Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Снижение отрицательных последствий травмирования семян кукурузы приемами обработки пленкообразующими препаратами

ВАК РФ 06.01.09, Растениеводство

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Гречанюк, Анатолий Михайлович

В В Е Д Е Н И Е.

1. МЕХАНИЧЕСКИЕ ПОВРВДЕНИЯ СЕМЯН КУКУРУЗЫ.

2. УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ОПЫТОВ И ОБОСНОВАНИЕ ВЫБРАННОЙ МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Условия проведения опытов.

2.2. Обоснование методики исследований.

3. ВЛИЯНИЕ ТИПА ТРАВМ НА ПОСЕВНЫЕ КАЧЕСТВА И УРОЖАЙНЫЕ СВОЙСТВА СЕМЯН КУКУРУЗЫ.

3.1. Травмированность исследуемого посевного материала.

3.2. Энергия прорастания и лабораторная всхожесть семян.

3.3. Сила роста семян жукурузы без поврезвдений и с различными типами травм.

3.4. Полевая всхожесть.

3.5. Особенности роста и развития растений из целых и поврежденных семян.

3.6. Урожайные свойства поврежденных семян.

4. СНИЖЕНИЕ ОТРИЦАТЕЛЬНОГО ВЛИЯНИЯ ТРАВМИРОВАНИЯ СЕМЯН ПРИЕМАМИ ДОПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ.

4.1. Полевая всхожесть и урожайные свойства семян в зависимости от срока сева и вида предпосевной обработки.

4.2. Влияние пленкообразующих протравителей на качество травмированных семян.

4.2.1. Энергия прорастания и лабораторная всхожесть семян.

4.2.2. Сила начального роста.

4.2.3. Полевая всхожесть.

4.3. Рост и развитие растений из целых и поврезденных семян, обработанных пленкообразующими составами

4.4. Предпосевная обработка и урожайные свойства травмированных семян.

4.5. Посевные качества и урожайные свойства травмированных семян в зависимости от включения в поливиниловую пленку микроэлементов.

5. ПОСЕВНЫЕ КАЧЕСТВА И УРОЖАЙНОСТЬ ПОСЕШОЙ ПАРТИИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СОДЕРЖАНИЯ СЕМЯН С МАКРОТРАВМАМИ В

ОБЛАСТИ ЗАРОДЫША.

5.1. Энергия прорастания и лабораторная всхожесть.

5.2. Сила роста семян из посевных партий с различной степенью травмированности.

5.3. Полевая всхожесть и развитие растений в течение вегетации.

5.4. Урожайные свойства семян из партий с различной степенью травмированности.

6. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИЕМОВ ОБРАБОТКИ ПОСЕВНОГО МАТЕРИАЛА ПЛЕНК00БРАЗУЩИМИ ПРЕПАРАТАМИ И НОРМИРОВАНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ПОВРЕВДЕНИЙ СЕМЯН КУКУРУЗЫ В ГОСУДАРСТВЕННОМ СТАНДАРТЕ.

6.1. Экономическая эффективность гидрофобизации и инкрустирования травмированных семян.

6.2. Экономическая эффективность нормирования показателя повреждений семян в государственном стандарте

ВЫВОДЫ.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ.

СПИСОК 0СН0Ш0Й ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Снижение отрицательных последствий травмирования семян кукурузы приемами обработки пленкообразующими препаратами"

Выполнение Продовольственной программы СССР, предусматривающей обеспечить валовой сбор зерна кукурузы к 1985 г. не менее 17 млн.т и в 1990 г. - 20 млн.т, требует значительного повышения урожайности этой культуры. Один из главных элементов, составляющих основу высокого урожая - высококачественные семена районированных гибридов. Об актуальности данного вопроса еще в 1919 г. писал Владимир Ильич Ленин, считавший "снабжение крестьян улучшенными семенами и удобрениями одним из важнейших мероприятий, которые необходимо немедленно проводить в жизнь для ускоренного развития крестьянского хозяйства".

Вследствие широкого применения в семеноводческом процессе различных механизмов в последнее время сильно возросло травмирование семян, которое по данным И.Г.Строны, С.А.Чазова, А.Н.Пугачева и других приводит к ухудшению их посевных качеств и снижению урожайности зерновых культур до 20 и более процентов.

0 важности рассматриваемого вопроса свидетельствуют решения секции семеноводства, семеноведения и контрольно-семенного анализа ВАСШИЛ от 31 марта 1981 г., где подчеркнуто, что "в одиннадцатой пятилетке необходимо разрешить проблему травмирования семян". Указаны и основные пути решения поставленной задачи: создание семеобрабатывающих машин, сводящих к минимуму травмирование; разработка составов для допосевной обработки семян, снижающих вредоносность повреждений; введение в стандарты нормативных показателей, ограничивающих травмирование семян.

