Ключевые факторы, влияющие на всхожесть семян сорняков
9 мая 20209 мая 2020
1
Часть 2. Сроки появления сорняков зависят от сроков и скорости прорастания семян, которая зависит не только от температуры почвы, но и от потенциала влаги. Из многих факторов окружающей среды, которые регулируют поведение семян в полевых условиях, температура почвы оказывает основное влияние на спячку и всхожесть семян, влияя как на способность к прорастанию путем регулирования спячки, так и на скорость или скорость прорастания в недремлющих семенах. По меньшей мере с 1860 года было признано, что три кардинальные температуры (минимальная, оптимальная и максимальная) описывают диапазон т, в котором семена конкретного вида могут прорасти. Минимальная или базовая температура (T b) - это самая низкая T, при которой может произойти прорастание, оптимальная температура (T o) - это T, при которой прорастание происходит наиболее быстро, а максимальная или потолочная температура (T c) - самая высокая T при котором семена могут прорасти. Скорость прорастания семян также изменяется с увеличением температуры, поскольку она увеличивается в субоптимальном диапазоне и уменьшается выше оптимальной температуры. Для учета влияния температуры на ход прорастания была разработана концепция термического времени. Применение теории теплового времени к прорастанию основано на наблюдении, что для некоторых видов существует температурный диапазон, в котором скорость прорастания для определенной части популяции семян линейно связана с температурой. Базовая температура T b оценивается как x-перехват линейной регрессии скорости прорастания с температурой. После того, как семена потеряли спячку, их скорость прорастания показывает положительную линейную зависимость между базовой температурой и оптимальной температурой и отрицательную линейную зависимость между оптимальной температурой и температурой потолка. На примере летнего однолетнего Polygonum aviculare (L.), показано, что низкие зимние температуры облегчают спячку, приводя к расширению теплового диапазона, допустимого для прорастания, вследствие постепенного снижения нижней предельной температуры для прорастания популяции (T b). Напротив, высокие летние температуры усиливают спячку, что приводит к сужению теплового диапазона, допустимого для прорастания, за счет увеличения.
Скорость прорастания Миосуроидов облысения (Huds.) семена уменьшались с температурой, в то время как конечная доля проросших семян существенно не влияла. Минимальная температура, необходимая для прорастания семян, различна для различных видов сорняков. Минимальная температура, необходимая для прорастания семян, была оценена в 0°C как для зимних однолетних A. myosuroides и летний ежегодный P. Aviculare. Однако, оценка базовой температуры для Digitaria sanguinalis (L.), Setaria viridis (L.), P. Beauv, Setaria pumila (Poir.), Роем. & Schultes и Eleusine indica (L.), при 8,4, 6,1, 8,3 и 12,6°C, соответственно. Кроме того, среднее значение ТБ зафиксировано для летних однолетников Amaranthus albus (L), Amaranthus palmeri (S. Wats.), D. sanguinalis, Echinochloa crus-galli (L.) Beauv, Portulaca oleracea (L.) И Setaria glauca (L.) были на ~40% выше по сравнению с соответствующим значением, зарегистрированным для зимних однолетников Hirschfeldia incana (L.) И Sonchus oleraceus (L.). Оптимальные температурные условия, необходимые для прекращения состояния покоя, варьируют у разных видов. Например, Семена Panicum miliaceum (L.) потеряли спячку при 8°C, а семена P. aviculare были освобождены из спячки при 17°C. Две характеристики реакции прорастания, T b и скорость, влияют на поведение прорастания вида в полевых условиях. Следует разработать расширенные модели для прогнозирования воздействия окружающей среды и сельскохозяйственной практики на прорастание сорняков, появление сорняков и динамику развития сорных сообществ в долгосрочной перспективе. Это требует оценки базовой температуры для прорастания для каждого вида сорняков, которые доминируют на посевной площади, и регистрации всхожести семян в широком диапазоне температур.
