Устойчивость некоторых сортов сорговых культур к разнокачественному засолению почвы

10.24411/1990-5378-2018-00151

Засоление почв – это процесс накопления в почве более 0,25% от ее массы солей, вредных для растений, таких, как хлориды, карбонаты натрия, сульфаты. Этот процесс наиболее распространен в засушливых районах, обычно в понижениях рельефа, так же встречается в почве смеси солей в различных соотношениях.

Задача освоения и использования засоленных и солонцеватых почв, занимающих более 20% суши земного шара, актуальна для многих стран мира. Содержание солей в почве от 0,2 до 0,25% уже снижает урожай многих не солеустойчивых сельскохозяйственных культур, а при содержании солей 0,25-0,5% почва считается среднезасоленной и урожай любой культуры на такой почве заметно падает. При более высоком засолении почва становится не пригодной для возделывания растений [1].

Проблема повышения урожайности сельскохозяйственных культур, выращиваемых на засоленных почвах, может решаться как путем мелиорации, так и возделыванием более солеустойчивых растений. Поэтому для сельскохозяйственного производства очень важно знать, какие культуры и даже сорта следует высевать на подобных почвах.

Сорго – род однолетних и многолетних травянистых растений семейства злаки, или Мятликовые, включает около 30 видов, которые про

израстают в Азии, Африке, Южной и северной Америке, Европе и Австралии. Ряд видов сорго выращивается как культурное растение - хлебное, техническое и кормовое. Имеет способность произрастать на почвах разного механического состава, а самое главное, является солеустойчивым. Зерновое и сахарное сорго лучше других трав переносят засоление почвы, формируют высокие урожаи фитомассы. В ранних исследованиях установлено, что сорта зернового сорго весьма существенно отличаются устойчивостью к различным типам засоления субстрата [3;4].

Цель настоящего исследования: оценить степень солеустойчивости сорговых культур и их сортов селекции ФГБНУ «Поволжский НИ-ИСС» к различным типам засоления почвы и выявить особенности роста и развития проростков в условиях разнокачественного засоления.

Задачи исследования: определить всхожесть семян некоторых сортов сорговых культур в условиях различного засоления; установить степень устойчивости исследованных сортов к хлоридно-му, сульфатному и смешанным типам засоления; выявить некоторые особенности развития проростков, различающихся по степени устойчивости к определенным типам засоления субстрата.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Определение степени солеустойчивости растений по изменению их продуктивности под влиянием фактора засоления связано с рядом сложностей, в связи с этим применяют лабораторные методы диагностики [7]. Используемый в настоящей работе метод определения степени солеу-стойчивости сортов по всхожести семян имеет достоверность, надежность, является технически не сложным и высокопроизводительным [2].

Исследования проводились в аналитической лаборатории зерна, кормов и почвы. Объектами исследования служили восемь сортов урожая 2017 года, созданные в 2004-2016 годы в ФГБНУ «Поволжский НИИСС» [5].

Для проведения настоящего исследования использовали чистые растворы хлорида и сульфата натрия, а так же смешанные растворы в пропорциях: 1:3; 2:2; 3:1. Концентрация растворов соответствовала осмотическому давлению 1,2 МПа, для их приготовления в 100 мл воды растворяли 1,68 г NaCl и Na₂SO_{4 ,}согласно общепринятой методике для данной культуры [2]. Чашки Петри предварительно прокаливали в термостате, проращивали семена между слоями фильтровальной бумаги, увлажняемой растворами солей по методу Бухингера [7]. Для данного исследования были отобраны не поврежденные, выровненные семена одной репродукции. Для получения контрольных значений семена проращивали на дистилированой воде. Опыт проводили в двух повторностях при температуре 24°С ( n =100).Устойчивость сорговых культур и их сортов к разным видам засоления определяли на основании всхожести семян и длины корней проростков. Всхожесть семян сорго определяли на 7-ой день с поправкой на контрольные значения: А= B/C·100%, где:

B - количество семян, проросших в опыте;

С - количество семян проросших в контроле.

При распределении устойчивости к засолению по длине корней, за положительный результат принимали длину от 1,0 (см) и более.

