Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Сортовые особенности продукционного процесса у вики посевной

ВАК РФ 03.00.12, Физиология и биохимия растений

Автореферат диссертации по теме "Сортовые особенности продукционного процесса у вики посевной"

РГ6 од

2 О СП! Московская ордена Ленина

я ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственная академия имени К.А.Тимирязева

На правах рукописи

ВЛАСОВ НИКОЛАЙ ФЕДОРОВИЧ

СОРТОВЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПРОДУКЦИОННОГО ПРОЦЕССА У ВИКИ ПОСЕВНОЙ

03.00.12 - физиология растений

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва 1993

Диссертационная работа выполнена в лаборатории физиологии растений Всероссийского научно-нсследова-тельского института кормов имени В.Р.Вильямса.

Научный ружоводитэль:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Образцов A.C.«

Официальные оппоненты;

доктор биологических наук, профессор Ниловска» Н.Т,

кандидат сельскохозяйственных наук Тюрин Ю.С.

Ведущее-учреждение - научно-производственное объединение "Подмосковье'«

Защита состоится * октябре IÖ03 г, в ' ' часов заседании специализированного совет« Д. 120.36.07 при Московской соаьскохозяйствешнай академии именк К.А.Тимирязева.

Адрес: 127550, р. Москва, ул. Тимирязева, 48, ?ектор защиты диссертаций.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА.

Автореферат разослан * & * ttihi/^-j 1893 -г.

Учекыв секретарь специализированного совета, . кандидат биологических наук . Лосева A.C.

' *Й1Х25ЬК£1*Л«5Я- Главной задачей ближайшего десятилетия селекции вики посевной является создание скороспелых сортов, способных даже в неблагоприятные годы в условиях ограниченного тепла и вегетационного периода созревать за 80 ... 85 дней, с урожайностью сухого вещества \.в менее 50 ... 60 л/га. Сохранение в селек'лии ряда культур, в частности вики посевной, остроты проблемы совмещения в одном' сорте высокой урожайности с'коротким вегетационным ¡.гркодом свидетельствуем что поиск путей повышения продуктивности скороспелых сортов не теряет своей важности и актуальности. Сложность сочетания этих признак^ заключается в необходимости преодоления обратной корреляции между ними и эффективность селекционной работы во многом зависит от I -бора правильного направления и критериев отбора.

Концепция идеатипа сорта основывается на данных о связи морфо-Физиологических показателей различных сортоз с их урожайностью. Однако сведения в литературе о сортовой специфичности физиологических характеристик продукционного процессе, вики посевной ограничиваются данными по площади листовой поверхности а продуктивности фотосинтеза. Стремление содэйстзовать разработке эффективных способов создания сортов, соче:ающиу высокую урожайность с коротким вегетационным периодом, гг'тем изучения физиологических резервов повышения продуктивности скороспелых растений определило направление и тему нааих исследований.

^„«сслеаоваимя. Задача наших исследований закло-•чалась в изучении морфофизиологиче-^ких закономерностей продукционного процес- а у различных по скороспелости и урожайности сортов вики посевной с целью экспериментального обоснования наиболее перспективного направлен», селекции на сочетание этих признаков.

В программу исследований были включены следующие вопросы:

- изучить особенности развития и диышику накопления биомассы у разных по скороспелости и продуктивности сортоз вики посевной;

- изучгть в динячжв по фазам развития 'сортовые закономерности формирования и функционирования фотосинтетлчаского аппарата у растений вики посевной;

- выявить сортовые особенности дыхательного газообмена листьев;

- изучить особенности распределения сухого вещества со органам растений;

- определить характер взаимосвязи морфофизкологических показателей растений разных сортов вики посевной с урознем их продуктивности.

SSX2ïâS.525ï2iJî- Впервые получена комплексная информация об основных ззеньях продукционного процесса'различных .по скороспелости и продуктивности сортов вики посевной: фотосинтезе, дыхании и характере распределения сухого вещества по органам. Определены значения и диапазон межсортового варьирования показателей интенсивности ассимиляции С02, интенсивности темпового дыхания листьев, анатомического строения поперечных срезов листьев и содержания в них пигментов. Выявлена прямолинейная зависимость темпов роста и продукти-лости скороспелых сортов от чистой продуктивности фотосин-синтеза в фазы стеблевания и цветения. Установлена тесная положительная корреляции между уровнем плато световых кривых интенсивности фотосинтеза и показателями Ч® скороспелых сортов в период цветения.

