) в период биологической спелости плодов. Как оказалось, плоды перца'более чувствительны к неблагоприятным условиям, чем плоды томата: в условиях засухи значительно снюхается оводненность (тургор) плодов, особо у сортов Некносгь и JI^q. Следует отметить, что оводненность семян перца в этих условиях остается достаточно «высокой и стабильной.

По параметрам водного режима растения баклажана в условиях повышенной температуры более чувствительны в пе'риод роста и созревания плодов. В этот период'оводненность листьев у них несколько ниже, водный дефицит составляет более высокие величины, что свидетельствует о. значительном обезвоживании листьев при их старении к концу вегетации. Наиболее стабильным водным режимом в неблагоприятных условиях отличались растения сортов Алмаз, Юбилейный, Гардабанский.

Проведенные нами.эксперименты подтверждают вывод (Гончарова, 1985) о том, что регуляция водного режима растений направлена на поддержание более благоприятных его условий у функционально и биологически наиболее важных органов (плодов и семян), а также в "критические" пёриоды их жизни - цветение-завязывание плодов и их активного роста. Эти факты свидетельствуют об особенностях саморегуляции водообмена у сочноплодных растений и о характере его проявления при 'адаптации к экстремальным условиям произрастания.

ОСОБЕННОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ВЕГЕТАТИВНЫХ И ГЕНЕРАТИВНЫХ'

ОРГАНОВ РАСТЕНИЙ ПШ ИХ АДАПТАЦИИ К СТРЕССАМ Анализ литературы показывает, что сведений о характере изменений в метаболических отношениях листа и плода при экстре-

Таблица 2

Сорт

Изменения показателей водного режима (%) оводных пасленовых культур при неблагоприятных условиях произрастания

Вариант опыта

Фада завязывания плодов

еаза активного роста плодов

оводнен- водный дет потеря во-, оводнен- водный потеря воды ность ф;щит ды за 3 час ность дефицит за 3 час.

Орбита 278

Олимпиец

Контроль - 90,1±2,2 'Засуха 58,1±Г,8 Sapa+полив 77,б?),I Жара+засуха 81, 8=0, 6

контроль Засуха

80,4±б,5 66,0±0,6

Нара+полив

Зара+засуха 79,7=6,9

4,940,1 15,9±0,9 4,7±0,6 2,3±0^6

5,35),8 - 8,65) 7 11,4—1,8 10,9^4,8

Перец '..

9,9±1,2 П,3±0,б 6,140,0 4,8±1,2

13,3±1,9 8,5±0 5 6,4±0,5 '4,3±0,6

80,9±0,б 81,6±2,7

■19,8±1,4 17,4*1,9

79,9*2,3 8Ö,I±0,02

16,6*2,2 20,8*1,2

5,3*0,3 4,5*1,2

6,6*0,5 5,2±0|2

Ласточка Контроль Засуха Тешература 93,1±1,9 94,5*2,2 6,4*0,8 3,9*0,6 19,3*0,2 9,8*1,5 90,5*6,5 59,8*2,5 69,5*2,9 2,5*0,6 22,9*7,7 18,6*3,4 15,3*3,3 5,2*3,8 53,6=3,9

Нетаость Контроль Засуха Температура 92,0^0,05 93,1*0,4 12,9*1,5 4,6*0,5 _ Б а к л а И,7±4,1 6,8*0,1 *t а н 87,6*1,9. 55,8*3,9 89,5=4,1 Ю,8±2,4 42,9*0,1 2,3*1,1 10,7*1,4 17,8*1,3 18,3*4,3

Алмаз Контроль Тешература 74,9±1,6 70,4-1,3 .15,9*1,9 14,5*1,4 .27,7*2,3 29,2*1,5 79,7*0,8 83,6*3,0 9,4*0,3 35,7*4,5 16,3=2,5 18,2=0,?

Кипчакский местный Контроль Тешература 78,7g,8 24,6*1,9 8,6=2,3 II,IJI,5 23,2*2,6 71,3*1,1 82,7*1,0 * 5 -L J О 13,6=3,£ 10,3-0,4

мальмых воздействиях на растения практически нет, ибо рассмотренные исследования ряда авторов проведены при оптимальных условиях среды .Аттрагирующая роль плодов у различных сочноплод-ных сельскохозяйственных культур в разных условиях среды наглядно показана с помощью радиоизотопных меток С Гончарова,1985). Для изучения этих вопросов у овощных культур нами испольэова-' лись косвенные методы.

