Потенциальная и реальная семенная продуктивность козлятника восточного (Galega orientalis Lam., Fabaceae) в зависимости от возраста растений

ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ И РЕАЛЬНАЯ СЕМЕННАЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ КОЗЛЯТНИКА ВОСТОЧНОГО

(GALEGA ORIENTALIS LAM., FABACEAE) В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВОЗРАСТА РАСТЕНИЙ

И. В. Елтышева3, Н. Л. Колясникова3 ь а Пермская государственная сельскохозяйственная академия, 614000, Пермь, ул. Коммунистическая, 23 ь Пермский государственный университет, 614990, Пермь, ул. Букирева, 15

Изучена семенная продуктивность Galega orientalis Lam. (сем. Fabaceae). Установлены различия потенциальной и реальной семенной продуктивности у растений 2-го и 3-го года жизни, у побегов различного порядка.

Козлятник восточный - нетрадиционная сельскохозяйственная культура для Предуралья. Известно о двух попытках введения в культуру этого растения на территории Пермской области - в 20-х и 50-х гг. XX в. (Овёснов, 1959). Но широкое распространение культуры в хозяйствах области отмечается с конца 80-х - начала 90-х гг. Интерес к козлятнику восточному вызван большой экономической эффективностью его использования в кормопроизводстве и животноводстве. Помимо этого, достоинствами козлятника являются экологическая пластичность, продуктивное долголетие, эколого-стабилизирующая роль в агросистемах в связи с тем, что корневая система растения предохраняет почву от водной эрозии, повышает её плодородие.

Семенная продуктивность козлятника восточного остаётся малоизученной. Исследование этого вопроса не только имеет теоретический интерес, но и может способствовать повышению семенной продуктивности культуры, так как создание новых, более продуктивных сортов невозможно без знания величины потенциала продуктивности и степени его реализации у исходного материала.

Задачей данного исследования явилось изучение потенциала плодо- и семяобразования и его реализации у растений козлятника.

Исследования проводились в 2004 г. в учхозе «Липовая гора» ПГСХА. Объектом исследования явились растения козлятника восточного сорта Гале 1-, 2- и 3-го года жизни, произрастающие на дерново-подзолистых почвах в рядовых посевах на площадях 0,5 га.

Посевы козлятника 2-го и 3-го года жизни зарастают до полного проективного покрытия, поэтому трудно определить границы между отдельными растениями. В связи с этим для получения характеристики растении этих возрастных групп мы изучали отдельные элементы парциального куста.

Для установления потенциала плодообразова-ния определяли долю цветущих растений, долю генеративных побегов, среднее число соцветий на генеративный побег, среднее число цветков на соцветие.

Реализацию потенциала плодобразования определяли как отношение числа плодов к числу цветков, выраженное в процентах (по Ахундовой, 2003).

Для расчёта потенциала семяобразования или коэффициента семенификации (КС) определяли потенциальную (ПСП) и реальную семенную продуктивность (РСП). КС рассчитывали как отношение РСП к ПСП, выраженное в процентах (Вайна-гий, 1974).

Одновременно изучали фертильность семязачатков и пыльцы растений козлятника.

Значения фертильности мы находили для отдельных растений. Выборка для расчёта среднего показателя составила 50 растений. Количество фертильных семязачатков с крупными крахмальными зёрнами и стерильных семязачатков с нарушенным синтезом крахмала определяли окрашиванием J в KJ после препарирования (Способ выделения..., 1991). Пыльцевые зёрна окрашивали ацетокармином и просматривали с помощью микроскопа при увеличении в 300 раз. Вёлся учёт окрашенных фертильных пыльцевых зёрен и стерильных, неокрашенных, меньших по размеру, со смятыми оболочками (Паушева, 1974).

При изучении потенциала плодобразования козлятника 1-, 2- и 3-го года жизни и его реализации были получены следующие результаты.

Потенциальная и реальная семенная продуктивность козлятника восточного...     51

Таблица 1

Побегообразование растений козлятника 1-, 2-, 3-го года жизни

Год жизни	Число вегет. побегов (элемент парц. куста), М±т	Число генер. побегов (элемент парц. куста), М±гп	Доля генеративных побегов, %
1-й	2,5±1,26	0	0
2-й	3,0±2,10	1,4±0,82	32
3-й	1,6±1,76	2,7±1,60	63

