Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Использование маточников с закрытой корневой системой для повышения эффективности первичного семеноводства капусты белокочанной

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Использование маточников с закрытой корневой системой для повышения эффективности первичного семеноводства капусты белокочанной"

На правах рукописи

005020693

а

1тРОНЬКИН ВИКТОР ВЛАДИМИРОВИЧ

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МАТОЧНИКОВ С ЗАКРЫТОЙ КОРНЕВОЙ СИСТЕМОЙ

ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПЕРВИЧНОГО СЕМЕНОВОДСТВА КАПУСТЫ БЕЛОКОЧАННОЙ

Специальность: 06.01.05 - селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

5 ДПР 2012

Москва 2012

005020693

Работа выполнена в Государственном научном учреждении Всероссийский научно-исследовательский институт овощеводства РАСХН в 2009 - 2011 гг.

Научный руководитель: i

доктор Сельскохозяйственных наук Бухаров Александр Федорович

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук Бондарева Людмила Леонидовна

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Иванова Мария Ивановна

Ведущая организация:

Российский Государственный аграрный заочный университет (РГАЗУ)

Защита состоится «26» апреля 2012 г. в 13 часов на заседании диссертационного совета Д.006.022.01 в Государственном научном учреждении Всероссийский научно-исследовательский институт овощеводства по адресу 140153 Московская обл., Раменский район, п/о Верея, строение 500, ВНИИО, тел/факс 8(496)462-43-64 E-mail: vniioh@yndex.ru, сайт www.vniioh.nj С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВНИИО

Автореферат разослан S3» марта 2012 г. и размещен на сайте ВАК по адресу: référât vak@mon.ru. _

Ученый секретарь диссертационного совета

Л.Н. Прянишникова

Актуальность исследований. Семеноводству принадлежит важнейшая роль при решении задачи увеличения производства овощей и повышении их качества. Семена с высокими посевными, сортовыми и урожайными качествами - одно из важнейших условий успешного развития отрасли овощеводства. Чтобы обеспечить гарантированное производство высококачественных и конкурентоспособных семян необходимо не только соблюдать технологию семеноводства, но и развивать, совершенствовать те ее элементы, которые тормозят повышение производительности труда, сдерживают рост урожайности, не позволяют улучшать качество семенной продукции.

Совершенствование любой технологии с.-х. производства, а семеноводства в особенности должно базироваться на знании биологических особенностей культуры, ее жизненного цикла. В процессе онтогенеза у каждого вида растений существуют периоды, когда они в максимальной степени восприимчивы к неблагоприятным условиям внешней среды, которые принято называть «критическими».

Негативное воздействие внешних факторов в это время особенно сильно отражается на урожайности и качестве продукции. В семеноводстве капусты белокочанной одним из таких периодов является промежуток времени между посадкой и отрастанием, вплоть до заложения генеративных органов. В этот период происходит развитие корневой системы, что является основой для снабжения семенного растения водой и минеральными веществами, и, в конечном счете, высокой продуктивности и качества семян. Для успешного преодоления этого «критического периода» традиционно рекомендуют осуществлять посадку в максимально ранние сроки, использовать прием «подращивания» маточников и послепосадочный полив.

Цель работы - усовершенствовать элементы технологии, обеспечивающие стартовое развития маточников, повышающие эффективность семеноводства капусты белокочанной и оценить эффективность их применения в условиях ЦЧЗ России.

Задачи исследований:

1. Провести сравнительную оценку приема, основанного на использовании маточников с закрытой корневой системой (ЗКС) при совместном использовании с традиционными методами, повышающими приживаемость, в том числе после посадочным поливом и подращиванием.

2. Изучить эффективность минерального питания и орошения при выращивании семенных растений в системе двухфакторного опыта.

3. Показать особенности изменчивости показателей продукционного процесса при семеноводстве капусты белокочанной среднепозднего созревания в зависимости от факторов питания и орошения методом множественно регрессионного анализа.

4. Выявить особенности фотосинтетической деятельности растений капусты белокочанной в семенных посадках и развитие признаков, определяющих формирование показателя чистой продуктивности фотосинтеза.

5. Исследовать специфику водопотребления семенных растений капусты белокочанной в зависимости от применяемых элементов технологии.

6. Оценить экономическую эффективность производства семян капусты белокочанной при использовании маточников с закрытой корневой системой и факторов минерального питания и орошения, как элементов технологии, применительно к условиям ЦЧЗ.

Объект исследований: Процесс формирования компонентов и субкомпонентов семенной продуктивности капусты белокочанной.

Предмет исследований: Комплекс традиционных и новых элементов технологии семеноводства капусты белокочанной, и его влияние на урожайность и качество семян.

Новизна: Впервые обоснован и разработан новый элемент технологии семеноводства капусты белокочанной, основанный на использовании маточников с закрытой корневой системой. Изучено использование его в качестве самостоятельного фактора способствующего приживаемости, сохранности

семенных растений и повышения урожайности семян, и в сочетании с традиционными приемами, такими, как подращивание и послепосадочный полив.

Дана оценка продуктивности фотосинтеза в семенных посадках капусты белокочанной, как основного условия определяющего получение высокого урожая. Выявлены особенности влияния агротехнологических приемов на формирование показателей чистой продуктивности фотосинтеза, фотосинтетического потенциала и индекса листовой поверхности.

Практическая значимость работы:

Показана высокая эффективность использования предложенного агро-приема при производстве семян капусты белокочанной на примере сорта Касатка среднепозднего срока созревания.

Оптимизированы важнейшие факторы повышения продуктивности семенных растений и качества семян капусты белокочанной - минеральное питание и орошение в условиях Центральной Черноземной Зоны.- Показано взаимовлияние при их совместном использовании.

Предложено комплексное использование изученных факторов интенсификации семеноводства капусты белокочанной. Дана экономическая оценка эффективности применения изученных агроприемов в семеноводства капусты белокочанной в условиях ЦЧЗ РФ.

На защиту выносятся следующие основные положения:

Активное стартовое развития маточников сразу после посадки путем использовании маточников с закрытой корневой системой, является эффективным фактором повышения продуктивности фотосинтеза и урожайности семенных посевов капусты белокочанной.

Изученные приемы технологии семеноводства оказывают влияние на водный баланс и способствуют рациональному расходованию почвенной влаги, обеспечивая снижение коэффициента водопотребления в агроценозе.

Оценка вклада изученных агроприемов в формирование показателей урожайности, чистой продуктивности фотосинтеза и коэффициента водопотребления, выполненная методом дисперсионного анализа позволила выде-

лить приоритетные факторы (орошение и ЗКС) способствующие повышению эффективности семеноводства капусты белокочанной в условиях ЦЧЗ.