Как было показано выше, эксперименты на разных овощных культурах выявили ряд особенностей, в водном режиме разных ор-rawfij растения. Так, дане в неблагоприятных условиях плоды содержат значительно больше воды, чем листья, а оводненность последних в значительной мере зависит от их возраста и фазы развития плода. Неблагоприятные условия, воздействующие в период плодоноления растений, значительно снижают урожай и его качество нэ только в период сбора плодов, но и при их хранении (Гончарова, Отырба, Шулумба, 1993). Наблюдения показали, что у неустойчивых сортов (томат - сорт Su6 Anc+ic mini. ; перец.-Винни-Лух, баклажан - Батайский, Кипчакский местный) плоды в процессе хранения теряют больше влаги, чем у более устойчивых сортов (томат - Карлик 1185, Орбита 278, перец - Ласточка, Jlgj, баклажан - Донецкий урожайный, Гардабанский). Наибольшая стабильность водного режима в неблагоприятных условиях отмечается у листьев плодоносных побегов по сравнению с бесплодными.' Данные опыта показывают, что в условиях засухи .обезвоживание листьев бесплодных побегов составляет 3%, листья плодоносных побегов-теряют в этих условиях 2,5-5,5% воды, а плоды липь 0,2-1,6$.

В одном из опытов на, растениях томата показано, что плоды и листья испаряют различное количество воды, что связано с их разной функциональной активностью и возрастным состоянием.

Определение активности фермонтА нитратредуктаэы (НРА) с целью возможного диагностирования устойчивости растений, показывает, что в листьях, расположенных под первой кистью и над нею у растений томата -в неблагоприятных условиях активность фер мента падает у всех без исключения сортов. Следует отметить, что аналогичная зависимость была отмечена . ран^-т у растений то . мата в условиях, дефицита элементов минерального питания (Цьшля-кова,1991 ). Наибольшей ферментативной активностью характеризуются листья, расположенные под кистыо, что связано с их большей функциональной активностью (Тарчевский, Андрианова,1080;

У^овенко, Гончарова,1982). Отмечена определенная зависимость между активностью фермента и водным дефицитом листа: с увеличением последнего, активность нитратредуктазы заметно снижается.

Изучение зависимости устойчивости овощных растений от их пгшдона грузки показывает, что у неплодоносящих растений в оптимально условиях рост вегетативных органов усиливается по сравнению с плодоносящими, но у последних общая биомасса растения значительно больше (табл. 3).

Таблица 3.

Влияние плодов на накопление биомассы и засухоустойчивость томата

Наличие Вариант"Масса 1 растения,г Снижение урожая

Сорт плодов опыта общая Д^---

вегет. плодов вегет. плодов

Карлик 1185 Да Контроль 832 „<ЖЕ»т ' 284 548 рргянов

Засуха 488 214 274 25; • t50

Нет? Контроль 571 571 0 -

Засуха 293 293 0 49.

Ь'цё Agxtic Да Контроль 800 298 502 -

Засуха 427 206 221 31 • .56

Нет Контроль 580 580 0 -

HCPcs Засуха 366 266 0 54

21 14 (I -

В условиях засухи неизменно наблюдается существенное снижение биомассы всех органов, ро степень угнетения роста вегетативных органов у плодоносящих и бесплодных растений различна. Посдеднеа подтверждает, что образование плодов повьрает общую устойчивость растений к неблагоприятным условиям, а удаление их - снижает

(Удовенко, Гончарова,1982; Гончарова,1985).

«

15.

ДИАГНОСТИКА АДАПТИВНЫХ ПРИЗНАКОВ У ОВОЩНЫХ ПАСЛЕНОВЫХ ' КУЛЬТУР ПИ1 ИНВЕНТАШЗАЩШ-ГЕНШЧЕС1й'1Х. РЕСУРСОВ.

Критерии физиологической оценки устойчивости растений к экстремальным условиям произрастания необходимы при интродукции растений, районировании сортов в различных почвенно-климати-ческих зонах, совершенствовании агротехники, а.также для эффективного и экономного орошения. Поэтому в задачу нашей работы вхо- .. дилв также апробация и применение различных подходов и методов диагностики адаптивных признаков у овощных пасленовых культур для инвентаризации генетических коллекций. В связи с этим нами проведена работа .по оценке устойчивости новых гибридов и сортов перца из Венгрии, согласно совместной комплексной программе "Изучение генофонда и создание новых гибридов перца для защищенного грунта". При этом изучали морфобиологические, физиологические и хозяйственно ценные признаки коллекционных образцов ^ перца.

Для оценки устойчивости к обезвоживанию сортообразцов перца, мы использовали" разработанную ранее шкалу изменений параметров водного режима листьев при обезвоживании (Гончарова,Воронина, £ати,1Э8б) в нашей модификаций.

