CC BY
8СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ УДК 581. 132. 633. 11
УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО ЗЕРНА ФАСОЛИ ИЗ МИРОВОЙ КОЛЛЕКЦИИ В
УСЛОВИЯХ ПОЧВЕННОЙ ЗАСУХИ
МАНИЯЗОВА НАЗИРА АБДУКАДЫРОВНА
Ведущий научный сотрудник лаборатории биохимии фотосинтеза, к.б.н., Институт ботаники, физиологии и генетики растений Национальной академии наук Таджикистана
ШАРИПОВ МУХИБУЛЛО МАХМАДУЛЛОЕВИЧ
Соискатель лаборатории биохимии фотосинтеза, Институт ботаники, физиологии и генетики растений Национальной академии наук Таджикистана
КОБИЛОВ ЮСУФДЖОН ТОШМУРОДОВИЧ
Ведущий научный сотрудник лаборатории биохимии фотосинтеза, к.б.н., Институт ботаники, физиологии и генетики растений Национальной академии наук Таджикистана
АБДУЛЛАЕВ АБДУМАНОН
Заведующий лабораторией биохимии фотосинтеза, д.б.н., член-корр. НАНТ, Институт ботаники, физиологии и генетики растений Национальной академии наук Таджикистана
АМОНОВ БЕГИЧОН ПУЛОДОВИЧ
Старший преподаватель кафедры биохимии и генетики, к.б.н., Душанбинского государственного педагогического университета имени Садриддина Айни
Аннотация. В данной работе приводятся результаты исследования по влиянию почвенной засухи на урожайность и качество семян фасоли из мировой коллекции. Показано, что почвенная засуха оказывает влияние на рост растений, замедляя ростовые процессы, приводит к уменьшению биомассы, негативно влияет на продуктивность и урожайность бобовых культур, при этом во время плодоношения формируются недоразвитые семена. Установлено, что засуха существенно влияет на все изученные биохимические показатели семян разных видов фасоли, особенно на содержание протеина и масличность семян.
Ключевые слова: почвенная засуха, фасоль, урожайность, семена, протеин, масличность.
Известно, что в последнее время мировое сообщество обеспокоено проблемой глобального изменения климата на земном шаре, потому что изменение климата представляет серьезную угрозу для окружающей среды. Анализ литературных данных указывает, что изменение климата вызовет значительное нарушение в природе, экономике и жизненных условиях населения [1]. Ожидается, что изменение климата будет иметь широкие последствия, включая воздействие на водные ресурсы, экосистемы и здоровье населения. Следовательно, исследование адаптационных возможностей и механизмов устойчивости растений к засухе, индуцируемым изменением климата является чрезвычайно актуальным [2-4]. Почвенная засуха у растений приводит к изменению многих метаболических процессов [3,4]. К тому же, для адаптации необходима существенная перестройка многих физиолого-биохимических процессов, проходящих в растительных организмах. Известно также, что продуктивность растений зависит от их способности адаптироваться к действию стресса [5]. Один из наиболее интенсивно исследуемых в настоящее время вопросов во многих странах мира - это проблема повышения устойчивости сельскохозяйственных растений к стрессовым факторам. По
имеющимся сведениям, изменение климата увеличит частоту засухи, которая будет представлять проблему для производства продуктов питания [6,7]. В настоящее время мало изучено влияние почвенной засухи на биохимический состав семян различных видов фасоли. Нами было изучено влияние почвенной засухи на урожайность и качество зерна некоторых видов фасоли, возделываемых в Республике [8], однако, влияние почвенной засухи на урожайность и качество зерна фасоли из мировой коллекции не было исследовано, что и явилось целью данной работы.
