Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОЙ ГЛУБИНЫ ПОСЕВА ЗЕРНОВЫХ БОБОВЫХ И МЯТЛИКОВЫХ КУЛЬТУР В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ЗАПАСА ПИТАТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ СЕМЕНИ И ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА ПОЧВЫ

ВАК РФ 06.01.09, Растениеводство

Автореферат диссертации по теме "ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОЙ ГЛУБИНЫ ПОСЕВА ЗЕРНОВЫХ БОБОВЫХ И МЯТЛИКОВЫХ КУЛЬТУР В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ЗАПАСА ПИТАТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ СЕМЕНИ И ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА ПОЧВЫ"



На правах рукописи

Заренкова Надежда Викторовна

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОЙ ГЛУБИНЫ ПОСЕВА ЗЕРНОВЫХ БОБОВЫХ И МЯТЛИКОВЫХ КУЛЬТУР В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ЗАПАСА ПИТАТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ СЕМЕНИ И ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА ПОЧВЫ

Специальность 06.01.09 — растениеводство

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА — 2000

Работа выполнена на кафедре растениеводства Московской сельскохозяйственной академии имени К.А. Тимирязева

Научный руководитель заслуженный деятель науки РФ. доктор сельскохозяйственных наук, профессор Г.С.Посыпанов.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Головков A.M. кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Батенчук A.B.

Ведущее предприятие - Центральный научно-исследовательский институт агрохимического обслуживания сельского хозяйства.

Защита состоится ÜZKcCtßf гООО г. в /9 час. на

заседании диссертационного совета К 120.35.07 в Московской

сельскохозяйственной академии имени К.А.Тимирязева.

Адрес: 127550, Москва, ул. Тимирязевская. 49.

Ученый совет МСХА.

Авторес т разослан /^ноября гост .

У'

диссерт. кандидат

ретарь совета -

Н.Г. Тазина

Общая характеристика работы. Актуальность теин исследований, уровень урожая любой сельскохозяйственной культуры определяется качеством выполнения основных технологических приемов, в частности, срока и способа посева. нормы высева и многих других агротехнических приемов и условий. Преждевременный или запоздалый посев, несоблюдение оптимального срока посева и глубины посева семян неизбежно приводят к снижению величины урожая, а часто и его качества.

Для того,чтобы правильно определить параметры выполнения этих технологических приемов, необходимо знать, какие факторы оказывают на них наибольшее влияние. Так, глубину посева семян обуславливает крупность семян, вынос семядолей на поверхность, гранулометрический состав почвы и влажность ее верхнего слоя. Предельная глубина посева определяется содержанием запасных питательных веществ в семенах. Однако в научной литературе мало сведений о глубине посева в зависимости от гранулометрического состава почвы, крупности семян и расхода энергии в них на преодоление 1 - сантиметрового слоя почвы. Изучение этих вопросов представляет теоретический и практический интерес.

цель исследования - дать экспериментальное обоснование оптимальной глубины посева семян мятликовых культур и зерновых бобовых, которые выносят семядоли на поверхность (эпйгеальное прорастание). и не выносят семядоли (гипогеальное прорастание), и определить абсолютный и относительный расход исходной массы семян на физиологические процессы прорастания и преодоление слоя субстрата в зависимости от его гранулометрического состава.

Задачи иосждоаний:

1. Определить затраты сухого вещества на физиологические процессы прорастания семян различной массы. ,

2. Изучить энергетические затраты на прорастание семян мятликовых и бобовых культур.

3. Определить затраты сухого вещества семян на преодоление слоя субстрата зерновыми бобовыми .эпигеального и гипогеального

типа прорастания. '

4. Определить расход энергии на преодоление ■ проростками мятликовых и бобовых культур слоя почвы в зависимости от ее гра' нулометрического состава.

ЦЕНГРАЛЬЙАН ~ НАУЧНАЯ БИБЛИОТЕКА Моск. соль: эло.1 .ачадэмик им. К. Л » Тимирлз;

Инв. N0

5. Обосновать оптимальную глубину посева семян зерновых бобовых и мятликовых культур в зависимости от гранулометрического состава - почвы.

Научная новизна. Впервые определены затраты энергии и сухого вещества семян бобовых и мятликовых культур на физиологические процессы прорастания, преодоление слоя субстрата проростками в зависимости от массы и структуры семян, влажности субстрата и глубины посева, обоснованы оптимальные параметры глубины посева в зависимости от строения семян и гранулометрического состава субстрата.

Практическая ценность результатов исследований заключается в том, что оптимизация глубины посева обеспечивает наибольшую полевую всхожесть и продуктивность посевов на разных по гранулометрическому составу почвах.

Апробация работы. Результаты исследований доложены на четвертой Международной научной конференции СОИСАФ (Москва, 1996 г.) и на конференциях молодых ученых МСХА (июнь 1998г..декабрь 1999г.) По теме диссертации опубликовано 3 печатные работы.

Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена на 148 стр. машинописного текста, включает 41 таблицу в тексте и 22 - в приложении. Список попользованной литературы - 116 наименований, в том числе, 11 на иностранных языках.

Объекты, условия и методика исследований.

Экспериментальная работа состояла из лабораторных, вегетационных и полевых исследований Опыты проводили на кафедре растениеводства ТСХА и опытной станции полеводства Объектами исследовании были культуры двух семейств- Бобовые (ЗВ) с гипогеальным типом прорастания - горох посевной сорт Норд, кормовые бобы сорт Альфред,вика посевная сорт Льговская 60 и с эпигеальным типом прорастания - люпин белый сорт Старт, соя сорт Магева и фасоль золотистая сорт Орзу. Мятликовые (МК) пшеница сорт Приокская, ячмень сорт Зазерскии 85, овес сорт Гамбо, кукуруза гибрид Скандия 3995 и просо сорт Омское 9.

Для определения расхода сухого вещества (PCB) семян на физи-логические процессы прорастания (ФШ) в зависимости от особенное теи вида, их качества и условии проращивания проведено 8 лабораторных опытов Семена проращивали в чашках Петри по 20 100 штук в зависимости от крупности семян Перед закладкой на проращивание

семена взвешивали с точностью до 1 мг. Проростки фиксировали в сушильном шкафу при t - 120° С и далее сушили при t - 105° С. Повторность пятикратная. Энергосодержание посевного материала расчитали исходя из биохимического состава семян. Перевод расхода сухого вещества семян на физиологические процессы прорастания в энергетические затраты проводили, исходя из энергонасыщенности органических веществ:

КДж /г Кал/г "

Углеводы -16,72 , 4000

Белки - 22,99 5500

Жиры - 37,62 9000.

.Определение энергетических затрат семян на прорастание с разной лабораторной всхожестью в зависимости от их посевных-качеств проводили при проращивании в чашках Петри. Одна партия семян отвечала по всхожести I классу посевного стандарта, другая -с низкой лабораторной всхожестью.

Определяли расход энергии на прорастание при.периодическом . снижении влажности среды. Фильтровальную бумагу увлажняли до полной влагоемкости. Пшеницу, ячмень выдерживали в чашках Петри 5 часов, просо, кормовые бобы и сою - 6 часов. Затем семена переносили на сухую фильтровальную бумагу на 24, 48, 72 часа. По истечении заданного времени семена вновь возвращали во влажную среду.

Определяли расход энергии на прорастание при низкой положительной температуре. В одном варианте семена проращивали в термостате при температуре 20° С, а в другом - в холодильнике при температуре 5° С. В обоих случаях проращивание проводилось в темноте для предотвращения фотосинтеза в проростках.

Было проведено два вегетационных опыта для определения расхода сухого вещества семян различной крупности зерновых бобовых и мятликовых культур на преодоление слоя субстрата в зависимости от его гранулометрического, состава. В сосуды с кварцевым песком, среднесуглинистой и тяжелосуглинистой почвой высевали семена с известной абсолютно сухой массой. рНСол - 6,5...7, влажность не ниже влажности разрыва капилляров. В сосуд высевали от 10 до É0 семян в зависимости от их крупности. Проращивание проводили при температуре 18...20° С в темноте для исключения фотосинтеза в проростках. С появлением всходов проростки отмывали от субстрата под струей воды и определяли абсолютно сухую массу.

Для определения полевой всхожести и продуктивности растений изучаемых культур в зависимости от глубины посева провели три полевых опыта. Почва опытного участка дерново - подзолистая, сред-несуглинистая, реакция почвенного раствора близкая к нейтральной, обеспеченность подвижными формами фосфора и калия выше средней. Глубина посева изменялась от О до 6 см: мелкосеменные - вика посевная, фасоль золотистая, просо - О, 3, 5 см; среднесеменные -пшеница, ячмень, овес, горох посевной, соя и крупносемянные - кукуруза. кормовые бобы, люпин белый, - О, 4, 6 см. Повторность шестикратная, площадь делянки 5 м2. Агротехника общепринятая для зоны. Посев, прополка и уборка урожая ручная. Метеорологические условия вегетационных периодов типичные для зоны

Учеты проводили общепринятыми методами, они включали определение: химического состава почвы - рНсол» содержание подвижного фосфора и обменного калия, легкогидролизуемого азота; гидролитическую кислотность и сумму поглощенных оснований; фенологические наблюдения: густоту всходов и растений перед уборкой; динамику накопления сухого вещества по органам растений, структуру урожая в фазу полной спелости; поделяночный урожай семян.

Результаты исследований. Расход сухого вещества се «ян на физиологические процессы прорастания в зависимости от особенностей вида, их качества и условий проращивания.

В наших исследованиях установлено, что расход сухого вещества на прорастание зависит от крупности исходных семян (табл 1). Так, у крупносемянных с массой 1000 семян 400...450 г расходуется на этот процесс 17...18Х. с массой 55...75 г - около 10Х, а с массой 5 г - 4% от исходной массы семян.

