Введение к работе
Актуальность проблемы. При продвижении кукурузы в более северные регионы, чем традиционные районы возделывания (Грачев Е.А., 1861; Колесов А.А., 1882; Таланов В.В., 1909; Toumois J., 1912; Мосолов В.П., 1950), осложняется несоответствием фотопериодической реакции данной теплолюбивой культуры длине дня в местах интродукции. И хотя растение - целостная система, характеризующаяся способностью приспосабливаться к условиям окружающейся среды, вес же необходим целенаправленный селекционный отбор, позволяющий ускорить адаптацию в требуемом налравлешш (Сотченко B.C. н др., 1974; Образцов А.С., 1981). Непрерьтные процессы самонастройки и приспособления растения и фитоценоза к меняющимся условиям среды и технологиям реализуется даже на морфофизиологическом уровне (Третьяков Н.Н., 1956; Шевелуха B.C., 1963). Полученные сорта и гибриды приобретают при этом экологическую устойчивость, что является условием реализации их потенциальной продуктивности для агроценоза в данной агроэкосистеме (Жученко А.А., 1990).
Одним из мощнейших регуляторов здесь выступает свет с его спектральным составом, интенсивностью и продолжительностью воздействия (Куперман Ф.М, 1960; Красина Е.Е., 1980; Шаин С.С., 1983). Облучение в видимой части спектра приводит к генетическим, биохимическим и фенотипическим изменениям (Шахов А.А., 1993), в связи с чем возникает настоятельная необходимость дополнительного изучения и уточнения регуляторно-фотоморфогенетического воздействия света.
Цель и задачи исследований. Целью настоящей работы являлось изучение регуля-торной и трофической роли света в росте и развитии кукурузы (Zea mays L.). Установить, какие морфофизиологические изменения происходят у гибридов кукурузы под воздействием лучистой энергии в видимой части спектра, уточнить термозависимость и фотопериодическую чувствительность современных гибридов (специально подобранной коллекции последних лет селекции) в условиях Центрального района Нечерноземья.
В задачи исследований входило:
изучить на основе фенотипических проявлений воздействие естественного светового периода — СП (определяемого сроками посева) и других регуляторных факторов среды на генотипы кукурузы;
выяснить в условиях искусственного климата морфофизиологические различия у Zea mays L. в зависимости от интенсивности и продолжительности поступления лучистой энергии видимой части спектра [фотопериода];
- проанализировать поярусно фотосинтетическую активность листьев кукурузы на
VU этапе органогенеза растения при разных фотопериодах.
Научная новизна. Установлена норма реакции адаптивных морфофизиологиче-ских признаков кукурузы (число листьев, ярус заложения верхнего продуктивного початка, структурные особенности мужских и '"Г"" ""і-^"8) при разных световых
режимах; изменение ряг а морфоУ&иЧйкнОЯгНшздакоч (ч «ело листьев, ярус НАУЧНАЯ БИБЛИОТЕКА Моск. сельскокоз академии
:К. сельскокоз академии - jr~/J
~fc-3S3tfr. А -з Wі^
продуктивного початка) при увеличении фотопериода носит не тинейныи a S-образный характер Уточнены световые периоды, при которых у современных гибридов разной скороспелости сильнее проявляется трофическая реакция на длительность облучения, выражающаяся в накоплении растениями биомассы Предложено использовать среднее арифметическое показаний термометров, измеряющих максимальную и минимальную температуры воздуха, в диагностике развития растений. Уточнены мотивации к определению оптимальных сроков посева кукурузы в Центральном, районе Нечерноземья
Впервые показаны
а) роль слабого досвечивания, удлиняющего световой день, как индуктора хода на
копления биомассы при 10-ч периоде интенсивного освещения растений Zea mays L ,
б) регутяторная роль зачатка (IV - V этап органогенеза) продуктивного верхнего
початка на фотосинтетическую активность листьев располагающихся на растении в од
ной с ним плоскости,
в) превалирующее влияние меньшего количества ярусов листьев (экспоненциальная
фаза нормы реакции генотипа по фотопернодам) на скорость накопления органического
вещества в початке,
г) проявление существенной изменчивости основных фенотипических признаков
кукурузы в естественных устовиях в зависимости от сроков посева,
д) концептуальная возможность определения суммарного истинного солнечного
сияния (при отсутствии прямых измерений) по сумме "эффективных температур 8 - 9 С
в период роста и развития растении в Центральной юне Нечерноземья
Научно-практическая значимость работы Результаты исследований дополняют современные представления о регузяторнои и трофической роли света в росте и развитии кукурузы Установленная норма реакции растении кукурузы на световое воздействие разных генотипов дает в будущем возможность целенаправленно иссзедовать молеку-тярно-генетические, Оиофизические и Ьиохимические изменения в коде их роста и развития
Использованный метод выбора продолжитеіьносі и СП (в устовиях искусственного климата) позволяет с достаточной для практики достоверностью заблаговременно выявить комплекс морфологических признаков растении для предполагаемой зоны возделывания и их зависимость от складывающейся солнечной иксочяшш в период вегетации что может быть использовано для оптимизации сроков высева кукурузы в естественных условиях и позволяет реализовать потенциал продуктивности растении в зависимости от целей использования урожая (зеленый корм, эерностержневая масса и др )
Примененный сиосоо досвечивания (удлинения дня рассеянным слаоым светом -УДРСС) может быть рекомендован при изучении процессов фотосинтеза и как перспективный - при производстве товарной, массы
Публикации По теме диссертации опуопиковано 3 научные работы
Апробация раооты Основные резузьтаты иссіедовании докладывались на IV съезде Общества физиологов растении Россия (Москва 1999 г ) ежегодной конференции
ученых ТСХА (Москва; 1996, 1997, 1998), на ежегодной конференции молодых ученых
ТСХА (Москва, 1995, 1996, 1997). - >
Структура и объем работы. Диссертация изложена на страницах машинописно
го текста и состоит из ведения, пяти глав, заключения и выводов. В работе представлено
6 таблиц 24 рисунка, список литературы включает 253 наименования.
Благодарности. Автор выражает сердечную признательность своему научному руководителю член-корреспонденту РАСХН, профессору Н.НЛретьякову за внимание и неоценимую помощь при постановке, обсуждении экспериментов, Н.П.Кочетову, А.И.Мартынюк; благодарит академика РАСХН В.С.Шевелуху, ректора Великолукской СХА В.П.Спасова, директора ВНИИ кукурузы В.С.Сотченко, директора Сибирского НИИСХ В.А.Домрачева, директора НИИ кукурузы и сорго Республики Молдова В.Е.Мику, сотрудника Звенигородской сортоиспытательной станции В.В.Раеву, а также С.Л.Желдак, В.Г.Земского, А.В.Карманеико, Е.Г.Колле, Е.Е.Крастину, А.С.Лосеву, А.В.Родина, С.А.Суад, сотрудников кафедр физиологии растений, генетики, селекции, биотехнологии, метеорологической обсерватории имени В.А.Михельсона, библиотек МСХА и ЦНСХБ.
