Введение к работе
Актуальность исследований. Семенная продуктивность зерновых культур по-разному коррелирует со степенью кущения растений: при благоприятных условиях внешней среды корреляция положительная, при неблагоприятных — отрицательная. В связи с этим необходимо выяснить физиологические причины, лежащие в основе указанных коррелятивных отношений между побегами разных порядков, в том числе донорно-акцепторные связи в системе целого растения.
Так как рост и продуктивность отдельных побегов зависят от обеспеченности их не только фотоассимилятами, но и элементами минеравльного питания ( в первую очередь азотом ), большой интерес представляет изучение закономерностей распределения азота между главным и боковыми побегами пшеницы при разных уровнях азотного питания. Этот вопрос мало изучен, хотя имеются данные, что при исключении азота из корневой среды главный побег становится донором, а боковые побеги — акцепторами азота ( Миллер, 1950 ).
Донорно-акцепторные отношения имеют место и между разными органами одного побега,, причем их характер в онтогенезе меняется. В ряде работ установлено, что в фазы трубкования и колошения стебель пшеницы является органом, запасающим ассимиляты и азотсодержащие соединения, но с фазы молочной спелости зерна усиливается аттрагирующая способность колоса, в результате чего стебель становится донором азотсодержащих веществ ( Павлов, 1967, 1969; Третьякова, 2001; Simpson, Lambers, Dalling, 1989 ). Последнее подтверждается тем, что у пшеницы при удалении колоса увеличивается накопление ассимилятов и азота в стебле ( Чиков, Чёминосова, Бакирова, 1984; Третьякова, 2001 ). При недостатке или отсутствии азота в корневой среде усиливается отток этого элемента из стебля в колос зерновых культур ( Къдрев, Петков, 1970; Кондратьев, Варфоломеев, 1987 ). Однако, остается открытым вопрос, какие органы главного побега пшеницы могут быть донорами азота для боковых побегов и, наоборот, какие органы боковых побегов могут быть донорами азота для главных побегов при проявлении донорно-акцепторных ' отношений между побегами разного порядка ( например, при исключении азота из среды). ..,..-'
Цель и задачи исследований. Основной целью при разработке диссертационной темы являлось установление характера взаимоотношений побегов разного порядка в области азотного питания: конкуренция' и/или донорно-акцепторные связи. Для последних характерно усиление физиологической функции донора при увеличении «запроса» со стороны акцептора ( ов ). Для достижения этой цели поставлены следующие задачи:
1, Определить распределение азота между органами главного побега и
боковыми побегами при исключении этого элемента из среды после
выколашивания главного побега; . '
ЦНБМСХА фонд научной литературы
-
Выявить реакцию разных сортов пшеницы на концентрацию азота в отношении кущения и распределения азота по побегам разного порядка,
-
Пронаблюдать изменения в содержании азота у бокового побега после удаления главного побега в период его колошения, а также у главного побега после удаления бокового побега
Дополнительной задачей нашей работы было сравнить распределение азота и калия в растениях при наличии и отсутствии этих эаементов в питательной среде
Научная новизна Изучение динамики распределения азота и калия по органам яровой пшеницы разных сортов и при разных условиях минерального питания ( в генеративную фазу развития растений ) позволило установить возможность как конкурентных отношений между главным побегом ( ГП ) и боковыми побегами ( БП ), так и донорно-акцепторных отношений ( ДАО ) между ними, так и независимости ГП и БП друг от друга
Доказано, что в генеративный период развития растений ДАО в перераспределении азота между побегами разного порядка возникают только при исключении азота из среды после колошения пшеницы, но они выражены слабо ( во всяком случае, в изучаемый период)
Выявлены сортовые различия у мягкой ( Московская 21 ) и твердой ( Харьковская 46 ) яровой пшеницы в характере перераспределения азота в зависимости от уровня минерального питания. Эти различия зависели от уровня обеспеченности элементами минерального питания на предварительном этапе выращивания растений. Обнаружено, что избыточное минеральное питание для твердой пшеницы сорта Харьковская 46 создает такую структуру, которая характеризуется усиленным кущением, и для дальнейшего роста растения нуждаются в повышенном уровне азотного питания
Не обнаружено перераспределение калия между побегами разного порядка, в том числе и у опытных растений, находившихся на водопроводной воде с фазы колошения Но у этих растений четко выявилось перераспределение калия между органами в пределах побега, листья были донорами, а колосья и стебли - акцепторами Это явление отмечалось как у ГП, так и у БП
Установлено также, что при достаточном содержании азота в почве перераспределения азота между ГП и БП яровой пшеницы сорта Симбирка не происходит, то есть устраняются конкурентные отношения между побегами и это позволяет получать зерно хорошего качества как в колосе ГП, так и в БП
Практическая значимость Проведенные исследования по изучению ДАО в кусте целого растения пшеницы для азота и калия имеют большое как теоретическое, так и практическое значение Полученные результаты можно использовать1 при рассмотрении теоретических вопросов, связанных с регуляцией и управлением физиолого-биохимических процессов на уровне
целого растения; в практике сельского хозяйства, при выведении -высокопродуктивных сортов растений с продуктивными побегами кущения; в селекции для создания модели злакового растения, у которой донорные ; возможности фотосинтетического аппарата будут соответствовать -аттрагирующей емкости запасающих органов.
Результаты работы вошли в курсы лекций и методическое обеспечение при проведении практических занятий, написании курсовых работ в школен-лицее № 52 г. Рязани, на Естественно-географическом факультете: Рязанского государственного педагогического университета им. , С.А.Есенина и курсах повышения квалификации учителей биологии и химии Рязанского областного института развития образования. .,
Апробация работы. Результаты исследований по диссертационной теме были доложены на заседаниях Рязанского отделения МОИП ( Рязань, 1985 ), на научных конференциях МСХА и Таджикского СХИ в 1987., на II научной конференции институтов Орловской области ( Орел, 1994 ), Межвузовской -, научно-практической конференции РГПУ ( Рязань, 2003 ). Основные положения диссертационной работы опубликованы в 5 научных печатных работах.
Объем и структура диссертации. Содержание работы изложено на Ц5 страницах машинописного текста. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, выводов, списка литературы. Материалы диссертации проиллюстрированы 16 таблицами, 15 рисунками. Библиографический указатель содержит 200 источников,;, в том числе 34 иностранных.