Распределение сортов сорговых культур по группам устойчивости проводили по данным «Широкого унифицированного классификатора СЭВ, возделываемых видов sorghum moench » [8]:

Устойчивость к засолению почвы (прорастание семян в 2.0% растворе NaCl).

1-очень низкая (прорастает < 20%)

2-низкая (20-40)

3-средняя (41-60)

4- высокая (61-80)

5-очень высокая (>80)

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Всхожесть семян сорго зернового в условиях разнокачественного засоления не достигала и не превышала уровень контроля по всем культурам и сортам и составила 16-98 % от контрольных значений (табл. 1).

На основании полученных данных делаем выводы, что суданская трава Кинельская-100 имеет большой процент всхожести к засолениям NaCl и к смешанным засолениям 2:2 и 3:1 (82,1-86,4%), средний процент всхожести при засолении Na₂SO₄ (54,7%), низкий процент при смешанном засолении 1:3 (37,8 %). Сорт Ки-нельская-200 имеет высший процент всхожести (81,6-91,8) ко всем типам засоления по сравнению с сортом Кинельская-100,кроме концентрации NaCl (65,3).

Сахарное сорго Кинельское-3 имеет достаточно высокий процент всхожести к смешанным типам засоления в концентрации 2:2 и 1:3 (81,6-83,6%) и чуть ниже при засолениях Na₂SO₄ и NaCl, 3:1 (69,3-77,5%). Сорт Кинельское-4, по сравнению с сортом Кинельское-3, имеет больший процент всхожести ко всем типам засоления. Очень высокий процент всхожести можно наблюдать при смешанном засолении 1:3 и 3:1 (94,0-98,0%). Менее всхожие семена при засолении чистым раствором Na₂SO₄ - (84,0%). При за-

Таблица 1 . Всхожесть семян сорговых культур в условиях разнокачественного засоления, % от контрольных значений

Сорт Тип засоления (NaCl: Na2SO4) Контроль (шт) Na2SO4 (1:0) % NaCl (1:0) % 2:2 % 1:3 % 3:1 % Суданская трава Кинельская-100 95,0 54,7 82,1 82,1 37,8 86,4 Кинельская-200 98,0 81,6 65,3 91,8 83,6 81,6 Сахарное сорго Кинельское-3 98,0 77,5 63,2 83,6 81,6 69,3 Кинельское-4 100,0 84,0 76,0 64,0 98,0 94,0 Зерновое сорго Премьера 96,0 70,8 47,0 47,9 60,4 54,1 Рось 98,0 77,5 38,7 65,3 65,3 63,2 Кинельское-63 94,0 80,8 31,9 31,9 44,6 25,5 Славянка 100,0 68,0 32,0 34,0 62,0 16,0 солении чистым раствором NaCl и смешанным раствором 2:2 семена взошли на (64,0-74,0%).

Сорт зернового сорго Премьера имеет высокий процент всхожести по отношению к контролю при засолении чистым раствором Na₂SO₄ (70,8 %) и несколько ниже при смешаном засолении 1:3 (60,4%). В остальных случаях наблюдается средний процент всхожести семян. Сорт зернового сорго Рось имеет высокий процент всхожести при засолении чистым раствором Na₂SO₄ (77,5) и при смешанном засолении 2:2,1:3 и 3:1 (63,2- 65,3%). Сорт Кинельское-63 из представленных четырех сортов зернового сорго, имеет очень высокий процент всхожести при засолении чистым раствором Na₂SO₄ (80,8%), средний процент всхожести наблюдается при смешанном засолении 1:3 (44,6 %) и низкий процент при остальных типах засоления (25,5-31,9%).

Зерновое сорго сорта Славянка имеет высокий процент всхожести к засолению чистым раствором Na₂SO₄ и при смешанном засолении 1:3 (62,0-68,0% соответственно). В остальных случаях всхожесть низкая (32,0-34,0%) и очень низкая (16%) [6].

Влияние разнокачественного засоления на длину корней сорговых культур указано в таблице 2.

