Интенсивность накопления пластических веществ и доля реутилизации веществ яровой твердой пшеницы в условиях южной лесостепи Западной Сибири
Автор: Фризен Юлия Валерьевна, Берген Виталий Борисович
Журнал: Вестник Омского государственного аграрного университета @vestnik-omgau
Рубрика: Сельскохозяйственные науки
Статья в выпуске: 3 (11), 2013 года.
Бесплатный доступ
В статье представлены данные по интенсивности накопления пластических веществ в зерне яровой твердой пшеницы в различные периоды зернообразования. Установлены связи интенсивности накопления пластических веществ в зерне яровой твердой пшеницы с агрометеорологическими факторами, с долей фотосинтеза и долями реутилизации веществ в период налива зерна из различных органов растения.
Яровая твердая пшеница, пластические вещества, реутилизация, ассимилянты, налив зерна, формирование зерна, зернообразование
Короткий адрес: https://sciup.org/142198910
IDR: 142198910
Текст научной статьи Интенсивность накопления пластических веществ и доля реутилизации веществ яровой твердой пшеницы в условиях южной лесостепи Западной Сибири
Зерно твердой пшеницы является незаменимым сырьем для производства высококачественных макаронных изделий, используется в крупяной и кондитерской промышленности. Расширение посевов яровой твердой пшеницы в Западной Сибири наряду с другими причинами сдерживается также и недостаточной изученностью особенностей роста и развития растений и формирования зерна новых сортов этой культуры.
Интенсивность и направленность процессов поступления, а также отложения веществ в запасающие органы отражают ход формирования урожая и его качество. Одно из общепринятых свойств сорта – это способность активно аккумулировать пластические вещества в хозяйственно полезной части урожая. При этом не всегда лимитирующей стороной является интенсивность накопления пластических веществ и интенсивность синтеза в вегетативных органах. Чаще всего хороший урожай высокого качества – это результат согласованного взаимодействия вегетативных и генеративных органов. Исследования сортовых особенностей интенсивности накопления пластических веществ и доли реутилизации веществ необходимы как для разработки приемов регулирования распределения веществ с целью максимального накопления их в зерновках и обеспечения стабилизации урожая, так и для определения тестов оценки селекционного материала при создании новых сортов [1].
Объекты и методы
На опытном поле университета в 2006–2008 гг. были изучены особенности продукционного процесса в репродуктивном периоде развития сортов яровой твердой пшеницы: Омская Янтарная, Жемчужина Сибири и Омский Корунд. Метеорологические условия вегетационного периода (май – сентябрь) в 2006 г. характеризовались как среднесухие (ГТК = 0,96), в 2007 г. – как избыточно увлажненные (ГТК = 1,64), в 2008 г. – засушливые (ГТК = 0,70).
Почва опытного участка – лугово-черноземная. Мощность гумусового горизонта от 20 до 25 см. Карбонатные новообразования в профиле представлены диффузно, пятнами. Карбонаты выщелочены относительно глубоко (70–80 см). В целом гранулометрический состав двухметровой толщи – средне- и легкосуглинистый. Обеспеченность почвы доступными формами азота – средняя, фосфора – средняя, калия – очень высокая.
Срок посева 23–24 мая. Способ посева – сплошной рядовой сеялкой ССФК – 7, норма высева 4,5 млн всхожих зерен на га. Глубина посева семян 4–6 см. Повторность в опыте 4-кратная. Учетная площадь одной делянки 28 м².
Агротехника в опыте соответствовала общепринятой в зоне для яровой твердой пшеницы.
Изучение динамики зернообразования проводилось по методике Н.Н. Кулешова с уточнениями Ю.Б. Коновалова и Л.И. Шаниной, доля реутилизации веществ при наливе зерна расчитывалась по методике Г.В. Удовенко [2; 3; 4]. Все материалы, полученные в ходе исследований, подвергались математической обработке.
Результаты исследований
Максимальная интенсивность накопления пластических веществ в зерне в период его формирования в условиях 2006 г. отмечалась у сорта Омский Корунд; в 2007 г. у сортов Жемчужина Сибири и Омский Корунд интенсивность накопления пластических веществ в зерне была практически равной, а в 2008 г. максимальные значения этого показателя были отмечены у сортов Омская Янтарная и Омский Корунд (табл. 1).
