Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ГАЗОВОГО И ВОДНОГО РЕЖИМОВ НА ПРОРАСТАНИЕ СЕМЯН ОВОЩНЫХ КУЛЬТУР

ВАК РФ 06.01.06, Овощеводство

Автореферат диссертации по теме "ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ГАЗОВОГО И ВОДНОГО РЕЖИМОВ НА ПРОРАСТАНИЕ СЕМЯН ОВОЩНЫХ КУЛЬТУР"

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СССР

МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К. А. ТИМИРЯЗЕВА

Ф

_, . На правах рукописи

Эдуард Филиппович ГЕПТИНГ

ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ГАЗОВОГО И ВОДНОГО РЕЖИМОВ НА ПРОРАСТАНИЕ СЕМЯН ОВОЩНЫХ КУЛЬТУР

(Специальность № 06.01.06 л—овощеводство)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА—1975

Диссертационная работа'выполнена па кафедре овощеводства ТСХЛ и Овошноп опытной .станции им. В. И. Эдель-

шгейпа. " -' ......

Научные руководители: доктор сельскохозяйственных. наук профессор Г. И. Тараканов; кандидат сельскохозяйственных наук доцент В. Д. Мухин.

Официальные, оппоненты: доктор сельскохозяйственных' наук проф. В. А. Комиссаров, кандидат сельскохозяйственных-паук В. И. Киселева., , .- - •

Ведущее учреждение — Институт физиологии растении АН СССР. '.'. . .

Автореферат разослан « У "»- qa&9l?A*bS . 1975 г.

Защита диссертации состоится па заседании Ученого совета

плодоовощного факультета ТСХЛ «./& » Ю7о г. .

в /Гг-час.' "..,.„

Проспм'Вас принять личное участие в работе' указанного Совета или прислать- письменный отзыв по адресу: 125003, Москва А-8, Тимирязевская улица, 47, корп. 8, Ученый совет ТСХА.

- Отзывы, подписанные_ и .заверенные печатью, просим на правлять в двух экземплярах.

Ученый секретарь ТСХА Щ .0_Г<у\_Ю л\—«_

доц. Ф. А. Девочкпи.

ВВЕДЕНИЕ

В решениях XXIV съезда Коммунистической партии Советского Союза поставлена большая и ответственная задача — обеспечить крутой-подъем производства: овощей/Осуществление этой проблемы невозможно без внедрения в сельское хозяйство достижений науки и передовой практики. Немаловажное значение в повышении урожаев овощных культур имеет-решение вопросов, связанных с улучшением: качества.хемян, и особенно разработка способов повышения полевой всхожести. В связи с этим большой интерес представляет изучение экологии прорастания семян.

Важнейшими экологическими факторами для обеспечения высокой полевой всхожести следует считать влажность, аэрацию, температуру почвы и т. д. ' • • •"',

Изучению влияния влажности на прорастание семян посвящено достаточно много работ (Богданов С, 1889, Ермилов Г. Б., 1959 и др.). Однако в этих работах почти не затронут вопрос о влиянии влажности на прорастание семян овощных культур в связи с типом почв.

Давно известно; что для нормального прорастания семян всех культур необходим кислород. Изучением этого вопроса занимались многие, авторы (Ма1рщЫ 1687, Фирсова М. К.., 1959, Курлыкова Л!.. В., 1963, Овчаров К. Е., 1969). Между тем в работах этих авторов и других крайне скудны сведения об особенностях прорастания семян овощных культур при различном газовом режиме, а этот вопрос имеет важное значение для объяснения причин снижения всхожести семян в поле.

В этой связи в наших исследованиях были поставлены следующие основные задачи:

1. Изучить реакцию семян некоторых овощных культур при прорастании 'на различные уровни обеспеченности их водой и кислородом.

2. Изучить влияние гидротермической обработки семял моркови, лука, томата с дополнительной аэрацией 'И без нее на прорастание семян'И урожай, и на этой основе разработать приемы повышения полевой всхожести.

-•_. -1

4ЫТра8ш_.и..,.д.',..л А..1]кшеКа 1 МосиоВСтоц о;>д У. ;::::::а С«ьхоз. • А1'3Ас:гпп И.-! <' д. Тимирязева

Методика и условия проведения опытов

Экспериментальная работа ...выпо'лЛена в 1970—1973 гг. методами лабораторного, лабораторно-полевого и полевого;. опытов. • -• . >'

В исследованиях использовались семена следующих овощных 'Культур: огурец Алтайский ранний 166 урожая 1968 и 1971 годов, томат Белый налив 241 урожая 1969 и 1971 годов, морковь Наптская 4 урожая 1970 и 1971 годов, лук Спасский местный урожая 1970 и 1971 годов, редис Рубин урожая 1971 года, капуста Номер первый грибовскчй 147 урожая 1970 года, перец Ласточка урожая 1970 года.

Влияние газового режима на прорастание семян.изучали -при следующем соотношении газовых компонентов (табл*1) в приборе, собранном по схеме Гречина И. П. в нашей модифи-. нации {рис. 1).

Т а б л и ц а 1

Соотношение газовых компонентов в вариантах.опыта'(в %):-_:;. .

