Фотосинтез сортов тонковолокнистого хлопчатника с предельным и непредельным типом ветвления

ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН _____________________________________2012, том 55, №3_________________________________

ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ

УДК 581.132:631.52

А.Э.Эргашева , Б.Б.Гиясидинов, член-корреспондент АН Республики Таджикистан Х.А.Абдуллаев, академик АН Республики Таджикистан Х.Х.Каримов,

Б.А.Солиева, И.С.Каспарова, Х.М.Миракилов ФОТОСИНТЕЗ СОРТОВ ТОНКОВОЛОКНИСТОГО ХЛОПЧАТНИКА С ПРЕДЕЛЬНЫМ И НЕПРЕДЕЛЬНЫМ ТИПОМ ВЕТВЛЕНИЯ

Худжандский государственный университет им. академика Б.Гафурова,

Институт ботаники, физиологии и генетики растений АН Республики Таджикистан

В статье приводятся результаты сравнительного анализа интенсивности фотосинтеза двух сортов тонковолокнистого хлопчатника Gossypium barbadense L., различающихся по типу ветвления. Установлено, что сорта хлопчатника с предельным и непредельным типом ветвления достоверно не отличаются друг от друга по максимальным значениям интенсивности фотосинтеза при P=0.05, т.е. скорость СО2-газообмена листа мало зависит от формы куста и типа ветвления у растений хлопчатника.

Ключевые слова: тонковолокнистый хлопчатник Gossypium barbadense L. - тип ветвления - фотосинтез.

Для установления особенностей формирования биологического и хозяйственного урожая сельскохозяйственных культур чрезвычайно важным является изучение скорости СО2 -газообмена (интенсивность фотосинтеза) в листьях и, вместе с тем, процессов, регулирующих донорно-акцепторные отношения органов растения, синтез и транспорт фотосинтетических ассимилятов, ат-трагирующую способность репродуктивных органов.

С этой точки зрения определённый интерес представляет изучение этих вопросов с использованием в качестве объектов исследований растений хлопчатника с разным типом ветвления куста -предельным и непредельным.

В данной статье приводятся результаты изучения интенсивности фотосинтеза (ИФ) листа у двух сортов тонковолокнистого хлопчатника с разным типом ветвления.

Материал и методы исследования

Объектами исследования служили два сорта тонковолокнистого хлопчатника (Gossypium bar-badense L.): сорт 9906-И с раскидистой формой куста (выведен в Туркменском НИИ селекции и семеноводства тонковолокнистого хлопчатника) и сорт 9326-В с нулевым типом ветвления (селекции Вахшского филиала им. В.П.Красичкова Института земледелия Таджикской академии сельскохозяйственных наук).

Адрес для корреспонденции: Каримов Хуршед Хилолович. 734063, Республика Таджикистан, Душанбе, ул. Айни, 299/2, Институт ботаники, физиологии и генетики растений АН РТ. E-mail: asrtkarimov@mail.ru

Растения для опытов выращивали в одинаковых условиях на экспериментальном участке Института ботаники, физиологии и генетики растений АН Республики Таджикистан, расположенном в восточной части Гиссарской долины на высоте 830 м над ур.м., согласно агрорекомендациям по выращиванию хлопчатника в Таджикистане [1].

ИФ листьев определяли в полевых условиях при естественных концентрациях СО2 с использованием переносной установки, собранной на основе газоанализатора INFRALIT-IV (Германия), с включённой в систему ассимиляционной камерой-прищепкой конструкции Л.Т.Карпушкина [2]. Газометрические измерения фотосинтеза проводили на зрелых, одновозрастных, завершивших свою дифференцировку листьях верхнего яруса (4-5 листья от точки роста) в фазы бутонизации, цветения и плодоношения растений. Расчёт углекислотного газообмена листьев производили по формуле, приведённой в работе [3].

Статистический анализ полученных результатов проводили с использованием программы Microsoft Excel 2007. Приведены среднеарифметические величины и стандартные ошибки трёх определений из трёх биологических повторностей. Достоверными считали различия при величине P, не превышающей 0.01 и 0.05.

