Транспирация листа при дефолиации куста хлопчатника

ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН _2016, том 59, №5-6_

ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ

УДК 581.132:631.52

М.К.Бохирова, Б.Б.Гиясидинов, А.Эргашев, М.Б.Ниязмухамедова, Р.Ш.Хакимова*, Б.А.Солиева, член-корреспондент АН Республики Таджикистан Х.А.Абдуллаев

ТРАНСПИРАЦИЯ ЛИСТА ПРИ ДЕФОЛИАЦИИ КУСТА ХЛОПЧАТНИКА

Институт ботаники, физиологии и генетики растений АН Республики Таджикистан, *Худжандский государственный университет им. академика Б.Гафурова

В работе приведены результаты анализа влияния дефолиации на интенсивность транспира-ции листьев тонковолокнистого хлопчатника. Установлено, что искусственное удаление листьев хлопчатника в фазе плодоношения и созревания приводит к снижению интенсивности транспира-ции. При этом содержание воды в листьях, как в дневной динамике, так и по фазам развития растений, меняется незначительно.

Ключевые слова: тонковолокнистый хлопчатник (Gossypium barbadense Ь), дефолиация, транспи-рация.

Продуктивность растений, являющаяся интегральным показателем совокупности всех физиологических процессов, теснейшим образом связана с его водным режимом. В регуляции водообмена растений значительная роль принадлежит транспирации. Генотипы с высокой интенсивностью этого процесса характеризуются максимальным сохранением плодовых органов и накоплением высокого урожая хорошего качества. Интенсивность транспирации, как и все другие качественные и количественные признаки растительного организма, генетически детерминирована, и её фенотипическое проявление зависит от взаимодействия генотипа и целого ряда экзогенных и эндогенных факторов. Установлено, что в результате незнания генетически детерминированных свойств транспирации возделываемых культур, а также применения режимов орошения, несвойственных конкретному генотипу, сельскохозяйственное производство ежегодно теряет или недополучает до 25% урожая [1-3].

Поэтому исследование интенсивности транспирации и эффективности использования воды у различных генотипов имеет важное теоретическое и практическое значение в познании механизмов регуляции продукционного процесса с целью повышения урожайности растений.

В этом плане малоизученным остается вопрос: как влияет удаление листьев на интенсивность транспирации листьев и продуктивность растений?

Целью настоящей работы явилось изучение влияния частичной и полной дефолиации на интенсивность транспирации листьев тонковолокнистого хлопчатника.

Материалы и методы исследований

Объектом исследований служил промышленный сорт тонковолокнистого хлопчатника (Gossypium barbadense Ь.) с нулевым (предельным) типом ветвления 9326-В селекции Вахшского филиала Института земледелия Таджикской академии сельскохозяйственных наук (ТАСХН).

Адрес для корреспонденции: Абдуллаев Хамиджон Абдуллаевич. 734017, Республики Таджикистан, Душанбе, ул. Карамова, 27, Институт ботаники, физиологии и генетики растений АН РТ. E-mail: homidjon1945@mail.ru

Опыты были заложены 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 [4]. Делянки опыта - четырёхрядковые, десятилуночные, схема посева - 60х30х1, биологическая повторность трёхкратная, рендомизированная. Растения для анализов брали с одинаковым уровнем роста и развития.

Дефолиацию растений (механическое удаление листьев) проводили одновременно в двух направлениях: снизу вверх от семядольных листьев и сверху вниз от точки роста. В опытных вариантах удаляли 25, 50, 75 и 100% листьев от общего их количества на растении. Контролем служили интакт-ные растения хлопчатника с сохранением всех сформировавшихся листьев.

Интенсивность транспирации определяли на третий - четвертый день после полива методом быстрого взвешивания срезанных листьев на торсионных весах по Л.А.Иванову и др. [5].

Статистический анализ полученных данных проводили с использованием программы Microsoft Excel 2007. Достоверными считали различия при величине P, не превышающей 0.01. В таблицах приведены среднеарифметические величины и стандартные ошибки из трёх биологических по-вторностей и трёх аналитических определений.

Результаты исследований и их обсуждение

Результаты определения интенсивности транспирации листьев в дневной динамике у растений хлопчатника после частичного и полного удаления листьев в фазах плодоношения и созревания представлены в табл.1 и 2.

