CC BY
103
УДК 631.1:58.1 С.Н. Мамонов,
B.Т. Синеговская,
C.В. Рафальский
КВАНТОВЫЙ ВЫХОД ФОТОСИНТЕЗА И УРОЖАЙНОСТЬ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ ПРИ РАЗНЫХ НОРМАХ ВЫСЕВА СЕМЯН
Ключевые слова: яровая пшеница, норма высева семян, квантовый выход фотосинтеза, урожайность, корреляция.
Введение
Продуктивность растений — интегральное, многофакторное свойство, обусловленное совокупностью сложных физиологобиохимических процессов, протекающих в растительном организме [1]. Свет играет ключевую роль в жизнедеятельности растений, определяя интенсивность фотосинтеза и формирование урожая. Как известно, фотосинтез — сложный процесс, зависимый от многих факторов, таких как фотохимические и ферментативные реакции, состояние фотосинтетического аппарата и др. [2]. В качестве чувствительного индикатора состояния фотосинтеза используются значения Fv/Fm, отражающие потенциальный квантовый выход фотосистемы (ФС) II. При этом от количества энергии, усвоенной светособирающими пигментами, зависят первичные фотосинтетические процессы, которые определяют рост, развитие растений и, как следствие, продуктивность. Сведения о флуоресценции хлорофилла позволяют определить влияние световой энергии, поглощенной хлорофиллом, на ФС II, т.е. степень использования энергии ФС II [3]. Эффективного использования поглощённой энергии света посевом можно достичь при помощи создания его оптимальной структуры. В связи с этим целью исследований в 2010-2011 гг. являлось определение оптимальной структуры посева, при которой наиболее эффективно используется поглощённая энергия света, на основе изучения квантового выхода фотосинтеза (Fv/Fm) и учёта урожая зерна яровой пшеницы.
Объекты и методы исследований
Исследования проводили в полевых опытах на луговой черноземовидной почве юж-
ной зоны Амурской области опытного поля ГНУ ВНИИ сои Россельхозакадемии. В полевом эксперименте использовали новый сорт яровой пшеницы Пушкинская, с нормой высева от 4,0 до 7,0 млн всх. зёр/га. Посевная площадь делянки составляла 40 м2, учётная — 25 м2, повторность — четырёхкратная, доза внесения удобрений — N60P30, предшественник — соя. Удобрения вносили весной под культивацию. Квантовый выход фотосинтеза измеряли с помощью анализатора эффективности фотосинтеза (MINI-PAM). Коэффициенты корреляции и детерминации определяли по Б.А. Доспехову с использованием компьютерной программы
[4].
Результаты и их обсуждение
Учёт густоты стояния растений позволил установить, что сохранность растений сорта яровой пшеницы Пушкинская к уборке была достаточно высокой (табл. 1). Следовательно, растения не угнетали друг друга, были хорошо освещены и обеспечены элементами минерального питания. При этом с понижением нормы высева до 4,0 млн всх зер/га сохранность растений увеличивалась.
В фазу выхода в трубку эффективность использования световой энергии в фотобио-логических процессах яровой пшеницы была невысокой (рис. 1). В верхнем ярусе листьев установлено некоторое снижение Fv/Fm в посевах с нормой высева 4,5-7,0 млн всх зёр/га. При этом значения данного показателя в верхнем и нижнем ярусах листьев в посевах с нормой высева 4,5-6,0 млн всх зёрга находились на одном уровне. В варианте с нормой высева 6,5 млн всх зёр/га эффективность использования световой энергии в листьях нижнего яруса была значительно выше (0,57 против 0,42 относительных единиц).
В фазу колошения значения квантового выхода фотосинтеза увеличились по сравне-
нию с фазой выхода в трубку (рис. 2). Данный показатель в нижнем ярусе листьев пшеницы был больше, чем в верхнем во всех вариантах опыта. Это указывает на их важную роль в процессах накопления сухого вещества в зернах колоса. При этом ус-
Влияние нормы высева семян яровой пше> и сохранность растений (в
тановлена некоторая тенденция возрастания параметра Fv/Fm при увеличении нормы высева от 4,0 до 6,0 млн всхожих зёрен/га, затем этот показатель снижался. Максимальные значения Fv/Fm отмечены в посевах с нормой высева 6,0 млн всх зёр /га.
Таблица 1
ицы сорта Пушкинская на густоту стояния среднем за 2010-2011 гг.)