Установлено, что люпин белый и соя, расходуют на физиологические процессы прорастания на 3...43: сухого вещества больше, чем культуры с такой же массой семян, но без выноса семядолей (горох). Мелкосемянные культуры: фасоль золотистая ( выносит семядоли) и вика посевная ( не выносит семядоли), расходуют на этот процесс около 102 массы семени. У мятликовых культур расход сухого вещества на эти процессы в зависимости от крупности семян имеет ту же закономерность, что и у зерновых бобовых. Наибольший расход отмечен у крупнозерной кукурузы, среднии - у культур со

средней массой семян и минимальный - у проса.

Таблица 1

Расход сухого вещества семенами зерновых бобовых и мятликавых культур разной крупности на МП

Показатель Крупные Средние Мелкие НСРо-5

Люпин1Кормо- Соя 1 Горох Фасоль IВика |

белый вые бобы 1 маш посевная 1

Зерновые бобовые культуры

ш 1000 семян, Г 395 450 200 Расход АСВ, Z ' 18,0 16,8 17.2 Энергия прорастания, Z Всхожесть, Z

200 14,2

75,0 10,0

55.0

10.1

96,0 98,0

96,0 91,2 91,2 93,2 91,6 98,0 99,0 99,0 98,4 96,4 Мятликовые культуры (Крупные | Средние [Мелкие

I Кукуруза |Пшеница!Ячмень |0вес| Просо

0,2

3

НСР05

5,0 4,2

ш 1000 семян. Г 350 35,0 41,0 35,0 Расход АСВ, Z 16,4 9,0 . 9,5 9,2 Энергия прорастания, Z 97,0 90,6 90,8 90,6 92,2 Всхожесть. Z 98,0 98,0 98,4 98,6 - 99,2

Изучение влияния кондиционности семян на расход сухого вещества при их прорастании мы провели с целью проверки гипотезы о том, что этот процесс возрастает при ухудшении посевных качеств семян в период хранения. Кондиционные семена изучаемых зерновых

Таблица 2

Расхож сухого вещества на процессы прорастания кондиционных и некондиционных семян, Z

Показатель Выносят семядоли Не выносят семядоли Куку-

Люпин Соя Кормовые бобы руза

белый

Кондиционные семена 18,0 17,2 16,8

Некондиционные се- 19,6 18,2 19,0 17,8

мена

ш 1000 семян, г > 1 395 200 . 450 350

НСРо5 - 0,2

бобовых и кукурузы имели энергию прорастания и всхожесть соответственно 96 и 98 X, некондиционные - 68 и 78 2. Нами выявлена тенденция к увеличению расхода сухого вещества на прорастание некондиционных семян по сравнению с кондиционными С табл. 2), что вероятно связано с замедленным процессом прорастания низкокачественных семян.

Таблица 3

Влияние водного стресса на расход сухого вещества проростков, X

Зерновые бобовые Мятликовые

Влагообеспе- Выносят Не выносят Крупные|Средние|Мелкие

ченность семядоли семядоли -

Люпин Соя Кормовые Кукуру- Пшени- Просо

белый бобы за ца

Оптимальная 18,0 17,2

Водный стресс 48 час 18,7 19,5 Водный стресс 72 час 20,4 19,8 т 1000 семян, г 395 200

16,8 16, ,4 9,0 4,0

16,7 17. о 1 10,2 4,0

16,7 17, ,0 10,2 4.2

450 350 35,0 2,5

НСР05 - 0.2

Определение расхода энергии на прорастание семян в условиях возрастающего водного дефицита показало ( табл 3). что среди зерновых бобовых наиболее устойчивыми к временному недостатку воды были кормовые бобы Лаже трехдневная засуха не привела к потере всхожести и увеличения расхода сухого вещества Семена двух других культур этого семейства реагировали на водный стресс значительным уменьшением всхожести С соя с 96 до 80 люпин белый с 96 до 86 7.) и увеличением расхода сухого вещества более ранним у сои и поздним у люпина

Из мятликовых культур кукуруза и,особенно пшеница,уже через два дня после начала водного стресса отреагировали на него увеличением расхода энергии на прорастание семяч Просо Еыдержало трехдневный дефицит влаги без ущерба для себя, что годтверадает высокую засухоустойчивость этой культуры даже в период прсраста-ния семян.

Недостаток воды в период прорастания увеличивает РСВ на этот процесс, тем больше, чем продолжительнее водный стресс и крупнее исходные семена Легче его переносит мелкозерное просо

Следовательно, недостаточная влагообесгечениость не только задерживает процессы прорастания семян, но и поЕьлает затраты

энергии - сухого вещества семян на эти процессы, сникая их полевую всхожесть.

