Почвоведение и растениеводство

Почвоведение и растениеводство
17. Агроэкологические основы землепользования в Томской области / под ред. В.А. Хмелева [и др.]. – Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2001. – 255 с.
18. Крепков, А.П. Лен-долгунец в Сибири / А.П. Крепков. – Томск: Изд-во Том. ун-та, 2004. – 168 с.
19. Крепков, А.П. Селекция льна-долгунца в Сибири / А.П. Крепков. – Томск: Изд-во Том. ун-та, 2000. –
186 с.
20. Корневые выделения томатов и их влияние на рост и антифунгальную активность штаммов Pseudomonas / Л.В. Кравченко [и др.] // Микробиология. – 2003. – Т. 72. – № 1. – С. 48–53.
21. Методы биохимического исследования растений / под ред. А.И. Ермакова. – Л.: Колос, 1972. – 456 с.
22. Трофимова, О.С. Количественное определение аминокислот методом бумажной хроматографии: метод.
руководство / О.С. Трофимова. – Новосибирск, 1971. – 48 с.
23. Краткий справочник по физиологии растений / под ред. А.М. Гродзинского. – Киев: Наукова думка, 1973.
– 591 с.
24. Стегний, В.Н. Эколого-морфологический анализ признаков продуктивности гибридов F1 и F2 от скрещивания разнокачественных сортов льна / В.Н. Стегний, Ю.В. Чудинова, Н.Н. Абакумова // Сиб. экол.
журн. – 2004. – № 2. – С. 173–177.
25. Кулагин, Ю.З. О структуре адаптивного потенциала вида / Ю.З. Кулагин // Журн. общей биол. – 1984. –
Т. 45. – № 5. – С. 596–601.
26. Петров, В.Б. Микробиологические препараты в биологизации земледелия России / В.Б. Петров,
В.К. Чеботарь, А.Е. Казаков // Достижения науки и техники АПК. – 2002. – № 10. – С. 18–23.
27. Higa, J.E. Effective microorganism / J.E. Higa. – Japan: Atami, 1994. – P. 16.
28. Генетика развития растений / Л.А. Лутова [и др.]; под ред. И. Инге-Вечтомова. – СПб.: Наука, 2000. –
539 с.
29. Чудинова, Ю.В. Биологические основы селекции льна / Ю.В. Чудинова // Вестн. Том. гос. ун-та. – 2006. –
№ 20. – С. 8–10.
А.В. Полномочнов
УДК 633.11(571.5)
БИОЛОГИЧЕСКОЕ КАЧЕСТВО СЕМЯН ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ В ПРЕДБАЙКАЛЬЕ
Статья содержит морфологические и биохимические различия биологического статуса семян яровой пшеницы при их формировании в различных природных условиях
Предбайкалья.
Урожайность яровой пшеницы во многом зависит от генетического потенциала сорта и биологического
статуса семян. При этом крайне важно, чтобы биологические особенности сорта соответствовали конкретным природно-климатическим условиям, так как они оказывают существенное влияние на формирование
семян и, в частности, на развитие зародыша.
В Предбайкалье формирование семян яровой пшеницы происходит при неблагоприятной для них
низкой температуре, что существенно снижает их биологический статус, в том числе и урожайную продуктивность растений. Негативное действие низкой температуры на формирование семян яровой пшеницы в
природных условиях Предбайкалья (+17ºС и ниже) формирует биологически неполноценное семя, в котором
происходят следующие физиологические процессы:
– в зародыше закладывается 3–4, редко до 5 корешков (рис., б) при норме 6–9 корешков (рис., а), а
весной в поле прорастают 2–4 корня при норме 4–6;
– в зародыше угнетается корневая часть. Это приводит к диспропорции между стеблевой и корневой
частями зародыша, что ослабляет развитие проростка в будущем. Растение становится низкопродуктивным;
– при ослабленном росте проростка развитие вторичных корней замедлено, их формируется меньше.
Ослабление роста растения приводит к уменьшению размеров колоса с небольшим количеством зерен в
нем;
– в эдосперме происходит нарушение пропорции накопления запасных питательных веществ (белка,
углеводов и жиров). В большем количестве накапливается крахмал, белка образуется меньше;
62
Вестник КрасГАУ. 2007. №5
а
б
Развитие зародыша у зерновки яровой пшеницы: а – биологически полноценный зародыш;
б – биологически недоразвитый зародыш: эп – эпителик; щ – щиток; сп – сосудистый пучок;
к – колеоптиль; пл – первый лист; вл – второй лист; кн – почка (конус нарастания); э – эпибласт;
зк – первый зародышевый корень; кл – колеориза; кч – корневой чехлик
– в эдосперме происходит нарушение пропорции не только между количеством белков и углеводов,
но и между количеством высокомолекулярных и низкомолекулярных белков, при этом нарушается баланс
аминокислот, необходимых проростку. Это нарушение баланса питания проростка дополнительно ослабляет
его рост, так как он уже ослаблен в силу диспропорции в развитии органов зародыша;
– в начальный период набухания семени яровой пшеницы и на последующем этапе прорастания его
при недоразвитой колеоризе зародыш семени не в полной мере обеспечен влагой и не способен хорошо
прорастать в условиях недостаточного тепла и влаги;
– при недоразвитой колеоризе зародыша водопоглощение его ослаблено и при набухании семени в
зародыше биохимические процессы замедленны, фитогормонов образуется недостаточно, соответственно,
расщепление белков до аминокислот идет слабо, питание зародыша недостаточное и функции органов зародыша замедленны, семя не может при засухе прорасти или прорастает ослабленным.
