Биологическое качество семян яровой пшеницы в Предбайкалье

17. Агроэкологические основы землепользования в Томской области / под ред. В.А. Хмелева [и др.]. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2001. - 255 с.

18. Крепков, А.П. Лен-долгунец в Сибири / А.П. Крепков. - Томск: Изд-во Том. ун-та, 2004. - 168 с.

19. Крепков, А.П. Селекция льна-долгунца в Сибири / А.П. Крепков. - Томск: Изд-во Том. ун-та, 2000. -186 с.

20. Корневые выделения томатов и их влияние на рост и антифунгальную активность штаммов Pseudomonas / Л.В. Кравченко [и др.] // Микробиология. - 2003. - Т. 72. - № 1. - С. 48-53.

21. Методы биохимического исследования растений / под ред. А.И. Ермакова. - Л.: Колос, 1972. - 456 с.

22. Трофимова, О.С. Количественное определение аминокислот методом бумажной хроматографии: метод. руководство / О.С. Трофимова. - Новосибирск, 1971. - 48 с.

23. Краткий справочник по физиологии растений / под ред. А.М. Гродзинского. - Киев: Наукова думка, 1973.

- 591 с.

24. Стегний, В.Н. Эколого-морфологический анализ признаков продуктивности гибридов F1 и F2 от скрещивания разнокачественных сортов льна / В.Н. Стегний, Ю.В. Чудинова, Н.Н. Абакумова // Сиб. экол. журн. - 2004. - № 2. - С. 173-177.

25. Кулагин, Ю.З. О структуре адаптивного потенциала вида / Ю.З. Кулагин // Журн. общей биол. - 1984. -Т. 45. - № 5. - С. 596-601.

26. Петров, В.Б. Микробиологические препараты в биологизации земледелия России / В.Б. Петров,

В.К. Чеботарь, А.Е. Казаков// Достижения науки и техники АПК. - 2002. - № 10. - С. 18-23.

27. Higa, J.E. Effective microorganism / J.E. Higa. - Japan: Atami, 1994. - P. 16.

28. Генетика развития растений / Л.А. Лутова [и др.]; под ред. И. Инге-Вечтомова. - СПб.: Наука, 2000. -

539 с.

29. Чудинова, Ю.В. Биологические основы селекции льна / Ю.В. Чудинова // Вестн. Том. гос. ун-та. - 2006. -№ 20. - С. 8-10.

----------♦--------------

УДК 633.11(571.5) А.В. Полномочное

БИОЛОГИЧЕСКОЕ КАЧЕСТВО СЕМЯН ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ В ПРЕДБАЙКАЛЬЕ

Статья содержит морфологические и биохимические различия биологического статуса семян яровой пшеницы при их формировании в различных природных условиях Предбайкалья.

Урожайность яровой пшеницы во многом зависит от генетического потенциала сорта и биологического статуса семян. При этом крайне важно, чтобы биологические особенности сорта соответствовали конкретным природно-климатическим условиям, так как они оказывают существенное влияние на формирование семян и, в частности, на развитие зародыша.

В Предбайкалье формирование семян яровой пшеницы происходит при неблагоприятной для них низкой температуре, что существенно снижает их биологический статус, в том числе и урожайную продуктивность растений. Негативное действие низкой температуры на формирование семян яровой пшеницы в природных условиях Предбайкалья (+17°С и ниже) формирует биологически неполноценное семя, в котором происходят следующие физиологические процессы:

- в зародыше закладывается 3-4, редко до 5 корешков (рис., б) при норме 6-9 корешков (рис., а), а весной в поле прорастают 2-4 корня при норме 4-6;

- в зародыше угнетается корневая часть. Это приводит к диспропорции между стеблевой и корневой частями зародыша, что ослабляет развитие проростка в будущем. Растение становится низкопродуктивным;

- при ослабленном росте проростка развитие вторичных корней замедлено, их формируется меньше. Ослабление роста растения приводит к уменьшению размеров колоса с небольшим количеством зерен в нем;

- в эдосперме происходит нарушение пропорции накопления запасных питательных веществ (белка, углеводов и жиров). В большем количестве накапливается крахмал, белка образуется меньше;

Развитие зародыша у зерновки яровой пшеницы: а - биологически полноценный зародыш;

б - биологически недоразвитый зародыш: эп - эпителик; щ - щиток; сп - сосудистый пучок; к - колеоптиль; пл - первый лист; вл - второй лист; кн - почка (конус нарастания); э - эпибласт; зк - первый зародышевый корень; кл - колеориза; кч - корневой чехлик

