Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Оценка посевных качеств семян и повышение адаптивных свойств озимой пшеницы с использованием электрофизических методов

ВАК РФ 06.01.09, Растениеводство

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Любая, Светлана Ивановна

ВВЕДЕНИЕ.

1. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ДЛЯ ОЦЕНКИ ПОСЕВНЫХ КАЧЕСТВ СЕМЯН И ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ АДАПТР1ВНЫХ СЮЙСТВ РАСТЕНИЙ.

1.1. Электрофизиологические методы оценки посевных качеств семян и адаптивных свойств растений

1.1.1. Теплоустойчивость, как показатель общей -неспецифической устойчивости семян и растений к стрессам.

1.1.2. Электропроводность водных вытяжек из семян, проростков и растений.

1.1.3. Использование динамики полного сопротивления растений переменному току для изучения устойчивости зерновых культур к неблагоприятным условиям среды.

1.2. Влияние предпосевной обработки семян сельскохозяйственных культур электромагнитными полями на их посевные качества, урожайность и адаптивные свойства А.

2. УСЛОВИЯ ПЮВЕДЕНИЯ ОПЫТОВ, МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Почвенно-климатические условия.

2.2. Методика проведения лабораторных исследований

2.3. Материал, схемы опытов и методика проведения полевых исследований.

2.4. Агротехнические условия проведения исследований

2.5. Установки, используемые при проведении исследований.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ДЛЯ ОЦЕНКИ ПОСЕВНЫХ КАЧЕСТВ СЕМЯН.

3.1. Разработка методики расчета времени, необходимого для прогрева зародыша семени до заданной температуры.

3.2. Результаты изучения теплоустойчивости семян озимой пшеницы.

3.2.1. Теплоустойчивость семян озимой пшеницы в зависимости от доз внесенных удобрений, предшественников, качества зерна и срока хранения.

3.2.2. Влияние биогумуса "Универсал", аммиачной селитры и омагниченной воды на теплоустойчивость семян озимой пшеницы

3.3. Оценка посевных качеств семян и адаптивных свойств растений методом электропроводности водных вытяжек из них.

3.3.1. Электропроводность водных вытяжек из семян озимой пшеницы сорта Безостая 1 в зависимости от дозы внесения фосфогипса.

3.3.2. Электропроводность водных вытяжек из проростков озимой пшеницы, выращенных на растворах гербицидов и регуляторов роста растений.

3.3.3. Электропроводность водяных вытяжек из травмированных семян.

3.4. Сопротивление проростков и листьев озимой пшеницы переменному току, как показатель ее адаптивных свойств.

3.5. Использование электрофизических методов: теплоустойчивости семян и электропроводности водной вытяжки из семян в прогнозировании урожайных свойств сортов пшеницы.

3.6. Влияние электромагнитных полей на теплоустойчивость семян и адаптивные свойства озимой пшеницы.

3.7. Определение оптимальных режимов обработки семян озимой пшеницы физическими факторами

4. ПОВЫШЕНИЕ АДАПТИВНЫХ СЮЙСТВ И УРОЖАЙНОСТИ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦБ1 С ИСП0ЛЬЗОВАНР1ЕМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ.

4.1. Влияние предпосевной обработки семян озимой пшеницы электромагнитными полями на рост, развитие и выживаемость растений.

4.2. Структура урожая озимой пшеницы в зависимости от метода и режима воздействия на семена.

4.3. Влияние ПОКР на физические свойства теста у озимой мягкой пшеницы.

5. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ ПО УЛУЧШЕНИЮ ПОСЕВНЫХ КАЧЕСТВ СЕМЯН.

ВЫЮДЫ.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ.

