Роль листьев в формировании технологических качеств волокна хлопчатника

ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН _2015, том 58, №2_

ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ

УДК 581.132.1:633.511

М.Л.Дадобоева*, Б.Б.Гиясидинов, Х.М.Миракилов, Б.А.Солиева, член-корреспондент АН Республики Таджикистан Х.А.Абдуллаев

РОЛЬ ЛИСТЬЕВ В ФОРМИРОВАНИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ КАЧЕСТВ

ВОЛОКНА ХЛОПЧАТНИКА

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

В статье приводятся результаты изучения роли листьев в формировании технологических качеств волокна хлопчатника методом дефолиации. Показано, что при дефолиации (механическое удаление листьев) растений на 25, 50, 75 и 100% листьев в фазах бутонизации, цветения и плодоношения хлопчатника такие технологические показатели волокна, как штапельная длина, разрывная длина и разрывная нагрузка статистически достоверно не изменяются, за исключением метрического номера. Тонина волокна по сравнению с контролем увеличивается на 63.1 %. Установлено, что полное удаление листьев в фазу созревания существенно не влияет на качество хлопкового волокна.

Ключевые слова: тонковолокнистый хлопчатник Gossypium barbadense L. - дефолиация - технологические свойства волокна.

Одним из подходов в изучении роли листьев в донорно-акцепторных отношениях и формировании урожая в растении является метод частичного или полного удаления листьев [1]. Метод удаления листьев (дефолиация) и наблюдение при этом за состоянием растений позволяет оценить потенциальную возможность фотосинтетического (листового) аппарата каждого генотипа в формировании урожая [2] и целенаправленно вести селекцию на определенное количество листьев у вновь создаваемых гибридов и сортов хлопчатника.

Продуктивность растений определяется не только общим урожаем, но и его качеством. Показателями, характеризующими качество хозяйственного урожая хлопчатника, являются тонина (метрический номер), штапельная длина, разрывная длина и крепость хлопкового волокна.

Настоящая работа посвящена изучению роли листьев в формировании технологических свойств волокна хлопчатника методом частичного и полного удаления листьев.

Материал и методы исследований

Материалом для исследования служил промышленный сорт тонковолокнистого хлопчатника (Gossypium barbadense L.) c нулевым (предельным) типом ветвления 9326-В селекции Вахшского филиала Института земледелия Таджикской академии сельскохозяйственных наук (ТАСХН).

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 Таджи-

Адрес для корреспонденции: Абдуллаев Хамиджон Абдуллаевич. 734017, Республика Таджикистан, Душанбе, ул. Карамова, 27, Институт ботаники, физиологии и генетики растений АНРТ. E-mail: bako. 76@mail.ru

кистане [3]. Делянки опыта - четырёхрядковые, десятилуночные, схема посева-60х30х1, биологическая повторность трёхкратная, рендомизированная. Растения для анализов брали с одинаковым уровнем роста и развития.

Дефолиация растений (ручное, механическое удаление) проводили в двух направлениях: снизу вверх от семядольных листьев (ДСН) и сверху вниз от точки роста (ДСВ) в фазах бутонизации, цветения, плодообразования и созревания урожая. В опытных вариантах удаляли 25, 50, 75 и 100% листьев от общего их количества на контрольных растениях. Контролем служили интактные растения хлопчатника с сохранением всех сформировавшихся листьев.

Технологические свойства хлопкового волокна определяли стандартными методами [4], разработанными в Центральном научно-исследовательском институте хлопчатобумажной промышленности (ЦНИХБИ, г.Москва), в лаборатории технологии волокна Института земледелия ТАСХН.

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 9 аналитических определений.

Результаты исследований

Результаты определения технологических свойств волокна хлопчатника после частичного и полного удаления листьев снизу вверх (ДСН) и сверху вниз (ДСВ) представлены в табл.1-4.

Как видно из данных табл.1, у растений, дефолиированных снизу вверх в фазу бутонизации, удаление 25 и 50% листьев не влияло на штапельную длину, разрывную нагрузку и коэффициент зрелости волокна. По метрическому номеру в вариантах 75 и 100% ДСН по сравнению с контролем была обнаружена достоверная разница. Метрический номер уменьшался и составил 6857. На разрывную длину волокна дефолиация оказала отрицательное влияние, и она достоверно уменьшилась с 32.4 до 30.0 км (табл.1).

