Особенности фотосинтеза в онтогенезе различных по эколого-географическому происхождению сортов сои

перспективных сортов сои северного экотипа фактически не проводились .

В связи с чем , целью настоящей работы было изучение особенностей протекания темновых реакций фотосинтеза у сортов сои различных эколого географических зон , для научного основания приоритетных направлений селекции культуры в Центрально - Черноземном регионе РФ .

Материал и методика исследований

Исследования были проведены в 2009-2010 годах в рамках тематического плана ЦКП « Генетические ресурсы растений и их использование » и в соответствии с заданием Министерства сельского хозяйства РФ .

Полевые опыты закладывались на опытном поле Всероссийского научно - исследовательского института зернобобовых и крупяных культур ( ВНИИЗБК ). Площадь делянки составляла 10 м ², повторность 4- х кратная , размещение – рендо - мизированное .

Объектами исследований являлись 8 сортов сои , которые были разделены на четыре группы по эколого - географическому происхождению : сорта Орловской селекции – Ланцетная , Свапа ; Рязанской селекции – Магева , Окская ; Белгородской и Воронежской селекции – Белгородская 48, Воронежская 31 и сорта Белорусской селекции – Припять , Ясельда .

Измерение показателей фотосинтеза проводили с помощью партотивного газоанализатора LI-6400, который позволяет в контролируемых условиях на интактных растениях фиксировать количество поглощенной углекислоты , транспирацию , устьичное сопротивление и температуру листа . Для измерений брались листья , закончившие свой рост без видимых признаков старения и повреждения вредителями или болезнями . Учеты вели как в течение светового дня , так и в наиболее важные для формирования урожая фазы роста растений : цветение , плоский боб , налив семя , зеленая спелость .

Полученные экспериментальные данные были обработаны статистически с использованием современных компьютерных программ и учетом методических указаний Ю . Б . Доспехова (1979).

Результаты и их обсуждение

Полученные экспериментальные данные свидетельствуют , что интенсивность фотосинтеза листьев в онтогенезе растений сои имеет выраженную динамику . В погодных условиях вегетационного периода 2009 года , который по увлажнению и температурному режиму в целом был благоприятен для культуры , ее величина с фазы цветения до фазы плоского боба возрастала в среднем на 15%, а затем – к фазе зеленой спелости бобов снижалась в среднем на 46%. При этом сорта сои Рязанской селекции отличались не только наиболее высоким пиком интенсивности поглощения молекул СО 2 листьями , но и ее спада к фазе зеленой спелости бобов ( рис .1).

цветение плоский    налив    зеленая боб      семян    спелость cорта Орловской селекции сорта Рязанской селекции сорта Белгородской и Воронежской селекции сорта Белоруссокой селекции

Рисунок 1- Динамика интенсивности фотосинтеза в онтогенезе различных групп сортов сои , 2009 год

сорта Рязанской селекции сорта Белгородской и Воронежской селекции сорта Белоруссокой селекции

В 2010 году пик активности фотосинтеза у всех групп сортов сои был смещен к фазе налива семян , что вероятнее всего было обусловлено засушливыми условиями вегетации растений на протяжении почти всего периода их развития . Но и в данных погодных условиях Рязанские и Белорусские сорта отличались наибольшей активностью фотосинтеза листьев ( рис .2).

Дневной ход фотосинтеза у сортов сои был типичным для сельскохозяйственных культур . Наиболее активно поглощение молекул углекислоты осуществляли верхние листья растений в утренние и после обеденные часы , а в полдень отмечался выраженный ее спад , в среднем на 40%. Сорта Рязанской и Белорусской селекции имели в это время достоверное преимущество перед другими сортами ( рис .3).