Таблица 1
Интенсивность накопления сухого вещества зерном яровой твердой пшеницы по периодам зернообразования в зависимости от сорта , г/сут. на 1000 зерен
Сорт |
Формирование |
Налив |
Формирование – налив |
||||||
Год |
|||||||||
2006 |
2007 |
2008 |
2006 |
2007 |
2008 |
2006 |
2007 |
2008 |
|
Омская Янтарная |
0,68 |
1,08 |
1,31 |
0,96 |
0,90 |
1,94 |
0,85 |
0,96 |
1,63 |
Жемчужина Сибири |
0,67 |
1,35 |
1,22 |
0,73 |
0,87 |
1,40 |
0,71 |
1,05 |
1,31 |
Омский Корунд |
0,73 |
1,34 |
1,35 |
1,16 |
1,11 |
1,20 |
0,99 |
1,18 |
1,25 |
Среднее за 2006–2008 гг. |
|||||||||
Омская Янтарная |
1,02 |
1,27 |
1,15 |
||||||
Жемчужина Сибири |
1,08 |
1,00 |
1,02 |
||||||
Омский Корунд |
1,14 |
1,16 |
1,14 |
В период налива в 2006 и 2007 гг. интенсивнее накапливал сухое вещество в зерне также сорт Омский Корунд. В условиях 2008 г. зерно сорта Омская Янтарная интенсивнее накапливало сухое вещество по сравнению с другими сортами.
В целом за период «формирование – налив» и в среднем за 2006–2008 гг. наиболее интенсивно зерно накапливало пластические вещества у сортов Омская Янтарная и Омский Корунд (1,14–1,15 г/сут. на 1000 зерен); у сорта Жемчужина Сибири этот показатель практически всегда был несколько снижен.
На интенсивность накопления пластических веществ в зерне определенных сортов яровой твердой пшеницы оказывают влияние агрометеорологические факторы. Нами была выявлена очень тесная и существенная корреляционная связь ГТК периода «формирование – налив» с интенсивностью накопления пластических веществ в зерне для исследуемых сортов (η = 0,80–0,87). Причем связь ГТК периода «формирование – налив» с интенсивностью нако- пления пластических веществ в зерне вышеназванных сортов имела вид параболической кривой: при снижении ГТК интенсивность накопления пластических веществ уменьшалась. Среднесуточная температура воздуха также оказывала существенное влияние на интенсивность накопления пластических веществ в зерне в период налива для всех исследуемых сортов (η = 0,69–0,89). Более тесная связь в этот период отмечалась у сорта Омский Корунд (η = 0,84). В период «формирование – налив» также наблюдалась существенная связь интенсивности накопления пластических веществ в зерне со среднесуточной температурой воздуха у сортов Омская Янтарная и Омский Корунд (η = 0,85 и η = 0,68 соответственно). При повышении среднесуточной температуры воздуха интенсивность накопления пластических веществ в зерне увеличивалась. Следовательно, те сорта яровой твердой пшеницы, у которых периоды «налив» и «формирование – налив» проходили при более высоких температурах воздуха, более интенсивно накапливали пластические вещества в зерне. Корреляционные отношения интенсивности накопления пластических веществ в зерне с суммами осадков составили: за периоды «налив» и «формирование – налив» – у всех сортов (η = 0,77–0,84 и η = 0,77–0,91). Чем меньше выпадало осадков, тем интенсивнее зерно накапливало пластические вещества.
Интерес представляют и сортовые различия в характере прироста сухого вещества зерна в различные периоды его роста и развития, обусловленные различной реакцией на неблагоприятные погодные условия. Для более объективной оценки величины прироста массы 1000 зерен у различных сортов за каждый отдельный период зернообразования мы выражали в процентах от их максимальной массы 1000 зерен и, таким образом, исключали влияние сортовых различий в крупности зерна. Установлено, что в период формирования поступление в зерно пластических веществ незначительно. Кроме того, отмечалось, что под воздействием более высоких температур и ранневесенней засухи период формирования сокращался, соответственно, и сухого вещества зерном накапливалось еще меньше (табл. 2).
Таблица 2
Доля относительных приростов массы 1000 зерен у различных сортов твердой пшеницы в зависимости от срока посева по периодам зернообразования , % от максимальной массы 1000 зерен
Сорт |
2006 г. |
2007 г. |
2008 г. |
Среднее за 2006–2008 гг. |
||||
Формирование |
Налив |
Формирование |
Налив |
Формирование |
Налив |
Формирование |
Налив |
|
Омская Янтарная |
31,6 |
68,4 |
38,4 |
61,6 |
40,3 |
59,7 |
36,8 |
63,2 |
Жемчужина Сибири |
33,2 |
66,8 |
27,1 |
72,9 |
43,4 |
56,6 |
34,6 |
65,4 |
Омский Корунд |
28,9 |
71,1 |
35,4 |
64,6 |
37,1 |
62,9 |
33,8 |
66,2 |
Аналогичные закономерности были отмечены в исследованиях А.Г. Рожанского [6]. Период налива, напротив, отличается значительно более интенсивным притоком пластических веществ в зерно. Долю реутилизации веществ рассчитывали для того, чтобы более детально проследить динамику поступления веществ из стебля и колоса.
