Photoperiodic regulation of ontogenesis in different Miscanthus species (Miscanthus spp.) | Особенности фотопериодической регуляции онтогенеза у различных видов мискантуса (Miscanthus spp.)

English. Photoperiodic control of growth and development of Miscanthus – a promising crop for biofuel production – was studied in the field and controlled environment. Miscanthus sinensis, M. sacchariflorus and 2 their hybrids (spontaneous M. x giganteus and purposefully created M. x hybrid) were object of the experiment done in the Moscow region in 2013-2016. In controlled conditions the plants were grown in photoperiods of 10, 18 or 24 h. It was found that Miscanthus species belong to the short-day plant group with quantitative photoperiodic response. The photoperiodic induction duration was shorter in M. sinensis and M. x hybrid plants. This promoted transition to flowering in the growing period in Moscow region. In M. sacchariflorus, flowering was not noted in any of the experimental variants; that is why the photoperiodic sensitivity in this species required specification of the parameters (juvenile and induction phases length). Growing in 18 h photoperiod led to increase in shooting in comparison with 10 h photoperiod. Continuous lighting (24 h photoperiod) was unfavorable for plant growth and development. Early initiation of flowering resulted in the decrease of potential productivity. Therefore, delayed flowering or its complete absence in the northern sites appear to be favorable for miscanthus promotion and increase its biomass production (in some years – up to 17 t of dry biomass from a hectare). In particular, M. x giganteus plants' absence of flowering in Moscow region resulted in higher biomass production in comparison with the flowering species.

Russian. В условиях вегетационного и полевого опыта изучены особенности фотопериодической регуляции онтогенеза у различных видов растений мискантуса, перспективной культуры для производства биотоплива. Объектом опыта, проведенного в Московской обл. в 2013-2016 гг., были Miscanthus sinensis, M. sacchariflorus и 2 гибрида между ними: спонтанный (M. x giganteus) и целенаправленно созданный (M. x hybrid). В контролируемых условиях растения выращивали на фотопериодах 10, 18 или 24 ч. Установлено, что изученные представители р. Miscanthus относятся к короткодневным растениям с количественной фотопериодической реакцией. У растений M. sinensis и M. x hybrid компетенция к фотопериодической индукции появляется раньше, чем у остальных исследованных генотипов. Это благоприятствует переходу к цветению в течение периода вегетации на широте Москвы. У растений M. sacchariflorus ни в одном из вариантов опыта цветения не наблюдали, поэтому параметры, определяющие фотопериодическую чувствительность данного вида, нуждаются в уточнении (продолжительность ювенильного и индуктивного периодов). Выращивание на фотопериоде 18 ч приводит к усилению образования новых побегов по сравнению с фотопериодом 10 ч. Непрерывное освещение (фотопериод 24 ч) оказывало угнетающее действие на процессы роста и развития. Ранний переход к генеративному развитию приводит к снижению потенциальной продуктивности, поэтому при продвижении короткодневной культуры мискантуса в более северные регионы возможно увеличение урожайности биомассы культуры (в отдельные годы – до 17 т сухой биомассы с га) за счёт либо более позднего наступления цветения, либо его полного отсутствия. В частности, у растений M. x giganteus отсутствие перехода к генеративному развитию на широте средней полосы России благоприятствует накоплению большей биомассы по сравнению с растениями видов, переходящих к цветению.