 |
РУБРИКИ |
Влияние цитокинина на рост и развитие проростков пшеницы в зависимости от условий минерального питан... |
РЕКЛАМА |
||
|
Влияние цитокинина на рост и развитие проростков пшеницы в зависимости от условий минерального питан...Чувствительность различных растений к калийным удобрениям неодинакова. Особенно отзывчивы овощи, картофель, сахарная, столовая и кормовая свекла, гречиха, табак, махорка, бобовые, зерновые, чай, хлопчатник. Разностороннее влияние калия на растение, на его продуктивность и в конечном счете на урожай, а также недостаточная изученность роли этого катиона в процессах жизнедеятельности организмов делают неотложной задачу всестороннего изучения роли калия в жизни растений и связей его с другими необходимыми элементами минерального питания. 3. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
3.1 Характеристика объекта исследования
а) Классификация В качестве объекта исследования была выбрана яровая пшеница мягких сортов. Семейство - Злаки Gramineae ( Poaceae ) Род Пшеница - Тriticum Сорт Терция б) Краткая ботаническая характеристика Яровая пшеница - однолетнее травянистое растение. Корневая система мочковая. Стебель - полая соломина, разделенная по длине стеблевыми узлами на отдельные междоузлия. Листья длинные узкие с параллельным жилкованием. В месте перехода листовой пластинки во влагалище имеется тонкая бесцветная пленка, называемая язычком, с боков она оканчивается ушками. Соцветие - колос. Плод - односемянная зерновка. Пшеница относится к группе голозерных хлебов. Яровая пшеница, как и все зерновые, проходит следующие стадии роста: 1. Всходы. При прорастании первыми трогаются в рост зародышевые корешки, которых у яровой пшеницы три. Появление всходов отмечают, когда над поверхностью почвы образуется первый развернутый лист. 2. Кущение. Это подземное ветвление из сближенных узлов. Начинается оно вслед за образованием у всходов обычно трех листьев. 3. Выход в трубку и образование стеблей - выход стебля из влагалища наружу. 4. Колошение - выдвигание колоса из листового влагалища. 5. Цветение - наступает вслед за колошением. У пшеницы преобладает самоопыление. 6. Созревание. Вслед за оплодотворением начинается развитие зерна, его зародыша и эндосперма. Различают молочную, восковую и полную спелость. в) Характеристика сорта Терция
Сорт Терция относится к яровым пшеницам. Положительно зарекомендовал себя в ряде областей Поволжья, Урала, Центральной Черноземной и Нечерноземной зонах и др. Сорт высокопродуктивный, устойчив к полеганию. Зерно крупное, выровненное. Сорт отличается быстрым ростом после всходов. Стебель средней высоты. г) Агрономическое значение яровой пшеницы Яровая пшеница - важнейшая продовольственная культура. Она занимает 25% площади всех с/х культур, 35-40% площади зерновых и 70% площади пшеницы. Посевная площадь яровой пшеницы в странах СНГ составляет 70% от мировой площади под этой культурой. Средняя урожайность яровой пшеницы невелика, но на орошаемых землях может составить 40-50 ц с 1га. 3.2 Методика исследования
Опыты проводились в водных культурах в условиях искусственного освещения. Семена проращивались в термостате при t=20 C. В возрасте трех дней проростки пересаживались в вегетационные сосуды объемом 750 мл с затемненной корневой системой на питательную смесь Кнопа. смесь Кнопа ППС ПС-К Са ( NO3)2 - 1г Ca ( NO3)2 - 1г КН2PO4 - 0,25г NaH2PO4 - 0,25г MgSO4 - 0,25г MgSO4 - 0,25г KCI - 0,125г NaCI - 0,125г Дефицит калия создавали заменой его солей на соли натрия. Обработку кинетином проводили в эти же сроки в концентрации 9,3*10-5 М. Контрольные растения опрыскивались водой. Опыт включал следующие варианты 1. Растения, выращенные на полной питательной смеси. 2. Растения, выращенные на полной питательной смеси, обработанные кинетином. 3. Растения, выращенные на полной питательной смеси с исключением калия. 4. Растения, выращенные на питательной смеси с исключением калия и обработанные кинетином. Ростовые показатели, интенсивность дыхания и фотосинтеза определяли монометрическим методом; содержание сахаров по методу Рое; содержание хлорофилла по методу Гавриленко. Биологическая повторность в опытах десятикратная, аналитическая – трех – четырехкратная. В таблицах даны средние арифметические из всех повторностей и их средней квадратичной ошибки. При оценке различий между вариантами использовался критерий Стьюдента, считая достоверными различия при уровне доверительной вероятности 0.95 (Зайцев Г.Н., 1990 ). 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 4.1 Влияние калия на рост и физиологические процессы Прежде всего нами проводились исследования по влиянию калия на рост и массу проростков пшеницы. Данные по этому вопросу представлены в таблице 1 и 2.
