АГРОХИМИЯ, 2015, № 2, с. 64-69
УДК 632.122.1:581.142:633.15
ВЛИЯНИЕ СОЛЕЙ NaCl И Na2SO4 НА ВСХОЖЕСТЬ СЕМЯН И РАЗВИТИЕ ПРОРОСТКОВ ГИБРИДОВ КУКУРУЗЫ
© 2015 г. В. Н. Багринцева, И. Н. Ивашененко
Всероссийский научно-исследовательский институт кукурузы 35 7528 Пятигорск, ул. Ермолова, 14б, Россия E-mail: maize-techno@mail.ru
Поступила в редакцию 26.09.2014 г.
Представлены результаты сравнительного исследования всхожести семян и биометрических характеристик проростков 9 гибридов кукурузы, выращенных в солевых растворах различных типов и концентраций. Проведен расчет показателей солеустойчивости, а также ИДК (индекс длины корня) и ИДР (индекс длины ростка). Выделены гибриды, устойчивые и чувствительные к разным типам засоления. Отмечено сильное негативное влияние хлоридного раствора на всхожесть и со-леустойчивость, сульфатного - на рост зародышевого корня и ростка, изменение показателей ИДК и ИДР. Представленные данные свидетельствуют о перспективности использования лабораторного метода в качестве предварительной экспресс-оценки степени устойчивости гибридов кукурузы к засолению.
Ключевые слова: гибриды кукурузы, солеустойчивость растений, всхожесть семян, развитие проростков, NaCl и Na2SO4.
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время в мире кукуруза занимает почти 1/4 посевных площадей, отведенных под зерновые культуры. Уникальность кукурузы состоит в высокой потенциальной урожайности и широкой универсальности использования. Кроме того кукуруза является хорошим предшественником для многих культур в севооборотах, раннеспелые гибриды кукурузы можно использовать для пересева озимых и яровых колосовых в случае их гибели весной [1, 2].
В последние годы в России интерес к этой культуре возрос. По данным Министерства сельского хозяйства РФ, с 2010 по 2013 г. посевная площадь под кукурузой увеличилась с 1425.7 до 2249.7 тыс. га, в Ставропольском крае - с 58.1 до 181.5 тыс. га. В крае площади под кукурузой можно было бы увеличить за счет ее посева на засоленных землях, площадь которых равна ~2 млн. га [3]. Но для получения высоких урожаев на таких землях нужны солеустойчивые гибриды. В связи с этим актуальны исследования по всестороннему изучению отношения различных гибридов кукурузы к анионам солей, в первую очередь - хлоридам и сульфатам.
Высокий уровень содержания солей в почве оказывает негативное влияние на все сельскохо-
зяйственные культуры. Отрицательное влияние проявляется в ухудшении многих свойств и функций культурных растений, что в конечном итоге приводит к снижению урожайности и потере качества продукции [3, 4]. Анализ результатов исследований солеустойчивости кукурузы показывает ее чувствительность к засолению по сравнению с такими культурами как пшеница, ячмень, овес, сорго [3, 5, 6]. В научной литературе есть данные по оценке солеустойчивости сортов, гибридов и линий ячменя, пшеницы, овса и сорго [4, 7-10]. Вопрос о реакции отдельных гибридов кукурузы на засоление остается малоизученным. Цель работы - провести предварительную диагностику устойчивости современных гибридов кукурузы разных групп спелости к различным типам и степени засоления. Для этого определяли всхожесть семян и биометрические характеристики проростков гибридов, пророщенных в солевых растворах различной концентрации.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
В качестве объектов исследования были взяты гибриды кукурузы (Zea mays L.) разных групп спелости селекции ВНИИ кукурузы (раннеспелые -Машук 170 МВ, Машук 175 МВ; среднеранние -Ньютон, Машук 250 СВ; среднеспелые - Машук
ВЛИЯНИЕ СОЛЕИ ШС1 И Ка2Б04 НА ВСХОЖЕСТЬ СЕМЯН...
65
350 МВ, Машук 355 МВ, Машук 360 МВ, Машук 390 МВ и среднепоздний - Бештау).
