Архитектоника растений современных сортов чечевицы в связи с устойчивостью их агроценозов к полеганию

(ЛПС) расчитывалась отношением его сухой массы к длине.

Изучение анатомии стебля проводилось в соответствии с «Методическими указаниями по технике проведения анатомических исследований культурных растений» [5] с использованием микроскопа МБС-1. По каждому сорту анализировалось 10 срезов, сделанных в нижней части стебля (3-4 см от корневой шейки) в фазу хозяйственной спелости. Дисперсионный и корреляционный анализы экспериментальных данных проводили с помощью компьютерных программ, разработанных по алгоритмам Б.А. Доспехова [4].

Результаты исследований и их обсуждение

Полученные экспериментальные данные позволили выявить два вида полегания сортовых посевов чечевицы. Первый – прикорневое, при котором вектор наклона растений в основном направлен от нижней части главного стебля. При втором – значительно увеличивается вектор наклона от вертикальной оси боковых побегов (разваливание куста).

Начало полегания отмечалось чаще всего в межфазный период «бутонизация – цветение». Наиболее интенсивно и достаточно равномерно оно проходило до стадии налива бобов (рис. 1).

Рисунок 1 – Степень устойчивости к полеганию (%) сортовых агроценозов чечевицы ( сорт Светлая и Л - 68) в разные периоды развития растений , среднее значение за 2008-2009 гг .

При этом выявлена существенная зависимость устойчивости растений к полеганию от их наследственных особенностей и погодных условий вегетационного периода. По анализируемому показателю опытные сорта условно были разделены на две группы: с высокой устойчивостью агроценоза к полеганию – 49,0…53,5% и с низкой – 41,1…46,6%. Во все годы исследований максимальной устойчивостью к полеганию характеризовался сортообразец Л-68, а самой низкой – Образцов Чифлик 7 и Светлая (табл. 1).

Таблица 1 – Устойчивость агроценозов к полеганию (%) у сортообразцов чечевицы в разные годы исследования

Сорт	2007	2008	2009	среднее
Высокоустойчивые
Л -68	78,5±1,52	48,0±1,83	34,0±0,94	53,5
Веховская 1	74,0±2,18	46,0±1,36	32,0±2,38	51,0
Аида	70,8±2,43	46,0±1,01	33,0±1,97	49,9
Рауза	72,0±0,64	45,0±1,17	29,0±2,92	49,0
Низкоустойчивые
Лана	61,7±4,72	47,0±2,46	31,0±1,89	46,6
Л -93	63,9±8,44	47,0±4,85	25,0±2,97	45,3
Образцов Чифлик 7	59,6±0,71	43,0±0,88	31,0±0,93	44,5
Светлая	62,2±4,43	44,0±1,59	26,0±1,35	44,1

Наиболее высокая устойчивость агроценозов к полеганию отмечалась в 2007 году, который охарактеризовался ярко выраженной засушливой погодой (гидротермический коэффициент 0,59). Общий размах варьирования признака составлял в данный год 59,6…78,5%. В годы с более высокой влагообеспеченностью (2008 год, ГТК=1,30), устойчивость к полеганию была в среднем на 24% ниже. Но самое сильное полегание агроценозов (26,0…34,0%) у всех изученных сортов отмечена в 2009 году, хотя по соотношению температуры воздуха и выпавших осадков он занимал промежуточное положение (ГТК=1,05). Это объясняется тем, что в период, предшествующий фазе полного созревания бобов, прошли кратковременные ливневые дожди.

Устойчивость агроценозов чечевицы к полеганию была обусловлена и некоторыми наследственными особенностями хозяйственных и морфологических признаков растений (табл. 2). Высокоустойчивые к полеганию сорта характеризовались наименьшей физической нагрузкой на стебель и большей его длиной (в среднем на 7%), высотой прикрепления нижних бобов (на 12%) и, как правило, более крупными семенами (масса 1000 семян в среднем равнялась 61,9 г). Однако по развитию других компонентов и субкомпонентов продуктивности (число бобов и семян на растении, масса семян с растения) высокоустойчивые сорта значительно уступали, что, в конечном счете, определило относительно низкий уровень их урожайности. По общей надземной биомассе, линейной плотности стебля и числу боковых побегов на растении существенных генотипических различий между сравниваемыми группами выявлено не было.

Таблица 2 – Характеристика групп сортов чечевицы по хозяйственно ценным морфологическим признакам и урожайности ( среднее за 2007-2009 гг .)

Признак	Высоко устойчивые	Низко устойчивые
Длина стебля , см	44,5	41,4
Высота прикрепления нижних бобов , см	22,4	19,7
Число ветвей	4,3	4,2
Число бобов на растении	24,7	31,4
Число семян на растении	28,4	40,8
Масса семян с растения , г	1,72	1,85
Масса 1000 семян , г	61,9	49,0
Надземная биомасса , г	4,52	4,52
Уборочный индекс , %	39,2	41,3
Линейная плотность главного стебля , мг / см	9,3	10,0
Урожайность , т / га	1,47	1,56
Физическая нагрузка на стебель , мг / см	101,1	109,2

Данные такого характера воспринимаются неоднозначно, так как ранее на многих сельскохозяйственных культурах (горох, пшеница, ячмень, кормовые бобы и др.) было установлено, что из-за полегания недобор урожая может достигать у них 80%, а устойчивые к полеганию сорта характеризуются укороченным, толстым и плотным стеблем. Причем у гороха показатель «линейная плотность стебля » был даже рекомендован для оценки генотипов на устойчивость к полеганию на ранних этапах селекционного процесса [1, 2].

