Корякин В.В., Мартынов Д.А., Засыпкин А.С.
Тамбовский Государственный университет им. Г.Р.Державина, г.
Тамбов
Особенности формирования зерновок без зародыша.
В
литературе известны не многочисленные исследования семян без зародыша.
Обнаружить такие семена после механизированной уборки представляется
затруднительным, так как они имеют небольшие размеры и теряются в процессе
обмолота. Мы проанализировали около ста колосьев по 74 сортам озимой пшеницы
находившихся в государственном сортоиспытании в 2012 году. Обмолот каждого
колоса проводился вручную, и местонахождение каждого зерна было зафиксировано.
На рисунке 1 показана одна из обнаруженных зерновок без зародыша.
Рис.1
Зерновка без зародыша
В задачу
наших исследований входило:
- выяснить
места формирования зерновок без зародыша в колосе;
- определить
параметры семян без зародыша;
- сравнить беззародышевые семена с обычными;
Колос
условно мы поделили по количеству колосков на три части: верхнюю, среднюю и
нижнюю, так как развитие зерна в разных частях колоса имеет свои особенности.
Коновалов Ю.Б. [1] отмечает, что зерна в основании и верхушке колоса образуются
позднее, так как цветение начинается со средней части колоса. В пределах
колоска первыми зацветают крайние (первые) цветки, затем вторые, в последнюю
очередь - третьи. В нашем опыте мы оперируем крайними и средними зерновками. К
средним мы отнесли зерновки, образовавшиеся во вторых и третьих цветках
колоска. В таблице 1 представлены данные по месторасположению семян без
зародыша в колосе.
Таблица 1
Местоположения семян без
зародыша в колосе
|
№ |
Сорта |
Количество зёрен без зародыша, шт. |
|||||
|
Верхняя часть колоса |
Средняя часть колоса |
Нижняя часть колоса |
|||||
|
Крайние цветки |
Средние цветки |
Крайние цветки |
Средние цветки |
Крайние цветки |
Средние цветки |
||
|
1 |
Белгородская янтарная (7) |
2 |
|
|
1 |
|
|
|
2 |
Белгородская янтарная (8) |
|
|
|
|
1 |
|
|
3 |
Льговская 8 |
1 |
|
|
|
|
|
|
4 |
Льговская 8(6) |
1 |
|
|
|
|
|
|
6 |
Орловская 241 |
|
|
|
1 |
|
1 |
|
7 |
Скарбица |
1 |
1 |
|
|
|
|
|
8 |
Скарбица (2) |
1 |
|
|
|
|
|
В результате
эксперимента беззародышевые семена были обнаружены только у четырех
сортов. В сорте Орловская 241- только в
одном колосе, сорта Белгородская
янтарная, Скарбица, Льговская 8 выявили таковые семена в двух колосьях. Среди
3015 исследованных зерен, образовалось 0,36% беззародышевых семян. Наибольшее
количество их сформировалось в верхней части колоса - 63,6% и по 18,2% в
средней и нижней его части. Следует отметить, что крайние цветки колосков,
главным образом в верхней части колоса, наиболее часто завязывают
беззародышевые семена (7 против 4 в средних цветках). Обе зерновки средней части колоса образовались только в
средних цветках, в то время как в нижней части колоса и в крайних и в средних
цветках.
Беззародышевые
семена существенно отличались от обычных
по крупности. Размер зерновки (толщину) определяли с помощью
продолговатых решет с отверстиями 1,2; 1,5; 1,7; 2,0; 2,2; 2,5; 2,8; 3,0; 3,2
мм. Для математической обработки данных использовали программу «Биостат». Достоверность различий определяли по
критерию Стьюдента. Во всех случаях обычные семена с высокой степенью
достоверности превысили семенам без зародыша по этому показателю. Результаты
исследований представлены в табл.2.
Таблица 2
Размер (толщина) семян
без зародыша, мм
|
Сорта |
Семена |
|
|
без зародыша |
с зародышем |
|
|
Белгородская янтарная (7) |
1,9±0,3786 |
2,544±0,06317 |
|
Белгородская
янтарная (8) |
1,7±0*** |
2,525±0,0714 |
|
Льговская
8 |
1,51±0*** |
2,538±0,04505 |
|
Льговская
8 (6) |
2,0±0** |
2,171 ±0,05292 |
|
Орловская
241 |
1,85±0,15*** |
2,387±0,009996 |
|
Скарбица |
1,95±0,25** |
2,733±0,05455 |
|
Скарбица
(2) |
1,2±0*** |
2,594±0,04106 |
Эти
результаты согласуются с данными Ю.Б. Коновалова [1], Корякина В.В. и др.[2],
что в основании и, особенно на верхушке колоса, а так же в цветках более
высокого порядка развивается наиболее мелкое зерно. По мнению Д.А. Сабинина
[3], меньший размер зерен в основании и на верхушке колоса обусловлены сдвигом
репродуктивной тенденции в сторону вегетативной. Основным фактором,
регулирующим переход от вегетативных образований к репродуктивным автор считает
уровень снабжения семян азотом. Избыток азота в основании колоса и недостаток
его на верхушке в равной степени мешают нормальному развития полноценного зерна.
