Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

АГРОНОМИЧЕСКАЯ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ СПОСОБОВ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ПОСЕВНОГО МАТЕРИАЛА МЯТЛИКОВЫХ КУЛЬТУР

ВАК РФ 06.01.09, Растениеводство

Автореферат диссертации по теме "АГРОНОМИЧЕСКАЯ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ СПОСОБОВ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ПОСЕВНОГО МАТЕРИАЛА МЯТЛИКОВЫХ КУЛЬТУР"

-вн5Ы

На правах рукописи

Сажи на Светлана Владимировна

Агрономическая н экономическая эффективность способов оценки качества посевного материала мятлнковых культур

06.01. 09 - растениеводство

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Курган - 2004

Работа выполнена в Курганской сельскохозяйственной академии имени Т. С. Мальцева в 2001 - 2003 гг.

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Савельев Виктор Андреевич

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Кандаков Николай Васильевич,

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Исаенко Василий Анатольевич

Ведущая организация - Курганский каучн" -■-.г---(інститут

сельского хозяйства

Защита диссертации состоится 28 сенгпг■ ' асов мседакии диссертационного совета К 220.039.01 V глой гг ;;'аеш10й

сельскохозяйственной академии имени Т. С.

Адрес: 641300, Курганская область, Кетовский район, с. Лес ни «со»- ХА,

зал заседаний Ученого совета

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке .. -.с - дарственной сельскохозяйственной академии имени Т. С. Ї,,г.

Автореферат разослан 2004і\ -

Ученый секретарь диссертационного совета, ^ кандидат биологических наук, ^ Ц

доцент (/иі-Шг — А. Н, Панфилова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований: основная задача семеноведения - получение высококачественных семян районированных сортов с.-х. культур.

Посевные качества семян: энергия прорастания, всхожесть, сила роста, масса 1000 семян, влажность - изменяются в значительных пределах в зависимости от сроков уборки, фазы спелости и погодных условий в период уборки.

При оценке посевных качеств недостаточное внимание уделялось силе роста и способам расчета нормы высева. Известно, что сила роста - свойство многогранное и поэтому существует много приемов его выражения. Сила роста может оцениваться не только по количеству ростков, пробившихся на поверхность через определенный слой песка или почвы, и массой, сформировавшихся на установленный день проращивания, но и другими показателями, в частности величиной давления, развиваемой прорастающими семенами. В связи с этим для повышения урожайности целесообразно больше внимания уделять показателям силы роста и методам расчета нормы высева.

Цель исследований: разработать новые способы оценки качества семян по силе роста, развитию корневой системы, провести сравнительные испытания и предложить производству наиболее эффективные варианты расчета норм высева семян.

Задачи исследований: изучить посевные качества семян различных сортов яровой пшеницы и ячменя - всхожесть, энергию прорастания, силу роста, рассчитать норму высева с учетом силы роста и с поправкой на коэффициент силы роста и коэффициент энергии прорастания.

- разработать эффективные способы определения качества семян, более приближенные к полевым условиям.

- изучить связь показателей качества семян с урожайностью.

- установить экономическую эффективность методов расчета нормы высева и целесообразность использования данных методик в сельскохозяйственном производстве.

Научная новизна. Разработаны новые, не имеющие аналогов в сельскохозяйственном производстве, способы оценки качества посевного материала по силе роста, определяемой в конусных цилиндрах с песком и по биологической силе роста. Для исследований использовались устройства, запатентованные В, А. Савельевым в 1989; 199бгг, В результате проведенных исследований установлена корреляционная связь между силой роста и урожайностью. На основании проведенных исследований предложены новые методы расчета норм высева, основанные на силе роста и на коэффициентах с силой роста и энергией прорастания.

Практическая ценность. Разработаны новые подходы к оценке посевных качеств семян, основанных на различных методах определения силы роста,

3 ЦНБ МСХА 1

Жпил ___________ I

которые дают возможность получить наиболее полную информацию о семенах.

На основании проведенных исследований установлена возможность наиболее точного прогнозирования урожая мятликовых культур. Можно использовать определение качества семян методом проращивания в конусных цилиндрах с песком, и с учетом этого рассчитывать норму высева для сильных семян, а для ослабленных - расчет проводить с учетом коэффициентов силы роста и энергии прорастания.

Апробация работы. Основные положения работы доложены на конференциях и опубликованы в сборниках: Зауральский фестиваль - конкурс научно исследовательского, технического и прикладного творчества молодежи «Новые горизонты», Курган 2002; конференция молодых ученых «Новый взгляд на проблемы АПК» г. Тюмень, 2002; научно - практическая конференция молодых ученых «Энтузиазм и творчество молодых ученых - АПК» г. Екатеринбург, 2003 г.; Челябинская конференция молодых ученых 2004; конференция КГСХА «Молодые ученые - сельскому хозяйству», Курган 2004.

Объем (I структура работы; диссертация изложена на 140 страницах печатного текста. Состоит из введения, 4 глав, выводов, рекомендаций производству. Содержит 32 таблицы, 15 рисунков н 10 приложений, Библиографический список включает 129 источников, в том числе б из них -работы зарубежных авторов.

УСЛОВИЯ, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследования проводились в 2001 — 2003 гг, на кафедре растениеводства Курганской СХА. Разрабатывались новые способы оценки качества посевного материала: по силе роста, развитию корневой системы, проведены сравнительные испытания различных вариантов расчета норм высева. Для исследований использовались элитные семена сортов яровой пшеницы Омская 18, Омская 20, Фора, Терция, яровой ячмень Прерия хозяйства «Светлый Дол» Курганской области, Белозерского района.

