WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 | 4 |

На правах рукописи

КУЗЬМЕНКО ИРИНА НИКОЛАЕВНА

ОСОБЕННОСТИ ЦВЕТЕНИЯ И СЕМЕННАЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ НЕКОТОРЫХ СОРТОВ КЛЕВЕРА В УСЛОВИЯХ ПРЕДУРАЛЬЯ

03.00.05 – ботаника

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

Пермь – 2009

Работа выполнена на кафедре ботаники и генетики ФГОУ ВПО Пермская государственная сельскохозяйственная академия имени акад. Д.Н.Прянишникова

Научный руководитель:

доктор биологических наук, доцент Колясникова Надежда Леонидовна

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, старший научный сотрудник Вишнякова Маргарита Афанасьевна

кандидат биологических наук, доцент Зимницкая Светлана Анатольевна

Ведущая организация:

Санкт-Петербугский государственный аграрный университет

Защита диссертации состоится «_19_»_ноября_2009г. в_1330 часов на заседании диссертационного совета Д 212.189.02 при Пермском государственном университете по адресу: 614990, г. Пермь, ГСП, ул. Букирева, 15, зал заседаний Ученого совета.

Адрес сайта: http://www.psu.ru

E-mail: novoselova@psu.ru

Факс: (342) 237-16-11

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Пермского государственного университета

Автореферат разослан «_14_»_октября_2009г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.189.02

доктор биологических наук, доцент

Л.В. Новоселова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Бобовые, в частности клевера, имеют большое значение для современного сельского хозяйства как источник экологически чистого, дешевого кормового растительного белка с высокими достоинствами. Для хозяйств по откорму крупного рогатого скота рекомендованы травянозерновые и травянопольные севообороты с высокими адаптивными и средообразующими свойствами в агроэкосистемах, в таких севооборотах бобовые занимают от 60 до 100%.

Для всех культивируемых клеверов весьма актуальна проблема низкой семенной продуктивности (Новоселова и др., 1987). К одному из резервов повышения эффективности клеверосеяния, относятся сортовые посевы. Но, к сожалению, на сегодняшний день имеется мало сортов, обладающих стабильной урожайностью кормовой массы и семян, устойчивых к неблагоприятным условиям среды. Сдерживающим фактором для создания высокопродуктивных сортов клевера является отсутствие данных по качественной и количественной оценке различных этапов формирования репродуктивных органов и их реализации в процессе функционирования. Необходимо выявление этапов органогенеза, на которых происходят наибольшие потери. Большинство сортов клевера по урожайности семян характеризуются сильными годовыми колебаниями. Весьма важно выявление естественного потенциала отдельных сортов, характеризующихся дружным цветением, высокой жизнеспособностью пыльцы, высокой обсемененностью растений и при неблагоприятных погодных условиях.

Цель исследования – сравнительное изучение особенностей цветения и опыления, эмбриологии и семенной продуктивности сортов Пермский местный и Трио клевера лугового и сорта Первенец клевера гибридного в условиях Пермского края.

Основные задачи:

  1. Дать характеристику развития соцветий у разных сортов клевера.
  2. Исследовать особенности цветения и опыления разных сортов клевера лугового и гибридного.
  3. Изучить фертильность пыльцевых зерен и семязачатков.
  4. Изучить типы развития генеративных побегов у сортов Пермский местный, Трио и Первенец.
  5. Определить потенциальную и реальную семенную продуктивность разных сортов в условиях учхоза ПГСХА «Липовая гора».
  6. Оценить энергию прорастания и всхожесть семян.

Научная новизна. Выявлена поливариантность развития соцветий разных сортов клевера лугового и клевера гибридного, которая является одним из механизмов приспособления видов к длительному периоду цветения. Впервые на сортовых растениях проведено исследование по цветению и опылению соцветий различных порядков. Показана суточная ритмика цветения. Выявлен высокий процент фертильности пыльцевых зерен и семязачатков. Получены оригинальные данные по семенной продуктивности. Обнаружено, что сорт Первенец клевера гибридного достоверно отличается от других сортов высокой семенной продуктивностью в разные годы исследований.