Компоненты смеси Варианты опыта . . . •-

обычные условия 1 2 3 4 5 6 '7

. N со2 70 20,94 0,06 71 29 0 77,2 21,4 1А 79,4 19,0 1,6 77 20.8 2,2 80,6 15,3 4.1 78.6 12,1 9,3 80,7 0,0 19,3

Влияние водного режима, типа почв на прорастание семян лука, моркови, огурца и томата изучали в лабораторных условиях, для чего были использованы торфяная почва совхоза Яхромский,' суглинок легкий мелкопылеватый Овощной опытной станции ТСХА, супесь мелколылеватая совхоза "имени Моссовета. Влажность почвы поддерживалась весовым методом в пределах 20, 40, 60% от полной.влагоемкости согласно вариантам опыта. . .

Влияние намачивания-на всхожесть семян моркови, лука и их урожаи изучали в лабораторных й полевых условиях. Семена намачивали по весу 1 : 1 в течение 24 и 48 часов, а также погружением в воду (в марлевых мешочках) в течение 24 и; 48 часов.'Перед посевом семена подсушивали.до. сыпучести. ';

Изучали влияние гидротермической обработки при усиленном снабжении кислородом на прорастание семян моркови, лука, томата'и урожайл. Семена обрабатывали в барбаторе («барбатаж»), собранном по схеме (рис. 2). Длительность обработки 24 и 36 часоо. Контролем служили' семена, намоченные. по весу 1 : 1 и погруженные в воду. .. „

Полевые опыты по намачиванию н барбатажу семян закладывали в два срока (первый в оптимальный для нашей зоны и второй с запозданием на 20—30 дней) с целью выяснения влияния намачивания и барбатажа на прорастание семян 'в благоприятных условиях. (температура 17—20°С и влажность почвы 18—20% от абсолютно сухого веса) и неблагоприятных (температура 20—25°С и влажность почвы 6—9%).

Все условия проращивания семян в лабораторных опытах, кроме температуры, влажности почвы (ложе, количество повторений 4—6, семян-в; повторности 50—100), были одинаковы и соответствовали ГОСТу 12038—66. • ;.

Учет количества'проросших семян проводили ежедневно до срока их полного прорастания. 1

Проросшим считалось;семя, нормально-развитый корешок которого был размером не менее длины, у круглых"—диаметра семени. . • * . "...,™Л,.:. ..-..'. .

♦ Водопоглотительную способность семян устанавливали путем намачивания'Их в воде и взвешивания через.определенное время (У. Руге, 1951) с дальнейшим пересчетом процента поглощенной воды в граммах на 1 г воздушно-сухих семян.

В прорастающих в различном газовом .режиме семенах определяли содержание нуклеиновых кислот спектрофотометри-ческим методом,'содержание углеводов"— по Бертрану, азог 1 общий —'по Кьельда лю, азот белковый — по Бернштейну.

Силу роста семян-определяли по весу массы росткоп (в граммах в пересчете на 100 штук). Обычно силу роста определяют в песке, однако, чтобы приблизить условия проращивания семян к полевым, по рекомендациям контрольно-семенной лаборатории Полевой опытной станции ТСХА (Гриценко В. В., Калошина 3. М., 1972), сила роста семян нами определялась

в почве. . ;': . • . ....... •

В полевых опытах все фенологические наблюдения пелись согласно принятой .методике. ;;...:.

Статистическая обработка данных проведена методом дисперсионного анализа (Доспехов Б. А„ .1968), •

Погодные условия в .период проведения полевых опытов

: Полевую, всхожесть семян, рост растений в значительной степени определяют погодные условия.,

Под действием.погодных условий происходят существенные изменения в химизме семян. Так, под действием влаги приводятся в деятельное состояние ферменты, растворяются питательные вещества,, создается тургор в тканях проростков ♦ и уменьшается плотность оболочки. .-,♦.,

Для того, чтобы все названные процессы в/семени проходили с 'нормальной скоростью, необходима определенная температура.

Годы проведения полевых опытов (1972—1973)- были различны по метеорологическим условиям. Так, первый срок посева 1972 года характеризовался средней температурой на поверхности почвы 18—20°С и влажностью 13—15% от абсолютно сухого веса почвы, При втором сроке сева температура на поверхности почвы была более низкой— 15—17°С и влажность почвы 16—18% от абсолютно сухого веса. , .

.В 1973 году первый срок посева был сдвинут на более раннее время и поэтому характеризовался температурой на поверхности почвы 14—16°С и влажностью почвы 18—19% от абсолютно сухого веса.

Второй срок посева семян 1973 года характеризовался, повышенной температурой— 23—25°С и пониженной влажностью почвы — 11 —12% от абсолютно сухого веса.

. Условия" вегетации в годы проведения опытов также складывались по-разному. Так, температура на поверхности почвы была значительно выше в 1973 году, а влажность почвы, наоборот, ниже. " >, - -

Различия в гидротермических условиях предопределили неодинаковую эффективность одних и тех же приемов при посеве в полевых условиях. • *- •: -

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Влияние газового режима на прорастание семян некоторых овощных культур .,

Установлено, что состав газовой среды в сильной степени влияет на энергию прорастания и всхожесть семян (табл. 2).