Таблица 1

Влияние дефолиации снизу вверх (ДСН) на технологические свойства волокна тонковолокнистого

хлопчатника сорта 9326-В. Фаза бутонизации

Варианты опыта Показатели технологических свойств волокна Выход волокна, %

Штапельная длина, мм Разрывная нагрузка, г.с. Коэффициент зрелости Метрический номер Разрывная длина, км

Контроль 38.0±0.60 4.7±0.07 2.0±0.03 6857.3±25.4* 32.4±0.60* 35.6±0.8

ДСН-25% 38.3±0.33 5.1±0.22 2.1±0.10 6290.7±236.9 32.2±0.40 34.5±0.8

ДСН-50% 38.7±0.88 4.6±0.06 1.8±0.07 6673.3±63.3 30.7±0.21 33.9±1.2

ДСН-75% 37.7±0.33 5.0±0.12 2.03±0.03 6321.3±19.4* 31.4±0.74 33.7±1.6

100% 39.0±0.58 5.0±0.15 2.10±0.08 6000.0±240.2* 30.0±0.90* -

Примечание: * - здесь и далее в таблицах - разница достоверна при P=0.01.

При ДСН в фазу цветения такие технологические показатели волокна, как тонина, штапельная длина, разрывная нагрузка и коэффициент зрелости во всех вариантах опыта по сравнению с контролем существенно не изменились.

При удалении листьев в фазу плодоношения различия между контрольным и опытным вариантами по всем технологическим свойствам волокна были незначительны, за исключением метриче-

ского номера. В варианте 100% ДСН тонина волокна достоверно увеличивалась до 10606 против 6695 в контроле (табл.2). Эти данные свидетельствуют о высоком темпе синтеза и отложения целлюлозы в волокне.

Таблица 2

Влияние дефолиации снизу вверх (ДСН) на технологические свойства волокна тонковолокнистого

хлопчатника сорта 9326-В. Фаза плодоношения

Варианты опыта Показатели технологических свойств волокна Выход волокна, %

Штапельная длина, мм Разрывная нагрузка, г.с. Коэффициент зрелости Метрический номер Разрывная длина, км

Контроль 37.0±0.10 5.0±0.07 2.0±0.03 6695.0±251.2* 33.2±0.87 34.0±1.7

ДСН-25% 42.0±3.06 5.1±0.10 2.1±0.06 6510.0±245.8 33.2±0.58 37.0±0.9

ДСН-50% 38.0±1.00 5.1±0.22 1.9±0.03 6490.0±205.2 33.2±0.46 36.6±0.5

ДСН-75% 38.3±1.20 4.8±0.15 1.9±0.03 6233.3±133.3 30.0±1.30 36.0±0.2

100% 35.5±0.50 3.9±0.60 1.7±0.15 10606.7±174.7* 32.8±3.35 34.9±1.8

У растений, дефолиированных в фазу созревания во всех вариантах опыта, по всем технологическим параметрам волокна не были обнаружены статистически достоверные различия, кроме его тонины, которая в варианте 75% ДСН по сравнению с контролем повысилась на 3103.4 единицы.

Проведение дефолиации у растений сверху вниз (ДСВ) в фазу бутонизации не оказало существенного влияния на тонину, штапельную длину и коэффициент зрелости волокна. При этом разрывная длина волокна незначительно увеличилась - от 29.9 до 31.2 км (табл.3).

Таблица 3

Влияние дефолиации сверху вниз (ДСВ) на технологические свойства волокна тонковолокнистого

хлопчатника сорта 9326-В. Фаза бутонизации

Варианты опыта Показатели технологических свойств волокна Выход волокна, %

Штапельная длина, мм Разрывная нагрузка, г.с. Коэффициент зрелости Метрический номер Разрывная длина, км

Контроль 38.3±0.88 4.4±0.22 1.9±0.09 6790.0±271.6 29.9±0.90* 34.8±1.1

ДСВ-25% 36.7±0.67 4.5±0.28 1.9±0.10 7403.3±318.9 32.9±0.91 37.3±1.1

ДСВ-50% 39.3±0.33* 4.3±0.19 1.8±0.07 6966.7±569.6 29.5±1.03 30.4±0.3

ДСВ-75% 39.0±0.78 5.1±0.17* 2.1±0.07 6030.0±276.1 30.5±0.52 32.7±1.0

100% 37.0±0.74* 4.0±0.16* 1.8±0.08 7700.0±385.0 31.2±0.90* -

ДСВ у растений во всех вариантах опыта в фазу цветения не оказала существенного влияния на технологические качества волокна хлопчатника.