Апробация работы: Основные результаты диссертационной работы доложены на Межд. научно-практ. конф. «Современные тенденции в науке: новый взгляд» Тамбов, 20011; Междунар. научно-практ. конф. «Наука сегодня: теоретические аспекты и практика применения» Тамбов, 2011; Междунар. науч.-практ. конф. «Наука и инновации в сельском хозяйстве» Курск, 2011; методической комиссии отдела селекции и ученом совете ВНИИ овощеводства (20011г). По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ, в том числе 2 статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ

Объем и струюура диссертации. Диссертация изложена на 126 стр. компьютерного текста, состоит из введения, 3 глав, выводов, практических рекомендаций производству, включает 26 таблиц, 14 рисунков, 8 приложений. В работе использовано 193 источника литературы, в том числе 43 на иностранных языках.

Материалом для проведения исследований служили полновозрастные маточники сорта Касатка, выращенные в соответствии с агротехникой общепринятой для Центральной Черноземной Зоны. В опыте по комплексному применению приемов, повышающих приживаемость маточников изучено три фактора с двумя градациями каждого фактора, в том числе состояние корневой системы (открытая и закрытая), использование операции подращивания и послепосадочного полива.

Для выявления эффективности, комплексного использования минерального питания и орошения выполнены исследования в системе двухфак-торного опыта с тремя градациями каждого , фактора (без удобрений, ^2оР18оК|2о , N180Р270К1 во; без полива, один после посадочный полив (400 м3/га), два полива после посадки (400 м3/га) и в период цветения (400 м3/га).

Опыты закладывали в 4-х кратной повторности. Учётных растений в варианте - 40. Площадь делянок 20,0 м2, размещение систематическое.

Фенологические наблюдения и биометрию проводили согласно "Мето-

дике полевого опыта в овощеводстве и бахчеводстве" (Велик, 1979)

Агрохимические показатели почвы определяли в соответствии с ГОСТ 27753.12-88. Посевные качества семян определяли по ГОСТ 12038-84 " Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения всхожести".

Статистическую обработку экспериментальных данных провели методом дисперсионного анализа (Доспехов Б.А., 1985) на ПК с помощью пакета прикладных программ Microsoft Excel. Экономическая эффективность рассчитана в соответствии с Методикой ВНИИПИ (1983).

Влажность почвы определяли термостатно-весовым методом. Норму полива рассчитывали по формуле А.Н. Костякова, водопотребление - методом водного баланса, коэффициент водопотребления, как частное от деления суммарного водопотребления на урожайность. Площадь листьев определяли и рассчитывали по Коняеву Н.Ф. (1970). Фотосинтетическую деятельность растений рассчитывали по А.А. Ничипоровичу (1961).

Условия проведения работы: Полевые опыты закладывали на темно-серых луговых почвах. Механический состав почвообразующих пород неоднородный от, суглинок до тяжелых суглинков. Климат Тамбовской области умеренно- континентальный. Период с положительной среднесуточной температурой продолжается 210-220 суток. Заморозки прекращаются в первой половине мая. Период с температурой выше +10° С устанавливается в конце апреля - начале мая и заканчивается в третьей декаде сентября, продолжительность в среднем 148 суток. Сумма эффективных температур выше +10°С изменяется от 2200° до 2500°. Среднегодовое количество осадков колеблется от 450 до 510 мм.

В годы проведения исследований погодные условия существенно различались. Среднесуточная температура и осадки в период вегетации 2009 года были на уровне среднемноголетних показателей. И только в июне количество осадков превысило среднемноголетний показатель в 1,8 раза. На протяжении всего вегетационного периода 20 Юг температура воздуха была значительно выше средних многолетних значений. За период с апреля по август

осадков выпало на 127,0 мм меньше нормы. В 2011 году на протяжении всего вегетационного периода средняя температура была стабильно выше нормы на 2 - 3° С. Осадков выпало больше средней многолетней нормы на 164,3 мм, которые пришлись на период созревания семян, что усилило полегание семенников и осложнило уборку.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ Методы повышения приживаемости маточников в системе трехфак-торного опыта. В семеноводстве капусты белокочанной одним из «критическими» периодов является промежуток времени между посадкой и отрастанием, вплоть до заложения генеративных органов. В этот период происходит развитие корневой системы, что является основой для снабжения семенного растения водой и минеральными веществами, и, в конечном счете, высокой продуктивности и качества семян. Для успешного преодоления этого «критического периода» традиционно рекомендуют осуществлять посадку в максимально возможные ранние сроки, использовать прием «подращивания» маточников и после посадочный полив, которые способствуют ускоренному развитию корневой системы. Нами предложен и апробирован новый прием -помещение корневой системой маточников в торфяной субстрат и закрытие ее материалом, обеспечивающим доступ воды и свободный рост корней.

Посадку в разные годы осуществляли 20 - 22 апреля. Продолжительность вегетационного периода изменялась от 110 до 120 дней. Использование маточников с закрытой корневой системой позволило ускорить отрастание на 2-6 сут., начало цветения на 3 - 8 сут. и созревание на 4 - 6 суток. Полив и подращивание сокращали вегетационный период на два - семь дней.

Приживаемость маточников в контроле составила 88,3 - 93,3%. Применение изученных приемов увеличивало приживаемость до 95,0 100,0%. Сочетание всех трех факторов практически гарантировало полную приживаемость растений (табл. 1). Сохранность маточников к моменту уборки составила в контроле от 81,6 до 85,0 %. Применение подращивания маточников как самостоятельного приема незначительно увеличивало его. Под влиянием

полива и использования маточников с закрытой корневой системой потери семенных растений за период вегетации снижались на 3,4 - 6,7%. Совместное применение трех приемов повышало сохранность до 90,0 - 93,7 %.

Таблица 1.- Приживаемость, сохранность и распространенность болезней семенников под влиянием изучаемых факторов, % (2009 - 2011гг.) _

№ Варианты опыта, сочетание факторов Прижи- Сохран- Распростра-

п.п. состояние операция после по- ваемость, ность к ненность

корневой подращива- садочный по- % уборке, % болезней, %

системы ния лив

1 открытая без подращивания без полива 90,5 83,3 19,2

2 с поливом 98,3 88,2 18,4

3 с подращиванием без полива 96,7 87,8 16,6

4 с поливом 96,7 91,2 17,2

5 закрытая без подращивания без полива 98,9 88,3 17,7

6 с поливом 98,9 86,7 16,9

7 с подращиванием без полива 98,9 91,2 19,1

8 с поливом 100,0 91,2 19,4

Основной причиной выпадов были болезни - сосудистый и слизистый

бактериозы. Полив и использование маточников с закрытой корневой системой способствовали снижению степени их развития. Применение подращивания маточников напротив, провоцировало развитие проявление сосудистого и особенно слизистого бактериозов на стадии подращивания и предотвращало посадку больных растений в поле.

При разработке агротехники семеноводческих посевов особое внимание следует уделять приемам, способствующим сохранению максимального числа репродуктивных органов. Применение подращивания привело к повышению числа цветков на 6,1%. При посадке растений с закрытой корневой системой число цветков в расчете на одно растение увеличивалось по сравнению с контролем на 10,9 - 27,5%, при применении полива на 7,6 - 13,8%, при совместном использование трех факторов на 17,6 - 38,6%.

