Оценка солеустойчивости сафлора красильного

Размещено на http://allbest.ru

ОЦЕНКА СОЛЕУСТОЙЧИВОСТИ САФЛОРА КРАСИЛЬНОГО

Н.А. Зайцева, И.И. Климова, Е.В. Ячменёва

Актуальность. Наличие солей в корнеобитаемом слое почвы создает неблагоприятные условия для выращивания растений. Это приводит к задержке развития растений, расстройству их жизненных функций и, как следствие, уменьшению урожая. Наиболее активное засоление наблюдается при аридном и экстрааридном климате, который характеризуется превышением испарения над атмосферными осадками. Светло-каштановые почвы Астраханской области часто чередуются с солончаковыми и солонцовыми комплексами, поэтому для рационального их использования в земледелии необходимо изучение солеустойчивости сельскохозяйственных культур. Объектами исследования являлись сортообразцы сафлора красильного различного эколого-географического происхождения. Материалы и методы. Исследования сортоспецифичности к хлоридному засолению проводились методом проращивания семян сафлора в солевых растворах NaCl различной концентрации. Оценку проводили по проценту проросших семян и энергии прорастания. Исследуемые сортообразцы по степени прорастания были разделены на группы устойчивости. Результаты и выводы. В результате лабораторных исследований солеустойчивости семян сафлора было установлено, что при концентрации NaCI в пределах 1,40..Л,53% или 10,0...11,0 атмосфер большинство сортообразцов показывают устойчивость к засолению. При повышении концентрации соли выше 11,0 атм. всхожесть большинства образцов не превышает 40%. Таким образом, на основе проведённого изучения, по солеустойчивости для включения в селекционные программы могут быть рекомендованы высокоустойчивые сортообразцы Краса Ступинская (Россия) и Цамбули (Таджикистан) имевшие стабильную всхожесть в концентрациях соли от 10,0 до 13,0 атм., а также устойчивые сортообразцы Астраханский 747 St (Россия), Шифо и Шахалли-260 (Таджикистан), Центр 70 (Казахстан), Lesaf 175-1 (Канада), сохранявшие стабильную всхожесть на уровне 40,0.55,0% при концентрации соли от 10,0 до 12 атм.

Ключевые слова: засоление почв, сафлор красильный, солевой раствор NaCl, концентрация солей, лабораторная всхожесть семян, солеустойчивость сафлора.

Введение. Засоление почв является актуальной проблемой нашего региона, так как это напрямую связано с недостаточным увлажнением полупустынной зоны Нижнего Поволжья. По радиационному режиму и климату северная часть Астраханской области близка к полупустыне. Сумма активных температур составляет 3300.. ,3600°С, количество осадков редко превышает 250.260 мм в год, при очень высокой испаряемости, коэффициент увлажнения очень низкий: 0,25-0,27 [2].

Только в Астраханской области засоление сельскохозяйственных угодий достигло почти 55 %. Площадь засоленных почв постепенно увеличивается из-за орошения. Развитие вторичного засоления почв обусловлено ошибками в сельскохозяйственном производстве, в результате недостаточного знания основных законов соленакопления в почвах и грунтах. Засоленные почвы низкоплодородны и отличаются малым содержанием гумуса, а значит, питательные вещества не попадают в достаточном количестве к растениям для их нормального роста и развития, что может частично или полностью вывести сельскохозяйственные земли из оборота [1, 10, 11].

В структуре почвенного покрова полупустынной зоны Астраханской области основными являются светло-каштановые, солонцы, лугово-каштановые, бурые почвы различной степени солонцеватости и солончаковатости. Почвы территории изучения светло-каштановые до глубины 60 см являются практически незасоленными или слабозасоленными хлоридно-сульфатными магниево-кальциевыми солями, сильная степень засоления обнаруживается здесь только с глубины 180 см. Содержание гумуса низкое, не превышает в слое почвы 0-0,4 м 0,81-0,92 %. Реакция солевой вытяжки (рН) почвы 8,29-8,60. Почва по своему составу бедна азотом, как нитратным, так и аммонийным, содержание фосфора низкое, калия очень высокое. В солонцах степень засоления обнаруживается с глубины 48 см, свидетельствуя о меньшей опресненности профиля по сравнению с окружающими их светло-каштановыми почвами [2, 6].