Для наглядности морфологического и биохимического различия биологического статуса семян яровой
пшеницы при их формировании в разных природных условиях Предбайкалья он представлен рисунке и в
таблице.
Сравнительные показатели развития биологической полноценности
зародыша семян яровой пшеницы
№ п/п
1
1
Биологически полноценное семя
Биологически неполноценное семя
2
3
Формирование органов зародыша
В процессе набухания семени и на начальных
В процессе набухания семени и на начальных
этапах прорастания, если колеориза (кл) разви- этапах прорастания если, колеориза (кл) недота в соответствии с сортовой характеристикой,
развита, то это не позволяет ему в полной мере
то это позволяет семени прорастать даже в
обеспечить зародыш водой и хорошо прорастать
условиях недостаточного тепла и влаги и усв условиях недостаточного тепла и влаги
пешно обеспечить зародыш влагой
63
Почвоведение и растениеводство
1
2
3
4
5
6
7
8
Окончание табл.
2
3
Если колеориза (кл) развита в соответствии Если колеориза (кл) недоразвита, то водопоглос сортовой характеристикой, то при набухащение ослаблено и при набухании семени в зании семени в зародыше в процессе биохиродыше биохимические процессы замедленны,
мической реакции образуются фитогормоны, фитогормонов образуется недостаточно, сооткоторые поступают в эндосперм и стимуливетственно расщепление белков до аминокислот
руют процесс расщепления белков до ами- идет слабо, питание зародыша недостаточное и
нокислот, необходимых для питания зарофункции органов зародыша замедленны, семя не
дыша и образования новых органов, что поможет при засухе прорасти или прорастает осзволяет при засухе зародышу реализовать
лабленным
большее количество корешков и увеличить
их площадь поглощения воды
При оптимальной температуре в зародыше
При формировании зерновки в прохладных услоформируется до 9 зародышевых корешков, а виях в зародыше закладывается 3–4, редко до 5
весной в поле прорастает 5–6 корней
корешков, а весной в поле прорастают 2–4 корня
При оптимальных условиях формирования
При формировании зерновки в прохладных услозерновки в зародыше закладывается стебвиях в зародыше угнетается корневая часть.
левая и корневая часть в соответствии с
Это приводит к диспропорции между стеблевой и
сортовыми признаками без нарушения их
корневой частью зародыша, ослабляет развитие
диспропорции. Растение может реализовать проростка в будущем. Растение становится низсвой сортовой потенциал урожайности
копродуктивным
При активном росте проростка из узла куПри ослабленном росте проростка развитие
щения появляется вторичная корневая сисвторичных корней ослаблено, вторичных корней
тема
формируется меньше
При активном росте растения закладывается Если рост растения угнетен, то закладывается
колос и количество зерен в колосе соответнебольшой колос с небольшим количеством зествует сортовой характеристике растения
рен в колосе
Формирование эндосперма зерновки
При оптимальных условиях формирования
При формировании зерновки в прохладных услозерновки в эдосперме накапливаются запас- виях (в Предбайкалье +17ºС и ниже) в эдосперме
ные питательные вещества (белок, углевопроисходит нарушение пропорции накопления зады и других веществ) в соотношении с сорпасных питательных веществ (белка, углеводов и
товой характеристикой растения, что позводругих веществ). В большем количестве накаплиляет обеспечить проросток оптимальным
вается крахмал, белка образуется меньше. Это
питанием
нарушение питания проростка дополнительно ослабляет его рост, так как он уже ослаблен в силу
диспропорции в развитии органов зародыша
При оптимальных условиях формирования
При формировании зерновки в прохладных услозерновки в эдосперме накапливаются высовиях (в Предбайкалье +17ºС и ниже) в эдосперкомолекулярные и низкомолекулярные белки ме происходит нарушение пропорции не только
в соотношении с сортовой характеристикой
между количеством белков и углеводов, но и мерастения, что позволяет оптимально обеспе- жду количеством высокомолекулярных и низкочить проросток аминокислотами
молекулярных белков, при этом нарушается баланс аминокислот, необходимых проростку, что
также негативно влияет на процессы его роста и
развития
Следовательно, возникает проблема, как в условиях Предбайкалья получить биологически качественные семена, способные хорошо прорастать, а проросткам расти и нормально развиваться в условиях
весенне-летней засухи. Применяемая в Предбайкалье зональная система семеноводства в определенной
степени использует ресурсы тепла и влагообеспеченности для роста, развития и плодоношения растений.