Особая опасность механических повреждений семян заключается в том, что они нередко служат основной причиной снижения полевой всхожести и урожайности даже в тех условиях, когда по лабораторной всхожести соответствуют требованиям посевного стандарта. Несмотря на это, показатель травмированности семян в настоящее время не определяется семенными инспекциями и не нормируется в государственном стандарте, в результате чего механические повреждения семян кукурузы в условиях промышленного семеноводства достигают 84-98$ и более.

Цель настоящей работы: установить возможность снижения отрицательных последствий травмирования семян кукурузы путем их обработки пленкообразующими составами и рекомендовать производству наиболее перспективные для этой цели препараты, а также обосновать необходимость ограничения механических повреждений семян кукурузы в стандартах и предложить для введения в ГОСТ на семена кукурузы предельно допустимые нормы травмирования семян.

Для достижения намеченной цели были поставлены следующие задачи: изучить влияние различных типов травм на посевные качества и урожайные свойства семян, установить влияние количества травмированных зерновок в партии на свойства посевного материала, определить изменение биологических свойств травмированных семян при обработке их пленкообразующими составами, дать сравнительную оценку эффективности приемов гидрофобизации и инкрустирования семян кукурузы.

Диссертационная работа явилась составной частью тематического плана научно-исследовательской работы лаборатории семеноведения и стандартизации Всесоюзного ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательского института кукурузы. Полевые опыты проводились в Опытном хозяйстве института (Днепропетровская область) в течение I98I-I984 гг.

В отличие от известных работ по травмированию семян нами, наряду с изучением вредоносности отдельных видов травм, уделялось большое внимание выявлению их влияния на качественные показатели семенных партий кукурузы, а также установлению научно обоснованных ограничительных норм механических повреждений семян этой культуры в стандартах.

Установлено, что все типы травм, за исключением макротравм в области зародыша, практически не оказывают существенного влияния на лабораторную всхожесть, но часто являются основной причиной снижения их полевой всхожести.

Семена, травмированные в области зародыша, отличаются пониженной (на 3-34%) лабораторной всхожестью, снижают в 1,5-2 раза в сравнении с неповрежденными полевую всхожесть и до 24,7 ц/га, или 34,7% урожайность.

В работе показана возможность использования показателя степени травмирования семенной партии для прогнозирования их полевой всхожести и с этой целью, на основании уравнения регрессии, предложена аналитическая формула.

Покрытие травмированных семян пленкообразующими препаратами способствует повышению их полевой всхожести и урожая зерна. Однако полностью устранить отрицательные последствия сильных повреждений семян указанным способом невозможно, что свидетельствует о необходимости ограничения механических повреждений семян кукурузы в стандартах.

На защиту выносятся: агротехнические требования к посевному материалу кукурузы по травмированию; нормативный показатель травмирования семян кукурузы для введения в государственный стандарт и стандартизированный метод его определения.

Результаты исследований освещаются в печати, докладывались на Всесоюзной конференции молодых ученых по проблемам кормов, на Всесоюзном совещании по пленкообразующим протравителям, экспонируются на ВДНХ СССР и внедряются в сельскохозяйственное производство.

I. МЕХАНИЧЕСКИЕ ПОВРЕЖДЕНИЯ СЕМЯН КУКУРУЗЫ

В нашей стране подготовка семенного материала переводится на индустриальную основу, что сопровождается увеличением количества семеобрабатывающих машин, повышением их производительности и, в основном, за счет увеличения скорости работающих органов. В результате этого возрастает контакт семян с вращающимися частями механизмов, что способствует увеличению количества семян с механическими повреждениями.

Указанная проблема имеет особое значение для кукурузы, так как основное количество ее семян, в результате подготовки к посеву на калибровочных заводах, травмируется.

Еще в 1948 г. Н.Wright указал, что проблема повреждения семян гибридной кукурузы возникла вместе с ростом ее промышленного производства.

Количество травмированных зерен возрастает от начала обработки до выдачи готовой продукции (Апрод А.И,, Киржнер А.Г., 1964).

Во время уборки, очистки от оберток и выгрузки травмируется 24-32% семян - это, в основном, внутренние трещины эндосперма и повреждения его оболочки (Сныткин Г.Ф., 1967). Зерен с указанными типами травм было в два раза меньше, когда початки доставлялись на хлебоприемные предприятия непосредственно от комбайна "Херсонец-7м, без дополнительной очистки на колхозных токах (Евтушенко Н.Н., Наурзоков Г.И., Атуров Э.М., 1978).