Таблица 1

Показатели водообмена листа тонковолокнистого хлопчатника сорта 9326-В при одновременной де-

фолиации растений снизу и сверху в фазе плодоношения

Варианты опыта Общее содержание воды в листьях, % Интенсивность транспирации, г воды/гсырой массы листач Интенсивность транспирации, г воды/дм^истач

800 1200 1500 800 1200 1500 800 1200 1500

Контроль 74.4+0.8 69.9+0.6* 69.2+0.1* 3.43+0.28* 5.15+0.10* 2.93+0.37 0.820+0.06 1.156+0.5 0.810+0.11

25% 72.8+0.8 69.5+0.2 68.1+0.5 2.81+0.20 4.05+0.21* 2.86+0.27 0.663+0.05 1.178+0.08 0.778+0.07

50% 73.7+1.2 71.3+0.3 71.7+0.5* 2.39+0.21 3.59+0.16* 2.41+0.05 0.673+0.07 1.021+0.04 0.673+0.02

75% 69.1+1.4 72.4+0.7* 72.1+0.2* 2.07+0.11* 2.91+0.12* 2.34+0.16 0.589+0.03 0.957+0.02 0.652+0.03

100% 74.5+0.3 74.3+0.5* 67.4+0.4* 2.26+0.02* 3.56+0.26* 2.91+0.11 0.599+0.02 0.859+0.09 0.705+0.01

Примечание: * - здесь и далее разница по сравнению с контролем достоверна при Р=0.01.

Как видно из данных табл.1, в фазе плодоношения одновременное удаление листьев как снизу, так и сверху в разной степени приводят к заметному изменению показателей водообмена листьев. Так, в утренние часы общее содержание воды в листьях варьирует в пределах от 69.0 до 74.5%, и только при 75% и 50% дефолиации оно снизилось до 69.0%. При этом между контрольными и опытными растениями достоверное различие не обнаруживалось. Однако в полуденные и послеполуденные часы наблюдается тенденция повышения оводнённости листьев по сравнению с контрольным вариантом. Особенно это заметно в вариантах с 50, 75 и 100%-ным удалением листьев. В послеполуденные часы (15 ч) содержание воды в варианте 100% удаления листьев (в верхних листьях, появившиеся после дефолиации) снизилось до 67.4%. Возможно, эти небольшие изменения, происходящие в

содержании воды в листьях, связаны со степенью открытости устьиц и скоростью транспирации в эти часы.

Из табл.1 видно, что в начале августа, в период массового формирования коробочек, интенсивность транспирации листьев у растений тонковолокнистого хлопчатника имеет один максимум - в полдень, в 12 ч. Обычно такой ход транспирации характерен для гидролабильных видов, способных переносить резкие изменения содержания воды в клетках в течение дня [3].

Максимальная величина транспирации (5.15 г/г сырой массы листа) у контрольных растений наблюдается к 12 ч, а во второй половине дня (к 15 ч) расход воды растением постепенно снижается. Эти данные свидетельствуют о том, что тонковолокнистый хлопчатник характеризуется очень высокой транспирационной способностью листьев.

Анализ данных (табл.1) по определению интенсивности транспирации в зависимости от степени дефолиации листьев растений показал, что у опытных растений во все часы определения скорость расхода воды листьями в расчёте на единицу сырой массы была значительно ниже, чем в контрольных растениях. Однако в 15 ч эти различия были менее заметны.

Часто интенсивность транспирации измеряется количеством граммов испарившейся воды с 1дм2 или 1м2 листовой поверхности за 1 час. У большинства сельскохозяйственных культур этот показатель днём варьирует в пределах от 1.5 до 2.5 г воды/дм2 листа ч или от 15 до 25 г воды/м2 листач [6].

Проведенные нами расчёты на дм2 площади листа (табл.1) показали, что интенсивность транспирации листа контрольных и опытных растений во все часы измерения достоверно не различается при уровне значимости P=0.01, то есть наблюдаемые различия при расчёте на единицу сырой массы листа нивелируются. Эти результаты свидетельствуют о том, что масса листа в большей степени точно может характеризовать интенсивность транспирации, чем величина площади листьев. Это, возможно, связано с тем, что на 1 дм2 листовой поверхности может содержаться разное количество и разная масса структурно-функциональных элементов мезоструктуры листа (например, устьиц, палисадная и губчатая паренхима).

Таблица 2

Показатели водообмена листа тонковолокнистого хлопчатника сорта 9326-В при одновременной де-

фолиации растений снизу и сверху в фазе созревания

Варианты опыта Общее содержание воды в листьях, % Интенсивность транспирации, г воды/гсырой массы листач Интенсивность транспирации, г воды/дм2 листач

900 1200 1500 900 1200 1500 900 1200 1500

Контроль 67.5+0.4* 66.1+0.5* 65.5+1.1* 2.22+0.11* 3.13+0.10* 2.43+0.21* 0.56+0.03* 0.70+0.02* 0.59+0.11

25% 63.8+0.2* 66.6+0.5 61.6+0.3* 1.45+0.09* 3.39+0.35 1.83+0.04* 0.35+0.03* 0.88+0.07 0.41+0.02

