Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Оптимизация сортовых ресурсов, приемов семеноводства и защиты растений ярового ячменя в Предкамье Республики Татарстан

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Оптимизация сортовых ресурсов, приемов семеноводства и защиты растений ярового ячменя в Предкамье Республики Татарстан"

§

На правах рукописи

Каримова Лилия Зяудатовна

ОПТИМИЗАЦИЯ СОРТОВЫХ РЕСУРСОВ, ПРИЕМОВ СЕМЕНОВОДСТВА И ЗАЩИТЫ РАСТЕНИЙ ЯРОВОГО ЯЧМЕНЯ В ПРЕДКАМЬЕ РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН

06.01.05 - селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений, 06.01.07 - защита растений

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

005537714

¿•.:и

Казань - 2013

005537714

Работа выполнена на кафедре общего земледелия, защиты растений и селекции Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Казанский государственный аграрный университет» в 2009-2013 гг.

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Сафин Радик Ильясович

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Юнусов Рауф Адгамович

кандидат сельскохозяйственных наук Габдуллин Вильдан Равилсвич

Ведущая организация: Государственное научное учреждение «Татарский научно - исследовательский институт сельского хозяйства» Россельхозакадемии

Защита состоится «11» декабря 2013 года в 13™ часов на заседании диссертационного совета Д 220.035.01 при ФГБОУ ВПО «Казанский государственный аграрный университет» по адресу: 420015, г. Казань, ул. К. Маркса, д.65, зал заседаний, тел. (факс) 8(843) 236-66-51, е-таі1:іпГо@к^аи.гіі

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Казанский государственный аграрный университет». Отзывы на автореферат просим направлять по адресу: 420011, г. Казань, ул. Ферма-2, учебный городок Казанского ГАУ, д. 53.

Автореферат разослан «9» ноября 2013 г. и размещен на официальном сайте Министерства образования и науки Российской Федерации www.vak.eg.gov.ru и ФГБОУ ВПО «Казанский государственный аграрный университет» http://vvww.kazgau.ru/ 11 декабря 2013 г.

Ученый секретарь 9 У-/*

диссертационного совета, л/г^

доктор сельскохозяйственных наук, Л - | профессор °

Ф.З. Кадырова

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы Приоритетной отраслью аграрного производства Российской Федерации и Республики Татарстан является животноводство. Вместе с тем, после вступления России в ВТО уровень конкурентной борьбы на рынке продовольствия значительно вырос. К числу факторов, оказывающих наибольшее влияние на себестоимость животноводческой продукции относятся и затраты на корма, в том числе и на зернофураж. В связи с этим, разработка агротехнологических приемов, позволяющих значительно снизить затраты на производство зернофуражных культур, является основным направлением повышения общей конкурентоспособности отечественного АПК.

В Республике Татарстан основная зернофуражная культура - яровой ячмень. Ежегодные посевные площади культуры в республике составляют более 400 тыс. га. Вместе с тем, валовой сбор фуражного зерна, не позволяет в полной мере обеспечить потребности животноводства в дешевых кормах. Кроме того, недостаточное внимание к фитосанитарному состоянию посевов, часто приводит к накоплению в фураже микотоксинов, опасных для сельскохозяйственных животных (Донник, Пелевина, 2008). Для повышения продуктивности и улучшения фитосанитарного состояния посевов ярового ячменя особое значение имеет подбор высокопродуктивных, экологически пластичных сортов, обеспечивающих стабильное получение зерна, особенно в условиях, повторяющихся, в последние годы, в Среднем Поволжье засушливых явлений. С другой стороны, в основе конкурентоспособной агротехнологии всегда лежит качественный семенной материал. Разработка приемов управления посевными и фитосанитарными параметрами семян остается приоритетной задачей семеноводства. К числу важнейших приемов повышения качественных характеристик посевного материала относятся - применение научно-обоснованных норм высева культуры и предпосевная обработка. Таким образом, подбор сортов и разработка адаптированных к условиям региона агротехнологий производства ячменя остается одной из важнейших задач, стоящих перед аграрной наукой.

Цель и задачи исследований. Выявить уровень экологической пластичности, устойчивости к болезням и производственной ценности различных сортов ярового ячменя для зернофуражного направления использования, с минимальным заражением микотоксинобразующими грибами. Оценить факторы, определяющие качественные характеристики семян и разработать комплекс приемов управления семенными посевами ярового ячменя, обеспечивающих стабильное производство семенного материала с высокими посевными качествами и минимальным развитием патогенных микромицетов.

Для достижения поставленных целей решались следующие задачи:

1. Изучить особенности фотосингетической деятельности, закономерности формирования урожая, экологическую пластичность, развития основных микозов и хозяйственную ценность различных полуинтенсивных и интенсивных сортов ярового ячменя отечественной и зарубежной селекции.

2. Исследовать особенности формирования и характер взаимного влияния комплекса параметров, характеризующих посевные и фитосанитарные свойст-

ва семян ярового ячменя.

3. Оценить эффективность на семенных посевах ярового ячменя различных норм высева с учетом особенностей протравливания семенного материала культуры. Установить особенности влияния изучаемых приемов на урожайность и фитосанитарное состояние семенных посевов ярового ячменя

4. Дать комплексную (экономическую и энергетическую) оценку использования изучаемых сортов и приемов агротехнологии.

Научная новизна. Для Предкамья Республики Татарстан определены сорта (генотипы) ярового ячменя обладающие высокой экологической пластичностью и устойчивостью к микозам, позволяющие обеспечить производство конкурентоспособного зерна с минимальной зараженностью микотоксиноб-разующими грибами.

Установлены зависимости посевных свойств семенного материала ярового ячменя от складывающихся в период вегетации агроклиматических условий, фитосанитарного состояния и крупности семян. Изучено влияния норм высева, протравителей семян на формирование урожая и фитосанитарное состояние семенных агроценозов ярового ячменя.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Различия по экологической пластичности, устойчивости к микозам и продуктивности отечественных и зарубежных сортов ячменя, используемых для производства фуражного зерна с минимальным заражением микотоксинобра-зующими грибами.

2. Зависимость качественных характеристик семян ярового ячменя от условий вегетации культуры, крупности семян и развития патогенных микромице-тов.

3. Возможность снижения на семенных посевах ячменя норм высева до 4,0 млн.в.с./га при использовании баковых смесей протравителей семян со стимулятором роста Альбит.

4. Экономическая и энергетическая эффективность выбора оптимальных сортов и приемов управления семенными посевами.

Практическая значимость работы. Разработанные агротехнологические приемы управления семенными посевами позволяют значительно повысить урожайность и качественные характеристики семян ярового ячменя, значительно повысить рентабельность и увеличить коэффициент размножения семенного материала. Выявленные закономерности формирования урожая, адаптации сортов к неблагоприятным условиям и особенности развития основных микозов могут быть использованы в различных селекционных программах культуры. Полученные результаты внедрены в хозяйствах Лаишевского муниципального района Республики Татарстан и используются в учебном процессе на агрономическом факультете Казанского ГАУ.

Апробация работы. Основные положения работы доложены: на всероссийских (Казань, 2010, 2011) и международных (Казань, 2009) научных конференциях; научных конференциях профессорско-преподавательского состава ФГБОУ ВПО «Казанский государственный аграрный университет» (2009-2013) и получили положительную оценку.

По теме диссертации опубликовано 9 научных работ, в том числе 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК Российской Федерации.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 145 страницах компьютерного текста, состоит из введения, шести глав, выводов и предложений производству, включает 40 таблиц, 13 рисунков, 9 приложений. Список литературы состоит из 218 наименований, в том числе 19 иностранных авторов.

2. УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования проводились в 2009-2013 гг. на опытном поле Казанского ГАУ, расположенного на территории Лаишевского муниципального района Предкамской зоны Республики Татарстан.

Агрометеорологические условия в годы проведения исследований характеризовались проявлением засухи в период вегетации культуры. Если в 2009 и 2011 гг. засушливые явления носили периодический характер (величина ГТК за вегетацию в 2009 г составила 0,53, в 2011 г - 0,71), то в 2010 году отмечалась аномальная острая почвенно-атмосферная засуха (ГТК за Вегетацию 0,26, а за июнь величина коэффициента была лишь 0,01).

