CC BY
269
УДК 633.11: 631. 52
DOI 10.18286/1816-4501-2016-4-17-23
ПОСЕВНЫЕ КАЧЕСТВА И ПОЛЕВАЯ ВСХОЖЕСТЬ СЕМЯН ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ
Захарова Надежда Николаевна, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры «Земледелие и растениеводство»
Захаров Николай Григорьевич, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры «Почвоведение, агрохимия и агроэкология» ФГБОУ ВО Ульяновская ГСХА
432017, г. Ульяновск, бульвар Новый Венец, 1; тел.: 8(8422)55-95-75; e-mail: [email protected]
Ключевые слова: посевные качества семян, полевая всхожесть, яровая мягкая пшеница, сорт, условия выращивания
В статье рассматриваются показатели посевных качеств семян яровой мягкой пшеницы, используемых при семенном контроле, и их полевая всхожесть. Изучена зависимость полевой всхожести семян от сорта, погодных условий в довсходовый период и посевных качеств семян от метеоусловий в период налива зерна яровой мягкой пшеницы
Введение
Для более полной реализации генетически обусловленного урожайного потенциала возделываемых сортов и гибридов сельскохозяйственных культур важным является обеспечение высокого качества их семян. С этой целью в соответствии с ФЗ «О семеноводстве» семена, предназначенные для посева, подлежат проверке на сортовые и посевные качества в ходе сортового и семенного контроля [1].
Урожайность любой сельскохозяйственной культуры зависит от числа растений на единице площади и их продуктивности. Первая составляющая структуры урожайности в значительной степени определяется полевой всхожестью семян. Из-реженный посев, так же как и загущенный, исключает возможность получения высоких урожаев. Основная задача семенного контроля при подготовке семян к посеву - обеспечить оптимальную с точки зрения получения высокой урожайности плотность посева возделываемой культуры.
Полевая всхожесть семян - комплексный показатель, зависящий не только от посевных качеств семян, но и от экологических, агротехнических и других факторов [2]. По-видимому, по этой причине отдельными исследователями зависимости между лабораторной всхожестью и полевой всхоже-
стью, а также между крупностью семян и полевой всхожестью не установлены [3].
Целью проведенных исследований было изучение возможности использования показателей посевных качеств семян яровой мягкой пшеницы для прогнозирования полевой всхожести в условиях лесостепи Среднего Поволжья, установление влияния сорта и складывающихся метеоусловий на показатели посевных качеств семян и их полевую всхожесть.
Объекты и методы исследований
В качестве объектов для исследований выступили 23 сорта яровой мягкой пшеницы, включенные в Государственный реестр селекционных достижений, допущенные к использованию по Средневолжскому региону, выведенные в различных научных учреждениях России и Украины [4]. Сорта изучались на делянках 4,5 м2 в 4-кратной повторности по предшественнику озимая пшеница. Показатели: лабораторная всхожесть семян, энергия прорастания - оценивались по ГОСТ 12038-84, масса 1000 семян - ГОСТ 12042-80 [5].
Для определения полевой всхожести семян проводился подсчёт числа растений в фазе всходов по каждому варианту (сорту) в 2-х повторениях опыта. Для этих целей на каждой опытной делянке по ее диагонали устанавливались по три учётные площадки (0,166 м2 каждая).
Таблица 1
Посевные качества и полевая всхожесть семян яровой пшеницы
Год Полевая всхожесть, % Лабораторная всхожесть, % Энергия прорастания, % Масса 1000 зерен, г
2010 80 91 88 37,8
2011 78 94 92 23,7
2012 75 90 78 34,6
Результаты исследований
Полевая всхожесть семян яровой мягкой пшеницы менялась по годам исследований. Наивысшее ее значение 80 % отмечено в 2010 г., наименьшее - в 2012 г. - 75 %, при среднем значении за 3 года исследований 78 %.
Как показали проведенные исследования, по данным семенного контроля не всегда можно прогнозировать полевую всхожесть (табл.1). Если судить в целом по культуре яровая мягкая пшеница, в 2012 г. низкие значения энергии прорастания (78 %) и лабораторной всхожести (90 %) соответствовали низкой полевой всхожести семян - 75 %. Высокие значения энергии прорастания (92 %) и лабораторной всхожести (94 %) в 2011 г. обеспечили полевую всхожесть среднего уровня - 78 %.
