Статья: Повышение урожайности яровой пшеницы за счет использования семян с низким уровнем травмирования

ПОВЫШЕНИЕ УРОЖАЙНОСТИ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ ЗА СЧЕТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СЕМЯН С НИЗКИМ УРОВНЕМ ТРАВМИРОВАНИЯ

А.И. Ряднов, Ю.Н. Арылов

Аннотация

Актуальность. Одним из важнейших показателей, влияющих не только на урожайность зерновой культуры, но и расход семян, является качество семян. В стране перерасход семян зерновых культур из-за низкого их качества составляет более 5 млн т. При этом до 30 % посевных площадей в России засеваются некондиционными семенами. В научных работах ученых достаточно полно дана оценка влияния различных типов травм семян озимых зерновых культур на их урожайность. Научных работ в данном направлении исследований, касающихся яровых зерновых культур, в частности яровой пшеницы, практически нет. Цель работы - определить влияние различных типов травм семян яровой мягкой пшеницы на ее урожайность. Материалы и методы. Исследования проводились в северо-западном регионе Волгоградской области в течение 2019-2021 годов. Объект исследования - яровая мягкая пшеница Камышинская 3, убранная вручную с участков, засеянных посевным материалом с разной долей семян с макрои микротравмами, без травм, а также фактическим. Каждый участок был разделен на 9 делянок: первая делянка засевалась семенами без травм, вторая, третья и четвертая - семенами, из которых доля микротравмированных составляла соответственно 30 %, 60 % и 90 %, пятая, шестая, седьмая и восьмая делянки засевались семенами с макротравмами, доля которых составляла соответственно 15 %, 30 %, 45 % и 60 %, девятая делянка засевалась посевным материалом, используемым в хозяйстве, который назван фактическим. Из фактического посевного материала отбирались семена макротравмированные - семена с выбитым зародышем или с отколотым эндоспермом по объему более 30 % и микротравмированные - семена с трещинами в эндосперме. Для отбора травмированных семян с травмами зародыша и эндосперма использовался метод, основанный на окрашивании семян анилиновым красителем. Перед высевом фактического посевного материала определялась доля семян с макрои микротравмами. Норма высева семян во всех случаях составляла 3,8 млн шт./га. Использовались семена первой репродукции. Предшественник - озимая пшеница после пара. Площадь каждого опытного участка равнялась 27 м². Повторность экспериментов - трехкратная. Результаты и обсуждение. Определен уровень травмирования фактического посевного материала: в нем содержалось 13,64 % макротравмированных, 54,43 % микротравмированных и 31,93 % семян без травм. Установлено, что семена с макротравмами зародыша имеют самую низкую лабораторную всхожесть (7,5 %), семена без травм имеют достаточно высокую лабораторную всхожесть (99,75 %). По результатам экспериментальных исследований получены математические зависимости урожайности яровой пшеницы от доли в посевном материале семян с макрои микротравмами. Установлено, что растения на участках, засеянных семенами без травм, имеют к моменту колошения максимальную массу, продолжительность колошения яровой пшеницы составила в среднем за годы исследований 11 дней на участках, засеянных семенами без травм, а при использовании посевного материала с 30 % макротравмированных семян продолжительность этого периода была больше на 3 дня; продолжительность молочного состояния на участках, засеянных семенами без травм, на 2 дня меньше, чем в случае использования посевного материала с 30 % семян макротравмированных; продолжительность генеративного периода развития яровой пшеницы может быть сокращена путем использования семян без травм или с минимальной долей макротравмированных. Заключение. Установлено, что 1 % макротравмированных и микротравмированных семян в посевном материале снижает урожайность яровой пшеницы Камышинская 3 соответственно на 0,02-0,03 т/га и 0,007-0,008 т/га. Чем больше семян без травм имеется в фактическом посевном материале, тем качество зерна, используемого в будущем как семенное, будет выше. Это является одним из кардинальных путей повышения эффективности производства зерна.

Ключевые слова: урожайность яровой пшеницы, макротравмы семян, микротравмы семян, лабораторная всхожесть семян.