Вариант Количество растений, шт/м2 Сохранность растений, %
полные всходы перед уборкой
4,0 млн всхожих семян/га 384 374 97,4
4,5 млн всхожих семян/га 430 414 96,3
5,0 млн всхожих семян/га 477 435 91,2
5,5 млн всхожих семян/га 521 484 92,9
6,0 млн всхожих семян/га 579 515 88,9
6,5 млн всхожих семян/га 637 559 87,8
7,0 млн всхожих семян/га 679 595 87,6
Рис. 1. Квантовый выход фотосинтеза в посевах яровой пшеницы сорта Пушкинская в фазу выхода в трубку, среднее за 2010-2011 гг.
Рис. 2. Квантовый выход фотосинтеза в посевах яровой пшеницы сорта Пушкинская в фазу колошения, среднее за 2010-2011 гг.
Биологическая урожайность зерна яровой пшеницы сорта Пушкинская зависела от нормы высева и густоты стояния растений (табл. 2). Наибольшей она была в варианте с нормой высева 6,5 млн всх. зер/га, при густоте стояния перед уборкой 559 шт/га. Тенденция к снижению урожайности пшеницы относительно лучшего варианта отмечена в посевах с нормой высева 5,5 и 7,0 млн всх. зер/га. В посевах с другими нормами высева семян урожайность была меньше на 4,3-15%.
Таблица 2 Биологическая урожайность зерна яровой пшеницы сорта Пушкинская в зависимости от нормы высева семян (в среднем за 2010-2011 гг.)
Коэффициент корреляции (г) между квантовым выходом фотосинтеза в фазу колошения и урожайностью зерна для верхнего яруса листьев составил 0,51 ^ух — 26%), для нижнего — 0,57 ^ух — 32%). Следовательно, зерновая продуктивность яровой пшеницы сорта Пушкинская только на 26% зависит от величин Fv/Fm в верхнем ярусе листьев и на 32% — от величины этого показателя в нижнем ярусе.
Заключение
Показатели квантового выхода фотосинтеза в посевах пшеницы сорта Пушкинская в фазу колошения были больше, чем в фазу выхода в трубку. Наибольшие их величины в фазу колошения были характерны для нижнего яруса листьев, что говорит о более эффективном использовании ими солнечного света и вкладе в накопление сухого вещества в зернах колоса. В фазу выхода в трубку квантовый выход фотосинтеза был максимальным для растений в варианте с нормой высева 6,5 млн всх зер/га, что обеспечило оптимальную структуру посева и наибольший сбор зерна пшеницы. Установлена средняя корреляционная зависимость урожайности зерна пшеницы с показателями Fv/Fm.
Библиографический список
1. Ничипорович А.А. Фотосинтез и теория получения высоких урожаев // XV Тимирязевское чтение: сб. науч. тр. — М.: АН СССР, 1956. — С. 94-103.
2. Ван С.-В., Чжау M., Мао Ц.-Ц., Чжу С.-Я., Чжан Д.-Л., Чжао С.-Ч. Повышенная температура или ее совместное действие с повышенной концентрацией СО2 стимулирует фотосинтез в проростках Quercus mongolica // Физиология растений.
— 2008. — Т. 55. — № 1. — С. 59-63.
3. Nainanayake A.D. Use of chlorophyll fluorescence parameters to assess drought tolerance of coconut varieties // Cocos. — 2007.
— V. 18. — P. 77-105.
4. Доспехов Б.А. Методика полевого
опыта. — М.: Агропромиздат, 1985. —
С. 268-285.
Вариант Урожайность, т/га
4,0 млн всхожих семян/га 2,39
4,5 млн всхожих семян/га 2,59
5,0 млн всхожих семян/га 2,69
5,5 млн всхожих семян/га 2,73
6,0 млн всхожих семян/га 2,68
6,5 млн всхожих семян/га 2,81
7,0 млн всхожих семян/га 2,74
НСР05, т/га 0,11
+ + +
УДК 633.63.8.02:631.527.5:631.8 Л.Е. Царёва
СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ УРОЖАЙНЫХ СВОЙСТВ СЕМЯН ПРИ ВОСПРОИЗВОДСТВЕ ГИБРИДОВ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ
Ключевые слова: семеноводство, урожайность, гибрид, линия, биологически активные вещества, гуминовые препараты, всхожесть.
Введение
Селекция и семеноводство сахарной свеклы связаны в единый процесс, главная задача которого обеспечить улучшение и сохранение посевных и урожайных свойств семян. У сахарной свеклы очень редким является сочетание одновременно таких хозяйственно-полезных признаков, как высо-
кая урожайность и сахаристость. Поэтому любые способы, направленные на получение желаемых результатов в данном направлении, являются актуальными. В настоящее время появляется большое количество научных фактов, связанных с эпигенетической изменчивостью как морфологических, так и биохимических признаков высших растений [1]. Эпигенетические изменения передаются по наследству не через ген, а через «то, что над генами и зачастую заполучено из среды». В таком случае это