Повышение содержания кислорода в большинстве случаев приводило к повышению энергии прорастания. В вариантах с повышенным содержанием углекислого газа сверх 2,2% во всех'случаях было отмечено торможение прорастания и" снижение всхожести семян. ...-.':.> •"

Изменение энергии прорастания в конечном итоге приводит к изменению всхожести семян. Так, в'варианте с повышенным содержанием кислорода (02 : СОг=29 : 0), где наблюдалось резкое повышение энергии прорастания, одновременно повышалась 'всхожесть семян, и в некоторых случаях весьма значительно. • • \ .'.?-'-• ..,-

Энергия прорастания и всхожесть семян различных культур .также изменяется неодинаково в зависимости от содержания газовой смеси'. Установлено, что особенно сильно изменяются под влиянием газовой среды эти показатели у лука и моркови и не столь значительно у семян огурца и томата. . Газовая среда, определяющая характер прорастания семян, влияет также -на сырой вес 100 проростков и их длину. Вес 100 проростков и их длина под влиянием газовой среды в большей 4

Влияние газового режима на прорастание семян огурца, редиса, лука, томата и моркови

Показатели

Варианты опыта

Я п - ч

О„ л *** ся 1-Н со ся

о о о СО 9, СЛ О о О "»I ся СЛ СЛ

■ф н ^ ьГ

О) « Ч- 00 со СП - * о 00 со

« 8 см а: СП СП о" ю (Ы о о о ' СП ' СП О, ю сы о

см сч сы о сы К ш сы сч . о

Огурец Алтайский ранний 166 Семена урожая 1968 года 1

Семена урожая 1971 года

Энергия прорастания (в .%) 43. 92 81 80 82 • 36 5 • 0 86 96 88 90 91 71 59

Всхожесть (в %) 92 97 92 94 97 89 57 . 0 ' 94 96 ' 92 94 92 84 63

Длина проростка (в см) .. 2,9 4,0 2,0 3,1 2,9 1,8 1,5 0 2,7 4,4 3,1 2,8 2,8 2,5 1,9

Сырой вес 100 проростков а :

(в г).....• 1,06 1,44 0,92 0,78 1,06 0,68 0,44 0-39 1,50 1,34 1,10 0,91 0,84 0,63

Томат Белый налив 241 Семена *]рожая 1969 года

Энергия прорастания (в %) 72 зэ 68 42 52 39 20 0 88 97 84 83 86 80 73

Всхожесть (в %) в6 93 94 9в 94 94 91 0 93 . 99 96 96 97 % 93

Длина проростка (в см) 15 2,8 1,9 0,9 15 0,5 0,5 0 2,0 3,2 ' 2,1 1,4 1,7 0,9 1,0

Сырой вес 100 проростков 0

(в г).....• 0,64 0,93 0,73 0,60 0,75 0,47 0,46 0,68 1,01 0,81 0,61 0,82 0,55 0,50

Семена урожая 1971 года

Морковь Нантская 4 Семена урожая 1970 года

Энергия прорастания'(в %) 21 31 25 17 25 0 0 0 22 33 21 11 24 0 0

Всхожесть (в %) . 74 85 73 72 76 54 66 0 70 77 73 72 71 68 70

Длина проростка (в см) 1,7 2,6 1,3 1,8 1,3 0,7 0,4 0 2,0 3,0 1,7 1,6 2,3 0,7 0,5

Сырой вес 100 проростков

(в г)..... 0,54 0.73 0,56 0,56 0,46 — — — 0,54 0,68| 0,5 0,62 0,61 — —

Семена урожая 1971 года

0

Продолжение таблицы 2

Варианты опыта

Показатели & о О д СИ^К о ст> «Л II ЧГ _ о> сы 00 о "1 г го ю * * со СЛ С) , СО СП о о л .. о о)' о: о С) ■4 » »» о оО сч сы 00 С » см "л, со ю СО И> ,-<

Луь Спасский местный

Семена урожая 1969 года Семена урожая 1971 юда

Энергия прорастания (в %) 22 60' 36 41 44 23 2 0 68 80 69 61 55 52 12

Всхожесть (в %) 45 63 54 50 53 24 19 , 0 84 89 79 81 83 70 67

Длина проростка (в см) 3,0 3,9 2.4 2,4 3,0 1,4 1,2 3,9 4,2 3,0 2,8 3.3 1,4 1,2

Сырой вес 100 проростков

(в г)...... 0,79 1,12 0,92 0,83 0,90 0,78 0,67 0 0,82 1,22 0,90 0,80 0,91 0,74 0,70

Редис Рубин

Семена урожая 1971 года

Энергия прорастания (в 74 84 80 79 76 51 26 0

Всхожесть (в %) 78 87 81 • 79 78 65 32 0

Длина проростка (в см) 1.6 2,7 1.3 1.4 "1.1 0,7 0,4 0

Капуста Номер первый Семена урожая 1970 года

Энергия прорастания (в %) 70 87 73 61 64 0 0 0

Всхожесть (в %) . . 81 93 85 30 85 25 0: 0 _ _ _: _ _

Длина проростка, (в см) 1.5 2,1 1,2 0,7 ,1.0 0.3 0 . . 0

Примечание. Контроль — естественные условия.

степени изменяются у томата, огурца, редиса и. в меньшей степени у семян лука и моркови. •

Установлена -неодинаковая реакция семян разных лет репродукции на содержание газовой среды. "

Особенно резко в зависимости от состава газовой среды изменяются всхожесть и энергия прорастания семян с длительным сроком хранения. Так, всхожесть семян лука Спасского урожая 1969 года при проращивании в среде с содержанием Ог: С02 = 29: 0 увеличилась по сравнению с контролем на 40%, а у семян 1971 года только на ;

.' Благоприятное воздействие на'прорастание семян среды с повышенным содержанием кислорода, по-видимому, связано с тем, что для нормального хода процессов обмена в семенах необходим лостояшшй приток кислорода, однако в обычных условиях, где содержание кислорода бывает весьма низким. (в почве), доступ его к семенам у ряда культур ограничивается плотной кожурой, что приводит к задержке ; прорастания. В наших опытах положительный эффект от повышенных концентраций кислорода особенно хорошо был заметен на примере семян лука, имеющих плотную роговидную оболочку, где энергия прорастания в варианте с соотношением Су. С0«=29:0 была на 173% выше, чем при проращивании в обычных условиях.