Таблица 2

Потенциал плодо- и семяобразования растений козлятника 2-го и 3-го года жизни

S я * Ч О U

X S ^^ в S § у а

а Й е а Р Ч X

Число соцветий на элем. парц. кусте, М±ш

Число цветков на 1 соцветие, М±ш

Й±Е У ^ сУ 01

ПСП, семязачатков на побег

Фертильность, М±щ, %

® а С G

ГЧ S X о 5 ® а >2 о С с

СО S и <и § ° о С к

? С в

s S &

m S X и § а ° о С в

s g V § о-

5 X to а 5 о С в

СП s в ° 1 С в

СУ

сУ 3 К

2-й

70

32

1.6 ± 0.74

1.5 ± 0.52

2

48 ± 18.1

29 ± 18.0

11 ± 9.2

6.7 ± 1.48

515

291

147

84.6 ± 11.8

97.0 ± 3.62

3-й

96

63

2.0 ± 0.64

1.9 ± 0.71

1.9 ± 0.74

68 ± 17.4

44 ± 18.2

24 ± 12.6

5.8 ± 1.39

789

485

264

89.4 ± 8.57

91.9 ±9.05

Таблица 3

Реализация потенциала плодо- и семяобразования растений козлятника 2го и 3-го года жизни

Год жизни	Порядок побега	Число бобов на 1 соцв., М±т	Реализация потенциала плодообразов.,%	Число семян на 1 плод, М±щ	РСП, семян на побег	КС, %
2-й	1	13±9,3	19	3,1±1,91	64	12
	2	6±6,1	14	2,9±1,85	26	8
	3	2±0	13	—	-	—
3-й	1	41±14,7	85	4,1±2,04	336	42
	2	16±8,3	55	3,3±2,00	100	20
	3	6±7,0	55	1,9±1,26	22	8

Доля цветущих растений козлятника 2-го и 3-го года жизни составила соответственно 70% и 96%, растения 1 -го года жизни не цвели (табл.2).

Из цветущих растений 2-го года жизни 74% развивали генеративные побеги только I порядка, 23% - генеративные побеги I и II порядка, 3% -побеги I, II и III порядка. Для козлятника 3-го года жизни эти показатели равны 38%, 27% и 35% соответственно.

Доля генеративных побегов, развивающихся на одном элементе парциального куста, составила 32% от общего числа побегов для растений 2-го года жизни и 63% для растений 3-го года жизни. Общее число побегов, приходящихся на элемент парциального куста, у обеих групп достоверно не различалось. Данные о побегообразовании растений приведены в табл. 1.

Растения 3-го года жизни превосходили растения 2-го года жизни по таким показателям, как среднее число соцветий на элемент парциального куста, число цветков на соцветие, причём последний показатель отличался у побегов 1-, 2-, 3-го порядков.

Обе группы растений обладали высоким процентом фертильности семязачатков и пыльцы, достаточным для эффективного оплодотворения. Результаты измерений занесены в табл. 2.

Таким образом, потенциал плодообразования и семенной продуктивности выше у растений козлятника 3-го года жизни, у побегов 1-го порядка. Данные о реализации потенциала плодообразования приведены в табл. 3.

Исследования показали, что козлятник восточный характеризуется высоким потенциалом плодо-и семяобразования и низкой его реализацией. Спад реальной продуктивности по отношению к потенциальной может быть объяснён частичной стерильностью семязачатков, опадением бутонов (менее 5%), поражённостью завязей и развивающихся плодов грызущими насекомыми (1-2%). Вероятно, существуют и другие причины низкой реализации потенциала продуктивности.

Анализ потенциального и реального плодо- и семяобразования козлятника восточного выявляет зависимость этих показателей от возраста растений и, с учётом вариативности признаков, условий произрастания. У растений козлятника 3-го года жизни процент реализации потенциала плодо- и семяобразования оказался выше, чем у растений 2го года жизни. Возможно, это зависит от морфометрических показателей: высоты растений, площади всасывающей поверхности корней, площади фотосинтезирующей поверхности. У растений 3-го года жизни эти показатели выше, что обнаруживалось визуально, но корреляция не исследована.

У побегов 1-го порядка показатели плодо- и семяобразования выше, чем у побегов 2-го и 3-го порядков, что может быть связано с ухудшением минерального питания побегов 2-го и 3-го порядков, с уменьшением активности опылителей, длины светового дня и фотосинтетической активности. Период цветения побегов 1-го порядка в год наблюдений пришёлся на вторую декаду июня, а период плодоношения - на третью декаду июня, аналогичные периоды у побегов последующих порядков наступили на декаду позже.

Таким образом, нами выявлена динамика повышения как потенциальной, так и реальной семенной продуктивности растений козлятника в течение первых трёх лет жизни.