Для исследования в качестве объекта использовали виды бобовых растений из мировой коллекции: Vigna unguiculata (Мадагаскар), Vigna unguiculata sesquipedalis (Китай), Vigna radiate (Кения) и Vigna radiate (Индия). Полевые опыты проводились на экспериментальном участке Института ботаники, физиологии и генетики растений Национальной академии наук Таджикистана (г.Душанбе), расположенном в восточной части Гиссарской долины на высоте 834 м над ур.моря. Растения выращивались в вегетационных сосудах (22 кг почвы). Посевы были произведены в весенние сроки. Равномерные всходы были получены через 10-12 дней. Начиная с фазы появления настоящих листьев до фазы созревания определяли влажность почвы. Биохимический анализ семян разных видов фасоли проводили универсальным многофункциональным ИК-анализатором с диодной матрицей DA 7200 фирмы Perten Instruments (Швеция) в лаборатории Государственной комиссии по сортоиспытанию новых видов сельскохозяйственных культур и защите сорта при МСХ РТ. Статистический анализ полученных результатов проводили по методике В.А. Доспехова (1985) с использованием программы Microsoft Excel 2010 г [9].
Результаты исследования влияния почвенной засухи на структуру урожая бобовых растений представлены в таблице 1. Анализ полученных данных по влиянию почвенной засухи на структуру урожая исследуемых объектов показывает, что в условиях почвенной засухи наблюдались существенные изменения по длине стручка, количеству стручка на одно растение, количеству семян, как в стручке, так и на 1 растении. Так, растения Vigna unguiculata sesquipedalis (Китай) имеют наибольшую длину стручка по сравнению с другими видами фасоли в обоих вариантах опыта. Наименьший показатель длины стручка отмечается у Vigna radiate (Кения). По массе стручка, массе семян в стручке и массе 1000 семян выделяется Vigna unguiculata (Мадагаскар), как в контрольном варианте, так и в условиях почвенной засухи. Растения Vigna unguiculata sesquipedalis (Китай), Vigna radiate (Кения) и Vigna radiate (Индия) имеют одинаковые значения по массе стручка. По количеству семян в стручке наибольшее значение имеет вид Vigna radiate (Кения) в контроле и наименьшее в опытном варианте.
При почвенной засухе у данных объектов: Vigna unguiculata (Мадагаскар), Vigna unguiculata sesquipedalis (Китай), Vigna radiate (Кения) и Vigna radiate (Индия) длина стручка по сравнению с контролем уменьшилась в 1.3, 1.3, 2.0 и 1.3 раза соответственно, масса стручка -1.8, 1.4, 2.0 и 1.6 раза, количество семян - 1.8, 1.6, 3.5 и 1.4 раза, масса семян в стручке - 1.9, 1.7, 3.9, 1.6 раза соответственно. Масса 1000 семян уменьшилась у всех видов фасоли в 1,1 раза.
По данным таблицы следует, что по всем показателям как в условиях почвенной засухи, так и в контрольном варианте наименьшие значения наблюдались у вида Vigna radiate (Кения).
При почвенной засухе семена во время плодоношения формируются недоразвитые, что негативно отражается на продуктивности и урожайности.
Таблица 1
Структурный анализ стручка бобовых растений в зависимости от условий выращивания
1.
арам етр
2.
а р
и
3. Vigna unguiculata (Мадагаскар)
4.
igna ungui culata
Vigna radiate
5. (
Кения)
6.
igna radiat
e
а н т sesqui pedali s (Кита й) (Инд ия)
Длина стручка, см контроль 11,4±0,2 16,7±0,8 8,9±0,15 9,2±0,2
опыт 8,7±0,6 12,8±0,5 4,4±0,96 6,9±0,4
Масса стручка, г контроль 1,3±0,1 0,8±0,05 0,81±0,03 0,81±0,03
опыт 0,7±0,1 0,57±0,05 0,41±0,8 0,51±0,05
Кол-во семян в стручке, шт. контроль 8,2±0,6 7,4±0,5 9,4±0,37 8,5±0,4
опыт 4,6±0,8 4,7±0,3 2,7±0,75 5,9±0,6
7. асса семя н в струч ке, г контроль 0,97±0,1 0,69±0,04 0,59±0,02 0,6±0,02
опыт 0,5±0,1 0,41±0,05 0,15±0,06 0,38±0,05
8. асса 1000 семя н, г контроль 118,29 93.24 62,76 70,59
опыт 108,7 87.23 55,6 64,4
КОНТРОЛЬ
Vigjia radiate (Кения) Vigpa radiate (Индия) Vigna unguiculata Vigna unguiculata
5 e squip e dalis (Китай) (Мадагаскар)
Белок ■ \1аспичностъ ВКпетчатка 13опа ■ Влажность
ОПЫТ
Vigna radiate (Кенлл) Vigna radiate ¡Ендия) Vigjia unguiculata Vigna unguiculata
s e squip e dalis (Китай) (Мадагаскар)
■ Белок ■ Маспичность ИКлетчатка 13опа ■ Влажность
Рис. 1. Биохимический анализ семян у некоторых бобовых культур в условиях почвенной
засухи, %.