Известно, что интенсивность физиологических процессов в прорастающем семени определяется напряженностью температурного режима. Для большинства культур оптимальной является температура 18...20°С. Снижение температуры уменьшает активность ферментов, замедляет процессы гидролиза, в результате замедляется прорастание. В наших исследованиях продолжительность периода посев-всходы при низкой температуре у холодостойких культур увеличивался на 2.. .3 дня, а у теплолюбивых - сои и проса - на 29...39 дней, при этом всхожесть семян сои снижалась до 20 X, а просо не прорастало совсем. На 30 день от начала опыта некоторые (одиночные) семена лишь наклюнулись.

Недостаточная напряженность температурного режима в период прорастания вызывала снижение длины зародышевых корней в 2 раза, проростков в 2...3 раза.

Таблица 4

Влияние уровня температуры на расход АСВ семян при прорастании, X

Показатель Кормовые Люпин Горох Соя Вика . НСРо5

бобы белый посевная

Зерновые бобовые *

Opt 18...20° С 16, 8 18,0 14,2 17, 2 10,0 1.5

t 5° С 17, 2 19,2 16,8 25, 0 12,0 1.1

НСР05 0, 1 0.1 0,1 0, 1 0,1

m 1000 семян, г 450 395 200 200 55,0

Мятликовые

і Кукуруза | Пшеница 1 | Просо

Opt 18...20° С . 16.4 9.0 "4,0 2.0

t °5 С 21,8 10,6 6.0 1,8

НСР05 0.1 0.1 0.1

m 1000 семян, г 350 35,0 5.0

1_;_I

Расход сухого вещества при снижении температуры до 5° С возрастал у всех изучаемых культур ( табл. 4). Более интенсивно этот процесс проходил у зерновых культур, особенно у кукурузы и проса - относительная разница с оптимальным тепловым режимом достигала

33 и 50 X соответственно. Из зерновых бобовых самый сильный стресс от холодного прорастания испытывала соя ( 45 X), вдвое слабее реагировали вика посевная и горох. Наименьшая потеря сухого вещества наблюдалась у кормовых бобов и люпина белого.

Расход сухого вещества зерновых бобовых и мятликавмх культур на преодоление слоя субстрата в зависимости от его гранулометрического состава.

Установлено, что с увеличением глубины посева крупных и средних семян от 0 до 15 см, и мелких до 8 см, закономерно увеличивался расход сухого вещества на преодоление слоя почвы у крупных и средних семян в 1,2 раза, у мелких семян - в 1,4 раза (табл.5).

Отмечено, что у культур, которые выносят семядоли, даже при поверхностном посеве расход сухого вещества был больше, чем у культур, которые не выносят.

Таблица 5

Расход АСВ семян ЗЕК на преодоление слоя почвы в зависимости от гранулометрического состава, 2.

Глуби- Песок Суглинок НСРоб Песок Суглинок НСРоз

на сред- тяже- сред- тяже-

посе- ний лый ний лый

ва (см)

Люпин белый Бобы кормовые

0 18,0 19.0 20,1 0,5 15,0 17.3 18.1 0,5

5 18,9 19,2 20,7 0,5 15,4 17.6 18,2 0.5

10 19,3 20.0 21,1 0.5 15,9 18.2 18,6 0.5

12 19,5 21,0 21,3 0,5 16,2 18,4 19.4 0,5

15 20,9 22,1 22,3 0.5 17,0 19,3 20,0 0,5

НСР05 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0.2

Фасоль маш. Вика посевная

0 11,0 12,1 13,0 0.4 10.6 11.4 12.1 0,4

2 13,0 13,5 14,8 0.4 12.1 13,1 13,7 0.4

3 13,5 14.1 15.2 0.4 12.5 13,8 14.2 0,4

5 14,0 15,0 16,0 0.4 12,9 14,2 15,1 0.4

8 15,5 16,5 17.1 0.4 14.4 15,3 16,1 0.4

НСРоб 0,2 0,2 0.2 0,2 0.2 0.2 1

У всех видов расход сухого вещества на песке был меньше, чем на среднем и тяжелом суглинке, даже при поверхностном посеве. Что обусловлено, на наш взгляд, большими затратами энергии семян на проникновение корней в субстрат.

С увеличением массы 1000 семян расход сухого вещества увеличивался. .Например, у люпина белого он был в 1,8 раза больше, чем у фасоли маш, у кормовых бобов - в 1,5 раза больше, чем у вики посевной.

Сухое вещество, затраченное на прорастание и преодоление слоя субстрата, можно выразить в виде энергии, заключенной в нем ( Таблица 6). Количество этой энергии закономерно возрастает с увеличением глубины заделки семян и-изменением гранулометрического состава субстрата от песка до тяжелого суглинка. Крупные семена тратят на прорастание и преодоление слоя относительно больше энергии, чем мелкие. Культуры, которые выносят семядоли на поверхность, затрачивают энергии больше, чем те которые не выносят.

