Усиление физиологических процессов в листьях и формирования урожая зерна пшеницы, подвергнутой тепловому стрессу, при применении калия

Посевы пшеницы особенно чувствительны к высоким температурам в репродуктивный период и период налива зерна. Мы предположили, что калий способен повышать термоустойчивость пшеницы во время налива зерна, защищая клеточные структуры, в частности хлорофилл, от теплового повреждения. Два генотипа пшеницы — Ujala-16 (относительно устойчивый к жаре) и Anaj-17 (относительно чувствительный) — выращивали в горшках и подвергали тепловому стрессу в течение 4 и 8 дней под полиэтиленовыми укрытиями через 1 неделю после цветения. За день до начала теплового стресса все растения опрыскивали 2%-ным раствором калия в форме сульфата калия. Флаговые листья обоих генотипов отбирали через 4 и 8 дней теплового стресса. Изменения физиологических показателей листьев оценивали для количественной характеристики теплового повреждения и изучения механизма восстановления под действием калия. Урожай убирали через 125 дней после посева и определяли показатели урожайности зерна. Увеличение продолжительности теплового стресса существенно ухудшало физиологическое состояние листьев и снижало урожайность обоих изученных генотипов пшеницы. По сравнению с контролем (при оптимальной температуре) растения, подвергавшиеся тепловому стрессу в течение 4 и 8 дней, сформировали соответственно на 11 и 19% меньше зерна в расчёте на колос (в среднем по генотипам во второй год исследования). Аналогично, у растений, подвергавшихся тепловому стрессу в течение 4 и 8 дней, интенсивность фотосинтеза флагового листа была соответственно на 15 и 37% ниже, чем у контрольных растений (в среднем по генотипам во второй год исследования). Во второй год исследования 8-дневный тепловой стресс приводил к достоверно большей потере урожая зерна у Anaj-17, чем у Ujala-16. Внекорневое внесение калия достоверно восстанавливало содержание хлорофилла в листьях, Pn и Fv/Fm за счёт уменьшения повреждения клеточных мембран у растений, подвергавшихся тепловому стрессу. Это физиологическое восстановление и активация защитной системы растений под действием калия при высокой температуре способствовали сохранению роста растений и развития зерна. Например, у растений, обработанных калием, масса 1000 зёрен при 8-дневном тепловом стрессе была на 19% выше (в среднем по генотипам во второй год исследования), чем у растений, обработанных водой, в условиях соответствующего температурного режима. Полученные результаты свидетельствуют о том, что продуктивность пшеницы при терминальном тепловом стрессе можно повысить с помощью экзогенного внесения калия.