CC BY
12УДК 581.1:633.51+633.51:631.445.52
ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ АДАПТАЦИОННЫЕ СПОСОБНОСТИ СОРТОВ ХЛОПЧАТНИКА БУХАРА-6 И АКДАРЬЯ-6 К ПОЧВЕННОЙ ЗАСУХЕ
У.Т. Норбоева1
Аннотация
В статье приведены экспериментальные результаты влияние различной влажности почвы на адаптационной способности сортов хлопчатника. Установлено, что сорт Бухара-6 отличается высокой адаптационной способностью к засухе среди изученных сортов хлопчатника. Высокая устойчивость к засухе сорта Бухара-6 обусловлена рядом физиологических и биохимических, а также других биологических особенностей. Установлено применять электрообработку для повышения адаптационной способностью к засухе растений хлопчатника.
Ключевые слова: хлопчатник, засуха, адаптация, водный дефицит, электрообработка, урожай.
Одним из актуальных задач сегодняшнего дня является увеличение количества и качества урожая сортов хлопчатника, а также научное обоснование их устойчивости неблагоприятным факторам среды (засуха, высокие температуры, засолённость почвы и т д.) для удовлетворения потребностей населения в хлопковом волокне и масле.
В современных условиях острой нехватки воды, крайне важно внедрение водосберегающих агротехнологий, в том числе возделывание устойчивых к почвенной и атмосферной засухе сортов хлопчатника [1,2].
Обеспечение в достаточной мере минеральными удобрениями сортов хлопчатника, своевременное проведение агротехнических мероприятий, севооборот культур в определенной степени снижают негативное влияние засухи. Кроме того, закаливание растений к экстремальным факторам среды, в частности применение электрообработки, также повышает устойчивость сортов хлопчатника к атмосферной и почвенной засухе, и приводит к снижению негативного влияния неблагоприятных факторов [3,4].
В последние годы увеличивается потребность в отечественных сортах хлопчатника с высоким количеством и качеством урожая. Это требует проведения исследований по изучению физиологических основ комплексной устойчивости перспективных сортов к неблагоприятным экологическим факторам и на этой основе дать научно обоснованные рекомендации по их возделыванию в зонах с различными почвенно-климатическими условиями [4].
Наряду с этим, особенно у районированных в последние годы и перспективных сортов хлопчатника в пределах сортов сравнительный анализ всестороннего действия засухи на физиологические и биохимические особенности и продуктивность, а также на показатели и уровни клеточной, тканевой и онтогенетической адаптации не проведён. Крайне мало научных работ по повышению устойчивости хлопчатника к засухе. Необходимо отметить, что многие изученные сорта хлопчатника выведены из производства.
Изучение адаптационной способности и защитно-приспособительных особенностей средневолокнистых сортов хлопчатника в почвенно-климатических условиях средней части и низовьев Зарафшанской долины Узбекистана является актуальной проблемой и представляет большой практический и теоретический интерес.
Объектами исследований явились средневолокнистые сорта хлопчатника Бухара-6, Акдарья-6. Цель исследования- изучение физиологической адаптационной способности районированных сортов хлопчатника (Бухара-6 и Акдарья-6) и их защитно-приспособительных реакций в условиях почвенной засухи, а
1Норбоева Умида Тоштемировна - кандидат биологических наук, доцент факультета Естественных наук, Бухарский государственный университет, Узбекистан.
также научное обоснование путей увеличения их урожайности и засухоустойчивости.
В процессе исследования проводились лабораторные, вегетационные и полевые опыты. В ходе экспериментов использованы физиологические, биометрические, морфологические, биохимические и статистические методы. В опытах изучались биохимические показатели и интенсивности физиологических процессов соответствующими методами. Полученные данные статистически обработаны методом дисперсионного анализа с определением наименьшей существенной разницы.
Исследования проведены в почвенно-климатических условиях Бухарской области. Почва экспериментального участка-лугово-аллювиального типа, глубина залегания грунтовых вод - 2-3 метра. Исходя из начальной влажности почвы, объемного веса и влагоемкости почвы определены степень дефицита влаги и нормы полива.
Каждый экспериментальный участок разделили на 3 части. Повторность опытов четырехкратная. Опыты проводились согласно агротехнике, принятой в хозяйствах. Удобрения вносили во время вспашки, с посевом и в разные периоды роста и развития (3 раза). Общее количество минеральных удобрений составило: азота-250, фосфора-175 и калия-100 кг на гектар.
Для изучения влияние электрообработки на уровень засухоустойчивости, рост и развитие сортов хлопчатника, в вегетационных и полевых опытах в условиях засухи использовали метод электростимуляции растений. При этом электрообработка растений проводилась в фазах бутонизации и цветения.
