Содержание к диссертации
Стр,
ВВЕДЕНИЕ 4
1. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА 10
Морфологическое и анатомическое строение корневой системы рисового растения в онтогенезе 10
Значение и функция корневой системы в жизнедеятельности растений 12
Развитие корневой системы и формирование
продуктивности 16
1.4. Характер развития корневой системы риса в
зависимости от условий произрастания 18
Влияние содержания кислорода в среде на рост и развитие корневой системы 18
Характер формирования корневой системы растений риса в зависимости от водного режима 20
Влияние элементов минерального питания на формирование корневой системы риса 22
Формирование корневой системы растений риса в зависимости от густоты стояния 27
1.5. Сортовые особенности и формирование корне
вой системы, возможности использлвания их
в селекции 29
1.6. Развитие надземной части и корневой системы
в различные периоды вегетации 35
1.7. Морфологические и биологические изменения
корневой системы как результат селекции.... 37
2. ПОЧВЕННО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА 42
Погодные и почвенные условия района проведения опытов 42
Объект исследований и методика 45
Стр.
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РАБОТ И ИХ
ОБСУІДЕНИ Е 50
3.1. Характер формирования первичной корневой
системы растений риса экстенсивного и
интенсивного типов 50
Развитие первичной корневой системы в условиях увлажненной и затопленной почвы 50
Сортовые и групповые различия в формировании первичной корневой системы 56
3.2. Действие слоя воды на развитие надземной
и подземной части растений сортов риса
двух типов 63
Влияние уровня азотного питания на формирование общей и рабочей адсорбирующей поверхности корневой системы 68
Онтогенетические особенности формирования корневой системы у сортов риса в зависимости от уровня азотного питания и густоты стояния растений 97
3.4.1. Возрастные изменения параметров
корней у сортов риса двух типов .... 97
Динамика накопления вегетативной и корневой массы в основные фазы вегетации 108
Урожайность и ее структура у
сортов риса двух типов 122
3.5. Корреляционные связи элементов продуктив
ности растений с развитием корневой системы 126
3. 6. Продуктивность сортообразцов риса в зависи
мости от количества корней 134
ВЫВОДЫ 139
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ДЛЯ СЕЛЕКЦИОННОЙ ПРАКТИКИ 142
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ 143
ЛИТЕРАТУРА 144
ПРИЛОЖЕНИЕ 166
Введение к работе
Актуальность проблемы. В "Основных направлениях экономического и социального развития СССР на I98I...I985 гг. и на период до 1990 года" предусматривается поднять в одиннадцатой пятилетке среднегодовой валовой сбор зерна до 238...243 млн.т, в том числе риса - до 3,0...3,3 млн.тонн.
Задача такого крупного масштаба должна быть решена главным образом за счет интенсификации растениеводства, которая основывается, с одной стороны, на повышении уровня механизации, рациональной химизации и широкой мелиорации земель, а с другой - на выведении и внедрении высокоурожайных сортов сельскохозяйственных культур, положительно реагирующих на высокий агрофон.
Рис среди возделываемых зерновых злаков является культурой высоких гарантированных урожаев. Биологическая урожайность полукарликовых сортов интенсивного типа может достигать 100 и более центнеров зерна с гектара /163/.
В мире в настоящее время насчитывайся десятки тысяч сортов риса, которые возделываются в самых оазнообразных географических районах /124,165/.
В СССР в настоящее время северная граница рисосеяния доходит до 48с.ш. Осуществление широкой программы орошения земель позволило резко увеличить посевы риса в стране, которые в основном сосредоточены в Краснодарском крае, Казахской ССР, Украинской ССР, на Дальнем Востоке и в республиках Средней Азии.
Краснодарский край является ведущим районом страны по производству товарного риса, здесь построено более 250 тыс.га рисовых инженерных систем и выращивается 170...180 тыс. гектаров этой ценной культуры.
Большую перспективу в развитии рисосеяния имеют районы реки Аму-Дарьи (Каракалпакская АССР), где уже сейчас производится 10% общесоюзного и почти 60fo в Узбекской ССР риса. /159/. Этот район отличается обилием тепла, солнца, воды и наличием неосвоенных земель. Рисосеющие зоны СССР резко отличаются между собой по почвен-но климатическим факторам. Поэтому создание и внедрение сортов риса учитывающих местные условия приобретает актуальное значение.
В последнее время разработаны модели и обусловлены параметры перспективных сортов риса. На основе долгосрочной программы исследований по рису в ряде рисовых регионов нашей страны в широких масштабах ведутся работы по созданию сортов интенсивного типа, приспособленных к местным уоловиям.
В результате селекционных работ в последние годы созданы и успешно внедряются сорта риса интенсивного типа, в чиоле которых могут быть названы Старт, Спальчик, Жемчужннйі Малыш. Зерноград-окий, Авангард. Характерной особенностью этих сортов является то, что для формирования высокого урожая они требуют повышенных норм минеральных удобрений /164/.
В условиях Краснодарского края внесение минеральных удобрений под рис доведено до 15...18 ц на I га в стандартных туках. Однако данные об урожае производственных посевов показывают, что биологическая возможность сортов интенсивного типа проявляется далеко еще не в полной мере. Основной причиной, по-видимому, является недостаточная изученность новых сортов, их биологических особенностей роста и развития в онтогенезе.
Современная биологическая наука рассматривает растение как целостную систему, состоящую из пространственно-разобщенных вегетативных и генеративных органов, но подчиняющихся единым закономерностям формообразования и произрастающие в агрофитоценозе /118/.