время суток (час) cорта Орловской селекции сорта Рязанской селекции сорта Белгородской и Воронежской селекции сорта Белоруссокой селекции

Рисунок 3 - Интенсивность фотосинтеза у различных групп сортов сои в течение дня , 2009- 2010 год

Однако , по интенсивности фотосинтеза средних и нижних листьев растений изученные сорта различались менее существенно . В каждой группе были генотипы как с высокой , так и низкой активностью фотосинтеза . Среди сортов Орловской селекции наиболее высокими значениями этого показателя отличался сорт Ланцентная , у Рязанской селекции – Окская , у Белгородской и Воронежской селекции – Воронежская 31, у Белорусской селекции – сорт Припять , которые могут рассматриваться как песпективный исходный материал для селекции ( табл . 1).

Рисунок 2 - Интенсивность фотосинтеза у различных групп сортов сои по фазам , 2010 год

Таблица 1 - Интенсивность фотосинтеза листьев (µ моль / м ²* с ) разных ярусов растений сои

Сорта Ярус листьев в среднем на одно раст. верхний средни й нижний Орловской селекции Ланцетная (стандарт) 10,39 11,99 5,53 9,30 Свапа 11,03 5,11 3,81 6,65 Среднее по группе 10,71 8,56 4,67 7,98 Рязанской селекции Магева 13,12 6,65 4,11 7,96 Окская 12,87 13,85 3,00 9,90 Среднее по группе 12,99 10,25 3,55 8,93 Белгородской и Воронежской селекции Белгородская -48 8,13 2,10 0,36 3,53 Воронежская- 31 11,28 6,59 6,37 8,08 Среднее по группе 9,70 4,34 3,36 5,80 Белорусской селекции Ясельда 9,47 5,06 1,63 5,38 Припять 12,61 12,63 3,22 9,48 Среднее по группе 11,04 8,84 2,42 7,43 НСР05 0,65 1,13 0,79 - растений: Автореф. дис. … д-ра биол. наук. Л., 1971.

• 4.    Кумаков В . А . Фотосинтетическая деятельность растений в аспекте селекции // Физиология фотосинтеза / Под ред . Ничипоровича А . А . М .: Наука , 1982.

• 5.    Кумаков В . А . Физиологическое обоснование моделей сортов пшеницы . М .: Агропромиздат , 1985.

• 6.    Мокроносов А . Т . Онтогенетический аспект фотосинтеза . М .: Наука , 1981.

• 7.    Мокроносов А . Т . Доноро – акцепторные отношения в онтогенезе растений // Физиология фотосинтеза . М .: Наука , 1982.

• 8.    Мокроносов А . Т . Фотосинтез и продукционный процесс // Физиология растений на службе продовольственной программы СССР . М .: Знание , 1988. № 2.

• 9.    Насыров Ю . С . Физиолого - генетические основы повышения урожайности сельскохозяйственных культур // Сельскохозяйственная биология . 1979. Т .XIV. № 6.

• 10.    Ничипорович А . А . Фотосинтез и теория получения высоких урожаев . Тимирязевское чтение . М .: АН СССР , 1956.

• 11.    Чиков   В . И .    Фотосинтез и транспорт

  ассимилятов . М .: Наука , 1987.

Заключение

Полученные экспериментальные данные в совокупности позволяют заключить , что характер протекания реакций фотосинтеза у растений сои во многом типичен для сельскохозяйственных культур .

Наиболее активно поглощение молекул СО 2 осуществляется в утренние часы ( в 10:00) верхними , а в некоторых случаях ( сорта Ланцентная , Окская ) и средними листьями растений в период формирования и налива семян , когда отмечается высокий спрос на фотоассимиляты . Среди изученных сортов наиболь шей фотосинтетической активностью листьев обладают сорта Рязанской селекции и прежде всего сорт Окская , который может быть использован в селекции как базовый исходный материал для создания сортов нового поколения – с высокой интенсивностью фотосинтеза .

Доспехов .- Изд .4- е , доп . и перераб .- М .: Колос , 1979.- 416 с .

фотосинтетической деятельности яровой пшеницы в процессе селекции и их связь с урожайностью и биологическими особенностями

ОрелГАУ