В лабораторных условиях определялась:

1. Всхожесть семян.

2. Морфофизиологическая сила роста.

3. Биологическая сила роста.

4. Сила роста в гофрах.

5. Сила роста в конусных цилиндрах.

Результаты проведенных исследований использовались при расчете нормы высева по новым формулам:

1. В контрольном варианте использовалась стандартная формула расчета нормы высева.

2. В полевых условиях часть ослабленных проростков погибает, поэтому количество высеваемых семян следует увеличить. Расчет проводился по следующей формуле.

М * П * 100

н =---------, где:

Ч • Вс• Кс

Н - норма высева семян, ц/га;

М — масса 1 ООО зерен, г;

П - число зерен млнУга, шт.;

Ч - чистота семян, %;

Вс - всхожесть семян, %;

Кс - коэффициент поправки на силу роста,

100-(Вс - С)

Кс «----------, где:

100

С-сила роста, %.

3. При определении всхожести семян одновременно подсчитывается и энергия прорастания, которая свидетельствует о поведении семян в полевых условиях и часто коррелирует с урожайными свойствами.

Предлагается следующий способ определения нормы высева с учетом энергии прорастания:

М-П-100

Н =----------, где:

Ч '(Вс • Кэ)

И - норма высева семян, ц/га; П-число зерен млн./ га, шт.; Ч - чистота семян, %; Вс - всхожесть семян, %;

Кэ - коэффициент поправки на энергию прорастания; М - масса 1000 зерен в г.

100 - (Вс - Э)

Кэ =-----------------, где:

100

Э - энергия прорастания, %.

4. При расчете нормы высева проводилась оценка на основе данных по проникающей способности ростков данной партии семян, их возможности всходить с различной глубины:

М*П» 100

Н =----------, где:

А *Б

Н - норма высева семян, ц/га; А - чистота семян, %;

Б - сила роста семян с различной глубиной определения, %;

М - масса 1 ООО зерен, г;

П - число всходов, необходимых для данного поля, шг/м2.

5. Существенное влияние на формирование проростков оказывает такой фактор, как полное использование элементов питания зерновки на создание органической массы. Для этого рассчитывался коэффициент надежности -отношение сухой органической массы ростков к заложенным на проращивание семенам:

М'П'100

Н =-------------, где:

Ч * Вс • (Кн + Оп)

Н - норма высева семян, ц/га;

П — число зерен на га/млн. шт.;

Ч -чистота семян, %;

Вс - всхожесть семян, %;

. Кн — коэффициент надежности семян;

Он — оптимальные потери элементов питания.

Использование коэффициента надежности для расчета нормы высева семян мШишковых культур позволяет учесть потенциальные возможности посевного маїериала.

Технология возделывания используемых для опыта сельскохозяйственных культур (пшеница, ячмень,) не отличалась от зональной.

Полевые исследования проводились по методике госсортинспекции. После появления всходов подсчитывалась количество ростков на м1, все результаты записывались в журнал. Сноповые образцы для лабораторного анализа отбирали за один день до начала уборки урожая на тех же пробных участках, где определяли весной густоту стояния растений, В процессе анализа снопового образца проводилась оценка по следующим показателям: количество растений, продуктивных стеблей, число зерен в колосе, масса 1000 зерен. По этим данным подсчитывалась биологическая урожайность.

Урожайность учитывалась-путем обмолота и взвешивания зерна с делянки.

Климат характеризуется продолжительной, малоснежной зимой со значительными понижениями температуры, с частыми метелями, коротким, но жарким летом. В течение вегетационного периода наблюдается возврат холодов и частые засух«.

Участок, на котором проводился эксперимент, расположен на территории опытного поля Курганской сельскохозяйственной академия, находящейся в Кетовском районе Курганской области. На территории опытного поля распространен чернозем выщелоченный, маломощный, малогумусный, среднесуглинистый.

РЕЗУЛЬТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ Повышение надежности показателя всхожести семян мягликовых

культур

Всхожесть - количество нормально развитых проростков, выраженное в процентах. Чтобы это установить, семена проращивают в лабораторных условиях в течение 7 дней. При определении всхожести устанавливают одновременно к энергию прорастания семян.

При оценке качества посевного материала перед исследователем ставятся следующие задачи: получение достоверной информации по основным параметрам оценки, которая должна быть достаточно информативной - для оценки последующего роста и развития растений. При определении всхожести семян, в одном анализе, получаем сразу три оценочных показателя: энергию прорастанкя, всхожесть и массу ростков, каждый из которых будет характеризовать отдельные функции растительного организма, развивающиеся независимо друг от друга, но в сумме характеризующие потенциальную возможность семян. Широкий разброс полученных данных определяется многими причинами, как естественным состоянием семян, их неоднородностью, надежностью оценочного показателя, так и сопутствующими условиями.

Посевные качества семян, используемые для посева в 2001 году, были различные (табл. 1). Мягкие пшеницы Омская 18, Омская 20 и Фора соответствовали 2-3 классу посевного стандарта, остальные были некондиционные. Энергия прорастания была ниже всхожести на 5-8 %, что характеризует их как достаточно устойчивых с физиологической точки зрения.

При высокой всхожести семян яровой пшеницы сортов Фора и Омская 20 наблюдается интенсивное нарастание органической массы: она составила 6,48 - 6,67 г. Повышение массы ростков делает посевной материал более продуктивным в полевых условиях.