В фазе плодоношения 100% ДСВ заметно не повлияла на штапельную длину волокна. При этом коэффициент зрелости волокна составил 1.6, то есть ниже стандарта 1.75, что означает меньшую степень заполнения полости волокна целлюлозой, и это отрицательно повлияло на разрывную нагрузку, метрический номер и разрывную длину волокна. По этим показателям между контролем и опытом обнаружена достоверная разница (табл.4).

Таблица 4

Влияние дефолиации сверху вниз (ДСВ) на технологические свойства волокна тонковолокнистого

хлопчатника сорта 9326-В. Фаза плодоношения

Варианты опыта Показатели технологических свойств волокна Выход волокна, %

Штапельная длина, мм Разрывная нагрузка, г.с. Коэффициент зрелости Метрический номер Разрывная длина, км

Контроль 38.3±0.88 4.9±0.15* 2.0±0.06* 6806.7±86.9* 33.1±0.57* 33.5±0.5

ДСВ-25% 38.0±1.1 4.6±0.22 1.9±0.06 7043.3±688.9 31. 9± 1.91 34.5±0.9

ДСВ-50% 38.0±0.76 4.3±0.33 1.8±0.12 7310.0±783.1 30.7±1.15 32.5±0.8

ДСВ-75% 37.7±0.75 4.5±0.18 1.9±0.10 7143.3±357.1 32.2±1.58 32.1±1.9

100% 36.0±1.80 3.6±0.10* 1.6±0.05* 7633.3±145.3* 28.8±0.40* -

ДСВ у растений хлопчатника, проведённая в фазу созревания, отрицательно не влияла на созревание волокна, коэффициент зрелости волокна как в контроле, так и во всех вариантах опыта составлял 2.0-2.1, то есть волокно полностью вызрело и соответствовало первому сорту (по зрелости).

Эти результаты свидетельствуют о том, что полное удаление листьев в фазу созревания существенно не влияет на качество хлопкового волокна.

Обсуждение результатов исследований

В свете полученных данных представляется интересным обсудить следующий вопрос.

Если в фазе созревания коробочек у растений хлопчатника полностью (100%) удалить листья-доноры ассимилятов, то за счёт каких других источников (source) происходит полное созревание волокна?

При созревании волокна и раскрытия коробочки дефицит ассимилятов может компенсироваться за счёт фотосинтеза зелёных прицветников и зелёных створок самой коробочки. Так, при удалении всех листьев у растений хлопчатника в фазе плодоношения интенсивность видимого фотосинтеза прицветников опытных растений по сравнению с контролем (4.8 мгСО2/дм2ч) повышается на 60.4% (12.5 мгСО2/дм2ч) [5]. Показано [6], что при дефолиации, когда коробочки остаются без основного донора ассимилятов- листьев, увеличивается скорость ассимиляции СО2 нелистовых органов - коробочки с прицветниками (у них общая потенциальная интенсивность фотосинтеза повышается и составляет 30-33 мгСО2/г сухого вещества в час от суммарного потенциального фотосинтеза растений).

Если же фотосинтез прицветников и коробочки не покрывает суммарную потребность аттра-гирующих центров - плодовых органов, то тогда растение вынуждено будет использовать (мобилизовать) часть веществ, накопленных (депонированных) в вегетативных органах, в частности в стебле. В результате этого в фазу созревания масса стебля уменьшается.

В нашем случае удаление листьев в период созревания - раскрытия коробочек вынуждало растение к значительной реутилизации и мобилизации накопленных пластических веществ из стебля к растущим и созревающим коробочкам. Наши подсчёты показали, что доля реутилизации веществ из стебля при созревании волокна и раскрытии коробочек у контрольных растений составляла 16%, а у дефолиированных растений - 64.4%.