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Оценка посевных качеств семян и повышение адаптивных свойств озимой пшеницы с использованием электрофизических методов"

Резервы повьшения урожайности сельскохозяйственных культур за счет улучшения посевных качеств семян используются недостаточно. Как в России, так и других странах ведутся поиски новых нетрадиционных методов зашА1ты растений от вредителей и болезней, улучшения посевных качеств семян и повышения адаптивности культуры к неблагоприятньм факторам внешней среды (Симонова, 2001 ; Таранов, Федорищенко, 2001) .В связи с этим большой интерес представляют физические способы обработки семян и электрофизические методы оценки сортовых особенностей и посевных качеств семян сельскохозяйственных культур и их устойчивости к неблагоприятньм условиям внешней среды.

Одним из таких методов, основанным на принципе экстремальности, является термотестирование семян, позволяющее выявить их теплоустойчивость, показатель потенциальной жизнеспособности семян. Известны и такие способы, как электропроводность водных вытяжек из семян, проростков, растений; полное сопротивление (импеданс) растительных тканей переменному току (Стародубцева, 1997) .

В.Н. Мусич, Б.М. Корпели, 198 3; Е. W. Simon, S. Mathavan, 1996; A.A. Powell 198 6; В.Ф. Попов с соавт., 1998 , 2000, 2001, считают, что электропроводность водной вытяжки из семян является лучшим методом установления всхожести, силы роста, полевой всхожести. Этот метод может быть использован и для проверки условий хранения, как семян, так и зерна. Метод электролитов, возможно, использовать для определения устойчивости растений к экстремальным условиям, на что указывают Т.В. Олейникова, М.П. Кожушко, 1970; Э.А. Барашкова, 1973; СП. Портуровская, 1979; В.Ф. Попов, 1984; Г.П. Стародубцева, 1997 , 2001.

Все эти методы позволяют с достаточно высокой степенью точности оценить физиологическое состояние семян, прогнозировать их полевую всхожесть и устойчивость растений к неблагоприятным условиям внешней среды. Указанные методы отличаются высокой чувствительностью, надежностью, быстродействием и большой производительностью. Все это, а особенно применение этих методов в дополнение к традиционным, позволяют изучать малейшие отклонения в физиологическом состоянии прорастающих семян. В настоящее время применяется более 4 0 физических методов воздействия на семена с целью их стимуляции, приводяшзхЕх к повьш1ению энергии прорастаьшя и всхожести, улучшению качества продукции, увеличению урожайности.

Внимание многих исследователей (Шахов, 1975; Савельев, 1981; Басов, Каменир, Фаин, 1981; Батыгин, Потапова, 1983; Трифонова, 1995; Бородин, Щербаков 1998; Стародубцева, 2000, 2 0 01; Фомичев, Андреев, Чефонов, Ерешко 2 001) привлекает электромагнитная обработка, не требующая больших материальных затрат на изготовление оборудования, легко стыкующаяся с современньзми агротехническими приемами, практически безопасная для обслуживающего персонала и посевного материала (чего не скажешь о химической обработке) и дающая весьма ощутимые положительные результаты.

Сопоставление данных, полученньк разь1ыми исследователями, показывает, что предпосевная обработка семян физическрши факторами в оптимальной дозе способна улучшать посевные качества семян, активизирует растения на самых ранних этапах онтогенеза, сокращая время между посевом и появлением всходов. При этом многими авторами отмечается улучшение качества продукции: содержание сахара, крахмала, масел и других веществ (Блонская, Окулова, 1982; Мартемьянов, Венниченко, Донченко, 1990; Стародубцева, Белоусов, 2001) .

Анализ литературных источников, позволяет сделать вывод о необходимости дальнейшего проведения работ по разработке комплексной оценки посевных, биологических и физиологических качеств семян.

Цель и задачи исследований. Целью работы являлось изучение и обоснование необходимости применения в практике сельскохозяйственного производства электрофизических методов оценки посевных качеств семян наряду с традиционь1ыми, а также вь1яснение влияния электромагнитных полей на урожайные и адаптивные свойства растений озимой пшеницы.

