Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Совершенствование технологии семеноводства мягкой и твердой яровой пшеницы

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Рогов, Николай Анатольевич, Мичуринск

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ МИЧУРИНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

На правах рукописи

УДК-633.И"321й: 631. 53.01(471.32)

Рогов Николай Анатольевич

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ СЕМЕНОВОДСТВА МЯГКОЙ И ТВЕРДОЙ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ

06.01.05 - Селекция и семеноводство

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научные руководители -доктор сельскохозяйственных наук, профессор А.К.Шиповский кандидат биологических наук доцент В.П.Бодров

Мичуринск - 1999 г.

- г -

Введение 4

Глава 1. Краткий обзор литературы 6

1.1.Биологические особенности твердой и мягкой пшеницы. 6

1.2.Влияние агроэкологических и технологических факторов на семенную продуктивность яровой пшеницы 11

1.3.Сравнительная характеристика мягкой и твердой пшеницы по качеству семян. 17

1.4.Формирование урожая семян яровой пшеницы в зависимости от сроков и глубины посева. 21

Глава 2. Экспериментальная часть. 31

2.1.Цель и задачи исследований. 31

2.2.Методика исследований. 32

2.3.Условия проведения опытов. 35 Глава 3. Роль сроков посева в формировании урожая и качества семян яровой пшеницы. 39

3.1.Влияние сроков посева на продолжительность вегетации и межфазных периодов. 39

3.2.Полевая всхожесть семян и сохранность растений к уборке мягкой и твердой пшеницы в зависимости от сроков посева. 43

3.3.Влияние сроков посева на фотосинтетическую деятельность растений яровой пшеницы. 46

3.4.Урожай и его структура в зависимости от сроков посева. 52

3.5.Особенности формирования посевных качеств семян мягкой и твердой пшеницы в зависимости от сроков посева, способов уборки и продолжительности хранения. 60

3.5.1.Влияние сроков посева на посевные качества семян убранных вручную.

3.5.2.Изменение посевных качеств семян выращенных при разных сроках посева после механизированной уборки и в процессе хранения.

67

3.6.Влияние сроков посева на качество зерна яровой

пшеницы.

71

Глава 4. Роль глубины заделки семян в формировании урожая и

4.1.Продолжительность вегетации и межфазных периодов

при разной глубине заделки семян. 79

4.2.Влияние глубины заделки семян яровой пшеницы на полевую всхожесть и сохранность растений к уборке. 83

4.3.Фотосинтетическая деятельность мягкой и твердой пшеницы в зависимости от глубины заделки семян. 86

4.4.Влияние глубины заделки семян на урожайность и структуру урожая яровой пшеницы. 92

4.5.Формирование посевных качеств семян мягкой и твердой пшеницы в зависимости от глубины заделки семян. 102

4.6. Зависимость качества зерна яровой пшеницы от глубины заделки семян. 111

Глава 5. Биоэнергетическая и экономическая оценка произ-

качества семян яровой пшеницы.

79

водства семян при разных сроках сева и глубинах за-

делки семян яровой пшеницы. Выводы.

Рекомендации производству.

Литература.

Приложения.

118 127

130

131 151

ВВЕДЕНИЕ

Яровая пшеница занимает одно из ведущих мест в зерновом балансе нашей страны. Однако, в Центрально-Черноземном регионе она пока не имеет широкого распространения. Во всех районах, относительно благополучных по годовой норме осадков и условиям выращивания яровой пшеницы, предпочтение отдается озимой, как более урожайной. Поэтому яровая пшеница в Тамбовской области возделывает-ся, как страховая культура на случай недосева озимой пшеницы, или гибели ее при неблагоприятных условиях перезимовки.

В начале 90-х годов в Тамбовской области посевная площадь яровой пшеницы составляла около 7,3 тыс. га, а это 0,4 % от общей площади. В последние 3-4 года ее площади значительно расширились. Урожайность яровой пшеницы часто бывает ниже биологических возможностей районированных сортов, и составляет 13.0-15.5 ц/га. Тогда как лучшие хозяйства получают до 40 ц зерна с гектара, что на уровне урожайности озимой пшеницы.

Таким образом, можно считать, что потенциальные возможности яровой пшеницы высокие и ее посевы следует расширять с условием совершенствования технологии возделывания применительно к почвен-но-климатическим условиям области.

В нашей зоне выращивается яровая пшеница двух видов - мягкая и твердая. Среди них ведущее место занимает мягкая, а твердая, очень ценная по качеству зерна, практически не возделывалась. Причиной тому является несовершенство технологии.Твердую пшеницу выращивают по технологии мягкой, а поэтому до 80 % заготовляемой твердой пшеницы имеет низкие технологические качества зерна.