- в эдосперме происходит нарушение пропорции не только между количеством белков и углеводов, но и между количеством высокомолекулярных и низкомолекулярных белков, при этом нарушается баланс аминокислот, необходимых проростку. Это нарушение баланса питания проростка дополнительно ослабляет его рост, так как он уже ослаблен в силу диспропорции в развитии органов зародыша;

- в начальный период набухания семени яровой пшеницы и на последующем этапе прорастания его при недоразвитой колеоризе зародыш семени не в полной мере обеспечен влагой и не способен хорошо прорастать в условиях недостаточного тепла и влаги;

- при недоразвитой колеоризе зародыша водопоглощение его ослаблено и при набухании семени в зародыше биохимические процессы замедленны, фитогормонов образуется недостаточно, соответственно, расщепление белков до аминокислот идет слабо, питание зародыша недостаточное и функции органов зародыша замедленны, семя не может при засухе прорасти или прорастает ослабленным.

Для наглядности морфологического и биохимического различия биологического статуса семян яровой пшеницы при их формировании в разных природных условиях Предбайкалья он представлен рисунке и в таблице.

Сравнительные показатели развития биологической полноценности зародыша семян яровой пшеницы

№ п/п Биологически полноценное семя Биологически неполноценное семя

1 2 3

Формирование органов зародыша

1 В процессе набухания семени и на начальных этапах прорастания, если колеориза (кл) развита в соответствии с сортовой характеристикой, то это позволяет семени прорастать даже в условиях недостаточного тепла и влаги и успешно обеспечить зародыш влагой В процессе набухания семени и на начальных этапах прорастания если, колеориза (кл) недоразвита, то это не позволяет ему в полной мере обеспечить зародыш водой и хорошо прорастать в условиях недостаточного тепла и влаги

Окончание табл.

1 2 3

2 Если колеориза (кл) развита в соответствии с сортовой характеристикой, то при набухании семени в зародыше в процессе биохимической реакции образуются фитогормоны, которые поступают в эндосперм и стимулируют процесс расщепления белков до аминокислот, необходимых для питания зародыша и образования новых органов, что позволяет при засухе зародышу реализовать большее количество корешков и увеличить их площадь поглощения воды Если колеориза (кл) недоразвита, то водопогло-щение ослаблено и при набухании семени в зародыше биохимические процессы замедленны, фитогормонов образуется недостаточно, соответственно расщепление белков до аминокислот идет слабо, питание зародыша недостаточное и функции органов зародыша замедленны, семя не может при засухе прорасти или прорастает ослабленным

3 При оптимальной температуре в зародыше формируется до 9 зародышевых корешков, а весной в поле прорастает 5-6 корней При формировании зерновки в прохладных условиях в зародыше закладывается 3-4, редко до 5 корешков, а весной в поле прорастают 2-4 корня

4 При оптимальных условиях формирования зерновки в зародыше закладывается стеблевая и корневая часть в соответствии с сортовыми признаками без нарушения их диспропорции. Растение может реализовать свой сортовой потенциал урожайности При формировании зерновки в прохладных условиях в зародыше угнетается корневая часть. Это приводит к диспропорции между стеблевой и корневой частью зародыша, ослабляет развитие проростка в будущем. Растение становится низкопродуктивным

5 При активном росте проростка из узла кущения появляется вторичная корневая система При ослабленном росте проростка развитие вторичных корней ослаблено, вторичных корней формируется меньше

6 При активном росте растения закладывается колос и количество зерен в колосе соответствует сортовой характеристике растения Если рост растения угнетен, то закладывается небольшой колос с небольшим количеством зерен в колосе

Формирование эндосперма зерновки

7 При оптимальных условиях формирования зерновки в эдосперме накапливаются запасные питательные вещества (белок, углеводы и других веществ) в соотношении с сортовой характеристикой растения, что позволяет обеспечить проросток оптимальным питанием При формировании зерновки в прохладных условиях (в Предбайкалье +17°С и ниже) в эдосперме происходит нарушение пропорции накопления запасных питательных веществ (белка, углеводов и других веществ). В большем количестве накапливается крахмал, белка образуется меньше. Это нарушение питания проростка дополнительно ослабляет его рост, так как он уже ослаблен в силу диспропорции в развитии органов зародыша

8 При оптимальных условиях формирования зерновки в эдосперме накапливаются высокомолекулярные и низкомолекулярные белки в соотношении с сортовой характеристикой растения, что позволяет оптимально обеспечить проросток аминокислотами При формировании зерновки в прохладных условиях (в Предбайкалье +17°С и ниже) в эдоспер-ме происходит нарушение пропорции не только между количеством белков и углеводов, но и между количеством высокомолекулярных и низкомолекулярных белков, при этом нарушается баланс аминокислот, необходимых проростку, что также негативно влияет на процессы его роста и развития

