CC BY
93
УДК 635:611 - 013.11
ИЗМЕНЕНИЕ ПОСЕВНЫХ КАЧЕСТВ СЕМЯН GLYCINE MAX И GLYCINE SOJA ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ ХРАНЕНИИ В РАЗНЫХ УСЛОВИЯХ
Г.С. ВЫСКВАРКА, старший преподаватель Е.А. СЕМЕНОВА, кандидат биологических наук, доцент
О.А. СЕЛИХОВА, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент
П.В. ТИХОНЧУК, доктор сельскохозяйственных наук, профессор
Дальневосточный ГАУ E-mail: [email protected]
Резюме. Проблема сохранности хозяйственной долговечности приобретает особую актуальность при хранении семян, создании страховых и резервных фондов. Исследования проводили с целью определения оптимальных сроков хранения семян G. max. и G. soja в разных условиях. Семена хранили в течение 2007-2011 гг. в типовом складе и лаборатории. Полевые испытания проводили на опытном поле ФГБОУ ВПО Дальневосточный ГАУ. Объект исследования семена сортов Соната, Лидия, Даурия, Гармония и дикорастущей формы КА-1344. В течение первых 2 лет хранения происходит повышение посевных качеств в апреле-мае каждого года и снижение к ноябрю-декабрю. Заметное ухудшение посевных качеств отмечено после 36 мес. хранения. Первым потерял свои посевные качества сорт Гармония, затем Соната, Лидия и Даурия. Расчетная биологическая долговечности семян G. max в условиях эксперимента составляла 6...8лет, а у G. soja - 9...11 лет. КА-1344 сохраняла высокие посевные качества на протяжении 4 лет. Сила роста семян сои снижается раньше, чем лабораторная всхожесть и энергия прорастания. Наибольшее ее уменьшение отмечено у сорта Гармония, наименьшее - у сорта Даурия. У дикорастущей сои за 48 мес. хранения в условиях лаборатории она снизилась на 21 %, в типовом складе - на 19 %. Полевая всхожесть семян сои после одного года хранения в типовом складе колебалась от 86 до 97 %, двух лет - от 50 до 90 %, трех -от 39 до 68 %, четырех - от 29 до 51 %. При хранении семян сои в лаборатории ухудшение посевных качеств происходит в 1,3-2раза быстрее, чем в условиях типового склада. Для обеспечения высокой полевой всхожести следует высевать семена не старше двух лет и учитывать условия хранения семян сои. Ключевые слова: соя, семена, энергия прорастания, лабораторная всхожесть, сила роста, полевая всхожесть, хозяйственная долговечность, биологическая долговечность.
Семена, как и все живые организмы, имеют ограниченную продолжительность жизни. Различают несколько типов долголетия, связанного с сохранением жизнеспособности семян: хозяйственное, генетическое и биологическое. Хозяйственная продолжительность жизни семян определяется требованиями государственных стандартов, генетическая -генетической целостностью, а биологическая - утратой жизнеспособности [1].
Знание биологической долговечности важно при хранении семян в коллекциях, в селекционной работе и научных исследованиях.
В производственных условиях необходимо учитывать хозяйственную долговечность семян, особенно при заготовках страховых и резервных фондов.
Долговечность зависит как от вида растений, так и от условий хранения. Семена сои недолговечны, у культурной сои они сохраняют жизнеспособность в течение 4.. .5 лет, дикорастущей - 9 лет [2]. Однако возможности длительного хранения сортов сои, возделываемых в Амурской области, изучены недостаточно. Дикие виды, доноры генов онтогенетической и филогенетической адаптации, широко используются в селекции при создании новых сортов, поэтому также представляют интерес в качестве объектов хранения.
Цель наших исследования - определить оптимальные сроки хранения семян G. max. и G. soja при разных условиях хранения.
Условия, материалы и методы. Объектами исследования были семена культурной сои (G. max.) сортов Соната, Лидия, Даурия, Гармония, а также дикорастущей сои (G. soja) - форма КА-1344.
Семена хранили в течение четырех лет (20072011 гг.) в условиях типового склада (максимальная температура воздуха в летний период +35 оС, минимальная в зимний - 33 оС) и лаборатории (температура воздуха 18.22 оС, влажность воздуха 60.70 %).
