Эколого-биологические особенности люпина желтого и люпина узколистного при акклиматизации в условиях Мордовии тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.16, кандидат биологических наук Гудошникова, Тамара Николаевна

• Гудошникова, Тамара Николаевна
• кандидат биологических наук
• 1999

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Гудошникова, Тамара Николаевна

ВВЕДЕНИЕ.

1.НАУЧНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ДЛЯ АККЛИМАТИЗАЦИИ ЛЮПИНА В НОВЫХ КЛИМАТИЧЕСКИХ И ПОЧВЕННО-ГРУНТОВЫХ УСЛОВИЯХ.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ).

1.1.Генетические центры и географическое распространение люпина.

1.2.Природные условия и генетико-селекционные возможности возделывания люпина в Мордовии.

1.3.Индуцированная изменчивость в адаптации люпина к ус-виям произрастания в Мордовии.

2.УСЛОВИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1.Характеристика исходного материала.

2.2.Схема и планирование эксперимента.

2.3.Методика полевых опытов.

2.4.Методы учета количественных признаков.

3.РОСТ И РАЗВИТИЕ РАЗЛИЧНЫХ СОРТОВ И ОБРАЗЦОВ ОДНОЛЕТНЕГО ЛЮПИНА В УСЛОВИЯХ МОРДОВИИ В СРАВНЕНИЙ С ТРАДИЦИОННЫМИ РЕГИОНАМИ ЛЮПИНОСЕЯНИЯ.

3.1.Рост, развитие, продуктивность и выживаемость люпина в первый (1991) год испытания в Мордовии в сравнении с западными регионами.

3.2.Развитие люпина во второй (1992) год испытания в Мордовии в сравнении с западными регионами.

4.ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ АККЛИМАТИЗАЦИИ ЛЮПИНА В УСЛОВИЯХ МОРДОВИИ В 1991. 1995 ГОДАХ.

4.1 .Полевая всхожесть семян

4.2.Особенности роста люпина желтого и люпина узколистного

4.3.Выживаемость люпина и проблема устойчивости к неблагоприятным факторам среды.

4.4.Продуктивность как показатель акклиматизации люпина.

4.5.Продолжительность онтогенеза люпина как критерий акклиматизации.

5. ОСНОВНЫЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРОДВИЖЕНИЯ ОДНОЛЕТНЕГО ЛЮПИНА С ЗАПАДНЫХ (ТРАДИЦИОННЫХ) РЕГИОНОВ ЕГО ВОЗДЕЛЫВАНИЯ

В ВОСТОЧНЫЕ РЕГИОНЫ ЕВРОПЕЙСКОЙ ЧАСТИ РОССИИ.

5.1.Закономерности распределения лимитирующих факторов среды по мере продвижения люпина в восточном направлении.

5.2. Роль лимитирующих факторов среды при акклиматизации люпина в Мордовии.

5.3. Общие результаты акклиматизации люпина желтого и люпина узколистного в Мордовии.

ВЫВОДЫ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Эколого-биологические особенности люпина желтого и люпина узколистного при акклиматизации в условиях Мордовии»

Актуальность темы

В связи с решением продовольственной проблемы и необходимостью увеличения сырьевой базы для промышленности все большее внимание обращается на полноту использования растительных ресурсов. Это, в свою очередь, обусловлено вовлечением в сферу производства технологически емких и экономически выгодных культур. С достаточным основанием к ним можно отнести люпин, отличающийся комплексом хозяйственно-ценных признаков и, соответственно, многоплановыми возможностями использования. В последние годы границы его возделывания значительно сместились в европейской части России в северном и восточном направлениях. В связи с тем, что в новых регионах возделывания люпин часто не образует достаточно вызревших семян, требуются сорта, устойчивые к действию неблагоприятных факторов среды, способные дать жизнеспособное потомство.

Различные формы люпина получены методами гибридизации, экспериментального мутагенеза, культуры клеток. Некоторые из них апробированы на базе специализированных научно-производственных центров, расположенных в западных (традиционных) регионах люпино-сеяния. Данные формы люпина представляют интерес для испытания в новых природных регионах в частности, на территории Мордовии.

Этим и вызвана необходимость осуществления нашей работы.

Связь темы диссертации с плановыми исследованиями

Диссертация выполнена в рамках основного направления кафедры генетики Мордовского государственного университета им.Н.П.Огарева по теме "Индуцированная изменчивость и адаптация растений".

Цель и задачи исследований

Целью диссертационной работы является испытание генотипичес-ки различных образцов люпина желтого (Lupinus luteus L.) и люпина

ЕГ

- и

УЗКОЛИСТНОГО ( ЬирХПиЗ ЗЛЁПльь 11 011и.5 Ь, ) Б УСЛОВИЯХ МОРДОВИИ.

В задачи исследований входило:

- изучить экологические особенности генотипически различных образцов люпина желтого и люпина узколистного по признакам, имеющим адаптивное значение;

- исследовать развитие образцов люпина желтого и люпина узколистного по характеру проявления признаков в разные годы возделывания;

- сравнить образцы люпина желтого и люпина узколистного по комплексу количественных признаков роста, развития., продуктивности и выживаемости для оценки степени оптимизации их организмен-но-средовых отношений;

- выделить перспективные для возделывания на территории Мордовии форш люпина желтого и люпина узколистного.

Научная новизна работы

Впервые детально изучено варьирование показателей роста, развития, продуктивности и выживаемости у 18 сортообразцов люпина желтого и люпина узколистного в условиях Мордовии. Определены взаимосвязи между исследованными растениями и ведущими факторами экологической среды, дана оценка степени приспособляемости различных сортообразцов к условиям Мордовии.