Между тем известно, что различные климатические ситуации складываются и на отдельных элементах
рельефа в условиях Сибири, где за период вегетации полевых культур сумма активных температур находится зачастую у нижнего предела, различие в микроклимате на отдельных элементах рельефа особенно ярко
выражено. В этой связи в Предбайкалье проблема влияния микрорельефа на биологические качества семян
64
Вестник КрасГАУ. 2007. №5
и продуктивность зерновых культур в потомстве неоспорима и является одним из основных условий получения биологически полноценных семян яровой пшеницы и успешного ведения семеноводства в регионе.
Литература
1. Батыгина, Т.Б. Хлебное зерно. атлас / Т.Б. Батыгина. – Л.: Наука, 1987. – 266 с.
2. Илли, И.Э. Физиология формирования биологических качеств яровой пшеницы в условиях Восточной
Сибири: автореф. дис. … д-ра биол. наук / И.Э. Илли. – Иркутск, 1989. – 48 с.
3. Илли, И.Э. Физиологический потенциал и жизнеспособность семян / И.Э. Илли, Н.П. Гончарова // Семя:
мат-лы междунар. науч.-практ. конф. – М.: ИКАР, 1999. – С. 113–117.
4. Физиологический потенциал морфологической биосистемы зародыша у сформировавшейся зерновки
яровой пшеницы в условиях Восточной Сибири / И.Э. Илли [и др.] // Вести ИрГСХА. – Иркутск, 1999. –
Вып.14. – С. 22–25.
5. Илли, И.Э. Биологические основы агроландшафтной системы семеноводства и сортового контроль в
Иркутской области / И.Э. Илли, А.В. Полномочнов. – Иркутск, 2005. – 223 с.
6. Конарев, В.Г. Белки пшеницы / В.Г. Конарев. – М.: Колос, 1980. – 351 с.
7. Назарова, Г.Д. Накоплений субфракций белков глиадина у зерна яровой пшеницы в Восточной Сибири /
Г.Д. Назарова, Г.И. Хвостова, И.Э. Илли // Физиология растений – наука III тысячелетия: мат-лы междунар. конф. – М., 1999. – Т.2. – С. 647–650.
А.И. Шуркина, Т.М. Зоркина, А.П. Шевырногов
УДК 581 .5 (581.526.53)
ИССЛЕДОВАНИЕ СОВРЕМЕННОГО РАСТИТЕЛЬНОГО ПОКРОВА РЕСПУБЛИКИ
ХАКАСИЯ НА ОСНОВЕ ИНТЕГРАЦИИ СПУТНИКОВЫХ И НАЗЕМНЫХ ДАННЫХ∗
Статья посвящена изложению результатов наземного экотопологического профилирования и анализа спутниковых спектральных данных с целью картографирования
современного растительного покрова Республики Хакасия.
На территории степного пояса Хакасии в окрестностях оз. Соленое, являющейся тестовым участком
для интерпретации космических снимков, проанализированы видовой состав и структура растительных сообществ. С помощью метода экологических шкал определены экологические параметры фитоценозов. Рассмотрена динамика индекса листовой поверхности и надземной фитомасссы растительных сообществ. С
учетом водного (NDWI) и вегетационного (NDVI) индексов и результатов полевых исследований проведено
картирование растительного покрова в окрестностях оз. Соленое.
Введение. По характеру растительного покрова и комплексу природных условий территория Хакасии
принадлежит к Алтае-Саянской геоботанической области. Здесь отражаются все основные закономерности в
распределении растительного покрова, подчиняющиеся законам вертикальной поясности [1]. Особенно
большой интерес с нашей точки зрения для изучения биоразнообразия и сохранения генофонда представляет степной пояс Хакасии. С давних пор эта территория находится под влиянием усиленной хозяйственной
деятельности человека и поэтому в настоящее время естественная растительность в ее пределах распределена крайне неравномерно. В настоящее время карта современного растительного покрова степного пояса Хакасии отсутствует, а проводимые разрозненные исследования не отражаются на картографических
материалах.
Современные технологии, основанные на использовании спутниковых данных, позволяют отслеживать изменения биолого-экологических параметров растительных сообществ и дают возможность решить
задачу картографирования современного растительного покрова Хакасии. Для целей мониторинга естественной растительности дистанционное зондирование обладает рядом значительных преимуществ, обеспечивая оперативный сбор данных [2]. Классификация видового состава представленных на данной террито∗
Работа выполнена при поддержке Красноярского краевого фонда науки (грант № 17G014), Российского фонда
фундаментальных исследований (грант № 07-05-96807).
65