Почва опытных участков — серая лесная, гранулометрический состав — среднесуглинистый. Содержание в почве гумуса (по Тюрину) — 2,4-3,4 %, Р205 (по Кирсанову) - 201-252 мг/кг, К20 (по Кирсанову)- 78-155 мг/кг.

Опыт 1. Оценка различных сортов на урожайность и устойчивость к болезням ярового ячменя.

Изучались две группы сортов: 1. Группа сортов селекции РФ и СНГ — Раушан (стандарт), Нур, Рахат, Вакула; 2. Группа интенсивных сортов селекции ЕС- Розалина, Бамбина, Алицена, Филадельфия.

Репродукция семян — РСь Норма высева семян - 4,5 млн. шт. в.с./га.

Опыт 2. Влияние норм высева и предпосевной обработки семян на формирование урожая и фитосанитарное состояние посевов ярового ячменя.

Объект исследования — яровой ячмень сорта Нур.

Схема опыта: Фактор А: норма высева — 1. 4,0 млн.в.с./га; 2. 5,0 млн.в.с./га. Фактор В: протравливание семян - 1. Контроль - без протравливания; 2. 80 (тритиконазол + прохлораз) кс Кинто Дуо, 2 л/т; 3. Киото Дуо, 2 л/т +Альбит, 30 г/т.

Альбит — естественный стимулятор роста и антистрессовый препарат на основе поли-бета-гидроксимасляной кислоты, полученной из микроорганизмов.

Расход рабочей жидкости - 10 л/т. Обработку проводили на машине ПС-10АМ.

Общая площадь делянки в обоих опытах составляла 27 м2, учетная - 20 м2. Предшественником была яровая пшеница. Повторность в опыте — четырехкратная, варианты размещались систематически. Посев осуществляли сеялкой СН-16. Удобрения вносили в норме Нйг/ЛяК^ (3 ц/га азофоски под предпосевную культивацию; 1 ц/га аммиачной селитры в фазу кущения).

Агротехнология возделывания ярового ячменя (за исключением исследуемых приемов во втором опыте) общепринятая в Предкамской зоне Республики Татарстан.

Лабораторные исследования, полевые опыты и наблюдения проводили по общепринятым методикам (Ничипорович и др., 1968; Shaner, Finney, 1977; Ге-шеле, 1978; Билай и др., 1988; Чумаков, Захарова, 1990; Ишкова и др., 2002) и государственным стандартам (ГОСТ 10846-74, 12037-81; 12042-80, 12038-84, 10968-88; 12044-93). Определение показателей экологической пластичности сорта по S.A. Eberhart and W.A. Russell а изложении В.А. Зыкина и др. (1984). Статистическая обработка полученных данных проводилась по стандартным методикам (Доспехов, 1985) с применением лицензионных программ по статистической обработке данных исследований.

3. СОРТОВЫЕ ОСОБЕННОСТИ И ИХ РОЛЬ В ФОРМИРОВАНИИ УРОЖАЯ ЯРОВОГО ЯЧМЕНЯ

Рост и развитие растений. Сроки наступления отдельных фенологических фаз во многом определяются агрометеорологическими условиями вегетационного периода. В условиях острозасушливого 2010 г основные фенологические фазы наступали на 3-5 дней раньше, чем в относительно благоприятном 2009 г. По длине вегетационного периода среди отечественных сортов выделялся сорт Рахат, который на 2-5 дня отставал в развитии от стандартного сорта Раушан. У сортов интенсивного типа селекции ЕС, в отличие от отечественных сортов, отмечался более длительный период вегетативного роста и более короткий генеративный период (колошение-цветение).

Показатели фотосинтетической деятельности растений. На высокую значимость показателей фотосинтетической деятельности растений в селекции ячменя указывает В.Н. Пакуль (2009). Наилучшие показатели, характеризующие развитие листовой поверхности, продуктивной работы листьев (ПРЛ) и величину коэффициента использования ФАР (КИ ФАР) ярового ячменя отмечались у сортов зарубежной селекции интенсивного типа. В целом по опыту, наилучшие показатели фотосинтетической деятельности и продуктивности посева были у сорта Филадельфия (КИ ФАР = 1,18%, ПРЛ - 2,041 кг зерна на 1 тыс.ед. ЛФП). Среди отечественных сортов выделялся сорт Hyp (КИ ФАР -0,99%, ПРЛ - 1,89 кг зерна на 1 тыс.ед. ЛФП

Экологическая пластичность. Для оценки реакции сортов на стрессовые факторы, часто используют сравнение биометрических показателей растений в контрастные по агрометеорологическим условиям вегетационного периода годы. В наших опытах такие условия сложились в 2009 (умерено-засушливый год) и 2010 (острозасушливый год) годы. По показателю длины соломины у зарубежных сортов интенсивного типа — Розалина и Бамбина колебания высоты растений в эти годы практически не проявлялось. У полуинтенсивных сортов Hyp, Раушан и интенсивного сорта Рахат, отмечалась высокая вариабельность данного параметра. В то же время, в отношении длины колоса проявилась противоположная тенденция - в условиях острой засухи у зарубежных сортов

данный показатель снижался более значительно, чем при периодически засушливых явлениях. В целом, отношение длины соломины и длины колоса характеризовалось следующими отношениями (рис. 1).

Рис. 1 - Отношение длины соломины к длине колоса различных сортов ячменя,

2009-2011 гг.

По величине данного отношения проявились различия между европейскими и отечественными сортами. Если у первых отношение было в диапазоне 7-7,3, то у вторых - 8,7-9,1. Даже у интенсивных сортов селекции Российской Федерации и СНГ - Рахат и Вакула, данное отношение было близко к 9.

Для комплексной оценки экологической пластичности рассчитывали показатели, связанные с урожайностью культуры (табл. 1).

Таблица 1 - Показатели экологической пластичности сортов

тов, более стабильная по годам опыта урожайность была у сортов отечествен-

Сорт Средняя урожайность, т/га Коэффициент вариации (V), % ПШ1- тах (тт+ тах)/2 ь, „2 Я &

Полуинтенсивные и интенсивные сорта селекции РФ и СНГ

Раушан 2,46 58,6 -2,85 2,34 0,77 4,08

Нур 2,64 62,1 -3,09 2,33 0,88 5,34

Рахат 2,44 54,2 -2,53 2,22 0,71 3,50

Вакула 2,58 58,5 -2,95 2,40 0,81 4,55

Интенсивные сорта селекции ЕС

Розалина 3,05 71,0 -4,19 2,74 1,16 9,38

Бамбина 2,92 74,6 -4,29 2,71 1,16 9,38

Алицена 3,15 76,4 -4,54 2,69 1,29 11,53

Филадельфия 3,21 72,3 -4,31 2,72 1,24 10,64

Несмотря на большую величину средней урожайности европейских сор

ной селекционной школы, особенно у сорта Рахат (V = 54,2%). У сортов европейской селекции показатели коэффициента вариации в среднем на 16-20% выше (особенно значительным он был у сорта Алицена).

Разность min-max по всем сортам ярового ячменя имеет отрицательный знак и связана с резкими неблагоприятными условиями 2010 г. Минимальный разрыв по урожайности отмечался у сортов Рахат и Раушан. Отношение (max + min)/2 выражает среднюю урожайность сорта в контрастных (стрессовых и нестрессовых) условиях и отражает относительную генетическую гибкость сорта, его компенсаторную способность (Гончаренко 2005). У сортов селекции ЕС значения данного параметра были несколько выше, чем у сортов селекции РФ и СНГ. У всех европейских сортов ярового ячменя величина Ь; >1, что говорит об их принадлежности к группе сортов интенсивного типа. Среди отечественных сортов наименьшая величина bj (0,71) была у сорта Рахат, которого относят к группе интенсивных. Аналогичная картина и для сорта Вакула (Ь, = 0,81). Полуинтенсивный сорт Hyp среди отечественных сортов имел максимальный показатель коэффициента регрессии. Минимальные значения (s2di =3,50) были у сорта Рахат, что дополнительно свидетельствует об относительно стабильности признака урожайности у данного сорта.

Особенности развития микозов ярового ячменя. Лабораторная оценка (бензимидазольный метод) устойчивости ростков ячменя при искусственной инокуляции их возбудителем обыкновенной корневой гнили (Cochliobolus sativus) показала, что сорта ячменя отечественной селекции отличаются несколько более высокой устойчивостью к заражению ростков патогеном, нежели сорта селекции ЕС. Наиболее устойчивыми среди всех исследуемых сортов оказались сорта Hyp и Вакула. Средние по вегетации показатели развития корневых гнилей в полевых условиях представлены на рис. 2.