При распределении устойчивости растений к засолению по длине корней за положительный результат принимали длину от 1,0 см и более. Длина корней сорговых культур составила от 0,1 до 6,0 см и не превышала контрольные значения по всем вариантам.

Отрастание корня у суданской травы Ки-нельская-100 дало положительные результаты только при засолении почвы чистым раствором Na₂SO₄. Сорт Кинельская-200, по сравнению с сортом Кинельская-100 дал положительные результаты при различных типах засоления, длина корня этого сорта составила от 1,0 см и более.

Сахарное сорго сорта Кинельское-3,показал наилучшие результаты при различных типах засоления, длина корней этого сорта составила 1,0-6,0 см.

Сорт Кинельское-4 так же, как и сорт Кинельское-3,показал положительный результат при различных типах засоления, исключением стало засоление чистым раствором NaCl, длина корня при этом засолении составила менее 1,0 см.

Отрастание корня у сорта зернового сорго Премьера показало незначительные результаты при засолении чистым раствором Na₂SO₄ и также при смешанном засолении 3:1,длина корней составила всего лишь 1,0 см.

Сорт зернового сорго Рось по сравнению с сортом Премьера также имеет два положительных результата по отношению к длине корней: засоление чистым раствором Na₂SO₄ (3см) и смешанное засоление растворами 2:2 (1 см).

Сорт зернового сорго Кинельское-63, по сравнению с сортами Премьера и Рось, имеет три наилучших результата по отношению к длине корней: засоление чистыми растворами Na₂SO₄ , NaCl и засоление смешанными растворами в соотношении 2:2.Корень отрос во всех вариантах на 5 см.

Зерновое сорго сорта Славянка, по сравнению с остальными сортами, имеет четыре положительных результата по отношению к длине корней: при засолении почвы чистыми растворами Na₂SO₄ и NaCl (1-6 см соответственно), и при засолении почвы смешанными растворами в соотношениях 2:2 и 1:3 (1-4 см).

На основании полученных данных сорта были распределены на пять групп устойчивости (табл. 3).

Практически все исследуемые сорта являются высокоустойчивыми в условиях сульфатного, хлоридного и смешанного в равных количествах засоления.

При сульфатном засолении Na₂SO₄, сорт суданской травы Кинельская-100, является среднеустойчивым и относится к третьему

Таблица 2. Влияние разнокачественного засоления на длину корней в (см)

Сорт	Тип засоления (NaCl: Na 2 SO 4 )
	Контроль	Na 2 SO 4	NaCl	2:2	1:3	3:1
Суданская трава
Кинельская-100	9,0	4,0	0,4	0,2	0,5	0,1
Кинельская-200	9,0	5,0	3,0	2,0	4,0	2,0
Сахарное сорго
Кинельское-3	7,0	6,0	1,0	4,0	6,0	4,0
Кинельское-4	8,0	5,0	0,5	1,0	5,0	2,0
Зерновое сорго
Премьера	8,0	1,0	0,5	0,5	0,5	1,0
Рось	9,0	3,0	0,7	1,0	0,6	0,4
Кинельское-63	6,0	5,0	5,0	5,0	0,4	0,1
Славянка	9,0	6,0	1,0	1,0	4,0	0,1

Таблица 3. Распределение сорговых культур по группам устойчивости к различным типам засоления