.Шкала изменений параметров водного режима листьев, для сравнительной оценки устойчивости перца к обезвоживанию

Варианты • опыта

.Степень устойчивости Признаки, % _образцов_

_;_высокая средняя ' низкая

85-80 менее 80

30-40 ■ более 40

20-25 более 25

10-15 более 20

20-30 более 30

Первоначальное состояние водного режима (оптимальные условия произрастания)

Состояние водного режима после эавя-дания (в сравнении с оптимальными условиями)

Оводненность 90-85 листьев

• Водоудержив&- 16-30 ' ющая способность листьев (через 3 час.) . •

Водный де*и- . 10-20 цит

Снижение овод- 5-10 ненности

Возрастание. 10-20'

водного

дефицита

Изучение состояния водного режима опытных объектов на основании используемой, нами шкалы, позволило определить, степень их устойчивости и выделить образцы в соответствующие группы (высокая, средняя, низкая). По стабильности водного режима растений к условиям обезвоживания выделились: сорт Иа,]г»а1 а такие гибриды Р^ 61/91 и Р^ 62/91. По урожайности, качеству плодов и их вкусовым признакам выделены сорт Нэ)па1 и гибриды Р1 568;- Р1 62/91.

Выявление биологичесних, физиологических особенностей, а также хозяйственно ценных признаков у новых сортообраэцов перца позволило дать более широкую характеристику для использования ее в разных селекционных программах. Подобный подход в изучении и оценке коллекционных образцов, на нага вэглдц, возможно использовать для других представителей овощных пасленовых культур.

■ ВШОДЫ

1. Выявлены особенности ростовой активности различных органов (главный побег, новообразование листьев, корневая система)

у представителей разных бибтипов основных овощных пасленовых культур (томат, ререц, баклажан), при адаптации к водногтемпера-турному стрессу,

2. Обнаружена различная выраженность ростовой реакции на ст-рессовый фактор (разные гидротерморежимы) в зависимости от периода онтогенеза:у растений томата депрессия роста вегетативных органов проявляется уже в период завязывания плодов, у баклажана - к периоду их созревания, у перца выражены в большей степени сортовые различия. -"'

3. Установлено, что при адаптации растений томата, перца и •■ баклажана к экстремальным условиям среды, формирование компонентов продуктивности (и общего урожая)'проявляется в меньшем снижении количества плодоносных элементов и в большей мере - в уменьшении средней массы плода, что значительно слабее выражено на плодоносах первого порядка. Изменение,количества плодов и средней .массы плода проявляются резче у сортов менее устойчивые к стрессам (томат - Айс+1с ш'ю^' ,перец - Винни-Пух, .Нежность, баклажан - Бата^ский, Чусэн Китта,<31эззис Р^), в сравнении с более

. устойчивыми (томат - Орбита 278, Карлик 1185, йерац - Ласточка, Лэд, баклажан - Алмаз, Донецкий урожайный),

4. Установлено, что водный статус овощных пасленовых растений играет существенную роль в адаптации к экстремальным воздействиям :устойчивым сортам,(Карлик 1185, Орбита'278 и др.) свойственны более высокие водоудерживающие силы и более стабильное со-деркание воды, обуславливающее меньшее обезвоживание растений (как в условиях водного дефицита, так и при повышенных температурах), что является важным' адаптивным признаком.

5. При изучении физиологии плодоношения овощных пасленовых растений в норме и при стрессе показана аттрагиругацая функция разных (по возрасту и развитию) плодов, что проявляется в изменении фиэиолого-биохимических процессов (водный обмен, ферментативная активность и др.) у вегетативных и генеративных органов

и является важным механизмом формирования продуктивности растений.

6. Показана возможность использования ряда морфологических и физиологических характеристик для диагностики адаптивного потенциала овощных пасленовых растений.

7. С помощью этих характеристик дана оценка' потенциала адаптивности и продуктивности изученных сортов томата, перца и баклажана с целью их использования в овощеводстве и селекции.

практические рек0м2вдацш

1. Для штродукционных, растениеводческих и селекционных работ рекомеедуется использовать апробированные морфофиэиологи-ческие характеристики в оценке адаптивности и потенциальной продуктивности сортов томата, перца и баклажана.

2. В овощееодстве и селекционных программах рекомендуется • как перспективные генотипы использовать выявленные сорта с высокой адаптивностью и продуктивностью: на устойчивость к водному дефициту и высоким температурам: томат - Карлик П85( Орбита 278;. перец - Ласточка4 Л^; баклачан - Алмаз, Донецкий уронайный; на скороспелость: томат - Sué Afcctic mini .; перец - ВиннИ-Пух, Нежность; баклажан - Чусэн Китта; на высокую урожайность: томат

- Карлик 1185, Safe Ай.с-1'ic mini , Олимпирц; перец - .Ласточка, Непность, Лдр, JIgj; баклажан - Алмаз, G]333uc'f-j.

список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Шулумба Т.Д. Влияние экстремальна условий произрастания на продуктивность перца -и томата // Бюлл.ВИР.-1993, вып.230.

2. Шулумба Т.В., Отырба Р.К. Некоторые физиологические особенности бакла-чана при разных условиях выращивания // Е-юдл. ВИР.-1993, вш.230

3. Гончарова Э.А., Отырба Р.К.,Шулумба Т.В. Особенности водного рекима растений баклажана в связи с продуктивностью и устойчивостью^к неблагоприятным условиям среды// Бюлл.ВИР.-1993, вып.231.