3eaEr*2S£ï2£-2B35ïH2£Iè». Экспериментальна обоснованный выбор наиболее перспективного направления в селекции повышения продуктивности скороспелых растений позволяет сократить сроки создания новых сортов, максимально адаптированных к зонам с ограниченным вегетационным периодом. х

&2ео§ани5..вгб21Нь_Результаты исследований доложены на Всесоюзной научной конференции молодых ученых и аспирантов <Пути интенсификации кормопроизводства в свете решений XXV съезда КПСС> (1982); на Московской областной конференции молодых ученых и спе- . циалистов (1982): на научно-теоретической конференции молодых ученых и специалистов по проблемам сельскохозяйственного производства, . посвяще. лой 40-летию освобождения Белоруссии (БССР, г.Жодино,1984), на Ученом совете ВНИИ кормов им В.Р.Вильямса (1985).

По материалам диссертации опубликовано 6 печатных работ. СТ£УХТД>2 2_е6ьеи_зкссертац*511_диссертация СОСТОИТ ИЗ ВВ6Д6НИЯ,

обзора литературы, пяти глав с изложением результатов исследовь^шй, выводов, рекомендаций селекции и списка литературы, включающего 202 наименования, из них S0 на иностранных языках.

Работа изложена на 132 страницах машинописного текста, содержит 30 таблиц и 8 рисунков.

МАТЕРИАЛ, МЕТОДИКА И УСЛОВИЯ ИССЛЕДОВАНИИ Исследования проведены в 1976 ... 1986 г.г. на экспериментальной базе лаборатории физиологии растений ВНИИ кормов им. В.Р.Вильямса.

Объектом исследований служили контрастные по хозяйственно-биологическим n^.isa .сам, месту и времени создания сорта вики посевной (Vicia sativa, L.): позднеспелые - Льговская 60, Харьковская 134; раннеспелые Луговская 83, Немчиг^вская г2, Краснодарская 11,

Степная 791, Ярославская 136, ¡Треста. Моника, Елена.

В вегетационных опытах 1981 .. 1983 г.г, растения выращивали в песчаной культуре с внесением полной питательной смеси Прякидшкова. В 1934 ...,1986 г.г. растения выращивали в почвзшю-песчаной культуре (в соотношении по массе 3:1). После появления всходов в "аждом госуде оставляли по 10 растения. Закладку вегетационных опытов и уход за ними проводили согласно методике (Журоицкий З.И., 1968).

В основные фазы .ра.зрчтил срезали по 40 растений :саэкдого сорта, разделяли их по органам и после высушивания до абсолютно сухого состояния взвэшвали отдельно массу листьев, стеблей, корней и генеративных органов.

Площадь листьев.килеряли на фотопланшетре ААМ-7.

■ На основании данных прироста биомассы и площади листьев (по формуле Кидда, Веста- и Брагса) -рассчитызали показател:-. чистой продуктивности фотоскнтео-i (Ничипорович A.A. и соавт., 1961).

Содержание пигментов определяли в ацетоновой вытяяке на спектрофотометре ,<Спекол> пел. длинах волн 662, 644 и 440.50 км ( Пйья A.A., 1971).

Интенсивность видимого фотосинтеза ннтактных полностьк развернувшихся листьеь измеряли с помощью камер-прищепок на инфракрасных оптических газоанализаторах ОА-5501 и UR/.S-2T при скорости потока воздуха 40 ... 60 л/ч на специально собранной для этого автоматический 12-канальной системе. Монтаж и наладка систем .грсзеде'.ы с учетом требований и'рекомендаций, содержащихся в работах Крьи эва Ю.В. (1969) и Карпушкина Л.Т. П9И). '

Интенсинссгь текнового дыхания листьев определяли на аппарате Варбурга манометрическим методом (Семихатова O.A., Чулановская М.З., 1965).

Анатомическое строение листьев изучали на сделанных от руки бритвой- попгзчных срезах из центральной части 1-ой к 2-ой пары от основания листочков в соответствии с мелодическими указаниями (Про-зинаМ..:;, 196Q: -

РЕЗУЛЬТАТЫ КССЛЗДОБЛКИЯ

1. по cKogo-.

S2232£I£_E.5E°3£bTi5i;2SI!i_92EI02_22£ü_50£SEH£ii_npn практически одновременном у всех сортов появлении всходов и начале ветвления, между началом цветения скороспелых и позднеспелых сортов отмечали в зависимости от условий года разрыв 5 ... 15 дней (табл. 1). Встуя-

ление позднеспелых сортов Лысвская 60 и Харьковская 134 в фазу цветения задерживаюсь формированием до 1-го соцветия дополнительных 4 ... 5 листьев, число которых является ,морфологическим показателем скороспелости однолетних культур (Образцов A.C., 1974).

