Сетевое издание

Современные проблемы науки и образования

ISSN 2070-7428

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,006

• Авторы
• Резюме
• Файлы

Акпаров З.И., Мамедов Х.И.

Проведено сравнительное изучение морфофизиологических признаков и структурных элементов урожая у сортообразцов арахиса в благоприятных условиях возделывания. На основе оценки морфобиологических признаков, способствующих получению высоких урожаев, разработана модель высокоурожайного сорта арахиса. Ключевые слова: генофонд, арахис, модель.

Статья в формате PDF

622 KB

В условиях перехода к рыночной экономике расширение в фермерских хозяйствах посевных площадей под культуру арахиса выдвигает необходимость выведения высокоурожайных сортов. Поэтому, выявление оптимальных морфофизиологических признаков высокоурожайного сорта, на основании изучения генотипов, произрастающих в различных агроэкологических зонах весьма актуально.

Модель - научный прогноз, дающий информацию о том, каким набором признаков должно обладать растение, чтобы обеспечивался максимальный уровень продуктивности [1,4,5]. Параметры модели высокоурожайного сорта арахиса определяются на основании сравнительного изучения сортов, выращенных в различных условиях и различающихся между собой хозяйственными и морфофизиологическими признаками.

В селекции арахиса научно-исследовательские работы должны быть направлены на создание сортов, обладающих максимальной продуктивностью фотосинтетического аппарата и комплексом  морфофизиологических признаков, обеспечивающих наименьшую потерю питательных веществ в период вегетации.

Целью нашего исследования является изучение генетических ресурсов арахиса и выявление образцов с наиболее ценными биологическими и агрономическими показателями.

Материалы и методы: Объектом исследования служила опытная коллекция из 58 сортообразцов арахиса, которая  включала как местные сорта, так и сорта ICRISAT. Опыты проводились на Апшеронской Экспериментальной Базе, где  сортообразцы арахиса  (ICGV 94299,  ICGV 95248, ICGV 95245,  ICGV 93143,  ICGV 92034, ICGV 94016), различающиеся по биологическим и морфологическим признакам возделывались в 4-х кратной повторности на участке 18 м², с соблюдением всех агротехнических норм.    Площадь ассимилирующих органов растений определяли с помощью автоматически замеряющего площадь аппарата   ААS-40 (Япония). Фотосинтетический потенциал и динамику накопления сухой биомассы по органам растения, показатели биологической и хозяйственной урожайности определяли по общепринятой методике [6]. Структурные элементы урожая изучали согласно  международным дескрипторам  арахиса [8].

Результаты исследований и их обсуждение: В литературе отмечается, что при мобилизации генофонда вида необходимо охватить многообразие внутривидовой изменчивости, как на межпопуляционном, так и на внутрипопуляционном уровнях с тем, чтобы сохранить всю совокупность его морфологических, функциональных и адаптационных признаков [7]. В исследованиях, проведенных в этом направлении, было установлено, что отобранные из генофонда для конкретных почвенно-климатических условий сорта, характеризующиеся различными признаками, в благоприятных условиях выращивания могут реализовать свои потенциальные возможности [1,2,3].

Наши исследования показали, что у высокорослых растений арахиса  относительно скоро- и среднеспелых генотипов (ICGV  95245, ICGV 93143) площадь   листовой  поверхности,  которая  достигает  максимальных пределов (91.7 -  96.6 тыс. м²/га), связана в основном, с большими линейными размерами их листьев  и сильной ветвистостью. У этих генотипов, по сравнению со средне- и низкорослыми образцами, во второй половине вегетации площадь ассимиляционной поверхности больше и сохраняется дольше. Это способствует более значительному накоплению синтезированных органических веществ  в генеративных органах и увеличению урожайности у высокорослых растений.

Различия в листовой площади оказывают влияние на формирование общей ассимиляционной поверхности у растений арахиса.  Так, например, в наших   исследованиях было установлено, что у средне- и позднеспелых  высокорослых образцов  арахиса  максимальная  величина этого показателя составила  116.1-112.4 тыс. м²/га. При этом  на долю листьев приходится   96.6-96.7 тыс. м²/га (83.2-86.0%), на долю стеблей - 15.6- 16.8 тыс. м² /га  (13.4-14.9%),  на долю черешков - 5.9-5.1 тыс. м²/га (5.0-4.5%).

Характеризующая структуру фотосинтезирующей системы и ее потенциал динамика ассимиляционной поверхности отдельных органов и всего растения в  посевах арахиса, считается одним из определяющих факторов фотосинтетической продуктивности растений. Однако, в формировании урожая и в наполнении семян, помимо листьев, большую роль играют и другие ассимилирующие  органы  растения.

Следует отметить, что у изученных образцов, в зависимости от их биологических особенностей, фотосинтетический потенциал (ФП) как листьев, так и других органов различается. Так, у относительно средне- и скороспелых высокорослых образцов (ICGV 93143, ICGV 95245) ФП достигал наивысшего значения, составив 6.2-6.9 млн. м²сут/га. У поздне- и относительно скороспелых, но среднерослых образцов (ICGV 94016, ICGV 95248) этот показатель имел несколько меньшие значения.  Поздне - и скороспелые, но низкорослые же образцы (ICGV 94299, ICGV 92034) по этому показателю занимали промежуточное положение (табл. 1).