Теоретическое и практическое значение работы. В теоретическом плане полученные данные расширяют представление о динамике цветения клевера. Данные по эмбриологии дополняют эмбриологическую характеристику представителей семейства бобовых. На основании полученных результатов обнаружены закономерности в динамике цветения. Определена семенная продуктивность соцветий различных порядков у сорта Пермский местный и Трио клевера лугового и сорта Первенец клевера гибридного. В практическом плане полученные данные позволяют дать некоторые рекомендации при выращивании клевера на семена. Большое внимание следует уделять формированию генеративных органов растений. Эти наблюдения необходимы для прогноза семенной продуктивности растений и своевременного выбора подкоса на зеленую массу. Знание онтогенетических закономерностей изменчивости генеративных органов дает возможность селекционерам более целенаправленно вести работу по созданию новых и улучшению имеющихся сортов и форм. Основные результаты исследований используются при чтении лекций по ботанике, селекции и семеноводству в ПГСХА.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Разнообразие побеговых систем клевера демонстрирует высокие адаптационные способности вида. Поливариантность развития соцветий разных сортов клевера лугового и гибридного является одним из механизмов приспособления видов к длительному периоду цветения и гарантирует семенное размножение.

2. Продолжительность и динамика цветения отдельных соцветий связана не только с погодными условиями и числом цветков, но и с распределением их по осям ветвления. Существует три максимума в ходе фенологической фазы цветения, не зависящих от погодных условий.

3. В условиях учхоза ПГСХА сорт Трио отличается более ранним, компактным цветением, независимым от погодных условий, в сравнении с сортами Пермский местный и Первенец. Сорт Первенец характеризуется высокой пластичностью и отзывчивостью на погодно-климатические факторы, отличается высокой урожайностью семян от сортов Пермского местного и Трио.

Апробация работы и публикации. Основные положения работы доложены на Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов “Молодые ученые в XXI веке” (Ижевск, 2005); II Международной научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых “Экология и научно-технический прогресс”, (Пермь, 2004); Международной конференции "Научное наследие Н.И. Вавилова – фундамент развития отечественного и мирового сельского хозяйства” (Москва, 2007); научном семинаре по теоретической морфологии растений “Современные подходы к описанию структуры растения” (Киров, 2008), а также на ежегодных отчетных конференциях в Пермской государственной сельскохозяйственной академии.

Всего опубликовано 9 работ, в том числе 2 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК, один раздел в коллективной монографии, в трудах международных, всероссийских и региональных конференций. Доля участия в совместных публикациях от 50 до 80%.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 132 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов, пяти подглав результатов исследований, обсуждения, выводов и приложения. Работа иллюстрирована 19 таблицами и 37 рисунками, 25 фотографиями. Список цитируемой литературы включает 177 наименований, в том числе 18 на иностранном языке.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность темы исследований.

В первой главе дан обзор литературных источников по биоморфологии, рассмотрена структурная организация, темпы развития многолетних растений, изложена экология цветения и опыления, эмбриология бобовых, проанализированы понятия семенной продуктивности и твердосемянности.

Во второй главе описаны объекты и методы исследований. Объектами исследований послужили три сорта клевера: сорт Пермский местный и Трио Trifolium pratense L., сорт Первенец T. hybridum L.

Сорт Пермский местный. Районирован в 1939 году. Относится к одноукосному типу. Куст сомкнутый и полураскидистый. Стебли средней грубости, ветвистость сильная. Среднее число междоузлий - 8 (7-9). Листья крупные, листочки удлиненно-овальные, слабоопушенные. Головка шаровидная, средней рыхлости, цветки красного цвета различной интенсивности. Позднеспелый, зацветает после весеннего отрастания на 60 – 91 день, семена созревают на 115 – 131 день. Зимостойкость от средней до высокой. Засухоустойчивость средняя. Фузариозом и антракнозом поражается в средней степени. Районирован в Коми АССР, Курганской, Пермской, Свердловской и Челябинской областях (Осокин, 2003).

Сорт Трио. Диплоидный сорт Фаленской селекционной станции, выведен совместно с лабораторией НИИСХ и отделом селекции ВНИИ кормов. Районирован с 1996г. Раннеспелый, двуукосный. Куст прямостоячий и полуразвалистый. Среднее число междоузлий - 6. Листья округло-овальные с рисунком в виде копья, слабоопушенные. Соцветие – округлая головка, окраска цветков от ярко-розовой до ярко-красной. Семена яйцевидной формы, цвет семян от желтого до фиолетового. Масса 1000 семян 1,9 – 2г (Кутакова, 2006).

