Введение к работе
Актуальность темы. Проблема повышения продуктивности растений пшеницы одна из приоритетных в исследованиях фотосинтеза и оптимизации селекционного процесса. Важнейшая задача селекции состоит в сочетании высокой потенциальной продуктивности с устойчивостью к неблагоприятным факторам среды.
Засуха влияет на все стороны продукционного процесса, в том числе на все основные показатели фотосинтетической деятельности, являющегося основой жизни растения. Устойчивые к ней сорта способны лучше адаптироваться в процессе онтогенеза, фотосинтетический аппарат и другие системы дольше сохраняют свою функциональную активность и высокий уровень фотосинтеза.
Важность проблемы засухоустойчивости обусловливает необходимость использования прямых и косвенных методов оценки генотипов. Физиологические методы их оценки достаточно трудоемки, применение их в селекционной практике затруднено, а косвенные методы затрагивают в основном какую-либо одну сторону засухоустойчивости, что также недостаточно для селекционеров.
Исходя из этого, изучение признаков, характеризующих продуктивность яровой мягкой пшеницы и реализацию ее в полевых условиях, а также комплексная оценка сортов и линий яровой пшеницы являются актуальными.
Цель и задачи исследования. Целью работы является определение совокупности фотосинтетических параметров, оптимизация которых обеспечивает высокий уровень продуктивности у пшеницы, сравнительная оценка по этим показателям сортов и перспективных линий на завершающих этапах селекционного процесса и изменение этих параметров под влиянием внешних факторов.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
1. Установить различия в структурной организации листа и активности отдельного хлоропласта, единицы листовой поверхности, а также динамику площади листьев главного побега у разных сортов в период вегетации.
2. Изучить фотохимическую активность хлоропластов листьев в зависимости от сортовых особенностей и факторов среды.
3. Изучить процессы накопления биомассы главного побега и колоса, выявить потенциальную продуктивность сортов и линий яровой мягкой пшеницы и ее реализацию в связи со складывающимися погодными условиями.
4. Охарактеризовать размах изменчивости продуктивности и устойчивости, определить дальнейшие перспективы селекции яровой мягкой пшеницы по этим признакам и возможность их сочетания в одном генотипе.
Научная новизна исследований. В работе впервые в Нижнем Поволжье проведен анализ структуры и активности фотосинтетического аппарата главного побега яровой мягкой пшеницы. Описана морфология хлорофиллоносных клеток и сортовые особенности мезоструктуры листьев пшеницы. Описана фотохимическая активность хлоропластов и различия в интенсивности фотосинтеза листьев и единичного хлоропласта. Проведена оценка адаптивности линий и сортов яровой пшеницы по коэффициенту реализации колоса.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Оценка сортовых различий по структурной организации листового аппарата главного побега растений пшеницы и биомассе главного побега и колоса.
2. Оценка интенсивности фотосинтеза листьев главного побега, интенсивности фотосинтеза и фотохимической активности хлоропластов.
3. Оценка потенциальной продуктивности сортов и линий яровой мягкой пшеницы.
4. Характеристика изменчивости продуктивности и устойчивости сортов и линий яровой мягкой пшеницы.
Практическая значимость исследований. Выявлены сортовые различия по строению мезофилла листа яровой пшеницы, количеству хлоропластов в клетке, размерам хлоропласта, фотохимической активности хлоропластов и интенсивности фотосинтеза единицы листовой поверхности и единичного хлоропласта. Выявлены различия по продуктивности и устойчивости линий и сортов яровой мягкой пшеницы в реальных условиях поля. Использованные методы оценки сортов и линий могут быть использованы в селекционном процессе.
Личный вклад соискателя. Планирование, проведение полевых экспериментов, анализ и обобщение результатов исследования, представленных в диссертации, проведены соискателем лично.
Апробация работы и публикации. Результаты исследований были представлены на съезде ВОГИС, Москва, 1987 г; VIII делегатском съезде ВБО, Алма-Ата, 1988 г.; Международной практической конференции, Саратов, 2004; а также на научно-практических конференциях преподавателей и сотрудников СГСЭУ в 2002, 2003, 2004, 2005, 2006, 2007, 2008 гг. По материалам диссертации опубликовано 14 печатных работ, в том числе и в реферируемом журнале.
Структура и объем диссертации. Работа изложена на 130 страницах компьютерного текста и включает введение, обзор литературы, методическую часть, результаты исследований и их обсуждение, заключение, выводы, предложения производству и список литературы. Работа включает 26 таблиц, 18 рисунков. Список литературы состоит из 158 источника, в том числе 34 зарубежных авторов.