Бесланеев В. (1978) указывает, что при уборке початков в конце молочно-восковой, начале восковой фазы травмирование составляет 1,5-2% против 8-10% при существующей технологии.

Сушка увеличивает количество травмированных семян до 10-18% (Монов И., Ханьмова Т., Попова Д., Коцева Р., 1968; Николаева Г.Т., 1974).

Однако процент травм во многом зависит от условий сушки. Менее всего повреждаются семена (независимо от исходной их влажности) при сушке на напольных сушилках. Количество травмированных семян увеличивается на 2-3%, а при сушке в шахтных - на 25-50% в сравнении с предцдущим этапом обработки (Архипов М.В., Савин В.Н., Буденко A.JI., Шалтаев Л.В., 1982).

В процессе сушки в эндосперме образуются внутренние трещины без видимых нарушений внешних покровов. Семена с такими травмами менее доступны для поражения и развития на них плесневых грибов во время прорастания, чем имеющие наружные повреждения перикарпия в области эндосперма механического характера (Наумен-ко А.И., Частий В.П., 1964).

Из всех процессов обработки семян, согласно мнению Хьюлсе-на В.А. (1957), наибольшее повреждение им причиняет обмолот.

После обмолота практически все семена имеют хорошо видимую внутреннюю трещиноватость. Увеличивается количество семян с двумя и более повреждениями, достигая 70%. Число семян с механическими повреждениями оболочек зародыша составляет в среднем 66-77,5%. На 30-40% возрастает количество семян с сорваными чехли-ками, вдвое увеличивается число семян с явно видимыми повреждениями тканей зародыша (Сныткин Г.Ф., 1967; Голик Е.М., Любуш-кин В.Т., 1968).

Существенное влияние на повреждение семян оказывает влажность. При обмолоте и прямом комбайнировании наименьшее травмирование установлено при подсыхании зерна до 16-18% (Строна И.Г., Макрушин Н.М., 1978). У кукурузы минимальное количество травм при обмолоте получают семена имея влажность 20-22% (Птицин С.Д., 1959).

Климовский А.Д. (1967) отмечает, что зерно с влажностью 35-42% в общем повреждается на 20-31% (в том числе мелкобитого

3,5-5,0%). К наиболее распространенным механическим повреждениям сырых семян следует отнести травмирование плодовой оболочки, которое большей частью происходит над его зародышем и достигает 40% от всех повреждений. По мнению этого автора, наибольшая прочность зерна наблюдается при влажности 15-23%.

V.K.Jindal, F.Z.Herum, M.Z.Hamdy (1976) сообщают, что минимум поврездений зерну наносится при 25% влажности.

Z.A. latum, M.S.Zuber (1943) указывают, что при обработке семян кукурузы с влажностью 14% поврежденность составила 3-4%, а с влажностью 8% она возросла до 70-80%. Аналогичные результаты получили D.Z. Keller, Н.Н. Converse, T.O.Hodges, D.S. Chung (1971).

H.D.Bunch (I960) установил, что образцы семян кукурузы с влажностью 14, 16 и I8%, подвергавшиеся ударам, были повреждены в меньшей степени, чем образцы с влажностью 8, 10, 12 и 20%.

После калибрования количество травмированных семян увеличивается в сравнении с предыдущими технологическими операциями (Шибаев П.Н., I960; Николаева Г.Н., 1974; Нейков С., 1979; Боровой В., Соколов И., 1980).

Большое влияние на прочность зерна и его повреждаемость оказывают крупность, форма, консистенция зерен, величина и расположение зародыша (Голик М.Г., Шеста Н.Я., Авдусь П.Б., 1959; Leist N., Schmidt., 1978; Сечняк Л.К., 1981).

Размер семян зубовидной кукурузы оказывает существенное влияние на количество поврежденных зерен и характер травм. Крупные плоские семена, являющиеся наиболее продуктивными, сильнее подвергаются механическим повреждениям, чем мелкие. По мере увеличения размеров семян возрастает не только количество поврежденных зерен, но и степень травмирования: у крупных - преобладают повреждения эндосперма, а мелких - травмы оболочек (Феста Н.Я., 1959).

Строна И.Г. (1966) констатирует, что крупные семена повреждаются сильнее, чем мелкие. Это закономерно для всех культур.

