Изменение индекса урожайности и увеличение активности акцепторов продуктов фотосинтеза

У большинства видов растений, зерно или плоды которых человек использует в естественных ассоциациях, конкуренция за свет и пищу усиливает способность к вегетативному развитию. В результате отношение суммарной биомассы к урожаю зерна стало в два-три раза выше. Если вегетативные части (стебли, солома) не являются основной продукцией, то это значит, что на них расход урожая больше, чем на основной продукт - зерно. Это одно из главных положений послевоенной науки, согласно которому с помощью селекции вегетативные части растений можно довести до оптимальных размеров и тем самым изменить индекс урожайности так, чтобы 50% и более суммарной биомассы пришлось на зерно. В данном направлении достигнуты небывалые успехи. Например, сегодня гибриды кукурузы имеют индекс урожайности более 40%, в то время как у сортов кукурузы он составляет лишь около 25%. Аналогична ситуация и с остальными культурами (табл. 15.8).

Индекс урожайности некоторых культур

Изменения индекса урожайности являются в основном результатом сокращения высоты стебля. При этом возрастает устойчивость к полеганию, можно выращивать посев с плотным стеблестоем и применять большее количество удобрений, что в целом дает возможность получать высокие урожаи с единицы посевной площади (рис. 15.6).

Изменение индекса урожайности пшеницы

Для повышения потенциала продуктивности недостаточно увеличивать только индекс урожайности, необходимо повысить и суммарный уровень биомассы. У карликовых сортов пшеницы индекс урожайности достигает 50% (NS-732), но при этом урожай зерна у них значительно ниже, чем у короткостебельных сортов (Libellula, Sava) с индексом меньше 50% (табл. 15.9).

Увеличение биомассы и урожая зерна пшеницы за счет селекции

Уменьшение высоты стебля, особенно у злаковых трав, достигнуто за счет сокращения длины междоузлий, в то время как число узлов осталось неизменным. Это удобно тем, что число листьев в основном осталось таким же, как и у растений с высоким стеблем. В результате фотосинтезирующая поверхность листьев сократилась лишь незначительно, за исключением генотипов с выраженной короткостебельностью или карликовостью.

Таким образом, по величине фотосинтезирующей поверхности растений и особенно по единице поверхности (индекс листовой поверхности LAI) или активности фотосинтеза между старыми высокостебельными и новыми короткостебельными сортами с низким стеблем большой разницы не существует. Значительно более заметные различия между старыми и новыми сортами наблюдаются по емкости поглощения продуктов фотосинтеза, т.е. по числу и массе зерен в колосе, соцветии или початке. Оказалось, что с уменьшением высоты стебля и фотосинтезирующей поверхности листьев усиливается перемещение продуктов фотосинтеза в генеративные органы. Это способствует лучшему питанию цветков, увеличению процента оплодотворения и завязывания семян и росту продуктивности колоса или початка (табл. 15.10). У большинства видов растений эти органы индетерминированы, т.е. развивается значительно больше цветков, чем зерен.

Сортовые различия у пшеницы в продуктивности фотосинтеза и накоплении ассимилятов

Поэтому для повышения активности акцепторов продуктов фотосинтеза, т.е. увеличения числа и массы зерен в колосе, соцветии, початке, бобе, существуют огромные возможности с точки зрения успешного ведения селекции, тем более что они играют, кроме того, значительную роль в самом процессе фотосинтеза.