WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |

На правах рукописи

КОСТЮКОВ ИгорьОлегович

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕАСПЕКТЫ СЕМЕННОЙ ПРОДУКТИВНОСТИ И КАЧЕСТВА СЕМЯНКАЛЕНДУЛЫ ЛЕКАРСТВЕННОЙ И САЛАТАЛИСТОВОГО

03.00.16 – Экология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации насоискание ученой степени

кандидата биологическихнаук

Новосибирск – 2009

Работавыполнена вФГОУ ВПОНовосибирский государственныйаграрныйуниверситет

Научный руководитель:

докторбиологических наук, профессор, заслуженный деятельнауки РФ

Наплекова НадеждаНиколаевна

Официальные оппоненты:

докторбиологических наук, профессор, заслуженный деятельнауки РФ

Цильке РегинальдАлександрович

докторсельскохозяйственных наук

Пасько ОльгаАнатольевна

Ведущаяорганизация: ГНУ Сибирскийнаучно-исследовательский институтрастениеводства и селекции СО Россельхозакадемии

Защита состоится«____»_______________ 2009 г. в___ часов назаседании диссертационного совета Д 220.48.03при ФГОУ ВПО Новосибирскийгосударственный аграрныйуниверситет (630039, г. Новосибирск, ул.Добролюбова,160)

тел.: 8(383) 267-05-10; факс 8(383)264-29-34

e-mail: norge@ngs.ru

С диссертацией можноознакомится в библиотеке ФГОУ ВПОНовосибирский государственный аграрныйуниверситет и насайте www.nsau.edu.ru

Автореферат разослан«_____»_______________ 2009 г.

Ученыйсекретарь

диссертационногосоветаМаренков В.Г.

1. ОБЩАЯХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальностьработы. Высокая продуктивностьиспользуемых в народном хозяйстве России разнообразныхполезных растений, в том числесельскохозяйственных и лекарственных, являетсянеобходимым условием для эффективноговедениякультуры этих растений.

Выявлениепотенциальных возможностей получениямассы используемых человеком органов,определение факторов, влияющих наформирование этих органов и оптимизацияусловий выращивания растений постоянно и вразныхаспектах составляют содержание научныхисследований, направленных на повышениепродуктивности растений. Наиболеесущественным при этом является изучениевлиянияэкологических факторов на реализациюпотенциальных (генотипических)возможностейполучения урожая растений и определениеприемов выращивания, обеспечивающихмаксимальное удовлетворениепотребностейрастения и, как следствие, формированиевысокой продуктивности. Факторы, влияющиена ход жизненного цикла растения, могутбыть самыми разнообразными, начиная отприродных(почвенно-климатических), обусловленныхрайоном выращивания (географическим пунктом) икончая приемами непосредственного воздействия нарастение через приемы регулирования ростаи развития растений, изменяющиенаправленность и соотношениевегетативного роста и репродуктивныхпроцессов.

В условиях ростаантропогенного воздействия на агроценозыи ухудшения фитосанитарного состояниясельскохозяйственных угодий в связи снарушениемсевооборотов все чаще наземная частьрастений и семена загрязняются фитопатогенами, этонепременно отражается накачестве семян.

Цельисследований– найти пути улучшения семеноводства полезныхрастений ивыявить главные экологические факторы,определяющие их семенную продуктивность всибирском регионе. Для достиженияпоставленной цели решались следующиезадачи:

1.Изучить особенности цветения иформирования семян представителей двух родов изсемейства Asteraceae Dumort(Compositae Giseke) календулы и салата под влияниемэкологических факторов (абиотическихи биотических) и различного местоположениясемян на растениях.

2.Определить влияниекомплексаметеорологических условийвегетационного периода рядалет на созревание икачество семян изучаемыхрастений.

3. Выявитьвлияниеэкологических факторов на элементысеменной продуктивности изучаемыхрастений, используя статистическийанализ.

4. Изучить микрофлору филлосферы семянкалендулы разного морфологическогостроения, и ее влияниена качество семян в зависимости от способов хранения. Выявитьвлияние календулы на фитотоксичность почв.

Защищаемыеположения: 1. Экологическаяобусловленность неоднородности семян календулы исалата на разных уровнях;2. Различия семян по посевным ипродуктивным качествам,сформировавшихся в разных экологических условиях;3. Микрофлора надземных органов и семянкалендулы и ее взаимосвязь с качествомсемян и фитотоксичностью почвы.

Научная новизна. Впервые изучено влияние экологических факторов на формированиесемян календулы и салата вНовосибирске в связи с местоположением нарастении(почвенно-воздушное питание), с комплексом метеорологических параметровпериода вегетации иотдельных этапов морфогенеза и влияние природных(почвенно-климатических) условий мест выращивания растений в регионеСибири.

Применен специальноразработанный метод подготовки базы данных многолетнихметеорологических наблюдений для корреляционногоанализа при изучении изменчивостисемян, выращенных в разных экологических условиях;

Определено влияние патогенной исапрофитной микрофлоры на качество семян календулы отхолодного и теплого режимовхранения,выращенных в разных экологическихусловиях Сибирского региона.