Следует отметить, что крупные семена мятликовых культур рас-

Таблица б

Затраты энергии проростка на прорастание и преодоление слоя субстрата в зависимости от гранулометрического состава, КгДж

7лубина іосева, (см) Песок Суглинок средний 1 тяжелый НСР05 Песок Суглинок средний|тяжелый НСР05

Люпин белый Бобы кормовые

0 1,26 1,32 1,40 0,06 1.17 1,43 1,40 0,06

5 1.32 1,34 1,45 0,06 1,19 1,36 1.41 0,06

10 1,34 1,40 1.47 0,06 1,23 1,42 1,44 0,06

12 1,36 1.47 1,48 0,06 1,27 1,43 1,51 0,06

15 1,46 1,54 1,56 0,06 1.32 1,49 1,55 0,06

НСР05 0,06 _

Фасоль маш Вика посевная

0 0,13 0,14 0,15 0,01 0,10 0,10 0,11 0,01

2 0,15 0,16 0,18 0,01 0.11 0,12 0,13 0,01

3 0,16 0,17 0,18 0,01 0,12 0,13 0,13 0,01

5 0,16 0,18 0,18 0,01 0,12 0,14 0,14 0,01

8 . . 0,18 .0,20 0,20 0,01 0,13 0,14 0,15 0,01

. . НСР05 0,01

к_!_;_;_і

ходовали на прорастание также больше, чем мелкие Прорастание семян на тяжелом суглинке шло с большими затратами энергии, чем на среднем суглинке и песке

Данные таблицы 7 и 8 свидетельствуют о том, что прорастание семян снижалось с увеличением глубины посева У крупносемянных и среднесемянных зерновых бобовых культур значительное уменьшение процента проросших семян наблюдалось с глубины посева 10 см, у мелкосемянных - 3 - 5 см Несмотря на то, что по мере увеличения глубины, длина проростков возрастала ( рис 1), их сила роста ослабевала, особенно у культур, которые выносят семядоли. Например, люпин белый , посеянный на глубину 12 см, дал лишь 26 - 34 X

Таблица 7

Прорастание семян ЗЕК в зависимости от глубины посева и гранулометрического состава почвы, X

Глубина Песок Суглинок Песок Суглинок

посева (см) среднии |тяжелый среднии |тяжелый

Лопин белый Бобы кормовые

0 100 100 98 98 100 98

5 98 98 96 100 100 98

10 80 78 74 96 88 86

12 34 30 26 84 82 80

15 0 Соя 0 0 10 10 Горох 5

0 98 98 96 94 94 86

5 100 100 98 96 96 90

10 90 84 74 94 92 88

12 0 0 0 92 90 76

15 0 0 0 0 0 0

Фасоль золотистая Вика посевная

0 95 94 93 92 96 96

2 96 95 94 94 92

3 84 82 80 90 88 86

5 70 60 56 85 80

8 0 0 0 0 0 0

всходов, тогда как кормовые бобы л горох з тех *е условиях - 80 X и более ( таол 8) Увеличение глубины печева еи_е на 3 см привело к полному отсутствию прорастания у всех кр'учно - и среднесемянных

/О

(

I.'-:-1 тяжелый СУГЛИНОК ¡y?] ТЛЖЕ/1ЫИ суглинок

t

fbc і fljll/ІНЯ ПРОРОСТНОв ЗБИ è ¿ЛВИСИЩОСТИ ОТШВИШІ пост (б£Г£ЩИОННЫИ

культур, кроме кормовых бобов. У мелкосемянных зерновых бобовых всходы не появились при их заделке на глубину 8 см. На тяжелом суглинке проявилась та же тенденция к снижению прорастания семян зерновых бобовых культур.

На основании показателей прорастания можно считать максимально допустимой глубиной посева семян для культур, которые выносят семядоли, - 3 см (фасоль золотистая), 5 см (люпин белый, соя); для культур, которые не выносят семядоли на поверхность,-10 см (кормовые бобы, горох), 3 см (вика посевная).

У мятликовых культур торможение прорастания на определенной

; Таблица 8

Прорастание семян МК в зависимости от глубины посева и гранулометрического состава среды, X

Глу- Пе- Суглинок Глу- Пе- Суглинок Глу- Пе- Суглинок

бина сок сред тяже- бина сок сред- тяже- бина сок сред- •тяже-

по- ний лый по- ний лый по- ний лый

сева сева сева

(см) (см) (см)

Кукуруза Пшеница « Просо

0 100 98 96 . 0 95 94 93 0 " 99 97 95

5 100 100 98 3 96 96 95 2 99 97 96

10 100 96 90 5 92 91 90 3 - 96 96 95

12 90 80 70 7 90 87 67 5 85 83 77

15 0 0 0 10. 55 54 49 8 0 0 0

1_:_ ._I

глубине сильнее зависело от изменения гранулометрического состава почвы. На тяжелой почве увеличение глубины заделки семян всего на

2 см от рекомендуемого уровня приводило к снижению прорастания семян всех культур на 18 - 23 7.. '