Различные растения по-разному чувствительны к засолению почвы. Большинство культурных растений снижают свою продуктивность и не могут развиваться на почвах с повышенным содержанием солей. Засоление отрицательно влияет на корневую систему растений, корни не могут поглощать воду и минеральные вещества, вследствие чего рост растений замедляется, и урожайность значительно снижается. К солеустойчивым в основном относят растения южного происхождения, где засоление почв -- это частое явление. Между солеустойчивостью и засухоустойчивостью существует тесная связь. Виды и сорта растений, которые были приспособлены к возделыванию в засушливых условиях, наиболее солеустойчивы, что можно объяснить их способностью к регуляции водного обмена [5, 7, 8]. Для освоения засоленных земель необходим поиск и создание новых солеустойчивых сортов и видов растений.

Сафлор является засухоустойчивой культурой, нетребовательной к почвенным показателям. Его способность произрастать на солонцеватых почвах в условиях степей и полупустынь и давать при этом стабильные урожаи маслосемян выгодно отличает эту культуру от многих других [3].

Цель нашего исследования изучение и выделение для дальнейшей селекционной работы сортообразцов сафлора красильного по солеустойчивости.

Материалы и методы. Материалом для исследований послужили сортообразцы сафлора красильного различного эколого-географического происхождения.

Солеустойчивость образцов определялась лабораторным методом с учетом энергии прорастания и всхожести семян в солевых растворах NaCl различной концентрации. Техническая простота этого метода, производительность и надежность позволяет проводить его в качестве начального этапа работы по оценке устойчивости сортового и селекционного материала к засолению [4, 9].

Ход лабораторных исследований:

1. Подготовка семян. Для сравнительной оценки образцов выбирали семена 2021 года репродукции. Отбирали здоровые, нормально выполненные семена. Предварительно определяли их всхожесть. Перед началом опыта семена были продезинфицированы. Для этого семена с этикетками помещали в марлевые мешочки (каждый образец отдельно) и погружали на 7 минут в раствор с формалином (1 часть формалина на 100 частей воды).

2. Стерилизация чашек. Чашки Петри с фильтровальной бумагой заблаговременно простерилизовали при температуре 150°С в течение 2 часов.

3. В каждую чашку Петри наливали 5-6 мл раствора NaCl в необходимой концентрации (от 10 до 16 атмосфер) или дистиллированной воды (контроль) и раскладывают по 50 семян в двукратной повторности.

4. Семена проращивали при температуре 25±2 ^оС в течение 7 суток в термостате. Энергию прорастания определяли на 4 сутки, всхожесть на 7 сутки согласно ГОСТ 12038-84.

5. Энергию прорастания определяли по формуле:

где n количество непроросших семянок, шт.; 50 количество зерен в аналитической пробе, шт.

6. По окончании проращивания по каждому варианту определяли число проросших семян и рассчитывали процент всхожих семян, в растворах соли приняв за 100% число семян, проросших в дистиллированной воде.

Размещение сортов в разные группы устойчивости проводили по степени их прорастания: 1 высокоустойчивые проросло более 80 % семян, 2 устойчивые от 61 до 80 %, 3 среднеустойчивые от 41 до 60 %, 4 слабоустойчивые от 21 до 40 %, 5 неустойчивые менее 20 %.

Результаты и обсуждение. В результате лабораторного проращивания семян сафлора в солевых растворах было установлено, что устойчивость изучаемых образцов различна. Самую низкую устойчивость показывали образцы Живчик (Украина) и Заволжский 1 (Россия), семена которых имели низкую всхожесть (на 7 сутки) на уровне 11…17 % при концентрации соли 11 атм. (1,53 %), а при концентрациях 11,5...16 атм. вообще не имели всходов.

Все изучаемые образцы сафлора красильного из Канады и Мексики (Saffire, Gila, Oker, Centennial, Sinaloa-90) показали себя не солеустойчивыми, так как даже при низких концентрациях соли в 10-10,5 атм. они имели низкую всхожесть, не превышающую 40 % и были отнесены нами к группам среднеустойчивых, а при более высоких концентрациях соли в 11-12 атм. к слабоустойчивым и неустойчивым. У этих образцов отмечались низкие показатели энергии прорастания 15.45 %.

Ряд образцов показал высокую степень устойчивости к засолению, в основном это образцы из России, Таджикистана и Казахстана (таблица).

