О принадлежности проса сорного

О принадлежности проса сорного

В. Д. Красавин, д. с. -х.н, Оренбургский НИИСХРАСХН

Сведения о принадлежности проса сорного в отечественной и зарубежной литературе весьма скудные, противоречивые.

В одних случаях подобные биотипы рассматривают как самостоятельный вид Ратеыт зроШанеыт [2, 7, 9], в других — как подвид — Рамеыт тШаееыт шЬир. гыйега1е [4, 8].

Канадские исследователи [5], давая характеристику основным биотипам проса, засоряющим посевы сельскохозяйственных культур, выделили биотип с раскидистой метелкой и черной зерновкой. По их мнению, он похож на РлроШанеыт и на Р.тлыЬзр.гыйегак.

Такое положение, по нашему мнению, складывается из-за отсутствия четких морфологических признаков, характеризующих просо сорное.

Ранее предложенные признаки для его идентификации [3, 6] — число жилок на колосковых чешуйках, размеры цветочных пленок и наличие раскидистой метелки — по нашим данным, почти в равной степени проявляются и у проса посевного.

Кроме того, эти признаки не охватывают огромное количество биотипов проса сорного с развесистой, сжатой, комовой, могаровидной и промежуточной метелкой.

По мнению В. Гранта (1984), наиболее существенная черта видов связана с их взаимоотношениями при скрещивании. Способность особей успешно обмениваться генами, то есть свободно скрещиваться между собой и производить плодовитое и жизнеспособное потомство, характеризует их как представителей одного и того же вида, тогда как неспособность к свободному и успешному обмену генами — признак обособленности видов. Все остальное, в том числе и морфологические различия, — это надстройка.

Естественно, в первую очередь необходимо было найти наиболее четкие морфологические признаки, характеризующие просо сорное.

На основе многолетнего (1979—2001 гг.) изучения образцов проса сорного, собранных и присланных из различных зон СНГ, США и Германии, выделен дополнительный признак — грязножелтый (смуглый) цвет ядра. Этот признак наиболее полно отражает понятие «сорности» и охватывает все биотипы проса сорного, существующие в природе.

Каша, сваренная из «пшена» проса сорного, имеет грязно-желтый цвет, без вкуса или с горьковатым привкусом, со специфическим запахом. Такие же отрицательные признаки и свойства наблюдаются у тары и талкана.

Грязно-желтый цвет ядра—признак доминантный. В прямых и обратных искусственных скре-

щиваниях проса сорного с просом посевным их окраска ядра не смешивается. У гибридов первого поколения она всегда грязно-желтая. Во втором поколении такие гибриды, расщепляясь, дают три части сорных и одну часть культурных растений, т.е. расщепление идет так же, как и при мо-ногибридных скрещиваниях.

Предложен химический способ идентификации проса сорного и проса посевного. При обработке 5%-ным спиртовым раствором йода в течение 8—10 мин. ядро зерновки проса сорного приобретает темно-коричневую окраску, а ядро проса посевного не окрашивается или приобретает слабо-розовую окраску. На этот способ получено авторское свидетельство за № 1637704 с приоритетом 13 января 1987 г.

Разработан физический способ. В ультрафиолетовом свете ядра проса посевного дают яркое свечение, а у ядер проса сорного оно отсутствует. На данный способ получен патент № 2025060 с приоритетом 12 августа 1991 г.

Предложенные способы позволяют более надежно идентифицировать биотипы проса сорного и проса посевного по сравнению с существующими и могут быть использованы при ботанических, селекционных, семеноводческих и других работах. Эти же способы были использованы нами в дальнейших исследованиях.

При обследовании посевов сельскохозяйственных культур мы встречали растения проса сорного, которые отличались от соседних по высоте, ширине листьев и более продуктивными метелками. Полагали, что такие биотипы являются естественными гибридами первого или второго поколений. У таких растений отбирали метелки, обмолачивали каждую отдельно и высевали в коллекционном питомнике.

В период вегетации за образцами вели фенологические наблюдения. При созревании с каждой делянки растения выдергивали с корнями, определяли их принадлежность, подсчитывали число сорных и культурных растений.

В результате исследований установлено, что всходы у предполагаемых гибридов появлялись почти одновременно, без существенных различий между образцами. У отдельных номеров в этой фазе наблюдалась дифференциация по размерам, окраске и опушению листьев. В фазе кущения на делянках встречались растения с прямостоячими, стелющимися или близкими к ним кустами. Наибольшая пестрота проявлялась в фазе выметывания. В пределах одного номера у одних растений выметывание наступало раньше на 6—8 дней, у других — одновременно с районированными сортами Оренбургское 42, Оренбургское 9, Оренбургское 20 и Саратовское 3, у третьих оно начина-

1. Расщепление естественных гибридов второго, третьего поколений по окраске ядра

№ растения Год и место отбора Число растений, шт. Х2 фактическое

всего в т.ч. с ядром

грязно-желтым желтым

Актюбинская область

89 1984 Кукуруза 19 15 4 0,15

140 1984 Пшеница 99 82 17 3,24

Кустанайская обл.