Семена яровой пшеницы и ячменя урожая 2002 года по основным оценочным показателям уступали посевному материалу, полученному в 2001 году. По отдельным сортам (Омская 18) различия небольшие - всего 2 %, по другим изучаемым сортам масса проростков меньше: она составила 2,5 - 5,4 г. Оценка семян только по стандартным показателям не позволяет охарактеризовать их в полной мере.

Посевной материал урожая 2003 года по стандартным оценочным показателям, за исключением сорта Терция и Прерия, отвечают требованиям второго и третьего классов. Наблюдается значительная разница между лабораторной энергией прорастания (13 %), всхожестью и низкой массой сформировавшихся ростков. Если данные партии анализировать только по лабораторной всхожести, то этот показатель будет соответствовать предъявляемым требованиям. Но когда берутся во внимание все оценочные

показатели, в том числе и полевые исследования, то результаты получаются значительно ниже.

Таблица 1 - Качество посевного материала в зависимости от показателей жизнеспособности и всхожести семян (2001 -2003 гг.)

Культура Жиінеспосо Энергия Всхожесть, Сырая Сухая масса

и сорт (пшеница, бность, прорастания % масса ростков.,

ячмень) % >% ростков., г г

2001 г.

Омская 18 90 80 88 6,21 0,8

Омская 20 93 87 91 6,67 0,79

Терция 93 87 90 6,65 0,86

Фора 96 88 93 6,48 0,76

Прерия (ячмень) 90 83 S8 8,75 0,84

НСРж 2.9 5,6 3.2 0,6 0.1

2002 г

Омская ) 8 93 90 90 3,7 0,4

Омская 20 88 74 78 3,4 0,4

Терция 89 76 78 2,5 0,3

Фора 92 ■ - 82 87 3,3 0,3

Прерия (ячмень) 94 81 SS 5,4 0,5

НСРт 1,8 6,5 2,4 0,5 0,6

2003 г

Омская 18 95 80 93 3,1 0,31

Омская 20 94 75 91 3,2 0,30

Терция 81 53 69 2,4 0,2

Фора 92 79 90 3,0 0,26

Прерия (ячмень) 87 77 82 2,9 0,2

НСРт 2.1 а,7 4,9 0.06

Низкая масса ростков яровой пшеницы в пределах 3,2 г, при всхожести 90 -93 %, не гарантирует получение дружных всходов. Ячмень относится к «серым хлебам» и его посевной материал характеризуется большей устойчивостью к неблагоприятным факторам внешней среды. И, тем не менее, как видно из данных таблицы I, наблюдается большое различие между всхожестью и нарастанием органической массы по годам.

При оценке морфофизиологической структуры проростков мы получаем более полную картину о состоянии семени, что позволяет более точно прогнозировать будущую урожайность. Энергия прорастания и всхожесть могут, в первую очередь, повлиять на полевую всхожесть, которая является полифакторной системой, зависит от многих случайных и закономерных явлений.

При одинаковой лабораторной всхожести мы можем иметь самый разнообразный по качеству посевной материал. При урожайности в 10-12 ц/га, возможно, этот показатель и не имеет особого значения, но при высокой культуре

в

сельскохозяйственного производства качество посевного материала, его потенциальная продуктивность становятся решающим фактором в формировании высокой урожайности зерновых культур, что подтверждается высоким показателем корреляции между массой ростка и полевой всхожестью.

Проблема повышения надежности оценочных показателей состоит в том, как отразить более полно неравноценные результаты анализов в едином показателе с практическим выходом на расчет нормы высева, а также с возможностью ее корректировки в зависимости от конкретной ситуации.

В сельскохозяйственной литературе нет информации о корректировке всхожести семян в зависимости от интенсивности развития проростка н его массы. Для этих целей нами разработана следующая формула теоретической всхожести семян с учетом сухой массы ростков, Мф

Вст. = Всф + (------• (100 - Всф», где:

Мт* К

Вст - теоретическая всхожесть, %;

Всф — фактическая всхожесть, %;

Мт - теоретическая масса ростков, г,

Мф — фактическая масса ростков, г,

К - коэффициент формирования органической массы.

Теоретическая масса ростков рассчитывается, исходя из массы заложенных на проращивание семян и коэффициента использования элементов питания зерновки на формирование массы ростка. Если взять за основу исследования И. Г. Строны, то коэффициент использования питательных веществ составит 0,5.

Яровая пшеница сорта Омская 18 при всхожести 88 % сформировала 0,8 г сухих ростков. Расчет теоретической всхожести проводится следующим образом: 0,8

Вст = 88 + (------------* (100 - 88)) = 93,6

(3,4 * 0,5) * 0,5

Теоретическая всхожесть яровой пшеницы равна 93,6 %.

С помощью данного способа расчета можно объединить многофакторные результаты исследований, что упростит анализ получаемой информации и даст возможность проанализировать однолетние и многолетние данные (табл. 2)

Таблица 2 - Показатели всхожести семян яровой пшеницы с учетом массы

ростков, %

Сорта пшеницы Всхожесть семян

2001 г. 2002 г. 2003 г. Средняя всхожесть за 3 г.

Омская 93,6 92,3 94,2 93,3

Омская 20 95,2 83,2 92,5 90,3

Терция 95,0 81,8 72,6 83,1

Фора 96,1 89,2 91,5 92,2 .

