СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКОГО ПОТЕНЦИАЛА КУЩЕНИЯ КУЛЬТУРНЫХ ПШЕНИЦ Российский патент 2012 года по МПК A01G7/00 A01H1/04 

Изобретение относится к биологии и селекции и может быть использовано для определения генетического потенциала кущения культурных пшениц, в сельском хозяйстве - для оптимизации элементов интенсивных технологий.

Известен способ оценки автономности развития побегов в кусте злаков, включающий оценку автономности развития боковых побегов в кусте злака в фазе начала колошения путем подсчета общего числа листьев на главном и боковых побегах кущения в акропетальном порядке и по их количественному соотношению вынесения суждения, причем при доминировании главного побега соотношение выражается цифровым рядом N: N - 3: N - (3+1): N -(3+2): N - (3+3) и т.д., где N - число листьев на главном побеге, а к автономно развивающимся относят боковые побеги, имеющие не менее 6 листьев (патент РФ №2000692, МПК: А01G 7/00. Опубл. 15.10.1993, бюл. №37-38).

Недостатком данного способа является то, что осуществляется оценка уже фактически выросших боковых побегов, количество которых зависит, в основном, от внешних факторов условий произрастания, причем оценка автономности развития побегов в кусте злака осуществляется в фазу колошения растения, когда процесс кущения давно закончен.

Известен способ определения биологического потенциала кущения (y), включающий подсчет общего числа листьев главного побега (n) с последующим расчетом биологического потенциала по формуле зависимости: y=n-2, где y - количество боковых побегов, n - общее число визуально наблюдаемых листьев главного побега, 2 - постоянный коэффициент.

(Козлечков Г.А., Данилов А.М. Биолого-морфологические закономерности кущения хлебных злаков. - Журнал «Известия Северо-Кавказского научного центра высшей школы. Естественные науки». - г.Ростов-на-Дону, издательство Ростовского университета, 1984, №2, с.8-10) - прототип.

В указанной научной статье авторы приводят также и способ определения морфофазы главного побега по соотношению (причем, между х и цифрой 1или 2 обозначен знак дефис, а не математический знак вычитания) (стр.6, колонка 1, последняя строка; с.7, с.8, с.9):

- при соотношении числа окончивших рост и растущих листьев: х-1 - всегда будет нечетная морфофаза;

- при соотношении числа окончивших рост и растущих листьев: х-2 - всегда будет четная морфофаза;

где обозначено: х - число окончивших рост листьев; 1 - один растущий лист; 2 - два растущих листа.

Однако в прототипе этот признак (морфофаза) в уравнении для определения числа боковых побегов (y=n-2) не используется.

Недостатком данного способа является то, что подсчитывают только число визуально наблюдаемых листьев, при этом не учитывают биологический возраст главного побега - морфофазу - и состояние развития листьев - растущие или окончившие рост, а количество боковых побегов первого порядка коррелирует именно с возрастом главного побега -морфофазой, а не с количеством визуально наблюдаемых листьев, при одинаковом числе всех визуально наблюдаемых листьев биологический возраст главного побега может быть разным. Данный способ не позволяет получать объективную информацию о генетическом потенциале растения - количестве боковых побегов, число которых будет разным, в зависимости от возраста главного побега - морфофазы, при одинаковом числе всех листьев.

Задачей настоящего изобретения является повышение объективности и точности за счет учета биологического возраста главного побега.

Поставленная задача изобретения достигается тем, что в предложенном способе отдельно подсчитывают число листьев растущих и окончивших рост на главном побеге, определяют возраст главного побега в морфофазах, а биологический потенциал кущения (БПК) - число боковых побегов - определяют по числу листьев (X), окончивших рост, по уравнениям в зависимости от возраста главного побега:

- в возрасте четной морфофазы - БПКч/м=Х;

- в возрасте нечетной морфофазы - БПКн/м=Х-1;

где БПКч/м - биологический потенциал кущения в возрасте четной морфофазы главного побега;

БПКн/м - биологический потенциал кущения в возрасте нечетной морфофазы главного побега;

Х - число окончивших рост листьев главного побега;

1 - постоянное число для нечетных морфофаз главного побега.

Способ основан на открытой автором морфофизиологической закономерности: биологический потенциал кущения - количество боковых побегов первого порядка - коррелирует с морфофазами главного побега (биологический возраст) и количеством листьев, окончивших рост, главного побега.

Установленная закономерность позволяет определять биологический общий потенциал кущения (БПК), как максимально возможное число боковых побегов первого порядка, заложенное в генотипе растения пшениц.

Патентные исследования показали, что проблемой определения биологического потенциала кущения занимаются многие исследователи, так как знание этого показателя очень важно для оценки состояния кущения посевов и при необходимости, последующей разработки агротехнических мер для улучшения создания условий для его максимального проявления.

