УДК 635.132:631.524
М.Е. Юрковская, В.И. Леунов
Представлены экспериментальные данные изучения влияния работы насекомых-опылителей на структуру семени стерильной линии и сорта моркови столовой. Выявлены параметры и качество семян в зависимости от вида опылителя. Наиболее качественно растения опыляют пчелы. Мух в качестве опылителей целесообразно применять в одиночных и групповых изоляторах, шмелей — в теплицах (предпочтительнее) и в групповых изоляторах.
Ключевые слова: морковь столовая, мухи, шмели, пчелы, длина семени, длина зародыша, беззародышевость.
Всхожесть семян — выраженная в процентах способность семян давать за установленный срок нормальные проростки при определенных условиях проращивания [3].
Неодновременность образования на растении плодов — один из важных факторов, обусловливающих разнокачественность семян. Такие семена отличаются друг от друга по массе, размеру, химическому составу и всхожести. Это связано как с неодинаковым действием на формирующиеся семена условий внешней среды, так и с разным обеспечением их жизненно необходимыми веществами в процессе онтогенеза [2].
Морковь — перекрестноопыляющееся энтомофильное растение. Опыление происходит при помощи насекомых — пчел, мух, жуков, шмелей и др., которые посещают цветки моркови. Эффективность процесса опыления обеспечивает репродуктивный успех растения. Для этого необходимо обеспечить обязательное посещение цветка опылителем [4].
Цель наших исследований — определение посевных качеств и параметров семян (длина семени, длина зародыша, беззародышевость) моркови в зависимости от вида переносчика пыльцы.
Материалом для исследования служили сорт и линия моркови столовой (Daucus carota L.), сорт — Амстердамская (опылитель), стерильная линия 1585 П.
Объектом исследования были семена моркови, а также насекомые-опылители: синяя мясная муха (Calliphora vicina Robineau-Desvoidy), медоносная пчела (Apis mellifera L.) и шмель земляной (Bombus terrestris L.). В опыте использовали групповые изоляторы. В одном находились в качестве опылителей мухи (500 особей), в другом — шмели (50 особей), пчелы (6 тыс. особей) — в теплице. Отмечали условия внешней среды: температуру и влажность воздуха.
Результаты. Анализ результатов проводили по показателям посевных качеств семян и их параметрам в зависимости от вида переносчика пыльцы.
Данные по энергии прорастания и всхожести семян у сорта Амстердамская и линии 1585 П анализировали у 10 модельных растений в среднем за три года исследований (2010–2012).
В варианте опыления пчелами у линии 1585 П энергия прорастания стабильно составляла от 81% до 85%, всхожесть варьировала от 89% до 97%. У сорта Амстердамская отмечалась высокая всхожесть от 91% до 94%, и, как видно, данный показатель менее изменчив.
Всхожесть в варианте опыления шмелями у линии 1585 П составляла от 75% до 86%, а у сорта Амстердамская — от 88% до 97%. Показатель энергии прорастания в этом варианте был самым низким в опыте.
Энергия прорастания в варианте использования мух у линии 1585 П колебалась от 66% до 94%, а всхожесть — от 77% до 95%. Энергия прорастания у семян сорта Амстердамская составила 75% — 83%, а всхожесть была от 81% до 87%, что гораздо меньше, по сравнению с двумя предыдущими вариантами на этом сорте.
В варианте опыления растений шмелями и мухами показатели уступали варианту опыления пчелами. Пределы значений их не только сильно изменялись, но и были гораздо ниже. Это говорит о том, что пчелы опыляют растения моркови лучше, чем шмели и тем более мухи.
Условия внешней среды (температура и влажность воздуха) в большой степени влияют на качество работы насекомых. Отклонение от оптимальной температуры и влажности ведет к снижению активности насекомых, а, следовательно, и опыления, что не может не повлиять на развитие семян и их качество. В наших исследованиях температура воздуха, при которой работали опылители, в среднем за три года (июль — время цветения) составила 32,5 ºС.
Линейные параметры семян, по нашему мнению, также могут служить индикатором качества работы переносчиков пыльцы. Беззародышевость (рис. 3) показывает отсутствие зародыша в семени и, соответственно, также может говорить о качестве опыления. У линии 1585 П и сорта Амстердамская в варианте опыления шмелями беззародышевость была выше, чем в вариантах опыления мухами и пчелами. Для линии 1585 П она отмечена у 16% семян, для сорта Амстердамская — у 8%. В случае опыления мухами у линии 1585 П — 8%, у сорта Амстердамская — 6%. В варианте опыления пчелами наибольшая доля семян без зародыша была у линии 1585 П — 10%, на сорте Амстердамская беззародышевых семян не было вовсе.