Анализ теоретической всхожести семян показывает, что яровая пшеница сорта Омская 18 в среднем за три года имела теоретическую всхожесть 93,3 %. Незначительно ей уступала яровая пшеница сорта Фора. Наименьшие показатели отмечались у сорта Терция - 83 %.

Данная методика позволяет провести сравнительную оценку семян с учетом фактической всхожести и массы проростков.

Всхожесть семян, несмотря на все недостатки технологического свойства (трудоемкость, малой нформативность), остается главным оценочным показателем посевного материала. Всхожесть семян, по своей сути, является конечным результатом и поэтому в меньшей степени подвержена изменчивости.

Методы оценки силы роста семян

Сила роста семян характеризуется способностью ростков семян пробиваться через определенный слой песка и их зеленной массой. При определении силы роста семян выявляются причины отклонения от нормальной всхожести.

Крепкие проростки быстрее накапливают сухое вещество за счет лучшего использования запасных питательных веществ семени, раннего и интенсивного фотосинтеза, вследствие чего повышается продуктивность растений.

В условиях засушливого климата глубину заделки семян зерновых культур приходится изменять в больших пределах: с 3 до 8 см, при этом сила роста, определенная с глубиной заделки 3 см, не будет соответствовать 8 см глубине. В этом случае проведенные анализы становятся бесполезными. Здесь нужен другой подход к решению поставленной Задачи - найти способ подсчета количества сформировавшихся ростков на любой интересующей нас глубине, что можно сделать при определении силы роста в конусных цилиндрах с прозрачными стенками. Формирующиеся ростки прорастают строго вертикально и поэтому, прижимаясь к стенке конусного цилиндра, могут быть подсчитаны в любое время.

Формирование проростков в песке идет совершенно иначе, чем, допустим, в рулонах или гофрах. В увлажненном песке ослабленные семена дают ростки, часто не превышающие 3-5 см, и только небольшая часть из них достигает длины 7-8 см, (табл. 3). Семена яровой пшеницы сорта Фора с глубиной заделки семян 3 см сформировали на 100 заложенных семян 65 ростков, а с 8 см - всего 15. Анализ показывает, что данные семена можно использовать только при самой мелкой заделке в почву или на легких почвах. Семена ячменя в этом случае оказались более сильные, их можно использовать и в более поздние сроки и с большей глубиной заделки.

Таблица 3 - Показатели силы роста пшеницы и ячменя в конусных

цилиндрах(200 - 2003 гт.)

Культура Чисто Число Число Сырая масса Сухая

и сорт проросших проросших проросших ростков, масса

(пшеница, семян с семян с семян с г ростков,

ячмень) глубины 3 см, глубины 5 см глубины 8 см, г

% % %

2001 г.

Омская 18 49 45 39 4,35 0,86

Омская 20 65 59 43 7,08 1,09

Терция 45 40 26 4,37 0,71

Фора 65 35 15 6,55 1,01

Прерия (ямень) 87 86 76 12,50 1,19

НСРт 6.4 19 6.0 0.7 0,2

2002 г.

Омская 18 66 60 60 4,2 0,3

Омская 20 74 72 60 3,9 0,3

Терпи 80 68 64 АЛ 0,3

Фора 72 64 62 4,9 0,5

Прерия (ямень) 88 »8 88 5,3 0,4

НСРт 4.9 6.6 6,2 0,2 0,3

2003 г.

Омская 18 70 66 63 4,6 0,4

Омская 20 62 45 33 3,9 0,3

Терция 79 78 67 4,2 0,4

Фора 74 71 63 4,3 0,4

Прерия (ямевь) 76 67 49 3,8 0,3

НСРт 4,6 5 4 0,3 0,1

Разработанный способ силы роста в конусных цилиндрах позволяет провести сравнения различных партий семян на целесообразность их применения в качестве посевного материала. Если семена зерновых культур при глубине заделки 3 см имеют силу роста 80-83 %, то в полевых условиях можно получить полные всходы с высокой полевой всхожестью. Если же сила роста с минимальной глубиной заделки семян снижается до 45 % (сорт яровой пшеницы Терция), то это приведет к изреживанию посевов я последующему снижению урожайности. Для сравнительной оценки информации, полученной различными методами, можно применить показатель теоретической всхожести с учетом длины ростков или корешков. Расчет проводится по следующей формуле:

ДФ

Вст = Всф + (-------* (100 - Всф)), где:

Дм

Вст -теоретическая всхожесть, %;

Всф - фактическая всхожесть, %;

Дф - фактическая длина ростка, см;

Дм - максимальная длина ростка, см.

Например, для сорта Омская 18 всхожесть 88 %, длина ростка 10,7 см 10,7

Вст = 83 + (----------<100 — 88) = 96,5 %

15

Теоретическая всхожесть яровой пшеницы сорта Омская 18 с учетом длины ростка составила 96,5 %,

Сравнительный анализ показывает, что сохраняется общая закономерность в динамике оценочных показателей, выполненных различными методами (табл. 4).

Таблица 4 - Показатели всхожести семян яровой пшеницы с учетом длины

ростков, %

Сорта пшеницы Всхожесть семян

2001 г 2002 г 2003 г Средняя всхожесть за 3 г.

Омская 18 96,5 99,0 97,4 97,6

Омская 20 96,7 94,0 96,5 95,7

Терция 95,6 95,0 90,0 93,5

Фора 96,6 98,0 97,3 97,3

Теоретическая всхожесть семян яровой пшеницы сорта Омская 18 составила 97,6 % и за три года исследований остается наиболее высокой, Семена яровой пшеницы сорта Терция по качеству уступали другим сортам, теоретическая всхожесть составила 93,5 %.

