Введение к работе
1.1. Актуальность темы
Рис относится к числу важнейших культур мирового земледелия и возделываете* в 112 странах на площади свыше 145 млн. га. Значительная часть посевов размещается на засоленных почвах, на которых он значительно снижает урожайность и качество зерна. Для уменьшения этих потерь важнейшее значение имеет создание солеустой-чивых сортов и совершенствование технологии их выращивания на засоленных почвах Предпосылкой для успешного решения первой задачи является наличие в мировых кхллекциях образцов риса весьма устойчивых к солевому стрессу позволяющих проводить селекцию на солеустойчивость. Однако эта работа сдерживается И3~33. НЄДОСТсІ" точной разработанности ^тодов оп^ки исолчъг^ с<чіех:нио»н«х образцов нУстойчивость к данному неблагоприятному фактору Разработка эффективных способов оценки возможна лишь при глубоком исследовании физиологических механизмов солеустойтавости сор-
плавания риса нТзасоленных з^т^з^^ГГнв^-иог^едшитіош^^і^зыші^^^^^Щ^ма
голХс^йчивости^ь^х^
ствование на этой основе существующих и разработка новых морфологических и физиолого-биохимических методов изучения и оценки селекционных образцов на устойчивость к солевому стрессу, а также совершенствование приемов^воздельгвания новых солеустоичивых сортов представляют большой научный и практический интерес.
1.2. Цель и задачи исследований
Целью настоящих исследований являлось изучение морфологических и физиолого-биохимических признаков и свойств разных генотипов растений риса, связанных с их устойчивостью к избытку солей в почве, и на этой основе уточнение существующих и разработка
новых методов и приемов селекционной работы при создании соле-устойчивых сортов, а также совершенствование приемов их возделывания.
Задачами исследований были:
-изучить у разных по солеустойчивости сортов в условиях незасоленной и засоленной почвы рост, накопление фитомассы, параметры листовой поверхности в процессе онтогенеза и интенсивности ее работы;
установить содержание катионов натрия, калия и их соотношение Б надземных и подземных органах растений в разные фазы вегетации и установить уровень их поглощения;
исследовать влияние хлоридного засоления на содержание азота и фосфора в надземных органахрастений и установить уровень поглощения этих элементов растениями риса различных сортов;
выявить морфологические признакирастений и их параметры, характеризующие агрономическую солеустойчивость сортов;
установить корреляционные связи между морфологическими признаками растений, содержанием и соотнощением в их органах натрия и калия - с одной стороны, и величиной зерновой продуктивности сортов в условиях засоления - с другой, с целью разработки и совершенствования морфологических и физиолого-биохимических методов оценки форм риса на солеусойчивость;
установить диапазоны варьирования параметров морфологических признаков, характеризующих уровень солеустойчивости сортов и форм риса.
1.3. Научная новизна
В диссертационной работе впервые проведены широкие исследования морфологических признаков растений риса, количественно изменяющихся под воздействием избытка солей в почве, и тесно связанных с солеустойчивостью сортов. Изучено содержание натрия и калия в надземных органах и корняхриса и их соотношение в разные фазы вегетации растений и установлены количественные отклонения этих показателей от незаселенного контроля в зависимости от солеустойчивости сорта. Показаны диапазоны варьирования морфологических и физиолого-биохимических признаков у растений, определяющих уровень солеустойчивости сортов риса. Проведен сравни-
тельный анализ способов определения солеустойчивости сортов по величине урожая зерна и элементам его структуры и дана оценка сортообразцов на устойчивость к этому стрессу.
1.4. Практическая ценность
Полученные данные о разной солеустойчивости сортов имеют практическое значение для возделывания риса на засоленных почвах, позволяющие рекомендовать для этих почв наиболее устойчивые и продуктивные сорта и совершенствовать технологию их выращивания. Еще более важное значение имеют полученные материалы для селекции. Они позволяют проводить всестороннюю оценку селекционных образцов на солеустойчивость по комплексу морфологических и физиолого-биохимических показателей в разные фазы вегетации риса, что повысит надежность такой оценки.