Следовательно, возникает проблема, как в условиях Предбайкалья получить биологически качественные семена, способные хорошо прорастать, а проросткам расти и нормально развиваться в условиях весенне-летней засухи. Применяемая в Предбайкалье зональная система семеноводства в определенной степени использует ресурсы тепла и влагообеспеченности для роста, развития и плодоношения растений. Между тем известно, что различные климатические ситуации складываются и на отдельных элементах рельефа в условиях Сибири, где за период вегетации полевых культур сумма активных температур находится зачастую у нижнего предела, различие в микроклимате на отдельных элементах рельефа особенно ярко выражено. В этой связи в Предбайкалье проблема влияния микрорельефа на биологические качества семян

и продуктивность зерновых культур в потомстве неоспорима и является одним из основных условий получения биологически полноценных семян яровой пшеницы и успешного ведения семеноводства в регионе.

Литература

1. Батыгина, Т.Б. Хлебное зерно. атлас / Т.Б. Батыгина. - Л.: Наука, 1987. - 266 с.

2. Илли, И.Э. Физиология формирования биологических качеств яровой пшеницы в условиях Восточной Сибири: автореф. дис. ... д-ра биол. наук / И.Э. Илли. - Иркутск, 1989. - 48 с.

3. Илли, И.Э. Физиологический потенциал и жизнеспособность семян / И.Э. Илли, Н.П. Гончарова // Семя: мат-лы междунар. науч.-практ. конф. - М.: ИКАР, 1999. - С. 113-117.

4. Физиологический потенциал морфологической биосистемы зародыша у сформировавшейся зерновки яровой пшеницы в условиях Восточной Сибири / И.Э. Илли [и др.] // Вести ИрГСХА. - Иркутск, 1999. -Вып.14. - С. 22-25.

5. Илли, И.Э. Биологические основы агроландшафтной системы семеноводства и сортового контроль в Иркутской области / И.Э. Илли, А.В. Полномочнов. - Иркутск, 2005. - 223 с.

6. Конарев, В.Г. Белки пшеницы / В.Г. Конарев. - М.: Колос, 1980. - 351 с.

7. Назарова, Г.Д. Накоплений субфракций белков глиадина у зерна яровой пшеницы в Восточной Сибири / Г.Д. Назарова, Г.И. Хвостова, И.Э. Илли // Физиология растений - наука III тысячелетия: мат-лы междунар. конф. - М., 1999. - Т.2. - С. 647-650.

УДК 581 .5 (581.526.53) А.И. Шуркина, Т.М. Зоркина, А.П. Шевырногов

ИССЛЕДОВАНИЕ СОВРЕМЕННОГО РАСТИТЕЛЬНОГО ПОКРОВА РЕСПУБЛИКИ ХАКАСИЯ НА ОСНОВЕ ИНТЕГРАЦИИ СПУТНИКОВЫХ И НАЗЕМНЫХ ДАННЫХ*

Статья посвящена изложению результатов наземного экотопологического профилирования и анализа спутниковых спектральных данных с целью картографирования современного растительного покрова Республики Хакасия.

На территории степного пояса Хакасии в окрестностях оз. Соленое, являющейся тестовым участком для интерпретации космических снимков, проанализированы видовой состав и структура растительных сообществ. С помощью метода экологических шкал определены экологические параметры фитоценозов. Рассмотрена динамика индекса листовой поверхности и надземной фитомасссы растительных сообществ. С учетом водного (NDWI) и вегетационного ^М) индексов и результатов полевых исследований проведено картирование растительного покрова в окрестностях оз. Соленое.

Введение. По характеру растительного покрова и комплексу природных условий территория Хакасии принадлежит к Алтае-Саянской геоботанической области. Здесь отражаются все основные закономерности в распределении растительного покрова, подчиняющиеся законам вертикальной поясности [1]. Особенно большой интерес с нашей точки зрения для изучения биоразнообразия и сохранения генофонда представляет степной пояс Хакасии. С давних пор эта территория находится под влиянием усиленной хозяйственной деятельности человека и поэтому в настоящее время естественная растительность в ее пределах распределена крайне неравномерно. В настоящее время карта современного растительного покрова степного пояса Хакасии отсутствует, а проводимые разрозненные исследования не отражаются на картографических материалах.

Современные технологии, основанные на использовании спутниковых данных, позволяют отслеживать изменения биолого-экологических параметров растительных сообществ и дают возможность решить задачу картографирования современного растительного покрова Хакасии. Для целей мониторинга естественной растительности дистанционное зондирование обладает рядом значительных преимуществ, обеспечивая оперативный сбор данных [2]. Классификация видового состава представленных на данной террито-

* Работа выполнена при поддержке Красноярского краевого фонда науки (грант № ^014), Российского фонда фундаментальных исследований (грант № 07-05-96807).