Использование разных переносчиков пыльцы приводит к изменению и длины семени. Так, в 2012 году наблюдалось значительное увеличение длины семени в варианте опыления шмелями на линии 1585 П — 3,8 мм, у сорта Амстердамская — 4,3 мм; в варианте опыления мухами у линии 1585 П — 4,1 мм, длина семени сорта Амстердамская — 3,7 мм. В варианте с использованием пчел в качестве опылителей длина семени увеличилась только у линии 1585 П — 3,9 мм. У сорта Амстердамская выраженных изменений по данному показателю не наблюдалось. Сравнивая по вариантам средние трехлетние данные по длине семени, можно отметить, что в варианте опыления пчелами наименьшая и практически стабильная длина отмечена на линии 1585П — 3,0 мм и на сорте Амстердамская — 2,5 мм. В варианте опыления шмелями и мухами за 2010–2012 годы наблюдалось резкое увеличение длины семени (3,5 мм и 3,6 мм), что естественно связано с опылением насекомых, а именно — с их количеством в изоляторе. Своевременное и наиболее полное опыление происходит при высокой численности шмелей и мух и положительно влияет на физиологию и качество семени.
Несмотря на увеличение длины семени, длина зародыша (рис. 1 и 2) практически не меняется. В пределах каждого вида опылителя наблюдается лишь незначительное изменение этого параметра. Например:
линия 1585 П от 1,1 мм до 1,7 мм (пчелы, шмели, мухи);
сорт Амстердамская от 1,1 до 1,9 мм (пчелы, шмели, мухи).
Естественно, что характер работы различных переносчиков пыльцы на семенниках моркови неодинаков. В результате неполноценного опыления на зонтиках остаются неопыленные цветки, а это способствует разрастанию околоплодников и увеличению массы семян и линейных параметров в этих вариантах [1]. Длина зародыша в зависимости от вида опылителя и других факторов изменялась не так заметно, как длина семени, что говорит о более высокой генетической обусловленности изменений данного показателя.
Линия 1585 П является стерильной, и наибольшая доля беззародышевости свидетельствует о том, что она менее привлекательна для опылителей по сравнению с сортом Амстердамская, цветки на растениях которого выделяют больше ароматного нектара. Как показывают наши исследования, пчелы наиболее приспособлены к питанию в условиях повышенных температур, поэтому они лучше и качественнее опыляют растения. Высокие температуры в теплице — сильнейший стресс как для насекомых, так и для растений. Уже при температуре +32 ºС и выше снижается жизнеспособность пыльцы и уменьшается количество пыльцевых зерен, производимых цветком. Высокие температуры приводят к стерильности пыльцы и абортированию семяпочки.
Для селекционной работы в одиночных и групповых изоляторах в качестве опылителей целесообразно применять мух, т. к. продолжительность их жизни в этих условиях гораздо больше, чем у шмелей и пчел. Шмелей также можно использовать в групповых изоляторах, но качество их работы при этом хуже, и семенная продуктивность растений может быть меньше, чем при их использовании в теплицах. Пчелы не способны работать в групповых изоляторах, т. к. их площадь слишком мала для их активной работы, но они эффективно работают в открытом грунте при товарном семеноводстве.
Библиографический список
1.Девятов А. Г., Леунов В. И., Клыгина Т. Э., Ховрин А. Н., Юрковская М. Е., Багров Р. А. Структура плода моркови столовой (Daucus carota, Apiaceae) в зависимости от условий выращивания и вида переносчиков пыльцы. // Карпология и репродуктивная биология высших растений. Материалы Всероссийской научной конференции с международным участием, посвященной памяти профессора А. П. Меликяна 18–19 октября 2011 года. — М., 2011 — С. 279–280.
2.Овчаров К. Е., Кизилова Е. Г. Разнокачественность семян и продуктивность растений. — М., «Колос» 1966-с.213–224
3.Прохоров И. А. Семеноводство и семеноведение овощных культур: словарь — справочник. — М.: МСХА., 1995 — с. 21.
4.Willmer Pollination and Floral Ecology. Princeton University Press, 2011–778 p.
Фото авторов
Об авторах
Юрковская Мария Евгеньевна,
аспирант отдела селекции Всероссийского НИИ овощеводства (ВНИИО)
Леунов Владимир Иванович,
доктор с. -х. наук, профессор, заведующий отделом селекции ВНИИО
E-mail: vileunov@mail.ru
Inembryonate seeds as a cause of low quality of carrot seeds
M. E. Yurkovskaya, postgraduate, All-Russian Research Institute of Vegetable Growing (ARRIGV)
V. I. Leunov, DSc, professor, head of breeding department, ARRIGV
E-mail: vileunov@mail.ru
Summary. Experimental data on effect of insect pollination on seed structure of sterile line and of the cultivar of carrot are presented in the article. Parameters and quality of seeds depending on the type of pollinator are identified. Bee is the best of all pollinators. For pollination in individual and group cages it is expedient to use flies, for pollination in greenhouses (more preferentially) and in group cages — bumblebees.
Key words: carrot, flies, bumblebees, bees, seed length, embryo length, inembryonate seeds.