Таблица 1

Продуктивность и особенности развития разных сортов вики посевной (средкемноголетние данные)

Число' Продолжительность Надземная масса

- листьев межфазнъх перио- 10 растений, г

РППФ » до 1-го дов, дней начало jобразо- налив

плодо- всходы цветение цвете- ¡вакие бобов

носяще- ...цве- ...соз- ния Iбрбов

го узла тение ревание (у скороспелых сортов)

Немчиновская 72 12. ..13 32 ' 44 9.6 22.7 29.3

Краен.' :арская 11 12. ..13 33 54 7.2 14.1 22.6

Степная Т91 12. ..13 33 53 6.6 12.1 18.5

Луговская 83 12. ..13 33 44 9.6 18.5 26.8

Льговская 60 1В. . .19 43. 55 9.0 20.0 30.7

Харьковская 134 16. ..17 42 56 8.6 19.4 30.3

HCPQ5 - - . - 1.7 2.8 5.6

Особенностью развития скороспелых сортов Немчиновская 72 и Лу-говс1 я 83 являлось также быстрое образование и. дружное созревание бобов. У сортов Краснодарская 11 я Степная 791 этот период был более растянутым, но короче, чем у позднеспелых сортов Льговская 60 и Харьковская 134. Таким образом, к^лдач группа включенных в исследования сортов в-условиях кантах экспериментов сохраняла свои особенности развития.

Наблюдения за динамикой нарастания фитомассы у разных по ско~' роспелости сортов вики посезнсй, сроки уборки которых на зеленую массу приурочены к определенной фазе развития, преаде всего, подтвердили прямую зависимость продуктивности сорта от продолжительности еи вегетационного периода. Наиболее продуктивными в фазе . укосной спелости (начало образования бобов) были позднеспелые сорта Льговская 60 и Харьковская 134. Вместе с тем бьшо отмечено, что скороспелость интенсивность ростовых процессов на вегетативной фазе развит,.* функционально не связаны. Так, темпы прироста Оиомас-- сы в первой половине вегетации у -'.зученн . наш позднеспелых сортов

Львовская 60 и Харьковская 134 были не вше, чем у скороспелых сортов Немчиковская 72 и Лугсяскал 83, к более еькокзя их продуктивность формировалась, главным образом, в результате Оолыеэй продолжительности вегетационного периода.

Между значениями среднесуточны., приростов сухого вещества в фазы, стеблевания цветения и продуктивностью скороспелых сортов в укосной спедойи установлена тесная корреляционная зависимость (г » 0.8 ... 0.98).

, Выводы из -выявленных особенностей роста фиомяссьг у разных сортов вики вписываются в сформулированную селекционерам концепцию селекции на сочетание урожайности с коротким вегетационным периодом, как о задаче по созданию и отбору ранозацветащих форм с интенсивным ростом биомассы до цветения к в периую декаду после его начала, сезким замедлением ростсЕых процессов в последующие фазы.

аппаЕата_^_2азн^_со£тов_аики_г;сс5вуоя ^^Сортов.ь'в закономерности роста биомассы обуславливались определенным характером фотосинтетической деятельности. Так, интенсивное накопление сухого вещества позднеспелыми сортами Льговская 60 и Харьксвскач 134 обеспечивалось большей скорость"! нарастания и более длительным периодом формирования ассимиляционной поверхности. Как видно из данных табл. 2, по макс .шальной площади листовой поверхности позднеспелые сорта превосходили раннеспелые сорта в 1.4 ... 1.3 раза, что подтверждает общее правило пртзй зависимости размеров листовой поверхности от

Таблица 2

Максиыа-ъная площадь листовой поверхности ч пркагатели ЧП2 в период цветения раннеспелых растений у разных сортов вики

Площадь листьев 10 растения, д>-2 ЧПЗ, г/м2сутки

1981 г 1982Г 1983Г 1984Г ко 05 1 ч 1 1982г 1983Г 1984 г

Немчиковская 72 18.1 21.7 20.9 18, .3 10.59 8.39 4.46 8.28

Краснодарская 11 20.1 23.3 19.5 22, .6 7.51 4.31 2.93 4.15

Степная 791 22.0 22.0 23.4 - 6.12 4.41 4.06 -

Лугсвская 83 20.1 17.3 21. ,7 - 7. 17 4.41 4.89

Льговская 60 26.2 27.5 32.2 37, , 1 6.68 5.67 3.04 4.56

:<арькозская 134 30.5 33.1 34.3 42, п 6.15 4.89 2-85 4.43

Н£!РС5 4.7 6.9 5.2 5.3 0.50 1-.35 1.36 1.05

продолжительности вегетационного периода сорта.