В среднем за исследуемый период большое количество всходов наблюдалось при глубине заделки семян 3 см, а с увеличением глубины заделки (5-8 см) количество всходов уменьшалось.

Различия по сортам яровой пшеницы между минимальной и максимальной глубиной заделки семян колебались ог 7 до 24 ростков на 100 заложенных семян. Ослабленные ростки были не в состоянии пробиться на поверхность с большей глубины и поэтому погибали.

Продуктивность мятликовых культур зависит от большого количества факторов, в том числе от густота стояния растений. В условиях Курганской области, при дефиците влажности вполне приемлемой урожайность может быть 2,0 т/га. Для ее обеспечения требуется 300 - 350 штУм3 всходов. Эта величина была взята за основу, от которой рассчитывалась практическая полнота всходов в % по различным способам определения нормы высева (табл. 5).

Таблица 5 — Густота стояния растений яровой пшеницы и ячменя ___(2001-2003 гг.) . _

Культура и сорт (пшеница, ячмень) Способы расчета нормы высева

стандартный по силе роста с попр, на Кэ с попр. ва Кс

шт %* шт шт %* шт. %<

Омская 18 340 97 350 ГнхР 430 123 379 110

Омская 20 352 105 311 89 375 107 367 105

Фора 317 90 335 96 422 121 325 92

Терния 396 из 450 129 421 120 420 120

Прери* (ячмень) 296 85 306 87 360 109 399 113

• практическая полнота всходов,

• Кэ - коэффициент энергия прорастания,

• Кс - коэффициент силы роста,.

Практически на всех вариантах Густота стояния всходов была приближена к оптимуму. Высокие результаты были у яровой пшеницы Терции, которая сформировала от 396 до 450 шт/м2 всходов, что составило от 113 до 129 % необходимой величины. Высокая полнота всходов наблюдалась на вариантах с расчетом нормы высева с коэффициентом энергии прорастания и с коэффициентом по силе роста.

Всхожесть семян мятликовых ■ культур, определенная в оптимальных лабораторных условиях, не позволяет прогнозировать полевую всхожесть и последующую густоту стояния растений, от которой при интенсивной технологии возделывания сельскохозяйственного производства на 40 - 50 % зависит продуктивность яровой пшеницы. Более надежными методами оценки качества посевного материала является сила роста в цилиндрах с песком. Полученная информация позволяет смоделировать прорастание семян в поле с учетом последующей глубины заделки семян мятликовых культур.

Влияние способов расчета норм высева на урожайность мятликовых

культур

Семена во многом предопределяют уровень урожайности, и чем лучше они будут, тем выше урожайность. Исследованиями установлено, что семена высокого качества, в сравнении с обычными, обеспечивают прибавку урожайности около 3-4 ц/га. Этот резерв повышения продуктивности необходимо использовать в сельском хозяйстве, из-за чего требования к качеству семян должны быть очень высокими.

Большинство показателей, раскрывающих качество семян, имеют непосредственное отношение к продуктивности, и чем они выше, тем больше урожайность,

Полевая всхожесть и выживаемость растений от всходов до уборки влияют на густоту стояния.

Норма высева не может быть одинаковой для всех агрофонов. Если в почве много влаги и азота, то норму можно повысить, а если эффективное плодородие низкое, то норму высева следует сделать ниже, т, к. почва не сможет обеспечить большое количество растений питанием. При высокой засоренности норму также следует повышать я т. д. Следовательно, для каждого агрофона должен быть свой способ расчета нормы высева, но при этом нужно учитывать, что завышенная норма снижает экономическую эффективность возделывания культуры (рис. 1).

1 2 3 4 »

Способ расчета: ряд1-есжюкестъ, рад 2 - сипа роста, ряд 3 -Кэ,ряд4-Ке.Сорта: 1. Омская 18.2.0мс*ая2й. З-Фора, 4. Терция. 5. Прерия

■ Рисунок 1 - Урожайность яровой пшеницы и ячменя в зависимости от способов расчета нормы высева

В среднем за исследуемый период (2001 - 2003 гг.) у яровой пшеницы сорта Омская 18 при стандартном способе расчета нормы высева получено 2,1 т/га зерна. Использование Для этих целей показателей силы роста и энергии прорастания позволило дополнительно получить 0,2 - 0,3 т/га,

Ярова» пшеница сорта Омская 20 положительно реагировала на норму высева с поправками на силу роста и энергию прорастанкя. Прибавка урожайности составила 0,2 т/га. Если сравнивать продуктивность яровой пшеницы сортов Омская 18 и Омская 20 с теоретической всхожестью семян, то

просматривается определенная закономерность в использовании данного способа расчета нормы высева, в частности, на семенах с высокими посевными качествами (Омская 18) наибольшая эффективность получена при расчете кормы высева с учетом силы роста. А где теоретическая всхожесть ниже (Омская 20), там лучшие результаты получены при использовании коэффициента силы роста.

При возделывании мятликовых культур приходится постоянно менять глубину заделки семян. При этом норма высева остается практически неизменной. ^Стандартный способ анализа посевного материала и расчет нормы высева не позволяют скорректировать количество высеваемых семян в зависимости от их качества и расположения в почве.