а. Влияние газового режима на прорастание дражированных семян'лука и моркови

Наряду с изучением влияния газовой среды на прорастание обычных семян, нами проведен ряд опытов по изучению влияния газового режима на прорастание дражированных семян.

Методика изучения влияния газовой среды на прорастание дражированных семян такая же, как и при изучении влияния различной газовой среды «а прорастание обычных семян.

Анализ результатов экспериментов показывает, что состав газовой среды в сильной степени изменяет энергию прорастания и всхожесть дражированных семян. Резкое увеличение энергии прорастания и всхожести семян отмечено в варианте с соотношением 02 : СОг=29 : 0, где она была на 32—154%, а всхожесть на 4—73%* выше, чем в контроле (естественные условия). Повышение концентрации углекислого газа до 4,1% привело к резкому снижению как энергии прорастания, так и их всхожести. Энергия прорастания дражированных семян снижалась в варианте с соотношением 02 : СОг—15,3 :4,1 на 13—64%, а всхожесть — на 49—71% по сравнению с контролем.

Более отзывчивы на повышение концентрации кислорода в среде прорастания семена с длительным сроком хранения (пониженной энергией прорастания и всхожестью).

Сравнительное изучение всхожести и энергии прорастания дражированных и недражированных семян свидетельствует о значительном-снижении'их у первых. Изменение этих показателей, в условиях различного снабжения углекислотой! и кислородом позволяет" полагать, что причиной этого является недостаток последнего. В связи с этим одним из важных направлении в работе с дражированными семенами является создание лопающихся при набухании оболочек, которые не препятствовали бы хорошей аэрации семени.

Влияние водного режима и типа почв на прорастание семян

некоторых овощных культур

Для того, чтобы семя тронулось в рост, оно должно помоги гь определенное количество воды. Только при увлажнении в семенах начинают активизироваться ферменты и проходить биохимические реакции (Овчаров К. Е.).

Нашими исследованиями, проведенными на Овощной опытной станции ТСХА, установлено, что уровень-" полевой всхожести семян овощных культур изменяется в больших пределах. На одних и тех же почвенных разностях способность семян 'К прорастанию неодинакова. Поэтому в лабораторных опытах было решено исключить по возможности случайное воздействие различных факторов, сосредоточив главное внимание -иа влажности и механическом составе почвы.

Сопоставление результатов наших исследований позволяет считать, что всхожесть семян изучавшихся культур достигает максимума при влажности почвы 40% от полной влагоемкости. Это происходит потому, что при такой влажности почва имеет, с одной стороны, достаточный запас влаги для.прорастания семян и в то же время' хорошую скважность, обеспечивающую нормальный воздухообмен. ,.;- '

При влажности 60%' от полной влагоемкости затрудняется воздухообмен и семена под действием патогенной микрофлоры почвы, особенно при низких положительных температурах, загнивают, в результате чего снижается всхожесть.

Способность семян к прорастанию, как уже было сказано выше, в сильной степени зависит от типа почв. В наших опытах максимальная всхожесть семян и сила роста всех культур были отмечены на торфяной почве совхоза «Яхромский», где эти показатели мало в чем уступали контрольному варианту (песок). " "

Различия в реакции на неодинаковые типы почв и их влажность связаны прежде всего с механическим составом, микробиологической активностью почвенных разностей и биологическими особенностями самих культур.

Неодногииность реакции на влажность и механический со-8 ' • • . '

став почвы была отмечена при использовании семян одного а .того же сорта, но разных лет репродукции. • Наиболее контрастны в этом отношении морковь и огурец.- -.-•••

Влияние намачивания семян моркови и лука на их всхожесть, рост растений и урожай

Урожайные качества семян.во многом зависят от друж-. ности и полноты появления всходов, а эти показатели могут быть значительно улучшены в результате предпосевной подготовки семенного материала.

Намачивание семян в воде является одним из старейших методов предпосевной подготовки, но использование его не всегда приносит нужные результаты.

Нашими исследованиями установлено, что всхожесть намоченных семян в сильной степени зависит от влажности почвы. В вариантах с обработкой семян всхожесть выше, чем в контроле, на 2—20%. Необходимо отметить, что стимулирующий эффект был наибольшим при влажности почвы 40% • от полной ее влагоемкосги. •-.-.•• ,

Сырой вес 100 проростков также увеличивается при нама-« чивании семян. По этому показателю наибольшее повышение было отмечено во'всех вариантах при влажности почвы 60%' от полной влагоемкости.

Для проверки данных по влиянию.намачивания семян на их всхожесть, полученных в лабораторных условиях, были заложены лабораторно-полевые опыты.'

„При посеве семян в открытый грунт, количество всходов в вариантах с обработкой почти всегда, было больше, чем в контроле (табл. 3). Среди всех изученных вариантов наиболее дружно прорастали семена при намачивании их в воде по весу 1 : 1 в течение 24 и 48 часов. Высокая дружность прорастания семян определила в конечном итоге повышение п: олевой всхожести на 2—11%. :. :

Наблюдения за ростом растений обнаружили неоднородность этих показателей в вариантах с различной предпосевной обработкой семян (табл. 3). ... • •

Ранние и дружные всходы обусловили в варианте с намачиванием семян по "весу 1 : 1 в течение 24 и '48 часов более высокие темпы роста растений. В свою очередь, это привело у моркови к повышению урожайности (табл. 4).