Полевая всхожесть и продуктивность растений'зерновых бобовых

и мятликовых культур в зависимости от глубины посева Полевая всхожесть семян люпина белого, сои и кормовых бобов оказалась' довольно высокой ( 70 - 72 7.) даже при, [посеве на поверхности почвы. Заделка семян на глубину 4 см привела к возрастанию показателя на 8 % ( табл. 9 ). У гороха полевая всхожесть семян с этой глубины достигала 82 X, т. е. была почти в 3 раза выше, чем при поверхностном посеве. То же самое, но с меньшим отклонением, наблюдалось у мелкосемянных бобовых при их посеве на глубину 3 см. Углубление посева до 5 - 6 см не отразилось на по-

левой всхожести семян из гругпы культур, которые не выносят семядоли на поверхность почвы Показатели были высокими ( 80 - 82 7.) у кормовых бобов и гороха, чуть ниже ( 75 "X) у вики посевной и превышали аналогичные данные культур с зпигеальным типом прорас тания У последней группы растении отмечена тенденция к снижению голевой всхожести при увеличении глубины посева

В отличие от некоторых зерновых ОСбЭЕЬХ, большинство мятлико еых растении отрицательно реагировали на гогерхностныи госев Только у проса и ячменя голевая всхожесть достигала 50 - 60 %, у

Таблица 9

Полевая всхожесть семян ЗБК в зависимости от глубины посева, X, 1995.. 1997 гг

Глубина, Всхожесть, Глубина, Всхожесть, Глубина, Всхожесть,

(см) • (см) - (см) •

Люпин белый Соя Фасоль золотист.

0 70 0 70 0 52

4 78 4 78 3 70

б 75 6 74 5 65

ЬСР05 - 3 - 3 - 3

Бобы кормовые Горох Вика посевная

0 72 0 30 0 59

4 ьо 4 82 3 75

б 81 6 82 5 75

ЬСРС5 3 - 3 - 3

остальных была значительно ни.»е ( табл 10 ) Еозможно это свяэа

Таблица 10

Полевая всхожесть семян МК в зависимости от глубины посева, Х11$9£..,/8$/гг.

Г

Кукуруза

Глу би ІВсхо IГлубл |на по Iжесть,на го

Плечпца

Ячмень Свес

Глу би І Всхо 1 Глу б л- | Всхо-

ьсчо

жесть,на по-Iжесть,на по |жесть на по-1тесть,

Прссо Глуби-IВсхо

сева, сева, «С сьва, *Г с<нЕа, сеза,

(см/ ^ (см) 'см) (см) (см) і і

0 30 0 45 0 60 0 32 0 50

** "8 5 79 4 78 4 72 3 77

ъ 78 ! 79 6 - * 6 70 5 76

НСР05 7 5 5 3 - }

но с защитным леиствием плотных цветковых чети Заглубление семчн

на 4 и 6 см примерно в равной степени приводило к значительному возврастанию полевой всхожести, уровень которой достигал у большинства культур 76-79 X.

Изучаемые зерновые бобовые культуры по количеству сухого вещества значительно различались между собой. Общая сухая масса у кормовых бобов к уборке составляла 1511...1583 г. на 100 растений, при этом более крупные, хорошо облиственные растения сформировались при посеве на глубину 6 см. Так, доля стеблей в общей сухой массе составила 16,9 X, листьев - 9.1 X, семян - 41,2 X. На долю корней приходилось 7,8 X. Следует отметить, что доля корней с увеличением глубины уменьшалась, наибольший процент сухой массы корней - 11,8 X был при поверхностном посеве.

Вместе с тем расчеты показывают, что независимо от глубины посева основная часть сухой массы приходится на бобы ( 50 - 62 X) и семена С 31 - 41 X ).С увеличением глубины посева этот показатель увеличивается.

Сравнивая по этим показателям все изученные нами зерновые бобовые культуры, видим, " что наиболее высокая доля

участия семян в общем урожае биомассы наблюдается у люпина белого до 66 X и более процентов, затем идут соя - 30 - 44 X, кормовые бобы - 31 - 41 X и горох - 32 - 36 X по всем вариантам. Следует отметить, что у кормовых бобов наибольшее значение по этому показателю были получены при посеве их на глубину 6 см ( 44 X). а у вики посевной ( 45 X), но при посеве ее на глубину 2 см.

Расчет доли участия каждого из органов в общем накоплении биомассы мятликовых культур показал, что независимо от глубины посева основная часть приходится на семена: у ячменя (57 - 61Х), у овса ( 50 - 52 X), у пшеницы (.38 - 40 X). (РИС.З.)

Доли участия отдельных органов проса в формировании общей сухой биомассы растений были следующие: корни ( 12-15 X), стебли ( 66 - 72 X), зерно ( 16 - 18 X ). В отличие от хлебов первой группы, у проса наблюдается наиболее высокая доля участия стеблей в общем урожае биомассы.