1.5 Апробацня работы
Материалы диссертационной работы были доложены, обсуждены и получили одобрение специалистов на Региональной научно-технической конференции "Научно-технический прогресс в сельском хозяйстве Северного Кавказа" (1997), на республиканском научно-практическом семинаре рисоводов "Проблемы возделывания риса в Адыгее" (1998). Основные результаты исследований диссертационной работы опубликованы в книге "Солеустойчивость сортов риса" (1998) и в пяти статьях.
1.6. Структура диссертации
Диссертационная работа изложена на 130 страницах машинописного текста. Она состоит из введения, обзора литературы, 8 глав, включающих9 подплав, выводов ипредложенийпроизводству. Содержит27 таблиц, список литературы включает 191 наименование.
Исследования проводились в Южнороссийском институте мониторинга земель и экосистем (г. Краснодар) в 1995-1997 гг. В опыте использовали лугово-черноземную почву, взятую с рисового чека, содержащую 3,4 % гумуса, 0,28 % общего и 13,1 мг/кг аммонийного
азота, 0,18 % общего и 56 мг/кг подвижного фосфора, 1,5 % валового и 250 мг/кг обменного калия, рН водной вытяжки - 6,8. Засоление почвы проводили путем внесения хлористого натрия из расчета 3 г на 1 кг воздушно-сухой почвы. Незаселенный вариант - исходная почва.
1995 г. .шел на асвооние методики, прооедение еабораторных опытов и получение предварительных данных. Основные результаты исследований были получены в 1996-1997 гг, которые по температурным условиям периода вегетации риса были благоприятными для роста и развития риса.
Объектами исследования были сорта риса Спальчик, Наутико, Лиман, Регул, Купон и Павловский, различающиеся по уровню соле-устойчивости от относительно высокого до низкого в порядке данного расположения сортов.
Удобрения в дозеN36P36K36MrA-B- на 10О г почвы вносили в виде питательной смеси Прянишникова, в которой нитрат аммония заменяли сульфатом аммония. На 6 кг воздушно-сухой почвы вносили: (NH4)2 * S04 - 10,56 г; СаНР04 * 2Н.0 - 4,68 г; MgS04 * 2Н.0 - 2,06 r;CaS04 * ТН.0 - 0,36 г; К С1 -4,14 г (Алешин ЕЛ.. Долгих С.Г., Воробьев Н.В., 1986).
Опыты проводили по методике ВНИИриса (Журба Т.Н., 1987). Семена в сосуды высевали по трафарету, затем почву увлажняли до полного насыщения и в таком состоянии поддерживали до получения всходов. В возрасте 3 листа у риса над почвой создавали слой воды глубиной 3 см и проводили прореживание всходов, оставляя по 10 примерно одинаковых по развитию растений. Чуть позже в сосудах с засолением определяли уровень минерализации надпочвенной воды по сухому остатку, в случае его отклонения от заданного (3 г/л) добавляли раствор хлористого натрия. Уровень водыв сосуцахпомерероста растений поднимали до 8 см и строго его поддерживали по отметкам путем ежедневного двухразового полива. Контроль за содержанием солей в надпочвенной воде проводили постоянно, с периодичностью -раз Б неделю. В фазу цветения содержание солей в воде сосуда понижали до 2 г/л путем замены части соленой воды на пресную.
В фазах кущение (8 листьев у растений), цветение и полная спелость риса проводили отборы проб растительного материала. После извлечения растений из сосуцов и опмывания корней от почвы, их
разделяли на корни и надземные органы, а последние - на стебли, листья, а б фазу цветения дополнительно выделяли метелку, в фазу полной спелости корни не выделяли, а надземную часть делили на зерно, стебли и сумму всех органов без зерна. Полученные части растений взвешивали, высушивали и измельчали. Затем определяли в них содержание азота (по Кьельдалго), фосфора (с молибденовым реактивом), натрия и калия (на пламенном фотометре).
Площадь листовой поверхности растения и отдельных листьев определяли весовым методом, чистую продуктивность фотосинтеза - общепринятым способом (Пракгикум по физиологии растений, 1982).
При полном созревании риса определяли продуктивность растений и их структуру по методике ВНИИриса (Воробьев Н.В., Журба Т.П., 1991).
Математическую обработку полученных данных проводили дисперсионным и корреляционным методами.