Сравнительная физиологическая характеристика проростков районированых сортов пшеницы и овса

Размещено на http://www.allbest.ru/

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОРОСТКОВ РАЙОНИРОВАННЫХ СОРТОВ ПШЕНИЦЫ И ОВСА

Ростунов А.А.

Выведение высокоурожайных сортов зерновых культур в настоящее время является очень важной задачей. Для этого необходимо выявление физиолого-генетических связей, обуславливающих высокую продуктивность сортов, закрепление и использование их в дальнейшей селекционной работе. И главные усилия селекционеров в этом плане направлены на получение сельскохозяйственных растений, сочетающих ростовые параметры с высокой физиологической активностью. Одними из главных физиологических процессов, обусловливающих продуктивность растений, являются фотосинтез и минеральное питание.

Вопрос о зависимости продуктивности сельскохозяйственных растений от фотосинтеза и различных его составляющих изучался многими авторами. Однако до сих пор о прямой зависимости продуктивности растений от напряжённости фотосинтеза и его составляющих, в частности, пигментного состава, говорить преждевременно (Кренделева Т.Е. и др., 1985; Сафаров С.А., 1982). Очень важной является связь с морфологическими, анатомическими и физиологическими признаками корневой системы. Многими авторами отмечается положительная связь продуктивности с показателями, характеризующими общее развитие корней (масса, длина, объём, поглощающая поверхность) (Вареница Е.Т., 1991; Чернов В.К., 1991). Вместе с тем отмечается отрицательная зависимость: сорта с более мощной и развитой корневой системой могут быть ниже по урожайности (Шевелуха В.С. и др., 1980). Обеспечение же более высокой продуктивности таких сортов, по-видимому, может быть обусловлено только за счёт их большей физиологической активности.

Таким, образом, неоднозначность экспериментальных данных и относительно небольшой набор изученных сельскохозяйственных растений не позволяют до настоящего времени ответить, что же всё-таки определяет специфику высокопродуктивных сортов. Вместе с тем работ, выявляющих названные выше взаимосвязи с продуктивностью недостаточно. В этой связи изучение этого вопроса представляется очень важным.

Основной целью нашей работы явилось исследование физиологических параметров и процессов: роста, пигментного состава, адсорбирующей поверхности корней, поглощение и накопление К+ и NO-3 в органах сортов пшеницы и овса, различающихся по продуктивности.

В качестве объектов исследования были взяты районированные в Нижегородской области сорта пшениц (Инна, Мироновская 808) и овса (Комес, Метис).

Растения выращивали до 12-дневного возраста в условиях люминостата на 0,5н питательной смеси Кнопа, освещённость 8000 люкс с 6 до 22 часов, температура среды 24?±1?С, рН=7,2.

В процессе исследования были определены следующие показатели:

1. Рост.

2. Отношение массы проростков к их длине по методу Н.М. Андреевой и А.А. Лютеревич.

3. Концентрация пигментов ? спектрофотометрически.

4. Поглощение ионов NO-3 в краткосрочных опытах (за 6 часов) из раствора КNO3 ? ионометрическим методом.

5. Концентрация ионов NO-3 в органах растений тем же методом, но с дополнительным использованием алюмокалиевых квасцов.

6. Поглощение ионов К+ из того же раствора, что и нитраты, с использованием пламенного фотометра.

7. Концентрация ионов К+ в органах растений ? на пламенном фотометре.

8. Общая и рабочая адсорбирующая поверхность корневой системы ? методом Д.А. Сабинина и И.И. Колосова.

Как показали исследования проростки более продуктивного сорта Инна на первых этапах развития отстают в росте от проростков сорта Мироновская 808, отличающегося меньшей урожайностью. Они имеют меньшую длину корней и листьев, что в совокупности уменьшает размеры проростков Инны по сравнению с Мироновский 808 на 12%. Наряду с уменьшением ростовых показателей в длину проростки Инны аналогично имеют и меньшие значения масс, как сырой, так и сухой. Однако происходит это в данном случае только за счёт листьев при равенстве масс корневых систем.