Таблица 1 Влияние уровня калийного питания на длину корневой системы 10-ти проростков пшеницы ( см ). | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Возраст, дн. |
NP |
NPK |
% |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
7 |
14,8±0,24 |
14,96±0,16 |
102 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
9 |
15,6±0,6 |
15, 5±0,17 |
99 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
11 |
17,5±0,1 |
16,08±0,17 |
92 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
16 |
17,85±0,24 |
16,65±0,13 |
93 |
Таблица 2 Влияние уровня калийного питания на длину побеговой системы 10-ти проростков пшеницы ( см ).
Возраст, дн.
NP
NPK
%
7
15,4±0,15
16,1±0,39
105
9
15,9±0,66
17,4±0,21
109
11
18,1±0,12
18,1±0,75
100
16
18,5±0,15
20,6±0,36
111
Как видно из таблицы 1 и 2 исключение калия из питательной смеси практически не повлияло на изменения в длине корневой и побеговой системы. Хотя можно отметить, что лучше всего растения развиваются на ППС, что согласуется с литературными данными (Макулова Е.В. и др., 1983).
Следствием роста растений при достаточном снабжении калием явилось накопление проростками массы. Данные по влиянию уровня калийного питания на массу растений представлены в таблицах 3 и 4.
Таблица 3 Влияние уровня калийного питания на массу побеговой системы 10-ти проростков пшеницы ( мг ).
Возраст, дн.
NP
NPK
%
7
0,830±0,022
0,886±0,051
107
9
0,904±0,057
1,056±0,106
117
11
1,094±0,025
1,409±0,095
129
Таблица 4 Влияние уровня калийного питания на массу корневой системы 10-ти проростков пшеницы ( мг ).
Возраст, дн.
NP
NPK
%
7
760±3
740±17
97
9
770±18
796±8
103
11
830±46
822±58
99
16
983±11
1014±32
103
Анализируя таблицы 2 и 3 можно отметить, что присутствие калия в питательной среде способствовало увеличению массы побеговой системы на 29%. В тоже время на массу корневой системы присутствие калия не повлияло.
Помимо исследования калия на рост проростков пшеницы нами были проведены исследования влияние уровня калийного питания и на интенсивность дыхания и фотосинтеза. Данные об этом представлены в таблице 5 и 6.
Таблица 5 Влияние уровня калийного питания на интенсивность дыхания 10-ти проростков пшеницы ( мкл O2 / гч )
Возраст, дн.
NP
NPK
%
4
450±68
530±125
118
6
678±81
948±15
141
8
949±165
999±216
105
10
1500±66
1720±53
115
Таблица 6 Влияние уровня калийного питания на интенсивность фотосинтеза 10-ти проростков пшеницы ( мкл O2 / гч )
Возраст, дн.
