Особенности фенологического развития проса (сорт Тувинское местное): опыт исследования ex situ

В работе представлены некоторые данные по ритмике развития проса (сорт – Тувинское местное) в лабораторных условиях. В эксперименте использовалась семена Сут-Хольской популяции. Исследовался цикл развития побегов и репродуктивных структур проса. Знания об эколого-биологических особенностях различных популяций или эколого-географических рас, культивируемых в регионе сорта проса, в условиях чистого эксперимента ex situ важны для разработки рекомендаций по их районированию, выработке принципов их селекционного улучшения и интродукции в климатически контрастные районы Тывы.

Материал и методика

Материал был собран во время комплексной биологической экспедиции ТывГУ летом 20072008 гг. с посещением сел Алдан-Маадыр, Сум-бер-Уула и Ийме Сут-Хольского кожууна. В Сут-Холе выращивают 2 сорта проса: Тувинское местное и Иртышское – 10 [1]. Для изучения биологических особенностей проса был выбран сорт – Тувинское местное. Семена были получены у местного арата Ооржак Шолбан Бопуя-ковича.

Сорт – Тувинское местное выведен Чадан-ским ГСУ путем отбора (авторы Шкоркины). Районирован 1965 г. Скороспелый, вегетационный период – 60-70 дней. Средняя урожайность – 40-45 ц/га. Масса 1000 зерен – 5,5-6 г. Метелка раскидистая. Зерно пленчатое, овальноудлиненной формы, серо-зеленого цвета. Среднеустойчивый к пыльной головне [2].

Для характеристики сорта использовали метод 1000 семян. Для этого отсчитывались две пробы чистых семян проса по 500 штук. Далее взвешивались с точностью до граммов на аналитических весах.

До посева семена (30 штук) предварительно замачивались в воде в течение 12 ч. при температуре 25-27оС. Это обеспечивает появление быстрых и дружных всходов, получение высокого урожая. Посев проса производился на каштановой легкосуглинистой почве в глубину 3-4 см.

Результаты и обсуждение

Результаты изучения биоритмов развития по фенологическим фазам исследованного сорта проса представлены в таблице.

Выборка двух фракций семян для последующего посева осуществлялась на основе учета морфологических признаков семян (оттенков цвета кожуры и размеры зерен). В опыте 2 использовались семена с более коричневатым оттенком кожуры с преобладанием мелких (менее 2,0 мм) зерен. В результате выявилась незначительная разница в ритмике фенологического развития, что в какой-то мере указывает на наличие двух экотипов сорта – Тункинское местное в Сут-Холе.

Таблица

Фенологические фазы развития сорта Тувинское местное

Варианты опыта	Дата посева	Даты наступления фаз
		Всходы	Кущение	Выход в трубку	Колошение	Спелость
						Молочная	Восковая	Полная
Опыт 1	27.01.09	30.01.09	13.02.09	22.02.09	06.03.09	16.03.	23.03.	14.04.
Опыт 2	27.01.09	31.01.09	16.02.09	26.02.09	09.03.09	20.03.	02.04.	21.04.

Через 3-4 дня после посева появились всходы в виде шильца, способного к вытягиванию. Несмотря на малые размеры, семена проса всходят с глубины 10-12 см. Однако температурный фактор влияет на время появления всходов. При температуре 8° С всходы проса появляются через 10-15 дней, при 15°С – через 4-5 дней, при 20-25°С – через 3 дня. Оптимальная температура для роста и развития – 12-13° С при глубине заделки семян на 3-4 см.

Кущение – особая форма ветвления побегов, образование скученной группы боковых побегов близ основания главного из наземных и подземных почек. При хорошем увлажнении в фазе кущения образуется уже достаточно мощная корневая система. В нашем случае кущение наступило через 14 дней после появления массовых всходов и продолжалось в течение 10-15 дней.