Наибольшее поступление пластических веществ в зерно идет за счет фотосинтеза, о чем свидетельствует доля фотосинтеза (табл. 3). Наибольший приток пластических веществ за счет фотосинтеза отмечался у сорта Омская Янтарная. Доля реутилизации общая и доля реутилизации веществ из стебля при наливе зерна были практически равными и варьировали в зависимости от сорта в пределах 20,3–40,5% и 14,8–53,6% соответственно. Кроме того, необходимо отметить, что в острозасушливый 2008 г. основной приток ассимилянтов в зерно осуществлялся за счет фотосинтеза (79,7–83,4%). Также отмечалось резкое сокращение доли реутилизации общей и доли реутилизации веществ из стебля по сравнению с этими же показателями за 2006 и 2007 гг. Наименьшее поступление пластических веществ было из колоса у всех исследуемых сортов. Так, доля реутилизации веществ из колоса в период налива зерна составляля в среднем за 2006–2008 гг. 3,7–5,1%.
Таблица 3
Доля фотосинтеза и реутилизации веществ из различных органов растения яровой твердой пшеницы при наливе зерна, %
Год |
Сорт |
Доля фотосинтеза |
Доля реутилизации (общей) «старых» ассимилянтов при наливе зерна |
Доля реутилизации веществ из стебля при наливе зерна |
Доля реутилизации веществ из колоса при наливе зерна |
2006 |
Омская Янтарная |
66,9 |
33,1 |
30,9 |
3,1 |
Жемчужина Сибири |
61,6 |
38,4 |
53,6 |
3,4 |
|
Омский Корунд |
59,5 |
40,5 |
37,0 |
4,3 |
|
2007 |
Омская Янтарная |
73,5 |
26,5 |
40,0 |
4,5 |
Жемчужина Сибири |
64,0 |
36,4 |
38,8 |
7,4 |
|
Омский Корунд |
68,8 |
31,2 |
58,3 |
1,2 |
|
2008 |
Омская Янтарная |
79,7 |
20,3 |
17,8 |
3,6 |
Жемчужина Сибири |
83,4 |
26,6 |
14,8 |
4,4 |
|
Омский Корунд |
81,6 |
28,4 |
21,6 |
7,9 |
|
Среднее за 2006– 2008 |
Омская Янтарная |
73,4 |
26,6 |
29,6 |
3,7 |
Жемчужина Сибири |
69,7 |
33,8 |
35,7 |
5,1 |
|
Омский Корунд |
70,0 |
33,4 |
39,0 |
4,5 |
Нами была установлена тесная связь доли фотосинтеза с интенсивностью накопления пластических веществ во все периоды зернообразования и у всех исследуемых сортов (r = 0,73–0,76). Также была установлена обратно пропорциональная связь общей доли реутилизации веществ с интенсивностью накопления пластических веществ во все периоды зерно-образования и у всех исследуемых сортов (r = –0,60…–0,76). Таким образом, чем меньше общая доля реутилизации веществ, тем интенсивнее зерно накапливает пластические вещества. Существенных связей интенсивности накопления пластических веществ в зерне с долей реутилизации веществ из стебля и из колоса в период налива нами не выявлено.
Выводы
-
1. Наиболее интенсивное накопление сухого вещества зерном яровой твердой пшеницы отмечается в период его налива.
-
2. Связь влияния ГТК, среднесуточной температуры воздуха на интенсивность накопления пластических веществ в зерне как в период налива, так и в период формирования – налива была тесной (η = 0,68–0,92).
-
3. Связь влияния на интенсивность накопления зерном пластических веществ в периоды налива и формирования – налива для всех сортов тесная (η = 0,77–0,84 и η = 0,77–0,91 соответственно).
-
4. Наибольшее количество пластических веществ в зерно поступает за счет фотосинтеза. Тесная связь фотосинтеза с интенсивностью накопления пластических веществ отмечается во все периоды зернообразования у всех сортов (r = 0,73–0,76).
-
5. Чем слабее идет отток ассимилянтов в период налива зерна из вегетативной массы в зерно, тем интенсивнее оно накапливает пластические вещества (r = –0,60…–0,76). Наименьшая доля пластических веществ в период налива зерна поступает в зерно из колоса.
Список литературы Интенсивность накопления пластических веществ и доля реутилизации веществ яровой твердой пшеницы в условиях южной лесостепи Западной Сибири
- Бирюков, С.В. Донорно-акцепторные отношения у различных генотипов озимой пшеницы и их использование в селекции/С.В. Бирюков//Вестник сельскохозяйственной науки. -1992. -№ 7-12. -С. 96-102.
- Кулешов, Н.Н. Формирование, налив и созревание зерна яровой пшеницы в зависимости от условий произрастания/Н.Н. Кулешов//Зап. Харьк. СХИ. -1951. -Т. 7. -С. 51-139.
- Коновалов, Ю.Б. Формирование продуктивности колоса яровой пшеницы и ячменя/Ю.Б. Коновалов. -М., 1981. -175 с.
- Шанина, Л.И. Колошение и зернообразование яровой пшеницы в южной лесостепи Омской области: автореф. дис. … канд. с.-х. наук/Л.И. Шанина. -Омск, 1971. -20 с.
- Рожанский, А.Г. Влияние предшественников, сроков сева и крупности семян на урожай твердой пшеницы в лесостепи Красноярского края: дис. … канд. с.-х. наук/А.Г. Рожанский. -Омск, 1968. -282 с.