Выявлены сортообразцы люпина желтого и люпина узколистного, наиболее перспективные для выращивания на территории Мордовии.

Теоретическое значение работы

Установленная в работе изменчивость сортов и образцов люпина желтого и люпина узколистного в зависимости от условий можно использовать для моделирования организменно-средовых отношений при дальнейшей акклиматизации растений, а также в программах по введению их в растениеводство.

Представленные в диссертации материалы могут быть использовалы для развития теоретических основ современной экологии растении.

Практическая значимость работы

Результаты проведенных исследований могут быть использованы в практике сельского хозяйства Мордовии и соседних с ней регионов России.

Реализация результатов исследований

Выделенные перспективные образцы люпина желтого и люпина узколистного успешно прошли испытания на базе Мордовского научно-исследовательского института сельского хозяйства РАОХН.

Материалы диссертации используются в учебном процессе в Мордовском государственном университете им.Н.П.Огарева при чтении лекционных курсов по экологии растений, растениеводству и др.

Апробация работы

Результаты исследований, теоретические и практические положения диссертации были доложены и обсуждены на Огаревских чтениях Саранск, 1993-1997 гг., У1 съезде общества генетиков и селекционеров им.Н.И.Вавилова (Минск,1992), I съезде Башиловского общества генетиков и селекционеров России (Саратов, 1994), научно-практической конференции, посвященной 50-летию агрономического факультета Кировского сельскохозяйственного института (Киров, 1994), научно-практической конференции "Региональные проблемы экологической генетики и пути их решения" (Саранск, 1996), на расширенном заседании кафедры экологии, ботаники и охраны природы Самарского госуниверситета (1998).

Публикация результатов исследований

Основные результаты проведенных исследований опубликованы в 10 печатных работах.

Декларация личного участия автора

В течение 1991.1996 гг. автор лично провел испытание образцов люпина желтого и люпина узколистного в полевых экспериментах Мордовии. Он осуществлял сбор научного материала по акклиматизации этих растений на базе ботанического сада Мордовского государственного университета.

Статистическая обработка, анализ экспериментальных данных, написание текста диссертации осуществлены лично автором. Доля личного участия автора в написании и подготовке публикаций, выполненных в соавторстве, составляет от 50% до 70 % .

Основные положения, выносимые на защиту

1. Перенос люпина желтого и люпина узколистного из западных регионов люпиносеяния в Мордовию сопровождается резкой стрессовой реакцией (снижение полевой всхожести семян, роста стеблей, уменьшение числа цветков, бобов, семян, массы семян) в первый год испытаний. Однако благодаря высокой выживаемости все развившиеся растения образуют в новых для них условиях Мордовии жизнеспособные семена. Во второй год испытаний из этих семян развиваются растения, которые характерезуются в сравнении с западными регионами удовлетворительной полевой всхожестью семян, у них существенно улучшаются по сравнению с первым годом выращивания и другие показатели развития: высота стеблей, число цветков, бобов и семян. Сохраняется и высокая выживаемость растений.

По комплексу признаков положительно выделяются формы С.Н.243/84, Жемчуг, Брянский 6 (люпина желтого), Дикаф 1, Мутант 244, Дикаф 13 (люпина узколистного).

2. По выживаемости перспективными для дальнейшей работы по акклиматизации в условиях Мордовии являются сортообразцы Брянский 6, С.Н.65/4 люпина желтого и Дикаф 1, ТСХА 16, Узколистный 103 люпина узколистного. Выживаемость сортообразцрв Быстрорастущий 4, Кастрычник, Жемчуг люпина желтого, Мутант 244, Дикаф 13, Дикаф 9, Немчиновский 97, Немчиновский 846 люпина узколистного в неблагоприятные по погодным условиям годы не превышает в Мордовии 67,8 %. Образцы Мутант 258 (люпин желтый) и Узколистный 123 (люпин узколистный } не пригодны для выращивания в Мордовии, В 1984 году их семена не дали всходов., утратив свою жизнеспособность,

3. Сумма активных температур, необходимая для развития изученных сортов к образцов люпина желтого (1197.,.1537и С при продолжительности онтогенеза 103,,.150 дней) и люпина узколистного (1049,.1413° С при длительности онтогенеза 82.137 дней), не превышает таковую в безморозный период года в Мордовии (1600,.2000° С), Поэтому их здесь можно выращивать.

В годы о недостатком влаги в начальных фазах развития и высокой скоростью роста суммы активных -температур в течение вегетационного периода сокращается продолжительность онтогенеза люпина желтого и люпина узколистного снижается их семенная продуктивность . Поэтому урожаи их в условиях Мордовии не могут быть стабильными.

4. По 6-летним данным о комплексе жизненно важных признаков из 6 сортообразцов люпина желтого наибольшей способностью к акклиматизации обладает сорт Жемчуг и в меньшей степени (по завязы-ваемости бобов и выживаемости) - Брянский 6, а из 8 образцов люпина узколистного - Дикаф 1, Дикаф 13, Немчиновский 97, также Узколистный 109, Последний однако образует небольшое количество семян, но растет удовлетворительно.

Контрастные колебания погодных условий по годам и в течение вегетационного периода в Мордовии отрицательно влияют на рост и развитие люпина. Холодная и сухая погода в начале вегетации, весенние и осенние заморозки, резкие перепады температуры воздуха и почвы, недостаток атмосферных осадков или, наоборот, прохладная и дождливая погода в летний период, характерные для климата Мордовии, препятствуют акклиматизации люпина, Благоприятные по погод