«Г ж

(-=

I. Раушан; 2. Hyp; 3. Рахат; 4. Вакула; 5. Розалина; 6. Бамбина; 7. Алицена; 8. Филадельфия. Рис. 2 - Развитие корневых гнилей на различных сортах ячменя, %,

2009-2011 гг.

Наименьшее развитие корневых гнилей было на сортах Алицена и В акула. Для оценки зависимости урожайности от развития корневых гнилей был проведен корреляционный анализ, который показал, что между показателями урожайности ярового ячменя и параметрами развития болезни в фазу всходов и, особенно, в фазу кущения-выход в трубку, отмечается тесная отрицательная зависимость (г = -0,75 и г = -0,784). Таким образом, отмечаемая в полевых условиях, относительно меньшее поражение зарубежных сортов корневыми гни-лями (несмотря на низкую их устойчивость в лабораторных опытах), по всей видимости, связано с особенностями их развития в период интенсивного вегетативного роста, а также с повышенной выносливостью к данным микозам.

Урожайность и качество урожая. В сравнительно благоприятные 2009 и 2011 гг. урожайность сортов интенсивного типа зарубежной селекции значительно выше, чем у сортов отечественной селекции (табл. 2). Так, в 2009 году разница по урожайности в пользу интенсивных зарубежных сортов составила 1,13 т/га, а в 2011 году - 0,88 т/га. Однако, в условиях острой засухи 2010 году все сорта селекции ЕС в 1,5-2 раза уступали по продуктивности сортам местной селекции и селекции СНГ (средняя разница 0,44 т/га).

Таблица 2 - Урожайность различных сортов ярового ячменя, т/га, 2009-2011 гг.

Сорт Год Средняя за 3 года Отклонение среднее

2009 2010 2011 т/га %

Полуинтенсивные и интенсивные С01 эта селекции РФ и СНГ

Раушан 3,76 .0,91 2,70 2,46 58,6

Нур 3,87 0,78 3,26 2,64 62,1 0,18 7,3

Рахат 3,48 0,95 2,89 2,44 54,2 -0,02 -0,7

Вакула 3,87 0,92 2,96 2,58 58,5 0,13 5,2

По группе 3,75 0,89 2,95 2,53

Интенсивные сорта селекции ЕС

Розалина 4,83 0,64 3,69 3,05 71,0 0,60 24,3

Бамбина 4,85 0,56 3,35 2,92 74,6 0,46 18,8

Алицена 4,96 0,42 4,07 3,15 76,4 0,69 28,2

Филадельфия 4,87 0,56 4,20 3,21 72,3 0,75 30,7

По группе 4,88 0,55 3,83 3,08

Среднее X, 4,31 0,72 3,39

Индекс условий (I,) 1,50 -2,08 0,58

НСРо5 0,11 0,03 0,09

В среднем за 3 года исследований наибольшую урожайность обеспечил европейский сорт интенсивного типа Филадельфия (прирост к показателям стандарта - 30,7%). Среди сортов полуинтенсивного типа выделялся сорт Hyp, но в условиях засухи 2010 г он несколько уступал другим отечественным сортам. Формирование урожая у зарубежных сортов сильно зависило от массы 1000 зерен, т.е. более интенсивным наливом зерна. Засушливые условия оказали отрицательное влияние на налив зерна, что оказало негативное влияние, прежде всего, на сорта интенсивного типа. Для российских сортов отмечались более высокие показатели как общей, так и продуктивной кустистости.

У сортов зарубежной селекции (несмотря на засуху 2010 г) содержание белка в зерне несколько меньше, чем у отечественных сортов (табл. 3). Наибольшее содержание белка отмечалось у сортов Hyp и Рахат. Значительных различий по сбору белка с 1 га между сортами не наблюдалось.

Таблица 3.-Качество зерна ярового ячменя различных сортов, 2009-2011 гг.

Сорт Содержание белка, % Выход белка, т/га Зараженность микотоксинобразующими грибами

Fusarium spp. Aliernaria spp. плесневые грибы

Полуинтенсивные и интенсивные сорта селекции РФ и СНГ

Раушан 11,6 0,29 1,5 19,6 16,1

Hyp 11,8 0,31 1,9 18,5 14,2

Рахат 11,9 0,29 2,2 19,3 17,2

Вакула 11,5 0,30 1,6 16,5 10,9

Среднее 11,7 0,30 1,8 18,5 14,6

Интенсивные со рта селекции ЕС

Розалина 10,8 0,33 2,2 19,9 12,8

Бамбина 10,3 0,30 2,8 21,1 19,6

Алицена 9,9 0,31 3,3 19,0 19,3

Филадельфия 10,5 0,34 2,9 223 14,9

Среднее 10,4 0,32 2,8 20,6 16,7

Анализ зараженности зерна ячменя микотоксинобразующими грибами показал, что у всех зарубежных сортов отмечается повышенная зараженность фузариозной инфекцией (в 1,55 раза выше, чем у сортов отечественной селекции), несколько выше и зараженность зерна плесневыми грибами. Максимальная зараженность зерна микотоксинобразующими грибами у сорта Алицена.

Экономическая и энергетическая эффективность. В относительно благоприятные по увлажнению вегетационного периода 2009-2011 годы зарубежные сорта (без учета роялти) показали лучшие результаты, как по экономической, так и по энергетической эффективности, но в условиях острой засухи 2010 года они значительно уступали отечественным сортам. В целом, наилучшие показатели рентабельности производства и низкая себистоимость фураж-

ного зерна были у сортов Филадельфия и Алицена. Максимальная величина коэффициента превращения энергии (1,69) также была у сорта Филадельфия.

4. ОЦЕНКА ФАКТОРОВ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ КАЧЕСТВЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СЕМЯН ЯРОВОГО ЯЧМЕНЯ

Для определения зависимости развития корневых гнилей от качественных характеристик семян использовался корреляционный анализ. В течение 2011-2013 гг. в лаборатории Казанского ГАУ было проанализировано 19 партий семян ярового ячменя различных сортов, полученных из Предкамья Республики Татарстан. С целью оценки влияния условий вегетационного периода на развитие болезней семян и их посевные свойства определялись средние значения (табл. 4). Среди патогенных микромицеггов семян ярового ячменя, независимо от условий вегетационного периода, преобладал высший гриб СосЫюЪо1иа .чаНуия с анаморфой - Шро1апз аогоЫтапа, тогда как фузариозная инфекция практически не имела существенного распространения. Наибольшая зараженность семян гельминтоспориозной и альтернариозной инфекцией отмечалась в случае вегетационного периода с нормальным увлажнением или с периодически засушливыми явлениями, тогда как в условиях острой засухи зараженность семян была минимальной. Острая засуха оказывает негативное влияние на свойства семян ячменя и, в первую очередь, на их лабораторную всхожесть и массу. Наиболее стабильным показателем (по величине коэффициента вариации) в условиях засухи был — количество первичных корешков на 1 семя, тогда как в более увлаженных условиях — масса 1000 семян.

Таблица 4 - Показатели зараженности и посевные свойства семян ярового

ячменя в зависимости от условий вегетации, 2011-2013 гг.