Изучали устойчивость к хлоридному и сульфатному типам засоления. Предварительно протравленные фунгицидом витавакс 200 ФФ семена кукурузы раскладывали по 20 шт. в чашки Петри, на дне которых находилась фильтровальная бумага, и проращивали при постоянном температурном режиме 20°С в термостате. В контрольном варианте семена поливали дистиллированной водой. В опыте 1 использовали раствор хлористого натрия (химически чистый КаС1) в концентрациях 1.0 и 1.5%, что соответствовало 7.1 и 10.7 атм осмотического давления, в опыте 2 - раствор сульфата натрия (химически чистый Ка2Б04) в концентрациях 1.5% (5.4 атм) и 2.0% (7.2 атм). Повторность в опытах трехкратная.
На 7-е сут подсчитывали число проросших семян, величину всхожести (в %) определяли по формуле:
В = (С/А) х 100,
где В - всхожесть, %; А - общее число семян, шт.; С - число взошедших семян, шт. [11].
Солеустойчивость гибридов кукурузы вычисляли по формуле:
Р = (А/В) х 100,
где Р - солеустойчивость, %; А - число семян, проросших в растворе соли, шт.; В - число семян, проросших в контроле, шт. [10].
Длину главного корня и ростка проростков кукурузы измеряли на 7-е сут мерной линейкой. На основании измерений вычисляли индексы длины корня и ростка (ИДК и ИДР). ИДК проростков рассчитывали по соотношению длины корня в растворе соли к длине корня в дистиллированной воде, ИДР - по соотношению длины ростка в растворе соли к длине ростка в дистиллированной воде [12]. Эти показатели хорошо характеризуют влияние солевых растворов на рост и развитие корня и ростка: чем выше эти показатели, тем устойчивее растение к засолению. В таблицах представлены средние арифметические величины и их стандартные ошибки.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Семена гибридов кукурузы, пророщенные в солевых растворах, имели более низкую всхожесть по сравнению с контролем (дистиллированной водой), причем их всхожесть снижалась с увеличением концентрации растворов КаС1 и Ка2Б04.
Следует отметить, что наибольшее количество проросших семян при 1.0%-ной концентрации раствора хлористого натрия имели гибриды: Ма-шук 175 МВ (88%), Машук 250 СВ (88%), Машук 350 МВ (72%) и Машук 355 МВ (77%). При увеличении концентрации КаС1 до 1.5% высокую всхожесть сохраняли семена гибрида Машук 175 МВ (82%) (табл. 1).
При проращивании в 1.5%-ном растворе сульфата натрия наибольшую всхожесть имели семена гибридов: Машук 175 МВ (92%), Ньютон (93%), Машук 250 СВ (88%) и Машук 355 МВ (80%), при 2.0%-ной концентрации - Машук 175 МВ (80%).
Анализ солеустойчивости гибридов кукурузы при концентрациях раствора КаС1 1.0% и 1.5%, а также Ка2Б04 1.5% и 2.0% выявил четкие различия между образцами. Следует отметить, что при максимальной концентрации №С1 и Ка2Б04 высокую степень солеустойчивости сохранял раннеспелый гибрид Машук 175 МВ.
По солеустойчивости к хлоридному засолению (1.0%-ный КаС1) испытанные гибриды расположились в ряду: Машук 175 МВ (90%) > Машук 250 СВ (88%) > Машук 355 МВ (77%) > Машук 350 МВ (75%) > Машук 360 МВ (70%) > Машук 170 МВ (62%) > Бештау (59%) > Ньютон (57%) > Машук 390 МВ (33%); при концентрации раствора 1.5% №С1: Машук 175 МВ (86%) > Машук 250 СВ (63%) > Ньютон (55%) > Бештау (51%) > Машук 170 МВ (35%) > Машук 350 МВ (35%) > Машук 390 МВ (29%) > Машук 360 МВ (25%) > Ма-шук 355 МВ (22%); к сульфатному засолению (1.5%-ный Ка2Б04): Ньютон (98%) > Машук 250 СВ (94%) > Машук 175 МВ (92%) > Машук 355 МВ (83%) > Машук 360 МВ (77%) > Машук 350 МВ (71%) > Бештау (63%) > Машук 170 МВ (58%) > Машук 390 МВ (25%); при концентрации раствора 2.0% Ка2Б04: Машук 175 МВ (80%) > > Машук 360 МВ (66%) > Ньютон (65%) > Машук 355 МВ (64%) > Машук 350 МВ (59%) > Машук 250 СВ (54%) > Бештау (50%) > Машук 170 МВ (37%) > Машук 390 МВ (25%).