При вьшолнении исследований были поставлены следующие задачи:

• разработать комплексную систему оценки посевных качеств семян и адаптивных свойств растений с использованием электрофизических методов;

• разработать методику расчета времени, необходимого для прогрева зародыша семени до заданной температуры;

• провести моделироваже временного режима прогрева за-родьш1а до заданной температуры у семян пшеницы, ячменя, риса, кукурузы, гороха, подсолнечника;

• изучить влияние электромагнитных полей на адаптив№1е свойства растений озимой пшеницы;

• изучить влияние электромагнитных полей на структуру продуктивности, урожайность и технологические качества зерна полученного урожая озимой пшеницы;

• предложить практические рекомендации по использованию электрофизических методов оценки посевных качеств семян и влияния электромагнитных полей на адаптивные свойства растений;

• оценить экономическую эффективность использования электромагнитных полей для улучшения посевных качеств семян озимой пшеницы.

Научная новизна исследований. Впервые в полевых опытах и лабораторных исследованиях, приближенных к производственньм условиям, дана комплексная оценка посевньк качеств семян и устойчивости растений к неблагоприятным факторам среды с использованием электрофизических и традиционных методов.

На запщту выносятся следующее положения:

- использование электрофизических методов в оценке посевных качеств семян озимой пшеницы, полученных как в системе севооборота на фоне внесения удобрительных средств, регуляторов роста, так и в бессменных посевах при различных сроках их хранения после уборки урожая, вьращенных в различных климатических зонах Ставропольского края;

- определение устойчивости семян и растений озимой пшеницы к неблагоприятным факторам внешней среды по: теплоустойчивости семян; электропроводности водных вытяжек из семян, проростков и растений; полному сопротивлению (импедансу) растительной ткани переменному току;

А повьштение адаптивньк и урожайных свойств озимой пшеницы путем обработки семенного материала электромагнитными полями.

Практическая значимость работы. Использование в агрономической практике физических методов обработки семян перед посевом приводит к суш; ественному повышению урожайности при низких затратах средств и является одним из факторов формирования устойчивости растений к неблагоприятным условиям среды. Оценка посевного материала и их проростков электрофизическими методами позволяет прогнозировать полевую всхожесть семян и адаптивные свойства растений с высокой степенью достоверности.

Диссертационная работа вьшолнялась в 199 6-2 0 01 гг. в соответствии с планом ШР ФГОУ ВПО СГАУ по теме №5 «Селекция зерновых и кормовых культур»; раздел 5.4. «Разработка приемов повьшения посевных и урожайных качеств полевых культур с использованием физических методов предпосевной обработки семян» .

Достоверность полученных результатов подтверждается: применением при проведении изменений стандартных приборов и оборудования; статистической обработкой результатов экспериментов; качественным совпадением ряда результатов с результатами, полученными другими исследователями.

Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались на науч11ых конференциях: "Методы и технические средства повьшения эффективности применения электроэнергии в сельском хозяйстве" (Ставрополь, 1996 - 2000 гг.) ; Всероссийской конференции "Современные достижения биотехнологии" (Ставрополь, 1996 г.); Региональной научно-технической конференции "Вузовская наука - Северо-Кавказскому региону" (Ставрополь, 1997 г.) ; Межрегиональной научной конференции "Студенческая наука - экономике научно-технического прогресса" (Ставрополь, 2000 г.) ; Региональной конференции "Проблемы экологической безопасности Северо-Кавказского региона" (Ставрополь, 2000 г.) ; 1-й Российской научно-практической конференции «Физико-технические проблемы создания новых технологий в агропромышленном комплексе» (Ставрополь, 2 001 г. ) .

Публикации. Всего опубликовано 14 работ, в том числе по теме диссертации - 11.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 138 страницах машинописного текста и состоит из введения, 5 глав, выводов, предложений производству и 4 приложений. Содержит 30 таблиц в тексте и 9 таблиц в приложении, 8 рисун