Таблица 1. Максимальные значения основных морфофизиологических признаков сортообразцов арахиса 

Особое значение для оценки морфофизиологических признаков у исследованных сортообразцов арахиса имеет изучение распределения сухой биомассы в различных органах. Анализ результатов исследования показал, что у изученных образцов арахиса накопление сухой биомассы, постепенно увеличиваясь, достигает максимальной величины в фазе налива семян. Было установлено, что в этот период значения данного показателя составляли, соответственно, для относительно средне- и скороспелых, но высокорослых образцов 18.3-19.6 т/га, для низкорослых - 12.4-13.0 т/га, а  для поздне- и относительно скороспелых и среднерослых - 15.1-15.3 т/га. В рамках разрабатываемой прогностической модели для селекционного отбора  высокоурожайных  сортов  арахиса также проводился анализ корреляционных взаимосвязей между такими морфофизиологическими признаками у исследуемых сортообразцов, как максимальная площадь ассимиляционной поверхности, фотосинтетическая продуктивность, чистая продуктивность фотосинтеза, общий выход сухой биомассы, урожайность. В качестве признака урожайности принимался выход  сухой биомассы бобов, рассчитанный на одно растение. Результаты корреляционного анализа приводятся в таблице 2.

Таблица 2. Взаимосвязь между  морфофизиологическими  показателями 

Примечание: * Р < 0.05, ** Р < 0.01           

Как видно из данных, наиболее высокая степень корреляционной связи имеет место между такими признаками как площадь ассимиляционной поверхности и сухая биомасса, а также сухая биомасса - урожайность. Средней по степени значимости является корреляционная  связь площади ассимиляционной поверхности и фотосинтетического потенциала с урожайностью. В тоже время эти признаки, кроме ФП, слабо коррелировали с чистой продуктивностью фотосинтеза. Согласно корреляционному анализу, одним из наиболее значимых элементов в прогностической модели, на которые должно быть обращено внимание при отборе высокоурожайных  сортообразцов арахиса, является признак накопления сухой биомассы.  Так, в основном, на примере высокорослых образцов (ICGV 93143, ICGV 95245) было установлено, что в течение вегетационного периода для них характерным является большее накопление биомассы.  К  концу вегетации биологическая урожайность у этих образцов оказалась,  соответственно, в пределах  4.45-4.71 т/га.

Сравнительный структурный анализ морфобиологических элементов урожая у различных сортообразцов арахиса  показал, что высота растений, количество ветвей и листьев, количество цветков и сформировавшихся бобов, будучи  генетически детерминированы, тем не менее, обладают в той или иной степени экологической пластичностью, которая в зависимости от условий возделывания, позволяет им реализовывать потенциал морфобиологических признаков. Так, например, у скороспелого  (ICGV 94299)  и относительно позднеспелого (ICGV  92034)  образцов   высота кустов была, соответственно, 27.1-37.3 см, а число боковых ветвей составило 2.7-3.5 шт.  У относительно скороспелого (ICGV 95245) и среднеспелого (ICGV 93143) образцов  высота кустов достигала соответственно 49.8-55.7 см.,     а число боковых ветвей составило  4.1 - 4.8 шт.  У  относительно  скороспелого (ICGV 95248) и позднеспелого      (ICGV 94016)  образцов высота кустов соответственно измерялась  в пределах 41.2-41.3 см, количество же боковых ветвей составило  3.5-3.9 шт. (табл. 3).

Таблица 3. Морфобиологические элементы структуры урожая у различных генотипов   арахиса 

При этом также было установлено, что вне зависимости от низко -, средне - или высокорослости у образцов,  отличающихся скороспелостью (ICGV94299, ICGV9548, ICGV95245) показатели числа бобов и числа семян на растение выше, а масса 100 семян - ниже, чем у средне- (ICG93143) и позднеспелых (ICG92034, ICG94016).

По результатам 4-х летних исследований морфобиологических признаков у различных генотипов арахиса была описана прогностическая модель, включающая оптимальные параметры этих признаков, которых рекомендуется придерживаться при отборе высокоурожайных сортообразцов арахиса (табл.4).

 Таким образом, выявленные отличия по морфофизиологическим признакам и структурным элементам урожая и составленная сводная таблица их оптимальных параметров у исследованных генотипов арахиса позволили расширить возможности целевого отбора высокоурожайных сортообразцов этого растения.

Практическая реализация модели была  осуществлена при отборе высокоурожайного образца ICGV 93143, который под названием «Чараз» представлен для районирования в Государственную Комиссию по сортоиспытанию и охране селекционных достижений. В настоящее время сорт «Чараз» возделывается в фермерских хозяйствах некоторых регионов Азербайджана.

Таблица 4. Оптимальные показатели  высокоурожайного сорта арахиса 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

• 1. Алиев Д.А., Акперов З.И.. Фотосинтез и урожай сои. Москва-Баку, 1995. - 126 с.
• 2. Алиев Д.А., Казибекова Э.Г. Структура фотосинтезирующей системы посевов пшеницы как условия использования энергии солнечной радиации. Вестник с.-х. науки. М., 1979, с. 43-49.
• 3.  Алиев Д.А., Казибекова Э.Г. Особенности фотосинтеза высокопродуктивной пшеницы и использование фотосинтетических признаков в селекции. Известия НАН Азербайджана.- 2002.- №1-6, с.20-28
• 4.  Бородий С.А. Теоретическое обоснование комплексной имитационномониторинговой модели продукционного процесса растений в агроэкосистемах. Автор. диссертац. д. с.-х. н., Кострома,  2009.
• 5.  Кумаков  В. А. Физиологическое обоснование моделей сортов пшеницы. М.: Колос, 1985. - 270 с.
• 6.  Ничипорович А.А. и др. Фотосинтетическая деятельность растений в посевах. М., 1961, с. 133.
• 7.  Тихонова В.Л. Стратегия мобилизации и сохранения генофонда редких и исчезающих  видов растений.  Пущино, 1985, 34 с.
• 8.  Maqqoni L, Georgiev S., Lipman E. Arachis genetic resources in Europe. Ad hoc Meeting, 15-16 November 2002, Plovdiv, Bulgaria

Библиографическая ссылка