Измерение всех физиологических показателей и фенологические наблюдения проводились в фазах бутонизации, цветения и плодоношения хлопчатника. Для исследований брали развитый четвертый лист с верхушечки главного стебля растений.
Реакция изученных сортов хлопчатника на водный дефицит в почве в полевых и вегетационных опытах, неразрывно связана с сортовыми особенностями. Выявлено отрицательное влияние почвенной засухи на физиологические и биохимические процессы, а также урожайность изученных сортов хлопчатника. Установлено, что сорт Бухара-6, отличается высокой степенью устойчивости к засухе среди изученных сортов хлопчатника. Устойчивость этих сортов обусловлена рядом физиологических и биохимических, а также других биологических особенностей сортов и проявляются в условиях почвенной засухи.
Сорт Бухара-6 в условиях оптимального увлажнения почвы отличается более высокими показателями интенсивности транспирации, водоудерживаю-щей способности, особенно содержанием связанной воды в отличие от сорта Акдарья-6. Интенсивность транспирации сорта Акдарья-6 в различных условиях увлажнения при высокой температуре и низкой относительной влажности воздуха в середине дня была самой высокой. У более устойчивых к засухе сорта Бухара-6, транспирация была интенсивнее в утренние часы, а в середине дня снижалась. Это положительно влияло на водный баланс растений.
У двух изученных сортов хлопчатника в условиях оптимального увлажнения по сравнению с растениями, в условиях засухи показатели дневного и остаточного водного дефицита, водного потенциала листьев, осмотического давления клеточного сока, вязкости протоплазмы, обезвоживания клеток и устойчивости к жаре были низкими. Почвенная засуха приводит к повышению содержания связанной воды, водного дефицита в листьях, степени вязкости протоплазмы и устойчивости листьев к обезвоживанию и жаре. Все эти показатели, характеризующие физиологические аспекты устойчивости к засухе, были самыми высокими у засухоустойчивых сортов хлопчатника Бухара-6
Почвенная засуха оказывает негативное влияние на содержание хлорофилла и интенсивность фотосинтеза всех изученных сортов хлопчатника. В то же время отмечены увеличение содержания связанного хлорофилла, интенсивности дыхания, количества свободных аминокислот и суммы фенольных соединений. Ограниченная (30%) влажность почвы оказывает отрицательное влияние на рост, развитие растений и продуктивность фотосинтеза. У сорта Акда-
рья-6 эти изменения проявляются сильнее по сравнению с сортами хлопчатника Бухара-6
Высокий и качественный урожай сорта Бухара-6 наблюдался при схеме полива 1-2-1. В этих условиях коэффициент эффективного использования воды был значительно выше, по сравнению с сортами Акдарья-6. У сорта Акдарья-6 высокий и качественный урожай наблюдался при схеме полива 1-3-1. Показано, что урожайность хлопчатника, выращенных в условиях Бухарской области составила у сорта Бухара-6 -38,4-40,7 ц/га, и качество волокна полностью отвечает требованиям мирового стандарта.
Влияние электрообработки хлопчатника нами изучалось на фоне различной водообеспеченности. Влажность почвы во всех вегетационных опытах составляла 70% и 30% от ПВП. Полевые опыты проводили при схемах полива 1-31, 1-2-1, 1-1-1.
Выявлены изменения в содержании общей воды в листьях хлопчатника под действием влажности почвы и электрообработки. При снижении влажности почвы прослеживается уменьшение содержания воды в листьях. В условиях водного дефицита в почве (схема полива 1-1-1) по отношению с вариантами с оптимальной степенью увлажнения почвы (схема полива 1-3-1) в фазе цветения содержание воды было на 4,05%, плодоношения - на 4,5% и в фазе созревания на 5,25% меньше. В вариантах со средней увлажненностью почвы (1-2-1) содержание воды тоже было меньше - в фазе цветения на 1,7%, плодоношения на 3,1% и фазе созревания на 3,1%.
В наших опытах эти показатели были определены в самый критический этап потребности хлопчатника в воде в фазу цветения. Показано, что общий водный дефицит в листьях растений, выращенных в условиях засухи по сравнению с оптимальным увлажнением несколько больше, т.е. водный дефицит растений, выращенных в условиях почвенной засухи на 3,0% больше, чем в условиях оптимального увлажнения.
Согласно полученным данным, водоудерживающая способность листьев различается по вариантам опыта и схемам полива. Оптимальная (схема полива 1-3-1), относительно сниженная влажность почвы (схема полива 1-2-1) и её дефицит (1-1-1) являются причиной увеличения водоудерживающей способности листьев растений.
