ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ  И МЕТАЛЛОУСТОЙЧИВОСТИ  ГЕНОТИПОВ  ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ  В ТЕХНОГЕННОМ АГРОЦЕНОЗЕ.

Р.А. Алыбаева1, С.С.Кенжебаева2, С.Д. Атабаева3
1 КазНУ им.аль-Фараби, Алматы, raya_aa@mail.ru
2 КазНУ им.аль-Фараби, Алматы, kenzhebaevas@mail.ru 
3 КазНУ им.аль-Фараби, Алматы, Saule.Atabayeva@kaznu.kz
Быстрая индустриализация, происходящая в последние десятилетия, сопровождается  негативными воздействиями на окружающую среду. Загрязнение окружающей среды и ухудшение качества жизни человека требуют развития и широкого использования способов регулирования окружающей среды. Одной из составляющих экологически чистых технологий является использование и создание техногенно-устойчивых сортов  сельскохозяйственных культур, характеризующихся минимальным накоплением загрязнителей. Богатый ресурсно-сырьевой потенциал Казахстана явился основой для развития мощной индустрии. Однако именно промышленные центры являются районами наибольшего загрязнения различных сред тяжелыми металлами, поэтому проблема  использования экологически чистых технологий на загрязненных площадях актуальна для Казахстана
Растения, выращиваемые на загрязненных почвах, проявляют значительные межвидовые различия в ответных реакциях на загрязнение. Существенные различия по устойчивости к действию почвенных загрязнителей наблюдались также между отдельными сортами различных видов сельскохозяйственных растений [Молчан И.М.,1996]. Исследованиями других авторов показана значительная вариабельность устойчивости Triticum к тяжелым металлам  на видовом и сортовом  уровнях. На основании материала, полученного при скрининге генофонда пшеницы и использовании генетических моделей, авторы развивают представления о возможности управления признаками эдафической устойчивости селекционным методом  [Гамзикова О.И.,  1996]. На первой стадии этого процесса необходимо изучение  генофонда культурных и дикорастущих растений, выделение устойчивых форм растений и доноров, накапливающих минимальное количество экотоксикантов в товарной части урожая [Молчан И.М.,19961]. 
Объекты и методы исследования. Объектом исследования явилась  пшеница, которая широко возделывается в Казахстане. Исследовались различные генотипы озимой пшеницы, районированные в регионе Восточного-Казахстана. Растения выращивались на научно-испытательном участке, в пригородной зоне г.Усть-Каменогорска Восточно-Казахстанской области, в условиях естественного загрязнения почвы  кадмием, медью, свинцом и цинком,  которые являются приоритетными загрязнителями почвы Восточно-Казахстанского региона [Алыбаева Р.А., 2007].
Содержание кадмия в почве и в органах  растений определяли методом атомной абсорбции  на приборе  AAnalyst 300 фирмы  “Perkin Elmer”. Проведение опытов и определение физиологических показателей проводилось  по методике полевого опыта.
Результаты исследования и их обсуждение. Исследование содержания  кадмия в почве прикорневой зоны различных генотипов озимой пшеницы показали  превышение концентрации этого металла  по отношению к ПДК. 
Исследование накопления исследуемого тяжелого металла  в органах озимой пшеницы показало, что кадмий накапливается преимущественно в корнях и листьях, присутствует также в стеблях и семенах.  
Исследование содержания кадмия в семенах   генотипов озимой пшеницы представляется наиболее важным, так как зерно пшеницы используется в пищевой промышленности. Результаты показали, что наибольшее накопление кадмия наблюдается в семенах растений сорта 116/271, среднее – сортов Булава и  Сибинка, меньшее – сорта Комсомольская-56, наименьшее – сорта Минг-2 (рисунок1).  