У зерен с округлой формой при испарении влаги во время сушки создается большее напряжение тканей под действием внутреннего давления паров, чем у плоских, вследствие чего у них и самый высокий процент трещин (Науменко А.И., Частий В.П., 1964).

Ижик Н.К. (1976) утверзздает, что чем меньше различаются между собой линейные размеры семени (толщина, длина, ширина), тем меньше они подвергаются опасности травмирования.

Повреждение семян зависит и от типа зерна. Основным видом механического повреждения у зубовидной кукурузы являются травмы эндосперма на верхушке зерна. У кремнистой - больше всего повреждаются оболочки, затем чехлик. Исследования показали, что зерно кремнистой кукурузы имеет более плотное строение, чем у зубовидной. Особенности в строении эндосперма, а также закругленная форма и гладкая поверхность зерна кремнистой кукурузы делают его менее подверженным механическим повреждениям, чем зерно зубовидной (Голик М.Г., ФестаН.Я., Шибаев П.Н., 1959).

Таким образом, посевной материал кукурузы, прошедший обработку в условиях промышленного семеноводства, имеет 66-95% семян с механическими повреждениями (Шевченко В.М., 1965; Сныткин Г.Ш., Иванов Н.Н., 1969; Строна И.Г., 1974; Потоцкая Ю.С., 1977; Пис-кунова Л.Г., 1981).

На снижение энергии прорастания и лабораторной всхожести в результате нанесения семенам механических повреждений указывают В.М.Шевченко, 1964; Р.Рапа, 1977; Е.Николов, Д.Кирилов, 1982).

Более отрицательно влияют травмы на полевую всхожесть, значение которой, при наличии любого типа повреждения, ниже, чем у целых семян (Шибаев П.Н.; Ермилов Г.Б., I960; Нейков С., 1980; Иванов Н.Н., Боровой В.В., 1981).

Z.Cseresnyes, N.Pana (1981) установили, что повретвдение семян - один из главных факторов появления у кукурузы аномальных проростков.

Наличие травм на семенах обуславливает их большее повреждение вредителями (Stojanovic T.,Korunic L.,Melar A.,1976).

Травмирование не только отрицательно влияет на посевные качества семян, но также тормозит ростовые процессы, снижает продуктивность растений. В полевых условиях уже в фазу всходов заметна существенная разница в развитии растений из целых и поврежденных зерновок (Строна И.Г., 1972; Потоцкая Ю.С., 1977).

В конечном итоге механические повреждения обусловливают снижение урожайности на 4,7-22,2 ц/га (Хьюлеен В.А., 1957; Юрьев В.Я., Строна И.Г., 1961; Калюжный А.И., Литвиненко Е.Л., Гладыш В.П.; Клосс P., 1981). Поэтому необходима система мероприятий по контролю за обработкой семян, позволяющая уменьшить их травмирование. И.Е.Емельянов (1956) информирует, что в США, начиная от приемки початков у фермера и на всех этапах до выхода готовой продукции, от всех партий берут образцы для анализа в лаборатории. По ним устанавливают, где больше всего повреждаются семена.

О необходимости введения в государственный стандарт показателя степени травмирования семян пишут С.А.Чазов, З.Ф.Клиновиц-кая, Л.Д.Макеева (1974); А.И.Калюжный-, И.И.Чалый (1976); Л.К.Сеч-няк, О.К.Слюсаренко; И.И.Чалый, О.И.Тихонов (1978).

Таким образом, изложенный материал показывает, что в процессе современного семеноводства значительное количество семян кукурузы имеет механические повреждения, которые отрицательно влияют на их посевные качества и урожайные свойства.

Несмотря на это, показатель травмированности семян в настоящее время не нормируется стандартами и поэтому не определяется семенными инспекциями.

В наших исследованиях ставилась задача изучить основные типы механических повреждений семян кукурузы, их влияние на посевные качества и урожайные свойства семян, качество семенных партий в зависимости от наличия семян с различными типами повреждений.

В результате исследований намечалось установить возможность снижения отрицательных последствий механических повреждений семян пленкообразующими препаратами, а также разработать и предложить для введения в государственный стандарт на семена кукурузы нормативный показатель, ограничивающий в посевной партии количество травмированных зерен и подготовить доступный для семенных инспекций стандартизированный метод их определения.

