Фотосинтетическая активность растений у сортов и новых перспективных образцов гороха посевного

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Фотосинтетическая активность растений у сортов и новых перспективных образцов гороха посевного

Филатова И.А.

старший научный сотрудник

Научно-исследовательский институт сельского хозяйства

Центрально-Черноземной полосы им В.В. Докучаева

Аннотация

В статье приведены результаты изучения содержания хлорофиллов «а» и «b» в растениях гороха посевного (Pisum sativum L.). Для выявления динамики изменения содержания хлорофиллов отборы проводились в два срока - бутонизация и формирование бобов. Объектами исследований выступали сорта местной селекции и перспективные сортообразцы, представленные усатым и листочковым морфотипами.

Ключевые слова: горох посевной, хлорофилл, сорт, морфотип, продуктивность.

PHOTOSYNTHETIC ACTIVITY OF PLANTS IN VARIETIES AND NEW PROSPECTIVE SAMPLES OF CROPPED PEAS.

Filatova I.A.

The article presents the results of studying the content of chlorophylls "a" and "b" in plants of sowing peas (Pisum sativum L.). To identify the dynamics of changes in the content of chlorophyll, the selection was carried out in two terms - budding and the formation of beans. The objects of research were varieties of local breeding and promising varieties represented by baleen and leaf morphotypes.

Keywords: pea seed, chlorophyll, variety, morphotype, productivity.

Актуальность проблемы

Наряду с основными лимитирующими показателями, определяющими продуктивность сорта, такими как количество бобов на растении, масса зерна с растения, масса 1000 зерен, количество растений на единице площади, пристальное внимание селекционеров направлены на изучение фотосинтетической функции растений [1][3][5]. Учеными ВНИИЗБК было установлено, что основная фотосинтетическая роль в системе целого растения приходится на листья и прилистники - до 90 %, и лишь 10 % на нелистовые части растений (створки бобов, стебель, черешки) [2]. Видимо, это отчасти и является причиной более низкой адаптивной способности усатых форм гороха над листочковыми.

В связи с этим, целью наших исследований стала сравнительная оценка ранее созданных сортов с перспективными сортообразцами гороха, представленными усатым и листочковым морфотипами, на содержание хлорофилла «а» и «b» в растениях.

Материал и методы исследований

Полевые исследования проводились в селекционном севообороте НИИСХ ЦЧП им. В.В. Докучаева в 2016 - 2018 гг. Предшественник - яровая пшеница. Почва представлена черноземом обыкновенным среднегумусным тяжелосуглинистым.

Погодные условия, сложившиеся в анализируемые годы, были различны. Оптимальными по тепло- и влагообеспеченности были 2016 и 2017 гг. Крайне неблагоприятным для гороха стал 2018 год. За период вегетации выпало всего 24 мм осадков, при сумме активных температур 1357^оС ГТК составил 0,2, что соответствует экстремальной засухе.

В качестве объектов исследования были отобраны два сорта гороха с усатым морфотипом: Фокор, Таловец 70 и сорт Дударь с листочковым морфотипом, перспективные образцы: Таловец 90, Л- 61/14 и Л- 62/14 - усатый морфотип; Л-34/13, Л-94/13 - листочковый морфотип. Содержание хлорофилла определяли в две фазы развития растений гороха - бутонизация и начало формирования бобов. Для получения средней пробы отбирались и измельчались листья, стебли и прилистники верхних 5 междоузлий.

Результаты исследований

Считается, что листочковые формы гороха отличаются от усатых более высоким содержанием хлорофилла [3]. В наших исследованиях такая тенденция прослеживается только в фазе бутонизации (таблица). У гороха с листочковым морфотипом содержание хлорофиллов «а» и «b» на 0,50 мг/г сух. в. или на 9 относительных процентных пункта выше, чем у усиковых форм. Это различие обусловлено наличием большего количества хлорофилла «а» - + 0,57 мг/г сух. в. или 10 относительных процентных пункта к усиковым формам. По содержанию хлорофилла «b», в среднем, у образцов гороха с усиковым морфотипом превышение над листочковым составило 0,07 мг/г сух. в. или 6 относительных процентных пункта. Но следует отметить, что между образцами с усатым морфотипом прослеживается сильная дифференциация по содержанию хлорофиллов «а» и «b». По содержанию хлорофилла «а», за 3 года исследований, наибольший показатель был у старого сорта Таловец 70 (усатый) - 5,17 мг/г сух. в., у остальных образцов содержание хлорофилла «а» находилось в близких друг к другу значениях - 3,95 - 4,12 мг/г сух. в.

Таблица. Содержание хлорофилла в растениях гороха, 2016-2018гг.

Примечание: * - данные за 2017-18гг.

горох посевной фотосинтетический

Значительный интерес представляет показатель содержания хлорофилла «b», как считают многие исследователи, он отвечает за адаптивность растений. Хлорофилл «b» обладает уникальными физико-химическими свойствами поглощать коротковолновой свет, который слабо поглощает хлорофилл «а», кроме этого хлорофилл «b» значительно увеличивает светосбор при пониженной освещенности, а при интенсивном светопотоке способствует рассеиванию потенциально опасного для растения избытка света (нефотохимическое тушение) [4].