В то же время возникновение, развитие и продолжительность функционирования органов в онтогенезе как факторов, определяющих продуктивность растения, зависит не только от видовых и сортовых особенностей культуры, но и от условий выращивания /40,66,138/.
Изменения, которые произошли в надземных органах растений в связи с селекцией интенсивных сортов риса, опубликованы в ряде работ. Б то же время морфологические и физиологические различия в корневой системе риса присущие новым сортам не исследовались, не говоря уже об изучении в селекционном плане. Отдельные сообщения подобного характера относятся преимущественно к высокорослым сортам. Агротехнические мероприятия, посредством которых человек воздействует на растение, воспринимаются не только вегетативными органами, но и корневой системой. Сопряженное функционирование вегетативных органов и корневой системы, обусловливающие оптимальное прохождение физиологических процессов в растении, приводит к образованию максимального урожая. Корневая система как орган,обеспечивающий несколько жизненно необходимых функций, заслуживает детального изучения.
Цель и задачи исследований. Целью наших исследований являлось изучение морфологических различий и физиологических особенностей корневой системы сортов риса, относящихся к интенсивному и экстенсивному типу и различающихся по продуктивности, установление связи параметров корневой системы с некоторыми элементами продуктивности растений, использование выявленных закономерностей, как дополняющий прием в селекционном процессе при выделении высокопродуктивных форм отзывчивых на внесение удобрений.
Выявленные закономерности помогут выявить непосредственно как селекционное так и производственное значение, поскольку они позволяют целенаправленно вести селекционный процесс по созданию
7 сортов и форм, отзывчивых на вносимые удобрения. Знания о корневой системе конкретного сорта особенно важны при разработке сортовой агротехники. Корневая система, ее параметры должны быть учтены при создании исходного материала и использованы при отборе родоначальных растений. Здесь уместно привести высказывание Н.Й.Вавилова /29/ о том, что оценка сортов по морфологическим признакам и урожайности является односторонней и не должна удовлетворять селекционеров.
Поскольку изучение корневой системы риса в достаточном объеме не проводилось, а отрывочные данные о корнях зачастую были получены как сопутствующие наблюдения, все это ставило необходимость изучения корневой системы риса, особенно новых высокоурожайных полукарликовых сортов. Поэтому в задачу наших исследований входило:
Выявление особенностей развития первичной корневой системы у сортов, относящихся к интенсивному и экстенсивному типу в зависимости от условий получения всходов риса.
Изучение в онтогенезе отдельных морфофизиологических показателей корневой системы у сортов риса, различающихся по биологическим особенностям.
Установление зависимости формирования корневой системы различных сортов риса от глубины слоя воды.
Выяснение характера развития корневой системы у сортов риса интенсивного и экстенсивного типа при разном уровне азотного питания и густоте стояния растений.
Определение связи между параметрами корневой системы риса и структурными элементами урожая (кустистость, количество колосков на метелке и на растении, масса зерна с метелки и с растения) для обоснования селекционного отбора высокопродуктивных форм.
В связи с этим мы изучали характер формирования первичной корневой системы и ее физиологическую активность у сортов, различающихся по морфолого-биологическим признакам. У некоторых сортов интенсивного и экстенсивного типа был изучен характер формирования корневой системы в онтогенезе в зависимости от уровня азотного питания и густоты стояния растений.
Научная новизна исследований. Впервые установлены морфологические различия в характере формирования первичной и вторичной корневой системы у сортообразцов риса относящихся к интенсивному и экстенсивному типу. Характерной особенностью сортов интенсивного типа является образование их растениями большего числа первичных и узловых корней, обусловливающее лучшую отзывчивость на высокие нормы азотных удобрений. Повышенная активность корневой системы сортов интенсивного типа проявляется с фазы кущения - в период заложения и развития зачаточной метелки. Их корневая система остается функционирующей более продолжительный период.
Выявлено влияние на корневую систему интенсивного типа сортов слоя воды, нормы азота и густота стояния растений. Повышенная чувствительность сортов к слою воды вызвана торможением - задержкой формирования корневой системы. Групповая реакция сортов риса на повышенные нормы азота отчетливо проявляется до фазы труб-кования.
Показана корреляционная связь между количеством корней, общей адсорбирующей и активно поглощающей поверхностью с продуктивностью растений.
Практическая ценность работы. В результате проведенных исследований установлено, что чем больше корней у растений, тем больше продуктивность. Причем, сорта риса интенсивного типа при одинако-
вых условиях ореды формируют большее число корней и соответственно большее количество колосков, чем сорта экстенсивного типа. На ряду с другими признаками и свойствами, мы предлагаем указанный показатель использовать как тест отбора на высокую продуктивность и отзывчивость на удобрении. Следует отбирать для дальнейшей проработки растения, образующие большее число корней, чем стандартные районированные сорта, особенно в селекционном процессе, когда формы и сорта не всегда резко отличаются между собой по ряду признаков, нередко имеют довольно близкое значение, дать заключение затруднительно. При этом тест возволяет иметь дополнительную характеристику образца и с большой достоверной эффективностью.
Сорта интенсивного типа в начале вегетации хорошо развиваются и лучше переносят повышенные нормы азота, образуют большую массу, объем, общую адсорбирующую и активиопоглощающую поверхность корней. Эту биологическую особенность необходимо учитывать при селекции новых сортов риса.
Нами в Каракалпакском филиале Узбекского научно-исследовательского института риса число корней как показатель продуктивности используется в селекционной работе при оценке номеров конкурсного сортоиспытания, превосходящие районированные и стандартные сорта.