Сорт Первенец. В Государственный реестр РФ включен с 1979 года. В Пермской области с 1989г. Куст развалистый, розетка компактная, головка шаровидная, рыхлая. Цветки розовые. Семена округлые, темно-зеленые, масса 1000 шт. 0,62 – 0,84 г. Сорт зимостойкий (Кутакова, 2006).

Наблюдения и сбор материала проводились в мае - августе 2003 – 2006 и 2008 года на опытном поле учебного хозяйства ПГСХА «Липовая гора», расположенном южнее и юго-восточнее г.Перми на площади в 4966га. Почва под участками дерново-мелкоподзолистая тяжелосуглинистая. Агротехника в опытах была общепринятая для зоны Предуралья. Способ посева - рядовой, глубина задела семян 1-2см. Исследования велись на материале возрастом от 1-го до 3-х лет. Погодные условия в период проведения исследований были различными. В среднем вегетационные периоды 2004, 2008 годов были умеренно влажными и теплыми, 2005 год был более сухим и жарким по сравнению со средними многолетними данными, 2006 год был самый холодный и сухой, а также с резкими перепадами по температуре и осадкам.

Антэкологические наблюдения проводились с учетом работы А. Н. Пономарева (1960). Фиксация эмбриологического материала и его обработка велись по общепринятой методике (Паушева, 1988). Для определения фертильности семязачатков использовался йодный метод (Орел и др., 1988). Изучено 3000 временных препаратов. Потенциальная и реальная семенная продуктивность определялись по методике И. В. Вайнагий (1974, 1990). Расчеты велись на один генеративный побег и куст. Лабораторную всхожесть семян определяли на 7 сутки. Постановка опытов проводилась по ГОСТу «Определение всхожести – 12038-84» (Кутакова, 2000).

Математические данные обрабатывались статистически по Д. А. Доспехову (1985) и В. М. Шмидту (1984).

В третьей главе рассмотрены результаты исследований развития соцветий и динамики распускания цветков, семенной продуктивности и всхожести семян разных сортов клевера лугового и гибридного в условиях учхоза ПГСХА «Липовая гора».

3.1. Характеристика развития соцветий у разных сортов клевера

На основе фактических данных о типах развития генеративных побегов, а также путем логических умозаключений выявлены и описаны возможные варианты и пути развития генеративных побегов разных сортов клевера. На рисунке 1 представлены варианты развития одноосного генеративного побега сорта Трио.

Установлено, что формирование генеративных побегов начинается с элементарного одноосного побега, зацветающий первым генеративный побег, как правило, формирует в дальнейшем наиболее сложное строение, последующие побеги могут быть более или менее сложными, последний побег формирует не более 2-х соцветий. В большинстве случаев у сорта Трио образуется 4 соцветия. Всего выявлено 11 направлений в развитии головок на генеративном побеге.

Наблюдения за ростом и развитием генеративных побегов сорта Пермский местный показали 15 путей возможного формирования побегов с 2 - 9 соцветиями. Так же, как у сорта Трио, максимальное число соцветий образуется, как правило, на побегах, сформировавшихся и цветущих первыми. В целом, преобладают побеги с 1 - 4 головками, число таких побегов варьировало от 8 до 9. В среднем закладывается 14 - 21 генеративных побегов на растение.

У сорта Первенец формируется больше соцветий на генеративный побег, чем у сорта Трио и сорта Пермский местный. Выявлено 20 вариантов развития. В среднем образуется 5 - 14 генеративных побегов на растение и преобладающими среди них являются побеги с 4 - 7 соцветиями.

Общее число генеративных побегов одного растения сорта Трио 2-го года жизни составляет в среднем 10,8 - 12,8 в разные годы исследований. Процент генеративных побегов от общего числа закладывающихся достаточно велик – 71-76%. Анализ соответствующих признаков у растений данного сорта 3-го года жизни показывает, что происходит снижение числа генеративных побегов, как в количественном, так и в процентном отношении.

1 - 2 - 3 -

Рис. 1. Возможные пути развития одноосного генеративного побега сорта Трио клевера лугового. Условные обозначения: 1- многолетние части побегов; 2 – узлы с листьями; 3- соцветие.

Сорт Пермский местный характеризуется большей кустистостью, в среднем растение формирует 18,4 - 24,8 побегов, из них доля генеративных составляет 76 - 84%. От второго к третьему году жизни наблюдается, сходное с сортом Трио, снижение числа генеративных и вегетативных побегов.

Pages:     || 2 | 3 | 4 |






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