Из 22 изучаемых сортообразцов выделились 15, которые имели высокие показатели энергии прорастания и всхожести в различных по концентрации растворах NaCl.

На контрольном варианте с применением дистиллированной воды процент всхожести семян на всех образцах находился в пределах от 87,5 до 98,9%, а энергия прорастания составляла 72,5.97,5 %.

При концентрации NaCl в 10 атм. (1,40 %) энергия прорастания снижалась у выделившихся сортообразцов до 50,0...85,0 %, а всхожесть 59,5...95,0 %. При этом у менее устойчивых образцов из Канады, Мексики и Украины энергия прорастания снижалась до 20,0.40,0 %, а всхожесть не превышала 63 %. Сортообразцы Астраханский 747, ВИР 2933, Цамбули, Ширкас, Центр 70, Краса Ступинская были отнесены к группе высокоустойчивых образцов (проросло свыше 80 % семян), остальные из выделившихся образцов были отнесены к группе устойчивых (проросло от 61 до 80 % семян).

Каждое последующее увеличение концентрации раствора приводило к снижению энергии прорастания и всхожести семян и, соответственно, уменьшению количества солеустойчивых сортов.

Так, увеличение концентрации раствора до 10,5 атм. (1,47 %) уменьшило энергию прорастания до 42,5.80,0 %, а процент всхожести до 55,6.87,5 %. При этой концентрации к группе высокоустойчивых относились образцы Центр 70 и Краса Ступинская, остальные образцы относились к устойчивым, за исключением образцов Акмай, Молдир и Нурлан из Казахстана, которые имели всхожесть на 41.60 % и были отнесены к среднеустойчивым.

При концентрации солевого раствора 11 атм. (1,53 %) высокоустойчивыми показали себя сортообразцы Центр 70, Краса Ступинская имевшие всхожесть 82,5 и 87,5 % соответственно. При этом у сорта Краса Ступинская отмечалась высокая энергия прорастания 90,0 %.

Увеличение концентрации раствора соли до 11,5 атм. (1,60%) уменьшало всхожесть изучаемых образцов до 8.66 %, но сорт Краса Ступинская при этой концентрации также имел высокую всхожесть 87,5 %, и относился к группе высокоустойчивых образцов. Сортообразцы из Таджикистана Цамбули, и Казахстана Центр 70, были отнесены в данной концентрации к группе устойчивых к засолению образцов, так как показывали всхожесть на уровне 65.65,7 %. Энергия прорастания у сортообразца Краса Ступинская составляла 75 %, что ниже, чем при концентрации NaCl 11 атм. на 15 %. Также высокую энергию прорастания на 4 сутки показывали образцы Астраханский 747 St, Шифо 67,5 %, Цамбули 65,0 %.

При концентрации в 12 атм. (1,68 % NaCl) всхожесть снижалась на 5.15 % в зависимости от сортообразца. При этом наиболее высокая всхожесть отмечалась у сорта Краса Ступинская 82,5 %, при энергии прорастания 67,5%. Часть образцов показывала среднюю устойчивость в данной концентрации с всхожестью 41,7.57,1 % (Астраханский 747 St, Lesaf 175-1, Шифо, Цамбули, Центр 70), у остальных образцов всхожесть не превышала 40 %.

При увеличении концентрации до 12,5 атм. (1,75 %) только сорт Краса Ступинская показывал себя устойчивым образцом с энергией прорастания и всхожестью на уровне 67,5 %. К третьей группе (среднеустойчивых) относились образцы Цамбули (Таджикистан) и Центр 70 (Казахстан), имевшие всхожесть 48,6 и 45,0 %, соответственно, при этом энергия прорастания у них снижалась на 10 % относительно концентрации 12 атм.

При концентрации 13 атм. (1,82 % NaCl) всхожесть наиболее устойчивого образца Краса Ступинская (Россия) снижалась до 65 %, а остальных наиболее устойчивых образцов изучаемой коллекции до 17,1.48,6 %, при энергии прорастания, не превышающей 50 %.

Каждое последующее увеличение концентрации NaCl значительно уменьшало количество способных прорастать в данных условиях образцов. В итоге увеличение концентрации соли до 16 атм. (2,23 %) показало, что из 28 изучаемых образцов только 2 образца (Краса Ступинская и Ширкас) имели всхожесть на уровне 25,0...28,9 % и энергию прорастания 12,5.27,5 %. Остальные образцы либо совсем не имели всходов, либо они не превышали 2,6.9,1 %.