Знание о прорастании семян для доминирующих видов сорняков на посевной площади имеет жизненно важное значение для прогнозирования появления всходов сорняков. Возможность прогнозирования появления всходов имеет важное значение для совершенствования решений по управлению сорняками. Однако появление сорняков является результатом двух различных процессов, т. е. прорастания и роста побегов и корней до появления всходов, которые по-разному реагируют на факторы окружающей среды и поэтому должны быть изучены и смоделированы отдельно. В умеренных регионах температура почвы, вероятно, является наиболее отчетливым и узнаваемым фактором, определяющим возникновение. Температуру почвы можно использовать в качестве предиктора появления всходов в моделях роста сельскохозяйственных культур. Температуру почвы можно также использовать для прогнозирования появления сорняков, но только в том случае, если появление может быть представлено простой непрерывной кумулятивной сигмоидальной кривой и верхние несколько сантиметров почвы остаются непрерывно влажными.
Флуктуирующие температуры относятся к параметрам, которые могут снять ограничения для прорастания семян многих видов сорняков, как только степень покоя достаточно низка. В частности, степень и количество суточных колебаний температуры почвы могут иметь решающее значение для уменьшения спячки семян нескольких видов. Например, чередующиеся температуры при 25 °C увеличивают всхожесть амаранта retroflexus (L.), амаранта spinosus(L.) и амаранта tuberculatus (L.) от 23 до 65, от 8 до 77 и от 9 до 57%, соответственно, по сравнению с неперемежающимися температурами. Колебание температуры от 2,4 до 15°C может прервать ситуацию покоя в семенах Chenopodium album (L.). Для появления D. sanguinalis необходимы были либо четыре суточных цикла с амплитудой 12°C, либо 12 суточных циклов с амплитудой 6°C. Необходимо изучить количество циклов чередующихся температур, необходимых для прекращения состояния покоя. В сорго halepense (L.) Pers, 50% увеличение циклов чередующихся температур может удвоить число семян, которые освобождаются от спячки. Кроме того, если потребность в колебаниях температур для прекращения покоя семян этого вида не удовлетворяется, то в определенной части популяции происходит потеря чувствительности к колебаниям температур. Различия между видами сорняков в отношении требований к колебаниям температур для прорастания семян указывают на необходимость дальнейшего изучения влияния колебаний температур на прорастание вредных видов сорняков в различных регионах мира и в различных почвенно-климатических условиях.
Продолжение следует...
Часть 2. Сроки появления сорняков зависят от сроков и скорости прорастания семян, которая зависит не только от температуры почвы, но и от потенциала влаги. Из многих факторов окружающей среды, которые регулируют поведение семян в полевых условиях, температура почвы оказывает основное влияние на спячку и всхожесть семян, влияя как на способность к прорастанию путем регулирования спячки, так и на скорость или скорость прорастания в недремлющих семенах. По меньшей мере с 1860 года было признано, что три кардинальные температуры (минимальная, оптимальная и максимальная) описывают диапазон т, в котором семена конкретного вида могут прорасти. Минимальная или базовая температура (T b) - это самая низкая T, при которой может произойти прорастание, оптимальная температура (T o) - это T, при которой прорастание происходит наиболее быстро, а максимальная или потолочная температура (T c) - самая высокая T при котором семена могут прорасти. Скорость прорастания семян также изменяется с увеличением температуры, поскольку она увеличивается в субоптимальном диапазоне и уменьшается выше оптимальной температуры. Для учета влияния температуры на ход прорастания была разработана концепция термического времени. Применение теории теплового времени к прорастанию основано на наблюдении, что для некоторых видов существует температурный диапазон, в котором скорость прорастания для определенной части популяции семян линейно связана с температурой. Базовая температура T b оценивается как x-перехват линейной регрессии скорости прорастания с температурой. После того, как семена потеряли спячку, их скорость прорастания показывает положительную линейную зависимость между базовой температурой и оптимальной температурой и отрицательную линейную зависимость между оптимальной температурой и температурой потолка. На примере летнего однолетнего Polygonum aviculare (L.), показано, что низкие зимние температуры облегчают спячку, приводя к расширению теплового диапазона, допустимого для прорастания, вследствие постепенного снижения нижней предельной температуры для прорастания популяции (T b). Напротив, высокие летние температуры усиливают спячку, что приводит к сужению теплового диапазона, допустимого для прорастания, за счет увеличения.