Для того чтобы получать высококачественное зерно твердой пшеницы, размещать ее необходимо по лучшим предшественникам и на

полях с высоким плодородием почвы. Кроме того, все агротехнические приемы следует применять с учетом биологии культуры. В хозяйствах эти требования зачастую не выполняются из-за недостаточной степени изученности технологии возделывания применительно к поч-венно-климатическим условиям и сортовых особенностей вида пшеницы.

Особый интерес представляют такие агротехнические приемы, как сроки посева и глубина заделки семян. Эти приемы в силу различия биологии мягкой и твердой пшеницы не могут быть идентичными и поэтому должны экспериментально уточняться применительно к конкретным условиям выращивания.

Существует мнение, что посевные и технологические качества семян имеют не только генетическую обусловленность, но и во многом зависят от агроэкологических факторов.

Однако, в условиях производства, оказывать влияние на продуктивность возделываемых культур можно только агротехническим путем. Поэтому нас интересовала возможность простыми агротехническими приемами, сроками посева и глубиной заделки семян не только сохранить высокую урожайность зерна, но и повысить посевные и технологические качества семян мягкой и твердой яровой пшеницы.

Нас также интересовало, как могут изменяться элементы продуктивности, определяющие величину урожая и качество семян твердой и мягкой пшеницы в зависимости от изучаемых агроприемов.

Следовательно, в условиях северной части ЦЧР изучение влияния сроков и глубины посева на формирование урожая, посевных и технологических качеств семян на семенных участках разных видов яровой пшеницы является актуальным.

ГЛАВА 1. КРАТКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ТВЕРДОЙ И МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ

Знание биологических особенностей яровой пшеницы позволяет правильно подходить к возделыванию данной культуры. Известно, что твердая пшеница более требовательна к условиям произрастания, чем мягкая пшеница. Однако до настоящего времени биологические особенности при ее возделывании не учитываются. Агротехника этой культуры, как правило, строится на опыте выращивания мягкой пшеницы.

В литературе имеются данные, которые отражают различия в биологии мягкой и твердой пшеницы. Так, еще А.И.Стебут (1916) отмечал, что зерно твердой пшеницы из-за большей стекловидности требует больше времени для проникновения в ткани влаги, чем зерно мягкой пшеницы. Вследствие этого всходы ее появляются несколько позже.

Исследованиями М.П.Савченко (1950) показано, что при прорастании зерна твердая пшеница более требовательна к наличию влаги в почве и способна прорастать при максимальной гигроскопической влажности.

И. В.Гущин (1964,1964) И. В.Гущин, А.С.Инякина (1963) замечают, что зерно твердых пшениц, имея особую консистенцию, медленнее поглощает воду и требует ее больше.Из-за медленного набухания семян всходы твердой пшеницы при посеве в хорошо подготовленную почву появляются на 1-2 дня позже мягкой, посеянных в тот же срок и на одинаковую глубину.

А.Н.Наливкин (1953), А.Пастухов (1964), В.Н.Степанов (1965), В.А.Алабушев (1977) пишут, что для прорастания зерна мягкой пшеницы потребуется около 55 % воды от массы сухих семян, а для сор-

тов твердой пшеницы - 58,6-69 %. Большую потребность в воде для прорастания авторы объясняют более высоким содержанием белка, на-бухаемость которого, как правило, более чем в 2 раза выше, чем на-бухаемость крахмала.

Оптимальной влажностью почвы для пшеницы принято считать 70-80 % от наименьшей влагоемкости, а при отсутствии воздушной засухи- 65 %.При этом для твердой пшеницы оптимум лежит в пределах 70 %, а для мягких - 65%. (И. С. Сулейменов, 1973; 3. Н. Бобкова, А. Н. Ханыгин, А. И. Емеличев, 1977; R. Р. Zentner, F. Selens, Campbel 1 С. А., Hanford К., МсСопсеу В. G., 1992; М. R. Simon, 1991).

Многие авторы считают, что мягкая и твердая пшеницы предъявляют неодинаковые требования к влажности почвы и теплообеспечен-ности во время вегетации.

М. К. Каюмов (1982) пишет, что при одних и тех же условиях вла-гообеспеченности сорта с большим содержанием зерна в общей биомассе дадут урожай выше, чем сорта с большим содержанием соломы.

Исследованиями А.Ф.Белоуса (1972) показано, что за период посев-колошение твердая пшеница расходует несколько больше влаги, чем мягкая. В целом же за вегетацию они потребляют примерно одинаковое количество влаги. В.И. Сигов (1981) указывает на большую потребность во влаге твердой пшеницей в период кущение-выход в трубку, чем мягкой.

