Определение жизнеспособности озимых хлебов

Большое значение имеет методика отращивания растений после промо­раживания (или воздействия низких температур в поле). При этом важно уста­новить не только количество сохранившихся растений, но и последствия на­грузки криогенного фактора. Существует очень много способов определения жизнеспособности озимых:
•     лабораторно-полевые (о них речь пойдет ниже):
•     морфолого-анатомические (по состоянию конуса нарастания по Ф. М. Куперман, 1971; Л. Д. Авилова и др., 1976);
•     при помощи красителей (Д.Ф. Проценко и др.,1969, водный раствор кислого фуксина; Н. П. Паршин, 1971, 0,5% раствор тетразола; Э. А. Барашкова и др., 1988, 0,025% раствор нейтральрота + 30 минут в 2 N растворе сахарозы; и
др-);
•     путем проведения биохимических тестов (R. Bolduc и др., 1978, по ак­тивности свободной кислой фосфатазы; О. И. Колоша и др., 1976, по активно­сти ((3-фруктофуранозазы; Н. С Агафонов, по содержанию нуклеиновых кислот в клеточных ядрах колеоптилей; А. А. Созинов и др.,1981, по электрофоретическим спектрам глиадина; В. С. Шевелуха и др.,1982, по активности дегидрогеназ; Ю. В. Перуанский, 1988, по содержанию свободного пролина; и др.);
•     при помощи биофизических методов (метод послесвечения по Г. В. Веселовой и др., 1973; метод регистрации спонтанной сверхслабой хемилюми-несценции по Я. Е. Доскочу и др.,1976; по Е. П. Алешину и др.,1972; по импе­дансу тканей по О. П. Рябчуну и др.,1976; метод электролитов в самых различ­ных модификациях; и др.).
Из всего далеко неполного перечня методов оценки жизнеспособности озимых с учетом экспрессности, надежности и малозатратности труда и средств следует выделить лабораторно-полевые методы, как наиболее объек­тивные и позволяющие вести исследования в больших масштабах, что крайне необходимо для результативности селекции на морозостойкость и тесно с ней коррелирующую общую зимостойкость. Практически такие же требования вы­двигаются и производством при оценке состояния хлебов после прохождения волн холода.

Ни один из лабораторных методов не нашел широкого приме- нения в практической селекции. Определенный интерес лишь представляет диагностика предполагаемого уровня морозозимостойкости генотипа по электрофоретическому спектру глиадина. Однако и здесь окончательное решение должно быть принято после изучения ее лабораторно-полевыми методами. Лабораторно-полевые методы. При использовании метода монолитов для определения степени жизнеспособности озимых хлебов требуется не менее 25-ти дней. Вследствие его трудоемкости число растений, используемых для определения их жизнеспособности, при идеальных условиях отбора явно недостаточно. Оно не превышает 25 - 30 штук.

Помимо этого, ото­бранный в каком-то одном месте поля монолит дает только общую картину по сорту, требующую в последствии дальнейшего уточнения. Как правило, данные монолитного метода несколько завышены, так как исследователи часто не удо­суживаются дождаться образования новых корней из узла кущения. Этот метод иногда продолжают использовать в условиях производства для получения хотя бы общей закономерности по состоянию озимых хлебов.
После промораживании в ящиках для определения жизнеспособности в идеальных условиях отращивания также требовалось не менее двух недель. По­этому в начале 30-х годов 20-го века были предложены более экспрессные ме­тоды. Одним из них является отращивание озимых на воде (М. Т. Бугаевский, 1933). Принесенные с поля растения оттаивают, отмывают почву с корней, от­резают поврежденные части листьев и помещают в воду так, чтобы в ней оказа­лись корни и нижняя часть узла кущения. Учет живых растений проводят на 5 -6-ой день. Этим методом, помимо его громоздкости, невозможно определить число больных, поврежденных морозом растений, у которых процесс отмира­ния в таких условиях очень затянется.
Поэтому данные по жизнеспособности, как правило, завышенные. Обыч­но в полевых условиях в Ростовской области процесс гибели поврежденных морозом растений длится весь апрель и первую декаду мая месяца. Сразу после вегетации число «живых» растений было одно, а в средине мая стало заметно ниже. При сильном повреждении даже возникает вопрос о пересеве такого по­ля.
Использование сахарного раствора вместо воды (Ф. М. Куперман, М. И. Кучерявая, 1933) еще более затрудняло объективную оценку общего состояния хлебов.
G. Kretschmer, В. Beger (торзометод, 1966) растения выкапывали в поле, отмывали от почвы, на 1 см от узла кущения обрезали корни и стебли, помеща­ли на влажную фильтровальную бумагу в чашки Петри и через сутки определя­ли степень жизнеспособности.
Е. Keppler (1962) после промораживания срезал листья и корни на 1 - 2 см и через 3 суток определял характер различий между сортами.