В 2010 г. 12 сортов яровой пшеницы
из 23 изучаемых имели высокие значения энергии прорастания (более 90 %), близкие к лабораторной всхожести. Из них только 6 сортов (50 %) характеризовались высокими значениями полевой всхожести (выше среднего значения по опыту - 80 %) (табл. 2).
В 2011 г. 19 сортов яровой пшеницы имели высокие значения энергии прорастания семян - более 90 %, с незначительным расхождением с лабораторной всхожестью. Среди них высокую полевую всхожесть (выше среднего значения по опыту 78 %) показали 9 сортов (также около 50 %). В 2012 г. высокие значения лабораторной всхожести и энергии прорастания отмечены у 6 сортов и только у половины из них они сочетались с высокой полевой всхожестью.
Результаты корреляционного анализа во все годы исследований, различающиеся по условиям тепло- и влагообеспеченности
50 60 65 70 75 80 85 90 95 100
Полевая всхожесть, % Рис. 1 - График корреляционной зависимости полевой и лабораторной всхожести семян яровой мягкой пшеницы, 2010-2012 гг.
Таблица 2
Зависимость полевой всхожести семян яровой пшеницы от энергии прорастания и лабораторной всхожести
Год Сорт Полевая Энергия Лабораторная всхо-
всхожесть, % прорастания, % жесть, %
Симбирка 85 94 96
Экада 66 72 96 98
Экада 70 75 98 99
Тулайковская 10 84 90 94
Тулайковская 100 91 94 98
Тулайковская золотистая 69 90 95
2010 Кинельская отрада 81 99 100
Казанская юбилейная 94 96 96
Прохоровка 74 90 95
Омская 36 85 96 100
МИС 78 96 98
Злата 71 94 94
среднее значение 80 88 91
Симбирцит 74 90 91
Симбирка 76 92 93
Маргарита 73 94 95
Экада 6 85 91 91
Экада 66 76 95 98
Экада 70 81 94 95
Тулайковская 10 91 92 95
Тулайковская 100 73 92 92
Тулайковская золотистая 54 92 96
2011 Кинельская краса 75 90 93
Кинельская отрада 61 93 95
Кинельская нива 85 96 98
Казанская юбилейная 94 96 97
Добрыня 88 91 95
Саратовская 68 90 98 98
Юго-Восточная 2 60 91 91
Нива 2 73 94 94
Омская 36 78 96 96
Злата 95 96 96
среднее значение 78 92 94
Симбирцит 93 91 93
Экада 66 66 95 96
Тулайковская 10 67 90 95
2012 Нива 2 91 91 92
Омская 36 73 91 95
Эстер 87 92 96
среднее значение 75 78 90
Таблица 3
Коэффициенты корреляции между полевой всхожестью семян яровой пшеницы и показателями семенного контроля, 2010/2011/2012 гг.
Показатель Лабораторная всхожесть, % Энергия прорастания, % Масса 1000 зерен, г
Полевая всхожесть семян, % 0,25/0,19/0,22 -0.25/0,12/0,1 -0,02/0,11/-0,23
в период вегетации яровой мягкой пшеницы, указывают на слабую положительную зависимость полевой всхожести семян от лабораторной всхожести (рис.1, табл.3) - коэффициенты корреляции (г) - 0,25 (2010 г.), 0,19 (2011 г.), 0,22 (2012 г.).
Зависимость между полевой всхожестью и энергией прорастания семян также была слабой, при этом характер связи менялся по годам исследований (табл.3). Все это свидетельствует о недостаточной информативности показателей энергии прорастания и лабораторной всхожести для целей прогнозирования полевой всхожести семян яровой мягкой пшеницы.
В среднем по опытам разных лет лабораторная всхожесть превышала полевую всхожесть семян яровой мягкой пшеницы (табл.1). Лабораторные условия проращи-
Полевая и лабораторная всхожесть се1
вания семян на фильтровальной бумаге или на песке существенно отличаются от неконтролируемых полевых условий получения всходов, при которых семена, а затем их проростки подвергаются воздействию
большого количества стрессовых факторов. \ / */ */ У отдельных сортов яровой мягкой пшеницы значения полевой всхожести были выше лабораторной всхожести семян - Саратовская 68 в 2010 г. (100 и 96 % соответственно) и 2012 г. (95 и 91% соответственно), Эстер в 2011 г. (94 и 90 % соответственно), МИС в 2012 г. (100 и 93 % соответственно) (табл.4).