Разницу в урожае между вариантами с предпосевным намачиванием семян и контрольным вариантом следует отнести прежде всего за счет неодинакового количества растений на гектаре (при одинаковом количестве высеянных семян), хотя в этой связи средний вес корнеплода в подопытных вариантах был часто меньше. ;.„ . ' -

Таблица

Влияние предпосевного намачивания на всхожесть семян и развитие проростков моркови и лука (опыт 1972 года)

Варианты опыта

Лук, 1

Сухие семена — контроль .

Семена намочены погружением в воду на 4 8 часов ....

Семена ' намочены погружением в воду на 24 часа .

Семена намочены по весу 1 : 1 в течение 48 часов .

Семена намочены по весу 1 : 1 в течение 24 часов .Лук, 2

Сухие семена — контроль .

Семена намочены погружением в воду на 4 8 часов ....

Семена намочены погружением в воду на 2 4 часа ....

Семена намочены по весу 1 : 1 в течение 48 часов . .

Семена намочены по весу 1 : 1 в течение 2 4 часов ....

Л\орковь,

Сухие семена — контроль .

Семена намочены погружением в воду на 4 8 часов ....

Семена намочены .погружением в воду на 24 часа

Семена намочены по весу 1 : I в течение 48 часов

Семена намочены по весу 1 : 1 в течение 2 4 часов ....

Морковь

Сухие семена — контроль .

Семена намочены погружением вводу на 4 8 часов . . .

Семена . намочены «погружением в Воду на 2 4 часа ....

Семена намочены по весу 1:1 в течение 4 8 часов ....

Семена намочены по весу 1 : 1 в .течение 2 4 часов ....

Полевая § § 1

всхо-

А Ь, о

жесть

ю о

в %

! § • !

иск

1-й срок посева

28 1044

32 1351

31 1329

36 1333

29 1274

-й срок осева

16

961

29

1153

26

1079

35

1216

26

1190.

1-й срок посева

27

599

31

692

28

636

28

633

34

676

2-й срок

посева

13

533

20

652

19

660

14

688

19

655

Ills

Ь£ в: S ч

} • • Т а б л и ц а 4

Влияние предпосевного намачивания семян на урожай моркови Нантская 4

(опыт 1972 года)

Варианты опыта

Общий вес корнеплодов

В том числе ст. продукции

ц/га

% к

контр.

ц /га

% к

контр.

Коп

,?• С> О»

1-й срок посева

Сухие семена — контроль .

Семена намочены погружением в воду на 48 часов .

Семена намочены погружением в воду на 24 часа .

Семена намочены по весу 1 : 1 в течение 4 8 часов ....

Семёна намочены по весу 1 : 1 в течение 2 4 часов . . . .

Сухие семена — контроль .

Семена намочены погружением в воду на 4 8 часов . . . .

Семена намочены погружением .в воду на 24.часа . . .

Семена намочены по весу 1 : 1 в течение 4 8 часов . . . .

Семена намочены по весу 1 : 1 в течение 2 4 часов . . . .

72,4 100 71,4 100 42,5

108,4 123 87,1 122 55,7

99,2 123 74,8 104 43,5

110,0 152 99,6 139 40,9

134,6 185 87,3 122 50,0"

срок посева

66,7 100 53,6 100 55,0

78,5 120 48,6 91 47,8

73,4 ПО 55,0 102 47,7

79,2 119 48,8 91 49,4

76,6 114 57,4 107 37,6

НСРо,95=Ю,6 ц/га

При 'посеве в сухую почву (6—9% от абсолютно сухого веса) наблюдается отрицательное влияние намачивания семян на полевую всхожесть (табл. 5), что связано с гибелью проростков из-за недостатка воды.

Таблица 5

Влияние намачивания семян на их полевую всхожесть при пониженной влажности почвы (6—9% от абсолютно сухого веса)

Культура Варианты опыта 1 Всхожесть ! в % % к контролю

Лук Посев сухими семенами — конт-

54 100

Посев намоченными семенами но

весу 1 : 1 в течение 48 часов 35 64

Морковь Посев сухими семенами — • конт-

роль 74 100

Посев намоченнымн семенами по

весу 1 : 1 в течение 48 часов 64 86

Влияние гвдротермической обработки семян с дополнительной аэрацией на их всхожесть, рост растений и урожай

При проведении, опытов по' изучению 'влияния газового "ре-*3 ; -жима на прорастание семян овощных культур-нами было от-/' мечено, что с повышением* содержания кислорода в смеси повышается энергия прорастания и всхожесть семян. ♦ Эти факты дали основание предполагать возможность использования кислорода для предпосевной обработки' семян с целью повышения их посевных качеств.

Как следует из результатов, приведенных в таблице 6, энергия прорастания семян лука, моркови, перца й:томата в силь-)'"-:".-ной степени зависит от способа их.; предпосевной .обработки.- *. ~ Наилучшие . результаты -. по энергии прорастания получены п варианте с барбатажом,семянчв воде кислородом. .