50% 69.0+0.5 68.1+0.6 68.1+1.1 1.74+0.07* 3.67+0.10* 2.65+0.09 0.49+0.02* 0.93+0.01* 0.66+0.01

75% 67.6+0.5 66.5+0.6 63.2+0.5 1.61+0.04* 2.62+0.05* 2.66+0.15 0.43+0.01* 0.63+0.02 0.65+0.02

100% 72.8+0.2* 73.6+0.8* 68.7+1.1 1.30+0.05* 2.28+0.22* 2.17+0.06 0.36+0.02* 0.49+0.05* 0.58+0.02

Примечание: * - разница по сравнению с контролем достоверна при P=0.01

В сентябре, в фазе созревания коробочек, интенсивность транспирации листьев хлопчатника заметно ослабевает (табл.2). Как видно из данных таблицы, во всех вариантах опыта, включая контрольные растения, расход воды на транспирацию в утренние часы незначительно повышается и достигает своего максимума к 12 ч, а во второй половине дня (к 15 ч) интенсивность транспирации по-

степенно понижается и резко падает к вечеру (к 17 ч) в вариантах при дефолиации растений на: 25% - 2 раза, 50% - 3 раза, 75% - 2 раза, 100% - 1.5 раза. При этом между контролем и всеми опытами по дефолиации во все часы определения, за исключением 15 ч, по интенсивности транспирации листьев наблюдается достоверная разница при величине значимости P, не превышающей 0.01. При пересчёте интенсивности транспирации на единицу площади листьев повторяются те же закономерности, которые наблюдались в фазе плодоношения.

Заключение

Таким образом, проведённые исследования показали, что дефолиация куста хлопчатника в фазе плодоношения и созревания приводит к снижению интенсивности транспирации. При этом содержание воды в листьях как в дневной динамике, так и по фазам развития растений меняется незначительно, особенно в фазе созревания.

Поступило 14.03.2016 г.

ЛИТЕРАТУРА

1. Свешникова В.М. Водный режим растений пустынь Средней Азии. - Экология, 1975, №5, с.35-42.

2. Рахманина К.П. Водный режим растений основных типов растительности Западного Памиро-Алая: Авт.дисс....д.б.н. - Свердловск, 1981, 48 с.

3. Жолкевич В.Н. и др. Водный обмен растений. - М.: Наука, 1989, 256 с.

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

5. Иванов Л.А., Силина А.А., Цельникер Ю.Л. О методе быстрого взвешивания для определения транспирации в естественных условиях. - Бот.ж., 1950, т.35, №2, с.171-185.

6. Кузнецов Вл.В., Дмитриева Г.А. Физиология растений. - М.: Абрис. Высшая школа, 2011, 784 с.

М.Ц.Бохирова, Б.Б.Гиёсидинов, А.Эргашев, М.Б.Ниёзмухамедова, Р.ШДакимова*,

Б.А.Солиева, ^.А.Абдуллоев ОББУХОРКУНЙ АЗ САТ^И БАРГ ^АНГОМИ СОЦИТ КАРДАНИ БАРГИ

НИ^ОЛИ ПАХТА

Институти ботаника, физиология ва генетикаи растании

Академияи илм^ои Цум^урии Тоцикистон, *Донишго%и давлатии Хуцанд ба номи академик Б.Рафуров

Бо усули дефолиатсия кардани нидоли пахта муайян карда шудааст, ки дангоми сокит кардани барг ва кам кардани сатди муайяни баргдо шиддатнокии оббухоркунй аз сатди барг дар даврадои мевабандй ва пухта расидани досил боэътимод кодиш меёбад. Дар ин долат микдори оби барг бошад дар динамикаи рузона ва дам дар давраи расиш нидоят кам тагйир меёбад.

Калима^ои калидй: пахтаи мауиннах Gossypium barbadense L., дефолиатсия, транспиратсия.

М.К.Bohirova, B.B.Giyasidinov, A.Ergashev, M.B.Niyazmukhamedova, R.Sh.Khakimova*,

B.A.Solieva, Kh.A.Abdullaev TRANSPIRATION OF COTTON LEAF AFTER DEFOLIATION

Institute of Botany, Plant Physiology and Genetics, Academy of Sciences of the Republic of Tajikistan, *B. Gafurov Khudjand State University

By methods of leaves defoliation of cotton plants it shown that defoliation same of leaves and decrease of same leaves surface is lowering the intensity of leaves transpiration in boll set and boll maturation phases. In this case, of water content in leaves in day dynamics and developmental phases a little changed. Key words: long stable cotton Gossypium barbadense L., defoliation, transpiration.