Анализ структуры урожая зерновых бобовых культур (табл. 11 12) свидетельствует о преимуществе для кормовых бобов, люпина белого и сои более глубокой заделки семян ( на 6 см ).В этих условиях формировались более крупные и тяжеловесные семена,особенно у кормовых бобов. У сои и люпина белого прибавка ( на 11 X и 20 X)

т

1 корни 2 стебли 3 зерно

Доля участия органов пшеницы в % от общей продуктивности сухой ^ биомассы (ОПБ) при разной глубине посева

урожая по-сравнению с вариантом, где семена сеяли на меньшую глу-

Таблица 11

Структура урожая ЗЕК (с эпигеальним типом прорастания) в зависимости от глубины посева, 1995-1997 гг.

Показатель 0 | Люпин белый | Глубина посева, см 4 | 6 | 0 Соя 4 1 6

Растений, тт/м2 '55 60 63 34 36 40

Бобов, шт/раст. - 7 8 8 20 20 20

Семян, шт/раст. 24 27 28 40 40 40

г/раст. л 6,0 7,1 . 7,5 5,8 6,2 6,7

т 1000 семян 249 261 269 141 155 167

Биологическая

урожайность- . г/м2 330 426 . 473 197 223 268

1 НСРо5 • 17 1 9

бину ( 4 см ) была обусловлена еще и лучшей сохранностью растений

Таблица 12

Структура урожая ЗБК (с гипогеальным типом прорастания) в зависимости от глубины посева, 1995-1997 гг.

Показатель Бобы кормовые 1 Горох ІВика посевная

■ Глубина посева, см

0 14 I6 1° 1 4 1 6 1 0 1 3 1 5

Растений, шт/м2 51 57 57 36 99 99 147 187 180

Бобов, шт/раст. 9 9 10 5 9 9 б 8 7

Семян, шт/раст. 27 27 30 15 27 27 22 29 24

г/раст. ю, 1 10, 8 12, 1 2. 3 4, 3 4, 3 1, 1 1,5 і.г

ш 1000 семян 363 389 400 153 159 159 50 50 50

Биол.ур-ть, г/м2 515 616 690 83 426 426 162 280 216

НСР05 24- 19 1 7 і

к уборке. Биологическая'урожайность-гороха не изменялась при увеличении глубины посева. Продуктивность растений мелкосемянной вики посевной в этом случае снижалась, что приводило к потере 30 7. урожая. Все зерновые бобовые культуры отрицательно реагировали на поверхностный посев, особенно горох, урожайность которого снижалась в 5 раз. ' ' -

Лучшие результаты по уровню;биологического урожая крупносе-мянных ( кормовые бобы 690 г/м2, люпин белый'473 г/м2 ) и средне/6

семянных ( соя £68 г/м2 ) зерновых бобовых культур получены в варианте с посевом на глубину 6 см, причем не только за счет максимальной плотности посева, но и благодаря повышенной продуктивное ти растении Мелкосемянная вика посевная давала наибольшии сбор семян с единицы площади ( 280 г/м2 ) при посеве на глубину 3 см за счет увеличения числа семян.

Культуры семейства Мятликовых, посеянные на меньшую глубину ( 3-4 см ), сформировали более высокий урожаи, чем при сравнительно глубоком ( 5 6 см ) посеве ( табл 13 ). У всех видов к уборке сохранилось больнее число растении У пшеницы именно это определило преимущество в урожае ( прибавка 9 "X ). У ячменя более высокая прибавка ( 30 % ) обеспечивалась, кроме того, большей

Таблица 13

Структура урожая мятликовых культур, 1995-1997 гг.

Показатель Глубина посева. см

0 4 6 ! 0 4 6

Пшеница Ячмень

Раст к уборке, шт/м~ 250 380 350 306 400 372

Кустистость про Л'у к 1,0 1.1 1.1 1.2 1,4 1,3

Высота, см 92 95 93 67 70 68

Зерна с 1 колоса, г 0,90 0,98 0,98 0,71 0,88 0,83

дт 30 32 32 17 19 18

Масса 1000 зерен, г 40 40 40 42 46 46

Биол ур-ть, г/м-2 225 410 377 261 493 401

НСР05 26 22

Овес Просо

Раст к уборке, пг/м" 286 378 333 39 60 43

Кустистость продук 1,3 1.5 1,4 1.2 1,5 1.5

Высота, см 96 102 100 95 100 97

Зерна с 1 метелки, г 0,9 1,1 0.9 2.1 2.5 2,4

шт 30 34 31 520 525 525

Масса 1000 зерен, г 30 32 29 4,1 4,8 4,5

Еиол ур-ть, г/м- 334 623 419 98 225 155

! НСР05 п « Л 11

Примечание глубина посева проса - О см, з см, 5 см

продуктивной кустистостью и особенно массой аерна с колоса. Максимальная разница в урожае ( 49 X ) между двумя вариантами наблюдалась у овса и проса.У последнего, главным образом, за счет большей густоты, а у овса в большей степени благодаря повышенной продуктивности растений.