По данным А.Крючкова, Р.Арбашитова (1985) на формирование тонны зерна твердая пшеница Харьковская - 46 потребляет значительно больше влаги (1330-2613 м3), чем мягкая пшеница Саратовская - 42 (703-929 м3).

В научной литературе довольно часто указывается на то, что твердая пшеница более требовательна к теплу, чем мягкая, и этим в

основном объясняется ее невозможность возделывания севернее границы степей и черноземных почв (В. В. Пругло, 1954; Я. И. Климов, 1961 ).

Исследованиями М.П.Савченко (1957) показано, что при температуре 1-3° семена твердой пшеницы наклевываются, но не дают нормальных всходов, а при температуре 5-7° ее семена образуют нормальные ростки, но не дают всходов.По мере повышения температуры от 5 до 25° прорастание семян ускоряется, и всходы появляются быстрее. При высокой температуре и влажности почвы семена твердой пшеницы прорастают быстрее.

В опытах П.И.Богдан и Б.П.Писарева (1959) семена мягкой пшеницы начали прорастать при температуре 1-2° тепла, твердой - при 3-4°.Оптимальная температура, для получения быстрых и дружных всходов 18-22°С. При продолжительной прохладной весне и температуре почвы на глубине заделки семян 5-6°С,прорастание идет крайне медленно, всходы появляются на 15-16 день, часто оказываются из-реженными и угнетаются сорняками.

Ф. М. Куперман (1950,1955), В. И. Сигов (1981 )так же считают, что твердая пшеница предъявляет более высокие требования к теплу в период прорастания, чем мягкая пшеница.

На большую потребность в тепле в период налива зерна твердой пшеницы указывают (А. И. Стебут, 1916; М. П. Савченко, 1950; В. В. Пругло, 1954; M. A. Mohamed, 1.1. Steiner, Wright S. D., Bhangoo M. S., 1990).

Твердая пшеница цветет более открыто, чем мягкая (M. М. Самсонов, 1967). В связи с этим сухая жаркая погода в период цветения в большей степени вызывает гибель генеративных органов твердой пшеницы по сравнению с мягкой (С.А.Степанов, 1991; D.A.Martin, 1990; I.Demir, M. Tosun, 1991).

Проведенными Г.М.Добрыниным (1969) исследованиями установле-

но, что продуктивность семенообразования твердых пшениц в благоприятные годы выше, чем у мягкой, а в засушливые ниже. У мягкой пшеницы снижение величины этого показателя в неблагоприятные годы проявляется в меньшей степени, что свидетельствует о большей пластичности мягкой пщеницы по этому показателю.

Важнейшим элементом в культуре яровой пшеницы является вопрос ее засухоустойчивости.

Большинство исследователей приходят к выводу, что твердая пшеница в целом отличается меньшей засухоустойчивостью по сравнению с мягкой (М. П. Савченко, 1950; И. В. Гущин, 1963; П. М. Фокеев, 1961; П. А. Генкель, 1965; И. Г. Шматько, 0. Б. Шведова, 1977; В. А. Кумаков, 1980; D. G. Briggs, 1991; D. К. Bendi, 1994). Причиной низкой засухоустойчивости твердой пшеницы Н. Г. Ведров (1984) считает более выраженную ме-зофитность по сравнению с мягкой: размеры листьев больше, сильнее выражена крупноклеточность.

При засухе твердая пшеница, как правило, сильнее снижает фотосинтез, чем мягкая (В.А.Кумаков, 1980).

В прохождении фаз развития твердой и мягкой пшеницы многие исследователи отмечают ряд особенностей. Так, всходы твердой пшеницы, как правило, появляются на 1-2 дня позже, чем мягкой (П.М.Савченко, 1957; А.И.Бараев и др. ,1978; I.W.Burns, B.C.Miller, Р.Е.Reisenauer, 1992).

Полевая всхожесть твердой пшеницы зачастую ниже, чем у мягкой ( В. В. Пругло, 1954; Ф. М. Перекальский, 1961; 3. Н. Бобкова, А. Н. Ханыгин, А. И. Емеличев, 1977; В. А. Иванов, 1975; Д. Б. Гареев, А. И. Кукаев, 1991). Одной из причин более низкой всхожести семян твердой пшеницы следует считать большую их травмированность при уборке (Али-Гани Аль-Адад, 1970; В. В. Гриценко, 3. М. Калошина, 1972; Н. М. Макрушин, 1989;

P. Hukl, R. I. Baker, 1993; H. А. Кузьмин, В. E. Шевченко, H. А. Павлюк, 1995).

При доброкачественном посевном материале твердая пшеница ежегодно дает всходы достаточной полноты, нисколько не уступая в этом отношении мягкой пшенице, и даже превосходит ее в отдельные годы ( М. П. Савченко, 1957; П. М. Фокеев, 1961; В. А. Кумаков, 1988; S. D. Du-guid, A. Z. Brule-Babel, 1993). По данным И.В.Гущина (1964) в среднем за четыре года (1955-1958) полевая всхожесть равнялась по твердой пшенице Гордейформе-432 - 82,8% с отклонением 76,389,0%, по мягкой Лютесценс- 53/12 - 80% с отклонением 71-89%.