Вероятно, причиной такого иногда встречающегося факта, в том числе в производственных условиях, является то обстоятельство, что микроорганизмы в почве находятся в сложном биоценозе, характеризующемся антагонистическими или симби-
Таблица 4
сортов яровой мягкой пшеницы
Сорт 2010 г. 2011 г. 2012 г.
Полевая всхожесть, %. Лабораторная всхожесть, %. Полевая всхожесть, %. Лабораторная всхожесть, %. Полевая всхожесть, %. Лабораторная всхожесть, %.
Симбирцит 82 94 74 91 93 93
Симбирка 85 96 76 93 70 82
Маргарита 78 96 73 95 87 94
Землячка 64 92 72 91 68 76
Экада 6 86 96 85 91 79 98
Экада 66 72 98 76 98 66 96
Экада 70 75 99 81 95 53 89
Тулайковская 10 84 94 91 95 67 95
Тулайковская 100 91 98 73 92 69 80
Тулайковская золотистая 69 95 54 96 66 85
Кинельская краса 81 94 75 93 75 75
Кинельская отрада 81 100 61 95 87 93
Кинельская нива 93 93 85 98 67 86
Казанская юбилейная 94 96 94 97 62 93
Добрыня 70 88 88 95 71 75
Саратовская 68 100 96 90 98 95 91
Юго-Восточная 2 64 92 60 91 60 98
Прохоровка 74 95 76 91 75 92
Нива 2 87 90 73 94 91 92
Омская 36 85 100 78 96 73 95
Эстер 79 92 94 90 87 96
МИС 78 98 80 91 100 93
Злата 71 94 95 96 73 95
среднее значение 80 91 78 94 75 90
отическими взаимоотношениями не только между собой, но и с растениями. Набухшие семена и проростки выделяют в почву белковые и азотистые вещества, минеральные соли, органические кислоты, витамины, тем самым избирательно стимулируют рост бактерий с определенными типами питания [6]. В отдельных случаях в ризосфере проростка может формироваться защитная микрофлора, которая препятствует развитию плесневых грибов и других патогенных микроорганизмов.
Исследованиями установлено, что при прочих равных условиях имеется межсортовая дифференциация яровой мягкой пшеницы по полевой всхожести семян. Так, в 2010 г. полевая всхожесть семян сортов яровой мягкой пшеницы изменялась от 64 % (Землячка, Юго-Восточная 2) до 100 % (Саратовская 68), в 2011 г. от 54 % (Тулайковская золотистая) до 95 % (Злата), в 2012 г. от 53 % (Экада 70) до 100 % (МИс) (табл. 4). Сортовые различия по полевой всхожести семян яровой пшеницы выявлены также в работе Пушкарева В.И. в Омской области [7]. Такого рода дифференциация может быть обусловлена разной способностью к накоплению в семенах запасных веществ, витаминов, макро- микроэлементов, от которых в значительной степени зависит протекание физио-лого-биохимических процессов при их прорастании [2, 8, 9].
По нашему мнению, в определенной степени лабораторная и полевая всхожесть семян сортов яровой пшеницы могут зависеть от структурно-механических свойств эндосперма. Известно, что степень твердости эндосперма пшеницы мягкой варьирует в широких пределах [10]. Различие сортов по структурно-механическим свойствам эндосперма влияет на степень травмирован-ности семян при обмолоте, очистке и других
Зависимость полевой всхожести семян спеченности в довсходовый период
технологических операциях, что впоследствии сказывается на их лабораторной и, главным образом, полевой всхожести. Кроме того, на семенном материале мягкозер-ных сортов накапливается больше патогенной микрофлоры.
Сорта яровой мягкой пшеницы Экада 6, Саратовская 68 во все годы исследований имели высокие значения полевой всхожести - выше средних значений по годам исследований (табл.4). Наоборот, низкими значениями полевой всхожести характеризовались сорта Землячка, Экада 66, Юго-Восточная 2, Тулайковская золотистая. Это позволяет сделать предположение о генетической детерминированности полевой всхожести семян яровой мягкой пшеницы.
Прорастание семян - сложный биологический процесс, в определенной степени зависящий от погодных условий в довсходовый период [2, 3].
