Содержание к диссертации
Введение
1. ВЛИЯНИЕ ПОНИЖЕННЫХ ТЕМПЕРАТУР НА РОСТ, РАЗВИТИЕ И ПРОДУКТИВНОСТЬ ЯРОВОЙ И ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ 9
2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ 39
3. ВЛИЯНИЕ ПОНИЖЕННЫХ ТЕМПЕРАТУР НА РАЗВИТИЕ И УРОЖАИ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ 48
3.1. Влияние продолжительности весенних похолоданий в начале вегетации и низких положительных температур ночью в фазу 3-х листьев на развитие яровой пшеницы 48
3.2. Влияние продолжительности воздействия низких положительных температур, близких к физиологическому нулю, и сочетания их с заморозками в начальный период вегетации на урожай яровой пшеницы 54
3.3. Влияние низких положительных температур ночью разной продолжительности в фазу трех листьев на формирование урожая яровой пшеницы 64
4. ВЛИЯНИЕ ПОНИЖЕННЫХ ТЕМПЕРАТУР ОСЕНИ И ВЕСНЫ НА РОСТ, РАЗВИТИЕ, УРОЖАЙ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ 70
4.1. Влияние пониженных температур в осенний период на интенсивность роста разных по морозостойкости сортов озимой пшеницы 70
4.2. Влияние пониженных температур на прекращение и возобновление роста у озимой пшеницы в период активной вегетации 78
4.3. Опредедение минимальных температур прекращения и возобновления роста у озимой пшеницы осенью и их связи с морозостойкостью 84
4.4. Влияние пониженных температур осени на формирование пространственного габитуса растений различных по морозостойкости сортов озимой пшеницы 103
4.5. Влияние весенних колебаний температуры воздуха на интенсивность роста, темпера туру прекращения и возобновления роста озимой пшеницы 116
4.6. Влияние температур, близких к физиологи ческому нулю, весной на длину вегетационного периода и урожай озимой пшеницы 132
ВЫВОДЫ 140
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 142
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ (предложения) 145
ЛИТЕРАТУРА 147
ПРИЛОЖЕНИЕ 163
- ВЛИЯНИЕ ПОНИЖЕННЫХ ТЕМПЕРАТУР НА РОСТ, РАЗВИТИЕ И ПРОДУКТИВНОСТЬ ЯРОВОЙ И ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ
- МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
- Влияние продолжительности весенних похолоданий в начале вегетации и низких положительных температур ночью в фазу 3-х листьев на развитие яровой пшеницы
- Влияние пониженных температур в осенний период на интенсивность роста разных по морозостойкости сортов озимой пшеницы
Влияние пониженных температур на рост, развитие и продуктивность яровой и озимой пшеницы
Проблема роста растений занимает в современной физиологии растений одно из центральных мест. Рост как интегральный процесс является одним из ведущих в формировании урожая, обеспечивая морфогенез растений, их онтогенетическое развитие и филогенетическую связь поколений.
Особенно актуальна эта проблема в практическом растениеводстве. Отражая общий итог всех функциональных изменений в растениях и наиболее тесно коррелируя с накоплением шли биомассы, показатели роста могут и должны использоваться при оценке физиологического состояния растений, оценке их экологической приспособленности и адаптивных возможностей.
При организации агрономического контроля за посевами и ходом накопления шли урожая эти показатели позволяют быстро выявлять все случаи отклонения темпов роста от нормы, определять и уточнять сроки необходимого вмешательства при оптимизации условий выращивания и своевременно принимать меры по устранению влияния неблагоприятных факторов среды.
Понятие рост за последние сто лет развития науки претерпело значительные изменения. Основоположник учения о росте растений немецкий физиолог д. Sacks . (1882) и В.Ротерт в России (1891) понимали под этим процессом увеличение объема растений, обусловленное изменением их формы, что отражало только внешние признаки проявления роста, но не затрагивало его внутренней стороны.
Определение роста, раскрывающее клеточную и даже субклеточную природу этого процесса, впервые было дано в работах А.С.Фаминігцина (1887), идеи которого о молекулярных основах ростовых процессов были продолжены и развиты Л.Постом (1914). Отвергая представление о росте, как о простом увеличении клеток и органов, эти ученые понимали под ростом процесс образования все новых и новых количеств живой протоплазмы.
Развитие биохимии позволило расшишть и углубить представление о росте. Д.И.Ивановский (1919) впервые сдеяал попытку связать этот процесс с вашейшим свойством живого - чувствительностью ко всякого рода воздействиям. По его определению рост -это "результат сложной и длинной цепи различных процессов, происходящих в среде специфического субстрата, состоящего из живых клеток с их весьма чувствительной ко всякому воздействию протоплазмой".