В то же время, Коновалов Ю.Б. [1] опроверг гипотезу Д.А. Сабинина, относительно
влияния азота на мощность метамеров.
Массу
зерновки определяли на аналитических весах с точностью до десятых миллиграмма.
Обычные семена превзошли семена без зародыша на 0,1% уровне достоверности
(табл.3).
Таблица 3
Масса зерновки семян без
зародыша, мг
|
сорта |
Семена |
|
|
Без зародыша |
С зародышем |
|
|
Белгородская
янтарная(7) |
13,6±1,361*** |
38,28±1,654 |
|
Белгородская
янтарная(8) |
8.7±0*** |
42.61±2.541 |
|
Льговская
8(6) |
8,4±0*** |
22,98±1,356 |
|
Льговская
8 |
5,8±0*** |
41,32±1,725 |
|
Орловская
241 |
4,05±0,45*** |
25,74±1,001 |
|
Скарбица |
11,25±2,25*** |
38,77±1,672 |
|
Скарбица
(2) |
3,5±0*** |
35,59±1,133 |
Удельную
массу определяли, погружая отдельные семена в растворы азотнокислого натрия с
плотностью 1,17; 1,19; 1,21; 1,23; 1,25; 1,27; 1,29; 1,31; 1,33; 1,35; 1,37;
1,39 г/мл. Удельная масса равнялась
плотности раствора, в котором семена всплывали. Семена с зародышем во всех
случаях по удельной массе превзошли зерновки без зародыша. Не достоверными
различия оказались только по колосу №2 сорта Скарбица.
Таблица 4
Удельная масса
семян без зародыша, г/мл
|
Сорта |
Семена |
|
|
Без зародыша |
С зародышем |
|
|
Белгородская
янтарная (7) |
1,203±0,02404* |
1,26±0,007183 |
|
Белгородская
янтарная (8) |
1,17±0*** |
1,301±0,0138 |
|
Льговская
8 (6) |
1,17±0*** |
1,282±0,009179 |
|
Льговская
8 |
1,17±0*** |
1,241±0,01411 |
|
Орловская
241 |
1,197±0,006968*** |
1,28±0,009996 |
|
Скарбица |
1,17±0,0002*** |
1,253±0,005799 |
|
Скарбица
(2) |
1,17±0 |
1,231±0,06031 |
Поскольку
беззародышевые семена сформировались главным образом в верхней (слаборазвитой)
части колоса, а также в средних цветках средней и нижней частях колоса, мы
имеем все основания предположить, что одной из главных причин формирования
беззародышевых семян может быть недостаток питательных веществ. Именно в этих
частях колоса Коновалов отмечает наличие стерильных цветков и нередко
завязывание зерна происходит, но при дальнейшем развитии завязь опадает.
Выводы
1.
Зерновки
без зародыша формируются с частотой 0,36% от общего количества завязавшихся
семян.
2.
В
пределах колоса беззародышевые семена образуются главным образом в крайних
цветках верхней части колоса.
3.
В
средней части колоса зерновки без зародыша обнаружены только в средних цветках.
4.
В
нижней части колоса беззародышевые семена встречаются и в крайних и в средних
цветках.
5.
Обычные
семена достоверно превышают зерновки без зародыша по размеру (толщине),
абсолютной и удельной массе.
Литература
1.
Коновалов
Ю.Б. - Формирование продуктивности колоса яровой пшеницы и ячменя. – М.: Колос.
1981. – 176 с.
2.
Корякин
В.В., Мартынов Д.А., Засыпкин А.С. Изменчивость зерновок в колосьях яровой
твердой пшеницы. / Сб. докл. XII Междунар.
науч.-практич. конференции «Теория и практика современной науки». – М.: Изд-во
«Спецкнига», 2013. – с. 285-292.
3.
Сабинин
Д.А. Минеральное питание растений. – М. – Л.: Изд-во АН СССР, 1940. – 306 с.