Для анализа состояния полевых посевов или растений в экспериментальных условиях необходим способ, дающий объективные данные для сравнения фактического развития боковых побегов с генетическим потенциалом кущения.

Отличие заявляемого способа от прототипа заключается в том, что впервые биологический потенциал кущения - число боковых побегов - определяют в зависимости от возраста главного побега, определяемого морфофазами, и предложен новый объективный показатель, по которому можно судить о реализации потенциала кущения: число листьев главного побега, окончивших рост, в конкретную морфофазу.

Экспериментальными исследованиями установлено, что прорастание боковых побегов первого порядка происходит только в возрасте четных морфофаз главного побега. Четные морфофазы определяют по визуально наблюдаемому морфологическому признаку: всегда 2 растущих листа. Экспериментами установлено, что:

1-й боковой побег прорастает в возрасте морфофазы 1-2 главного побега;

2-й - в возрасте морфофазы 2-2 главного побега;

3-й - в возрасте морфофазы 3-2 главного побега;

4-й - в возрасте морфофазы 4-2 главного побега и т.д.

Возраст главного побега, определяемый морфофазами, характеризует визуальное наблюдаемое состояние роста и развития листьев главного побега, выраженное через соотношение числа окончивших рост листьев и еще растущих листьев. В левой позиции число окончивших рост листьев, в правой позиции - число еще растущих листьев, причем число растущих листьев может быть равно только 1 или 2:

- 1 растущий лист - возраст нечетной морфофазы главного побега;

- 2 растущих листа - возраст четной морфофазы главного побега. Автором установлено, что для растущего листа характерным признаком являются направление роста и соотношение длины его листового влагалища с длиной листового влагалища у смежного уже сформированного листа. Листовая пластина растущего листа всегда направлена вдоль продольной оси побега, а его листовое влагалище короче листового влагалища смежного сформированного листа.

Окончивший рост лист характеризуется тем, что его листовое влагалище обычно длиннее листового влагалища предыдущего смежного листа, а его листовая пластинка всегда отклонена от продольной оси побега. Отклонение листовой пластинки - строго обязательный признак при любых условиях выращивания для листа, окончившего свой рост.

Способ осуществляется следующим образом. У растения отдельно подсчитывают число листьев главного побега: окончивших рост и растущих. По их соотношению определяют морфофазу возраста главного побега. В зависимости от морфофазы возраста главного побега - четная или нечетная - и числа листьев, окончивших свой рост, рассчитывают его биологический потенциал кущения по уравнениям зависимости:

- в возрасте четной морфофазы - БПКч/м=Х;

- в возрасте нечетной морфофазы - БПКн/м=Х-1.

Закономерность зависимости биологического потенциала кущения от возраста главного побега - морфофазы - и числа окончивших рост листьев отражена в таблице.

Возраст главного побега в морфофазах (нечетная морфофаза, четная морфофаза) и число листьев, окончивших свой рост Время начала прорастания боковых побегов первого порядка в зависимости от возраста главного побега - морфофазы Биологический потенциал боковых побегов первого порядка, число боковых побегов (БПК) 1-1 - нечетная морфофаза (1 лист окончил рост) Первый боковой побег находится на этапе скрытого роста 0 1-2 - четная морфофаза (1 лист окончил рост) Прорастание первого побега в четную морфофазу 1 2-1 - нечетная морфофаза (2 листа окончили рост) Продолжение роста первого побега 1 2-2 - четная морфофаза (2 листа окончили рост) Прорастание второго побега в четную морфофазу 2 3-1 - нечетная морфофаза (3 листа окончили рост) Продолжение роста второго побега 2 3-2 - четная морфофаза (3 листа окончили рост) Прорастание третьего побега в четную морфофазу 3 4-1 - нечетная морфофаза (4 листа окончили рост) Продолжение роста третьего побега 3 4-2 - четная морфофаза (4 листа окончили рост) Прорастание четвертого побега в четную морфофазу 4 5-1 - нечетная морфофаза (5 листьев окончили рост) Продолжение роста четвертого побега 4 5-2 - четная морфофаза (5 листьев окончили рост) Прорастание пятого побега в четную морфофазу 5 6-1 - нечетная морфофаза (6 листьев окончили рост) и т д. Продолжение роста пятого побега 5 и т.д.

Примеры выполнения способа.

Необходимо дать оценку состояния кущения у растущих растений пшеницы. Для объективной оценки фактического состояния кущения растения необходимо точно знать его биологический потенциал, объективный именно для конкретного возраста главного побега.

Примеры определения биологического потенциала кущения для возраста главного побега - нечетные морфофазы - с разным числом листьев, окончивших свой рост.

Пример 1. Подсчитывают количество листьев главного побега, окончивших рост и еще растущих. Результаты подсчета: число окончивших рост листьев - 2, число растущих листьев - 1. Соотношение окончивших рост и еще растущих листьев показывает, что возраст главного побега - нечетная морфофаза 2-1. В данную морфофазу число окончивших рост листьев (X) на главном побеге равно 2. Биологический потенциал кущения главного побега (число боковых побегов первого порядка) определяют по уравнению зависимости:

БПКн/м=Х-1=2-1=1.