Активные научные поиски в биологии привели к формированию понятия об онтогенезе растений, что обусловило появление новых формулировок роста. Так, Н.Г.Холодный (1935) считая, что рост -это "всякое необратимое увеличение размеров или массы организованного тела (организма, органа, ткани или кяетки), связанное с нормальным онтогенезом, независимо от того, какие именно части организма (активные или неактивные) увеличивается, а также возрастает или убывает при этом запас свободной энергии в растущем образовании". После Н.Г.Холодного рост растений в биологии стали рассматривать как один из основных процессов их индивидуального развития, отражшощий многие внутренние процессы жизнедеятельности растений, в том числе синтез и распад вещества в организме при его взаимодействии с условиями внешней среды.
Материал и методика исследований
Работа проводилась в течение І975-І98І гг. на сконструированном и построенном нами агрометеорологическом комплексе Пушкинских лабораторий ВИР (Коровин А.И., Калинин Н.И., Козлов Г.И. и др., I98D , путем постановки мелко деляночных и вегетационных опытов. В исследовании использовались в основном сорта яровой и озимой пшеницы, рекомендованные и подобранные отделом пшениц ВИР.
В качестве сортов-классификаторов озимой пшеницы были взяты наиболее морозостойкий сорт Альбидум 114 (к-46731) , из сред неморозостойких - Мироновская 808 (к-43920), из слабо морозостойких - Безостая I (к-42790) . В качестве сортов-стандартов яровой пшеницы использовали сорт Ленинградка (к-20241) , как более холодостойкий, и менее устойчивый - Саратовская 29 к-40599.
Вегетационные опыты закладывались в сосудах, вмещающих 5 кг абсолютно сухой супесчаной почвы, удобренной РК из расчета 0,1 г питательного начала каждого элемента на I кг сухой почвы, по методике, принятой в отделе агрометеорологии ВИР (Коровин А.И., Абрамов В.К., Дюбин В.Н., 1980) .
Яровую пшеницу высевали в начале мая, озимую - в конце августа, в каждый сосуд по 20 семян. Влажность почвы в сосуде поддерживалась на уровне 50-60% от полном влагоемкости путем полива. Повторность в опытах - 4-кратная. Деляночные опыты закладывались на участке агрометеорологического комплекса, по которому на рельсах перемещалась низкотемпературная камера (Козлов Г.И., Садовник В.Н., Яковлев 10.И., Калинин Н.И., 1979). С помощью передвижной рельсовой камеры можно регулировать температуру воздуха на делянках. Размер делянки 1,2 х 1,5 м.
При изучении влияния пониженных температур на длину вегетационного периода и урожай ярвой пшеницы использовались два сорта - Ленинградка и Саратовская 29. Пониженные температуры (среднесуточные 5твС ) создавапи в пленочных вегетационных домиках с регулируемой температурой. Время воздействия пониженными температурами от 3 до 21 дня от посева. Контроль и доращи-вание растений производили при температуре 18 20С.
Влияние пониженных ночных температур на вегетацию и урожай яровой пшеницы изучали на сорте Ленинградка в вегетационных пленочных домиках. Дневная температура была 18-20С. Ночью температуру снижали до 1-3 и 5-8С с 22 до 6 ч. утра.
Изучение влияния заморозков на вегетацию и урожай яровой пшеницы проводили по методике, разработанной А.И.Коровиным и Г.И.Козловым (1982).
Влияние пониженных температур в осенний период на интенсивность роста разных по морозоустойчивости сортов озимой пшеницы изучали в естественных условиях с непрерывной фиксацией роста от фазы 2-го листа до прекращения вегетации. Одновременно проводились фенологические наблюдения и фиксировались метеорологические условия.
В опыте было 3 сорта: Алабасская, Безостая 1и Скороспелка Л-І.
Контроль за ростом во всех опытах проводили ауксанографи-ческим методом по методике, разработанной В.С.Шевелухой (1970).
Влияние продолжительности весенних похолоданий в начале вегетации и низких положительных температур ночью в фазу 3-х листьев на развитие яровой пшеницы
С продолжительностью вегетационного периода связано множество свойств растений, определяющих их уход от заморозков, засухи, вредителей и болезней. Продолжительность вегетационного периода влияет на количество и качество урожая.
Температура воздуха является одним из основным лимитирующих длину вегетационного периода фактором при наличии достаточной влаги в почве. Пониженные температуры обычно воздействуют на растения в начальный период их развития.
Многие исследователи изучали влияние весенних заморозков на вегетационный период и продуктивность яровой и озимой пшеницы (Кумаков В.А., 1980, Коровин А.И., 1981 и др.).
