5. Взаимодействие вегетативных и репродуктивных органов в процессе формирования семян

Вегетативные органы растений играют важную роль в синтезе и накоплении запасных веществ в плодах и семенах. Установле­но, что большая часть белка в семенах (около ²/₃) синтезируется в результате реутилизации азотистых веществ вегетативных орга­нов, где они накопились к началу налива семян.

Различные органы играют неодинаковую роль в снабжении формирующегося семени азотистыми веществами. В опытах с пшеницей установлено, что из всего азота, поступающего в семе­на из вегетативных органов, на листья приходится около 50 %, на стебли — 20—30, на корни — 10—30 %, элементы соцветия дают 10—15 % (А. Н. Павлов, 1984). Вегетативные органы явля­ются также основным источником углеводов для синтеза в зер­новках крахмала. Если учесть потери на дыхание, то реальный вклад листьев в накопление в семенах углеводов составляет 110—120 % их общего количества в зерне (А. М. Соболев, 1982; А. Н. Павлов, 1984).

Значительная роль в формировании семян принадлежит аттрагирующей способности колоса, т. е. привлечению метаболи­тов из вегетативных органов для собственного формирования. Колосовые, цветковые чешуи и ости наряду с высокой фотосин­тетической деятельностью более активно используют мономер­ные вещества других органов для синтеза запасных веществ семян. У сортов с повышенной аттрагирующей способностью более высокая транспирация за счет хорошо развитых колоско­вых, цветковых чешуи и остей.

Характер передвижения веществ после скашивания растений хорошо иллюстрируется результатами исследований, проведенных во Львовском сельскохозяйственном институте с озимой пшени­цей в контролируемых условиях, создаваемых в искусственных климатических камерах с применением изотопа ³²Р (табл.).

Влияние сроков уборки и условий дозревания на формирование семян озимой пшеницы

Срок уборки	Условия дозревания растений после скашивания
	обмолот и выде­ление зароды­шей в день уборки	в снопи­ках, в валках	в снопи­ках во влажной камере	в снопи­ках в сухо­вейной камере
Масса 1000 семян, г
Конец формирования зернов­ки в длину	15,4	18,5	19,4	14,6
Молочное состояние	25,2	26.8	30,6	24,5
Тестообразное состояние	35,6	37,9	38,3	34,9
Середина восковой спелости	41,9	41,4	43.0	41,1
Твердая спелость	41,7	40,9	42,0	41,9
Масса 1000 зародышей, г
Конец формирования зернов­ки в длину	0,500	0,760	0,863	0,650
Молочное состояние	0,720	0,946	1,080	0,897
Тестообразное состояние	1,154	1,122	1,313	1,215
Середина восковой спелости	1,301	1,282	1,438	1,289
Твердая спелость	1,318	-	-	-

При дозревании скошенных растений во влажной камере (температура 17 "С, относительная влажность воздуха 90 %) веге­тативная масса подсыхала медленно, что способствовало более длительному оттоку пластических веществ из стебля и листьев в зерно. Масса 1000 семян в таких условиях была самой высокой при всех сроках уборки. При дозревании в суховейной камере (температура 32 °С, влажность 46—50 %) масса 1000 семян не увеличивалась, а даже снижалась по сравнению с контролем

(обмолот в день уборки).

Это объясняется тем, что разница в скорости высыхания семян при суховее и во влажной камере была незначительной, в то время как стебли при суховее высыхали очень быстро. В этом случае отток веществ из стеблей быстро прекращался, а зерно. будучи достаточно влажным, теряло сухое вещество на дыхание. В' поле в валке передвижение веществ из соломы в зерно опреде­ляется естественными условиями: атмосферными осадками, тем­пературой воздуха и наличием ветра. Более низкая температура. смена дня на более прохладную ночь и периодическое увлажне­ние соломы дождями и росами способствуют оттоку пластичес­ких веществ из вегетативных органов в зерно.

Поступление веществ в зерновку продолжается вплоть до середины восковой спелости (влажность 30—27 %). Следовательно, это время необходимо отнести к оптимальному сроку начала раздельной уборки колосовых культур. Более ранняя уборка при­водит к недобору урожая. Завершать скашивание в валки необ­ходимо в конце восковой спелости при влажности зерна 23—22 %.

В накоплении веществ зародышем отмечаются такие же зако­номерности, как и при формировании зерновки в целом, причем увеличение массы зародышей имело место также и при дозрева­нии растений при суховее, что указывает на активное использо­вание ими запасных веществ эндосперма. Этому способствуют более высокая влажность эмбриональных тканей (75—40 % при разных сроках уборки) по сравнению с эндоспермом (59—35 % в те же сроки уборки).

Если накопление веществ в зародыше продолжается до конца восковой спелости зерна, то количество клеток в нем уже после тестообразного состояния не изменяется. В зависимости от условий дозревания масса зародышей варьировала в значитель­ных пределах, однако число клеток в них также практически не изменялось.

Соотношение вегетативной массы и массы семян растения в значительной степени определяет их белковость. Как правило, у высокобелковых сортов пшеницы на единицу массы семян при­ходится больше вегетативной части. А. Н. Павлов (1984) сообща­ет, что основным фактором, определяющим уровень накопления белка в семенах, является количество азота в растении, приходящееся на единицу массы зерна, называемое показателем обеспе­ченности зерна азотом.

Между соотношением развития корневой системы и надзем­ной массы существует тесная взаимосвязь. Н. М. Макрушин (1985) установил, что при увеличении площади питания число корешков на одно растение возрастает. Однако при этом значи­тельно усиливается кущение растений, образуется подгон с не­полноценными зерновками, что приводит к снижению массы 1000 семян и ухудшению их биологических свойств. Причина заключается в том, что при увеличении общего количества ко­решков, приходящегося в целом на растение, их число в пере­счете на отдельные стебли и семена уменьшается, что обусловли­вает снижение обеспеченности последних влагой и элементами питания. Поэтому лучшие семена получают при оптимальных площадях питания растений.