Кущение твердой пшеницы в зависимости от погодных условий наступает на 1-3 дня позже (В. В. Пругло, 1954; Ф. М. Перекаль-ский,1961) или одновременно, или даже раньше чем у мягкой (И.В.Гущин, 1961,1964).

Низкую энергию кущения твердой пшеницы Р. С. Addae, C.I.Pearson (1992) объясняют меньшей дыхательной способностью по сравнению с мягкой, а следовательно и менее интенсивными ростовыми процессами в этот период.

Урожай твердой пшеницы, как правило, формируется за счет главных побегов, тогда как у мягкой пшеницы значительное участие принимают и боковые побеги (Ф. М. Куперман, В. И. Пономарев, 1972; В. Е. Долгодворов, Саха Арабинда, 1986; И. И. Градисов, А. X. Заверюха, 1989; D. L.Tanaka, 1991).

Колошение яровой пшеницы зависит от срока посева и времени появления всходов. Чем раньше проведен посев и появились всходы, тем раньше при одних и тех же метеорологических условиях выколашивается пшеница. В период от всходов до колошения твердой пшенице требуется тепла около 876°С,а мягкой-9010С(Г.М.Добрынин,1969).

Сорта твердой пшеницы созревают, как правило, позже мягких,при

- и -

этом замедляя прохождение периода колошение-созревание, что несомненно относится к их видовым свойствам. Так, этот период у сортов твердой пшеницы был 22-38 дней, а у мягкой - 20-36 дней (В. В.Пругло, 1954).

Таким образом, анализ литературы показывает, что биологические различия мягкой и твердой пшеницы еще слабо изучены, по некоторым вопросам ряд ученых высказывают противоречивые мнения, и эта тема требует дальнейшего изучения.

1.2. Влияние агроэкологических и технологических факторов на семенную продуктивность яровой пшеницы

Семена являются начальным этапом жизни всякого растения, размножающегося семенами. Они сосредотачивают в себе не только наследственно приобретенные свойства, полученные через скрещивание родительских пар, но являются довольно пластическим материалом, поддающемуся направленному воспитанию при созревании на материнском растении (Г. В. Гулев, Ю. Л. Гужов, 1987).

Только семена, полученные на высоком агрофоне и при соблюдении лучших приемов агротехники, приобретают высокие посевные и технологические качества и в полной мере могут проявлять сортовые достоинства и преимущества (Т.Н. Гордеева, 1971).

В период развития семян формируется анатомическая структура семенных покровов, эндосперма, зародыша, при этом протекают сложные физиологические и биохимические процессы в каждой составной части семени.Все это приводит к проявлению разных признаков и свойств. (Добрынин Г. В., 1969).

И. Г. Строна (1966) писал: "Чтобы эффективно вести семеноводство, семеноводы должны располагать данными о влиянии метеорологических условий и приемов агротехники на посевные качества семян

в каждой зоне по каждой культуре. Если метеорологические условия благоприятны для развития семян,то они будут иметь высокую жизнеспособность и высокие урожайные свойства".

Всхожесть и энергия прорастания принадлежат к числу биологических свойств семян, связанных с их внутренним состоянием, которое в первую очередь определяется природными особенностями, специфическими для данной культуры и сорта, но может изменяться в зависимости от метеорологических условий и агротехнических приемов.

К.Р. Кулешов (1983) пишет, что в зависимости от места выращивания и погодных условий года масса 1000 семян яровой пшеницы изменялась от 31.1 до 47.8 г. Всхожесть изменяется меньше, чем масса 1000 зерен и находится в пределах 73-98%. В границах Тамбовской области качество семян в большей степени зависит от погодных условий года, чем от места их выращивания (микрозоны). Всхожесть семян в северной части Тамбовской области составляет 90. 8%, переходной -88.4% и по южной- 91.2%.

Исследования,проведенные Н. М Макрушиным (1989) в западной части Украины, показали, что в период от колошения до восковой спелости зерна осадки большого влияния на всхожес