В отдельных работах рассматривалось влияние продолжительности заморозков на длину вегетационного периода различных культур (Коровин А.И., 1972).
Однако в литературе практически нет конкретных данных о влиянии пониженных положительных температур, близких к физиологическому нулю, и продолжительности их воздействия на вегетацию яровой пшеницы.
Известно, что пониженные температуры влияют не только на весь период вегетации в целом, но и на отдельные фазы развития растений. Это влияние зависит от величины среднесуточной температуры в период воздействия (Коровин А.И., 1972). В литературе встречаются немногочисленные данные по этому вопросу. Так, Н.И. Калинин ( 1982) изучал воздействие различных температур от 15 до 35 на продолжительность отдельных фаз развития яровой пшеницы. Однако в его опытах не учитывалась амплитуда колебаний между дневными и ночншли температурами воздуха и температурный фактор был постоянным в течение всей фазы развития, в которую действовала температура. Данных же о влиянии разной продолжительности воздействия среднесуточных температур, оптимальных днем и резко пониженных ночью, на наступление и длительность отдельных фаз развития в литературе почти нет.
В связи с этим, целью наших опытов в 1975-1976 гг. было изучение изменчивости вегетационного периода яровой пшеницы в зависимости от продолжительности сильных весенних похолоданий в начале вегетации и влияния разной длительности воздействия пониженных ночных температур, близких к физиологическому нулю, в фазу трех листьев на дальнейшее развитие яровой пшеницы.
Влияние весенних похолоданий на вегетационный период в целом изучали на двух широко распространенных сортах - Ленинградке и Саратовской 29. Воздействие низких ночных температур разной , длительности в фазу третьего листа на дальнейшее развитие растений изучали на стандартном для Ленинградской области, где часто наблюдаются резкие перепады температур днем и ночью, сорте Ленинградка.
Влияние пониженных температур в осенний период на интенсивность роста разных по морозостойкости сортов озимой пшеницы
По данным многих исследователей, различия в морозостойкости сортов озимой пшеницы зависят от интенсивности роста листьев в осенний период (Туманов И.И., 1940; Васильев И.М., 1956; Мель-цер Р. и Пономарев В.И., 1967; Куперман Ф.М., 1969; Виноградова В.В., 1972; Моисейчки В.А., 1977). Снижение интенсивности роста осенью способствует развитию более высокой устойчивости растений.
Однако влияние низких положительных температур, близких к физиологическому нулю, осенью на интенсивность роста разных по морозо- и зимостойкости сортов озимой пшеницы изучено еще недостаточно.
И.И.Туманов (1979) отмечает, что в его опытах при благоприятной температуре сорта пшеницы не различались по размерам надземных частей, но в условиях низких положительных температур неустойчивые образцы формировали более крупные листья.
В опытах R. Diehi (1952) хорошо зимующие сорта озимой пшеницы при температурах немного выше 0 росли медленнее, чем легко вымерзающие, однако, четкого различия между ними по этому признаку все же не было установлено.
Таким образом, в литературе нет единого мнения по этому вопросу. Большинство исследователей, делая свои заключения, не приводят данные метеорологических условий во время наблюдений за ростом различных по морозоустойчивости сортов. К тому же, методы исследований роста растений, как правило, не всегда достаточно точны. Только используя ауксанографический метод измерения роста растений, можно сделать объективные выводы о закономерностях роста различных сортов озимой пшеницы осенью (В.С.Шевелуха, 1980).
В связи с этим, для выяснения данного вопроса нами были проведены опыты с непрерывной фиксацией роста различных по морозоустойчивости сортов озимой пшеницы осенью от фазы 2-го листа до прекращения вегетации.
Даты наступления основных фаз развития озимой пшеницы и метеорологические условия осени 1979 г. представлены в табл.4.I. Вегетация озимых продолжалась до 28 ноября. Период кущения составил 64 дня. К моменту прекращения вегетации растения имели в зависимости от сорта 3-5 побегов кущения.
Как показали наши опыты, при данных метеорологических условиях осени различий в приросте листа у разных по морозоустойчивости сортов ОЗИМОЕ пшеницы в фазу 2 и 3-х листьев не наблюдается. Из рис.4.1 видно, что все три сорта: высокоморозостойкий сорта Алабасская, менее устойчивый (ниже средней) Безостая I и слабоустойчивык Скороспелка Л-І при температурах выше 5С имели в фазу трех листьев одинаковую интенсивность роста. Лишь 2Q/IX-79 при снижении температуры ниже 5С слабоустойчивый к низким температурам сорт Скороспелка Л-І несколько снизил прирост.