Показатель Зараженность семян, % Посевные свойства семян

фуза-риоз ГСЛЬМИЛ- тоспо-риоз альтер-нариоз алесне-вение число корешков, шт. длина колеоптиля, см лаб. всхожесть, % МТС, г

X, х2 Х3 Х4 1*1 Из 1*4

2011 год - семена урожая 2010 года (острозасушливый)

Средние Ь5 8,1 8,0 8,6 5,3 5,6 84,2 41,8

± 0,8 4,6 2,6 3,1 • 0,5 0,5 9,1 5,0

У,% 50,4 56,8 32,7 1 36,1 8,8 9,2 10,8 П.9

2012 год - семена урожая 2011 года (умеренно-засушливый)

Средние 0,5 24,0 24,8 5,5 5,3 5,4 91,3 45,2

± 0,8 10,3 11,1 3,6 0,5 0,3 2,2 2,1

У,% 42,8 44,8 65,8 9,7 6,0 2,4 4,5

2013 год - семена урожая 2012 года (нормально-увлажненный)

Средние 0,8 28,0 33,2 8,0 5,1 4,6 94,8 44,6

± 1,1 14,9 14,9 6,0 0,1 0,6 5,4 4,4

У,% 53,2 44,8 75,0 2,0 12,6 5,7 9,9

и

Корреляционный анализ зависимости посевных свойств от фитосанитар-ного состояния семян показал, что все патогенные микромицеты оказывают отрицательное влияние на количество первичных корешков растений; наиболее сильное отрицательное влияние на лабораторную всхожесть и массу 1000 семян оказывает фузариозная инфекция (г = -0,338 и г = -0,601); гельминтоспориоз-ная и альтсрнариозная инфекции достоверно снижают длину колеоптиля (г = -0,527 и г = -0,561). Существует достоверная положительная зависимость между зараженностью семян альтернариозом и гельминтоспориозом (г = +0,643). На основе множественного корреляционно-регрессионного анализа были получены зависимости некоторых показателей посевных свойств семян от их фитоса-нитарного состояния. Они имели следующий вид:

1) коэффициент множественной регрессии Я = 0,572, уравнение регрессии: Я,=-0,298-Х1-0,015-Х2-0,002-Х3+5,843±0,336, (1)

где Я1 - число первичных корешков, штУсемя;

2) коэффициент множественной регрессии К. = 0,647, уравнение регрессии: Я2 = -0,194-Х] -0,023-Х2-0,014-Х3+6,184±0,469, (2)

где Я 2 — длина колеоптиля, см;

3) коэффициент множественной регрессии И. = 0,431, уравнение регрессии: 11з = -1,544-Х1+0,109-Х2+0,08б-Хз+87,048±7,057, (3)

где — лабораторная всхожесть, %.

Зависимость зараженности семян от их массы имела следующий вид — коэффициент множественной регрессии II = 0,651, уравнение регрессии:

Я 4 = -2,350-Х,+0,001 •Х2+0,076-Хэ+44,442±3,192, (4)

где Я 4 — масса 1000 семян, г.; Х1 - зараженность семян фузариозной инфекцией, %;Хг- зараженность семян гельмингоспориозной инфекцией, %;Х3 — зараженность семян альтернариозной инфекцией, %.

Таким образом, семенная инфекция патогенных микромицетов наиболее сильно влияет на длину колеоптиля и зависит от массы 1000 семян.

Для оценки зависимости посевных и фитосанитарных свойств семян от их крупности проводилась серия лабораторных анализов (табл. 5).

Таблица 5 - Фитосанитарное состояние семян и развитие ростков ячменя сорта Hyp в зависимости от фракции (опыт в рулонах по ГОСТ 12044-93)

Показатель Фракция семян, мм

2,0 I 2,5 I 3,0

Зараженность, %

Bipolar is sorokiniana 12,0±0,6 6,1 ±0,2 10,1±0,4

Alternaria spp. 38,1±1,5 34,0±2,6 40±1,9

Fusarium spp. 4,1±0,2 2,0±0,3 0

Воздушно-сухая масса, г/растение

Корневая система (КС) 0,59±0,03 0,84±0,02 0,93±0,03

Надземная часть (НЧ) 0д2±0,01 0Д6±0,01 0,37±0,02

Отношение НЧ/КС 0,372 0,309 0,390

Посевные свойства

Лабораторная всхожесть, % 94,0 94,8 93,1

Энергия прорастания, % 92,1 91,9 90,9

Семена средней фракции ячменя оказались меньше поражены гельмин-тоспориозной и альтернариозной инфекциями, но в отношении зараженности фузариозом преимущество имели семена крупной фракции. С увеличением фракции семян достоверно увеличивается масса корней и ростков, при этом максимальная корнеобеспеченность достигается для крупной фракции семян. Посевные свойства были лучше у семян средней фракции.

5. ВЛИЯНИЕ НОРМ ВЫСЕВА И ОБРАБОТКИ СЕМЯН НА ФОРМИРОВАНИЕ УРОЖАЯ И ФИТОСАНИТАРНОЕ СОСТОЯНИЕ СЕМЕННЫХ ПОСЕВОВ ЯРОВОГО ЯЧМЕНЯ Лабораторные опыты. В опытах проводилась оценка посевных свойств семян при обработке их различными препаратами (табл. б).

Таблица 6 - Семенные свойства и показатели развития растений ярового ячменя сорта Нур в рулонах

Вариант Энергия прорастания, % Лабораторная всхожесть, % Длина ростка, см Длина колеоптиля, см Вес сухой массы, г/растени е Число корней, шт.

Контроль 95,1±1,9 94,0±1,9 7,6±0,4 5,4±0,2 0,10±0,01 3,0±0,1

Альбит 97,1±1,6 96,2±2,1 7,8±0,3 5,6±0,1 0,12±0,01 3,2±0,1

Кинто Дуо 98,2±2,1 99,3±3,2 8,1±0,4 5,7±0,2 0,12±0,01 3,2±0,1

Кинто Дуо + Альбит 99,0±2,2 99,0±2,5 8,0±0,2 5,7±0,3 0,15±0,01 3,4±0,1

Предпосевная обработка семян стимулятором роста (Альбит) и протравителем семян (Кинто Дуо) в чистом виде не оказали достоверного влияния на

энергию прорастания и лабораторную всхожесть, но обработка баковой смесью данных препаратов достоверно (при Р=0,05) увеличила всхожесть семян по сравнению с показателями в контроле (прирост энергии прорастания на 3,9%, лабораторной всхожести - на 5,0%). Предпосевная обработка способствовала некоторому увеличению сухой массы одного растения и количества первичных корней, формирующихся в одном растении.

Для оценки эффективности протравливания использовали метод питательных сред (табл. 7). Зараженность семян в контроле значительно превышала пороговые значения.

Таблица 7 - Зараженность семян ярового ячменя сорта Нур патогенными микромицетами и величина биологической эффективности (БЭ, %) применения протравителей семян

Зараженность семян микромицетами, % БЭ,

Вариант АЬегпапа Шро1агй5 Ри$аг\ит общая %

врр. зогокШапа ярр.

Контроль 7 40 5 52

Альбит 4 17 4 25 51,9

Кинто Дуо 1 0 0 1 98,0

Кинто Дуо + Альбит 3 0 0 3 94,0

Обработка семян стимулятором роста Альбит снижала заражение семян гельминтоспориозной инфекцией (в 2,35 раза), однако слабо действовала на фу-зариозную и альтернариозную инфекцию. Протравливание семян двухкомпо-нентным фунгицидом Кинто Дуо обеспечило практически полное уничтожение семенной инфекции патогенных микромицетов, но в отношение грибов АИег-папа врр., величина биологической эффективности контроля составила лишь 85,7%. Добавление в рабочий состав с химическим протравителем препарата Альбита не снижало эффективность контроля фузариозной и гельминтоспориозной инфекций, но несколько уменьшало величину БЭ в отношении альтерна-риозной инфекции (до 57,1%).

Для оценки влияния обработки семян на засухоустойчивость использовался стандартный метод, основанный на оценке способности семян прорастать в растворах сахарозы с высоким осмотическим давлением (Олейникова, Осипов, 1976). Наиболее интенсивное падение всхожести семян (с 99,3% до 38 %, т.е. в 2,61 раза) по мере роста осмотического давления (модельной засухи) отмечалось в варианте с обработкой семян Кинто Дуо, тогда как в варианте с Альбитом снижение показателя было менее выраженным (в 2,09 раза). Необходимо отметить, что добавление в рабочий состав фунгицида стимулятора роста - Альбита привело к снижению негативного влияния химического препарата на засухоустойчивость.

Результаты оценки влияния обработки семян на рост и развитие растений оценивали в фитотроне при регулируемой температуре, влажности и продолжительности светового дня (табл. 8).

Таблицы 8 - Показатели роста и развития 14-дневных растений ярового ячменя сорта Нур в фитотроне в зависимости от обработки семян

Показатель Контроль Альбит Кинто Дуо Кинто Дуо + Альбит

Высота растений, см 26,6 30,2* 27,6 29,1*

Количество листьев, шт. 1,95 2,0 1,89 2,0

Площадь листьев, см'г 3,17 3,74* 3,40 3,99*

Количество корешков, шт. 4,54 4,82* 4,86* 5,02*

Надземная сухая масса**, г/растение 0,48 0,50 0,62* 0,64*

Сухая масса корней**, г/растение 0,16 0,19* 0,16 0,24*

Отношение надземной и корневой сухой массы 3 :1 2,63 : 1 3,8 : 1 2,66 :1

Примечание: * - разница достоверна к контролю при Р=0,05; ** - абсолютно сухая

масса.