Результаты и их обсуждение

Результаты измерений ИФ сортов тонковолокнистого хлопчатника, различающихся по типу ветвления, в дневной динамике и в разные фазы развития растений представлены в таблице.

Как видно из данных таблицы, у сорта 9326-В с предельным типом ветвления ИФ во все фазы развития растений в течение дня поддерживалась на одинаковом уровне, то есть у этого сорта в течение дня не наблюдалось пика с максимальной ИФ. Между значениями (индексами) ИФ по времени её измерения достоверных различий не было выявлено (значение t-критерия Стьюдента не превышало табличное значение t, равное 2.77, при уровне значимости P=0.05 и числе степеней свободы n'=(n1+n2)-2=4).

У сорта 9906-И с непредельным типом ветвления (с раскидистой формой куста) ИФ во все фазы развития растений в дневной динамике, начиная с утренних часов (9 ч), незначительно повышалась, затем, после полудня, ближе к вечеру (15 ч), снижалась. В фазу бутонизации между значениями ИФ по времени её определения в течение дня различий не было, а в фазу цветения между величиной ИФ в 9 и 15 ч установлено достоверное различие при P=0.05, но при P=0.01 оно не проявилось.

Возникает вопрос: почему у сорта 9326-В в течение дня ИФ не изменяется, а у сорта 9906-И -изменяется? Чем это обусловлено?

Возможно, это связано с генетическим происхождением и генотипическими особенностями сортов, их различной нормой реакции на действие факторов внешней среды.

ИФ может зависеть от особенностей расположения листьев на кусте хлопчатника и степенью их освещения. У сорта 9326-В листья, несколько приподнятые под углом вверх (эректофильное положение листьев), имеют хороший доступ к прямым и боковым солнечным лучам. В результате этого в течение дня во все фазы развития растений ИФ у этого сорта не снижается и поддерживается на одинаковом уровне.

Таблица

Дневная и сезонная динамика ИФ (мг СО2/дм2-ч) сортов тонковолокнистого хлопчатника

с различным типом ветвления, 2010 г.

Сорт, тип ветвления Фаза развития растений:

бутонизация цветение плодоношение

9ч 12ч 15ч 9ч 12ч 15ч 9ч 12ч 15ч

9326-В, предельный 48.1±2.9 49.4±1.8 47.0±1.3 36.3±1.8 34.9±2.8 *33.5±2.1 26.9±1.2 28.5±2.5 23.8±2.1

9906-И, непредельный 33.6±2.7 48.0±2.7 43.0±2.6 33.9±1.4 36.2±2.5 *24.5±1.8 26.5±1.3 27.4±2.0 19.3±1.5

Примечание: * - различие между сортами при P=0.05 достоверно.

У сорта 9906-И с непредельным типом ветвления горизонтально расположенные листья на длинных симподиальных ветвях (планофильное положение листьев) при боковом освещении лучами солнца утром (9 ч) и после полудня, ближе к вечеру (15 ч), затеняют друг друга, что приводит к ухудшению световых условий и, в результате, к снижению ИФ.

На изменение ИФ в течение дня могут влиять особенности «ближнего» (у сорта 9326-В) и «дальнего» (у сорта 9906-И) транспорта ассимилятов, то есть дистанция между коробочкой хлопчат-ника-акцептором фотосинтетических ассимилятов и ближайшими листьями, расположенными на разном расстоянии от коробочек, снабжающих её фотосинтетическими ассимилятами [4], а также различная аттрагирующая способность репродуктивных органов в фазу плодоношения.

Нельзя также исключать возможное неодинаковое влияние на изменения ИФ у генотипов хлопчатника с непредельным и предельным типом ветвления таких физиологических процессов, как транспирация и активность полярного акцептора ассимилятов - корневой системы.

Полученные в работе экспериментальные данные позволяют сделать заключение, что использованные в работе сорта тонковолокнистого хлопчатника с различным типом ветвления во все фазы развития растений (за исключением фазы цветения) достоверно не отличаются между собой по ИФ при уровне значимости Р=0.05.