NP
NPK
%
4
620±83
685±15
110
6
698±76
734±79
105
8
948±166
999±216
142
10
1500±144
1720±120
163
Как видно из таблиц 5 и 6 в присутствии калия в питательной среде у проростков увеличивается интенсивность дыхания и фотосинтеза. Интенсивность дыхания увеличивается на 20%, а инт. фотосинтеза на 30%. Известно, что активно-растущие органы характеризуются высоким энергетическим обменом. Источниками энергетических эквивалентов как раз и являются процессы дыхания и фотосинтеза.
Так же нами были проведены исследования влияния калия на содержание сахаров и хлорофилла. Данные приведены в таблицах 7 и 8.
Таблица 7 Влияние калия на содержание хлорофилла
10-ти проростков пшеницы, мг/ч
Возраст, дн.
NP
NPK
%
4
0,113±0,11
0,268±0,01
237
6
0,478±0,05
0,547±0,04
114
8
0,325±0,02
0,419±0,003
129
10
0,389±0,01
0,429±0,01
110
Таблица 8 Влияние калия на содержание сахаров
10-ти проростков пшеницы, мг/г сырого веса
Возраст, дн.
NP
NPK
%
4
5,614±1,5
3,765±0,88
67
6
0,374±0,24
0,845±0,03
226
8
1,167±0,2
0,959±0,01
82
10
0,770±0,1
0,983±0,04
128
Анализируя таблицу 8 можно отметить, что содержание сахаров поначалу падает, т.к. увеличивается интенсивность дыхания, но затем содержание сахаров начинает расти, потому что увеличивается интенсивность фотосинтеза.
Из таблицы 7 видно, что содержание хлорофилла под влиянием калия тоже увеличивается.
4.2 Влияние кинетина на физиологические процессы
Одним из проявлений действия фитогормонов является усиление роста стебля в высоту. Поэтому прежде всего нами проводились исследования по влиянию кинетина на рост растений пшеницы.
Данные по этому вопросу представлены в таблицах 1 и 2.
Таблица 1 Влияние кинетина на длину побеговой системы 10-ти проростков пшеницы ( см).
Возраст, дн.
NP
NP + КН
%
NPK
NPK + КН
%
7
15,4±0,15
14,64±0,3
95
16,1±0,39
15,83±0,17
98
9
15,9±0,66
15,7±0,66
99
17,4±0,21
16,4±0,39
94
11
18,1±0,12
17,9±0,09
99
18,1±0,75
17,7±0,18
98
16
18,5±0,15
18,2±0,42
98
20,6±0,36
18,3±0,36
89
Таблица 2 Влияние кинетина на длину корневой системы 10-ти проростков пшеницы ( см )
Возраст, дн.
NP
NP + КН
%
NPK
NPK + КН
%
7
14,8±0,24
14,0±0,33
95
14,96±0,16
14,9±0,06
100
9
15,6±0,6
15,1±0,12
97
15, 5±0,17
15,1±0,07
97
11
17,5±0,1
15,51±0,18
89
16,08±0,17
15,32±0,17
95
16
17,85±0,24
16,1±0,13
90
16,65±0,13
15,9±0,21
95
Как видно из таблиц 1 и 2 кинетин практически не повлиял на длину корневой и побеговой системы.
Учитывая то, что калий не повлиял на длину побеговой системы, но вызвал увеличение ее массы, мы провели исследования по влиянию кинетина на накопление массы корневой и побеговой систем в зависимости от уровня минерального питания. Данные расположены в таблицах 3 и 4.
Таблица 3 Влияние кинетина на массу побеговой системы 10-ти проростков пшеницы в зависимости от уровня калийного питания ( мг).
Возраст, дн.
NP
NP + КН
%
NPK
NPK + КН
%
7
0,830±0,022
0,843±0,024
102
0,886±0,051
0,907±0,098
102
9
0,904±0,057
0,922±0,101
102
1,056±0,106
1,234±0,092
117
11
1,094±0,025
1,259±0,083
115
1,409±0,095
1,540±0,078
109
Таблица 4 Влияние кинетина на массу корневой системы 10-ти проростков пшеницы в зависимости от уровня калийного питания ( мг)
Возраст, дн.