Полевые испытания проводили на опытном поле ФГБОУ ВПО Дальневосточный ГАУ (Амурская обл., с. Грибское). Для выявления происходящих изменений посевных качеств семян при хранении каждые полгода отбирали среднюю пробу для анализа. Энергию прорастания и лабораторную всхожесть определяли согласно требованиям ГОСТ 12038-84 и ГОСТ 1203984; силу роста - морфофизиологическим методом по степени развития проростков при проращивании в лабораторных условиях [3]. Дисперсионный, корреляционный и регрессионный анализ проводили с применением программы Microsoft Office, Excel, 2007 по формулам, представленным Б.А. Доспеховым [4].
Результаты и обсуждение. Известно, что семена, имеющие высокую энергию прорастания, более устойчивы к неблагоприятным полевым условиям, их проростки быстрее развиваются, меньше заболевают и повреждаются вредителями, что положительно сказывается на будущем урожае [5].
Анализ энергии прорастания семян перед закладкой на хранение показал, что у культурной сои она
Таблица. Уравнения зависимости лабораторной всхожести семян сои от продолжительности хранения в лаборатории и типовом складе (х=6 мес.,
n=32)
Сорт Уравнение регрессии R2 Биологическая долговечность
месяцев 1 лет
Лидия Хранение в условиях лаборатории у = - 1,11х2 + 7,08х + 89,19 0,87 76 6,3
Соната у = - 1,19х2 + 7,19х + 88,14 0,89 73 6,1
Даурия у = - 0,96х2 + 6,16х + 89,07 0,87 80 6,7
Гармония у = - 1,19х2 + 6,17х + 83,57 0,84 68 5,7
КА-1344 у = -0,37х2 + 2,03х + 94,55 0,88 114 9,5
Лидия Хранение в условиях типового склада у = - 0,62х2 + 3,89х + 92,43 0,90 94 7,9
Соната у = - 0,91х2 + 6,36х + 87,46 0,96 83 6,9
Даурия у = - 0,61х2 + 4,13х + 90,33 0,87 96 8,0
Гармония у = - 0,79х2 + 4,29х + 86,37 0,87 81 6,7
КА-1344 у = -0,20х2+ 0,70х + 97,07 0,67 143 11,9
120 100 80 S5 60 40
12 18 24 ЗО 36
Длительность хранения, мес.
100 80 * 60 40 20 0
12 18 24 30 36 42
Длительность хранения, мес.
в)
100
80
40
20
6 12 18 24 30 36
Длительность ранения, мес.
6
100
80
60
40
20
6 12 18 24 30 36 42
Длительность ранения, мес.
Рис. 1. Изменение посевных качеств семян в течение четырех лет хранения, %: G. max -а) типовой склад, б) лаборатория; G. soja - в) типовой склад, г) лаборатория; П - энергия прорастания; П - лабораторная всхожесть; П - сила роста.
составила в среднем 91 %, у дикорастущей - 95 %
(рис. 1).
Через 6 мес. хранения в зависимости от сорта и условий хранения отмечено увеличениеэнергии прорастания на 1.4 %, а в дальнейшем - колебания величины этого показателя. Например, у всех сортов в апреле-мае каждого года исследований прослеживалось ее повышение, а к ноябрю-декабрю - значительное снижение. Такая ситуация, на наш взгляд, связана с сезонными ритмами, по-видимому, весной и летом все биохимические процессы протекают в семенах более интенсивно, то есть семя готово к следующему активному периоду. Однако такие колебания наблюдали только первые 2 года хранения.
Период с 6 по 36 мес. хранения для всех сортов отличался стабильностью, энергия прорастания семян сои оставалась высокой - в среднем 80 % (типовой склад) и 74 % (лаборатория). В течение четвертого года хранения величина этого показателя у культурной сои резко уменьшалась: в условиях типового склада - до 31.69 %, в лаборатории - до 18.55 %.
Более интенсивное снижение энергии прорастания в условиях лаборатории, очевидно, связано с тем, что в складе в зимний период семена находятся в состоянии глубокого анабиоза.
Спустя 48 мес. хранения максимальная среди изучаемых культурных сортов сои энергия прорастания зафиксирована у Даурии - 69 % (типовой склад) и 55 % (лаборатория). Наименьшая величина этого показателя отмечена у сорта Гармония (18.31 % в зависимости от условий хранения).