Ускоренный метод определения состояния озимых по степени отрастания побегов (по В М. Орлову. 1973). Суть этого метода заключается в следующем: отбирают по диагонали поля 30 - 50 растений с неповрежденными узлами ку­щения. Еели температура воздуха ниже -14°, то отобранные образцы укрывают. Пробы размораживают при 10-12 °С. Растения отмывают от почвы в холодной воде. Затем у них па 1,5 см, считая от узла кущения, отрезают листья и корни (у нераскустившихся - 2 см). Отрезки помещают в стеклянную, пластмассовую посуду с емкостью 250 - 500 мл с увлаженной фильтровальной бумагой (ватой) на дне. В каждой банке размещается 50 и более отрезков. Банки накрывают с целью создания в них влажной среды. Отращивание проводят 16 часов при 24-26 °С. При температуре 10- 15° время экспозиции продлевается до 24 часов.У живых растений появляется прирост листовой пластинки, равный 3-5 мм. Погибшие отрезки прироста не дают. Растения с при ростом менее 3 мм следует относить к погибшим, но В. М. Орлову это «ложный прирост, они на­ходятся в состоянии агонии и в дальнейшем погибнут».

Донской (усовершенствованный) метол определения жизнеспособности озимых хлебов (А И.Грабовец,1983).
Он основывается на торзометоде G. Kretschmer, В. Beger (1966) и уско­ренном методе определения состояния озимых по степени отрастания побегов по В. М. Орлову (1973), но усовершенствован и более детализирован. Толчком для пересмотра вышеприведенных способов послужили условия зимовки суро­вого 1972г. Данные, полученные ускоренным методом и полевым, существенно различались. В первом случае они были заметно завышенными. Причем, чем хуже зимовали растения, чем больший процент их гибели был в поле, тем су­щественней были различия.
Выполненные морфологические исследования с препарированием точек роста стеблей с различной интенсивностью отрастания позволили выявить, что цитируемые выше авторы совершенно не обращали внимания на повреждения тканей, вызванные низкими температурами. У части растений (или их стеблей у раскустившейся озими) погибали точки роста. Наружный лист за счет запасов метаболитов отрастал, а точка роста отмирала. Растения (стебли) якобы были жизнеспособными, а на самом деле в последующем они погибали. Поэтому ци­тированные выше методы нуждались в существенной корректировке.
Во-первых, практика показала, что отбор проб в поле без угрозы дополни­тельного их подмораживания на воздухе наиболее целесообразно проводить при 3-5° мороза и выше в сторону положительной температуры; при более низ­ких температурах можно отбирать лишь единичные пробы.
Более тесная корреляция с полевыми данными была выявлена при усло­вии постепенного размораживания отобранных проб при +5-6° (но не при 10-12°).
Наиболее корректные данные при сравнении с полевыми получили при длине отрезков стеблей и корней у раскутившихся растений 3 см (от узла куще­ния), нераскустившихся - 4. При сильных криогенных нагрузках различия меж­ду погибшими, поврежденными и живыми растениями (стеблями) проявляются тогда более отчетливо, что важно в техническом аспекте при проведении диаг­ностики в больших масштабах.