На рис. 1. показаны результаты биохимического анализа семян у некоторых бобовых культур из мировой коллекции в условиях почвенной засухи.
Как видно из рисунка, содержание белка в семенах изученных видов в обоих вариантах опыта было от 35.0 до 39.9%. Необходимо отметить, что в условиях почвенной засухи содержание белка у видов фасоли Vigna unguiculata sesquipedalis (Китай) и Vigna unguiculata (Мадагаскар) увеличивается, чем при нормальных условиях водообеспечения. А у видов Vigna radiata (Кения) и Vigna radiata (Индия) этот показатель, наоборот, при нормальных условиях водообеспечения увеличивается. Такая закономерность наблюдается и по влажности семян, которая была в переделах 6-8.7%. У всех изученных объектов содержание клетчатки, золы и
ОФ "Международный научно-исследовательский центр "Endless Light in Science"
масличности в условиях почвенной засухи увеличивается, чем при нормальных условиях водообеспечения.
Из вышеизложенного следует, что негативное влияние почвенной засухи, как экстремальный фактор, наблюдается во всех изученных биохимических показателях.
В целом, почвенная засуха приводит к образованию деформированных недоразвитых семян во время плодоношения, что негативно сказывается на продуктивности и урожайности. Установлено, что почвенная засуха оказывает влияние на рост растений, замедляя ростовые процессы, приводит к уменьшению биомассы за счет высыхания и опадения листьев, а также стеблей. Показано, что негативное влияние почвенной засухи, как экстремальный фактор, наблюдается во всех изученных биохимических показателях семян разных видов фасоли, особенно существенно влияет на содержание протеина и повышает масличность семян.
ЛИТЕРАТУРА
1. Каримов Х.Х. Приоритетные направления научных исследований по влиянию изменения климата на биоразнообразие //Известия АН РТ. Отд. биол. и мед. наук. 2008. № 1 (162). - С. 7-14.
2. Абдуллаев А., Эргашев А., Джумаев Б.Б., Абдуллаев Х.А., Каримова И.А. Физиология хлопчатника в условиях стресса. - Душанбе: Дониш, 2013, 153 с.
3. Абдуллаев А., Эргашев А., Джумаев Б.Б., Касымова Г.Ф., Маниязова Н.А., Сабоиев И., Усманов Т., Абдуллаев С.Ф. Физиология пшеницы в условиях изменения климата в Таджикистане. - Душанбе: Дониш, 2015, 153 с.
4. Ashwani Pareek, Om Parkash Dhankher, Christine H Foyer .Mitigating the impact of climate change on plant productivity and ecosystem sustainability Journal of Experimental Botany, Volume 71, Issue 2, 7 , 2020, P. 451-456
5. Rocio R.V. Physiological analysis of common bean (Phaseolus vulgaris L.) cultivars uncovers characteristics related to terminal drought resistance.- Plant Physiology and Biochemistry,2012, v. 56,рр. 24-34.
6. Rassow J., Von Ashen O., Bomer U., Pfanner N. Molecular chaperones: towards a characterization of the heat-shock protein 70 family. -Trends in Cell Biol., 1997, № 3,р. 129-133.
7. Mar S, Nomura H, Takahashi Y, Ogata K,Yabe M. Impact of erratic rainfall from climate change on pulse production efficiency in lower Myanmar. Sustainability, 2018,10, Р.402 .
8. Сайдаминов Х.Х., Абдуллаев А., Маниязова Н.А., Сафаров Ё.Х., Атоев М.Х. Урожайность и качество зерна различных видов фасоли в условиях почвенной засухи // Докл. АН РТ. -2018. - Т. 61, № 1. - С.82-89.
9. Доспехов В. А. Методы полевого опыта / В. А. Доспехов. - М.: Агропромиздат - 1985. -351 с.
