Элементы водного режима подсолнечника в зависимости от факторов среды

А.А. Сиротин , Л.В. Сиротина , М.Ф.Трифонова

Белгородский государственный университет

Московский государственный агроинженерный университет

Ключевые слова: подсолнечник, семена, прорастание, условия.

Подсолнечник - важнейшая масличная культура в нашей стране. Основными производителями товарных семян подсолнечника в Российской Федерации являются Центрально-Черноземный и Южный районы европейской территории. Белгородская область - одна из ведущих в производстве и переработке масличных семян, в селекции новых сортов и гибридов подсолнечника [2, 4]. Биологические особенности растений, в частности, водный режим, изучены недостаточно.

Подсолнечник - относительно засухоустойчивая культура. Растение имеет хорошо развитую корневую систему, использующую воду из большого объема почвы. Общий расход почвенной влаги за период вегетации с 1 га посева подсолнечника - 3900-5800 т, из которых непосредственно на формирование урожая расходуется 1900-2400 т. Растение использует влагу на глубине до 3 м, иссушая иногда почти полностью слой почвы на глубину 1,5 м [4].

Водопотребление растений на разных этапах роста и развития неодинаково. Большое влияние на темпы развития растений оказывает степень увлажнения почвы в период от посева до появления всходов. Семена подсолнечника при прорастании поглощают 70-100% воды от первоначальной своей массы [3].

От появления всходов и до образования корзинки растения используют влагу из слоя почвы до 80 см, расход ее за этот период составляет около 25% общего объема потребления за всю вегетацию.

Период от образования корзинки и до цветения характеризуется максимальным водопотреблением - около 30% всей расходуемой воды.

После цветения подсолнечника расход влаги уменьшается. Качество маслосемян во многом зависит от условий влагообеспеченности. При недостатке влаги масличность семян снижается [1, 2].

Поглощение воды семенами - первое необходимое звено в процессе их пробуждения. При непосредственном участии воды происходят гидролиз запасных веществ семени, синтез новых соединений. В первые часы набухания семян вода включается в аминокислоты, активизирует растворимые ферменты, процессы в митохондриях [3].

Представления о состоянии воды в биологических системах изменялись в связи с появлением целого ряда новых данных. В настоящее время считают, что вода в биологических объектах - сложная гетерофазная система, которая кроме жидкой фазы включает гидратно- связанные молекулы воды с заряженными группировками макромолекул и ионов, гидрофобно- стабилизированные водные ассоциации на неполярных участках макромолекул, молекулы воды со стерической стабилизацией за счет капиллярного эффекта и ряд других модификаций.

Первая фаза поглощения воды связана с набуханием коллоидов, вода поступает в семя через определенные участки поверхности [3].

Процесс набухания рассматривается как двухфазный: 1-я фаза - чисто физический процесс, 2-я фаза - метаболический.

В лабораторном эксперименте нами исследовано влияние температурного фактора и стимуляторов роста на поглощение воды и ростовые процессы семян подсолнечника различных сортов и гибридов. Использована стандартная методика экспозиции семян в растворе гетероауксина или корневина (0,00; 0,25; 05; 1 г/л) в течение 1, 2, 3, 6 и 24 часов при различных температурах. Дальнейшее проращивание семян (до 7 суток) осуществлялось в дистиллированной воде, поглощение ее определяли весовым методом (табл. 1).

Таблица 1

Поглощение воды семенами подсолнечника при температуре 21°С

Как видно из данных таблицы, семена большинства исследуемых сортов и гибридов при 21°С поглощают воды за первые сутки больше, чем за третьи, максимум наступает на 7-е сутки проращивания. Это согласуется с данными К.Е. Овчарова [1976], установившего возрастание поглощения воды с началом прорастания семян. Выявлена неоднородная реакция сортов и гибридов. Максимальный темп процесса практически без спада на третьи сутки обнаружил сорт Белгородский 94, у которого суммарный показатель за 7 суток достиг 170,0% к массе семян. Низкий темп с максимальным спадом на третьи сутки характерен для гибрида Вейделевский 82, за 7 суток проращивания поглотившего лишь 84,9% воды к массе семян.