Семена дикорастущей формы КА-1344 на протяжении всего опыта характеризовались высокой энергией прорастания. Через 48 мес. она составила 90 % (типовой склад) и 84 % (лаборатория).
Перед закладкой на хранение лабораторная всхожесть семян всех образцов сои была равна 93.98 %.
Через 6 мес. у культурной сои, находившейся в типовом складе, величина этого показателя выросла на 2 %, в лаборатории - на 1 % (см. рис. 1).
Заметное снижение лабораторной всхожести отмечено только после 36 мес. хранения, однако и через 42 мес. все семена кроме сорта Гармония оставались кондиционными по величине этого показателя, соответствовали ГОСТ Р52325-2005 и могли быть использованы для посева.
Семена дикорастущей сои через 48 мес. хранения в лаборатории и на складе отличались высокой лабораторной всхожестью (90. 93 %). По-видимому, это связано с их твердосемян-ностью. Известно, что такое свойство имеет важное значение, поскольку удлиняет долговечность семян, способствуя сохранению всхожести более продолжительное время [5].
Согласно полученным по результатам исследований уравнениям регрессии, характеризующим изменения лабораторной всхожести исследуемых семян сои в зависимости от продолжительности хранения (см. табл.), расчетная биологическая долговечность семян культурной сои в лаборатории в условиях эксперимента составляет 68.80 мес., в типовом складе - 81.96 мес. Семенной материал сорта Даурия остается жизнеспособным и годным к прорастанию более продолжительное время, а наименьшая биологическая долговечность установлена для сорта Гармония.
Для понимания биологии семян большой интерес представляет биологическая долговечность дикой сои. Расчетная величина этого показателя для дикорастущей сои в условиях лаборатории и типового склада составляет - 114 и 143 мес. соответственно (см. табл.). Следовательно, вовлечение G. soja в селекционный процесс может обеспечить повышение долговечности посевного материала G. max.
Особое место в оценке качества семян занимает их сила роста, определяющая способность давать мощный, хорошо развитый проросток, способный сформироваться в полноценное растение. В этом вопросе наши данные согласуются с результатами исследования Б.С. Лихачева [6], снижение силы роста семян сои происходит раньше, чем лабораторной всхожести и энергии прорастания (см. рис. 1).
На начальном этапе старения все проростки выглядели сильными и крепкими, имели длинный и хорошо развитый главный корень с многочисленными боковыми корешками. В дальнейшем их внешний вид изменялся, они становились деформированными и угнетенными.
Количество наиболее развитых проростков (5 баллов) у сорта Гармония уменьшилось вдвое через
24 36
Длительность хранения, мес.
24 36
Длительность хранения, мес.
б
Рис. 2. Изменение полевой всхожести семян G. max в течение четырех лет хранения, а - типовой склад, б - лаборатория; □ - Лидия; □ - Соната; - Даурия; □ - Гармония
24 мес. хранения и у сортов Соната, Лидия и Даурия -через 36 мес., одновременно увеличивалось число слабых проростков (2 балла).
Проростки из стареющих семян не в состоянии полностью утилизировать питательные вещества, и часть их остается не использованной [7]. В полевых условиях они не смогут противостоять воздействию неблагоприятных факторов внешней среды и погибнут, не пробившись на поверхность почвы или на очень ранней фазе развития.
После четырех лет хранения наибольшее снижение силы роста отмечено у семян сорта Гармония - 27 % (типовой склад), 18 % (лаборатория), наименьшее у сорта Даурия - 58 и 35 % соответственно.
Сила роста семян дикорастущей сои через 48 мес. хранения в условиях лаборатории составила 73 %, в типовом складе - 81 %.
Полевая всхожесть в нашем опыте зависела от сроков и условий хранения семян сои: после одного года хранения в типовом складе она колебалась от 86 до 97 %, двух лет - от 50 до 90 %, трех - от 39 до 68 %, а после четырех лет хранения снизилась, по сравнению с первым годом, на 36.57 % (рис. 2).
Несмотря на то, что семена сои, находившиеся на типовом складе в течение 3 лет, соответствовали требованиям ГОСТ, их полевая всхожесть была низкой, следовательно, высевать такие семена не целесообразно.