Скорость прорастания Миосуроидов облысения (Huds.) семена уменьшались с температурой, в то время как конечная доля проросших семян существенно не влияла. Минимальная температура, необходимая для прорастания семян, различна для различных видов сорняков. Минимальная температура, необходимая для прорастания семян, была оценена в 0°C как для зимних однолетних A. myosuroides и летний ежегодный P. Aviculare. Однако, оценка базовой температуры для Digitaria sanguinalis (L.), Setaria viridis (L.), P. Beauv, Setaria pumila (Poir.), Роем. & Schultes и Eleusine indica (L.), при 8,4, 6,1, 8,3 и 12,6°C, соответственно. Кроме того, среднее значение ТБ зафиксировано для летних однолетников Amaranthus albus (L), Amaranthus palmeri (S. Wats.), D. sanguinalis, Echinochloa crus-galli (L.) Beauv, Portulaca oleracea (L.) И Setaria glauca (L.) были на ~40% выше по сравнению с соответствующим значением, зарегистрированным для зимних однолетников Hirschfeldia incana (L.) И Sonchus oleraceus (L.). Оптимальные температурные условия, необходимые для прекращения состояния покоя, варьируют у разных видов. Например, Семена Panicum miliaceum (L.) потеряли спячку при 8°C, а семена P. aviculare были освобождены из спячки при 17°C. Две характеристики реакции прорастания, T b и скорость, влияют на поведение прорастания вида в полевых условиях. Следует разработать расширенные модели для прогнозирования воздействия окружающей среды и сельскохозяйственной практики на прорастание сорняков, появление сорняков и динамику развития сорных сообществ в долгосрочной перспективе. Это требует оценки базовой температуры для прорастания для каждого вида сорняков, которые доминируют на посевной площади, и регистрации всхожести семян в широком диапазоне температур.
Знание о прорастании семян для доминирующих видов сорняков на посевной площади имеет жизненно важное значение для прогнозирования появления всходов сорняков. Возможность прогнозирования появления всходов имеет важное значение для совершенствования решений по управлению сорняками. Однако появление сорняков является результатом двух различных процессов, т. е. прорастания и роста побегов и корней до появления всходов, которые по-разному реагируют на факторы окружающей среды и поэтому должны быть изучены и смоделированы отдельно. В умеренных регионах температура почвы, вероятно, является наиболее отчетливым и узнаваемым фактором, определяющим возникновение. Температуру почвы можно использовать в качестве предиктора появления всходов в моделях роста сельскохозяйственных культур. Температуру почвы можно также использовать для прогнозирования появления сорняков, но только в том случае, если появление может быть представлено простой непрерывной кумулятивной сигмоидальной кривой и верхние несколько сантиметров почвы остаются непрерывно влажными.
Флуктуирующие температуры относятся к параметрам, которые могут снять ограничения для прорастания семян многих видов сорняков, как только степень покоя достаточно низка. В частности, степень и количество суточных колебаний температуры почвы могут иметь решающее значение для уменьшения спячки семян нескольких видов. Например, чередующиеся температуры при 25 °C увеличивают всхожесть амаранта retroflexus (L.), амаранта spinosus(L.) и амаранта tuberculatus (L.) от 23 до 65, от 8 до 77 и от 9 до 57%, соответственно, по сравнению с неперемежающимися температурами. Колебание температуры от 2,4 до 15°C может прервать ситуацию покоя в семенах Chenopodium album (L.). Для появления D. sanguinalis необходимы были либо четыре суточных цикла с амплитудой 12°C, либо 12 суточных циклов с амплитудой 6°C. Необходимо изучить количество циклов чередующихся температур, необходимых для прекращения состояния покоя. В сорго halepense (L.) Pers, 50% увеличение циклов чередующихся температур может удвоить число семян, которые освобождаются от спячки. Кроме того, если потребность в колебаниях температур для прекращения покоя семян этого вида не удовлетворяется, то в определенной части популяции происходит потеря чувствительности к колебаниям температур. Различия между видами сорняков в отношении требований к колебаниям температур для прорастания семян указывают на необходимость дальнейшего изучения влияния колебаний температур на прорастание вредных видов сорняков в различных регионах мира и в различных почвенно-климатических условиях.
Продолжение следует...