Заключение

На основании полученных результатов можно сделать заключение, что при удалении на 25, 50, 75 и 100% листьев в фазах бутонизации, цветения, плодоношения и созревания коробочек хлопчатника технологические свойства волокна, такие как штапельная длина, разрывная длина и разрывная нагрузка волокна статистически достоверно не изменяются, за исключением тонины волокна. Метрический номер волокна по сравнению с контролем увеличивается на 63.1%. Полное удаление листьев в фазу созревания существенно не влияет на качество хлопкового волокна.

Поступило 15.12.2014 г.

ЛИТЕРАТУРА

1. Мокроносов А.Т. Онтогенетический аспект фотосинтеза. - М.: Наука, 1981, 195с.

2. Киризий Д.А., Гуляев Б.И. Оценка потенциальных возможностей фотосинтетического аппарата сахарной свёклы путём искусственной дефолиации. - Физиол. и биохим. культ. растений, 1994, т.26, №4, с.368-374.

3. 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.

4. Иванов С.С., Ладынина Л.П., Соловьев А.И., Нилова В.И., Эйгес Е.Г. Методы определения свойств хлопка-волокна. - М.: Легкая индустрия, 1972, 287 с.

5. Дадобоева М.Л., Гиясидинов Б.Б., Миракилов Х.М., Солиева Б.А., Абдуллаев Х.А. О компенсаторной фотосинтетической деятельности прицветников коробочек хлопчатника. - ДАН РТ, 2014, т.57, №6, с.502-506.

6. Эргашев А.Э., Абдуллаев Х.А., Каримов Х.Х., Бободжанова М.Д. Фотосинтез нелистовых органов растений хлопчатника. - Мат-лы проф.-препод. конф. ф-та плод., вин. и с.-х. биотех. (Сб.статей). -Душанбе: ТАУ, 1998, с.143-147.

М.Л.Дадобоева*, Б.Б.Риёсидинов, ^.М.Миро^илов, Б.А.Солиева, ^.А.Абдуллоев НАЦШИ БАРГХО ДАР ТАШАККУЛЁБИИ ХУСУСИЯТ^ОИ ТЕХНОЛОГИИ

НАХИ ПАХТА

*Донишгох,и давлатии Хуцанд ба номи академик Б.Рафуров, Институти ботаника, физиология ва генетикаи растании Академияи илмх;ои Цум^урии Тоцикистон

Дар макола натичаи тадкдкд накши баргх,о дар ташаккулёбии хусусиятх,ои технологии нахи пахта бо усули сокит кардани баргх,о оварда шудааст. Нишон дода шудааст, ки хднгоми бо тарзи механикй канда партофтани 25, 50, 75 ва 100% барги них,оли пахта аломатх,ои технологии нахи пахта, ба монанди, дарозии тори нах, дарозии кандашавии нах ва устуворнокии нах бо таври оморй боэътимод тагйир намеёбанд, ба гайр аз раками метрикии нах. Борикии нахи них,олх,ои тачорубй нисбат ба нахи растаних,ои назоратй 63.1% меафзояд. Муайян карда шудааст, ки хднгоми тамоман (100%) канда партофтани баргх,о, дар мархдлаи пухта расидани х,осил, сифати нах, катъиян тагйир намеёбад.

Калима^ои калиди: пахтаи ма^иннах Gossypium barbadense L.-дефолиатсия - хусусият^ои технологии нах.

M.L.Dadoboeva*, B.B.Giyasidinov, Kh.M.Mirakilov, B.A.Solieva, Kh.A.Abdullaev THE LEAVES ROLE IN THE FORMATION OF TECHNOLOGICAL PROPERTY

OF COTTON FIBERS

B.Gafurov KhudjandState University, Institute of Botany, Plant Physiology and Genetics, Academy of Sciences of the Republic of Tajikistan In this work the data about of leaves role on the formation of technological traits of cotton fibers are presented. It is shown that after the mechanical removal 25, 50, 75 and 100% of leaves in squaring, flowering and boll set periods technological traits of cotton fiber as a staple length, length of break and strength fiber statistically is not changed, with the exception of metric number (fineness). The metric number increase on 63.1% to compare with control plants. Full defoliation in boll maturation period is not affected on quality of cotton fiber.

Key words: long stable cotton Gossypium barbadense L. - defoliation - fiber technological property.