Научная статья на тему 'Влияние красного света на генеративное развитие люпина'

Влияние красного света на генеративное развитие люпина Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

CC BY
178
37
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ГЕНЕРАТИВНОЕ РАЗВИТИЕ / GENERATIVE GROWTH / КРАСНЫЙ СВЕТ / RED LIGHT / ЛЮПИН / LUPINE / ФОТОПЕРИОД / PHOTOPERIOD

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — Артюхов А.И., Яговенко Т.В., Трошина Л.В.

Изучено влияние красного света на индукцию цветения люпина узколистного и желтого. Установлена дифференциация изучаемых генотипов по продолжительности межфазных периодов в условиях облучения красным светом. Внутри сортовых популяций обнаружился большой размах по норме реакции на изменение спектрального состава освещения. Отмечен подвижный характер фотопериодической адаптации растений люпина. Наиболее оптимальными для развития растений узколистного люпина (Снежеть, Белозерный 110, СНМ-1СМ) и формирования на них генеративных органов были условия, созданные облучением красным светом с длиной волны 670 нм. Для желтого люпина (Престиж, Демидовский, Ипутьский) условия, созданные облучением красным светом с длиной волны 730 нм. Отмечена дифференциация генотипов по норме реакции к фотопериоду. Растения сортообразца СНС-1СМ и сорта Демидовский проявили широкую норму реакции к длине дня. У изучаемых видов люпина период «образование первого настоящего листа цветение» являлся наиболее чувствительным к качеству света и его интенсивности.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству , автор научной работы — Артюхов А.И., Яговенко Т.В., Трошина Л.В.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Red Light Impact on Lupin Generative Growth

Red light impact on floral induction of blue and yellow lupines has been studied. Differentiation of tested genotypes was established in the length of inter-stages’ periods under red light irradiation. Great range in reaction rate to changes of spectral light structure has been detected within varieties’ population. Mobile character of lupine plants’ photoperiodic adaptation has been noted. Red light with 670 nm was more optimal for development of blue lupine plants (vars. Snezhet, Belozerny 110, SNM-1SM) and for forming their generative organs. Red light with 730 nm was more optimal for development of yellow lupine plants (vars. Prestizh, Demidovsky, Iputsky). Genotypes’ differentiation has been noted in reaction rate to photoperiod. Breeding line SNS-1SM and var. Demidovsky demonstrated a wide reaction rate to day length. The «the first real leave formation flowering» stage was the most susceptible period to the light quality and its intensity for the tested lupine species.

Текст научной работы на тему «Влияние красного света на генеративное развитие люпина»

5. - p. 30-31.

16. Malyavko, G.P. Accumulation of heavy metals and radionuclides in green mass of blue lupine when using chemicals / G.P. Malyavko, N.M. Belous, V.F. Shapovalov, P. Yu. Lishchenko // Achievements of science and technology of agrarian and industrial complex. - 2013. - № 11. - p. 21-24.

17. Dospekhov, B.A. Methodology of field experiment. Agropromizdat, 1985.

18. Methodical instructions on the determination of natural radionuclides in soils and plants. M.: Kolos, 1985.

19. Beyn, E.E. Meteorological conditions of experiments for 70 years / E.E. Beyn, F.V. Moiseenko, N.M. Belous //Chemistry in Agriculture. - 1996. - № 3. -p. 5-6.

УДК 581.143:633.367

ВЛИЯНИЕ КРАСНОГО СВЕТА НА ГЕНЕРАТИВНОЕ РАЗВИТИЕ ЛЮПИНА

Red Light Impact on Lupin Generative Growth

Артюхов А.И., доктор с.-х. наук, профессор Яговенко Т.В., кандидат биологических наук Трошина Л.В., старший научный сотрудник ArtyukhovA.I., Yagovenko T.V., TroshinaL.V.

ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт люпина» Брянская обл., Брянский р-н, п. Мичуринский, ул. Березовая, 2 e-mail: infodepart@rambler.ru

The Russian Lupine Research Institute

Реферат. Изучено влияние красного света на индукцию цветения люпина узколистного и желтого. Установлена дифференциация изучаемых генотипов по продолжительности межфазных периодов в условиях облучения красным светом. Внутри сортовых популяций обнаружился большой размах по норме реакции на изменение спектрального состава освещения. Отмечен подвижный характер фотопериодической адаптации растений люпина. Наиболее оптимальными для развития растений узколистного люпина (Снежеть, Белозерный 110, СНМ-1СМ) и формирования на них генеративных органов были условия, созданные облучением красным светом с длиной волны 670 нм. Для желтого люпина (Престиж, Демидовский, Ипутьский) - условия, созданные облучением красным светом с длиной волны 730 нм. Отмечена дифференциация генотипов по норме реакции к фотопериоду. Растения сортообразца СНС-1СМ и сорта Демидовский проявили широкую норму реакции к длине дня. У изучаемых видов люпина период «образование первого настоящего листа - цветение» являлся наиболее чувствительным к качеству света и его интенсивности.

Summary. Red light impact on floral induction of blue and yellow lupines has been studied. Differentiation of tested genotypes was established in the length of inter-stages' periods under red light irradiation. Great range in reaction rate to changes of spectral light structure has been detected within varieties' population. Mobile character of lupine plants' photoperiodic adaptation has been noted. Red light with 670 nm was more optimal for development of blue lupine plants (vars. Snezhet, Belozerny 110, SNM-1SM) and for forming their generative organs. Red light with 730 nm was more optimal for development of yellow lupine plants (vars. Prestizh, Demidovsky, Iputsky). Genotypes' differentiation has been noted in reaction rate to photoperi-od. Breeding line SNS-1SM and var. Demidovsky demonstrated a wide reaction rate to day length. The «the first real leave formation - flowering» stage was the most susceptible period to the light quality and its intensity for the tested lupine species.

Ключевые слова: генеративное развитие, красный свет, люпин, фотопериод.

Key words: generative growth, red light, lupine, photoperiod.

Введение. Фотопериод в значительной степени определяет продуктивность растений, особенно светочувствительных, к которым относится и люпин [5, 6]. По имеющимся в литературе данным, высокая продуктивность и скороспелость растений связаны с относительной нейтральностью к длине дня [1, 2, 10].

Отбор биотипов с разным уровнем фотопериодической чувствительности внутри сортовой популяции, произрастающей в нетипичных для неё условиях, является эффективным селекционным методом [3, 4]. Так, например, использование отбора по фотопериодической реакции у ряда сортовых популяций горчицы позволило выделить биотипы, представляющие их полный спектр по реакции к светопериоду, а признак «число дней до бутонизации» имел высокую степень наследуемости [2, 7].

Поиск биотипов с широкой нормой реакции к фотопериоду будет способствовать выведению сортов, пригодных для возделывания в различных по освещенности регионах.

Целью исследований являлось изучение влияния красных (X 670 нм) и дальних красных (X 730 нм) лучей на формирование генеративных органов люпина узколистного и желтого для дальнейшего использования полученных данных в разработке методических подходов к отбору нейтральных к фотопериоду биотипов.

Материалы и методы. Объектами исследований служили сорта люпина узколистного Белозерный 110, Снежеть, сортообразец СНС-1СМ, желтого - Престиж, Ипуть-ский, Демидовский.

Опыт проводился в лабораторных условиях. Для этого оборудованы специальные камеры с освещением лампами дневного света (13 часов) и светодиодными облучателями с X 670 и 730 нм. Изучались следующие варианты: контроль - освещение (13 часов) только лампами дневного света; 1 - освещение лампами дневного света (13 часов) и красным светом с длиной волны 670 нм (2 часа в середине темного периода); 2 - освещение лампами дневного света (13 часов) и дальним красным с длиной волны 730 нм (1 час в конце светового периода и 1 час в начале светового периода). Облучение красным и дальним красным светом проводили в период «всходы - цветение». Температура в камерах - 25°С / 18°С (день/ночь).

Результаты и их обсуждение. В ходе эксперимента установлена дифференциация 6 генотипов люпина по продолжительности межфазных периодов.

У сортов узколистного люпина в условиях проводимого эксперимента продолжительность периода «появление семядолей - формирование 1-ой пары настоящих листьев» в зависимости от варианта варьировала от 11 до 13 дней (табл. 1). У сортов желтого - от 18 до 19 дней (табл. 2). В этот период растения проявляли слабую чувствительность к спектральному составу освещения. Затем, до фазы цветения, свет определял все морфофизиологические изменения в растениях. К периоду формирования цветочного побега в вариантах опыта четко проявились различия в темпах роста сортов люпина узколистного и желтого.

