Введение к работе
Актуальность проблемы. Рис является основной культурой орошаемого земледелия и получил широкое распространение в мире. В настоящее время он занимает более 2/3 всех орошаемых земель, а общая площадь под «им составляет 144 .млн* га; Мировой сбор риса достигает 411 млн. тонн (ФАО, 1983). .Высокими темпами развивается рисосеяние и в СССР. За Десятилетне с 1970 по 1980 год площади под этой 'крупяной культурой возросли с 350 до 650 тыс. га, а валовой сбор зерна поднялся с 1,3 до 2,5 млн. тонн. В соответствии с решениями XXVI съезда КПСС в одиннадцатой пятилетке площади подрисом значительно расширены.
Однако при возделывании этой "культурыдалеко не полностью используются ее биологические возможности и потенциальная продуктивность. Одним из самых важных вопросов технологии возделывания риса является получение всходов* В практике рисосеяния до сих лор в довольно широких масштабах имеет место явление изрежизаемости всходов риса. По данным целого ряда авторов, тюлевая всхожесть семян остается низкой и в среднем за последние годы не превышает 25—35%., тогда как у других зерновых культур она в два-три раза выше. При недостаточной густоте растений на единице площади значительно снижается урожайность риса.
Причины (Низкой полевой всхожести семян риса остаются .малоисследованными, и выяснение их в первую очередь связано с изучением физиолого-биохимических процессов, протекающих їв прорастающих семенах в зависимости от сортовых особенностей и условий окружающей среды. Однако эти вопросы исследованы недостаточно. Поэтому тема «Физиология прорастания семян риса» относится к числу наиболее а-ктуаль-ных проблем сельскохозяйственной науки, имеющих большое теоретическое и практическое значение.
Цели н задачи исследования. Одной из причин, обусловливающих снижение полевой всхожести риса, является невысокая сила роста семян у отдельных районированных ісортов. Однако биохимические аспекты этого явления до сих лор ис-
Uf»>; із І::'., r*'. «. ,*.. 1\
следбваны 'мало, что .не дает возможности широко развернуть селекционную работу в направлении создания новых сорто-, образцов с высокой силой зерновок.
Семена риса как теплолюбивой культуры в условиях СССР чаще всего прорастают при неблагоприятных, пониженных температурах среды. В то же время очень слабо исследован вопрос о том, как сказываются разные пониженные-постоянные н переменные температуры на «схожести и прорастании семян, а отсюда и на густоте всходов риса.
Одной из важных биологических особенностей риса явля*
, ется устойчивость его семян к затоплению. Рис способен про
растать при .низких парциальных давлениях кислорода и даже
при полном отсутствии его. iB практическом отношении с этим
связан основной способ" получения" всходов, предусматриваю
щий периодический залив поля после посева риса в сухую
почву. Однако*, при таком водном режиме всходы риса. не
редко получаются изреженными. Природа устойчивости
прорастающих' зерновок к недостатку кислорода, особенно
причины их гибели в затопленной почве изучены недостаточ-
. но, что затрудняет разработку и совершенствование агрр-
технологичесиих приемов, заметно повышающих полевую
всхожесть семян риса. ' *
Исходя из изложенного, для исследования были взяты три Следующие основные задачи:
' 1. Изучить фиэиолого-бнохимические процессы,, протекающие в прорастающих зерновках разных сортов риса, с целью раскрытия биохимической природы силы роста семян. \ 2. Исследовать влияние разных пониженных постоянных it переменных температур среды на всхожесть и метаболизм семян риса с целью выявления 'причин изменения силы роста зерновок при воздействии холода и установления'физиологн; чеакн обоснованного раняего срока посева риса.
3. Изучить воздействие разных условий затопления на
метаболизм прорастающих семян с целью раскрытия при
роды устойчивости их к недостатку кислорода, установления
причин гибели в затопленной * почве и совершенствования
на этой оонове технологии получения оптимальных по густот
те всходов риса. ........
Научная новизна. При исследовании 'метаболизма, прорастающих зерновок разных сортов впервые для риса получен экспериментальный материал, характеризующий' особенности обмена веществ семян, связанные с нх силой, н обнаружена тесная взаимосвязь между содержанием нуклеиновых кислот в зародышах и силой роста семян. Помимо этого, впервые для этой культуры получены данные о темпах и характере поглощения воды зародышем и эндоспермом зерновки в зависимости от температуры среды и установлен
минимум оводнённостн' тканей зародыша, необходимый дліі начала прорастания семян.