Практическая ценностьработы.Семенакалендулы и салат,сформировавшиеся на побегах I-II порядков, попосевным качествам (массе 1000 семян ивсхожести)превосходят семена с побегов III- V порядков. Напобегах всех порядков показатели качествасемян убывают от верхнего яруса книжнему.Зрелые иосыпавшиесясемена выше по посевным и продуктивнымкачествам, чем обмолоченные. Обоснованиенеоднородности семян в структуресеменного растения,позволяетполучить лучшие семена дляселекционно-семеноводческих целей.

Метод подготовки базы данных многолетнихметеорологических условийдля корреляционногоанализа позволяетвыявить в комплексеметеоусловий,лидирующиефакторы, влияющие напроцессыроста и развития растений, в частности, для установления связиотдельных параметров с ветвлениемсеменников, семенной продуктивностью и качествомсемян.

Апробациярезультатов. Основные положениядиссертационной работы докладывались иобсуждались:на совещанииНовосибирского аграрного Государственного университета 2005;на Международных научно-практических конференциях 1.«ПищаЭкология. Качество»(Новосибирск 2003 г.);2. «Нетрадиционные иредкие растения, природные соединения иперспективы их использования» (Белгород, 2006 г.);

Публикации. По результатамисследований опубликовано 8 работ, в томчисле по темедиссертации 7, из них 1 в рецензируемомжурнале.

Структура и объемдиссертации.Диссертация состоит извведения, 6 глав, выводов, списка литературы иприложений. Основной текст изложен на186 с., содержит 44 таблицы и 28рисунков.Список литературы включает 178наименование, в том числе 73 на иностранном языке.

Диссертация выполненав Новосибирском государственном аграрномуниверситетес использованием первичных полевыхматериалов, полученных в Центральном сибирскомботаническом саду Сибирского отделенияРоссийской академии наук при выполненииколлективной сквозной темы по шестиботаническим садам региона Сибири в 1980-1984гг., организатором и руководителем которойбыла доктор сельскохозяйственных наук,профессор Л.Л. Еременко.

За предоставленныематериалы по посевной продуктивностикалендулы и салата, а также за постоянныеконсультации при выполнении диссертацииавтор выражает ей глубокуюблагодарность.

2. УСЛОВИЯ И МЕТОДЫ ПРОВЕДЕНИЯИССЛЕДОВАНИЙ

В работеиспользован большой массивданных, полученных в 1980-1984 гг. из шести географических пунктов (интродукционныхцентров)Сибири –Новосибирска, Омска, Томска, Барнаула, Иркутска и Якутска. Сбор данныхпроводился по специально разработаннойпрограмме и единой методике сотрудникамиботаническихсадов региона Сибири и студентами вузовкак коллективнаяработа. Вцентральнойчасти региона – почвенно-климатических условияхНовосибирска - в Центральном сибирскомботаническом саду Сибирского отделения Российскойакадемии наук (ЦСБС СО РАН) выращивалисьсеменамодельных видов из разныхгрупп полезных растений, из которых намиизучались календулалекарственная - Calendala officinalisL. и салатлистовой - Lactuca sativaL.

ЦСБС расположен вправобережье Обского моря в лесостепиПриобской ландшафтно-климатической зоны.Географические пункты находятся вобширномклиматическом районе от 73 до 130 0 в.д. и от 52 до 620 с.ш. – на расстоянии более 1000 км сюга на север и более 3000 км с запада навосток. Эти пункты являются первымэкологическим фактором в полевоммногофакторном опыте; второй фактор погодныеусловия различных вегетационных периодов и третий – влияние архитектоники семенныхрастений на качество семян (местоположение семян напобегах различных порядков) и степеньсозревания семян (Еременко, 1983, 1989).

Для настоящейдиссертации использованы в основномэкспериментальные данные, полученные вНовосибирске и, частично, в другихгеографических пунктах.

Метеорологическиеусловия. Город Новосибирск относится коIIагроклиматическому району, характеризующемусякак умеренно теплый и недостаточноувлажненный сгидротермическим коэффициентом 1,2-1,0(Агроклиматические ресурсы …, 1971). Климатическиересурсы его вполне достаточны длясеменоводства холодостойких цветочных растений.Наиболее близкими пометеорологическим условиям вегетационныхпериодов–умеренно-прохладных и увлажненных - были 1980– 1982 гг. 1983 и1984 гг. характеризуются как прохладные,но вегетационные периоды1983 г. и 1984 г. умеренно увлажненные.

Почвенный покров участков ЦСБС, на которых проводилисьопыты,представлендерново-среднеподзолистыми почвами,легкими по механическому составу.Почвы мало и среднегумусные.Содержание гумуса в слое 0-20 см колеблется от 2% до 4%, ана глубине 50-60 см не превышает 0,8%. При общихнебольших запасах питательных веществ почвыхарактеризуются значительнойподвижностью азота, фосфора, калия. Реакцияпочвенной среды кислая илислабокислая (рh=5,5-6,9).