Под влиянием обработки семян отмечалось повышение количества корешков. Существенное увеличение массы надземных органов растений было при использовании Кинто Дуо и комбинированной обработки Кинто Дуо + Альбит. Необходимо отметить, что под влиянием Альбита происходила значительная стимуляция роста корневой системы, что хорошо видно при анализе соотношения массы надземной и подземной частей растений ячменя.

Рост и развитие растений. Увеличение нормы высева с 4,0 до 5,0 млн.в.с./га практически не оказывало влияние на сроки появления полных всходов и наступления фазы полного кущения. Однако, в дальнейшем, на повышенной норме высева сроки наступления основных фенологических фаз были на 1-2 дня раньше, нежели на фоне на 4,0 млн. в.с./га. Применение баковой смеси Кинто Дуо + Альбит для обработки семян ячменя несколько ускоряло развитие растений.

Формирование густоты стояния растений. С повышением нормы высева полевая всхожесть практически не изменялась. В то же время, протравливание семян оказало выраженное положительное влияние на данный показатель. Обработка только химическим протравителем увеличило величину полевой всхожести на 3,6-6,4%. Особенно значительным рост полевой всхожести (на 5,5-7,9%) был при применении для обработки семян баковой смеси Кинто Дуо+Альбит. С увеличением нормы высева положительный эффект при использовании данного вариа!гга значительно возрастал. Протравливание семян способствовало повышению густоты растений и сохранности растений к

15

уборке. Однако, если для Кинто Дуо прирост сохранности не зависел от нормы высева, то при обработке семян баковой смесью препаратов с увеличением нормы высева положительный эффект усиливался.

Показатели фотосинтетической деятельности растений. При использовании пониженной нормы высева величины средней площади листовой поверхности, ЛФП и накопления сухой массы были выше, чем при более высокой норме. Максимальные значения показателей, характеризующих фотосинтетическую деятельность растений достигались при применении обработки семян баковой смесью - Кинто Дуо+Альбит.

Экологическая пластичность. Одним из показателей, характеризующим устойчивость растений к абиотическим стрессовым факторам, является отношение массы надземной массы к массе корней — корнеобеспеченность. С увеличением нормы высева, независимо от агрометеорологических условий вегетации, происходило уменьшение массы корней и увеличение массы надземных органов, что приводило к сдвигу отношения в системе корни : надземная часть в сторону последней. Засуха 2010 г в первую очередь снижала массу корней, поэтому и соотношение подземных и надземных органов значительно сдвигалось в пользу надземной части. Применение предпосевной обработки семян способствовало значительной стимуляции роста корней, что улучшило корнеобеспеченность растений. Особенно заметным данный процесс отмечался в варианте с применением баковой смеси Кинто Дуо + Альбит. Даже в условиях засухи масса корней в данном варианте снижалась не значительно, а соотношение - корни : над земная масса (в зависимости от нормы высева) были на уровне 1 : 4,6 и 1 : 4,4, против 1 :5,9 и 1 : 6,5 в контроле.

Особенности развития микозов ярового ячменя. С увеличением нормы высева ярового ячменя развитие корневых гнилей усиливается (в контроле при норме высева 4,0 млн.в.с./га показатель ПКРБ был на 46% ниже, чем при норме 5,0 млн.в.с./га). Предпосевная обработка оказала значительное влияние на торможение развития корневых гнилей, особенно в фазу полных всходов. Добавление в рабочий состав при протравливании препарата Альбит приводило к существенному повышению эффективности контроля корневых гнилей. Для настоящей мучнистой росы и для темно-бурой пятнистости проявилась определенная тенденция - с увеличением норм высева развитие болезни усиливалось. Так, в контрольном варианте прирост величины ПКРБ для темно-бурой пятнистости на фоне с нормой 5,0 млн.в.с./га был на уровне 14,7%, а для мучнистой росы - на 35,5%. Добавление в рабочий состав для протравливания Альбита приводило к снижению развития как мучнистой росы, так и темно-бурой пятнистости, но характер влияния определялся нормой высева.

Урожайность и структура урожая. Применение пониженной нормы высева в условиях 2009 (среднезасушливый) и 2010 (острозасушливый) гг. обеспечило более высокую урожайность культуры, чем при применении нормы высева 5,0 млн.в.сУга (табл. 9).

Добавление в рабочий состав Альбита (особенно в условиях засухи 2010 г) приводило к достоверному росту урожайности ярового ячменя и способст-

вовало дополнительному получению 0,24-0,4 т/га зерна, причем на более высокой норме высева данный эффект проявился в большей степени.

Протравливание семян оказало положительное влияние на такие элементы структуры урожая как количество колосьев к уборке на 1 м2 , озерненность колоса и массу 1000 зерен.

Таблица 9 — Урожайность ярового ячменя сорта Hyp в зависимости от норм высева и предпосевной обработки семян, т/га, 2009-2011 гг.

Обработка семян (фактор В) Год Средняя за 3 года V,% Отклонение

2009 г 2010г 2011 г т/га %

4,0 млн.в.с./га (фактор А)

Контроль 2,52 1,19 2,95 2,22 41,3

Кинто Дуо 2,86 1,31 3,19 2,45 40,9 0,23 10,5

Кинто Дуо + Альбит 2,88 1,81 3,38 2,69 29,8 0,47 21,2

По норме 2,75 1,44 3,17 2,45 36,9

5,0 млн.в.с./га

Контроль 2,07 1,11 3,11 2,10 47,7

Кинто Дуо 2,52 1,41 3,25 2,39 38,7 0,29 14,1

Кинто Дуо + Альбит 3,18 1,78 3,41 2,79 31,6 0,69 33,1

По норме 2,59 1,43 3,26 2,43 38,0

HCPoSA 0,08 0,03 0,06

НСРо5В 0,11 0,07 0,09

Выход и качественные характеристики семян. Проведенные исследования подтвердили мнение о необходимости несколько снижать норму высева на семенных посевах. Так, в контроле выход семян (урожайность за вычетом высеянных семян) с 1 га был на 0,16 т/га выше при норме 4,0 млн.в.с./га, чем при более высокой норме высева. Предпосевная обработка семян оказала выраженное положительное влияние на выход семенного материала с 1 га. Особенно значительным данный эффект был при применении баковой смеси Кинто Дуо+Альбит. В осгрозасушливом 2010 г за счет данного приема дополнительно было получено 0,61-0,67 т/га семян. Обработка посевного материала значительно повысило коэффициент размножения, причем максимальной величины (14,77 раза) он достигал при использовании варианта обработки Кинто Дуо+Альбит в сочетании с нормой высева 4,0 млн.в.с./га.

Семена, полученные с посевов с более низкой нормой высева, имеют большую лабораторную всхожесть и в меньшей степени заражены различными

17

фитопатогенными микромицетами. Независимо от нормы высева, наилучшие качественные характеристики семян нового урожая достигались при применении смеси - Кинто Дуо + Альбит. Наиболее сильное положительное влияние данного варианта было в отношении зараженности семян нового урожая гель-минтоспориозной инфекцией и «черным зародышем».

Экономическая и энергетическая эффективность. Показатели рентабельности производства семян выше на фоне с нормой 4,0 млн. в .с ./га, чем на фоне 5,0 млн. в.с./га. Если в контроле при первой норме уровень рентабельности составил 25%, тогда как при второй лишь 11%. Среди вариантов обработки, лучшие экономические и энергетические результаты достигались при применении Альбита с химическим протравителем при норме высева 4,0 млн. в.с./га.

ВЫВОДЫ

1. У сортов интенсивного типа селекции стран ЕС, в отличие от отечественных сортов, отмечался более длительный период вегетативного роста и более короткий генеративный период (колошение-цветение). По общему накоплению и скорости формирования сухой биомассы растений зарубежные сорта несколько превосходили отечественные. Наилучшие показатели по величине коэффициента использования ФАР были у сорта Филадельфия. Среди отечественных сортов выделялся сорт Hyp.