Под влиянием полива число плодов увеличилось по сравнению с контролем на 10,5 - 28,0%, при посадке растений с закрытой корневой системой на 14,3 - 36,7%, а при комплексном применении приемов на 22,5 - 48,8%. Полив способствовал увеличению сбора семян с одного растения на 12,5 -

35,1%, подращивание на 0,7 - 15,0% и посадка растений с закрытой корневой системой на 42,2 - 74,6% по сравнению с контролем. .

Таблица 2.-Влияние ЗКС, подращивания и после посадочного полива на элементы семенной продуктивности маточников, шт/раст (2009 -2011гг.)_

№ Варианты опыта, сочетание факторов Число Число Число се-

п.п. состояние корневой системы операция подращивания после посадочный полив цветков, стручков, мян

1 открытая без подра- без полива 452 344 9710

2 щивания с поливом 504 410 12704

3 с подра- без полива 450 356 10238

4 щиванием с поливом 515 417 13337

5 закрытая без подра- без полива 533 427 13733

6 щивания с поливом 553 445 14543

7 с подра- без полива 542 441 14490

8 щиванием с поливом 574 466 15432

HCPos 11-16 14-22

При применении полива завязываемость плодов увеличилась по срав-

нению с контролем на 4,2 -12,9%. Эффект от подращивания достигал 8,6 %, а от посадки растений с закрытой корневой системой 17,9%. Полив способствовал увеличению осемененности плодов, на 5,7 - 25,5%, подращивание на 2,9 -13,1%, посадка растений с закрытой корневой системой на 8,8 - 22,7% и комплексное применение трех приемов на 10,1 - 29,5 % (табл. 3).

Таблица 3,- Влияние ЗКС, подращивания и после посадочного полива на

завязываемость и осемененносгь плодов (2009 - 2011гг.

№ п.п. Варианты, сочетание факторов Завязываемость плодов, % Осемененносгь плодов

состояние корневой системы операция подращивания после посадочный полив

шт/пл. %

1 открытая без подращивания без полива 76,1 28,2 70,0

2 с поливом 81,4 31,0 77,5

3 с подращиванием без полива 79,1 28,8 72,0

4 с поливом 81,0 32,0 80,0

5 закрытая без подращивания без полива 77,2 32,2 80,5

6 с поливом 80,5 32,7 81,8

7 с подращиванием без полива 81,4 32,9 82,3

8 с поливом 81,2 33,1 82,8

Полив способствовал увеличению реальной семенной продуктивно-

сти на 26,8% - 47,4 %, прием подращивания до 14,4%, посадка растений с закрытой корневой системой на 27,5 - 69,0%. Комплексное применение всех

трех приемов приводило к увеличению реальной семенной продуктивности по сравнению с контролем на 46,1 - 98,8% (табл. 4).

Таблица 4,- Влияние ЗКС, подращивания и после посадочного полива на

потенциальную и реальную семенную продуктивность (2009 -2011 гг.)

№ п.п. Варианты, сочетание факторов Потенциальная семенная про-дуктив-ность, г/раст Реальная семенная продуктивность

состояние корневой системы операция подращивания после посадочный полив

г/раст %

1 открытая без подращивания без полива 73,9 39,6 53,6

2 с поливом 85,7 53,6 62,5

3 с подращиванием без полива 73,7 41,9 56,9

4 с поливом 87,1 56,4 64,8

5 закрытая без подращивания без полива 90,2 58,2 64,5

6 с поливом 95,4 62,7 65,7

7 с подращиванием без полива 92,4 61,8 66,9

8 с поливом 98,7 66,4 67,3

НСР05 2,3-3,8 2,2-4,0

Урожайность семян в контроле изменялась по годам от 422 до 751

кг/га. Применение «подращивания» увеличивало этот показатель на 12,2 -14,7%, после посадочный полив - на 25,5 - 34,4% (табл. 5). Маточники с закрытой корневой системой обеспечили прибавку урожая на 12,7-29,2%, которая, как правило, превышала прибавку от применения «подращивания», а в отдельные годы и от полива. Совместное применение приемов позволило получить урожайность 1,15-1,24 т/га.

Таблица 5.- Влияние ЗКС, подращивания и после посадочного полива на

урожайность и фракционный состав семян (2009 -2011гг.)

№ п.п. Варианты опыта, сочетание факторов Урожайность семян, т/га Доля семян по фракциям, %

состояние корневой системы операция подращивания после посадочный полив

>2,0 мм 1,5-2,0 мм <1,5 мм

1 открытая без подращивания без полива 0,68 29,7 43,2 27,1

2 с поливом 0,95 35,1 45,1 19,8

3 с подращиванием без полива 0,73 30,0 44,8 25,2

4 с поливом 1,03 36,4 44,7 18,9

5 закрытая без подращивания без полива 1,01 35,5 43,4 21,1

6 с поливом 1,09 40,7 42,2 17,1

7 с подращиванием без полива 1ДЗ 41,2 43,6 15,1

8 с поливом 1,21 42,8 44,4 12,8

НСР050,05-0,09

Максимальное влияние на признак урожайности оказывало орошение, вклад которого в изменчивость составил 24,4 % (рис. 2). Вклад состояния корневой системы в формирование признака достигал 21,1 %. Доля влияния фактора, обусловленного подращиванием, составила 14,5 %. Вклад эффектов взаимодействия изменялся от 1,4 % до 13,9 %. Семена во всех вариантах опыта отличались высоким качеством. Энергия прорастания находилась на уровне 79 - 88 %, а всхожесть составляла 92 - 99%.

14,50%

JEJ

■ Повторение

■ Корневая система А

■ Подращивание В и Полив С

ш Взаимодействие АВ в Взаимодействие АС

■ Взаимодействие ВС ш Взаимодействие ABC

Рисунок 2. Вклад факторов ЗКС, подращивания и после посадочного полива в формирование признака урожайности

Минеральное питание и орошение являются важнейшими факторами повышения урожайности. Факторы, как полива, так и удобрений увеличивали вегетационный период на два - семь дней. В контроле приживаемость растений составила 86,7%%, а сохранность на уровне 93,3 - 95,0%. Первый полив позволил повысить приживаемость растений на 3 - 5%, и сохранность на 1,6 - 5,0% выше контроля, а второй полив еще на 3 -7%.

При однократном поливе число цветков увеличилось по сравнению с контролем на 18,3 - 21,0%, прибавка от второго полива отмечена только в 2010 засушливом году. В 2009 без орошения при внесении одинарной дозы удобрений число цветков в расчете на одно растение увеличивалось по сравнению с контролем на 3,8 %, а при внесении двойной дозы - на 7,7 %. В 2010 году минеральные удобрения при отсутствии орошения приводили к умень-

шению числа цветков. Совместное применение удобрений и орошения увеличивало число цветков в расчете на одно растение на 22,9 - 33,4 % (табл. 6).

Один полив после посадки способствовал увеличению числа плодов на 19,1 - 31,0%, а повторный полив на 21,5 - 36,5 % по сравнению с контролем. Внесение минеральных удобрений без полива в одинарной дозе увеличивало число стручков на 3,5 - 5,2 %. Двойная доза повышала этот показатель на 4,4 - 9,8%. Совместное применение удобрений и орошения увеличивало число плодов в расчете на одно растение по сравнению с контролем на 26,3 - 45, %. Прибавки от внесения повышенной дозы удобрений и повторного полива, как правило, не превышали 1,2 - 4,5%.