Класс устойчивости Тип засоления (NaCl:Na2SO4) Na2SO4 NaCl 2:2 1:3 3:1 1 - - — - Славянка 2 - Рось Кинельское-63 Славянка Кинельское- 63 Славянка Кинельская- 100 Кинельское- 63 3 Кинельская- 100 Премьера Премьера Кинельское- 63 Премьера Премьера 4 Кинельское-3 Премьера Рось Славянка Кинельская-200 Кинельское-3 Кинельское-4 Кинельское-4 Рось Рось Славянка Кинельское-3 Рось 5 Кинельская-200 Кинельское-4 Кинельское-63 Кинельская- 100 Кинельская-100 Кинельская-200 Кинельское-3 Кинельская-200 Кинельское-3 Кинельское-4 Кинельская- 100 Кинельская- 200 Кинельское-4 классу; сорт Кинельская-200, имеет очень высокую степень устойчивости и относится к пятому классу. При засолении чистым раствором NaCl сорт Кинельская-100, является очень высокоустойчивым и относится к пятому классу; сорт Кинельская-200, относится к четвертому классу устойчивости и имеет высокую степень устойчивости. При смешанном засолении 2:2,сорта Кинельская-100 и Кинельская-200,относятся к пятому классу и являются очень высокоустойчивыми. Очень высокую степень устойчивости при засолении смешанными растворами 1:3 имеет сорт суданской травы Кинельская-200, относящийся к пятому классу устойчивости. Сорт Кинельская-100 относится ко второму классу устойчивости при засолении 1:3 и имеет низкую устойчивость к засолению почвы смешанными растворами. Сорта суданской травы Кинельская-100 и Кинельская-200,при засолении смешанными растворами 3:1,относятся к пятому классу и являются очень высокоустойчивыми к засолению почвы смешанными растворами [6].

Сахарное сорго Кинельское-4, при засолении чистым раствором Na2SO4, имеет очень высокую степень устойчивости и относится к пятому классу, сорт Кинельское-3, который относится к четвертому классу имеет высокую степень устойчивости. При засолении чистым раствором NaCl, сорта сахарного сорго Кинельское-3 и Кинельское-4,являются высокоустойчивыми к засолению почвы и относятся к четвертому классу. Очень высокоустойчивым при засолении смешанных растворов 2:2,является сорт сахарного сорго Кинельское-3,относящийся к пятому классу устойчивости; к четвертому классу относится сорт Кинельское-4,который имеет высокую устойчивость при смешанных типах засоления почвы 2:2. При засолении смешанными растворами 1:3,сорта Кинельское-3 и Кинельское-4,имеют очень высокую степень устойчивости и относятся к пятому классу. Очень высокоустойчивым при засолении 3:1 является сорт Кинельское-4, который относится к пятому классу устойчивости; высокая степень устойчивости наблюдается у сорта Кинельское-3, относящийся к четвертому классу.

Сорт зернового сорго Кинельское-63, при засолении чистым раствором Na2SO4, имеет очень высокую степень устойчивости и относится к пятому классу; к четвертому классу относятся сорта зернового сорго: Премьера, Рось и Славянка, которые являются высокоустойчивыми. При засолении чистым раствором NaCl,среднюю устойчивость имеет сорт Премьера, который относится к третьему классу; низкую устойчивость имеют сорта Рось и Славянка, которые относятся ко второму классу устойчивости. Высокую устойчивость при смешанном засолении 2:2, имеет сорт Рось, который относится к четвертому классу; среднюю устойчивость можно на- блюдать у сорта Премьера, который относится к третьему классу; низкую устойчивость к засолению почвы имеет сорт Славянка, который относится ко второму классу устойчивости. Высокую устойчивость при засолении почвы смешанными растворами 1:3, можно наблюдать у сортов зернового сорго Рось и Славянка; среднюю степень устойчивости имеет сорт Премьера, который относится к третьему классу устойчивости. Высокую степень устойчивости при смешанном засолении 3:1, имеет сорт зернового сорго Рось, который относится к четвертому классу устойчивости; среднюю устойчивость к смешанным типам засоления можно наблюдать у сорта Премьера, относящийся к третьему классу устойчивости; очень низкая устойчивость наблюдается у сорта Славянка, который относится к первому классу устойчивости.

Таким образом, определение солеустойчи-вости, выявление особенностей длины корней суданской травы, сахарного и зернового сорго в условиях разнокачественного засоления, распределение некоторых сортов сорго по группам устойчивости, наряду с дальнейшим изучением внутренней сущности метаболических процессов, обуславливает тот факт, что сорговые культуры являются одними из многочисленных представителей групп галофитов среди культурных растений. Расширение посевов сорговых культур на засоленных землях - один из резервов повышения продуктивности кормов и занятости почв, не пригодных для возделывания других сельскохозяйственных культур.

• 3.

• 4.

• 5.

• 6.