Сортообразец из Таджикистана Цамбули, показывал устойчивую всхожесть на уровне 22,9.34,3 % при концентрациях 13,5; 14,0; 14,5 и 15 атм. До концентрации в 14 атм. (1,95 %) стабильная всхожесть на уровне 20,5.22,5 % отмечалась и у образцов Шифо из Таджикистана и Центр 70 из Казахстана.

Выводы. Анализируя полученные лабораторные данные по степени прорастания семян сафлора красильного на четвертые и седьмые сутки в различных концентрациях соли, выделили перспективные сортообразцы, которые можно отнести с высокой степенью к солеустойчивым.

Как правило, наиболее устойчивыми к различным концентрациям соли показывали себя образцы, происходившие из стран с более жарким и сухим климатом, таких как Таджикистан, Казахстан и Россия.

Наибольшая всхожесть при повышении концентрации солевого раствора с 10 до 13 атмосфер (1,40.1,82 %) была отмечена у сортообразцов Цамбули из Таджикистана -87,5…48,6 %, и Краса Ступинская из России 95,0.65,0 %, которые можно отнести к образцам с высокой солеустойчивостью. К устойчивым сортообразцам можно отнести и местный сорт Астраханский 747 St (Россия), а также сорта Шифо и Шахалли-260 (Таджикистан), Центр 70 (Казахстан), Lesaf 175-1 (Канада), сохранявшие стабильную всхожесть на уровне 40,0.55,0 % при концентрации соли 1,68 % (12 атм.).

сафлор красильный урожай селекционный солеустойчивость

Библиографический список

1. Агрохимическая характеристика почв Астраханской области / Ю.Б. Салина, С.О. Александров, А.М. Шантасов, Е.А. Худякова, Р.М. Белялов // Справочник. Астрахань, 2020. 68 с.

2. Зволинский В.П. Почвенные и растительные ресурсы, их изменение в результате сельскохозяйственной деятельности // Агроэкология и земледелие Северного Прикаспия. Москва, 1992. Т. 1 228 с.

3. Изучение коллекционных образцов сафлора красильного в засушливых условиях Астраханской области / Н.А. Зайцева, Е.В. Ячменева, И.И. Климова, А.С. Дьяков // Аграрный научный журнал. 2021. № 10. С. 29-29.

4. Методические указания по определению солеустойчивости зерновых бобовых культур по прорастанию и выживаемости семян в солевых растворах. Ленинград: ВИР, 1979. 11 с.

5. Пелипенко В.Н., Яковлева А.В., Федотова А.В. Современное состояние засоленных почв Дельты Волги // Фундаментальные исследования. 2005. № 8. С. 58-60.

6. Перспективные сортообразцы сафлора для возделывания в различных условиях увлажнения на светло-каштановых почвах Нижнего Поволжья / Н.А. Зайцева, Е.В. Ячменева, И.И. Климова, А.С. Дьяков // Теоретические и прикладные проблемы АПК. 2021. № 3. С. 23-27.

7. Салина Ю.Б., Тютюма Н.В., Тютюма А.В. Засоление как критический фактор плодородия земель Астраханской области // Достижения науки и техники АПК. 2018. Т. 32. № 32. С. 5-8.

8. Стаценко А.П., Блинохватов А.А. Оценка солеустойчивости полевых культур // Инновационная техника и технология. 2019. № 2 (19). С. 34-37.

9. Удовенко В.Г. Диагностика устойчивости растений к стрессовым воздействиям: методическое руководство. М., 1988. 288 с.

10. Plant Pesponses to Salt Stress: Adaptive Mechanisms / Jose Ramon Acosta-Motos, Maria Fernanda Ortuno, Agustina Bernal-Vicente, Pedro Diaz-Vivancos, Maria Jesus Sanchez-Blanco, Jose Antonio Hernandez // Agronomy. 2017. № 7 (1). P. 18.

11. Potential Use of Halophytes to Remediate Saline Soils / Mirza Hasanuzzaman, Kamrun Nahar, Md. Mahabub Alam, Prasanta C. Bhowmik, Md. Amzad Hossain, Motior M. Rahman, Maieti Narasimha, Vara Prasad, Munir Ozturk, Masavuki Fuiita // Salt Stress in Plants. 2013. Pp. 113-156.

Размещено на Allbest.ru