Различия по всхожести в конечном.итоге;, соответствовали изменению энергии прорастаниям семян. " Особенно большие преимущества по всхожести имели семена, обработанные в бар-баторе кислородом. Наибольшее-: повышение, всхожести (н-а»! 29%) в данном варианте наблюдали у семян моркови. У дру-; гнх .культур различия по всхожести были менее значитель-. ными. 7 .' ••.••'!'•"-:'-.•. V-". С*>-;.4У:"- '."';"/*"-:. _

' Из полученных данных.следует, что барбатаж семян в воде кислородом у всех культур приводит к резкому увеличению : скорости прорастания семян в лабораторных условиях. Семе- * на в этом варианте начинают прорастать на 2—4.дня раньше, чем в контроле. • •'•' ••; .•'.. "-;

Причину тех изменений," которые происходят в результате обработки семян, а именно повышение1 энергии прорастания и. всхожести, вероятно, следует-искать;в биохимических измене-. ниях, происходящих в семенах после их обработки в барбаторе", ;-кислородом. - „ . , Л;. .:'.'."" ;;..'.'*'.:

К названным причинам следует добавить вымывание инги- .. биторов, тормозящих прорастание-семян, а также размягчение

семенной оболочки/происходящее в воде.........

. Для уточнения полученных'- данных в лабораторных уело- * виях был поставлен вегетационный опыт с теми же культурами намелкопылеватой почве совхоза -имени Моссовета.

В результате исследований была отмечена, такая же; как ' и в предыдущем опыте, зависимость по энергии прорастания.и . всхожести семян от метода.предпосевной.обработки.

Следует'отметить, что проращивание семян в лабораторных условиях неполностью отражает способность их прорастать в 'полевых условиях:-Вот почему часть опытов по изучению влияния различных.способов: предпосевной подготовки семян-томата Белый налив 241; на их всхожесть, рост растений проводилась в пленочных'«укрытиях. Было установлено, что

Влияние предпосевной обработки на энергию прорастания и всхожести семян моркови, лука, томата и перца (лабораторный опыт 1973 года)

Культура

Варианты - .опыта. Показатели морковь Наст-ска я 4 лук Спаи ский местный томат Белый налив 2- перец Ласточь з

Сухие семена' — контроль I Энергия прорастания (в %) % к контролю . . . , . Всхожесть (в %) % к контролю '. День начала появления проростков - , . . . . 54 100. 53 103 4 27 100 33 100 1 90 100 93 10Э 4 69 100 06 100 4

Семена намоче- Энергия прорастания (в %) 53 98 28 47 № 94 74 83

ны погружением в поду на 36 часов Всхожесть (в %) % к контролю . . . . , День начала появления про- 62 105 3 34 101 4 91 97 3 90 93 3

Парбатаж семян в воде кислородом Энергня прорастания (в %) /6 к контролю. .... Всхожесть (в %) . % к контролю .... День начала появления про- 72 133 75 129 О 29 107 27 100 2 96 105 97 101 2 93 104 97 101 2

как в лабораторных условиях, так и в полевых всхожесть томата выше в вариантах с барбатажом семян.

Анализ рассады, проведенный через 20 дней после высева семян в грунт, показал, что рост рассады в вариантах с предпосевной обработкой семян в барбаторе кислородом шел намного быстрее, чем в контроле.

Различия в ростовых процессах не могли не сказаться на сыром и сухом весе растений и корней. Поэтому и по двум последним показателям растения в вариантах с предпосевной обработкой семян в барбаторе кислородом превзошли растения контрольного варианта на 25 и 12% соответственно.

Для изучения тех же способов предпосевной обработки семян на всхожесть, рост растений моркови и лука, урожай были заложены полевые опыты.

Было установлено, что полевая всхожесть семян моркови. лука в сильной степени зависит от способа предпосевной обработки (табл. 7) и наиболее высока она в варианте с барбата-

Влияние предпосевной обработки на полевую всхожесть семян моркови и лука" (экспозиция 24 часа)

Культура

Сухие семена — контроль

Барбатаж в воде кислородом

'Варианты опыта

Намачивание 1 : Н-обра-

ботка кислородом

Обычное намачивание 1:1

Намачивание погружением в воду

1-й срок посева

Морковь

Морковь. Лук

49 49

35 24

67 65

6-1 60-

2-й срок посева

31 18

*27 17

56 58

48:

55"

.19 16

жом семян кислородом. Положительного эффекта удается добиться в случае посева обработанных семян в почву с" влажностью не менее; 18%, как это было при.первом сроке.посева! Влажность почвы 6—10% (второй срок) может привести' к противоположным результатам." "• ............7

Самая высокая скорость и дружность прорастания семян лука и моркови отмечены в варианте с предпосевадой обработкой в барбаторе кислородом!' . " • „

Предпосевная обработка не только изменяет их всхожесть, но и влияет в дальнейшем на рост растений (табл. 8).

•'..-:••/..•"•••„ . • --.-' Таблица 8

Влияние предпосевной обработки семян в кислороде и намачивания на рост " . (через 2 месяца после посева) и урожай моркови (опыт 1973 года) ...

Сырой вес т

! в г о о -В ч

Варианты опыта с^К - н к о он ч а ^ о я В т о Л Н О . 3.x & о га о ^ д я к

Иа _ £ и а 2 2 " о ч

Посев сухими семенами—контроль 19,4 6 2,63 1,33 535.7; 228,6

Семена намочены погружением

25 7' 7 3,54 2,16 537,8. 238,4

Семена намочены по весу 1:1 *. 25,0 7 4,21 3,04 239,3

Семена намочены по весу 1:1 + 584;3'

обработка 0 2 ...... 26,0 7 4,30; 3,38 217,!

Семена обработаны в Сарбаторе 585,7 •

кислородом ...... 26,5 7 5,18 4,30 /СС? п 279,4

Примечание. Экспозиция обработки 36 часов.