Введение

Эффективность зернопроизводства в сельскохозяйственных предприятиях зависит не только от валового сбора зерна, который определяется урожайностью и посевными площадями зерновых культур, но и от качества зерна, затрат труда и средств на выполнение технологических операций по возделыванию и уборке зерновых культур и ряда других показателей. Один из таких показателей - качество семян. От качества семян зависит не только урожайность зерновой культуры, но и их расход. В работе [4] отмечено, что в стране перерасход семян зерновых культур из-за низкого их качества составляет более 5 млн т. При этом до 30 % посевных площадей в России засеваются некондиционными семенами [2].

Исследования автора настоящей работы [5, 6], а также известных ученых И. Г. Строны, А. П., Тарасенко, В. И. Оробинского, Э. В. Жалнина и других [8, 9, 11, 12] показали, что важнейшим фактором качества семян, влияющим на урожайность зерновых культур, является степень их травмирования и виды травм.

Авторы работы [10], используя рентгенографический метод, исследовали внутреннюю структуру зерновок овса, ячменя и пшеницы, на основе чего дали подробную классификацию повреждений семян исследуемых зерновых культур. Выделены следующие виды повреждения семян: вмятины в области зародыша и эндосперма, сколы и выбоины в эндосперме, внутренние трещины, повреждения зародыша. Повреждения зародыша приводили к снижению полевой всхожести на 87,0...88,75 % [10].

Обзор научных работ по оценке влияния травмирования семян зерновых культур на их урожайность показал, что в опубликованных работах даны результаты таких исследований, в основном, по озимым культурам, а по яровым культурам, в частности, яровой пшеницы, практически отсутствуют.

В настоящее время в хозяйствах Волгоградской области применяются сорта яровой мягкой пшеницы, адаптированные к засушливым условиям региона, такие какк Фаворит, Фурор, Тулайковская Золотистая, Зинаида и Камышинская 3 [1]. Одним из наиболее распространенных сортов яровой мягкой пшеницы в хозяйствах Волгоградской области является сорт Камышинская 3 [3, 7]. Этот сорт яровой пшеницы распространен также в других регионах России и в зарубежных странах [13].

На основе анализа научно-исследовательских работ определена цель настоящей работы - определить степень влияния различных типов травм семян яровой мягкой пшеницы на ее урожайность.

Материалы и методы

Исследования проводились в течение трех лет (2019-2021 гг.) в ИП Березина Ю.И., поля которого находятся в Михайловском районе Волгоградской области. Почва участков - южный чернозем с содержанием гумуса 4,31-4,67 % в слое от 0 до 0,3 м. Сумма осадков в весенне-летний период вегетации яровой пшеницы в 2019 г. составила 131,2 мм, 2020 году - 149,6 мм и 2021 г. - 160,3 мм. Объект исследования - яровая мягкая пшеница Камышинская 3, убранная вручную с участков, засеянных посевным материалом с разной долей семян с макрои микротравмами, без травм, а также фактическим. Каждый участок был разделен на 9 делянок: первая делянка засевалась семенами без травм, вторая, третья и четвертая - семенами, из которых доля микротравмированных составляла соответственно 30 %, 60 % и 90 %, пятая, шестая, седьмая и восьмая делянки засевались семенами с макротравмами, доля которых составляла соответственно 15 %, 30 %, 45 % и 60 %, девятая делянка засевалась посевным материалом, используемым в хозяйстве, который назван фактическим. Из фактического посевного материала отбирались семена макротравмированные - семена с выбитым зародышем или с отколотым эндоспермом по объему более 30 % и микротравмированные - семена с трещинами в эндосперме. Для отбора травмированных семян с травмами зародыша и эндосперма использовался метод, основанный на окрашивании семян анилиновым красителем. Продолжительность окрашивания - одна минута. Использовался раствор 1 % концентрации зеленого цвета. После окрашивания семена промывались в воде, просушивались и рассматривались с помощью лупы с семикратным увеличением. Перед высевом фактического посевного материала определялась доля семян с макрои микротравмами. Норма высева семян во всех случаях составляла 3,8 млн шт./га. Использовались семена первой репродукции. Предшественник - озимая пшеница после пара. Площадь каждого опытного участка равнялась 27 м². Повторность экспериментов - трехкратная.

Результаты и обсуждение

Перед посевом на экспериментальные участки определялся уровень травмирования фактического посевного материала. Установлено, что в нем содержалось 13,64 % макротравмированных, 54,43 % микротравмированных семян и всего 31,93 % семян не имели травм.