В литературе имеются данные, подтверждающие этот вывод. Так, у небольшого (высотой до 10 см и длиной до 1 м) стелющегося дикого африкано-аравийско-индийского вида хлопчатника Gos-sypium stocksii Mast.с пятилопастной формой листовой пластинки и дикого африканского вида Gossy-pium somalense (Gurke) Hutch. (небольшой прямостоячий кустарник до 1.5 м высоты с трёхлопастными сердцевидными листьями) уровень ИФ очень близок (40 и 42 мгСО2/дм2.ч, соответственно) [5].

Полученные нами ранее результаты изучения ИФ стародавнего сорта хлопчатника Пима с раскидистой формой куста и современного сорта 9326-В с нулевым типом ветвления, показавшие, что между этими сортами по СО2-газообмену листа достоверных различий не наблюдается, согласуются с экспериментальными данными, приведёнными в настоящей статье [6].

Таким образом, результаты наших исследований свидетельствуют о том, что ИФ растений хлопчатника мало зависит от формы куста и типа ветвления.

Поступило 06.01.2012 г.

ЛИТЕРАТУРА

1. Научная система ведения сельского хозяйства Таджикистана (на тадж. яз.) /Под ред. акад. ТАСХН Ахмадова Х.М., Набиева Т.Н., Бухориева Т.А. - Душанбе: Матбуот, 2009, 764 с.

2. Карпушкин Л.Т. - Биофизические методы в физиологии растений. - М.: Наука, 1974. с.44-71.

3. Лайск А.Х. Кинетика фотосинтеза и фотодыхания С3-растений. - М.: Наука, 1977, 194 с.

4. Пинхасов Ю.И. - Физиология растений, 19S1, т.28, вып.6, с.1131-1141.

5. El-Sharkawy M.A., Hesketh J., Muramoto H. - Crop Science, 1965, v.5, pр.173-175.

6. Абдуллаев Х.А., Каримов Х.Х., Гиясидинов Б.Б., Солиева Б.А., Миракилов Х.М., Саиднабиев М.М. - Изв. АН РТ. Отд. биол. и мед. н., 2010, №3 (172). с.8-17.

Э.Л.Эргашева*, Б.Б.Fиёсидинов, ^.Л.Лбдуллоев, ХД.Каримов, Б.Л.Солиева, И.С.Каспарова,

^.М.Мироцилов

ФОТОСИНТЕЗИ НЛВЪ^ОИ ПЛНБЛИ МЛ^ИННЛХИ ТЛРЗИ ШОХРОНИЛШ МЛВДУД BA БЕ^ЛД

*Донишгохи давлатии Хуцанд ба номи Б.Fафуров,

Институти ботаника, физиология ва генетикаи растании Академияи илмх;ои Цум^урии Тоцикистон

Дар макола натичаи тахлили киёсии фотосинтези ду навъи пахтаи махиннах, ки бо тарзи шохронии нихолашон аз хамдигар фаркият доранд, дода шудааст. Муайян карда шудааст, ки навъхои пахтаи тарзи шохрониашон махдуд ва бехдд аз руи суръати максималии (интихоии) фотосинтези барг дар холати Р=0.05 будан аз якдигар куллан фаркияти оморй надоранд, яъне шиддатнокии табодули дуоксиди карбони барги пахта аз шакли буттаи нихол ва тарзи шохронии он кам вобастагй дорад.

Калима^ои калиди: пахтаи махиннах Gossypium barbadense L. - тарзи шохрони - фотосинтез.

E.A.Ergasheva*, B.B.Giyasidinov, Kh.A.Abdullaev, Kh.H.Karimov, B.A.Solieva, I.S.Kasparova,

Kh.M.Mirakilov

PHOTOSYNTHESIS OF LONGSTABLE COTTON VARIETIES WITH DIFFERENT TYPES OF BRANCHING

B.Gafurov Khujand State University,

Institute of Botany, Plant Physiology and Genetics, Academy of Sciences of the Republic of Tajikistan In this paper the results of analysis of the photosynthesis intensity of longstable cotton varieties distinguish by types of stem branching are given. Is established that the photosynthesis of varieties with limit and nonlimit branching is not different.

Key words: longstable cotton Gossypium barbadense L. - types of branching - photosynthesis.