Такие изменения наблюдались в контрольных и опытных вариантах. Растения контрольного варианта расходовали в 3,7% меньше воды по сравнению с выращенными в условиях недостатка воды.
Результаты полевых опытов свидетельствуют, что электрообработка является одним из сильных факторов в развитии площади листовой поверхности растений. Площади листьев в опытном варианте с электрообработкой было больше в фазу цветения на 25,7%, в фазу бутонизации на 16,4% и фазу созревания на 11,8% по сравнению с контролем.
Площади листьев у растений, выращенных в условиях водного дефицита относительно контрольного варианта были больше в фазу цветения на 43,9%, в фазе плодоношения на 28,1% и фазе созревания на 21,6%. Эти данные свидетельствуют о высоком потенциале электрообработки в условиях водного дефицита в почве. В то время как водный дефицит почвы отрицательно сказывается на чистой продуктивности фотосинтеза растений хлопчатника, электрообработка оказывает положительное действие.
Чистая продуктивность фотосинтеза в варианте с водным дефицитом относительно растений контрольного варианта в фазу цветения была ниже на 36,0% и в фазе плодоношения на 33,5%. Аналогичные результаты получены и на вариантах со средней степенью водообеспечения.
Электрообработка способствует повышению устойчивости хлопчатника к засухе и влияет на физиологические процессы: увеличивается водоудерживаю-щая способность листьев, дневной и остаточный дефицит снижается. Такое положительное влияние электротехнологической обработки протекает значительно быстрее в условиях умеренного полива. Электрообработка повышает урожайность изученных сортов хлопчатника и улучшает его качество. Общая
урожайность в условиях оптимального увлажнения почвы была на 9%, а в условиях водного дефицита почвы на 7,8 % больше, по сравнению с контролем.
На основе полученных результатов исследований рекомендовано:
1. для получения высоких и качественных урожаев в низовьях и средней части Зарафшанской долины (Самаркандская, Навоийская, Бухарская области), а также в хозяйствах засушливых районов рекомендуются к посеву засухоустойчивые и высокоурожайные сорта хлопчатника Бухара-6;
2. оптимальной схемой полива для сорта Бухара-6 является 1-2-1. При этом норма полива составила от 800 до 1100 м3, общее количество полива 3800 м3 на гектар;
3. сорта хлопчатника Акдарья-6 необходимо поливать по схеме 1-3-1. При этом норма полива должна составлять от 800 до 1200 м3, общее количество полива - 5000 м3 на гектар;
4. остаточный водный дефицит, диффузионное сопротивление, количества связанной воды и связанных хлорофиллов в листьях предлагается как критерии засухоустойчивости хлопчатника;
5. рекомендуется применять электрообработку для повышения засухоустойчивости, урожайности и качества урожая изученных сортов хлопчатника. Особенно это актуально в годы нехватки поливной воды, атмосферной и почвенной засухи для получения высокого урожая.
Список литературы
1.Iqbal M., Khan M.A., Naeem M., Aziz M., Afzal J., Latif M. Inducing drought tolerance in upland cotton (Gossypium hirsutum L.) accomplishments and future prospects//World Appl. Sci. J. 2013.- V.21(7). - P.1062-1069.
2.Loka D.A., Oosterhuis D.M. Water stress and reproductive development in cotton// Environ. Exp. Bot. 2012. - V.75. - P.51-58.
3.Мухаммадиев А.А.,Турапов И. Усимликларни электравжлантириш (гуза мисолида). - Тошкент: 2005. - 13 б.
4.Ахмедов Д.Х. Агротехнические аспекты оптимального использования водных ресурсов в орашаемой земледелии Республики//Водо-и ресурсосберегающие агротехнологии в сельском хозяйстве Республики Узбекистан: Материалы научно-практической конференции.-Ташкент, 2008. -С.10-14.
© У.Т. Норбоева, 2017
UDC 581.1:633.51+633.51:631.445.52
PHYSIOLOGICAL ADAPTATION ABILITIES OF COTTON VARIETIES BUKHARA-6 AND 6-AKDARYA TO SOIL DROUGHT
U.T. Norboeva
Abstract. This article presents experimental results in Liyang is, different soil wet on adaptive capacity of cotton varieties. It has been established that the Bukhara-6 variety has a high adaptive capacity to drought among cotton varieties studied. High drought resistance varieties Bukhara-6 due to a number of physiological and biochemical as well as other biological features. Installs electric treatment used to increase adaptive capacity to the drought of cotton plants.
Keywords: cotton, droughts, adaptation, water scarcity, electric treatment, harvest.
© U.T. Norboeva, 2017