Таблица 6.- Влияние минеральных удобрений и орошения на элементы

семенной продуктивности шт./раст. (2009 -2010гг.)

№ Варианты опыта, сочетание факторов Число Число Число семян

п.п. фактор орошения фактор питания цветков, стручков

1 без полива без добрений 466 Збб 9973

2 N120^180^120 474 382 10747

3 М180Р270К180 481 393 11276

4 Один полив без добрений 558 457 14273

5 после посадки N120^180^120 587 482 15487

6 N180^270^180 592 487 15750

7 Два полива после без добрений 563 471 14976

8 посадки и в период N120^180^120 589 489 15857

9 цветения N180^270^180 603 501 16358

При однократном поливе число семян увеличилось по сравнению с

контролем на 31,6 - 57,1%. от второго полива составила 3,2 - 6,7%. Одинарная доза удобрений при отсутствии орошения увеличивала число семян на одно растение по сравнению с контролем на 4,5 - 11,8%, а двойная - на 11,2 -14,2 %. Прибавка от совместного применения удобрений и орошения достигала до 48,0 - 84,1%. Завязываемость плодов в контроле составила 76,3 -80,6%. Различные сочетания факторов увеличили этот показатель на 1,3 -6,9%. Осемененность плодов в контроле составила 25,6 - 28,7 шт/плод. Однократный полив увеличивал показатель на 10,5 - 20,3 %, а двукратный на 11,8 - 23,4%. Применение минеральных удобрений без орошения повышало осе-

мененность на 1,3 - 9,4 %. Сочетание орошения и дополнительного минерального питания обеспечило повышение осемененности плодов до 14,6 -26,6 %. (табл. 7). Средняя урожайность семян в контроле составила 0,68 т/га. Один полив увеличивал этот показатель на 35,4 - 49,4 %, а повторный еще на 3,9-4,4%.

Таблица 7.- Влияние минеральных удобрений и орошения на показатели завязываемость и осемененность плодов (2009 -2010гг._

№ п.п. Варианты опыта, сочетание факторов Завязываемость плодов Осемененность плодов

фактор орошения фактор питания

шт/плод %

1 без полива без добрений 78,5 27,3 68,1

2 N120^180^120 80,6 28,1 70,3

3 ^18оР 270^180 81,7 28,7 71,7

4 Один полив после посадки бездобрений 81,9 31,2 78,1

5 N120^180^120 82,1 32,1 80,3

6 N180^270^180 82,3 32,3 809

7 Два полива после посадки и в период цветения без добрений 83,7 31,8 79,5

8 N120^180^120 83,0 32,4 81,1

9 ^80Р270К180 83,1 32,7 81,8

Применение минеральных удобрений в одинарной дозе при отсутствии орошения повышало урожайность на 13,2 % по сравнению с контролем. Повышение дозы удобрений приводила к незначительному росту урожайности.

Таблица 8.- Влияние минеральных удобрений и орошения на урожайность и фракционный состав семян (2009 -2010гг.)__

№ п.п. Варианты опыта, сочетание факторов Урожайность семян, т/га Доля семян по фракциям, %

фактор орошения фактор питания

>2,0 мм 1,5-2,0 мм >1,5 мм

1 без полива без добрений 0,68 24,5 33,5 42,0

2 ^20Р180К120 0,77 26,5 33,3 40,2

3 N18(^270^180 0,80 28,9 34,2 36,9

4 Один полив после посадки бездобрений 1,01 . 32,7 35,8 31,5

5 N120^180^120 1,15 36,7 37,0 26,3

6 N180^270^180 1,13 38,1 37,9 24,0

7 Два полива после посадки и в период цветения без добрений 1,05 38,0 38,8 23,2

8 ^20Р180К120 1,16 39,6 39,8 20,6

9 ^8оР27ОКШ 1,18 40,6 40,4 19,0

НСР050,03-0,05

Совместное применение минеральных удобрений и орошения обеспечили максимальную урожайность 1,01 - 1,18 т/га. Прибавка урожая при увеличении дозы удобрений в 1,5 раза составляет не более 2,7%. Второй полив также оказался малоэффективен. Проводить его целесообразно только в засушливые годы.

На рисунке 5. дано графическое изображение множественной корреляционной зависимости урожайности семян от совместного действия уровня минерального питания и нормы полива в виде поверхности отклика, которая дает наглядное представление о форме зависимости результативного признака от совместного действия двух переменных.

г = 0,6573+0,0011*х-ЮД122*у-7Д569Е-7*х*х-3,6905Е-5«х*у-0,0541*у*у

Ш 1

□ 0,9

□ 0,8 [Щ 0,7

■ 0,5

Рисунок. 3. Зависимость урожайности семян от совместного действия уровня минерального питания и нормы полива.

Максимальное влияние на урожайность семян оказывали факторы полива и удобрения, доля влияния которых составляла соответственно 33,5 и 17,7%. На долю экологического фактора - условий года приходилось 10,5 %

вариабельности. Вклад эффектов взаимодействия факторов в изменчивость показателя урожайности семян составлял от 5,2% до 11,6 % (рис. 4).

■ Повторение

■ Полив А

■ Удобрение В

■ Условия года С

■ Взаимодействие АВ в Взаимодействие АС в. Взаимодействие ВС

■ Взаимодействие ABC

Рис. 4.- Вклад изучаемых факторов в формирование признака урожайности семян, ц/га

Фотосинтез является основным фактором повышения урожайности. Подращивание увеличило площадь листовой поверхности на 2,7 - 7,3%, полив на 2,3 - 14,4%, а прием «закрытой корневой системы» на 4,7 - 17,4%. Совместное использование трех факторов увеличивало площадь листовой поверхности на 11,9 - 48,6 %. В среднем за три года подращивание маточников увеличило индекс листовой поверхности на 5,7 - 8,2%, полив - на 2,9 -17,2%, а приема «закрытой корневой системы» - на 2,5 - 19,9%., (табл. 9). Подращивание маточников увеличило фотосинтетический потенциал на 4,1 -6,3 %, полив на 1,9 - 20,8%, а закрытая корневая система на 1,8 -18,3%.

Таблица 9.-Основные показатели фотосинтетической деятельности в зависимости от изучаемых факторов (2009 - 2011гг.)_

№ Варианты опыта, сочетание факторов Фотосинте- Чистая про- Суточный

пп корневая операция послепоса- тический по- дуктив-ность прирост су-

система подращи- дочный тенциал, млн фотосинтеза хой биомас-

вания полив м2сут./га г/м2сут. сы кг/га

1 открытая без подращивания без полива 1,20 3,65 37,13

2 с поливом 1,45 3,85 47,37

3 с подращиванием без полива 1,27 3,74 41,50

4 с поливом 1,51 3,90 51,04

5 закрытая без подращивания без полива 1,42 3,98 49,99

6 с поливом 1,46 4,35 54,73

7 с подращиванием без полива 1,51 4,31 57.21

8 с поливом 1,54 4,39 59,80

Чистая продуктивность фотосинтеза изменялась от 3,65 до 4,39 г/м2сут., увеличиваясь под влиянием подращивания маточников на 1,6 -8,3%, полива на 1,9 -9,3%, и закрытой корневой системы на 9,0 -15,2%. Максимальный вклад в изменчивость ЧПФ оказывало орошение - 25,3%. Доля влияния подращивания, составила 10,9%, состояния корневой системы -23,7%, а эффектов взаимодействия от 1,1 % до 11,3% (рис. 5).