8 1989 Кукуруза 19 12 7 1,43

Оренбургская обл.

775 1980 Пшеница 37 25 12 1,08

47 1980 Подсолнечник бб 50 1б 0,02

1022 1980 Кукуруза 31 24 7 0,55

10б0 1998 Пшеница 5б 47 9 2,37

12 2000 Просо 1б8 117 51 2,57

38 2003 Просо 45 3б 9 0,б0

лось на 2—4 дня позже. Аналогичная картина наблюдалась и при созревании.

При анализе растений оказалось, что гибриды расщеплялись на растения проса сорного (с грязно-желтым ядром) и растения проса посевного (с ярко-желтым, желтым ядром) в соотношении 3:1, т.е. так же, как и при искусственных скрещиваниях. За период 1982—2003 гг. нами проанализировано более 300 таких гибридов. И у всех у них проявлялся аналогичный характер расщепления. Часть этого материала приведена в табл. 1.

С обнаружением естественных гибридов появилась необходимость изучения биологии цветения биотипов проса сорного.

Установлено, что просо сорное и просо посевное совместно произрастают в посевах яровых и очень редко — в посевах озимых культур. Всходы их могут появляться в течение всего вегетационного периода основной культуры.

Цветки у них мелкие с перистыми рыльцами, обладают высокой способностью улавливать пыльцу из воздуха и образуют огромное количество сухой мелкой пыльцы, которая может переноситься ветром на большие расстояния. Само цветение растянуто и продолжается длительное время. Например, в центральной зоне Оренбургской области оно начинается в конце июня и может продолжаться до уборки основной культуры. Как правило, эта фаза проходит только в дневные часы суток с 10:30— 11:30 час. утра и заканчивается к 14 час. дня, а в отдельные дни немного позже. В большинстве случаев цветение открытое, и этому способствует высокая температура воздуха, достигающая в июне и июле в утренние часы 23—25°С и более. Открытое цветение отмечено нами во многих районах Оренбургской области на посевах пшеницы, кукурузы, проса и других культур.

Та же закономерность в биологии цветения сохранялась и при изучении в коллекционном пи-

X20,5 = 3,84

томнике образцов проса сорного, собранных и присланных из различных зон СНГ, США и Германии.

При температуре 2З—25°С и выше у большинства растений сорных и культурных форм проса цветочные пленки широко раскрывались, рыльца выдвигались над поверхностью цветков, пыльники свисали вниз, растрескивались и начинали пылить. Часть пыльцы попадала на рыльце собственного цветка, другая — уносилась ветром. Естественно, пыльца, переносимая ветром, может попадать и на рыльце цветков соседних растений. В таких случаях, несомненно, между просом сорным и просом посевным происходит естественная гибридизация. Об этом свидетельствуют найденные нами естественные гибриды.

Таким образом, на основании многолетних исследований показано, что просо сорное и просо посевное в естественных условиях легко скрещиваются, производят жизнеспособное потомство, и их следует рассматривать как два подвида одного вида.

Литература

1 Гранд, В. Видообразование у растений / перевод с англ. Н. О. Фоминой. М.: Мир, 1984. 528 с.

2 Лысов, В. Н. Агробиологическая классификация обыкновенного (посевного) проса // Труды по прикл. бот. ген. и сел. Л., 1952. Т. XXIX. Вып. 3. С. 112—127.

3 Цвелев, Н. Н. Заметки о злаках СССР, 5 // Новости систематики растений / Ботан. ин-т им. В. Л. Комарова. Л.: Наука, 1968. С. 15—30.

4 Цвелев, Н. Н. Злаки СССР. Л.: Наука, 1976. 659 с.

5 Bough M., Colosi J.C. and Cavers P.B. The major weedy biotypes of proso millet / Panicum miliaceum / in Canada // Can. J. Bot. 1986. V. 64. P. 1188—1198.

6 Kitagawa, M. Contributio ad Cognitio^m Florae Manshuricae. X. // The botanical magazine. Tocio, 1937. P. 150—157.

7 Mansfeld, R. Zur Systematic und Nomenklatur der Hirsen // Zuechter. 1952. V. 22. P. 304—315.

8 Oestry L. and J. M. J. de Wet. Seed proteins and systematics of cultivated weed and wild forms of Panicum miliactun // Am. J. Bot. Misc. Ser. Publ. 1981. T. 160. P. 76.

9 Terpo — Pomogyi M. Nehany egysziku gyomnoveny terhoditasa Magyarorszagon. Kulonlen. Kertesz. Egyet. Kozl. 1976. V. 40. P. 515—527.