Таблица 1 - Влияние света разного спектрального состава на продолжительность периодов и основные характеристики развития растений узколистного люпина

X 670 нм контроль X 730 нм

0 0 0

Период развития СНС-1СМ Снежеть л н р е з о л е ю СНС-1СМ Снежеть л и р е з о л е ю СНС-1СМ Снежеть л и р е з о л е ю

Кол-во растений, шт. 61 61 61 55 60 59 52 59 57

Появление семядолей (дни) 4 4 4 4 4 4 4 5 4

Образование 1-го листа (дни) 7 7 7 7 7 7 7 8 7

Формирование цветочного побега (дни) 47 41 47 50 50 54 50 47 54

Цветущие растения, % 66,0 82,0 67,0 62,5 50,0 59,0 63,0 53,7 46,5

Образование бобов (дни) 74 70 88 78 74 94 80 80 94

Кол-во дней до созревания 130 135 140 140 140 145 145 145 150

В условиях облучения X 670 нм растения сортов Снежеть, Белозерный 110 и сортообразец СНС-1СМ раньше формировали цветочный побег. Так, для сортообразца СНС-1СМ разница по отношению к контролю и к варианту с облучением X 730 нм составляла 3 дня, для сорта Снежеть - 9 и 6 дней, соответственно, для сорта Белозерный 110 - 7 дней. В условиях облучения красным светом (X 670 нм) у растений всех сортов узколистного люпина быстрее наступало полное цветение. Более позднее цветение отмечалось в варианте с облучением длинным красным светом (X 730 нм). Созданные режимы облучения выявили растения, зацветающие во всех 3-х вариантах. При этом внутри сортовых популяций люпина узколистного обнаружился большой размах по норме реакции (наступление цветения) на изменения спектрального состава освещения. Так, например, у сорта Снежеть в условиях облучения светом с X 670 нм к моменту учета зацветало 82,0% растений, у сортообразца СНС-1СМ - 66,0%, у сорта Белозерный 110 - 67,0%. В условиях облучения светом с X 730 нм перечисленным сортам: 53,7%; 63,0%; 52,0%, соответственно. В контрольном варианте - 48,8%; 62,5%; 59,0%.

Таблица 2 - Влияние света разного спектрального состава на продолжительность периодов и основные характеристики развития растений желтого люпина

X 670 нм контроль X 730 нм

й й й

Период развития Престиж й о Л т о « о д и Престиж й кс ь т кс « о д и Престиж й о ь т кс « о д и

утп N м е « утп N м е « утп N м е «

Кол-во растений, шт. 24 25 22 24 24 27 24 22 25

Появление семядолей (дни) 7 7 7 6 7 6 6 7 6

Образование 1-го листа (дни) 12 12 12 12 12 12 11 12 11

Формирование цветочного побега (дни) 50 55 45 47 50 45 45 48 43

Цветущие растения, % 79,1 24,0 72,7 66,6 70,8 96,2 95,8 86,0 100

Образование бобов (дни) 62 65 52 55 70 52 55 75 52

Кол-во дней до созревания 104 145 103 104 145 104 98 134 98

Наибольшее количество цветущих растений зафиксировано в варианте с X 670 нм. Сортообразец СНС-1СМ во всех вариантах опыта имел практически одинаковое число цветущих растений (62,5%; 66,0%; 63,0%). В то время как для двух других сортов размах колебаний признака по вариантам находился в пределах для сорта Снежеть от 50,0 до 82,0%, Белозерный 110 от 46,5 до 67,0%. Это свидетельствует о подвижном характере фотопериодической адаптации растений данных генотипов.

Наличие внутри одной популяции биотипов с различной фотопериодической реакцией можно считать приспособлением к меняющейся длине дня [8, 9].

Учитывая это, сортообразец СНС-1СМ, проявивший одинаковую способность к цветению в 3-х вариантах, можно считать наиболее адаптированным к изменению светового режима. Для узколистного люпина условия короткого дня (X 730 нм) удлиняли период «формирование цветочного побега - цветение», в этом варианте он был самым продолжительным.