■ Повторение

■ Корневая система А * Подращивание В

■ Полив С

■ Взаимодействие АВ

■ Взаимодействие АС

■ Взаимодействие ВС

■ Взаимодействие ABC

Рисунок 5. Вклад факторов в формирование признака ЧПФ, г/м2сут.

Водный баланс. В среднем за три года применение «подращивания маточников» привело к снижению коэффициента водопотребления на 6,9 -18,8%, полив - на 8,0 - 16,2%, а приема «закрытой корневой системы» - на 21,4-35,4% (Табл. 10).

Таблица 10.- Влияние ЗКС, подращивания и после посадочного полива на коэффициент водопотребления, м3/кг семян (2009 - 2011гг.;_

Варианты опыта, сочетание факторов 2009 г. 2010 г. 2011 г. Сред нее

состояние корневой системы операция подращивания после посадочный полив

открытая без подращивания без полива 2,96 2,34 4,21 3,21

с поливом 2,76 1,91 3,64 2,69

с подращиванием без полива 3,08 2,10 3,51 2,99

с поливом 2,55 1,73 3,43 2,75

закрытая без подращивания без полива 2,30 1,36 2,70 2,16

с поливом 2,46 1,57 3,31 2,66

с подращиванием без полива 2,04 1,18 2,54 1,93

с поливом 2,22 1,42 2,69 2,16

Максимальное влияние на коэффициент водопотребления оказывало состояния корневой системы, 23,6%. Доля влияния подращивания составила 15,9 %. Вклад орошения в формирование признака достигал 21,3% (рис. 6).

6,20%

0,80% 3,90%

7,70%

7,40%

■ Повторение V Корневая система А

■ Подращивание В

■ Полив С

■ Взаимодействие АВ ш Взаимодействие АС а Взаимодействие ВС

■ Взаимодействие ABC

Рисунок 6.- Вклад факторов ЗКС, подращивания и после посадочного полива в формирование признака коэффициент водопотребления, м3/кг семян

Анализ экономической эффективности показал, что все агроприемы, направленные на улучшение приживаемости маточников обеспечивали получение чистой прибыли от 107 до 1212 тыс. руб/ra и уровень рентабельности от 16,2 до 60,3 % (табл. 11).

Таблица 11. -Экономическая эффективность агроприемов, направленных на улучшение приживаемости маточников, (2009 -2011гг.)_

Варианты опыта, Уро- Произв. Себестоимость Чистый Уровень

сочетание факторов жай- затраты, продукции доход рента-

состояние операция послепоса- ность, тыс. руб/кг тыс. бельно-

корневой подращи- дочный по- т/га руб/га руб/га сти^

системы вания лив

открытая без подра- без полива 0,68 1789 2631 251 14,0

щивания с поливом 0,95 2007 2113 843 42,0

с подра- без полива 0,73 1885 2582 305 16,2

щиванием с поливом 1,03 2103 2042 987 46,9

закрытая без подра- без полива 1,01 1853 1835 1177 60,3

щивания с поливом 1,09 2071 1900 1199 57,9

с подра- без полива 1,13 1949 1725 1441 73,9

щиванием с поливом 1,21 2167 1791 1839 84,9

Максимальное значение условно чистого дохода (1839 тыс. руб/га) и

уровня рентабельности (84,9 %) в опытах обеспечило совместное применение всех трех изученных приемов. Применение МцоРмоКцо совместно с однократным поливом способствовало получению чистого дохода 1357 тыс. руб/га, и уровень рентабельности 64,8 %.

выводы

1. Сравнительное изучение трех приемов (закрытая корневая система, подращивание маточников и послепосадочный полив), влияющих на стартовое развитие семенных растений показало, что все они улучшают приживаемость и сохранность на 3 - 8%, ускоряют отрастание на 2 - б сут., вступление в фазу цветения на 3 - 8 сут. и плодоношения на 4 - 6 сут.

2. Урожайность семян в контроле изменялась по годам от 422 до 751 кг/га. Применение подращивания увеличивало этот показатель на 12,2 -14,7%, после посадочный полив - на 25,5 - 34,4%, а закрытая корневая система на 12,7 - 29,2%. Совместное применение маточников с закрытой корневой системой, подращивания и полива позволило получить максимально высокую урожайность 1,15 - 1,24 т/га. Повышение семенной продуктивности достигается за счет формирования дополнительного числа репродуктивных органов увеличения завязываемости плодов и осемененности стручков, что обеспечивает более эффективную (на 19,5 - 28,8 %) реализацию потенциальной продуктивности.

3. Дисперсионный анализ выявил высокую достоверность различий между эффектами факторов. Максимальное влияние на признак урожайности оказывало орошение, вклад которого в изменчивость составил 24,4 %. Вклад состояния корневой системы в формирование признака достигал 21,1%, фактор подращивания -14,5%, эффекты взаимодействия факторов изменялись от 1,4% до 13,9%.

4. Чистая продуктивность фотосинтеза изменялась в опыте от 3,65 до 4,39 г/м2сут., увеличиваясь под влиянием фактора подращивания маточников на 1,6 -8,3%, полива на 1,9 -9,3%, и приема закрытой корневой системы на 9,0 -15,2%. Использование подращивания маточников увеличило этот показатель на 4,1 - 6,3 %, полива на 1,9 - 20,8%, а приема закрытой корневой системы на 1,8 -18,3%.

5. Максимальное влияние на признак ЧПФ оказывало орошение, вклад которого в изменчивость составил 25,3 % . Доля влияния фактора, обусловленного подращиванием, составила 10,9 %. Вклад состояния корневой системы в формирование признака достигал 23,7 %. Вклад эффектов взаимодействия факторов изменялся от 1,1 % до 11,3 %.

6. Применение минеральных удобрений в дозе И^оР^оК^о при отсутствии орошения повышало урожайность на 13,2 % по сравнению с контролем (0,68 т/га). После посадочный полив увеличивал этот показатель на 35,4 -49,4 %. Совместное применение минеральных удобрений и орошения (при оптимальном их сочетании) позволило получить максимальную урожайность 1,01 - 1,18 т/га. В годы, когда гидротермические условия соответствуют среднестатистическим параметрам для достижения в условиях ЦЧЗ уровня урожайности 1,0 т/га достаточно одного после посадочного полива нормой 400 м3/га и дополнительного минерального питания в дозе Ы180Р27оК180. Повышенная в 1,5 раза доза минеральных удобрений приводила к незначительному (не более 2,7 %) росту урожайности. Второй полив в период цветения -завязывания плодов, при влагообеспеченности соответствующей среднемно-голетним данным, обеспечивает повышение урожайности на 3,9 - 4,4 %, и только в засушливых условиях 2010 года прибавка от второго полива достигла 47,8%.