Определение силы роста в конусных цилиндрах дает возможность рассчитать норму высева в зависимости от глубины заделки семян и качества посевного материала.

Различные по скороспелости сорта яровой пшеницы не одинаково реагируют на корректировку нормы высева с учетом количества сформировавшихся ростков. Среднепоздний сорт яровой пшеницы Омская 18 в 2001 году при стандартном способе расчета сформировал урожайность 2 т/га. Оптимизация нормы высева позволила при посеве на глубину 3 и 5 см получить дополнительно 0,2 - 0,3 т/га зерна. Стандартный способ расчета нормы высева в данном случае соответствовал в большей степени глубокой заделке семян 8 см. Если же анализировать реакцию яровой пшеницы сорта Терция на различную норму высева, то здесь изменений не отмечено. При стандартном расчете нормы высева урожайность составила 2 т/га, а на изучаемых вариантах 1,9 т/га.

Необходимо учитывать, что минимальная глубина заделки семян 3 см не всегда создает оптимальные условия для их прорастания. Недостаток влаги может отрицательно сказаться на процессе прорастания, полевой всхожести семян и последующей продуктивности мятликовых культур. Данный факт отмечался в 2002 году, когда яровая пшеница сорта Терция с глубиной заделки семян 3 см сформировала урожайность 2,5 т/га, а при 5 см - 3,2 т/га зерна. В данном случае необходимо обоснованно, с учетом влажности почвы, "определять оптимальную глубину заделки и от нее, на основе проведенных анализов семян, рассчитывать норму высева.

В среднем за период исследований 2001 - 2003 годы по всем изучаемым сортам яровой пшеницы доказана эффективность использования способов расчета нормы высева с показателями силы роста в конусных цилиндрах

(рис. 2). В большей степени эффективность проявляется при глубине заделки семян на 5 см. Здесь не отмечено снижения продуктивности яровой пшеницы от сопутствующих факторов (влажность почвы, климатические условия). Повышение урожайности яровой пшеницы в зависимости от изучаемого способа расчета нормы высева составило ОД - 0,35 т/га зерна.

1 2 3 4

Способы расчета: 1 - стандартный, 2 - сила роста 3 сы, 3 -сила роста s см, 4-ama роста в см, 5-коэф. надежности. Сорте: 1 - Омоая te, 2 - Омская 20, 3 -Терция, 4 - Фора

Рисунок 2 - Урожайность яровой пшеницы в зависимости от способов расчета нормы высева и глубины заделки семян

Повышение продуктивности яровой пшеницы обеспечивается за счет оптимизации количества продуктивных стеблей и массы 1000 зерен.

Продуктивность полевых культур является полифакторной системой, зависит от большого количества факторов: водного и питательных режимов, уровня агротехнического обслуживания. При этом выход продукции определяется сочетанием факторов, находящихся на различном уровне обеспеченности. Для каждого конкретного сорта семян н предшественника должна быть своя, наиболее оптимальная норма высева.

Данная задача при стандартном подходе к расчету нормы высева практически неразрешима.

Одним из путей решения данной проблемы может быть использование элементов программирования урожайности для создания модели будущего посева и на основе этого расчета нормы высева. Наиболее приемлемым способом оценки качества для этих целей может быть сила роста, определенная в цилиндрах с песком, с учетом последующей глубины заделки семян.

Корреляционная связь между оценочными показателями качества семян и урожайностью мятликовых культур

При изучении живых организмов редко приходится встречаться с функциональной зависимостью, при которой каждому значению одной переменной - аргумента — соответствует тоже одно, вполне определенное

значение другой переменной — функции. Растения, животные и микроорганизмы в процессе развития постоянно взаимодействуют с факторами внешней среды, изменяются под влиянием разнообразных условии существования. Поэтому у них связь между признаками проявляется в виде корреляционной связи, или корреляции. Эта форма связи характерна тем, что каждому значению одного признака соответствует не одно, а несколько значений другого признака, т. е. его распределение.

Задача исследования корреляционной связи - определить характер и измерить тесноту сопряженности между признаками, из которых один является факгориальным, а второй результативным.

Анализ ростков семян мятликовых культур в плотной среде позволяет повысить надежность оценочных показателей как с точки зрения расчета нормы высева, так и прогнозирования полевой всхожести семян (табл. б).

Таблица б - Корреляция силы роста семян пшеницы и ячменя в цилиндрах с

урожайностью (2002 год)

Показатели качества семян Сырая масса ростков Сухая масса ростков Полевая всхожесть Урожайность

Лабораторная всхожесть 0,13±0,16 0,20±0,16 0,01±0,1б 0,001±0,16

Сила роста с глубины 3 см 0,28±0,1б 0,20±0,16 0,47*0,14 СС22±0,16

Сила роста с глубины 5 см 0,24±0,16 0,06±0,16 0,51±0,14 0,14±0,16

Сила роста с глубины 8 см 0,4 (НО, 15 0,10*0,16 0,38±0,15 0,06±0,16

Сырая мама - 0,65±0,12 0,10±0,16 0,04±0.1б

Сухая масса - - 0,10±0,16 0,22*0,16

Полевая всхожесть - - - 0,05±0,16

Эти результаты позволяют на посевном материале любого качества прогнозировать поведение семян в полевых условиях, что особенно важно при интенсивной технологии возделывання мятликовых культур. Исследования показывают, что в 51 % случаев можно судить о полевой всхожести, исходя из анализов силы роста в конусных цилиндрах с песком.

