Введение к работе
Актуальность проблемы. Гречиха — важнейшая крупяная культура. К середине прошлого столетия посевы ее достигли 4 млн га. Эта культура занимала 13% всей посевной,площади России. Затем началось сокращение' ее. посевов. В настоящее время гречиха занимает всего 1,5% посевных
! площадей, или 1,7 млн га, что совершенно недостаточно для
удовлетворения потребностей населения. Основной причиной, сдерживающей расширение посевов под этой культурой, является низкая ее урожайность. В Российской Федерации на протяжении ряда лет урожай гречихи редко превышал 5,8 ц/га. Одной из причин такого положения является невысокое, качество семян, используемых для посева.
Т Растянутость во времени генеративного развития гречи-
хи приводит к неоднородности плодов, обладающих-низкими посевными качествами и, прежде всего, невысокой полевой всхожестью. Из-за неоднородности таких плодов при использовании в качестве посевного материала всходы гречихи изреживаются. При недостаточной густоте растений изменяется структура посевов и снижается урожай.
Несмотря на имеющийся практический материал по не
однородности семян, физиологическая сторона этой пробле
мы выяснена далеко недостаточно. Мало изучены причины >
неоднородности семян. Не выяснены вопросы, связанные с I
преодолением неоднородности посевного материала. Их вы
яснение сопряжено с изучением процессов, протекающих В j
период формирования и созревания семян на растении как \
г первоосновы высокопродуктивного посева, а также с рас- 3
смотрением путей реализации физиологических качеств в раз- 1
личных условиях среды. Познание отдельных сторон фор- |
мирования и прорастания семян, взятых с разных побегов ]
и зон соцветий, в различных условиях температуры, влаж- 1
ности и аэрации поможет глубже понять причины их неодно- 1
родности и выявить новые возможности повышения качест- |
ва посевного материала и зависимые от него семенную про- !
дуктивность и урожай гречихи. В этой связи проблема изу- j
*~~UEH ГРАЛЬНАЯ ~1 :1 г і
НАУЧНАЯ БИБЛИОТЕКА ' ' j
Мое;:. сг-,;:сс- оі. академии - ' j
чения причин неоднородности семян гречихи и ее преодоление является актуальной и изучение ее оправданным.
Одним из путей регулирования процесса плодообразова* ния у гречихи с целью сокращения его продолжительности, повышения однородности и качества плодов, семенной продуктивности и урожая растений является разработка и внедрение новых технологических приемов возделывания, воздействие на растения физиологически активными веществами Однако научные исследования по совершенствованию технологии возделывания семенного материала гречихи проводятся эпизодически, а работ по применению физиологически активных соединений с целью получения качественного посевного материала этой культуры почти не имеется Это и послужило основанием для проведения наших исследований.
Цель и задачи исследования. Основной целью настоящей работы являлось изучение хода процесса плодообразования в связи с временем и местом формирования плодов на растении, выявлении их физических, химических и физиологических особенностей, реакции на условия прорастания и на основе полученных результатов разработка новых технологических приемов получения высококачественного посевного материала гречихи. В задачи исследований входило.
изучить динамику процесса образования плодов с ма-туральной и топографической неоднородностью на растении гречихи;
исследовать роль различных побегов и зон соцветий гречихи в формировании семенной продуктивности растений;
выявить физические, химические и физиологические особенности плодов, сформированных в разное время на побегах разного порядка ветвления и зонах соцветий гречихи;
выяснить влияние пониженной положительной температуры, избытка или недостатка влаги в почве на прорастание семян с матуральной и топографической неоднородностью;
изучить роль физиологически активных веществ на примере морфонола в формировании габитуса растения и получения однородных семян высокого качества,
разработать и внедрить новый технологический прием, в том числе методику применения физиологически активного вещества морфонола, для преодоления неоднородности плодов и повышения их семенных качеств
Научная новизна и практическая ценность работы. Настоящая работа представляет собой обобщение материала собственных более чем 20-летних исследований по особенностям формирования неоднородных плодов и их прорастания в раз-
личных условиях среды, а также изысканию способов преодоления неоднородности.
Впервые показана прямая существенная связь между мор
фологическим развитием побегов гречихи и ее семенной прот
дуктивностью. Показано преимущественное значение для
формирования высококачественных плодов главных и боко
вых побегов 1-го порядка и средних зон.соцветий гречихи.