Заключение Диссертация по теме "Растениеводство", Гречанюк, Анатолий Михайлович

1. Широкое применение в промьппленном семеноводстве кукуру зы современных высокопроизводительных машин и механизмов приво дит к значительному увеличению количества семян с механическими повреждениями. В процессе их обмолота и последующей обработки на кукурузообрабатывающих заводах больше всего травмируются пер вая (самая крупная из плоских), пятая и шестая (круглые) фрак ции, число поврежденных зерен в которых за годы исследований со ставило по гибриду Пионер 3978 94-95^, Краснодарскому 436 М -

89-91^, Днепровскому 320 АМВ - 94-9^, Краснодарскому 303 ТВ -

95-97^. Вторая, третья и четвертая фракции повреждаются меньше и количество семян с травмами соответственно по гибридам было в пределах 88-90, 84-88, 88-92, 85-95^. Наличие зерен с наиболее вредоносным типом повреждения - макротравмами в области зародыша • достигает 4-32^.2. Определение качества посевного материала по энергии про растания и лабораторной всхожести семян не дает возможности уста новить отрицательные последствия их травмирования. Даже при на личии в партии 30^ и более семян с макротравмами в области заро дыша лабораторная всхожесть за годы исследований по изучаемым гибридам была на уровне I и только в некоторых случаях 2 и 3 классов посевного стандарта, а при 100^ их содержании она варьи ровала от 87 до 97^.Более полно характеризуют вредоносность каждого типа повреж дения показатели интенсивности начального роста.3. Механические повреждения семян отрицательно сказываются на их полевой всхожести. В годы исследований у семян с макротрав мами в области зародыша она снижалась в 1,4-2,4 раза.Установленная зависимость полевой всхожести семян от типа

повреждения позволяет прогнозировать ее по степени травмирования посевных партий.4. Наличие макротравм у семян в области зародьш1а приводит к отставанию в росте и развитии растений в начале вегетации. Од нако к концу вегетации указанные различия нивелируются.5. Все виды механических повреждений приводят к снижению урожая зерна. При посеве семян с микротравмами эндосперма и за родыша он снижается на 1,1-7,3 ц/га, или на 1,9-11,3^. Посев се мян с сильными травмами в области зародыша уменьшает урожайность на 8,3-24,7 ц/га, или на 16,1-34,7^.6. Покрытие травмированных семян, особенно с макротравмами в области зародыша, пленкообразующими составами способствует по вышению полевой всхожести до 18fo и урожайности - до 10,6 ц/га, или на 23,9^.7. Травмированные семена кукурузы, обработанные пленкообра зующими составами, при посеве в чрезмерно ранние сроки чаще име ют полевую всхожесть и урожайные свойства ниже в сравнении с про травленньми полусухим способом и высеянными в оптимальные сроки.8. Содержание в семенных партиях ZCffo и более зерен с макро травмами в области зародыша приводит к снижению полевой всхожес ти семян на 4-16^, урожайности на 2,4-6,6 ц/га, или 4,9-13,1^.Ни один из предложенных к применению видов пленочных покры тий не может полностью устранить различия в урожайности потомст ва от целых и травмированных семян при наличии в посевной партии такого количества семян с сильными повреждениями в области заро дыша. Поэтому основное внимание должно уделяться мероприятиям, снижающим их механические повреждения в процессе семеноводства, включая введение ограничительных норм по этому показателю в стан дарты.9. Обработка семян кукурузы приемами инкрустирования и гид- 155 -

рофобизации дает практически одинаковые результаты. Однако пер вый имеет ряд существенньк преимуществ: он хорошо вписывается в технологические схемы кукурузообрабатывающих заводов, в то время как для гидрофобизации требуется строительство специальных доро гостоящих пунктов; не требует сложных мер по технике безопаснос ти (при гидрофобизации выделяются ядовитые пары хлороформа); в со став гидрофильной пленки кроме протравителей можно вводить микро элементы и другие физиологически активные вещества, тогда как гид рофобная пленка нерастворима в воде; стоимость обработки семян поливиниловым спиртом более чем в три раза ниже гидрофобизации.10. Ограничение содержания семян с макротравмами в области зародыша в партии не более 20^, а также обработка их пленкообра зующими препаратами экономически целесообразны, так как в резуль тате повьш1ения урожайности кукурузы позволяют получить около

45-80 руб. дополнительного чистого дохода с I га.ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗЮДСТВУ

1. Семена кукурузы вместо полусухого протравливания обраба тывать водорастворимыми пленкообразующими препаратами с использо ванием полимерньк материалов типа поливинилового спирта (ПВС), перспективных протравителей (фентиурам) и микроэлементов.3. Ввести в государственный стандарт на семена кукурузы нор мативный показатель, ограничивающий содержание в партиях ZQffo и более семян с макротравмами в области зародыша.4. Включить в ГОСТ разработанный нами метод определения мак ротравм семян кукурузы в области зародьшта.