Однако морфологические признаки, определяющие' преимущество в темпах нарастания и максимальных размерах.листовой поверхности, у них бы.л разными. Харъкозская 134 отличалась формированием самых крупных листьев. Так, если средняя площадь отдельных листьев у скороспелых сортов в период образования боСов' варьировала в пределах 10.5 ... 15.7 см2, то у Харьковской 134 ока была ¡Яшна 27.5см2. Отличительной чертой сорта Льговская 60 являлась повышенная скорость основания очередных листьев. С самого начала вегетации у нее по сравнению с друг;.:.и сортами на формирование одного листа в среднем уходило на 0.5 дня меньше, и уже к моменту начала-цветения . скороспелых сортов на главном-побзге она имела дополнительных 2 ... 3 листа. За время их цветения растения Льговской 60 формировали еще 2 листа и, в целом, но сравнению с остальными сортами у нее оказывалось на 4 ... 5 листьев больше. •

Максимум межсортовых различий по чистой продуктивности фотосинтеза (ЧРО наблюдали в первые 10 дней после начала цветения скоро-. ■ спелых растений. Наиболее высокой-продуктивностью фотосинтеза обладали скороспелые сорта Немчиновская Т2 и Лугоъская 83, существенно ниже она Сьша у Краснодарской 11, СтешоЧ 791 и у позднеспелых сортов Харьковская 134 и Льговская 60 (табл. 2);. Так, средние за 4 года показатели ЧИФ у Немчиновской 72 в .'фазу'цветения были в 1,6.... 1.7. раса выше, чем у Краснодарской 11, Степной "Ы1, Льговской 60 и Харь-кобскоГ. 134. В период стеблевания Немчиновская 72 также.значительно . превосходила эти сорта по продуктивности фотосинтеза, но разница мевду ними была несколько меньше. Сществекные различия, между сортами одной группы спелости при близости зна 1ений ЧПФ у разных по вегетационному периоду сортов указывает на отсутствие функциональной Си ли между скороспелостью и продуктивностью фотосинтеза. ' .

Тесную сопряженность продуктивности скороспелых' сортов с производительностью фотосинтетического аппарата доказывают высокие коэффициенты корреляции ме^^у средними за период стеблевания и'Цветения -показателями ЧПФ и надземной массой растений, в фазе начала образо- . ванкя бобом (г = 0.89 - 0.99). Прямая' связь продуктивности скороспелых сортов с показателями ЧПФ, прежде всего, дает экспериментальное основание для заключения, *то морфофиэиологичесхий тип растений ви- . ки, сочр^амщ:,; к. юткиЕ вегетационный период с высокой урожайностью, должен в период до качала образования бобов обладать высокой'чистой продуктивностью фотосинтеза. Таким образом, в определении интенсив-

яоЬти ростовых процессов разных по продуктивности скороспелых сортов ключевое положение занимала производительность фотосинтетического аппарата.

Анализ дыпых по интенсивности ассимиляции С02 показал, что разные по продуктивности фотосинтеза сорта вики посевной характеризовались вполне определенным уровнем фотосинтети«еского газооСме-на. Наиболее отчетлию сортовые особенности по ассимиляционной способности выразились в форме световых кривых интенсивности видимого фотосинтеза, снятых в контролируемых условиях (рис. 1). Еолсо высокие значения угла наклона к интенсивности ассимиляции СО2 на плата имели сорта с повышенной продуктивностью фотосинтеза Елена, Моника, и Немчиновская 72, чт^ характеризует их преимущества в скоростях как фотохимических,' так и гемновых реакций фотосинтеза.

Meriy показателями интенсивности фотосинтеза на птато и чистой продуктивности фотосинтеза во время цветения скороспелых сортов установлена прямая Связ!. Тесная корреляция (г = 0.92) свидетельствует о возможности выделять скороспелые формы с повышенной продуктивностью фотосинтеза по световым кривым. Перспективный селекционный материал световом насыцении должен иметь интенсивность видимого фотосинтеза на уровне 35 ... 38 мг С02/дм2 ч.

■ Исследования анатомического строения поперечных срезов листьев, с которых были сняты световые кривые интенсивности фотосинтеза, выявили межсортовые различия по общей толщине листовых ггастинск и гол-пг»не отдельных ее слоев (табл.3). Крайние значения толщины л;:стьев варьировали от 120 мкм у Ярославской 136 до 180 мкм у Степной 791. У остальные сортов она. составляла 150 ... 17<"> mîcm. В состав зтоП группы входили .сорта как с высокой ассимиляционной способностью Кем-чиновская 72, Преста, Моника и Елена , так и низкой - Краснодарская 11, Харьковская 134 и Льговская 60. Подобным образом сорта вжи ■различались по размерам столбчатой и губчатой паренхим. Та к; я.; образом, определенной зависимости ассимиляционной способности сорта от ' изучешüx признаков анатомического строения листьев в наших опытах обнаружено.

Показатели удельной поверхностной плотности (У1Ш) листьев варьировали в диапазоне от 17.4 мг/см2 (Ярославская 136) до 19.9 мг/см? (НемчиноЕСкая 72)-. lío концентрация зеленых пигментов также выделялся скороспелый сорт с повышенной ассимиляционной способностью Немчи-новская 72. Иеньше всего их содержалось в листьях позднеспелого сорта Льговская 60. Подтверждая сортовук специфичность, данные табл. 3 по-

40 -1 Фотосинтез ,мг СО^/дм ч

30

20 -

1V -

0 6

5 1

2 3

7

8

.1 - Немчиновскав 72 2.- Краснодарская 11

3 - Степная 791

4 - . 1уговская 83

5 - Моника

6 - {¡лена .