Выяснена неодновременность процесса ,плодообразования и
созревания плодов на разных участках габитуса растения, что
является одной из причин возникновения матуральной и то
пографической неоднородности семян по физическим, хими
ческим и физиологическим качествам. Установлено, что самые
полновесные, выравненные по величине и однородные по
физиологическим качествам плоды формируются в средней
и нижней зонах соцветий гречихи на главных и боковых
побегах 1-го порядка в первой половине генеративного,пе
риода. Показано, что накопление,сухого вещества в плодах
гречихи коррелирует с накоплением в них белков, и углево
дов, содержание которых зависит от времени и места форми
рования плодов на растении.
Выяснено, что в оптимальных условиях температуры и
влажности наиболее высокими посевными качествами обла
дают спелые полновесные и выравненные по величине фрак
ции по сравнению с исходными, а также мелкими и легкими
семенами- '. . * '.''.. '.
Выяснено, что неоднородные плоды гречихи по-разному
реагируют на условия прорастания. При пониженной темпе
ратуре и недостаточной и избыточной . влажности крупные
и средние выполненные семена обладают большей устойчи
востью по сравнению с мелкими фракциями. Мелкие и легкие
из них быстро прорастают, но в большинстве всходов не дают.
При пониженной температуре энергия прорастания снижается
больше, чем всхожесть, но ее отрицательное влияние сказы
вается меньше на однородных полновесных семенах по срав
нению с исходными неоднородными. Довсходовый период уве
личивается больше у крупных полновесных семян : по срав
нению с мелкими. Продолжительность всходов, -наоборот,
меньше у крупных и средних- полновесных фракций , по
сравнению с исходными и мелкими легкими семенами. Такая
неравномерность всходов приводит к снижению полевой всхо
жести исходных неоднородных семян. Растения из этих семян
хуже сохраняются до уборки, создают изреженность и ярус-
ность посева, обладают менее развитым ассимиляционным
аппаратом, дают плоды с низкими сильно различающимися
качествами и низкую семенную продуктивность. .
Показано, что регулирование ростом и развитием растений путем удаления малопродуктивных побегов у гречихи
положительно сказывается на формировании более однородных плодов- образование их на оставленных после удаления побегах идет равномернее во времени, что способствует раннему и дружному их созреванию и улучшению посевных качеств
Установлено, что обработка гречихи физиологически активным веществом морфонолом способствует снижению образования поздних плодоэлементов, ускорению созревания плодов, обеспечивая тем самым формирование более однородного семенного материала с высокими качествами Впервые подобрано физиологически активное вещество ретар-дантного действия -М,М-ди(р-оксиэтил)морфолиний хлорид, определены оптимальные сроки и дозы его применения на гречихе. Обоснованы подходы и разработана новая технология получения высококачественного материала гречихи В системе первичного семеноводства предложено использование приема удаления побегов 2-го порядка с целью получения высокопродуктивных растений из биологически ценных семян, а на семенных участках семеноводческих хозяйств применение морфонола для выращивания семян с высокими посевными -качествами. Даны рекомендации хозяйствам по применению морфонола для производства таких семян Предложенная технология получения высококачественных семян гречихи прошла производственные и государственные испытания, а морфонол включен в список разрешенных к применению на гречихе препаратов
Апробация работы. Важнейшие результаты исследований, послужившие основой для написания диссертации, доложены: на 1-, 2-, 3-, 4- и 5-м координационных совещаниях физиологов растений пединститутов РСФСР в 1978, 1981, 1984, 1987 и 1990 гг.;
на Всесоюзном совещании руководителей биологических кафедр, г. Ворошиловград, в 1981 г;
на Всесоюзном совещании-семинаре селекционеров по бобовым и крупяным культурам, г. Орел, 1985 г,
на Всесоюзном семинаре агрономов по возделыванию бобовых и крупяных культур, г Москва, ВДНХ, 1987 г ;
на Всесоюзном симпозиуме «Физиология семян», г. Душанбе, 1988 г.;
на Всесоюзном координационном совещании по научно-исследовательской работе по селекции, семеноводству и технологии возделывания зернобобовых и крупяных КУЛМЛр, г. Орел, 1990 г.;
на семинаре сотрудников лаборатории запасных отложений ИФРа АН СССР, г Москва, 1986 г ,
на заседании кафедры ботаники МОПИ им Н К Крупской, г. Москва, 1987 г.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 9-й глав, заключения, выводов, предложений производству, списка цитируемой литературы (380 наименований) и приложения, изложена на 395 страницах машинописного текста, включает 66 таблиц, 20 рисунков. Все экспериментальные материалы принадлежат автору.