Адаптивный потенциал зерновых культур. Рубрика в журнале - Сельскохозяйственная биология
Внутривидовой полиморфизм ярового ячменя ( Hordeum vulgare L.) по устойчивости к действию свинца
Статья научная
В условиях техногенного загрязнения фитотоксичность тяжелых металлов (ТМ) становится одним из факторов, ограничивающих урожайность и качество продукции у сельскохозяйственных культур. Важный этап в селекционных исследованиях - оценка внутривидового полиморфизма по устойчивости к действию техногенных факторов и анализ причин его формирования и поддержания. На сортах ярового ячменя Зазерский 85, Горинский и Челябинский 1 мы изучили влияние различных концентраций азотнокислого свинца Pb(NO 3) 2 (1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5; 4,0; 4,5; 5,0 мг/мл) на рост ростков и корешков у проростков. Была выбрана тестирующая концентрация ТМ для исследования внутривидового полиморфизма ярового ячменя по устойчивости к действию этого токсиканта. Работа выполнена на сортах из мировой коллекции ВИР (Всероссийский НИИ растениеводства, г. Санкт-Петербург): 100 сортов - семена репродукции 2009 года, 36 сортов - репродукции 2008 года и 24 - 2010 года. Для анализа полиморфизма ячменя по устойчивости к свинцу сорта разбивали на классы с использованием правила Старджеса. При отборе чувствительных и устойчивых к действию свинца сортов руководствовались значением коэффициента депрессии. Самым устойчивым при оценке роста корешков оказался сорт Горинский, самым чувствительным - Зазерский 85. Действие свинца привело к смещению распределения 100 сортов в сторону меньших длин ростков, однако проверка по критерию Колмогорова-Смирнова не выявила значимых различий между эмпирическими распределениями (D = 0,17 0,05 = 0,26). Обнаружено негативное влияние высоких (более 4 мг/мл) концентраций свинца на морфологические показатели проростков. Большей чувствительностью обладали корешки. Установлена достоверная стимуляция прорастания семян у некоторых сортов при действии свинца в концентрации 1-2 мг/мл (D = 0,29 > D 0,05 = 0,26). При этом сорта в первом и последнем классе различались по устойчивости к действию свинца в 2,0-4,5 раза (от полного подавления ростовых процессов до стимуляции). При анализе длины ростков, полученных из семян урожая 2008 и 2010 годов, не было выявлено достоверных отличий от контроля: соответственно D = 0,167 0,05 = 0,434 и D = 0,125 0,05 = 0,531. Также наблюдалась статистически недостоверная стимуляция прорастания семян: D = 0,306 0,05 = 0,320 и D = 0,208 0,05 = 0,392 (возможно, из-за меньшего числа изученных образцов). Воздействие свинца приводило к многочисленным изменениям морфологии корешков. На основании анализа морфологических показателей проростков выделены контрастные по устойчивости к изученному фактору сорта. Рассмотрены вероятные механизмы формирования различий в устойчивости сортов ячменя к действию тяжелых металлов.
Бесплатно
Сортовая реакция зерновых культур на низкие температуры, условия закисления и ионы алюминия
Статья научная
Один из критических периодов вегетации для яровых культур - фаза появления всходов. На проростках различных сортов яровых и озимых зерновых культур изучали ростовую реакцию растений на действие стрессоров. В опытах использовали яровую пшеницу (сорта Амир, Энгелина), яровой ячмень (сорта Суздалец, Нур), озимую пшеницу (сорта Мироновская 808, Московская 39) и озимую рожь (сорта Валдай, Крона). Определяли процентную всхожесть семян, суммарную длину корней, сухую массу корней и надземной части, убыль массы семян при прорастании, высоту побега, длину наибольшего корня. Учитывали соотношение средней длины корня в контроле и опыте (индекс длины корня - ИДК), массы целых растений, выращенных в кислой алюмосодержащей среде и в среде близкой к нейтральной (коэффициент устойчивости - КУ), сухой массы корня к сухой массе побега (корневой индекс - КИ). У устойчивых сортов яровой пшеницы Амир и ячменя Суздалец длина корня и высота побега уменьшались в условиях закисления, присутствия ионов алюминия и после низкотемпературного воздействия. Озимая пшеница Мироновская 808 характеризовалась повышенной интенсивностью ростовых процессов в корнях и надземной части в оптимальных условиях и после промораживания при закислении и в присутствии ионов алюминия. Сорт озимой пшеницы Московская 39 реагировал на негативные факторы среды снижением ростовых процессов. У сорта ржи Валдай увеличивалась длина корня после воздействия низких температур. Для неустойчивого сорта яровой пшеницы Энгелина было характерно увеличение длины корня и массы проростка в кислой среде при всех дозах алюминия в условиях охлаждения. КИ у озимой пшеницы Мироновская 808 увеличивался при повышении дозы алюминия, кислотности среды и низкотемпературном воздействии. Сорт озимой пшеницы Московская 39 характеризовался низкими величинами соотношения корень/побег при всех условиях выращивания. Показатель КИ у ржи не изменялся. Коэффициент ИДК у сортов яровой пшеницы Амир и ячменя Суздалец увеличивался в присутствии ионов Н +, Аl 3+ и падал при низких температурах. У озимой пшеницы Мироновская 808 и ржи Валдай этот показатель также повышается в условиях закисления, присутствия ионов алюминия и после промораживания. Под влиянием низких положительных температур, закисления, ионов Аl 3+ падение массы прорастающих семян у сорта яровой пшеницы Амир происходило медленнее, у ячменя сорта Нур, озимой пшеницы Мироновская 808, Московская 39 и у ржи сорта Крона этот показатель увеличивался. В присутствии ионов Н + и Аl 3+ у яровой пшеницы Энгелина и ячменя Суздалец всхожесть семян снижалась, у озимой пшеницы Мироновская 808 и ржи сорта Валдай - повышалась, у сорта озимой пшеницы Московская 39 - не изменялась. Таким образом, реакцию на закисление почв и повышенное содержание ионов Аl 3+ необходимо учитывать при подборе сортов для возделывания с целью снижения вредного влияния этих факторов на растения. Как рациональный подход следует рассматривать целенаправленное создание толерантных сортов зерновых культур. .
Бесплатно