7. Максимальное влияние на урожайность семян оказывали агротехнические факторы. Доля влияния фактора полива и удобрения составили соответственно 33,5 и 17,7%. На долю экологического фактора - условий года приходилось 10,5 % вариабельности. Вклад эффектов взаимодействия факторов в изменчивость показателя урожайности семян составил 5,2% -11,6%.

8. Все изученные приемы, как правило, способствовали снижению коэффициента водопотребления. Применение подращивания маточников привело к снижению коэффициента водопотребления на 6,9 - 18,8%, полив - на 8,0 - 16,2%, а приема закрытой корневой системы - на 21,4 - 35,4%. Дисперсионный анализ вьивил высокую достоверность различий между эффектами

факторов, в том числе состояния корневой системы, подращивания, полива и эффектов их взаимодействия, участвующих в формировании признака коэффициент водопотребления. Максимальное влияние на признак коэффициент водопотребления оказывало состояния корневой системы, вклад которого в изменчивость составил 23,6%.

9. Агроприемы, направленных на улучшение приживаемости маточников обеспечивают получение дополнительной продукции от 0,05 до 0,53 т/га и чистой прибыли от 107 до 1212 тыс. руб./га по сравнению с контролем. Вариант, в котором вносили Ы^оР^оК^о на фоне одного после посадочного полива, обеспечил оптимальное сочетание высокой прибавки урожая и умеренного роста производственных затрат. Подращивание маточников обеспечило уровень рентабельности 16,2%, после посадочный полив - 42,0 %, а посадка маточников с закрытой корневой системой 60,3 %. Максимальный доход (1839 тыс. руб./га) и уровня рентабельности (84,9 %) получен при совместном применении всех приемов.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

1. При производстве оригинальных семян капусты белокочанной использовать для посадки маточники с закрытой корневой системой и предварительно подготовленные с использованием приема подращивания.

2. При выращивании семенников капусты белокочанной на орошении необходимо вносить перед посадкой маточников основные элементы питания в дозе ИпоР^оКшв расчете на один гектар.

3. В годы, когда гидротермические условия соответствуют среднестатистическим данным в ЦЧЗ, на семенных участках капусты белокочанной достаточно после посадочного полива нормой 400 м3/га. В засушливых условиях необходим второй полив (400 м3/га) в период цветения.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Пронысин В.В. Влияние стартового развития высаженных маточников на продуктивность фотосинтеза и урожайность семенных растений капусты белокочанной / А.Ф. Бухаров, A.B. Петрищев, В.В. Пронькин// Альманах современной науки и образования. Научно-теоретич. И прикл. Журн.широкого профиля. Тамбов: Грамота, 2011, № 12 (55) С. 74-76

2. Пронысин В.В. Реализация потенциальной семенной продуктивности капусты белокочанной под влиянием факторов питания и орошения /А.Ф. Бухаров, A.B. Петрищев, В.В. Пронькин// Современное состояние естественных и технических наук: Матер. V Межд. нучно-практ. конф. (30.12.2011).-М.:изд-во «Спутник +», 2012. - С. 188 - 190

3. Пронькин В.В. Посадка маточников с закрытой корневой системой - эффективный прием семеноводства капусты белокочанной /А.Ф. Бухаров, A.B. Петрищев, В.В. Пронькин// Картофель и овощи. №3,2012 С. 17

4. Пронькин В.В. Оптимизация факторов минерального питания и орошения при семеноводстве капусты белокочанной в условиях ЦЧЗ /А.Ф. Бухаров,

A.B. Петрищев, В.В. Пронькин// Аграрная наука - сельскому хозяйству: сб. ст.: в 3 кн./7 межд. научно-практ. конф. (2-3 февраля) Барнаул: изд-во АГАУ, 2012. Кн. 3, С. 412-413

5. Пронькин В.В. Посадка маточников с закрытой корневой системой, как прием семеноводства капусты белокочанной /А.Ф. Бухаров, A.B. Петрищев,

B.В. Пронькин// Современные тенденции в науке: новый взгляд сб. науч. Тр.по матер. Междунар. Заоч. Научно-практ. конф.Тамбов: изд. ТРОО «Бизнес-Наука-Общество», 2011. - Часть 1, С. 19-20

6. Пронькин В.В. Адаптивность и экологическая стабильность перспективных форм капусты белокочанной по признакам, определяющим продуктивность /А.Ф. Бухаров, Ф.О. Фефелов, В.В. Пронькин, Е.В. Кашнова, O.A. Разин, Л.И. Войтенкова // Вестник Кубанского ГАУ, №3,2012, С.28-32

Подписано в печать: 19.03.12 Тираж: 100 экз. Заказ № 5954 Отпечатано в типографии «Реглет» 119526, г. Москва, ул. Бауманская, д. 33 (495) 979-96-99; www.reglet.ru

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Пронькин, Виктор Владимирович, Москва

61 12-6/340

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК ГНУ ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ОВОЩЕВОДСТВА (ВНИИО)

На правах рукописи УДК 635.342:631.53

ПРОНЬКИН ВИКТОР ВЛАДИМИРОВИЧ

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МАТОЧНИКОВ С ЗАКРЫТОЙ КОРНЕВОЙ СИСТЕМОЙ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПЕРВИЧНОГО СЕМЕНОВОДСТВА

КАПУСТЫ БЕЛОКОЧАННОЙ

Специальности: 06.01.05 - селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук А.Ф. Бухаров

Москва 2012

СОДЕРЖАНИЕ

стр.

Введение 3

1. Обзор литературы по изучаемым вопросам 7

1.1. Биологическая характеристика капусты белокочанной 7

1.2. Отношение капусты белокочанной к факторам внешней среды 12

1.3. Основные тенденции развития технологии семеноводства 18 капусты белокочанной. Исторический опыт и перспективы

2. Материал, методы и условия проведения опытов 29

2.1. Исходный материал для проведения исследований 29

2.2. Методы исследований и сопутствующие наблюдения 30

2.3. Погодно-климатические и почвенные условия 34

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

3.1. Методы повышения приживаемости маточников 3 8 в системе трехфакторного опыта

3.1.1. Фенологические наблюдения 3 8

3.1.2. Анализ компонентов и субкомпонентов признака семенной 43 продуктивности

3.1.3. Урожайность и качество семян. Факторы их определяющие 53

3.2. Влияние орошения и уровня минерального питания 57 на эффективность семеноводства

3.2.1. Фенологические наблюдения и биометрия 58

3.2.2. Анализ компонентов и субкомпонентов признака 61 семенной продуктивности

3.2.3. Урожайность и вклад факторов питания и орошения в ее 68 формирование

3.3. Анализ фотосинтетической деятельности семенников 73

3.4. Водный баланс 82

3.3.1. Поступление воды и влажность почвы в опытах 82

3.3.2. В одопотребление семенных растений 8 6

3.5. Экономическая эффективность изученных методов 94 Выводы 98 Рекомендации 100 Список использованной литературы 101 Приложения 120

ВВЕДЕНИЕ

Семеноводству принадлежит важнейшая роль при решении задач по увеличению производства овощей и повышении их качества. Семена с высокими посевными, сортовыми и урожайными качествами - одно из важнейших условий успешного развития отрасли овощеводства (Алексеев, 1990; Лудидов, 2000; Литвинов, Лудилов, 2010). Чтобы обеспечить гарантированное производство высококачественных и конкурентоспособных семян необходимо изучать, развивать и совершенствовать элементы технологии, которые способствуют повышению производительности труда, росту урожайности, улучшению качества семян.