Хранение семян сои в условиях лаборатории приводит к более быстрому снижению их полевой всхожести. В результате этого семена сорта Гармония, находившиеся в условиях лаборатории 4 года, в поле не взошли. Самой высокой величиной этого показателя независимо от условий и сроков хранения отличался сорт Даурия (см. рис. 2).
По данным корреляционного анализа выявлена сильная положительная связь полевой всхожести с энергией прорастания (r=0,84±0,16, типовой склад; r=0,82±0,17, лаборатория), лабораторной всхожестью (r=0,84±0,16, типовой склад; r=0,82±0,17, лаборатория) и особенно с силой роста (r=0,94±0,10, типовой склад; r=0,92±0,11, лаборатория).
Выводы. Расчетная биологическая долговечности семян G. max в условиях эксперимента составляет 6.8 лет. Хозяйственная долговечность исследованных сортов культурной сои не превышает трех лет, следовательно для обеспечения высокой полевой всхожести следует высевать семена не старше двух лет. В процессе хранения первыми потеряли свои посевные качества семена сорта Гармония, затем сорта Соната, Лидия и Даурия. Дикорастущая соя на протяжении четырех лет сохраняет наибольшие значения энергии прорастания, силы роста и лабораторной всхожести, ее расчетная биологическая долговечность составляет 10.11 лет. В условиях лаборатории снижение посевных качеств семян сои происходит быстрее, чем на типовом складе.
Литература.
1. Тихончук П. В. Семеноведение полевых культур. - Благовещенск: ДальГАУ, 2005. - 122 с.
2. Енкен В.Б. Соя. - М.: Сельхозгиз, 1959. - 622 с.
3. Лихачев Б.С. Морфофизиологическая оценка проростков и сила роста семян// Селекция и семеноводство. - 1977. -№ 3. - С. 67-68.
4. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. - М.: Агропромиздат, 1985. - 351 с.
5. Биология семян и семеноводство/под ред. Г. Ф. Никитенко.- М.: Колос, 1976. - 464 с.
6. Лихачев Б.С. Сила роста семян (теория, методы, значение): автореф. дис... док. с/х наук: 06.01.05. - Краснодар, 1986. -39 с.
7. Захарова Л.Г. Сила роста семян как показатель их метаболической активности// Селекция и генетика культурных растений на Кубани: сб. науч. тр. - Л.: ВИР, 1984. - Т.89. - С. 93-96.
CHANGING SOWING QUALITIES OF SEEDS OF GLYCINE MAX AND GLYCINE SOJA DURING PROLONGED STORAGE IN DIFFERENT CONDITIONS G.S. Vyskvarka, E.A. Semenova, O.A. Selihova, P.V. Tikhonchuk
Summary. The problem of preservation and economic life is of particular relevance for storage of soybean seeds, establishment of insurance and reserve funds. The purpose of research - to determine the optimal timing of seed storage G. max. and G. soja under different storage conditions. The seeds were stored for years 2007 - 2011. under typical storage and laboratories. Field trials were conducted at the experimental field VPO "Far SAU". The object of study seeds of cultivated varieties Sonata, Lydia, Daura, Harmony and wild form KA-1344. During the first two years of storage, there is an increase of sowing qualities in april-may of each year and reduced by november-december. The dramatic decline in sowing qualities observed after 36 months of storage. The first lost his crop quality grade of Harmony, then Sonata, Lydia and Daura. Estimated biological longevity of seeds G. max under the experimental conditions is six - eight, while G. soja nine - eleven years. KA-1344 for four years maintained a high quality crop. The strength of the growth of soybean seeds is reduced before the laboratory germination and vigor. The greatest reduction of growth was observed in seed varieties Harmony, the lowest grade in Daura. In wild soybeans for 48 months of storage, it decreased by 21% in the laboratory and 19% typical warehouse. Germination of soybean seeds after one year of storage stock typically ranged from 86 to 97%, two years - 50 to 90%, three - from 39 to 68%, a four - from 29 to 51%. When storing the seeds of soybean seed quality lab decline occurs in 1.3-2 times faster than in a typical warehouse. Therefore, to ensure a high field germination seeds should be sown no more than two years and take into account the storage of soybean seeds.
Key words: soybean, seeds, germination energy, germination laboratory, the power of growth, germination, the economic longevity, biological durability.