При снижении температуры до 10°С темп поглощения воды семенами в целом снижается (табл. 2). Общее количество поглощенной воды на 7-е сутки не превышает 160,5% (сорт Вейделевский 81), а гибрид Вейделевский 82, как и при 21°С, поглощает меньше всех (87,9%). Отличительная особенность большинства сортов и гибридов при 10°С отсутствие депрессии в поглощении воды, характерной для температуры 21°С, что может быть следствием лучшей сопряженности процессов набухания и прорастания семян при пониженной температуре.

Прорастание состоит из ряда процессов, начинающихся с поглощения воды и успешно завершающихся проклевыванием корешка через покровы семени. Мобилизация запасных веществ семени - обязательный этап прорастания [4].

В начале проклевывается корешок. Это происходит на 2-е сутки при температуре 21°С и на 4 - 5-е сутки при температуре 10°С, затем корень начинает интенсивно расти. Стебель у семян подсолнечника при температуре 21°С четко выделяется на 4 - 5-е сутки.

Поглощение воды в течение 7 суток при температуре 10°С семенами подсолнечника с последующим проращиванием при 21°С

При температуре 21°С видна неоднородность ростовых процессов у следующих сортов и гибридов подсолнечника (рис.).

Длина корня подсолнечника при воздействии температуры 21°С в течение 7 суток

Наиболее интенсивный рост отмечен у гибрида Вейделевский: длина корня на 7-е сутки составила 45,8 мм, длина стебля - 34,3 мм. На втором месте по интенсивности роста - сорт Белгородский 94, на третьем - Вейделевский.

Низкая температура снижает ростовые процессы, однако воздействие температурой 10°С в течение 7 суток и последующее выращивание при 21°С приводит к стимуляции ростовых процессов у сортов Вейделевский, Кондитерский, Вейделевский 81. Слабое угнетение роста отмечено у гибрида Вейделевский. Низкие температуры при прорастании семян не оказали влияния на сорта Белгородский 94, Белгородский 95 и Прохоровский.

Можно считать, что сорта Вейделевский, Вейделевский 81 и Кондитерский более холодоустойчивы. Низкие температуры в начале прорастания стимулируют у этих сортов ростовые процессы.

Воздействие на семена подсолнечника стимуляторами (гетероауксин, корневин), обладающими аттрагирующим действием, показало неоднородную реакцию сортов. Выяснено, что оптимальной концентрацией корневина является 0,25 г/л при экспозиции 24 часа.

Максимальное поглощение воды у сорта Вейделевский при температуре 10°С, минимальное - у сорта Восход. При температуре 21°С максимальное поглощение воды у сорта Белгородский 95, минимальное - у сорта Восход.

Раствор гетероауксина 0,5 г/л в течение 2 часов оказывает стимулирующее действие на поступление воды в семена сортов Вейделевский и Восход. Высокие концентрации ауксина угнетают поступление воды.

Обработка семян гетероауксином 0,25 г/л при экспозиции 3 часа увеличивает поглощение воды у сортов Белгородский 95, Прохоровский, гибрид Вейделевский, а у гибридов Вейделевский 81, Вейделевский 82 снижает.

Таким образом, проведенные исследования позволили определить оптимальный температурный режим для набухания и прорастания семян подсолнечника, выделить холодоустойчивые сорта, а также условия обработки семян корневином и гетероауксином для стимуляции ростовых процессов.

Список литературы

Красножен В.Г., Бардадым В.П. Прием и обработка подсолнечника.- М.: Колос, 1971. - 64 с.

Овчаров К.Е. Физиология формирования и прорастания семян. - М.: Колос, 1976. - 84 с.

Пустовойт В.С. Подсолнечник. - М.: Колос, 1975. - 44 с.

Физиология семян / Данович К.Н., Соболев А.И., Жданова Л.П., Илли И.Э., Николаева М.Г., Аскоченская Н.А., Обручева Н.В., Хавкин Э.Е. - М.: Наука, 1982. - 318 с.