Процесс отращивания целесообразно проводить не 16 - 24 часа, а не менее трех суток. При суточном отращивании довольно трудно точно дифференциро­вать растения по степени воздействия низких температур, особенно если они были значительными (например при промораживании в камере). После трех су­ток погибшие стебли существенно отстают в приросте, корреляция с полевым методом заметно увеличивается. Практика показала, что наиболее приемлемой посудой являются новые (чистые от грибной инфекции) тонкие полиэтиленовые па- кеты со слегка ув­лаженной фильтровальной бумагой (отжатой от лишней влаги ватой). В них растения рыхло располагают, не сдавливая их. Верх пакета скручивают не­сколько раз и зажимают скрепкой. Важно чтобы в пакете была влажная среда.
Отращивание во НИУ проводят в термостатах, в условиях производства в любом затененном месте при +18°. При более высокой температуре есть угроза поражения растений грибной инфекцией, что может негативно сказаться на данных жизнеспособности растений.
После отращивания проводят анализ проб на жизнеспособность (рис. 2). На рисунке показаны растения после воздействия мороза (-18°С) в камере низ­ких температур и отращивания: нерискустившиеся со слабой устойчивостью к низкой температуре (16% жизнеспособных), вступившие в фазу кущения (50% живых) и полностью раскустившиеся (60% живых).
Анализ характера отрастания удобно начать с растений, вступивших в фа­зу кущения (второй ярус). Полностью погибли растения Б и В, совершенно не давшие прироста листовых пластинок. У растения Г один стебель погиб, другой отрос нормально. Такое растение относим к жизнеспособным. У него жизне­способный узел кущения, из которого весной при минеральных подкормках из спящих прояровизировавшихся почек может появиться один или два продук­тивных побега.
У растения Д отрасли оба стебля, но один из них в нижней части прирос­та прозрачный, если посмотреть сквозь него на свет. Оказалось, что у таких «прозрачных» стеблей погибает точка роста. В дальнейшем, как это неодно­кратно подтверждалась в лабораторных и полевых условиях, этот стебель отомрет. Более детальное обследование позволило установить, что в таких слу­чаях повреждается флоэма, прилегающая к проводящему пучку. Это вызывает вначале нарушение водного, а затем и общего обмена веществ. В итоге насту­пает интоксикация ткани. Растение Д с одним живым стеблем также считается жизнеспособным.
У растения Е оба стебля «прозрачные», такое растение в последствии по­гибнет. Его относят к нежизнеспособным. Растение А полностью живое.
У растений, полностью раскустившихся, отмечается аналогичная законо­мерность. Неплохо сохранилось растение А. У растения Д оказались подморо­женными («прозрачными») все 3 стебля и его относим к погибшим. У растения Б отрос один стебель и оно также жизнеспособно, В и Г тоже живые, но сильно подморожены. У каждого из них у трех стеблей погибли точки роста. Следует отметить, что у сильно раскустившихся растений в первую очередь от мороза погибают стебли первых порядков, наиболее развитые, а выживают, образо­вавшиеся в последнюю очередь.
На рассматриваемом примере проявляется еще одна возможность предла­гаемого нами метода - более тонкое выявление различий между сортами по ус­тойчивости к низким температурам. Это используется в отделе при характери­стике сортов в КСИ и МС (ЭС).
Допустим, что по нескольким сортам были получены одинаковые данные по уровню морозостойкости. Однако у одного сохрани- лось живыми 80%> стеб­лей, у другого - 40 - 50, у третьего только 20-30. Обычно это отмечается в спе­циальном журнале промораживания.
Рекомендация подготовлена по материалам ГНУ Донской зональный научно-исследовательский институт сельского хозяйства под редакцией А.И.Грабовец