Введение к работе
Актуальность исследований. Ведущей зерновой культурой Поволжья является озимая пшеница. В последнее время ее посевные площади значительно выросли и составляют более 2 млн. га, а урожайность по региону составляет в разные по погодным условиям годы от 1,0 до 2,8 т/га.
Существенный вклад в производство зерна в Поволжье вносит Пензенская область, где под озимой пшеницей занято около 600 тыс.га. Несмотря на то, климат этой зоны является относительно благоприятным для ее культивирования, в отдельные неблагоприятные по условиям перезимовки годы посевы озимых культур массово гибнут в результате вымерзания. Это является одной из основных причин существенного снижения урожайности озимой пшеницы, которая сегодня не превышает 2 т/га. Одной из главных причин низкой морозостойкости, зимостойкости и урожайности являются изъяны в технологии возделывания, в частности, неверный выбор предшественников в севообороте, нарушение сроков посева, что нарушает процессы осеннего роста, развития и закалки растений к морозу.
Кроме того, создание и внедрение в производство новых интенсивных сортов озимой пшеницы требует корректировки технологических приемов, что способствует повышению морозостойкости, зимостойкости и урожайности.
Проведенные ранее исследования позволили накопить богатый материал по технологии возделывания озимой пшеницы в лесостепной зоне Поволжья (Огарев В.Ф., Шестаков В.Е., 1972; Преснякова Е.Н., 2001; Чирков А.И., 2003; Орлов А.А., 2004; Балеев Д.Н., 2007; Стаценко А.П. и др., 2012, 2013).
В то же время остается малоизученным механизм формирования морозостойкости озимых под влиянием различных элементов агротехнологии (предшественников, сроков посева), а также сортовая специфичность формирования устойчивости растений к воздействию неблагоприятных температурных условий зимнего периода.
В связи с этим наши исследования, направленные на изучение роли предшественников, сроков посева и сорта на формирование морозостойкости озимой пшеницы, являются актуальными и перспективными.
Цели и задачи исследований. С помощью биохимических показателей (степени накопления в вегетативных органах продуктов азотного и углеводного обмена и изменчивости ферментных систем пероксидазы и -фруктофуранозидазы) оценить влияние типичных предшественников и сроков посева на формирование морозостойкости новых районированных и перспективных сортов озимой пшеницы.
Для достижения поставленной цели предполагается решить следующие задачи:
- провести анализ основных причин гибели озимой пшеницы при перезимовке;
- изучить и теоретически обосновать влияние предшественника в севообороте на формирование морозостойкости озимой пшеницы;
- исследовать механизм влияния сроков посева на формирование морозостойкости озимой пшеницы;
- разработать геометрическую модель морозостойкости озимой пшеницы;
- изучить перспективы использования продуктов углеводного и азотного обмена, степени изменчивости ферментов пероксидазы и -фруктофуранозидазы в диагностике морозостойкости районированных и перспективных сортов озимой пшеницы;
- дать оценку адаптивных свойств и экологической пластичности районированных и перспективных сортов озимой пшеницы.
Научная новизна. На основе эколого-климатического анализа региона уточнена динамика структуры гибели озимой пшеницы. Выявлена четко выраженная тенденция изменения этой структуры под воздействием глобального потепления климата.
Впервые с помощью комплекса биохимических параметров дана теоретическая и практическая оценки влияния основных предшественников и сроков посева на морозостойкость и зимостойкость озимой пшеницы.
Установлена тесная корреляционная связь между ведущими агрометеорологическими параметрами, степенью накопления в вегетативных органах растений продуктов углеводного и азотного обмена, количественной и качественной изменчивостью ферментов пероксидазы и -фруктофуранозидазы, зимней выживаемостью и урожайностью озимой пшеницы.
С помощью комплекса биохимических параметров проведена оценка районированных в регионе и перспективных сортов озимой пшеницы.
Дана оценка адаптивных свойств и экологической пластичности районированных и перспективных сортов озимой пшеницы.
Разработана геометрическая модель морозостойкости озимой пшеницы.
Установленные факты тесной взаимосвязи комплекса биохимических факторов с выживаемостью и урожайностью углубляют наши представления о механизме морозостойкости и зимостойкости озимых растений.
Практическая значимость. На основе комплексной биохимической оценки выявлены предшественники озимой пшеницы и сроки посева, обеспечивающие высокую морозостойкость, зимостойкость и урожайность. Кроме того, при оценке 15 районированных и перспективных сортов озимой пшеницы выявлены наиболее морозостойкие и зимостойкие образцы, которые рекомендуются использовать в селекционной практике для возделывания в регионе.
В процессе проведения исследований был разработан новый метод проращивания семян с последующей оценкой морозостойкости проростков, где в качестве субстрата используется 10%-ный агаровый гель, позволяющий упростить процесс проращивания и повысить точность определения.
Основные положения, выносимые на защиту:
- потепление климата и структура гибели озимых;
- влияние предшественников и сроков посева на формирование морозостойкости и зимостойкости озимой пшеницы;
- характеристика районированных и перспективных сортов озимой пшеницы по признаку морозо- и зимостойкости;
- геометрическая модель морозостойкости озимой пшеницы.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были доложены на международных и всероссийских конференциях, проходивших в г. Пенза (2011 г.), г. Уфа (2011 г.), г. Москва (2013 г.),
г. Липецк (2013г.).
Публикации результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано восемь научных работ, три из которых в изданиях из перечня, рекомендованного ВАК РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, десяти глав, выводов и предложений по производству и селекционной практике. Работа изложена на 139 страницах компьютерного текста, содержит 28 таблиц, 8 рисунков и 2 приложения. Список литературы включает 205 наименований, в том числе 25 авторов из дальнего зарубежья.