2. Зарубежные сорта интенсивного типа отличаются более короткой соломиной и более длинным колосом, чем сорта селекции РФ и стран СНГ. Наиболее короткостебельными сортами были - Розалина и Филадельфия. Отмечается резкая разница между отечественными и зарубежными сортами по отношению длины соломины и длины колоса. Если у отечественных сортов этот параметр был 8,7-9,9, то у сортов селекции ЕС - 7-7,3. Несмотря на то, что в характеристике сортов Вакула и Рахат указывается на их принадлежность к интенсивному типу, по данному соотношению они в большей степени близки к полуинтенсивным сортам Раушан и Hyp. Все европейские сорта ярового ячменя имеют Ь, >1, что подтверждает их интенсивный тип. У всех отечественных сортов данный показатель был ниже 1, причем и у сорта Рахат (Ь; = 0,71) и у сорта Вакула (Ь; = 0,81), относящихся к группе интенсивных.

3. Сорта зарубежной селекции отличаются меньшей адаптивностью к условиям Предкамья Республики Татарстан и повышенной требовательностью к уровню агрофона. Наиболее оптимальные условия для их выращивания - более благоприятный комплекс агрометеорологических факторов и интенсивные технологии производства. Все изучаемые отечественные сорта отличаются повышенной пластичность к неблагоприятным условиям и по своим агротехноло-гическим требованиям проявили себя как сорта полуингенсивного типа.

4. При искусственном заражении отечественные сорта ячменя отличаются несколько более высокой устойчивостью к гельминтоспориозной инфекцией, нежели сорта зарубежной селекции. Наиболее устойчивым к корневым п гилям при лабораторной оценке оказались сорта Hyp и Вакула. В полевых ус-

ловиях наименьшее развитие корневых гнилей было на сортах Алицена и Ваку-ла.

5. В сравнительно благоприятные по увлажнению 2009 и 2011 года урожайность зарубежных сортов интенсивного типа была значительно выше, чем у сортов российской селекции. Однако, в условиях острой засухи 2010 года все сорта селекции ЕС в 1,5-2 раза уступали по продуктивности отечественным сортам (средняя разница 0,44 т/га). Наибольшая урожайность в среднем за 3 года обеспечил сорт интенсивного типа Филадельфия (прирост к показателям стандарта - 30,7%). Среди отечественных сортов выделялся сорт Нур.

6. У сортов зарубежной селекции (несмотря на засуху 2010 года) содержание белка в зерне несколько меньше, чем у сортов отечественной селекции. Наибольшее содержание белка отмечалось у сортов Нур и Рахат. Значительных различий по сбору белка с 1 га между сортами не отмечалось. У всех зарубежных сортов отмечается повышенная зараженность фузариозной инфекцией (в 1,55 раза выше, чем у сортов отечественной селекции), несколько выше и зараженность зерна плесневыми грибами. Максимальная зараженность зерна мико-токсинобразующими грибами отмечалась у сорта Алицена.

7. В благоприятных по увлажнению годах наиболее экономически выгодным и экономически эффективным оказалось выращивание интенсивных сортов. Максимальный уровень рентабельности (без учета роялти) и величина коэффициента превращения энергии были у сортов Филадельфия и Алицена.

8. Острая засуха оказывает негативное влияние на посевные свойства и, в первую очередь, на лабораторную всхожесть и массу 1000 семян. Все патогенные микромицеты проявляют отрицательное влияние на количество первичных корешков при прорастании семян. Наиболее сильное негативное влияние на лабораторную всхожесть и массу 1000 семян оказывает фузариозная инфекция. Гельминтоспориозная и алътернариозная инфекции достоверно снижают длину колеоптиля. С увеличением крупности семян достоверно увеличивается масса корней и ростков, при этом максимальная корнеобеспеченность достигается для крупной (3,0 мм) фракции семян. Посевные свойства были лучше у семян средней фракции (2,5 мм).

9. При обработке семян как в чистом виде, так и в смеси с химическим протравителем, препарат Альбит стимулирует рост корней, повышает устойчивость к засухе и снижает развитие гельминтоспориоза.

10. Коэффициент использования ФАР посевами ячменя при норме высева 4,0 млн.в.с^га был выше, чем при норме - 5,0 млн.в.с./га. Применение баковой смеси Кинто дуо+Альбит способствует росту площади листовой поверхности ячменя и величины коэффициента использования ФАР.

11. Повышение нормы высева приводит к некоторому усилению поражение растений корневыми гнилями. Максимальный уровень защиты от корневых гнилей ячменя достигается при использовании баковой смеси Кинто Дуо с Альбитом. Данная смесь оказывает выраженное положительное влияние на снижение развития основных листовых микозов в период вегетации ячменя.

12. Применение пониженной нормы высева в условиях 2009 (среднеза-сушливый) и 2010 (остро-засушливый) годов обеспечило более высокую уро-

19

жайность культуры, чем при применении нормы высева 5,0 млн.в.с./га. Однако, в более благоприятный по увлажнению 2011 год преимущество по урожайности имела норма высева 5,0 млн. в.с./га. Добавление при протравливании Альбита способствовало дополнительному получению 0,24-0,4 т/га семян. Семена, полученные с посевов с более низкой нормой высева, имеют большую лабораторную всхожесть и в меньшей степени заражены различными фитопатогенными микромицетами. Наилучшие качественные характеристики семян нового урожая достигались при применении баковой смеси — Кинто Дуо + Альбит.

13. Наилучшие экономические результаты и максимальная величина коэффициента превращения энергии были при норме высева 4,0 млн.в.с./га и применении Альбита совместно с протравителем семян.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. При оценке в селекционных программах исходного материала ярового ячменя на интенсивность продукционных процессов использовать индекс отношения длины соломины к длине колоса.

2. На семенных посевах полуинтенсивных сортов ярового ячменя в Пред-камье Республики Татарстан для повышения коэффициента размножения и качества получаемого семенного материала в засушливых условиях использовать семена средней фракции (2,5 мм), норму высева 4,0 млн.в.сУга и протравливание баковой смесью с добавлением препарата Альбит (30 г/т).

3. Выращивание сортов интенсивного типа зарубежной селекции на фуражные цели должно сопровождаться комплексом защитных мероприятий от накопления фузариозной инфекции в зерне.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи, опубликованные в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендуемых ВАК Российской Федерации:

1. Каримова, Л.З. Влияние фунгицидов на продуктивность и фитосанита-рию ярового ячменя. / Л.З. Каримова, Р.И. Сафин, О.В. Шибаева. // Вестник Казанского государственного аграрного университета №2 (16).-2010. - С. 157161.

2. Каримова, Л.З. Оптимизация приемов защиты растений ярового ячменя от микозов. / Л.З. Каримова, Р.И. Сафин, А.Р, Валиуллин // Вестник Казанского государственного аграрного университета №3 (21).-2011. —С. 128-130.

3. Каримова, Л.З. Особенности формирования урожая и развития гель-минтоспориозов на различных сортах ярового ячменя. / Л.З. Каримова // Вестник Казанского государственного аграрного университета №1 (23).-2012. - С. 129-132.

Статьи, опубликованные в других научных журналах и сборниках материалов международных и всероссийских съездов и конференций:

4. Каримова, Л.З. Актуальность применения ресурсосберегающих техно-

логий при возделывании ярового ячменя пивоваренного направления. / Л.З. Каримова. // Энергоресурсоэффективность и энергосбережение в Республике Татарстан. Сборник Трудов X Международного симпозиума «Энергоресурсоэффективность и энергосбережение». Часть 1. — Казань, 2009. - С. 481-484.

5. Каримова, Л.З. Приемы контроля фитосанитарного состояния семян яровых зерновых культур в Республике Татарстан. / Л.З. Каримова, О.В. Шибаева. // Инновационное развитие агропромышленного комплекса. Материалы всероссийской научно-практической конференции. Том 76, часть 2. — Казань: Издательство Казанского ГАУ, 2009. - С. 44 - 49.

6. Каримова, Л.З. Значение и проблемы повышения качества производства ячменя. / Л.З. Каримова. // Актуальные проблемы истории и философии науки на современном этапе развития АПК, биотехнологий, техники, экологии и лесного хозяйства. Сборник научных трудов по результатам 3-й итоговой научно-практической конференции аспирантов и соискателей. - Казань: Издательство Школа, 2009. - С. 45 - 48.