Актуальность исследований:

Совершенствование любой технологии сельскохозяйственного производства, а семеноводства в особенности должно базироваться на знании биологических особенностей культуры, ее жизненного цикла. В процессе онтогенеза у каждого вида растений существуют периоды, когда они в максимальной степени восприимчивы к неблагоприятным условиям внешней среды, которые принято называть «критическими». Негативное воздействие внешних факторов в это время особенно сильно отражается на урожайности и качестве продукции.

В семеноводстве капусты белокочанной одним из таких периодов является промежуток времени между посадкой и отрастанием, вплоть до заложения генеративных органов. В этот период происходит развитие корневой системы, что является основой для снабжения семенного растения водой и минеральными веществами, и, в конечном счете, высокой продуктивности и качества семян. Для успешного преодоления этого «критического периода» традиционно рекомендуют осуществлять посадку в максимально ранние сроки, использовать прием «подращивания» маточников и послепосадочный полив.

Цель работы - усовершенствовать элементы технологии, обеспечивающие стартовое развития маточников, повышающие

эффективность семеноводства капусты белокочанной и оценить эффективность их применения в условиях ЦЧЗ России.

Задачи исследований:

1. Провести сравнительную оценку приема, основанного на использовании маточников с закрытой корневой системой (ЗКС) при совместном использовании с традиционными методами, повышающими приживаемость, в том числе после посадочным поливом и подращиванием.

2. Изучить эффективность минерального питания и орошения при выращивании семенных растений в системе двухфакторного опыта.

3. Показать особенности изменчивости показателей продукционного процесса при семеноводстве капусты белокочанной среднепозднего созревания в зависимости от факторов питания и орошения методом множественно регрессионного анализа.

4. Выявить особенности фотосинтетической деятельности растений капусты белокочанной в семенных посадках и развитие признаков, определяющих формирование показателя чистой продуктивности фотосинтеза.

5. Исследовать специфику водопотребления семенных растений капусты белокочанной в зависимости от применяемых элементов технологии.

6. Оценить экономическую эффективность производства семян капусты белокочанной при использовании маточников с закрытой корневой системой и факторов минерального питания и орошения, как элементов технологии, применительно к условиям ЦЧЗ.

Объект исследований: Процесс формирования компонентов и субкомпонентов семенной продуктивности капусты белокочанной.

Предмет исследований: Комплекс традиционных и новых элементов технологии семеноводства капусты белокочанной, и его влияние на урожайность и качество семян.

Новизна: Впервые обоснован и разработан новый элемент технологии семеноводства капусты белокочанной, основанный на использовании маточников с закрытой корневой системой. Изучено использование его в качестве самостоятельного фактора способствующего приживаемости, сохранности семенных растений и повышения урожайности семян, и в сочетании с традиционными приемами, такими, как подращивание и послепосадочный полив.

Дана оценка продуктивности фотосинтеза в семенных посадках капусты белокочанной, как основного условия определяющего получение высокого урожая. Выявлены особенности влияния агротехнологических приемов на формирование показателей чистой продуктивности фотосинтеза, фотосинтетического потенциала и индекса листовой поверхности.

Практическая значимость работы:

Показана высокая эффективность использования предложенного агроприема при производстве семян капусты белокочанной на примере сорта Касатка среднепозднего срока созревания.

Оптимизированы важнейшие факторы повышения продуктивности семенных растений и качества семян капусты белокочанной - минеральное питание и орошение в условиях Центральной Черноземной Зоны. Показано взаимовлияние при их совместном использовании.

Предложено комплексное использование изученных факторов интенсификации семеноводства капусты белокочанной. Дана экономическая оценка эффективности применения изученных агроприемов в семеноводства капусты белокочанной в условиях ЦЧЗ РФ.

На защиту выносятся следующие основные положения:

Активное стартовое развития маточников сразу после посадки путем использовании маточников с закрытой корневой системой, является эффективным фактором повышения продуктивности фотосинтеза и урожайности семенных посевов капусты белокочанной.

Изученные приемы технологии семеноводства оказывают влияние на водный баланс и способствуют рациональному расходованию почвенной влаги, обеспечивая снижение коэффициента водопотребления в агроценозе.

Оценка вклада изученных агроприемов в формирование показателей урожайности, чистой продуктивности фотосинтеза и коэффициента водопотребления, выполненная методом дисперсионного анализа позволила выделить приоритетные факторы (орошение и ЗКС) способствующие повышению эффективности семеноводства капусты белокочанной в условиях ЦЧЗ.

Апробация работы: Основные результаты диссертационной работы доложены на Межд. научно-практ. конф. «Современные тенденции в науке: новый взгляд» Тамбов, 20011; Междунар. научно-практ. конф. «Наука сегодня: теоретические аспекты и практика применения» Тамбов, 2011; Междунар. науч.-практ. конф. «Наука и инновации в сельском хозяйстве» Курск, 2011; методической комиссии отдела селекции и ученом совете ВНИИ овощеводства (20011 г). По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ, в том числе 2 статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 126 стр. компьютерного текста, состоит из введения, 3 глав, выводов, практических рекомендаций производству, включает 26 таблиц, 14 рисунков, 8 приложений. В работе использовано 193 источника литературы, в том числе 43 на иностранных языках.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ПО ИЗУЧАЕМЫМ ВОПРОСАМ

Капуста кочанная, Brassica capitata (L.) Pers. - двулетнее растение, относится к семейству капустных (Brassicaceae). Род, весьма полиморфный и географически сильно дифференцированный. Родиной большинства видов капусты считают Средиземноморский очаг происхождения растений. Капуста очень древнее растение, введена в культуру более 5 тыс. лет назад. По классификации Т.В. Лизгуновой (1984) в пределах вида выделено 3 подвида: средиземноморский^иЬзр. costata (De.) Lizg.), восточный (subsp. orientalis Lizg.)n европейский (subsp. capitata Lizg.) (Лизгунова, 1984).

1.1. Биология развития растений капусты белокочанной

В жизненном цикле капусты белокочанной выделяют семь этапов, которые она проходит в течение двух лет (Лизгунова, 1965, 1984). Обширным объемом исследований процесса онтогенеза у культурных растений, установлена общность органогенеза культурных растений, в том числе капусты и выделено 12 этапов (Куперман, 1962; Кружилин, Шведская, 1966; Китаева, Марьяхина, Полумордвинова, 1970).

