Введение к работе
Актуальность темы. Гречиха является ценной продовольственной культурой, широко востребованной не только на российском, но и на мировом агропродовольственном рынке. В последние 20 лет закупки гречихи с различной регулярностью проводили 52 страны мира (Campbell C.G., 2004; Фесенко А.Н., Мартыненко Г.Е., Селихов С.Н., 2012). Ее крупа имеет высокие вкусовые качества, очень питательна и хорошо переварима. Содержит белки, незаменимые аминокислоты, микроэлементы, органические кислоты, витамины, используется в хлебопекарной и кулинарной промышленности, ценный медонос и хороший предшественник (Wang Y., Campbell C.G., 2004; Казаков Е.Д., Карпиленко Г.П., 2005).
Однако объемы производства культуры не удовлетворяют спрос населения из-за низких и неустойчивых урожаев (Кадырова Ф.З., 2003; Фесенко Н.В. и др., 2006). Одна из главных причин – отсутствие достаточного количества адаптивных сортов, способных в экстремальных условиях возделывания обеспечивать стабильно высокие сборы зерна (Фесенко А.Н. и др., 2015).
Необходимость выведения для сельскохозяйственного производства адаптивных сортов определяется и контрастностью природно-климатических условий России, а также глобальными изменениями климата и возрастающей непредсказуемостью погоды (Обаси О.П., 2002; Жученко, 2004). Поэтому в настоящее время в селекции гречихи все актуальней звучит вопрос о смене приоритетов, в частности, ставится задача о создании сортов на эволюционных (адаптивных) принципах (Фесенко Н.В., 1976, 2005).
Изучению этой актуальной проблемы и посвящены исследования автора.
Цель исследований – выявить адаптивные возможности растений вида Fagopyrum еsсulentum Moench и определить перспективы их использования в селекции.
Задачи исследований: – изучить особенности продукционного и фотосинтетического процессов растений у сортов гречихи разных периодов селекции;
– выявить влияние погодных условий на продукционный и фотосинтетический процессы растений у сортов гречихи, различающихся временем создания; – установить реакцию фотосинтетического процесса сортов гречихи на изменение влажности почвы, интенсивности освещения и концентрации в воздухе СО2; – определить характер связи между фотосинтетической деятельностью и продукционным процессом растений у сортов гречихи, различающихся временем создания;
– изучить генотипические особенности роста растений гречихи на ранних и поздних этапах развития и выявить источники высокой его активности для использования в селекции;
– провести физиологическую оценку коллекционных и селекционных образцов гречихи на устойчивость к засухе, низким положительным температурам, активность и эффективность фотосинтеза и вовлечь перспективные генотипы в селекцию.
Научная новизна. Проведенная НИР позволила получить новые знания об
адаптивных возможностях продукционного, репродукционного и
фотосинтетического процессов растений Fagopyrum еsсulentum Moench и влиянии на них искусственного отбора; установить роль морфофизиологических показателей в обеспечении устойчивости сортов гречихи к экстремальным факторам среды.
Впервые: определены возможности биосинтеза сухих веществ и характер их использования на ранних и поздних этапах развития растений у разных по времени происхождения сортов гречихи; установлена реакция фотосинтеза и транспирации листьев у новых и старых сортов на изменение влажности почвы, температуры воздуха, интенсивности освещения и концентрации молекул СО2; выявлен характер связи фотосинтеза с интенсивностью транспирации и продуктивностью сортов гречихи.
Практическая значимость работы. Разработаны методические подходы оценки селекционного материала гречихи на активность и адаптивность фотосинтетического процесса; выявлено 4 источника высокой активности и стабильности продукционного и фотосинтетического процессов, 4 источника устойчивости к засухе и 5 – к низким положительным температурам. Создан перспективный сорт гречихи Даша с использованием показателей фотосинтеза и в 2015 году передан в государственное сортоиспытание.
Положения, выносимые на защиту:
1. Адаптивные возможности продукционного процесса растений Fagopyrum
еsсulentum Moench и характер их изменений в результате селекции на высокую
урожайность.
-
Структурно-функциональные особенности фотосинтетической системы растений Fagopyrum еsсulentum Moench и характер их изменений в результате селекции на высокую урожайность.
-
Особенности роста и развития растений у современных и старых сортообразцов гречихи.
Апробация работы. Материалы представлены и доложены на 5 Международных конференциях, 6 Всероссийских, региональных и внутривузовских конференциях и круглых столах, 2-х Всероссийских выставках и 3-х научных конкурсах аспирантов и молодых ученых.
Личный вклад автора. Непосредственное участие в разработке темы диссертации; планирование и проведение исследований; участие в создании нового сорта (долевое участие автора 4%); сбор, статистическая обработка и анализ экспериментальных данных; интерпретация полученных результатов и формулировка выводов; подготовка отчетов и научных статей; представление результатов на конкурсах, выставках и научных конференциях.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 18 научных статей, в том числе в рекомендованных изданиях ВАК Минобразования РФ – 8.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на ... страницах. Включает в себя: обзор литературы, методику исследований, экспериментальную часть из 3 глав, заключение, выводы, предложения селекции по использованию результатов исследования, список литературы и приложения. В работе содержится 31 таблица, 61 рисунков. Список литературы включает ... литературных источников, из которых ... на иностранных языках.
Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю, доктору сельскохозяйственных наук, профессору Амелину Александру Васильевичу за ценные консультации и предложения по вопросам темы диссертации, а заведующему лабораторией селекции гречихи ВНИИ зернобобовых и крупяных культур, доктору биологических наук Фесенко А.Н. - за содействие в проведении полевых и вегетационных опытов в селекционном севообороте своего подразделения.