По данным М.П. Модестова (вероятно, в условиях полевого опыта), кущение начинается через 15-20 дней после появления всходов и продолжается 10-12 дней. В этой фазе вегетации происходит зачаточное формирование стеблей и интенсивное развитие корневой системы (рис.). Во время кущения наряду с нарастанием вегетативных органов развиваются и конусы роста, из которых позже образуются метелки.

Рис. Схема развития проса на начальном этапе онтогенеза

1 – прорастание; 2 – всходы; 3 – образование придаточных корней; 4 – кущение

Кущение при недостатке тепла может растягиваться до 35-40 дней. Наиболее энергично просо кустится при температуре 18-20 °С и достаточной влажности почвы (60-80% НВ). В целом при дефиците освещенности, тепла и влаги фаза кущения растягивается и в результате образуется много подседа, т.е. развитие побегов без закладки цветковых почек [3].

Посевы проса легко угнетаются сорняками в связи с медленным ростом, особенно в первый период после появления всходов. С начала фазы кущения рост проростков заметно ускоряется и сорняки для него уже не опасны.

При развитии на побегах растений 6-7 листьев они переходят к фазе выхода в трубку. Это связано с усиленным ростом стебля, при котором интенсивно нарастает надземная масса растений и корневая система.

По нашим наблюдениям в этой фазе увеличиваются размеры как растения, так и конусов нарастания, на нижней части которых появляются бугорки (закладка цветковых почек в соцветии). Образуются веточки метелки. За 9-10 дней зачаточная метелка приобрела форму плотной кисти, затем началась дифференциация колосков и удлинились веточки (на 4-й день). В колосках сформировались чешуйки, цветочные пленки и органы цветка.

Выметывание (или колошение) – это процесс выхода соцветия из влагалища верхнего листа.

Выметывание длится от 12 до 18 дней. Метелка зацветает через 2-4 дня после начала выметывания.

В наших опытах продолжительность полного выметывания одной метелки проса, составляла от 8 до 14 дней. Интересно отметить, что метелки, которые заканчивали полное выметывание за более короткий срок, отличались большей продуктивностью.

Цветение проса наступило на 2-3-й день со дня начала выметывания. С наступлением этой фазы у проса приостановились рост стебля и развитие корневой системы. Цветение продолжалось 10-12 дней. Первыми зацветали верхние и наружные боковые колоски, затем основание метелки и с наружной части внутрь. Метелки цветут в основном утром, между 10-11 часами. Цветение в большей степени зависит от особенностей погоды, температуры воздуха. Теплая и ясная погода способствует цветению, а наоборот, пасмурная, холодная – задерживает его [3].

Зерна (семянки) начали созревать на 45-й день и дозревали еще 5 суток. Это стадия молочной спелости, когда зерна приобретают зеленый цвет и при придавливании выходит молочное студенистое образование. Зерна созревали с верхней части метелки, затем в середине и в конце созревали цветки, расположенные в нижней части соцветия. Когда верхняя часть метелки достигает полной спелости, средняя находится в состоянии восковой, а нижняя еще зеленая.

Полное созревание семян наступает через 3947 дней от начала колошения. Вегетационный период у сорта – Тувинское местное длился 77

дней, а по литературным источникам, он равен 80-90 дням с колебаниями 60-120 дней.

Выводы

Вегетационный период проса в лабораторных условиях продолжался 77 дней при средней температуре 25-27оС. Такие фазы, как выход в трубку (9 дней) и колошение (12 дней), шли в ускоренном темпе. Высокая температура сокращала прохождение этих фаз. С наступлением цветения у проса приостановились рост стебля и развитие корневой системы. Цветение продолжалось 10-12 дней. Характерная особенность проса – экономное потребление влаги в течение всего вегетационного периода – от прорастания семян до созревания. Растения способны выдерживать длительное завядание. Максимум потребления влаги приходилось в период от начала выхода в трубку до конца колошения и образования зерна.

В целом продолжительность фаз развития подвержена большим изменениям, чем общая длина вегетационного периода. Рост и развитие проса, особенно в начальный период, зависят от температурных условий.