Установлено, что ростовые процессы растений из семян, обработанных в барбаторе кислородом, идут, значительно быстрее, чем в контрольном варианте, при посеве сухими семенами.

Можно было предполагать, что те изменения, котбрыё~на-блюдались в процессе роста растений, должны были сказаться на формировании урожая.

Урожайность моркови в связи с различными способами предпосевной подготовки семян представлена в таблице 8.

Повышение урожая в вариантах с предпосевной обработкой семян следует отнести, вероятно, в первую очередь за счет количества растений на гектаре и изменений, происходивших в процессе роста и развития растений, а именно, большей интенсивности нарастания листовой массы растений и развития корнеплодов.

Влияние предпосевной обработки семян в барбаторе кислородом на прорастание семян разных лет репродукции

• Для выяснения влияния барбатажа на прорастание семян разных лет репродукции были заложены лабораторные и вегетационные опыты.

В лабораторных условиях установлено, что семена разных лет репродукции неодинаково реагируют на предпосевную обработку. Наибольшей чувствительностью отличаются семена с пониженной энергией прорастания и всхожестью.

Наибольший интерес данный прием представляет для повышения всхожести коллекционных семян (семян длительного срока хранения). Так, в наших опытах (табл. 9) всхожесть семян моркови 1960 года репродукции при проращивании в обычных условиях составила 6%, а при обработке в барбато-ре кислородом 18%, т. е. на 12% больше. Аналогичные данные получены и'по другим культурам.

С целью уточнения полученных данных был заложен вегетационный опыт на мелкопылеватой супеси совхоза имени Моссовета. В результате была отмечена та же закономерность,. что и в лабораторном опыте. Следует только добавить, что предпосевная подготовка семян приводит не только к повышению энергии прорастания и всхолсести семян, но и увеличению -сырого и сухого веса 100 проростков.

Все эти изменения, т. е. повышение энергии прорастания и всхожести семян, увеличение сырого и сухого веса проростков, вызванные обработкой семян в барбаторе кислородом, связаны, вероятно, с тем, что в семенах под действием кислорода резко увеличивается активность ферментов, усиливаетсп процесс гидролитического распада запасных материалов семени, усиливается транспорт продуктов гидролиза из одной части растения в другую и синтез новых соединений для построения растущих органов растений.

Влияние предпосевной обработки,на прорастание семян с длительным сроком хранения -

Показатели -

Культура Варианты опыта <- •'- энергия ;'прораста- • • ния в %• ' -и , ко- . Ш ш

Морковь . Нант-' екая 4 1960 г. -г Сухие семена — контроль Семена обработаны в баргбаторе кислородом 24.часа,. ,г ". : Обычное :намачивание"24 часа " : : Т"УП'; :: ":Ч8'*;:-

Лук ' Спасский местный 1965 г. Сухие ; семена — контроль ". Семена обработаны в барбаторе кислородом 24 часа : . . . Обычное намачивание -24 часа ; . 7 ' . '. 14 • 28 12 /г

Томат Белый налив 241 1959 г. Сухие* семена "т-' контроль •" ".":;" . Семена .обработаны в барбаторе кислородом 24 часа . ••'."• •'. •-•' Обычное, намачивание 24 часа . •-58 • ;'-,77 62 76:* ;:~'92У:"" '76 . .

Как видно из результатов. экспериментов, предпосевная обработка семян в,барбаторе кислородом приводит к значительному повышению энергии.прорастания, лабораторной и полевой всхожести и в конечном итоге,урожая::Большое значение этот прием будет.-по-видимо'муЛиметь 'для повышения всхожести семян с пониженными лэнергией - прорастания и-всхо--жестыо (коллекционных семян)/ - : :„ .. . ,;Л: '.'-*_,'л'.

Биохимические изменения, происходящие в прорастающих семенах при различном газовом режиме

•*- Большой интерес.представляет <• превращение веществ при прорастании семян в различном газовом режиме;

Установлено, что содержание общего и белкового азота изменяется неодинаково при-прорастании семян в различном,"га-.. зовом режиме.Л С увеличением: содержания-кислорода коли- • чество общего азота резко;уменьшается.*'Аналогичная картина происходит и с белковым азотом. - -:'-< : ;

Из этого следует, что,, повышая концентрацию кислорода в среде проращивания семян, можно ускорить ферментативные процессы, синтез новых соединений;для построения растущих органов растения. . ] ;..-. ." • - • -

В настоящее время доказана важная роль нуклеиновых

кислот в биохимических процессах растений, животных и.мик-роорганизмов.

Нами было изучено общее содержание нуклеиновых кислот в прорастающих семенах в зависимости от состава газовой среды проращивания. Установлено, что содержание нуклеиновых кислот в прорастающих семенах возрастает с увеличением содержания кислорода в газовой среде.

Таким образом, воздействуя на семена кислородом, .можно,. по-видимому, активизировать биосинтез белка, изменяя при этом многие жизненные процессы семени и в дальнейшем растения.

Немаловажное значение в прорастании семян и росте проростков имеет углеводный обмен.

Результаты наших опытов 'показывают, что содержание моносахаров в % к сухому весу с повышением содержания углекислого газа в среде проращивания семян увеличивается, ._ а при 'повышении содержания кислорода, наоборот, снижается. .

Анализ содержания дисахаров показывает, что с повышением содержания углекислого газа в смеси для проращивания семян их количествотакже увеличивается.

Экономическая эффективность предпосевной обработки семян

моркови

'Одним из важных показателей, характеризующих тот или иной прием подготовки семян к посеву, является его экономическая эффективность.