В 2010 г. условия тепло- и влагообеспе-ченности в предпосевной и послепосевной периоды сложились благоприятно для исследуемой культуры. Так, среднее значение температуры воздуха за период 10 дней до посева и 10 дней после него составила 14о С (табл. 5). За этот же отрезок времени выпало 19,7 мм осадков. Полевая всхожесть была отмечена наивысшая среди других исследований - 80 %. В 2012 г. зафиксировано наименьшее значение полевой всхожести (75 %) - температура за аналогичный период примерно такая же, как и в 2010 г. (13,6 оС), но осадков выпало в более чем 3 раза меньше - 6,2 мм. Дефицит влаги повлиял на активность ферментов прорастания семян и, как следствие, на величину полевой всхожести яровой мягкой пшеницы.
В 2011 г. полевая всхожесть семян яровой мягкой пшеницы установлена среднего уровня - 78 %. В анализируемый довсходо-
Таблица 5
яровой пшеницы от условий тепло- и влагообе-
Показатель Год
2010 г. 2011 г. 2012 г.
Полевая всхожесть, % 80 78 75
Температура, оС 14,0 10,8 13,6
Сумма осадков, мм 19,7 46,9 6,2
Таблица 6
Зависимость посевных качеств и полевой всхожести семян яровой пшеницы от условий тепло- и влагообеспеченности в период налива зерна
Показатель Год
2010 г. 2011 г.
Дата колошения 15 VI 25VI
Дата созревания ^П 9VШ
Период налива зерна, дни 34 46
Температура, оС 23,9 22,2
Осадки, мм 22,0 56,3
Показатели 2011 г. 2012 г.
Полевая всхожесть, % 78 75
Лабораторная всхожесть, % 94 90
Энергия прорастания, % 92 78
Масса 1000 зерен, г 23,7 34,6
вый период было влажно - осадков выпало 46,9 мм, что на 27,2 мм и 40,7 мм больше, чем в 2010 и 2012 гг., соответственно. Температура воздуха в 2011 г. (10,8 оС) близка к оптимальной для появления всходов пшеницы [11]. Благоприятный температурный режим в довсходовый период яровой мягкой пшеницы сочетался с избыточным увлажнением, которое тормозит ростовые процессы в связи с усилением анаэробных процессов [2].
Эти данные позволяют заключить, что для обеспечения высокой полевой всхожести семян яровой пшеницы сочетание тепла и влаги должно быть оптимальным.
Качество посевного материала зависит также от условий в период формирования семян на материнском растении - с момента оплодотворения и первых клеточных делений образовавшейся зиготы до созревания [12, 13].
В экстремально жаркое и сухое лето 2010 г. период налива зерна яровой мягкой пшеницы был коротким - 34 дня, в сравнении с более влажным 2011 г. - 46 дней (табл. 6). Дефицит влаги в 2010 г. и высокая температура положительно сказались на качестве посевного материала в 2011 г. - лабораторная всхожесть составила 94 %, энергия прорастания - 92 %, полевая всхожесть семян - 78 %, что выше соответствующих показателей 2012 г.
Более высокие посевные качества и полевая всхожесть семян, выращенных в условиях повышенных температур, установлена многими исследователями [3, 14]. Счита-
ется, что в этом случае улучшается передвижение из вегетативных органов в семена прежде всего фосфора, витаминов группы В, стимулирующих их прорастание.
Масса 1000 зерен является одним из показателей крупности семян и используется для установления весовой нормы высева той или иной культуры. Крупные семена в отдельных случаях имеют высокие значения лабораторной и полевой всхожести [3, 8]. В наших исследованиях крупное посевное зерно в 2010 г. (масса 1000 зерен 37,8 г) также соответствовало его высокой полевой всхожести (табл.1). В 2011 г. на посев использовано мелкое зерно (масса 1000 зерен 23,7 г) в связи с острозасушливыми условиями весенне-летнего периода вегетации яровой мягкой пшеницы 2010 г. (табл.6). Несмотря на это, такой посевной материал обеспечил в 2011 г. наивысшие среди других лет исследований значения энергии прорастания (92 %), лабораторной всхожести (94 %), и довольно высокую полевую всхожесть (78 %). Это указывает на то, что качество семян может зависеть не только от крупности, но и от биологической полноценности зародыша [14].
Корреляционным анализом значимых зависимостей между полевой всхожестью яровой пшеницы и массой 1000 семян не установлено (табл.4.). Преимущество крупных семян, в сравнении с мелкими, по-видимому, может проявляться при неблагоприятных условиях среды (углубленная за-
делка семян, недостаток влаги в посевном слое почвы), так как они более продолжительное время способны расходовать свои запасы на процессы дыхания и физиологические перестройки.