7 - Льговская 60

8 - Харьковская 134

—1--1-1-1-1—

10 20 30 40 50

Освещенность, клк

Рис.1 Световые кривые интенсивности видимого фотосинтеза разных сортов вики посевной

Таблица 3

Показатели содержаши пигментов и анатомического строения листьев у разных сортов вики посевной

концентрация, мг/г сырой массы

хл^ро- хлоро- каро-филла филла тяно-<а> <в> идов

У!Ш листьев,

мг/см2

Толщгаа, ыкм

палисадной парен-

х1!мы

убча-той

парэн-химы

листовых

пластя-лок

Немчиновская 72 Краснодарская 11 Степная /91 Луговсная 83 Елена

Ярославская 136 Льговская 60 Харькове! ля 134

1.12 0.96 0.96 0.95 0.99

0.57 0.48 0.42 0.42 0.46

0.45 0.40 0.40 0.41 0.45

НСР,

05

0.88 0.40 0.37

0.11 0.08

19.9 18.5 17.7 19.4 19.7

17.4

19.5 17.9 2.0

53

50

51 50 64 40 50 50

4

66 74 38 76 79 50 70 70 12

150 160 180 160 170 120 150 150 20

называют, что высокие показатели УПЛ листьев и содержания в них пигментов являются необходимыми, до недостаточными признаками высокой ассимиляционной спсоС ости. Зависимость между ними и интенсивностью ассимиляции С02 не была строго- пропорциональной. Однако вполне отчетливая тенденция положительной сшпи мокду ними и многочисленные данные литературы (Зеленский М.И..19Ш) убездают в том, что в селекции' на активизацию фотосинтетической ф/нкции предпочтгчие имеют форш с повьиенной концентрацией пигментов и более высокой УГШ листьев.

В°£62Й2Е18-й-5В2яКЗй5й2£1!..£2В22в..5!!£!-22££2й22г._Б свете современных представлений о формировании биомассы как совокупном продукте анаболических и катаболяческих реакций, сравнение сортов по эффективности дыхания в продукционном процессе уточняет физиологическую природу их различий по продуктивности фотосинтеза. Согласно результатам »..их измерений дыхательного газооомена, межсортовые различия по интенсивности темнового дахакия листьев имели место на всех этапах онтогенеза, но наиболее '-выразительными они были в период цвете-ми скороспелых сортов. В эту фазу отмечены статистически достоверные различия по скорости поглощения листьями 02 в темноте между скороспелыми, сортами Немчиновская 72 Луговская 83 и сортами Краснодарская 11 Степная 791, Льгов-чая 60 и Харькочская 134 (табл. 4).

Таблица 4

Интенсивность темнового дыхания листьев и его эффективность в продукционном процессе разных сортов в».., посевной (фаза цветения скороспелых растений)

Сорт Интегсивность дыхания, мкл 02/г сыр. массы 1ч Эффективность дыхания, мл 0- ка tr прироста 'сухого вещества

1981г 1983г 1984г ср. 1981г 1983Г 1904Г ср.

Немчи овская "?2 697 343 469 503 39:. 380 257 342

Краснодарская 11 919 48а 522 643 679 772 537 ^63

Стешш 791 745 538 494 609 651 647 - 649

Луговская 83 - 421 477 449 - 477 431 454

Льговская 60 847 557 474 626 1016 827 463 769

Харьковская 134 79" 479 483 588 887 738 494 667

КСР05 95 1U - - - - . -

Известно, что разложение субстрата в процессе дыхания происходит одновременно с образованием энергетических эк шалентоь и промежуточных соединений, используемых в синтезе структур растительного организма. В конечном проявление соотношение этих процессов непосредственно отражается ка чистой продуктивности фотосинтеза. Признание этих связей шлоаеко наш в основу оценгс эффективно ;ги дыхания в продукционном процессе по количеству субстрата (эквивалентом которого является объем кислорода), расходуемого жггьянк на образование 1г пргроста сухого вещества. Для их вычисления достаточно соотнести данные по интенсивности темнового дькания листьев (мл 02/ м2 листо_оя поверхности за сутки) к показателям ЧВЭ (ту м2сутки). Приведенные в табл.4 результат*-' таких расчетов достаточно четко обозначили сортовые особенности эффективности дыхания в продукционном процессе вики пс~евной. Mr шлиш потреблением кислорода, а следовательно, и дыхательного субстрата на c3pi зованае 1 г сухого вещества отличались скороспелые сорта Немчиновская 72 и Луговская 83, максимальным - позднеспелые сорта Льговская 60 в Харьковская 134. Разница между ним по содша. за 3 года величинам этих показателей в Фазу стеблевания составляла 50%, а в период цветения она удваивалась. Значительно вше (в 1.3 и 1.9 раза, соответственно) чем у Немчгг овской 72 к Лугозскоа. 83 расход кислорода был и у сортов Краснодарская ti и Степная 791.