NP
NP + КН
%
NPK
NPK + КН
%
7
760±3
681±18
90
740±17
742±8
100
9
770±18
741±76
96
796±8
770±17
97
11
830±46
996±10
120
822±58
825±68
100
16
983±11
1030±28
105
1014±32
1051±36
104
Анализируя таблицы 2 и 3 можно сделать вывод, что кинетин практически не повлиял на массу побеговой и корневой системы. Хотя можно отметить незначительный рост массы побеговой системы у 11-ти дневных проростков.
Как и в опытах с калием, влияние кинетина изучалось и на интенсивность дыхания и фотосинтеза. Данные, полученные в результате опыта приведены в таблицах 5 и 6.
Таблица 5 Влияние кинетина на интенсивность дыхания 10-ти проростков пшеницы в зависимости от уровня калийного питания ( мкл O2 / гч)
Возраст, дн.
NP
NP + КН
%
NPK
NPK + КН
%
4
450±68
510±74
113
530±125
605±130
114
6
678±81
755±44
111
948±15
1040±10
110
8
949±165
903±233
95
999±216
1075±227
108
10
1500±66
1648±44
110
1720±53
1833±26
107
Таблица 6 Влияние кинетина на интенсивность фотосинтеза 10-ти проростков пшеницы в зависимости от уровня калийного питания ( мкл O2 / гч).
Возраст, дн.
NP
NP + КН
%
NPK
NPK + КН
%
4
620±83
708±4
114
685±15
739±25
108
6
698±76
720±138
103
734±79
821±286
112
8
948±166
1180±107
125
999±216
1775±133
178
10
1500±144
1538±126
102
1720±120
2220±159
129
Из таблиц 5 и 6 видно, что кинетин усиливает процессы дыхания и фотосинтеза. Интенсивность дыхания в отсутствии калия увеличилось на 11%, а на полной питательной смеси – на10%. Интенсивность фотосинтеза в отсутствии калия увеличивается на 11%, а на ППС на 30%. Усиление процесса фотосинтеза связано с увеличением содержания хлорофилла под влиянием кинетина.
И в таблицах 7 и 8 приведены результаты опытов по влиянию кинетина на содержание в проростках сахаров и хлорофилла.
Таблица 7 Влияние кинетина на содержание хлорофилла 10-ти проростков пшеницы в зависимости от уровня калийного питания ( мг/ч).
Возраст, дн.
NP
NP + КН
%
NPK
NPK + КН
%
4
0,113±0,11
0,207±0,11
183
0,268±0,01
0,481±0,042
179
6
0,478±0,05
0,577±0,04
121
0,547±0,04
0,620±0,04
113
8
0,325±0,02
0,434±0,02
134
0,419±0,003
0,476±0,005
114
10
0,389±0,01
0,487±0,013
125
0,429±0,01
0,494±0,01
115
Таблица 8 Влияние кинетина на содержание сахаров 10-ти проростков пшеницы в зависимости от уровня калийного питания ( мг/г сырого веса)
Возраст, дн.
NP
NP + КН
%
NPK
NPK + КН
%
4
5,614±1,5
4,533±1,23
81
3,765±0,88
2,211±0,4
59
6
0,374±0,24
0,430±0,32
115
0,845±0,03
0,889±0,01
105
8
1,167±0,2
1,487±0,2
127
0,959±0,01
1,148±0,03
120
10
0,770±0,1
0,886±0,1
115
0,983±0,04
1,252±0,02
127
Аналогичная картина наблюдается и по уровню содержания сахаров и хлорофилла, которое под влиянием кинетина тоже увеличивается.
Содержание сахаров в отсутствии калия увеличивается на 16%, а на ППС на 17%. Хотя у проростков в возрасте 4-х дней содержание сахаров уменьшается, т.к. при переходе от гетеротрофного питания к автотрофному усиливается дыхание проростков. Это хорошо видно в таблице 5. В возрасте 6, 8,10 дней содержание сахаров под влиянием кинетина начинает увеличиваться, т.к. увеличивается интенсивность фотосинтеза.