Выводы
1. Полевая всхожесть семян яровой мягкой пшеницы в годы исследований составляла 75 - 80 % и не обеспечивала оптимальной плотности посева с точки зрения получения высокой урожайности.
2. Засушливые условия в сочетании с высокой температурой в период налива зерна яровой мягкой пшеницы положительно сказываются на лабораторной всхожести, энергии прорастании и отрицательно на массе 1000 семян.
3. Прогнозировать полевую всхожесть по показателям семенного контроля ненадежно, так как при использовании лабораторных методов нельзя воссоздать температурный, водный режим, рН почвенного раствора и другие условия, которые сложатся в поле при прорастании семян и появлении всходов. Высокие значения лабораторной всхожести сочетаются с высокой полевой всхожестью семян с вероятностью 50 %.
4. Полевая всхожесть семян яровой пшеницы зависит от условий тепло- и влаго-обеспеченности в довсходовый период. Для обеспечения высокой полевой всхожести семян сочетание тепла и влаги должно быть оптимальным.
5. Полевая всхожесть семян яровой пшеницы может быть генетически детерминирована - зависит от возделываемого сорта.
Библиографический список
1. Федеральный закон «О семеноводстве» от 17 декабря 1997 г. N 149-ФЗ (с изменениями и дополнениями) [Электронный ресурс].- Режим доступа: http://base.garant.ru
2. Васько, В.Т. Основы семеноведения полевых культур / В.Т. Васько. - СПб: Лань, 2012. -304 с.
3. Барнаков, Н.В. Научные основы семеноводства зерновых культур / Н.В. Барнаков. - Новосибирск: Наука, 1982. - 326 с.
4. Государственный реестр селекционных достижений [Электронный ресурс].- Режим доступа: http://gossort.com
5. Семена сельскохозяйственных культур. Методы анализа. - ИПК Издательство стандартов, 2004. - 219 с.
6. Прозоркина, Н.В. Основы микробиологии, вирусологии и иммунологии / Н.В. Прозоркина, Л.А. Рубашкина. - Ростов -на-Дону: Феникс, 2002. - 416 с.
7. Пушкарев, Владимир Иванович. Оценка урожайности сортов яровой мягкой пшеницы при различных способах предпосевной обработки семян и сроках сева в степной зоне Омской области: дис. ... канд. сельскохозяйственных наук: 06.01.05 / В.И. Пушкарев. - Омск, 2009. - 156 с.
8. Кизилова, Е.Г. Разнокачественность семян и ее агрономическое значение / Е.Г. Кизилова.- К.: Урожай, 1974.- 216 с.
9. Драгавцев, В.А. Современный подход к созданию идеального генотипа / В.А. Драгавцев, Э.А. Гончарова, Г.В. Удовенко // Интродукция нетрадиционных и редких сельскохозяйственных растений. Материалы IV Международной научно-практической конференции. - Ульяновск, 2002. - С. 34-36.
10. Хакимова, А.Г. Пуроиндолины в связи с перспективами селекции мягкой пшеницы на качество и устойчивость (обзор иностранной литературы) / А.Г. Хакимова, О.П. Митрофанова // Сельскохозяйственная биология.- 2009.- № 1. - С. 3-15.
11. Коломейченко, В.В. Растениеводство / В.В. Коломейченко. - М.: Агробизнес-центр, 2007. - 598 с.
12. Ступин, А.С. Основы семеноведения / А.С. Ступин.- СПб: Лань, 2014.- 384 с.
13. Захарова, Н. Н. Урожайные свойства семян яровой мягкой пшеницы [Электронный ресурс] / Н.Н.Захарова // Концепт: научно-методический электронный журнал. - 2013. - Том 3.- С. 521-525. - Режим доступа: http://e-koncept. ш/2013/53106.Ы:т.
14. Факторы и условия развития семеноводства сельскохозяйственных растений в Российской Федерации / А.Н.Березкин, А.М. Маль-ко, Л.А. Смирнова, М.Н. Исламов, И.В. Горбачев, Л.Л. Березкина. - М.:РГАУ-МСХА, 2006. -302 с.
1! га
еа
»1
р Й £ |1
и Л
■ ■ 1
■■■ «5
00 И