Оценка сортов по эффективности дыхания в продукционном процессе показала, что низкие удельные затраты ассимилятов на дыхание являлись особенностью сортов с повышенной продуктивностью фотосинтеза Немчиновская 72 и Луговская 83, высокие - сортов с менее производительным фотосинтетлческим апшаратом Льговская 60 к Харьковская 1'34. Обратный характер связи показателей ЧПФ с удельными затратами дыхательного субстрата доказывают отрицательные кеэффиценть; корре-корреляций: в Сазу стеблевания они колебались от -0.55 до -0.94 и в фазу цветения .- от -0.58 до -0.96.

Преимущества' в темпах прироста биомассы у форм растений с менее'интенсивным дыханием у других культур отмечались неоднократно. Совокупность экспериментальных и литературных данных формирует представление об экономном (эффективном) дыхании, как об необходимом условии высокой производительности фотосинтетического аппарата. Для пол; :ения скороспелых сортов вики посевной с высокой продуктивностью фотосинтеза в качестве исходного материала интерес представляют формы с уровнем эффективности дыхания в 450 ... 500 „я 02 на 1г.прироста сухого вещества в фазу стеблевания и 250 ... 350 мл 02 на 1 г прироста биомассы в период цветения.

4. 2£2ë£î!!i2£I!!_S?S2EH2;5!£3ÊSÏ2Bïïblï.2ïïï2SÊi!ï8_Z.ES2Hii5_Si!EÏ25 5SÏ5-S2S2582B- Сравнение сортов вики по напряженности донорно-акцеп-торных отношений, которые, как установлено (А.Г.Мо..роносов, 1932), интегрируют и регулируют весь ход'продукционного процесса, основывается на данных о характере распределения прироста биомассы меаду органами .и фотосинтетической деятельности. Исследования показали, что только в начале вегетации пропорции роста органов у изученных сортов быди близкими. Примерно равными частями (35% ... 42%) асси' ч-ляты распределялись меаду листьями ч корнями, и наполовину меньшая доля (20*) шла на рост стеблей,

В фазу- стеблевания основным потребителем ассимилятов у всех сортов. являлись сами листья (табл.5). Их доля в общем приросте биомассы не опУ' алась ниже 41.5% ( у Немчиновской 72 в 1983 году). Наиболее высокую долю вновь образованных продуктов фотосинтеза на рост листьев использовали позднеспелые сорта Льговская 60 и Харьковская 134 (.59* и 55*. соответственно). Важно подчеркнуть, что проц_ос интенсивного новообразования листьев у позднеспелых сортов и у скороспелых сортов Краснодарская 11 и Степная 791 осуществлялся без особого напряжения на фогосинтетичоский аппарат (табл. ,2). Существенно выше показатели ЧШ.бьиш у Немчиноиской 72, но у ¡.ее поток ассимилятов в

Таблица 5

Структура прироста биомассы у разных сортов вики посевной, % (средние данные за 1981 ... 1984 гг.)

Сорт МежфазныЯ период у скороспелых сортов

начало стеолевания ... начале цветения начало цветения... образование бобов

листья стебли корни гене- ратив. органы листья стеб-Iкор-ЛИ | ни гене- ратив. органы

Немчиновская 72 45.9 29.9 18.3 5.9

Краснодарская 11 50.6 26.2 19.9 3.3

Степная 791 49.8 26.5 19.7 4.0

Луговская 83 50.4 28.7 16.1 4.8

Льговская 60 59.0 27.3 13.7 -

Харьковская 134 55.2 23.9 20.7 -

25.5 39.5 41.0 27.3 43.9 42.2

30.2

33.4

28.5 32.5 33.4

32.3

12.3 14.2 22.1 13.2 16.9 18.6

32.0

8:4 27.0 5.8. 6.9

лис ья был на 4% ... 13% меньше и в несколько больших пропорциях нарастала масса потребляющих органов (стебли, генеративные органы).

' По абсолютным значениям скорости р. ота массы г яератквных орга-. нов сорта Немчиневская 7. и Луговская 83 также существенно превосходили Краснодарскую 11 и.Степную /91. Средние показатели скорости их роста в первую декаду после начала цветения колебались от 0.09 г/10 растений в сутки у сорта Краснодарская 11 до С.'1 г/10 pacíзний в сутки у Немчино_ской 72 и связь их с продуктивностью фотосинтеза была прямой и достаточно тесной (г = 0.59 ... 0.99).