Как показывают расчеты' (табл. 10), дополнительные затраты на 'предпосевную обработку семян очень незначительны по'сравнению со стоимостью дополнительной продукции. Оче-

Таблица 10

Экономическая эффективность предпосевной обработки семян моркови

Показатели Варианты опыта

посев сухими. семенами — контроль обработка семян в барбаторе кислородом обработка намачиванием по весу 1 : 1

228 279 239

100 123 105

Выручка от реализации в .руб. '3376 4743 4066

Затраты на гектар в руб. 336 346 340

Чистый доход с гектара в руб. ". 3540 4397 3726

100 124 105

Себестоимость 1 ц в руб. 1.4 1.2 1,4

видно, что выручка от. реализованной продукции с 1 га значи- " телыю выше в вариантах с обработкой семян. ч .

Таким,образом,, предпосевная обработка-семян экономически; оправдана. "- '- .;.;,; *.:"а.:" 1\;.".'.' ; ;:""•>. :• •" г - •••'П а

. . " ; , - ",-• Общие 'выводы ?5'*

1. Всхожесть семян, энергия прорастания и последующий рост растений 'очень: сильно:.изменяются в зависимости;от?со-става газовой смеси (соотношения Ог". СОг '• К), в:которой про-: . исходит прорастание,. Различный:газовый режим может,вызывать стимуляцию или угнетение-прорастания" семян овощных. культур. . . ; ./а , ;А;_7>А1пгАг_;4гА1._.>и"1--:-_А;;сП1:1:4,С..>1;

,2. Проращивание семян в газовой'сред'е.спбвышеннымгсо-держанием кислорода; (Ог :.С02=291 0) приводит к значительному повышению энергии прорастания, небольшому 'повышению лабораторной всхожести, длины,и;веса проростков.: Обратная зависимость установлена при.уменьшении концентра-цни 'кислорода ниже 12—18% Л увеличении.содержания.-угле-. кислого газа сверх 2.%-. ".', У\ . ,« . "А:*, „-„„, • „:'..'..,; -~-:х:.;• • • •, 3. Наибольшее повышение- энергии -прорастания ивс.хо-жести семян в варианте с высоким \ содержанием кислорода (02: СОг=29 :.0) отмечено'уАлукаАи капусты и:менее'сущест-.венное.у томата и огурца.-М^-Ау О;;-'-*"-" " . -. ч-

-," '.- 4. Прямая коррелятивная*зависимость между отношением Ог ; СОг и характером прорастания наиболее резко проявляег-ся у семян с пониженной энергией прорастания,/и прежде всего труднопрорастающих ♦ -: (морковь, лук)/;У таких семян .при проращивании в газовой среде с содержанием кислорода 29 : 0 энергия прорастания.повышается на 123—173%'. -"~ 5. Установлено, что всхожесть дражи ров энных (торфом), семян в газовой среде с содержанием кислорода 29 : 0 не усту- ; пает таковой у необработанных или превосходит ее. Проращн-вание семян в данных условиях для всех?"изученных-культур позволяет получить те показатели посевных качеств которыми-характеризовались они додражирования.ч"-Г ';.

6. Оптимум влажностишочвы'для прорастания семян нео-А динаков и зависит от культуры и типа. почв. .Оптимальной влажностью • •%• от полной _ влагоемкости) для прорастания семян' на тяжелых почвах следует считать 40%, наторфяни-. ках —20—60% и на легких, почвах*—.40—60%, что: связано' с различиями в-.накоплении ' влаги в почве.и, как следствие, неодинаковым газовымрежимом. : : :;']- : , '

,7,- Разница во всхожести.сем ян .н а различных типах почвы '_ при одинаковых температуре и влажности. достигает 50% и более. Ухудшение теплового и водного 'режимов приводит" . к понижению,всхожести семян, более.существенному на; минеральных почвах/тяжелых по механическому составу.

8. Хидротерм'ическая обработка семян при усиленном снабжении кислородом приводит к повышению на 3—33% энергии прорастания, на 30—36% полевой всхожести у семян моркови и лука, а также к увеличению урожая в наших опытах до 22%. Однако при. посеве обработанных семян в сухую почву (6—9%-от абсолютно сухого т)еса) могут быть получены отрицательные результаты.

_9.т Гидротерм.ическая обработка семян с дополнительной аэрацией приводит к повышению скорости и дружности прорастания как в лабораторных, так и в полевых условиях на 2—3 дня и больше, что приводит к ускорению роста растений при наличии благоприятных условий и в конечном итоге повышению урожая.

10. За счет гидрогермической обработки семян с усиленным снабжением кислородом можно значительно повысить энергию прорастания и всхожесть семян с пониженной жизнеспособностью (коллекционных семян).

Предложения производству

Рекомендовать для последующего изучения, технической доработки и производственной проверки гидротермическнн - метод предпосевной обработки семян с дополнительной аэрацией как эффективный метод стимуляции энергии прорастания, лабораторной и полевой всхожести семян овощных культур.

Список работ, опубликованных по материалам диссертации

1. Влияние газового режима на прорастание семян некоторых овощных культур. Доклады ТСХА, вып. 195, 1973 года.

2. Влияние влажности и типа почв на прорастание семян овощных культур. Доклады ТСХА, вып. 197, 1974 год.

Объем У/1 п. л.

Заказ 128.

Тираж 150

Типография Московской с.-х. академий им. К. А. Тимирязева, . • • 125008. Москва А-8, Тимирязевская ул., 44