С одной стороны, это указывает на то, что полегание агроценозов чечевицы в настоящее время пока не является главным лимитирующим фактором урожайности культуры. Величина последней в большей степени была обусловлена К хоз . и соотношением элементов семенной продуктивности (количеством бобов и семян) у сорта, на что следует обратить внимание специалистов.

С другой стороны, полученные данные свидетельствуют о слабой зависимости полегания современных сортов чечевицы от длины, толщины и плотности стебля их растений . В разные годы исследований коэффициенты корреляции между устойчивостью к полеганию и ЛПС по всей выборке не были существенными (+0,62 … -0,46 при r 05 =±0,71).

Для выяснения причин данного факта нами был проведен анатомический анализ контрастных по полеганию сортов чечевицы. На рисунке 2 представлены фотографии срезов нижней части стебля устойчивого к полеганию образца Л-68 и сильнополегающего сорта Светлая .

Для стебля чечевицы (обоих сортов) характерна эустела. Однако в основании стебля пучки трудно индентифицировать. В области вторичной ксилемы происходит почти полное их слияние за счет одревесневшей паренхимы и только по наличию тяжей склеренхимы над вторичной флоэмой можно судить о пучковом строении стелы.

У слабополегающих сортов показатели развития изученных анатомических структур стебля были, как правило, выше.

Рисунок 2 – Поперечный срез нижней части главного стебля у слабополегающего образца Л -68 ( слева ) и сильнополегающего сорта Светлая , 2008 г .

(1 – покровная ткань , 2 – ксилема и одревесневшая паренхима , 3 – сердцевина , 4 – флоэма , 5 – тяжи склеренхимы , 6 – проводящие пучки )

Так, у наиболее устойчивого образца Л-68 площадь поперечного среза в среднем составила 5,28 мм2, ксилемы – 2,16 мм2, одревесневших элементов – 2,20 мм2, склеренхимных тяжей – 38,47 мкм2, количество склеренхимных тяжей – 11,2 шт. Сильнополегающий сорт Светлая имел эти показатели ниже, соответственно на 13,1; 13,0; 13,6; 26,7 и 20,6 % (табл. 3).

Наиболее тесная положительная связь выявлена между устойчивостью к полеганию и площадью тяжей склеренхимы: в 2008 г. r=0,52, в 2009 г. r=0,62.

Таблица 3 – Анатомические параметры стебля у различных по устойчивости к полеганию групп сортов чечевицы ( среднее за 2008-2009 гг .)

Площадь				Количество склеренхим ных тяжей , шт
среза , мм 2	ксиле мы , мм 2	одревесне вших элементов , мм 2	склеренхим ных тяжей , мкм 2
высокоустойчивые
4,88	2,07	2,1         1	32,4	10,3
низкоустойчивые
4,58	1,99	2,02	27,9	9,3

С учетом этого в ходе изучения межвидовых гибридов чечевицы нами были выделены генотипы, представляющие интерес для селекции на устойчивость к полеганию (табл. 4). Из них шесть созданы в результате скрещивания сортов чечевицы обыкновенной с диким видом Lens orientalis и один – с Lens odemensis . Особого внимания заслуживает сорт 31/06 (Образцов Чифлик 7 × Lens odemensis ), который помимо высокой устойчивости к полеганию имел урожайность (0,93 т/га) на уровне стандарта (0,91 т/га).

Таблица 4 – Сорта чечевицы , созданные методом межвидовой гибридизации , с высокой устойчивостью к полеганию , 2010 г .

Сорт	Происхождение	Уст - ть к полеганию , %	Урожайность , т / га
Рауза , ст .	Lens culinaris	71,6±4,30	0,93
22/06(1)	Образцов Чифлик 7 × Lens orientalis	91,2±1,82	0,26
292/08	Образцов Чифлик 7 × Lens orientalis	89,0±1,25	0,29
291/08	Образцов Чифлик 7 × Lens orientalis	87,2±1,89	0,15
22/06(2)	Образцов Чифлик 7 × Lens orientalis	85,7±2,29	0,35
31/06	Образцов Чифлик 7 × Lens odemensis	82,6±0,19	0,93
293/08	Образцов Чифлик 7 × Lens orientalis	84,1±1,35	0,21
14/06	Рауза × Lens orientalis	81,8±4,58	0,45

Заключение

Таким образом, полученные экспериментальные данные позволяют заключить, что степень устойчивости агроценозов чечевицы к полеганию с одной стороны обусловлена морфо-анатомическими особенностями стебля растений, с другой – условиями их произрастания. Наиболее высокая устойчивость агроценозов к полеганию отмечается в годы с засушливой погодой и прежде всего у сортов с большой площадью поперечного сечения и мощным развитием склерехимной ткани в нижней части стебля.

Но, основным лимитирующим фактором урожайности в настоящее время является не их полегаемость, а дисбаланс элементах продуктивности и неэффективное распределение ассимилятов по органам растений . Поэтому селекция культуры должна идти с обязательным учетом этих особенностей и, несомненно, предусматривать создание устойчивых к полеганию сортов.

практической конференции, посвященной 100-летию _{Работа прове}д_{ена при} ф_{инансовой по}дд_{ерж ке РФФИ} Пензенского НИИ сельского хозяйства. – Пенза, 2009. ( грант № 09-04-97516- р центр а ).

С.85-101.