В структуре семенной продуктивности основное отличие сортов с ускоренным ростом массы генеративных органов Немчиновская 72 и Луговская 8° состояло в формировании двух нормально развитых бобов на большем числе фертильных узлов. Дополнительный сбор с каждых 10 фер-тильных узлов, включая и верхние менее продуктивные узлы, у этих сортов по сравнению с Краснодарской и Степной 791 составлял 2 ... 4 боба. Двойной силы <запрос> на ассимипяты из i.неративных оргаг в у сортов с повышенной ассимиляционной способностью в свете современных представлений о взаимосвязи фотосинтеза с ростом является закономерным явлением (В.И. ikkob, 1П37). Результаты налг'х исследований показали, что усиление аттрагирущей спсобности генеративных органов, стимулирующее активность фотосинтэтическсго аппарата у скороспелых ссртор вики, конкретно связано с образованием двух бобов на' большем Числе Фертильных узлов.

Итак, в результате аяалип экспериментальных данных по динамике фотосинтетической деятельности, дыхания и эпигенеза разных морфоти-пов вики посевной выявлена сортовая специфичность физиологических показателей и определен характер их связи с количеством синтезируемой фитомассы. Установленные закономерности дают основание сделать заключение, что наиболее перспективный путь создания скоропелых высокоурожайных сортов состоит в целенаправленной селекции на повышение продуктивности их фотосинтетического аппарата. Конкретные значения фотосинтетических характеристик и других мор$офизислоги-ческих показателей у перспективных образцов приведены в табл.6.

Таблица 6

Значения основных морфофмзиологических показателей для отбора перспективных скороспелых образцов вики посевной.

Признаки

Щиница измерения

Показатели

Продуктивность и скороспелость

г/ 10 растений дни

шт.

. дни дыхание

дм2/10 растений

г/м2

сутки

Продуктивность надземной массч Длина вегетационного периода: в т.ч. всходы ... цветение Число листьев до соцветия Средняя'продолжительность межлистного периода

Фотосинтез . максимальная площадь листьев ЧПФ за период:

ветвление ... начало цветения начало Цветения ... образование бобов Интенсивность видимого фотосинтза в утренние и полуденные часы ыг СО^да^ч

Эфрект! ность дыхания мл 02на 1г прироста

Морфологические показатели -Доля надземных органов в общей биомассе во время цветения %

Число плодоносящих узлов на 1 растении Число фертильных узлов с 2 бобами не Число семяч в бобе Масса 100и семян

50-55 75-80

35 - 40

15 - 16

2.2 - 2.3

36-40

больше 7 больше 8

больше 35 250 - 400

80-85 не менее о менее 3 не менее б не менее 60

выводы

1. Комплексное изучение процессов фотосинтеза,-дыхания и эпигенеза у разных по хозяйственным и биологическим примакам'сортов вики посевной выявило сортовую специфичность баланса системы донорно-..кцеторных отношения, которая заключалась в определенном соответствии каждому морфоткпу своих физиологических осоОенностей.

2. Динамику продукционного процесса сорта определяют продолжительность вегетационного периода а интенсивность росговыл процвссоя. Потенциал продуктивности сорта увеличиваете.I с удлинением вегетационного периода. Величина межсортовых различий п<_ продуктивности растений варьирует в зависимости от разницы по продолжительное!!' вегетации соотношения темпов их ^оста. Установлена тесная корреляционная связь (г =0.80 ... 0.98) меаду значениями среднесуточных, приростов сухого вещества в фазы стеблевания и цветения и продуктивностью скороспелых сортов з укосной спелости (начало образования боСов). На вегетативной фазе развития скороспелость с\темпами нараста-' ния биомассы функционально не связана.

3. Преимущество в фот^синтетической деятельности позднеспелых, сортов, обаспечиващее км интенсивный .р^от и высоку продуктивность, Р1ключалось з ускоренном ¿-.¿растаю»! и более длительном формирование ассимиляционной поверхности, по максимальным размерам которой они превосходили скороспелые сорта в 1.4 ... 1.8 раза. Все изученные скороспелые сорта существенно уступали Льговской 50-по скорсзти об-, разования очередных устьев и имели меньшую, чем у Харьковской 134,' площадь отдельных листьев.

4. икорость роста и продуктивность скороспелых сортов находились в прямой зависимости от чистой продуктивности фотосинтеза. в базы стеблеваки- и цветения (г = 0.89 ... 0.99). Максимальные межсорто-гые различия по продуктивности фотосинтеза наблвдали в первые Ш' дней после начала цветения скороспелых растений.. Средние за 4 года показатели ЧШ5 у относительно пр' -укт: зного .скороспелого сорта Нем-чиновская 72 были в 1.6 ... 1.7 раза выше,' чем у менее продуктивны1' в данных условиях скороспелых сортов Краснодраская 11, Степная 791

и у позднеспелых сортов Льговская 60 и Харьковская 134.