В первый год жизни растения проходят четыре и во второй еще три этапа жизненного цикла, в том числе:

1 .Прорастание семян и появление всходов. В процессе набухания семена всасывают воду до 50 % от их массы. На этом этапе удлиняется зародышевый корешок, образуется гипокотиль, семядоли выносятся на поверхность почвы, сбрасывают семенную кожуру, выпрямляются, увеличиваются в размерах и начинают выполнять ассимилирующую функцию (Еременко, 1975). В фазе семядолей растения наиболее чувствительны к низкой температуре (Барашкова, Боос, 1981).

По данным В.И. Алексашина, С.С. Егорова, Н.Н.Хороших (1984), оптимальная температура для прорастания семян 24-28°С. Дальнейшее повышение температуры ведет к снижению всхожести. При 2°С массовые

всходы появляются через 47 дней, при 6°С- через 21, при 10°С- через 10, при 14°С- через 8, при 18-20°С- через 6 и при 24-30°С - через 4 дня.

2. Начальный рост розетки и корней. Через 7-12 дней после появления всходов образуются настоящие листья и боковые корни второго порядка. Главный корень в этот период достигает 20-24 см длины. Различия в темпах нарастания листьев зависят от видовой и сортовой специфики, качества семян и условий выращивания. Корневая система в этот период развивается быстрее листьев (Александров, 1962, Ткге, А]регБ, 1987). При рассадном способе возделывания в течение первых двух недель корни капусты сосредоточены в 50-60-сантиметровом слое почвы, а при посеве в грунт проникают на глубину более метра (Тулупов, Гринберг, Литвинов, 1981, Тулупова, 1976).

В этот период представляет опасность сочетание высокой температуры воздуха влажности почвы, приводящее к полеганию и искривлению стебля. Под действием этих факторов происходят морфологические изменения растений вытягивание осевых органов и формирование рыхлого стебля со слаборазвитой механической тканью (Метлякова, 1982)..

3.Накопление листовой массы и развитие корневой системы. Максимального развития по количеству и массе листьев растения достигают на 50-70-й день после посадки, увеличиваясь в 3 - 10 раз (Китаева, 1973: Леунов, Леунова, 1975). При этом поверхность корневой системы у растений, сформировавших кочан, в 50-100 раз превышает, поверхность листьев (Эделынтейн, 1962).

4.Образование кочана. Формирования кочана начинается на 1-2 декады ранее, чем площадь листьев достигнут максимальной величины (Лизгунова, 1984). Позднеспелые сорта к этому времени имеют 7-8 развернутых листьев и 4 - 6 зачаточных (Тараканов, Авакимова, Королькова, 1976).

При наступлении фазы хозяйственной годности кочана постепенно прекращается отход листьев с его поверхности, увеличивается размер за счет

разрастания и увеличения количества слагающих листьев, накоплении питательных веществ (Ernst, Manfred, 1981).

Для скороспелых сортов характерно формирование урожая за счет высокой продуктивности фотосинтеза, а для позднеспелых за счет развития большей поверхности листьев и длительности ее функционирования (Авакимова, Королькова, 1976; Bauch, 1980).

На продуктивность фотосинтеза и урожайность оказывает существенное влияние интенсивность наращивания ассимиляционной поверхности (Мельникова, 1977)

5 .Образование соцветия. Переход от вегетативного состояния к репродуктивному, сопровождается изменениями морфологического строения конуса нарастания верхушечной почки. При этом, Т.В. Лизгунова (1984) выделяет пять последовательных фаз морфолого-анатомического состояния конуса нарастания, приводящих к полному формированию цветков, а И.Е. Китаева и И.Я. Марьяхина (1967) только три (этапа).

Для вегетативной фазы конусов нарастания капусты характерна их полукруглая форма. Боковые почки в этой фазе уже заложены в пазухах листьев.

В течение первой фазы происходит вытягивание конуса и расширении его основания вследствие появления в пазухах первого - третьего листьев и у основания конуса округлых боковых почек.

Во второй фазе боковые почки образуются в пазухах едва заметных листовых зачатков и конус нарастания покрывается большим количеством мелких бугорков - зачатками листьев или почек.

В третьей фазе конус имеет ряд бугорков, листьев и почек, а ниже располагаются зачатки значительно удлиненных листьев, в пазухах которых имеются почки, развивающиеся таким же образом, как верхушечная почка.

В четвертой фазе ближайшие к вершине конуса нарастания почки начинают формироваться в цветки. При превращении почки в цветок вытягивается длинное междоузлие, выносящее ее высоко над маленьким

листовым зачатком, в пазухе которого она заложилась. Это междоузлие является цветоножкой. Почка на цветоножке имеет четыре зачаточных листочка — будущую чашечку.

В пятой фазе идет формирование тычинок и образование в последних пыльцы. В тоже время, как зачатки цветков превращаются в сформированный цветок, конус нарастания главной и боковых осей продолжает рост, в результате чего возникают новые зачатки цветков, что приводит к образованию соцветия.

Переход от вегетативного состояния к генеративному, в течение пятого этапа обусловлен процессом яровизации, который сопровождается пятью описанными фазами образования соцветия. У большинства сортов капусты начальные изменения в точках роста начинаются в осенний период, а затем при хранении маточников у них идут дальнейшие изменения в конусе нарастания, приводящие к сформированию зачаточного стебля. Исключение представляют длинностадийные лежкие сорта, у которых этот процесс заканчивается только весной в полевых условиях.

В конусах нарастания боковых почек, при переходе их из вегетативного в генеративное состояние, проходят такие же изменения, как и в верхушечной почке. Сроки осуществления этого процесса в почках разных ярусов кочерыги и его интенсивность связаны с особенностями сорта (с длительностью стадий развития и величиной боковых почек).

6. Цветение. Весной после посадки маточников, зачаточное соцветие трогается в рост и затем вступает в фазу бутонизации. Массовое цветение у кочанной капусты приходится в среднем на 30-44 день. Цветение совпадает с интенсивным ростом главного стебля и боковых ветвей растений, но наиболее интенсивно их рост идет до фазы массового цветения, после чего резко снижается и прекращается с окончанием цветения. Капуста относится к длиннодневных растений. Длинный день ускоряет репродуктивное развитие, однако не заменяет яровизирующего действия температурного фактора.

7. Плодообразование и созревание семян. Рост, стручка, продолжается около 20 дней после опыления, в течение которых он приобретает соответствующую форму, зародыш начинается Формирование через 4-5 дней после опыления. На 13 сутки у зародыша дифференцируются семядоли.

На 30 - 35 сутки семена достигают молочной спелости, а зародыш заполняет всю семяпочку. Семена приобретают зеленую окраску. При надавливании на них зародыш легко выделяется вместе со слизистой жидкостью. При переходе от молочной к восковой спелости семена приобретают способность прорастать.

В возрасте 35 - 40 суток наступает восковая спелость. Семена сохраняют зеленоватую окраску. При надавливании на них зародыш выделяется, но без жидкости.

Полное созревание