Таким образом, согласно закономерности, у главного побега в возрасте нечетной морфофазы 2-1, в потенциале может быть только один боковой побег первого порядка.

Пример 2. Подсчитывают количество окончивших рост и растущих листьев главного побега. Результаты подсчета: число окончивших рост листьев - 4, число растущих листьев - 1. Соотношение окончивших рост и еще растущих листьев показывает, что возраст главного побега нечетная морфофаза 4-1. В данную морфофазу число окончивших рост листьев (X) главного побега равно 4. Биологический потенциал кущения главного побега (число боковых побегов первого порядка) определяют по уравнению зависимости:

БПКн/м=Х-1=4-1=3.

Таким образом, согласно закономерности, у главного побега в возрасте нечетной морфофазы 4-1, в потенциале может быть только три боковых побега первого порядка.

Примеры определения биологического потенциала кущения для возраста главного побега - четные морфофазы - с разным числом листьев, окончивших рост.

Пример 3. Подсчитывают количество окончивших рост и растущих листьев главного побега. Результаты подсчета: число окончивших рост листьев - 3, число растущих листьев - 2. Соотношение окончивших рост и еще растущих листьев показывает, что возраст главного побега четная морфофаза 3-2. В данную морфофазу число окончивших рост листьев (X) главного побега равно 3. Биологический потенциал кущения главного побега (число боковых побегов первого порядка) в эту четную морфофазу определяют по уравнению зависимости:

БПКч/м=Х=3.

Таким образом, согласно закономерности, у главного побега в возрасте четной морфофазы 3-2, в потенциале может быть только три боковых побега первого порядка.

Пример 4. Подсчитывают количество окончивших рост и растущих листьев главного побега. Результаты подсчета: число окончивших рост листьев - 5, число растущих листьев - 2. Соотношение окончивших рост и еще растущих листьев показывает, что возраст главного побега четная морфофаза 5-2. В данную морфофазу число окончивших рост листьев (X) главного побега равно 5. Биологический потенциал кущения главного побега (число боковых побегов первого порядка) в эту четную морфофазу определяют по уравнению зависимости: БПКч/м=Х=5.

Таким образом, согласно закономерности, у главного побега в возрасте четной морфофазы 5-2, в потенциале может быть только пять боковых побегов первого порядка.

Использование заявленного изобретения открывает в селекции возможности объективного направленного прижизненного отбора исходных образцов на ранних фазах роста при создании новых сортов пшениц с повышенной способностью к кущению. Способ позволяет без больших финансовых затрат проводить в очень короткие сроки мониторинг состояния полевых посевов с целью оценки фактического развития кущения. Заявляемый способ дает объективную количественную оценку величины фактического кущения по степени реализации величины биологического потенциала кущения, величина которого принимается за 100%. Применение его в сельском хозяйстве позволит оперативно оптимизировать отдельные элементы технологии возделывания пшениц для повышения продуктивности агроценоза.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, биологии, селекции и земледелия. В способе подсчитывают число листьев главного побега с последующим расчетом по уравнению зависимости. При этом осуществляют подсчет числа окончивших рост листьев (X) и еще растущих листьев. Определяют морфофазу возраста главного побега, а биологический потенциал кущения - БПК определяют по числу листьев, окончивших рост, по уравнениям в зависимости от морфофазы: в возрасте четных морфофаз - БПК ч/м=X; в возрасте нечетных морфофаз - БПК н/м=Х-1; где, БПКч/м - биологический потенциал кущения в возрасте четной морфофазы главного побега; БПКн/м - биологический потенциал кущения в возрасте нечетной морфофазы главного побега; Х - число листьев главного побега, окончивших рост; 1 - постоянное число для нечетных морфофаз главного побега. Способ позволяет оптимизировать технологию возделывания пшениц для повышения продуктивности агроценоза. 1 табл.

Способ определения биологического потенциала кущения культурных пшениц, включающий подсчет числа листьев главного побега с последующим расчетом по уравнению зависимости, отличающийся тем, что осуществляют подсчет числа окончивших рост листьев (X) и еще растущих листьев, определяют морфофазу возраста главного побега, а биологический потенциал кущения (БПК) определяют по числу листьев, окончивших рост, по уравнениям в зависимости от морфофазы:
в возрасте четных морфофаз БПК ч/м=X; в возрасте нечетных морфофаз БПК н/м=Х-1;
где БПКч/м - биологический потенциал кущения в возрасте четной морфофазы главного побега;
БПКн/м - биологический потенциал кущения в возрасте нечетной морфофазы главного побега;
Х - число листьев главного побега, окончивших рост;
1 - постоянное число для нечетных морфофаз главного побега.