5. Сорта с разной продуктиг:ость > фотосинтеза сщественно раз-.' личалясь по максимал^ой интенсивности ассимиляции С02 и форме световых кривых интенсивности видимого фотосинтеза в естественных и контролируемы" условиях. У.ойсду показателями ЧЛФ " значениями■ интенсивности фотосинтеза на плато световых кривых в период цветения

«

растений скороспелых сортов установлена тесная положительная корреляция ( г = 0.92 ).

6. Световые кривые интенсивности видимого фотосинтеза сортов с повышенной продуктивностью фотосинтеза имели Сольше углы наклона линейных участков и иолее высокие уровни плато при напылении, что характеризует их преимущества в скоростях как фотохимических, так и. темновых-'реакций фотосинтеза.

7. У изученных сортов вики в относительно широком диапазоне варьировали показатели анатомического строения листьев: толщины листовых, пластинок (120 ... 180 мкм), толщины столбчатой паренхимы (40 .,.,64 мкм). толщины губчатой паренхимы (50 ... 88 мкм)и УГО листьев (17.7 ... 19.9 мг. сыр. массы/дм2). Скороспелый сорт Немчиновская 72.существенно превосходил другие сорта по концентрации хлорофилла <а> и <б>. Отмечена тенденция положительной связи ассимиляционной способности сортов с УПП листьев и содержанием в них зеленых пигментов.

8. Сорта вики посрвной различались по интенсивности темнового дыхания листьев и его эффективности в продукционном процессе. Между удельными дыхательными затратами на синтез единицы прироста су-хо,х) вещества и чистой продуктивностью фотосинтеза в фазы стеблевания и цветения скороспелых сортов зависимость имела обратный характер ( г «= -0.55 ... -0.96).

9. Основные межсортовые различия в системе донорно-акцепторных отношений были связаны с характером роста генеративных органов, сила <запроса> на ассимиляты из которых определялась временем начала "X формирования и аттрагирукщей способностью. Между скоростью роста массы генеративных органов и показателями ЧПФ в период цветения скороспелых сортов установлена прямая связь (г = 0.59 ... 0.99). Скороспелые сорта с более высокой продуктивностью фотосинтеза Немчиновская . 7Я и Луговская 83 имели большее количество фертильных узлов с двумя нормально, развитыми бобами.

' Предложения селекционной практике '

1. Наиболее перспективный путь к созданию скороспе.ш высок-урожайных сортов вики состоит в целенаправленной селекции на активизацию фотосинтетической функции, повышение чистой продуктивности фотосинтеза в период стеблевания и цветения. Источниками повышенной продуктивности фотосинтеза могут сложить скороспелые сорта Немчиновская 72, Преста, Моника; Елена.

2. Уровень чистой продуктивности фотосинтеза предлагаем оценивать по формо световых кривых интенсивности видимого фотосинтеза и его значениям на плато насыщения. V перспективных Лорм интенсивность фотосинтеза на плато должна Сыть не ниже 35 ... 33 мг/С02 дм2 ч. Предварительную оценку селекционного материала целесообразно проводить в стандартных услов/'х фитотронов, которые могут эффективно использоваться в течение всего года. В полевых условиях косвенным показателем продуктивности фотосинтеза может служить кол. гасгв'о фертиль.их узлов с двумя и более нормально .развитыми бобами.

Список работ, опубликованных по материалам диссертации

1. Власов Н.Ф. Особенности формирования урожайности.у различных сортов вики яровой ¡J Тезисы докл. на Всесоюзной научной конференции молодых ученых и. аспирантов <Яути интенсификации кормоПроизвод-

тва в свете решений ХШ съезда КЦСС>. - М.,1982. - С. 135-136.

2. Власов Н.Ф. Особенности роста растений и распределения ас-сима'ятов по органам у различных по продукт .шности скороспелых сортов вики яровой // Тезисы докл. на Областной научно-практической конференции молодых ученых и спешшшстп сельского хозяйства. - ■ Тюмень, 1983. - С.168-169.

3. Власов Н.О. Особенности формирования урожая у различны : по продуктивности сортов вики яровой // Бюл. научн.-техн. информации. ЕГ1И ЗБК. -Орел. 1983. -N32. - С.31-34.

4. Власов Н."., Образцов A.C. Продуктивность вики посевной в зависимости 6т скороспелости сорта и активности работч фотосинте-тическо. о аппарата // Материалы Всесоюзной конференции ЧФизиолого-генетические проблемы интенсификации селекционного процесса». -Саратов, 1984. - С.5^-60. ,

5. Образцов A.C., Власов Б.©.Обоснование основных параметров модели сорта вики яровой // Селекция и семеноводство. - 1984. -№9. - С.19-22. '

6. Власов Н.Ф. Зависимость продуктивности wt яровой от физиологических особенности сорта' // Бути повышения урожайности полевых культур. - Минск, 1986. - Вып. 17. - С.121-126..