Перед посевом определялась также лабораторная всхожесть семян с макрои микротравмами зародыша и эндосперма, а также семян без травм и фактического посевного материала. Результаты исследований лабораторной всхожести семян представлены в таблице 1.

Таблица 1

Лабораторная всхожесть семян яровой пшеницы, %

Из данных таблицы 1 следует, что семена с макротравмами зародыша имеют самую низкую лабораторную всхожесть. Значительное влияние на всхожесть оказывают макротравмы эндосперма. Семена без травм имеют достаточно высокую лабораторную всхожесть (99,75 %).

Рисунок 1 Изменение урожайности яровой пшеницы от доли семян с микротравмами в посевном материале

семена травма пшеница урожайность

Рисунок 2 Изменение урожайности яровой пшеницы от доли семян с макротравмами в посевном материале

Экспериментальные данные показали, что 1 % макротравмированных и микротравмированных семян в посевном материале снижает урожайность яровой пшеницы Камышинская 3 соответственно на 0,02-0,03 т/га и 0,007-0,008 т/га.

На основе математической обработки графиков, представленных на рисунках 1 и 2, получены зависимости урожайности (Y) яровой пшеницы в годы исследований от доли в посевном материале семян с макротравмами (D_Mip) и микротравмами (й_миктр):

По данным уровня травмирования семян фактического посевного материала по зависимостям (1)...(3) рассчитана урожайность яровой пшеницы в годы исследований и определена разница в урожайности расчетной и действительной, полученной в хозяйстве (таблица 2).

Таблица 2

Расчетная и действительная урожайность яровой пшеницы, выращенной из фактического посевного материала

Из представленных в таблице 2 данных следует, что ошибка между расчетной и действительной урожайностями не превышает 1,5 %.

Экспериментальные исследования показали, что растения на участках, засеянных семенами без травм, имеют к моменту колошения максимальную массу, а величина урожая зерна с гектара и масса сухого вещества 100 растений ко времени колошения имеют значительную корреляцию.

Определено, что продолжительность колошения яровой пшеницы составила в среднем за годы исследований 11 дней на участках, засеянных семенами без травм, а при использовании посевного материала с 30 % макротравмированных семян продолжительность этого периода была больше на 3 дня.

Цветение яровой пшеницы наступило через 7 дней после колошения. Интенсивность цветения одного колоса на участках с посевным материалом без травм значительно выше, чем на участках, засеянных семенами с макротравмами.

Травмированность семян яровой пшеницы также оказала влияние на продолжительность молочного состояния зерна. Так, продолжительность молочного состояния на участках, засеянных семенами без травм, на 2 дня меньше, чем в случае использования посевного материала с 30 % семян макротравмированных.

Таким образом, продолжительность генеративного периода развития яровой пшеницы может быть сокращена путем использования семян без травм или с минимальной долей макротравмированных.

Пусть сумма эффективных температур, необходимая для развития растений на участках, засеянных семенами с травмами, равна Т_эф._т, а на участках, где использовались семена без травм, - Т_эф._о. Поскольку генеративный период растений из семян без травм меньше, чем из семян с травмами, то Тэф.т > Тэф.о.

В фактическом посевном материале имеются семена как без травм, так и с травмами различных видов. Тогда:

Тэф.т > Тэф.ф > Тэф.о., (4)

где Тэф.ф - сумма эффективных температур для растений, выросших из фактического посевного материала.

В связи с тем что уборка зерновых культур начинается в период, когда большая доля растений достигнет определенного состояния, то на участках, засеянных фактическим посевным материалом, растения, выросшие из семян без травм, получают сумму эффективных температур большую, чем требуется. Отметим, что с увеличением суммы эффективных температур в период формирования, налива и созревания зерна качество семян улучшается.

Выводы

Установлено, что 1 % макрои микротравмированных семян в посевном материале снижает урожайность яровой пшеницы Камышинская 3 соответственно на 0,020,03 т/га и 0,007-0,008 т/га. Чем больше семян без травм имеется в фактическом посевном материале, тем качество зерна, используемого в будущем как семенное, будет выше. Это является одним из кардинальных путей повышения эффективности производства зерна.