По результатам испытаний был выделен перспективный сортообразец Л-61/14 обладающий высоким показателем содержания хлорофилла «b» - 1,73 мг/г сух. В, что на 0,63 мг/г сух. в. Выше, чем у ближайшего по данному показателю образца с листочковым морфотипом - Л-94/13 (таблица). У сортов с усатым морфотипом Таловец 70 (1,08 мг/г сух. в) и Таловец 90 (1,03 мг/г сух. в) содержание хлорофилла «b» находилось на уровне листочковых образцов Дударь - 1,0 мг/г сух. в, Л-34/13 - 1,01 мг/г сух. в, Л-94/13 - 1,10 мг/г сух. в.

Выявлена положительная корреляционная взаимосвязь между урожайностью и содержанием хлорофилла «а» в фазу бутонизации в благоприятные годы (2016г. и 2017г.) r_16-а= 0,421, r_17-а= 0,337. А в 2018 году, когда отмечались крайне неблагоприятные погодные условия для гороха, корреляционная взаимосвязь между урожайностью и содержанием хлорофилла «а» была слабо отрицательной r_18-а= -0,168. При анализе влияния на урожайность хлорофилла «b» наблюдается противоположная картина. В благоприятные годы связь имела отрицательную направленность r_16-b= -0,317, r_17-b= -0,204, а в 2018 году была зафиксирована слабоположительная взаимосвязь r_18-b=0,370.

При вхождении растений гороха в фазу формирования бобов различия по содержанию хлорофиллов «а» и «b» между усатыми и листочковыми формами нивелируются. Но выделяются отдельные образцы, сохраняющие достаточно высокое содержание хлорофилла. Это перспективный сорт с усатым типом листа - Таловец 90, обладатель самых высоких показателей по содержанию суммы хлорофиллов - 4,20 мг/г сух. в. и хлорофилла «b» - 0,86 мг/г сух. в. И лишь на 0,1 мг/г сух. в. уступил образцу Л-94/13 по содержанию хлорофилла «а». Также по суммарному значению хлорофиллов выделены образцы с листочковым морфотипом, это Дударь - 4,08 мг/г сух. в. и Л-94/13 - 4,13 мг/г сух. в. Образец с наименьшими показателями как по суммарному значению хлорофиллов «а» и «b», так и отдельно по каждому, принадлежал к листочковому морфотипу Л-34/13.

Таким образом, было установлено, что наибольшие различия между листочковыми и усатыми формами гороха проявляются в фазу бутонизации, при дальнейшей вегетации различия лимитируются.

В результате испытаний выделены образцы с усатым типом листа, обладающие высоким содержанием хлорофиллов «а» и «b»: Таловец 70, Таловец 90, Л- 61/14.

Было выявлено, что в благоприятные годы наибольшее влияние на продуктивность оказывает хлорофилл «а», а в неблагоприятные на первый план выходит хлорофилл «b».

Список литературы

1. Амелин А.В. Повышение активности и эффективности растений с помощью селекции // Зернобобовые и крупяные культуры. - 2016. - № 2 (18). - С. 89-94.

2. Амелин А.В. Физиологические особенности селекции зернового гороха листочкового морфотипа // Вестник Российской академии наук. - 2001. - № 4. - С. 29-31.

3. Новикова Н.Е. Механизмы антиоксидантной защиты при адаптации генотипов гороха (Pisum Sativum L.) к неблагоприятным абиотическим факторам среды / Н.Е. Новикова, В.И.Зотиков, Д.М. Фенин // Вестник ОрелГАУ. - 2011. - № 2 (11). - С. 5-8.

4. Тютерева Е.В. Хлорофилл b как источник сигналов, регулирующих развитие и продуктивность растений / Е.В. Тютерева, В.А. Дмитриева, О.В. Войцеховская // Сельскохозяйственная биология. - 2017. - том 52. - № 5. - С. 843-855.

5. Чекалин Е.И. Содержание пигментов в листьях и прилистниках у различных по степени окультуренности сортообразцов гороха полевого / Е И. Чекалин, А.В.Амелин, И.В.Кондыков // Вестник Орел ГАУ. - 2010.- №3(24). - С. 2-5.

References

1. Amelin A.V. Increasing the activity and efficiency of plants with the help of breeding // Leguminous and cereal crops. - 2016. - № 2 (18). - pp. 89-94.

2. Amelin A.V. Physiological features of selection of leaf pea grain pea morphotype // Bulletin of the Russian Academy of Sciences. - 2001. - № 4. - p. 29-31.

3. Novikova N.E. Mechanisms of antioxidant protection in the adaptation of pea genotypes (Pisum Sativum L.) to unfavorable abiotic environmental factors / N.E. Novikova, V.I.Zotikov, D.M. Phenin // Herald OrelGAU. - 2011. - № 2 (11). - p. 5-8.

4. Tyutereva E.V. Chlorophyll b as a source of signals regulating the development and productivity of plants / E.V. Tyutereva, V.A. Dmitrieva, O.V. Wojciechowska // Agricultural Biology. - 2017. - volume 52. - № 5. - p. 843-855.

5. Chekalin E.I. The content of pigments in leaves and stipules in varieties of field peas that differ in the degree of cultivation of pea / E I. Chekalin, AV Amelin, IV Kondykov // Vestnik Orel GAU. - 2010.- №3 (24). - p. 2-5.

Размещено на Allbest.ru