7. Каримова, Л.З. Эффективность контроля семенной инфекции ярового ячменя. / Л.З. Каримова, Р.И. Сафин, А.Р Валиуллин. И Роль аграрной науки в инновационном развитии агропромышленного комплекса. Материалы международной научно-практической конференции, посвященной 90 летаю агрономического факультета Казанского ГАУ. — Казань: Издательство Казанского ГАУ, 2009.-С. 20-21.

8. Каримова, ЛЛ. Сравнительная характеристика продуктивности сортов ярового ячменя. / Л.З. Каримова, О.В. Шибаева. // Роль аграрной науки в инновационном развитии агропромышленного комплекса. Материалы международной научно-практической конференции, посвященной 90 летию агрономического факультета Казанского ГАУ - Казань: Издательство Казанского ГАУ, 2009. - С. 216 - 217.

9. Каримова, Л.З. Особенности развития и приемы контроля гельминтос-пориозов ярового ячменя. / Л.З. Каримова, Р.И. Сафин, О.В. Шибаева. // Инновационное развитие агропромышленного комплекса. Материалы всероссийской научно-практической конференции. Том 78, часть 2 — Казань: Издательство Казанского ГАУ, 2011. - С. 103-109.

Формат 60x84/16 Тираж 100. Подписано к печати 7.11.2013г.

Печать офсетная. Усл.пл. . If00. Заказ. 232:

Издательство КГАУ/420015 г.Казанц ynJttópKca, д.65 Лицензия на издательскую деятельность код 221 ИД №06342 от 28.11.2001 г. Отпечатано в тшимрафни К^АУ 420015 г.Казань, улК.Мсркса, д.65. Казанский государственный аграрный университет

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Каримова, Лилия Зяудатовна, Казань

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

На правах рукописи

04201 45^80 Каримова Лилия Зяудатовна

ОПТИМИЗАЦИЯ СОРТОВЫХ РЕСУРСОВ, ПРИЕМОВ СЕМЕНОВОДСТВА И ЗАЩИТЫ РАСТЕНИЙ ЯРОВОГО ЯЧМЕНЯ В ПРЕДКАМЬЕ РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН

06.01.05 - селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений 06.01.07 - защита растений

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель:

доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Сафин Р.И.

Казань-2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

Стр.

ВВЕДЕНИЕ................................................................. 2

Глава I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.................................................. 8

1.1. Оценка роли сорта в формировании урожая и фитосанитарии ярового ячменя............................................................ 8

1.2. Приемы управления посевами и предпосевная обработка семян ярового ячменя........................................................ 22

Глава II. УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ........................................................................... 31

2.1. Агроэкологическая характеристика Предкамья Республики Татарстан.................................................................................... 31

2.2. Агрометеорологические условия в годы проведения исследований......................................................................... 33

2.3. Методика полевых и лабораторных исследований................. 39

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.................................... 49

Глава III. СОРТОВЫЕ ОСОБЕННОСТИ И ИХ РОЛЬ В ФОРМИРОВАНИИ УРОЖАЯ ЯРОВОГО ЯЧМЕНЯ................................. 49

3.1. Рост и развитие растений............................................... 49

3.2. Показатели фотосинтетической деятельности растений............................................................................ 51

3.3. Экологическая пластичность........................................... 55

3.4. Особенности развития микозов ярового ячменя................... 60

3.5. Урожайность и качество урожая.................................... 65

3.6. Экономическая и энергетическая эффективность............... 69

Глава IV. ОЦЕНКА ФАКТОРОВ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ КАЧЕСТВЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СЕМЯН ЯРОВОГО ЯЧМЕНЯ...... 71

Глава V. ВЛИЯНИЕ НОРМ ВЫСЕВА И ОБРАБОТКИ СЕМЯН НА ФОРМИРОВАНИЕ УРОЖАЯ И ФИТОСАНИТАРНОЕ СОСТОЯНИЕ СЕМЕННЫХ ПОСЕВОВ ЯРОВОГО ЯЧМЕНЯ. 76

5.1. Результаты лабораторной оценки эффективности протравливания..................................................................................................................................................76

5.2. Рост и развитие растений................................................................................................80

5.3. Формирование густоты стояния растений......................................................82

5.4. Показатели фотосинтетической деятельности растений..................85

5.5. Экологическая пластичность........................................................................................88

5.6. Особенности развития микозов ярового ячменя......................................91

5.7. Урожайность и структура урожая..............................................................................95

5.8. Выход и качественные характеристики семян..........................................98

5.9. Экономическая эффективность................................................................................100

Глава VI. РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ОПЫТОВ............................103

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ........................104

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ................................................................................................108

ПРИЛОЖЕНИЯ........................................................................................................................134

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Приоритетной отраслью аграрного производства Российской Федерации и Республики Татарстан является животноводство. Вместе с тем, после вступления России в ВТО уровень конкурентной борьбы на рынке продовольствия значительно вырос. К числу факторов, оказывающих наибольшее влияние на себестоимость животноводческой продукции относятся и затраты на корма, в том числе и на зернофураж. В связи с этим, разработка агротехнологических приемов, позволяющих значительно снизить затраты на производство зернофуражных культур, является основным направлением повышения общей конкурентоспособности отечественного АПК.

В Республике Татарстан основная зернофуражная культура — яровой ячмень. Ежегодные посевные площади культуры в республике составляют более 400 тыс. га. Вместе с тем, валовой сбор фуражного зерна, не позволяет в полной мере обеспечить потребности животноводства в дешевых кормах. Кроме того, недостаточное внимание к фитосанитарному состоянию посевов, часто приводит к накоплению в фураже микотоксинов, опасных для сельскохозяйственных животных (Донник, Пелевина, 2008). Для повышения продуктивности и улучшения фитосанитарного состояния посевов ярового ячменя особое значение имеет подбор высокопродуктивных, экологически пластичных сортов, обеспечивающих стабильное получение зерна, особенно в условиях, повторяющихся, в последние годы, в Среднем Поволжье засушливых явлений. С другой стороны, в основе конкурентоспособной агротехнологии всегда лежит качественный семенной материал. Разработка приемов управления посевными и фитосанитарными параметрами семян остается приоритетной задачей семеноводства. К числу важнейших приемов повышения качественных характеристик посевного материала относятся - применение научно-обоснованных норм высева культуры и предпосевная обработка. Таким образом, подбор сортов и разработка адаптированных к условиям региона агротехнологий производства ячменя остается одной из важнейших задач, стоящих перед аграрной наукой.

Цель исследований. Выявить уровень экологической пластичности, устойчивости к болезням и производственной ценности различных сортов ярового ячменя для зернофуражного направления использования, с минимальным заражением микотоксинобразующими грибами. Оценить факторы, определяющие качественные характеристики семян и разработать комплекс приемов управления семенными посевами ярового ячменя, обеспечивающих стабильное производство семенного материала с высокими посевными качествами и минимальным развитием патогенных микромицетов.

Задачи исследований:

1. Изучить особенности фотосинтетической деятельности, закономерности формирования урожая, экологическую пластичность, развития основных микозов и хозяйственную ценность различных полуинтенсивных и интенсивных сортов ярового ячменя отечественной и зарубежной селекции.

2. Исследовать особенности формирования и характер взаимного влияния комплекса параметров, характеризующих посевные и фитосанитарные свойства семян ярового ячменя.

3. Оценить эффективность на семенных посевах ярового ячменя различных норм высева с учетом особенностей протравливания семенного материала культуры. Установить особенности влияния изучаемых приемов на урожайность и фитосанитарное состояние семенных посевов ярового ячменя

4. Дать комплексную (экономическую и энергетическую) оценку использования изучаемых сортов и приемов агротехнологии.

Научная новизна. Для Предкамья Республики Татарстан определены сорта (генотипы) ярового ячменя, обладающие высокой экологической пластичностью и устойчивостью к микозам, позволяющие обеспечить производство конкурентоспособного зерна с минимальной зараженностью микотоксинобразующими грибами.

Установлены зависимости посевных свойств семенного материала ярового ячменя от складывающихся в период вегетации агроклиматических условий, фитосанитарного состояния и крупности семян. Изучено влияния норм высе-

ва, протравителей семян на формирование урожая и фитосанитарное состояние семенных агроценозов ярового ячменя.

Положения, выносимые на защиту:

1. Различия по экологической пластичности, устойчивости к микозам и продуктивности отечественных и зарубежных сортов ячменя, используемых для производства фуражного зерна с минимальным заражением микотокси-нобразующими грибами.