У растений желтого люпина период «появление семядолей - образование 1-го настоящего листа» характеризовался большей величиной, по сравнению с растениями люпина узколистного. Формирование цветоносов у растений желтого люпина происходило быстрее в условиях короткого дня. Облучение красным светом с X 670 нм ускоряло этот процесс у сорта Ипутьский на 7 дней, сорта Престиж на 5 дней и сорта Демидовский на 2 дня. В контрольном варианте у всех сортов цветочные побеги формировались на 2 дня позже, нежели в условиях облучения X 730 нм. Отмечалась дифференциация сортов люпина этого вида по признаку «количество дней до цветения».

Минимальной величиной этого признака характеризовался сорт Демидовский в

варианте с облучением красным светом (X 730 нм) - 45 дней, в контрольном варианте и при облучении светом (X 670 нм) этот период увеличивался на 3 дня. Максимальное проявление изучаемого признака отмечалось у сорта Ипутьский (60 дней) при добавлении в основное освещение красного света с X 730 нм. Следует отметить, что этот генотип во всех вариантах отличался поздним наступлением цветения.

Спектральный состав света оказывал влияние на количество цветущих растений желтого люпина. Ко времени учета наибольший процент таких растений зафиксирован в условиях облучения светом X 730 нм: у сорта Престиж - 95,8%; у Ипутьского - 86,0%; у Демидовского - 100%. Наиболее стабильной нормой реакции на качество света отличались сорта Демидовский и Престиж. Сорт Ипутьский в условиях данного эксперимента в большей степени «тяготел» к представителям короткодневных растений.

Выводы. В данном эксперименте внутри каждого сорта обнаруживалась скрытая изменчивость по норме фотопериодической реакции, которая проявлялась, как правило, при выращивании растений в условиях неоптимальной длины дня. Наличие внутри каждой популяции биотипов с различной фотопериодической реакцией можно считать приспособлением к меняющимся условиям освещенности и ведет к повышению пластичности сортовой популяции.

Для изучаемых видов люпина наиболее чувствительным к качеству света и его интенсивности являлся период «образование первого настоящего листа - цветение».

Результаты показали, что длина дня - один из основных факторов внешней среды, контролирующих инициацию цветения у растений люпина. В условиях опыта наиболее оптимальными для развития растений узколистного люпина и формирования на них генеративных органов были условия, созданные облучением светом с X 670 нм. Для желтого люпина - условия, созданные облучением светом с X 730 нм.

Библиографический список

1. Василенко, В.Ф. Физиологические и экологические аспекты использования химической и световой регуляции роста растений / В.Ф. Василенко, Е.Д. Кузнецов // Вестник с.-х. науки, 1990.- № 7.- С. 63-68.

2. Литвененко, Н.А. Об отборе форм с высокой потребностью к яровизации и относительно нейтральных к длине дня / Н.А. Литвененко, В.В. Козлов // Селекция и семеноводство, 1991. - № 1. - С. 16-18.

3. Тараканов, И.Г. Эколого-физиологическое исследование фотопериодической реакции растений на видовом и популяционном уровнях / И.Г. Тараканов, Е.Е. Крастина // Тимирязев и биологическая наука. Сбор. науч. труд. М.: изд. МСХА, 1994. - С. 183 - 198.

4. Чайлахян, М.Х. Целостность и дифференциальные модели цветения растений / М.Х. Чайлахян // Биология развития растений. М.: Наука, 1975. - С. 24-47.

5. Барбацкий, С.А. Люпин / С.А. Барбацкий - М.: 1959. - 260 с.

6. Соболев, С.Л. Зеленое удобрение / С.Л. Соболев, Г.В. Бадина. - Л.: Лениздат, 1957. - 104 с.

7. Тараканов, И.Г. Реакция растений горчицы сарептской на соотношение красного и дальнего красного света в спектре физиологической радиации / И.Г. Тараканов, В. Цзюньхун // Известия ТСХА, 2007. - Вып. 2. - С. 94-98.

8. Adhikari, K. et al. Extending photoperiod and increasing illuminance hastens flowering of narrow-leaved lupin. Proc. of the 10th International Lupin Conference, Laugarvatn, Iceland, June 2002. - p. 271-274.

9. Белоус, Н.М. Зернобобовые культуры и однолетние бобовые травы: биология и технология возделывания: монография / Н.М. Белоус, В.Е. Ториков, И.Я. Моисеенко, О.В. Мельникова. - Брянск, 2010. - 151 с.

10. Яговенко, Г.Л. Люпин в земледелии Центрального региона России: Влияние на агрохимические свойства серой лесной почвы и продуктивность севооборотов: монография / Н.М. Белоус, Г.Л. Яговенко - Брянск: Изд-во Брянской ГСХА, 2011. - 182 с.