Содержание хлорофилла в отсутствии калия увеличилось на 41%, а на ППС на 30%.
Диаграмма влияния цитокинина и калия
на длину побеговой системы
Диаграмма влияния цитокинина и калия
на массу побеговой системы
Диаграмма влияния цитокинина и калия
на длину корневой системы
Диаграмма влияния цитокинина и калия
на массу корневой системы
Диаграмма влияния цитокинина и калия
на интенсивность дыхания
Диаграмма влияния цитокинина и калия
на интенсивность фотосинтеза
Диаграмма влияния цитокинина и калия
на содержание хлорофилла
Диаграмма влияния цитокинина и калия
на содержание сахаров
4.3 Выводы
1. Рост растений пшеницы на ППС максимальный. Исключение калия из питательной смеси практически не приводит к изменению роста растений и снижению массы, т.к эти изменения очень не значительны. Влияние калия в ПС сказывается только на увеличении массы надземной части проростков.
2. Под влиянием кинетина увеличение накопления массы проростков практически не наблюдается. В то же время присутствие кинетина значительно влияет на увеличение интенсивности дыхания и фотосинтеза, содержания сахаров и хлорофилла.
3. Влияние кинетина оказывается наиболее эффективным при недостатке калия, что вероятно связано с тем, что кинетин компенсирует недостаток калия в питательной среде. Отсюда можно сделать предположение, что кинетин и калий возможно влияют на одни стороны изучаемых процессов.
5. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Артамонов В.И. “Учебные записки МОПИ им.Крупской”, 1967.
2. Артамонов В.И. “Физиология растений”, 1966.
3. Ващенко И.М. “Основы сельского хозяйства”, 1987.
4. Ветшина В.В. “Влияние стимуляторов роста и микроэлементов на урожай карликовых бобов” // Бюл. Гл. ботан. сада, 1963.
5. Верзилов В.Ф. “Регуляторы роста и их применение в растениеводстве”, М., Наука, 1971.
6. Гамбург К.З. “Регуляторы роста и рост растений”. // М., Наука,1964.
7. Гамбург К.З. “Фитогормоны и клетки”. // М., Наука, 1970.
8 . Головко Т.К. “Дыхание растений. Физиологические аспекты”.
9 . Дерфлинг К. “Гормоны растений”, 1985.
10. Доклады РАСХН, 1997 №2 с 17-18.
11. Доклады АН РАН, 1997 т.353 №2 с 261-263.
12. Жарикова А.М. “Питание яровой пшеницы калием из удобрений и почвы”. Весн. АН БССР, 1970.
13. Заманова А.П. “Эффективность применения орг. и мин. удобрений совместно с цитокининами на рост, развитие и урожайность виноградной лозы”. Автореф. диссерт. ... канд. биол. наук.
14. Зединг Г. “ Ростовые вещества растений”, М., изд-во Иностранная литература, 1955.
15. Кулаева О.Н. “Цитокинины, их структура и функции”. М., Наука, 1973.
16. Кулаева О.Н. “Гормональная регуляция физиологических процессов у растений на уровне синтеза РНК и бнлка”. М., 1982.
17. Морозов А.С. “Физиологические основы питания сельскохозяйственных растений”. // Сборник статей - М., 1983.
18. Маховская М.А. “Влияние физиологически активных веществ на фотосинтез”. // Автореф. канд. дис. ... Киев, 1965.
19. Мамедов З.И. “Питание и урожай с/х растений”. АН Азербайджан, 1991 год.
20. Овсянникова Е.Н. “Особенности гормональной регуляции ростовых поцессов у растений огурца”, В сб.: Физиологические основы ростовых процессов, М., МОПИ, 1986.
21. Петербургский А.В. “Агрохимия и физиология питания растения”.
изд. 2-е, перераб. - М., Россельхозиздат, 1981.
