Содержание к диссертации
1. История изучения вида Triticum dicoccum (Schrank) Sciiueijl 8
История таксономического исследования 8
Происхождение и геномный состав Т. dicoccum 26
Возделывание и использование полбы в различных странах 30
Полба-древняя культура России 35
Ценные биологические и хозяйственные свойства полбы 42
2. Условия, исходный материал и методы исследований 49
Характеристика метеорологических условий в годы исследований 49
Материал исследования 51
Методы исследований 53
3. Характеристика вида Triticum dicoccum 57
Описание вида 57
Конспект вида Т. dicoccum 61
Новая разновидность европейского подвида 64
4. морфологические признаки Triticum dicoccum 66
4.1. Морфология колоса и его элементов 66
Изучение морфологии колосковой чешуи 67
Изучение морфологических признаков и размеров зерновки ...73
Морфологические признаки зерновки 73
Линейные размеры зерновки 77
Внутренние дефекты зерновок полбы (оценка рентгенографическим методом) 81
Морфологические показатели соломины 89
Некоторые аспекты изучения корневой системы 96
5. Биологические особенности Triticum dicoccum 100
5.1. Изучение ростовых процессов на начальных этапах развития в
различных экологических условиях у образцов подвидов полбы 100
5.1.1 Изучение полбы по ростовым показателям в лабораторных
условиях 100
5.1.2 Изучение ростовых процессов полбы в условиях фитотрона... 105
5.1.3. Изучение ростовых процессов у подвидов полбы в полевых
условиях 107
5.1.4 Сравнительный анализ ростовых показателей образцов полбы,
выращенных в различных экологических условиях 109
5.2 Вегетационный период и его составляющие у образцов различных
разновидностей и подвидов полбы 114
Период посев —всходы 114
Период всходы - колошение 115
Период колошение - созревание 119
5.2.4 Продолжительность вегетационного периода 119
5.3. Продуктивность и её элементы у образцов подвидов полны 122
5.3.1. Продуктивная кустистость 123
^ 5.3.2. Число колосков в колосе 126
Число зерен с главного колоса 128
Масса зерна с главного колоса 130
5.3.4. Масса 1000 зерен 133
5.3.6. Масса зерна с единицы площади (продуктивность) 135
Обсуждение полученных результатов 139
выводы 145
Практические рекомендации 148
Литература 149
Приложения 168
Введение к работе
Актуальность темы
Полба [Triticum dicoccum (Schrank) Schucbl.] - один из видов пшеницы. Культура полбы является, наряду с ячменем, самым древним хлебным растением на Земле. В цивилизациях Вавилонии, Шумера, древнего Египта она была основной пшеницей для питания. На территории России культура полбы также известна с древнейших времен - с V века до н.э. Наибольшие площади она занимала у нас в XVIII веке.
К сожалению, с XIX века на территории России началось резкое сокращение её посевов на фоне расширения производства мягкой пшеницы как более урожайной. К середине XX века она сохранилась как культура в Башкирии, Чувашии и на Северном Кавказе. В настоящее время коллекция образцов полбы изучается в ряде селекционных учреждениях России. Производственные посевы её возобновлены в Дагестане, а также имеются вблизи г. Черкесска, Карачаево-Черкесской республики (здесь возделывают сорт Приозерский).
Интерес к полбе не случаен. Эта культура не требовательна к условиям возделывания, отличается широкой экологической пластичностью, обладает скороспелостью, засухоустойчивостью, холодоустойчивостью и другими ценными признаками. Учитывая биологические свойства полбы, а также её высокие крупяные достоинства, следует приступить к возрождению посевов полбы на территории России и в частности на Северо-Западе, для чего необходимо изучение коллекции полбы в этих условиях в морфологическом и биологическом плане и выявление связи морфолого-биологических признаков с хозяйственно-ценными свойствами.
Н.И. Вавилов в своих работах подчеркивал, что описание вида нужно проводить на основе материалов, собранных из разных мест и изученного путем посевов в различных геофафических зонах. По мнению Н.И. Вавилова: «Во многих случаях в отдельных районах меняется состав наследственных
форм одного и того же вида; форма, типичная для одной области, может оказаться редкой в другой области или даже отсутствующей» (Том V, стр. 239).