Рисунок 1- Содержание кадмия  и свинца в семенах различных генотипов озимой пшеницы 

Содержание кадмия превышает ПДК для зерна почти во всех вариантах опыта,  только такой  генотип, как Минг-2 содержит кадмия меньше  уровня ПДК, а генотип Комсомольская-56 - на уровне ПДК.  Наибольшее количество кадмия, значительно превышающее ПДК,  накапливают    семена генотипа 116/271,  меньшее, но также значительно превышающее ПДК – Булава и Сибинка.
Исследования фенологических показателей показали, что по количеству взошедших  растений наилучшие показатели у сортов 116/271 и Булава, средние - у сорта Минг 2,  наименьшие - у сортов - Сибинка и Комсомольская 56.  Количество растений перед зимовкой наибольшее  у  сортов - 116/271 и Минг 2,  среднее  - у сортов Булава и Комсомольская 56, наименьшее - у сорта Сибинка. Количество растений  вначале вегетации наибольшее у генотипов Минг 2 и 116/271. Количество растений перед уборкой наибольшее у сортов Минг 2 и 116/271, среднее - у сорта Булава и наименьшее- у сортов Сибинка и Комсомольская 56.  Это свидетельствует о том, что наиболее устойчивыми к неблагоприятным условиям среды перезимовки и летней вегетации оказались сорта 116/271 и Минг 2,  процент  сохранившихся растений наибольший у  этих сортов.
Исследование урожайности растений  с делянки  показало, что среди изучаемых генотипов наибольшую урожайность показывает сорт озимой пшеницы 116/271, несколько меньшую сорта – Минг 2, меньшую сорт - Булава и наименьшую сорта  Комсомольская 56 и  Сибинка (рисунок 2). 
Исследование накопления сухой биомассы  растений в фазу начала весенней вегетации показало, что среди изучаемых генотипов наибольшую  биомассу накапливают сорта озимой пшеницы 116/271 и Минг 2, меньшую сорт - Булава и наименьшую сорта  Комсомольская 56 и  Сибинка.
Проведенные исследования вегетативных показателей и урожайности выявили,  что  сорта Минг-2 и 116/271, отличаются более быстрым вхождением в фазу кущения, большим накоплением сухого вещества, большей урожайностью, лучше  проходят перезимовку и лучше сохраняются в неблагоприятных условиях летней вегетации, по сравнению с  другими генотипами. 

Рисунок 2 - Урожай с делянки различных генотипов озимой пшеницы при их (выращивании в естественных условиях загрязнения среды (гр/м2)

Таким образом, исследования показали, что урожайность озимой пшеницы связана  их способностью быстро накапливать органическое вещество,   быстрее входить в фазу кущения, успешно перезимовывать,  сохраняться во время летней вегетации. 
Сорта озимой пшеницы Минг-2 и Комсомольская 56  можно рекомендовать для их дальнейшего использования в селекции на металлоустойчивость.  Сорт озимой пшеницы Минг-2 является пластичным сортом - мало накапливает  кадмий, имеет хорошие показатели развития, перезимовки, урожайности, его можно рекомендовать для выращивания на загрязненных почвах. Пластичные (адаптивные) сорта  со стабильной урожайностью, метаболизмом, качеством продукции, генетическим системами, а также повышенной избирательностью корневых систем, отзывчивостью на удобрения и более эффективным использованием минеральных удобрений будут отличаться минимальным накоплением загрязнителей в товарной части урожая [Щербаков Е.М., 1981].   Так как большинство из этих параметров характерно для сорта Минг-2, его можно отнести к пластичным, адаптивным сортам. 

Литература
Алыбаева Р.А. Оценка экологического состояния почв города Усть-Каменогорска // Вестник КазНУ. Серия экологическая. -2007. -№ 2 (21). -С.40-44.
Гамзикова О.И. Генетический потенциал пшеницы по устойчивости к тяжелым металлам // Наука агропром. Комплексу Сибири: Матер. общ. собр. и науч. сесс. СО РАСХН, Абакан, 1-3 авг. 1996. – Новосибирск. -1996. -С. 32-34.
Щербаков Е.М. Эволюционно-генетическая теория биологических систем: гомеостаз, значение для развития теории селекции //Вест. с.-х. науки. -1981.  -№3.  -С.56-67.
Молчан И.М. Селекционно-генетические аспекты снижения содержания экотоксикантов в растениеводческой продукции // Сельскохозяйственная биология. -1996. -№  1. -С.55-66.