22. Похлебаев С.М. “Изменение функциональной активности хлоропластов ячменя и пшеницыпод действием цитокинина”. Доклады ВАСХНИЛ, 1981.
23. Полевой В.В. “Фитогормоны”. Л., ЛГУ, 1982.
24. Полевой В.В. “Физиология растений”. М., Высшая школа, 1989.
25. // Прикладная биохимия и микробиология, 1993, т29 вып. 5
с 644-674.
26. // Прикладная биохимия и микробиология, 1994, т30 вып. 2 с 284-291.
27. Пушкина Г.П. “Влияние гибберелина икинетина на процесс синтеза и разрушения хлорофилла в проростках кукурузы”, М., МОПИ, 1973.
28. Ростунов А.А. “Влияние фитогормонов на поступление ионов в зависимости от уровня минерального питания”. // Межвузовский сборник научных трудов, МОПИ, 1988.
29. Ростунов А.А. “Влияние азотного питания и фитогормонов на физиологические процессы и рост двух сортов озимой пшеницы разной продуктивности”. М., 1990.
30. Соколов А.В. “Агрохимия калия”. М., АН СССР, 1950.
31. Ситникова О.А., Гриненко О.А., Силкова Л.Г. “ Регуляторы роста и их действие на растения”. М., МОПИ, 1967.
32. Сивцова А.М. “Рольфитогормонов в реакции растений на уровень минерального питания”. // Автореф. дис. ... канд. биол. наук, / ТСХА - М., 1993.
33. // Физиология растений, 1993 т40 №6 с 893-897.
34. // Физиология и биохимия культурных растений,1995 т27 №1-2 с 31-35.
35. // Физиология и биохимия культурных растений, 1997 т29 №3 с 220-225.
36. // Физиология растений, 1994 т41 №3 с 448-459.
37.// Физиология растений, 1982 т29 вып.3 с 502-507.
38. Физиология и биохимия культурных растений, 1999 т31 №1 с 53-60.
39. Хвойка Людовит “Цитокинины и ауксины в регуляции роста растений”.
40. Хоменко А.Д. “Корневое минеральное питание и продуктивность растений”. Киев, Наукова думка, 1976.
41. Чайлахян М.Х., Некрасова Т.В. “Влияние веществ высокой физиологической активности на преодоление полярности у черенков лимона”. М., ДАН СССР, 1958.
42. Чуйкова Л.В. “Особенности физиологического действия регуляторов роста при опрыскивании полевых культур в целях повышения их продуктивности”. Автореф. дис. ... канд. биол. наук. Ворлнеж, 1964.
43. Чуйкова Л.В. “Влияние регуляторов роста на физиологические процессы и урожай сахарной свеклы”. // Регуляторы роста растений, Воронеж, 1964.
44. Чуйкова Л.В. “Влияние регуляторов роста на физиолого-биохимические процессы и продуктивность кукурузы”, В сб.: Регуляторы роста растений, Воронеж, 1964.
45. Эрдели Г.С. “Влияние регуляторов роста на продуктивность и некоторые физиологические процессы подсолнечника”. В сб. Регуляторы роста растений, Воронеж, ВГУ, 1964.
46. Якушкина Н.И. “Повышение эффективности минеральных удобрений при помощи регуляторов роста”. // Физиологическое обоснование системы питания растений, М., НаукаБ 1964.
47. Якушкина Н.И. “Фитогормоны и их действие на растение”. М., 1982 год.
48. Якушкина Н.И. “Физиология растений”, М., Просвящение, 1980.
49. Якушкина Н.И., Похлебаев С.М. “Особенности фосфорилирования хлоропластов, выделенных и обработанных фитогормонами листьев ячменя и пшеницы”, Физиология растений т29, вып. 3, 1982.
50. Якушкина Н.И., Пушкина Г.П. “Изменение интенсивности фосфорилирования в проростках кукурузы под действием гибберелина и кинетина”, Физиология растений т22, вып. 6, 1975.
Страницы: 1, 2
|
|
© 2000 |
|