У сортов овса другая закономерность - более урожайный Комес уже на ранних стадиях превосходит по этому показателю мене продуктивный сорт Метис как за счёт листьев, так и корней.

В результате для более урожайных сортов пшеницы и овса характерно увеличенное по сравнению с менее продуктивными значение отношения массы корней и листьев, которое является, по мнению В.С. Шевелухи, важным показателем, коррелирующим с продуктивностью растений (Шевелуха В.С., 1992). Кроме того, у продуктивных сортов Инна и Комес выше и другой показатель - отношение сухой массы к длине проростков, также довольно высоко коррелирующего с урожайностью (r=0,77±0,11).

Сказанное даёт основания предполагать, что более продуктивные сорта уже на ранних этапах развития обладают повышенной способностью к синтезу органических веществ. Они формируют ряд задатков, которые на дальнейших этапах развития растений играют очень важную роль в ростовых процессах и повышении урожайности.

Исследование пигментного состава сортов показало, что концентрация хлорофиллов в листьях проростков более продуктивных сортов Инна и Комес выше, чем у Мироновской 808 и Метиса. Превосходство достигается за счёт обеих форм хлорофилла - «а» и «b». Наряду с этим сорта Инна и Комес существенно превосходят сорта Мироновская 808 и Метис по содержанию каротиноидов.

Исследования в области поглотительных свойств корней проростков показывают, что более урожайные сорта Инна и Комес обладают и большей удельной адсорбирующей поверхностью, чем менее продуктивные Мироновская 808 и Метис, в особой степени, рабочей, которая является одним из главных факторов минерального питания, поскольку только она является деятельной в отношении поглощения ионов. И это очень важно, потому что между величиной рабочей поверхности корней и продуктивностью растений наблюдается высокая степень корреляции.

Непосредственное определение поглотительной активности корней в отношении важнейших питательных ионов показало, что проростки более продуктивных сортов Инна и Комес поглощают К+ активнее, чем менее продуктивные Мироновская 808 и Метис. Результатом этого является накопление больших количеств и создание более высоких концентраций катиона в органах проростков этих сортов. Особенно это важно для листьев, поскольку К+ стимулирует фотосинтез и ускоряет передвижение ассимилянтов как в вегетативные, так и в генеративные органы растений.

Наряду с этим, проростки сортов Инна и Комес отличаются и более высокой, по сравнению с сортами Мироновская 808 и Метис, интенсивностью поглощения NO-3-ионов. Однако, по сравнению с менее продуктивными сортами, накапливают гораздо меньше нитратов в органах проростков, что свидетельствует о более высокой нитратвосстанавливающей активности проростков сортов Инна и Комес.

Таким образом, растения более продуктивных сортов пшеницы и овса, по сравнению с менее урожайными, уже на ранних этапах развития обладают целым рядом физиологических признаков и имеют тенденцию к повышенной синтетической активности органических веществ, что является одной из главных составляющих формирования урожая зерна.

пшеница продуктивность пигментный фотосинтез

Литература

1. Вареница Е.Т., Кочетыгов Г.В. Новые сорта озимой пшеницы//Селекция и семеноводство. - 1991. - №5.

2. Кренделева Т.Е., Низовская Н.В., Тулбу Г.В. и др. К вопросу об организации фотосинтетического аппарата у различных по продуктивности сортов риса//Физиология растений. - 1985. - т.32. - в.4. - С.651-660.

3. Сафаров С.А. Структура фотосинтезирующей системы пшеницы, внешние факторы и урожайность//Автореф. дисс. … канд. биол. наук. - Баку, 1982. - 20 с.

4. Чернов В.К. Ростовые процессы и продуктивность яровой пшеницы//Материалы Всесоюзной научной конференции по сельскохозяйственной биотехнике. - Целиноград, 1991.

5. Шевелуха В.С., Андреева Н.М., Безлюдный Н.Н. Морфофизиологические показатели продуктивности и устойчивости зерновых культур. - М.: Ураджай, 1980.

Размещено на Allbest.ru