В «Культурной флоре СССР. Пшеница» (1979), дано описание всех ви-~ дов пшеницы, в том числе и Triticum dicoccum (Schrank.) Schuebl., с указанием ботанического разнообразия, географического распространения, морфологических и других особенностей. Однако, материал по морфологии, биологии вида Т. dicoccum, представленный во Флоре, основан на данных полученных в южных подразделениях ВИР (Среднеазиатском филиале, Дагестанской и Кубанской опытных станциях), который полностью не отражает амплитуды изменчивости морфологических признаков и биологические особенности форм составляющих данный вид. Поэтому, изучение полбы в систематическом плане с учетом данных по Северо-Западу РФ и данных по другим регионам, накопленных за последние 25 лет с момента издания Флоры, является весьма актуальным.
Необходимо отметить, что работ по изучению полбы в условиях Северо-Запада мало: Е.А. Столетова (1925) изучала одну из самых распространенных разновидностей Т. dicoccum var. farrum и сопутствующую ей Т. dicoccum var. rufum. В результате изучения автором выделены и рекомендованы для возделывания отдельные формы указанных разновидностей. В 1998 г. К.А. Фунтовым завершено трехлетние изучение комплекса биологических и хозяйственно-ценных признаков коллекции полбы и выделены лучшие образцы для селекционного использования. Указанное исследование однако не имеет отношения к систематике полбы. В связи с чем необходимо изучение полбы в морфологическом, биологическом и систематическом плане в условиях Северо-Запада России. Исходя из вышеизложенного, данная тема является актуальной.
Цели и задачи исследований
Целью нашей работы явилось изучение морфологических и биологических особенностей у образцов подвидов полбы мировой коллекции ВИР в условиях Северо-Запада России; а также сравнение полученных данных с
приведенными в Культурной флоре (Пшеница) и определение связи между морфобиологическими и хозяйственными признаками у образцов подвидов полбы.
Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:
Изучить морфологические особенности колоса, колосков, колосковой чешуи, зерновки, соломины и корневой системы у подвидов пшеницы полбы, выращенных в условиях Северо-Запада и сравнить полученные данные с описанными раннее.
Изучить ростовые процессы на начальных этапах развития в полевых условиях и фитотроне у образцов подвидов полбы.
Изучить вегетационный и межфазный периоды, а также продуктивность и её элементы у образцов подвидов полбы.
Определить связь морфобиологических признаков полбы с хозяйственно-ценными свойствами и выделить лучшие образцы, перспективные в условиях Северо-Запада России.
Научная новизна и практическая ценность работы
Впервые на Северо-Западе исследованы морфологические признаки колосков и зерновок, а также ростовые процессы на начальных этапах развития в экологических условиях у образцов 20-ти разновидностей 4-х подвидов коллекции яровой полбы ВИР. В результате изучения пополнен перечень морфологических признаков колосков и зерновок подвидов полбы в сравнении с описанными в Культурной флоре (Пшеница). Полученные данные по морфологии и биологии полбы расширяют представления о внутривидовом разнообразии образцов мировой коллекции.
Нами выявлено, что биологической особенностью полбы в отличие от мягкой пшеницы является рост эпикотиля до фазы колошения, а у отдельных образцов -до полной спелости.
Нами обнаружена связь между формой бороздки зерновки и географическим происхождением сортообразцов, что имеет значение в познании истории интродукции полбы в Поволжье и на Урале.
Выделена, определена и описана новая разновидность пшеницы полбы — Triticum dicoccum var. peterburghum, благодаря чему, внутривидовая классификация полбы пополнилась новым таксоном. Кроме того, выделено 13 новых форм у различных разновидностей 3-х подвидов Triticum dicoccum.
Впервые с помощью рентгенографического метода проведена оценка качества зерновок (внутреннего состояния структуры зерновок) у разновидностей и подвидов полбы.
Выделенные лучшие образцы полбы представляют интерес для селекционного использования в условиях Северо-Запада России и переданы для изучения и включения в селекционный процесс в Северо-Западный НИИСХ (Белогорка).
Апробация работы
Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на заседаниях кафедры ботаники факультета биологии РГПУ им. А.И. Герцена (2001 - 2004 г.г.). По результатам исследований были сделаны доклады на: Межвузовской конференции молодых ученых РГПУ им. А.И. Герцена (2002 г.), Научно-теоретической конференции аспирантов и молодых ученых ГНЦ РФ ВИР (2003 г.), на Научно - практических конференциях РГПУ им. А.И. Герцена (СПб., 2002, 2004 г.г.), на методологических семинарах РГПУ им. А.И. Герцена (СПб., 2002, 2003, 2004 г.г.).
Публикации результатов исследований
По материалам диссертационной работы опубликовано 10 статей, в том числе 6 в соавторстве.
1. ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ ВИДА TRITICUM DICOCCUM (SCHRANK) SCHUEBL.