2. Зависимость качественных характеристик семян ярового ячменя от условий вегетации культуры, крупности семян и развития патогенных микромице-тов.

3. Возможность снижения на семенных посевах ячменя норм высева до 4,0 млн. в.с./га при использовании баковых смесей протравителей семян со стимулятором роста Альбит.

4. Экономическая и энергетическая эффективность выбора оптимальных сортов и приемов управления семенными посевами.

Практическая значимость. Разработанные агротехнологические приемы управления семенными посевами позволяют значительно повысить урожайность и качественные характеристики семян ярового ячменя, значительно повысить рентабельность и увеличить коэффициент размножения семенного материала. Выявленные закономерности формирования урожая, адаптации сортов к неблагоприятным условиям и особенности развития основных микозов могут быть использованы в различных селекционных программах культуры. Полученные результаты внедрены в хозяйствах Лаишевского муниципального района Республики Татарстан и используются в учебном процессе на агрономическом факультете Казанского ГАУ.

Публикации. 9 научных работ, в том числе 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК Российской Федерации.

Апробация работы. Основные положения работы доложены: на Всероссийских (Казань, 2010, 2011) и международных (Казань, 2009) научных конференциях; научных конференциях профессорско-преподавательского со-

става ФГБОУ ВПО «Казанский государственный аграрный университет» (2009-2012) и получили положительную оценку.

Степень личного участия автора. Настоящая диссертационная работа является результатом комплексных исследований, выполненных лично автором в 2009-2013 гг. Автором диссертации проведена закладка полевых опытов, сбор, обработка и анализ полевых и лабораторных материалов.

Объем работы. Диссертация изложена на 145 страницах компьютерного текста, состоит из введения, шести глав, выводов и предложений производству, включает 40 таблиц, 13 рисунков, 9 приложений. Список литературы состоит из 218 наименований, в том числе 19 иностранных авторов.

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Оценка роли сорта в формировании урожая и фитосанитарии ярового ячменя

Современное сельское хозяйство базируется на использовании экономически эффективных, ресурсосберегающих и экологически сбалансированных агротехнологий. Конкурентоспособные агротехнологии в растениеводстве представляют собой систему приемов возделывания сельскохозяйственных культур, выполняемых в определенные сроки, в определенной последовательности и находящихся в логической связи друг с другом на базе учета агробиологических требований растительного организма и складывающихся внешних (агрометеорологических, эдафических и т.д.) экологических условий в каждый конкретный этап формирования урожая (Федотов и др., 2011). Главными требованиями при разработке таких технологий выступают - ресурсосбережение и высокая адаптивность к конкретным условиям хозяйства, поля и элементарного участка (Стрижова и др., 2006).

Сельскохозяйственные растения в ходе естественного и искусственного отбора приобретают определённые полезные хозяйственные качества, полное раскрытие которых возможно лишь при планомерном управлении продуктивностью посевами. Данный подход объединяет в себе совокупность организационно-хозяйственных, растениеводческих мероприятий с максимально полным использованием имеющихся почвенно-климатических ресурсов и генетического потенциала возделываемых растений для получения оптимальной урожайности и высокого качества сельскохозяйственной продукции (Бурлакова, 2007; Каракулев, Дубачинский, 2007).

Учитывая, что удовлетворение практически каждой потребности растений в ходе их возделывания, в зависимости от условий внешней среды может носить благоприятный, нейтральный или отрицательный характер, необходимо

для достижения наилучшего результата делать правильный выбор того или иного агрономического приёма. Сделать это возможно лишь в при учитывании как можно большего количества факторов различной природы, влияющих на итоговую продуктивность посевов сельскохозяйственных культур. Одним из основных факторов является экологический, степень влияния которого на урожайность, связана с амплитудой отклонения определенных параметров среды от их оптимального значения (Лихацевич, 2004). Как указывает академик A.A. Жученко (2004) «...в основу технологии конструирования адаптивных агроэко-систем и агроландшафтов должен быть положен эволюционно-аналоговый принцип, базирующийся на повышении генетического разнообразия, сохранении механизмов и структур биоценотической саморегуляции, дифференцированном (высокоточном, прецизионном) использовании природных, биологических и техногенных ресурсов, адаптивном "встраивании" агроландшафтов в биосферу». В последние годы, как в мире, так и во многих регионах Российской Федерации, отмечается устойчивая тенденция повышения вариабельности величин экологических факторов (особенно абиотических), в том числе и рост частоты повторений неблагоприятных агрометеорологических явлений.

Таким образом, только комплексный агроэкологический подход к разработке адаптированных к конкретным условиям ведения агробизнеса агротехно-логий позволяет решать задачу повышения устойчивости земледелия и всего агропромышленного комплекса (Федоров, Федорова, 2012).

Исторически в России производство зерна в качестве основного направления растениеводства играло ведущую роль. Однако, после вступления РФ в ВТО уровень конкуренции как на мировом, так и на внутреннем рынке зерна существенно вырос. Несмотря на значительные потенциальные ресурсы роста производства, доля нашей страны в мировом зерновом рынке остается сравнительно небольшой. Так, на долю России приходится лишь около 5% от общего объема производства зерна при 9% от общемировых площадей посевов зерновых культур, в то время, как только потенциал по посевным площадям оцени-

вается в 14% (Орунова, 2013). Для повышения конкурентоспособности зернового производства России требуется снижение производственных издержек (по всей технологической цепочке от производства до реализации) с одновременным ростом качественных характеристик зерна при поддержании такого уровня рентабельности, который бы позволял товаропроизводителям вести расширенное производство и привлекать дополнительные инвестиции в отрасль (Концепция рынка зерна на среднесрочную перспективу, 2010).

Ячмень, являясь одним из самых древнейших культурных растений на Земле, относится к числу наиболее важных мировых сельскохозяйственных культур, занимая четвертое место среди зерновых (после кукурузы, риса и пшеницы) и одиннадцатое в целом среди всех сельскохозяйственных культур (Nevo, 1992; Пыльнев, 2005; Newton et al., 2011). В среднем за период 2006-2008 гг. в мире ячмень выращивался примерно на 56 млн. га в 106 странах мира, со среднегодовым уровнем производства порядка 143,4 млн. тонн. Особенно высокие объемы производства зерна ячменя в Северной Америке, Европе, России, Китае и Австралии (ФАО, 2010).

Ячмень имеет чрезвычайно широкий географический ареал выращивания. Культивируется от высоких широт до тропиков. Это пластичная культура, продуктивность и доходность которой менее изменчивы, чем у пшеницы и большинства других зерновых культур. Ячмень используется в хозяйствах, имеющих ограниченные и низкокачественные ресурсы, а также в менее благоприятных климатических и почвенных условиях (Paulitz, Steffenson, 2011). Российская Федерация является крупнейшим производителем ячменя. Так, посевные площади культуры в стране хоть и несколько сокращаются, но в целом достигают 6,8 млн. га (данные 2010 года), а доля ячменя в общем производстве зерна в период 2009-2011 года стабильно составляла 18 % (Кошелев и др., 2013).

Причиной сильного распространения культуры ячменя является комплекс ценных свойств зерна и агробиологических особенностей культуры, позволяю-

щих достаточно эффективно адаптировать агротехнологии ее выращивания к различным агроклиматическим, почвенным и организационно-хозяйственным условиям (Коданев, 1964; Борисоник, 1974; Бугаев, 2004; Newman and Newman, 2006).

Таксономически ячмень посевной Hordeum sativum Jessen относят к роду Hordeum L., семейство Злаковые Роасеае. При этом в рамках данного вида традиционно выделяют три подвида, включающих группы пленчатых и голозерных разновидностей:

- многорядный ячмень (Н. vulgare) - главное отличие от других подвидов заключается в наличии на уступе колоскового стержня трёх плодоносящих колосков.

- двурядный ячмень (Н. distichum) - на уступе колосового стержня располагается только один плодоносящий колосок. Боковые колоски при этом остаются бесплодными и не образуют зерна. Расположение плодоносящих колосков в одной плоскости придает колосу четкую двурядную форму. Подвид двурядного ячменя подразделяется на две группы разновидностей: нутанция (nutantia R.Reg.) -у которой цветки боковых колосков хотя и стерильные, но имеющие при этом развитые наружные цветковые чешуи; дефициенция {deficientia R.Reg.) - боковые колоски представлены только колосковыми чеш