При выращивании зерновых культур желательно получать' высокую стабильную урожайность по годам. В производственных условиях отклонение продуктивности от средней величины достигает 35 - 40 %. Оптимизация нормы высева семян зерновых культур позволяет снизить разброс урожайности яровой пшеницы и ячменя до уровня слабой вариационной изменчивости.

Противоречивые результаты по значимости оценочных показателей качества семян в формировании урожайности яровой пшеницы подтверждаются исследованиями 2003 года (табл. 7).

По данным таблицы видно, что высокая сопряженность наблюдалась между силой роста и полевой всхожестью - 0,91, ас урожайностью она составила 0,58. Средней и высокой связь была между сырой и сухой массой и урожайностью 0,49 и 0,87.

Таблица 7 - Корреляция силы роста в цилиндрах и урожайности пшеницы и _ ячменя (2003 год)_

Показатели качества семян Сырая масса ростков Сухая масса ростков Полевая всхожесть Урожайность

Сипа роста с глубины 5 см 0,07±0,]6 0,48±0,14 0,91 ±0,05 0,5Ш,13

Сырая масса - 0,76±0,10 0,63*0,12 0.49±0,14

Сухая масса - - 0,21 ±0,16 0,87±0,08

Палевая всхожесть - - - 0,30*0,15

Коэффициент детерминации указывает на направление и степень сопряженности в изменчивости признаков, но не выявляет, как количественно меняется результативный признак от изменения факториального на единицу измерения. Для этого необходимо проводить регрессионный анализ. Он позволяет определить формулу корреляционной связи, то есть уравнение прямой линии.

Оптимальные условия для прорастания семян яровой пшеницы в условиях засушливого климата складываются на глубине посева 5 см. В этом случае в большей степени проявляется сопряженность между изучаемыми параметрами, коэффициент линейной регрессии увеличивается до 0,02 (рис. 3).

П)зф*к регрессии по уравнению: у=аЬ)г

Ь =

щ> &

ь«|Ш§щ

нэоодшэгаынам^а*. ¡д = ¿г - ьж\

I—РадН

ее

в»

Рисунок 3 - Регрессионный анализ силы роста семян (5 см.) и урожайности яровой пшеницы (2001 -2003 гг.) Формула уравнения прямой линии имеет следующий вид: У = 1.1 + 0.02 «X где; V - урожайность яровой пшеницы, т/га

X — сила роста, %

На основании проведенных исследований можно сделать вывод, что с помощью традиционных оценочных показателей (всхожесть, морфофизиологическая сила роста)' появилась возможность спрогнозировать полевую всхожесть семян, в частности, ослабленных неблагоприятными воздействиями во время созревания. Большей надежностью в этом отношении отличается способ определения силы роста в конусных цилиндрах, коэффициент детерминации в отдельные годы может увеличиваться до 0,9 %, что свидетельствует о высокой корреляционной зависимости.

Изучаемые оценочные показатели качества посевного материала не могут в полной мере оценить последующую продуктивность мятликовых культур. На формирование урожайности в дальнейшем оказывают влияние другие незаменимые факторы роста и развития растений (водный, тепловой, питательный режимы), которые и формируют конечный выход зерна.

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ

Обоснованность использования предлагаемых способов анализа семян расчета нормы высева можно определить с помощью экономического расчета. На сорте Омская 20 эффективность оказалась на всех вариантах (табл. 8). Таблица 8 - Экономическая эффективность применения новых методов

Способ расчета Урожай Отклонения Затраты Доход Экономия на Условно

нормы высева иость, от на от посевном чистый ,,

т/га стандарта, посевной зерна. ' материале, доход,

т/га материал, Р)б. руб. руб.

руо.

Стандартный 2,1 - ■, 1206 - - ■' .

Сила роста 2,1 0 1098 - 108 108

С попр, на Кс 2,3 +0,2 1362 800 - 800

С попр, на Кэ 2,3 +0,2 1368 800 ■ - 800

Кс - коэффициент силы роста

Кэ — коэффициент энергии прорастания

Среднеспелый сорт Омская 20 в среднем за три года исследований в полной мере реализовал преимущество всех изучаемых способов расчета нормы высева как за счет повышения продуктивности в вариантах с поправкой на энергию прорастания (800 руб.), так и за счет экономии посевного материала при расчете нормы высева по силе роста в конусных цилиндрах (108 руб.).

При использовании для расчета нормы высева поправки на энергию прорастания и морфофгои »логическую силу роста определяется дополнительное количество семян, способных сохранить необходимую густоту стояния растений.

Это наиболее приемлемо для ослабленных семян с пониженной энергией прорастания и небольшой длиной ростка.

ВЫВОДЫ

1. Определение всхожести посевного материала мятликов ых культур предполагает подсчет всхожести семян, у которых росток равен или больше длины половины семени, а проросток не менее длины всего семени. При этом не анализируется интенсивность развития морфофизиол оги ч еских структур. Предлагается при определении всхожести семян учитывать не только количество всходов, но и длину ростка и корешка и на этой основе корректировать всхожесть семян по следующей формуле:

ДФ

Вст = Всф + (-----* (100 -Всф)), где:

Дм

Вст - теоретическая всхожесть, %;

Всф — фактическая всхожесть, %;

Дф - фактическая длина ростка, см;

Дм — максимальная длина ростка, см.