Методыисследований. Изучалось цветение (сроки ипродолжительность), образование иформирование плодов и семян, а такжецветение и плодоношение на побегах разныхпорядков ветвления. Основу для наблюдений надцветением и плодоношением составляли контрольныерастения (10-20), выделяемые из популяции иявляющиеся по величине и габитусутипичными для нее.

Наблюдения проводились на учетныхпобегах IIпорядка,расположенных в верхнем, среднем и нижнемярусах главного стебля. Счет побегов II порядка и ихразветвленийдо III-V порядков велсясверху от основания соцветия вниз.

После сушки семенников в хорошопроветриваемых помещениях, с них убирались семена путемсрезания побегов с соцветиями. При этом совсех 20 контрольных растений собираютсясемена по всем порядкам побегов и ярусам. При этом побегиIII-IV порядков нумеруются поих местоположению напобегах второго порядка, то есть двойнойнумерацией, например (II1III1, II1III2, II1III3,II2III1).Такимобразом, складываются партии семян сразным местоположением и срокомформирования на растении, то-есть группы сразными экологическими характеристиками.

Поскольку созреваниесемян происходит неравномерно,производится сбор полностью созревших семян (с учетом местоположения), выборочно (выборочный сбор). Крометого, собираются отдельно семена,осыпавшиеся при уборке – онисоставляют общую партию(осыпь 1).Высушенныесеменники перед обмолотом сильновстряхиваются, при этом собираются семена,дозревшие на растениях, убранных с поля (осыпь2). Все что при этом не осыпалось,обмолачивается в массовую партию(обмолот). После обмолота и очистки семян,они подвергаются анализам для определения посевныхкачеств: масса 1000 семян, энергияпрорастания и всхожесть. При необходимостиэти партии семян высеваются на будущийгод для определения продуктивныхсвойств семян. Анализыпроводятся по ГОСТу 12-03-66 для семянсельскохозяйственных культур и«Международным правилам определения качества семян …, 1969».

Для изучения влияния погодныхусловий чаще всего пользуютсясреднесуточной температурой и суммойосадков. Пользуются также суммамитемператур(активных и эффективных) выше пределов0°, 5°,10° и 15°С. Но эти показатели пригоднылишь для общих суждений и сравнений, таккак они не могут дать отражения конкретнойметеорологической ситуации, проявляющейсяв специфике роста и развития растений. Выбороптимальных для данной задачи показателейпогодныхусловий связан с перебором разныхвариантов и их сопоставлении с данными о развитиирастения, что требует трудоемких выборокиз первичных таблиц метеоданных. Поэтомубыли использованы подходы, основанные накомпьютерноманализе метеорологических параметров(Еременко Л.Л. Еременко С.И., 1995, 1999).

Для примененияуказанного метода была создана база данныхпо метеоусловиям в шести точках региона Сибири(Новосибирск, Барнаул, Омск, Томск, Иркутск, Якутск) за 1980 -1984 годы. В базу введены восемь показателей,из которых нами исследованысреднесуточная температура воздуха, суммаосадков - засутки, среднесуточная относительнаявлажность воздуха.

Анализ эпифитноймикрофлоры календулы лекарственной проводили общепринятыми вмикробиологии методами (Методыпочвенной микробиологии…, 1980). Содержание жизнеспособныхмикроорганизмов устанавливали по числуколониеобразующих единиц (КОЕ)(Мишустин, 1975). Изучали следующие группымикроорганизмов: аммонифицирующие (намясо-пептонном агаре); использующие минеральный азот(на крахмально-аммиачном агаре); нитрификаторы автотрофные (на средах Виноградскго для первой ивторой фазы процесса); олигонитрофилы (насреде Эшби); денитрифицирующие – (на среде Гильтая);целлюлозоразрушающие (на средеГетчинсона); микроскопические грибы (насреде Чапека);дрожжи (на среде Ганзена); молочно-кислыебактерии (капустной среде). Видовой составбактерий игрибов определяли по руководствам(Красильников, 1949; Литвинов, 1967; Gilman, 1959;).

Опыты проведены впериод активного цветения растений в 2005– 2006 гг. Определяли также микрофлорусемян после холодного (+ 4 °С) и теплого (20-22 С) способовхранения,фитотоксичность почвыпод календулой, устанавливали методом почвенныхпластинок по подавлению прорастания семяни роста проростков растений биотестаредиса «жара». (Методы изучения… 1966).Определение показателей свойств почв в лабораторныхусловиях проводили общепринятымиагрохимическими методами (Аринушкина,1970).

Потенциальнуюфитотоксическую активность копиотрофноймикрофлоры оценивали методом микробноготоксикоза почв (Методы почвенной микробиологии…,1991). Материалыисследований статистически обработаны.Для оценки фитотоксичности почв применялиранговыйметод (Ананьева, 1996).

3. ИЗМЕНЧИВОСТЬ РЕПРОДУКТИВНЫХПРОЦЕССОВ

КАЛЕНДУЛЫ ЛЕКАРСТВЕННОЙ ВЗАВИСИМОСТИ ОТ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»