При изучении .-влияния. пониженных температур на прорастание риса впервые установлены основные причины снижения силы семян при нахождении шх в увлажненной среде в условиях низких положительных температур; установлены температурные интервалы повреждающего н адаптационного воздействия постоянных и переменных температур на прорастающие семена; получены материалы о метаболизме прорастающих семян в условиях переменных температур и установлены основные причины положительного воздействия таких температур на прорастание риса.
В опытах по изучению влияния недостатка кислорода на прорастание семян -риса впервые получены материалы о значительных различиях в содержании целлюлозы в -колеоп*. тилях риса в зависимости от аэрации среды, а также данные о метаболизме прорастающих в затопленной плотнойсреде семян, позволяющие раскрыть основные (причины гибели риса в затопленной почве.
Практическая ценность н реализация, работы, в сельском хозяйстве. Изучение метаболических процессов, протекающих в прорастающих семенах разных сортов риса, имеет важное значение для селекции при создании сортообразцов с высокой силой семян. Знание этих процессов -позволит раэрабо* тать биохимические методы оценки селекционного материала на указанное качество семян. Обнаруженная нами лес* ная связь между содержанием нуклеиновых кислот в зародышах її темпами прорастания семян позволяет непосредст* вешю [приступить -к разработке такого метода, который, наряду с прямыми методами (по интенсивности роста проростков и др.), необходим для более полной и всесторонней оценки форм и сортов риса на высокую силу роста семян.
- Результаты изучения влияния пониженных температур
на прорастание семян риса являются теоретической основой
- для решения целого ряда агрономических задач, связанных
с получением ранних и оптимальных по густоте всходов риса.
В первую очередь это относится к физиологическому обосно
ванию срока тіосева и оптимальной глубины заделки семян
при получении всходов без затопления тюля. Последнее ос
новано на изучении особенностей роста мезокотиля и 'коле
оптиля 'проростка риса. Полученные материалы использова
ны при составлении рекомендаций производству по раннему
посеву риса. ... . .
Результаты исследования процессов .прорастания риса пріг .недостатке кислорода также являются теоретической основой для установления оптимального водного режима и глубины заделки семян при получении, всходов, в условиях
периодического затопления поля. Установление причин гибели іриса в затопленной почве имеет решающее значение для предотвращения продолжительного первоначального затопления посевов! что будет способствовать повышению полевой всхожести семян..В то же время дано, физиологическое обоснование .для получения, достаточно /густых всходов "и на" переувлажненных, лодтапливаемых участках, основанное'«а-изучении закономерностей роста .колеоптиля риса в затопленной почве, что позволило установить-для этих условий оптимальную глубину заделки, семян. Результаты, исследований по последнему вопросу явились теоретической предпосылкой; при разработке бороздкового посева риса, внедренного в производство в 1981 году.' . . ,.. . ,. ..
В целом материалы диссертации,.раскрывающие важней
шие вопросы физиологии прорастания семян риса,- имеют
самое непосредственное отношение к селекции н особенно к
технологии возделывания этой 'культуры. Вместе с тем, эти
материалы имеют существенное значение для общей физію-
логии семян, а также для физиологии устойчивости расти
тельных организмов к неблагоприятным факторам среды,
расширяя наши знания в важных областях физиологии рас
тений. ... .
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались: на расширенном заседании отдела .физиологии и биохимии ВгШИ.рнса'(1979), на заседании физиологов растений Краснодарского отделения Всесоюзного ботанического общества (Краснодар, 1980), на Всесоюзной конференции «Проблемы н пути повышения устойчивости растений к болезням «. экстремальным условиям среды в связи с задачами селек^ дни* (Ленинград, 1981), на Всесоюзной конференшгТҐ «Фн-зиолого-генетнческие основы интенсификации селекционного процесса» (Саратов, 1984), на Международном симпозиуме «Растение и ленслородный стресс» (Москва, 1985).
Основные результаты исследований опубликованы, в 32 .
научных.работах. , ' ."'[
Объем и структура работы. Диссертация состоит, из введения,, пяти глав, включающих 21 раздел, 5 подразделов, выводов ,и" предложений производству.. Список цитируемой литературы включает 323 отечественных. и 306 иностранных работ.:Матерналы диссертации изложены на 365 страницах машинописи и содержат 22 рисунка и.92 таблицы.