2. Разработан способ определения силы роста в песке с подсчетом количества сформировавшихся ростков на различном уровне. Определение сипы роста проводится в конусных цилиндрах с песком, с заделкой семян на глубину 3, 5 и 8 см, что позволяет получить информацию о дальнейшем развитии ростков в полевых условиях и рассчитать .норму высева с учетом срока посева и увлажненности верхнего слоя почвы.

3. В лабораторных условиях был применен биологический способ определения силы роста, включающий посев семян на увлажненном ложе, проращивание семян в термостате и периодическое их взвешивание, с последующей оценкой ростков, корешков по сырой, сухой массе, длине и расчете коэффициента надежности семян. Для осуществления данного способа использовалось устройство, описанное в патенте № 2067371.

4. Для уточнения нормы высева семян мятляковых культур различного качества были использованы способы расчета нормы высева: по силе роста в конусных цилиндрах

М'П'100

А * Б

• с поправкой на морфофизиологическую силу роста

20

100-(Вс-С)

Kc =--------

100

- энергию прорастания

М-П'ЮО ЮО-(Вс-Э)

Н =--------; Кэ =--------------, где

Ч * (Вс * Кэ) 100

Н — норма высева; П — число всходов, необходимых для данного поля, шт/м2; А - чистота семян, %; Б - сила роста семян с различной глубиной залегания, %; М - масса 1000 зерен, г; Ч - чистота-семян, %; Вс - всхожесть семян, %; Кс -коэффициент поправки на силу роста; С - сила роста, %; Кэ - коэффициент энергии прорастания; Э — энергия прорастания.

5. В большинстве случаев расчет нормы высева по силе роста уменьшает массу высеваемых семян и при использовании высококачественного посевного материала получается равная или большая урожайность. Прибавка в сборе зерна достигает 0,1 - 0,35 т/га. Расчет нормы высева с поправкой на морфофизиологическую силу роста и энергию прорастания дает больший эффект на ослабленном посевном материале с всхожестью 85 - 90 %, восполняя потери от низкой полевой всхожести. Если поправка на норму высева превысит оптимальный предел, то будет снижение продуктивности яровой пшеницы и ячменя.

6. Различные по скороспелости сорта яровой пшеницы неоднозначно реагировали на изучаемые способы расчета нормы высева, Среднепоздний сорт яровой пшеницы Омская 18 дал прибавку урожайности при расчете нормы высева по силе роста в среднем за 3 года 0,2 т/га, а с поправкой на энергию прорастания — на 0,3 т/га. В пределах 0,2 т/га наблюдалась прибавка урожайности по яровой пшенице сорта Омская 20, Падение продуктивности по изучаемым вариантам отмечалось у яровой пшеницы сорта Фора - ОД т/га.

7. Экономическая эффективность изучаемых способов расчета нормы высева существенно отличается по культурам и сортам. У яровой пшеницы сорта Омская 20 по всем изучаемым способам расчета нормы высева получен экономический эффект от 108 до 800 руб/га. Такое же положение отмечается и у ячменя сорта Прерия, где прибыль составила 466 - 866 руб/га. За исследуемый период по всем изучаемым сортам яровой пшеницы и ячменя при использовании расчета нормы высева по силе роста в конусных цилиндрах получен экономический эффект от 108 до 1364 рубля.

М*П* 100 Ч • Вс * Кс

Рекомендации производству

Для расчета нормы высева используется показатель качества - всхожесть. Исходя из наших исследований, видно, что данный расчет не дает точных результатов. Мы рекомендуем использовать показатель силы роста в конусных цилиндрах с песком как основной критерий качества посевного материала и рассчитывать норму высева, исходя из этого.

М'ПМОО

н =------------, где

Л * Б

Н - норма высева семян, ц/га;

А - чистота семян, %;

Б - сила роста семян с различной глубиной залегания, %;

М - масса 1 ООО зерен, г;

П - число всходов, необходимых для данного поля, шт/м2.

Внедрение в сельскохозяйственное производство рекомендуемого способа расчета нормы высева позволит, дифференцировано, в зависимости от срока посева, глубины заделки семян и качества посевного материала рассчитать количество высеянных семян и, тем самым, в определенной степени, стабилизировать продуктивность мятликовых культур.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

1. С. В. Сажина. Сила роста как основной критерий качества посевного материала.// Сборник научных трудов Межрегиональной научно -практической конференции «Энтузиазм и творчество молодых ученых -агропромышленному комплексу Урала», Екатеринбург — 2003, - С. 323 -328.

2. С. В. Сажина. Основные методы оценки качества посевного материала. II Материал научно-практической конференции «Наука — сельскому хозяйству», Курган 2003, - С. 159-161.

3. С. В. Сажина. Влияние посевных качеств семян на урожайность. // Сборник конференции молодых ученых «Новый взгляд на проблемы АПК», Тюмень - 2002, - С. 190 - 192.

4. С. В. Сажина. Сила роста — основной критерий качества посевного материала. // Материалы ХЫП научно-технической конференции ЧГАУ часть 3, Челябинск -2004, - С. 397 - 400.

5. С. В. Сажина. Вопросы оценки посевных качеств семян. // Сборник научных трудов КГСХА.

ЛИЦЕНЗИЯ ЛР Ха 021298 от 18 июня 1998 г.

Подписано в печать 11.08.2004 Формат 60 х 84'/}б Бумага офсетная. Гарнитура Times. Печ, л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 1207

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Курганская государственная сельскохозяйственная академия им. Т.С.Мальцева» 641300 К}рганская область, Кетовский район, с. Лесниково, КГСХА

> » 11 б О 8 5