При наименьшей концентрации солей гибриды кукурузы Машук 175 МВ, Машук 250 СВ и Ма-шук 355 МВ имели наибольшую степень устойчивости к обоим типам засоления. Среднеранний гибрид Ньютон был более устойчив к сульфатному засолению, чем к хлоридному. Среднеспелый гибрид Машук 390 МВ, по сравнению с другими образцами, характеризовался наименьшей устойчивостью как к хлоридам, так и к сульфатам.
У всех гибридов кукурузы помимо уменьшения всхожести семян отмечено угнетение роста
Таблица 1. Влияние хлорида и сульфата натрия на всхожесть семян и солеустойчивость 7-суточных проростков гибридов кукурузы разных групп спелости
ШС1
Гибрид 1.0% 1.5%
всхожесть солеустойчивость всхожесть солеустойчивость
%
Машук 170 МВ 60±2.9 62±3.7 33±1.7 35±2.6
Машук 175 МВ 88±4.4 90±3.2 82±1.7 86±3.2
Ньютон 57±4.4 57±4.4 55±2.9 55±2.9
Машук 250 СВ 88±4.4 88±4.4 63±4.4 63±4.4
Машук 350 МВ 72±6.0 75±4.9 33±3.3 35±3.6
Машук 355 МВ 77±4.4 77±4.4 22±4.4 22±4.4
Машук 360 МВ 68±4.4 70±5.5 25±2.9 25±2.6
Машук 390 МВ 27±4.4 33±4.2 23±4.4 29±4.5
Бештау 50±2.9 59±5.5 43±1.7 51±3.6
Гибрид Ш2Б0 4
1.5% 2.0%
Машук 170 МВ 57±1.7 58±2.7 37±1.7 37±2.3
Машук 175 МВ 92±4.4 92±4.4 80±2.9 80±2.9
Ньютон 93±4.4 98±1.7 62±4.4 65±5.2
Машук 250 СВ 88±7.3 94±3.5 50±2.9 54±2.3
Машук 350 МВ 68±4.4 71±4.6 57±3.3 59±3.0
Машук 355 МВ 80±0.0 83±3.0 62±1.7 64±4.0
Машук 360 МВ 67±4.4 77±3.3 57±6.0 66±7.9
Машук 390 МВ 20±2.9 25±4.3 20±2.9 25±3.3
Бештау 52±1.7 63±3.4 42±4.4 50±4.6
главных корней и ростков при различном типе и степени засоления. С увеличением концентрации раствора Ка2804 от 1.5 до 2.0% длина корней и ростков гибридов Машук 170 МВ и Машук 175 МВ слабо изменялась (табл. 2).
Рост ростков и корней у большинства гибридов кукурузы сильнее подавлялся при сульфатном засолении. Если на хлоридном фоне при первой концентрации раствора минимальная длина ростка составляла 7.7 мм, главного корня - 17 мм, то на сульфатном - соответственно 3 и 8 мм. Исключением был среднеранний гибрид Ньютон, у которого длина ростков и корней была длиннее на фоне сульфатного засоления.
Данные табл. 2 свидетельствуют о значительной генетической изменчивости физиологических показателей проростков гибридов кукурузы по отношению к ионам С1- и 80|-: ИДК варьировал при 1.0%-ной концентрации хлорида натрия от 0.14 до 0.38; при 1.5%-ной концентрации сульфата натрия - от 0.10 до 0.36; ИДР изменялся еще
значительнее - от 0.09 до 0.65 и от 0.05 до 0.46 соответственно.
При увеличении концентрации солевых растворов эти показатели несколько снизились. По отношению к ионам С1- ИДК варьировал от 0.01 (гибрид Машук 360 МВ) до 0.
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.