References

1. Vasilenko, V.F. Fiziologicheskie i ekologicheskie aspektyi ispolzovaniya himicheskoy i svetovoy regulyatsii rosta rasteniy / V.F. Vasilenko, E.D. Kuznetsov // Vestnik s.-h. nauki, 1990.-№ 7.-S. 63-68.

2. Litvenenko, N.A. Ob otbore form s vyisokoy potrebnostyu k yarovizatsii i otnositelno neytralnyih k dline dnya / N.A. Litvenenko, V. V. Kozlov // Selektsiya i semenovodstvo, 1991. -№1. - S. 16-18.

3. Tarakanov, I.G. Ekologo-fiziologicheskoe issledovanie fotoperiodicheskoy reaktsii rasteniy na vidovom ipopulyatsionnom urovnyah /I.G. Tarakanov, E.E. Krastina // Timiryazev i biologicheskaya nauka. Sbor. nauch. trud. M.: izd. MSHA, 1994. - S. 183 - 198.

4. Chaylahyan, M.H. Tselostnost i differentsialnyie modeli tsveteniya rasteniy / M.H. Chaylahyan //Biologiya razvitiya rasteniy. M.: Nauka, 1975. - S. 24-47.

5. Barbatskiy, S.A. Lyupin /S.A. Barbatskiy - M.: 1959. - 260 s.

6. Sobolev, S.L. Zelenoe udobrenie /S.L. Sobolev, G. V. Badina. -L.: Lenizdat, 1957. - 104 s.

7. Tarakanov, I. G. Reaktsiya rasteniy gorchitsyi sareptskoy na sootnoshenie krasnogo i dalnego krasnogo sveta v spektre fiziologicheskoy radiatsii /1. G. Tarakanov, V. Tszyun-hun // Izvestiya TSHA, 2007. - V. 2. - S. 94-98.

8. Adhikari, K. et al. Extending photoperiod and increasing illuminance hastens flowering of narrow-leaved lupin. Proc. of the 10th International Lupin Conference, Laugarvatn, Iceland, June 2002. - p. 271-274.

9. Belous, N.M. Zernobobovyie kulturyi i odnoletnie bobovyie travyi: biologiya i tehnologiya vozdelyivaniya: monografiya / N.M. Belous, V.E. Torikov, I. Ya. Moiseenko, O. V. Melnikova. - Bryansk, 2010. - 151 s.

10. Yagovenko, G.L. Lyupin v zemledelii Tsentralnogo regiona Rossii: Vliyanie na agro-himicheskie svoystva seroy lesnoy pochvyi i produktivnost sevooborotov: monografiya / N.M. Belous, G.L. Yagovenko - Bryansk: Izd-vo Bryanskoy GSHA, 2011. - 182 s.

УДК 633.367.3:631.816.3:631.89

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВНЕКОРНЕВОЙ ПОДКОРМКИ БЕЛОГО ЛЮПИНА КОМПЛЕКСНЫМИ УДОБРЕНИЯМИ МАРКИ АКВАРИН

©

Efficiency of White Lupine Foliar Top Dressing with Complex Fertilizers Acvarin

Слесарева Т.Н., кандидат сельскохозяйственных наук, заведующая отделом технологии возделывания люпина Трошина Л.В., старший научный сотрудник лаборатории физиологии

Slesareva T.N., Troshina L.V.

ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт люпина», Брянская область, Брянский район, п. Мичуринский, ул. Березовая 2 E-mail: infodepart@rambler.ru The Russian Lupine Research Institute

Реферат. Изучали эффективность применения комплексного водорастворимого удобрения Акварин с различным соотношением макроэлементов для проведения внекорневой подкормки белого люпина в разные сроки. Установлено, что повышенные дозы азота в составе акварина марки 5 отрицательно влияют на продуктивность белого люпина. Применение комплексного водорастворимого удобрения Акварин марок 13 и 16 в дозе 3 кг/га при внесении в изучаемые фазы способствует увеличению продуктивности белого люпина. Установлены существенные различия между отдельными вариантами по содержанию азота и фосфора в сухом веществе зеленой массы и корневой системы белого люпина в фазу блестящего боба. Внесение акварина данных марок во всех изучаемых дозах

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.