Выводы

1.Изучение расхода сухого вещества на физиологические процессы прорастания (от набухания до появления проростка) позволило выявить общую закономерность;крупносемянные зерновые бобовые культуры (кормовые бобы и люпин белый) расходуют до 18 X пластических веществ,среднесемянные (горох и соя)-15 X,а мелкосемянные (вика посевная и фасоль золотистая) значительно меньше - 10 от исходной массы семян.Аналогичная закономерность отмечена и у мят-ликовых культур:крупносемянные (кукуруза) - 16 X,среднесемянные (ячмень,пшеница,овес)- 9Х и мелкосемянные (просо)- 4 X.

2. Изменение гранулометрического состава среды от песка до тяжелого суглинка увеличивает затраты сухого вещества на прорастание крупно-.и среднесемянных зерновых бобовых и мятликовых культур от 15 до 20 7.\ у мелких зерновых бобовых- от 11 до 13

а у мятликовых от 4 до 6%.

3. С увеличением глубины посева (от О до 15 см ) возрастают затраты сухого вещества на прорастание и преодоление слоя субстрата у крупных и средних семян зерновых бобовых до 23 X, у мятликовых до 21 X, у мелкосемянных, соответственно ДО 17 X и до 9 X.

4. Семена с пониженными посевными качествами (энергия - 68 %, всхожесть - 78 X ), расходуют сухого вещества на физиологические процессы прорастания на 6... 13 7. больше, чем кондиционные

( энергия - 96 X, всхожесть - 98 X ).

5. Недостаток воды в период прорастания увеличивает расход сухого вещества у зерновых бобовых в 2 - 3 раза, больше, чем у мятликовых. Меньше реагируют на водный стресс кормовые бобы и просо. Недостаточная влагообеспеченность задерживает процессы прорастания семян на эти процессы. •

6. При снижении температуры;( с 20° С до 5° С) расход сухого вещества на прорастание у всех семян зерновых бобовых культур возрастал в 1,2 раза, у мятликовых в 1,2...1,5 раза; длина проростков снижалась почти в 3 раза, а зародышевых корней в 2 раза.

7.При изучении архитектоники проростка удалось выявить, что длина проростков и зародышевых корней имеет тенденцию к уменьшению при изменении гранулометрического состава среды от песка до тяжелого суглинка.

По мере углубления посева увеличивается длина проростков у изучаемых культур на всех субстратах Корни также удлиняются, но до определенной глубины, ниже которой этот показатель уменьшается: у зерновых бобовых культур с глубины 10 см, хлебов I группы с 7 см, кукурузы с 12 см, проса с 5 см, что влияет на продуктивность посевов указанных видов культур, а в конечном итоге на величину урожайности.

8. Лучшие результаты по уровню биологического урожая крупно-семянных С кормовые бобы - 690 г/м2, люпин белый - 473 г/м2 ) и среднесемянных ( соя - 268 г/м2 ) зерновых бобовых культур получены в варианте с посевом семян на глубину 6 см, причем не столько за счет большей плотности посева, сколько благодаря повышенной продуктивности растении. Мелкосемянная вика посевная формировала максимальное число семян и давала наибольший сбор с единицы площади ( 280 г/м2 ) при посеве на глубину 3 см.

9 Максимальный биологическии урожаи зерновых культур I группы ( пшеница - 410 г/м2, ячмень - 493 г/м2, овес - 623 г/м2 ) получены при глубине заделки семян на 4 см, II группы С просо -226 г/м2 ) - на 3 см Углубление посева на 2 см приводило к снижению урожая, особенно у таких культур как овес и просо.

Предложения производству

Учитывая свойства почв Нечерноземной зоны и в целях улучшения процессов прорастания, связанного с расходом пластических веществ и формированием более жизнеспособных всходов рекомендуемля Глу£И*ЛДля крупносемянных зерновых бобовых культур на среднесуглинистои почве должна составлять при недостатке влаги ( 60 % и менее HB ) - 6 см, а на тяжелом суглинке не более 4 см. При посеве мелких семян зерновых бобовых на среднесуглинистои почве глубина посева должна составлять не более 3 см, на тяжелом суглинке -2 см

Для мятликовых культур среднесемянных - не более 4 см. а для мелкосемянных - 2 см

fS

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Буханова Л.А., Заренкова Н.В., Посыпанов Г.С. Расход сухого вещества семян на физиологические процессы прорастания в зависимости от посевных качеств. Изд - во МСХА. Тезисы докладов,

1996 г., с. 61.

2. Зареккова Н.В..Буханова Л.А.,, Посыпанов Г.С. Расход сухого вещества семян на физиологические процессы прорастания в зависимости от температуры. Изд - во МСХА. Тезисы докладов, 1996 г.. с. 62.

3. Посыпанов Г.С., Буханова Л.А., Заренкова Н.В. Расход сухого вещества семян на преодоление слоя почвы. Тезисы докладов. Второго Международного симпозиума."Новые и нетрадиционные растения и перспективы их практического использования". 16-20 июня

1997 гг., г. Пущино. с. 547.,

Объем /¿¿"печ л

Зак ££ Гираж 100 экз

Типография Издательства МСХА 127550, Москва, Тимирязевская ул , 44