Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Влияние предпосевной обработки семян на их посевные качества, физиологические процессы и продуктивность сахарной свеклы

ВАК РФ 06.01.09, Растениеводство

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Юнусов, Рауф Адгамович, Казань

/

Российской Федерации Казанская государственная сельскохозяйственная академия

Влияние предпосевной обработки семян на их посевные качества, физиологические процессы и продуктивность сахарной свеклы

06.01.09 - растениеводство

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель - заслуженный деятель науки Российской Федерации и Республики Татарстан, доктор биологических наук, профессор Ф.Д. Самуилов

УДК 581.11; 581.134 633.63; 631.53.02

Юнусов Рауф Адгамович

Казань -1998

ОГЛАВЛЕНИЕ

Стр.

ВВЕДЕНИЕ............................................................................................... 3

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.........................................................................14

1.1. Анатомо-морфологические особенности строения

плода и семени сахарной свеклы.................................................14

1.2. Условия прорастания семян и процессы, происходящие

во время их прорастания..............................................................18

1.3. Причины задержки прорастания семян и способы их преодоления..................................................................................24

1.4. Влияние предпосевной обработки семян на прорастание, физиологические процессы и продуктивность растений...........33

2. УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ОПЫТОВ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ...............................................................................48

2.1. Метеорологические условия........................................................48

2.2. Почвенный покров Татарстана и почва опытных участков.......56

2.3. Объект исследования....................................................................59

2.4. Методика исследований и сопутствующих наблюдений...........59

2.5. Схема опытов и условия их проведения.....................................63

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.....................................................65

3.1. Конкурсное испытание сортов и гибридов сахарной

свеклы отечественной и зарубежной селекции...........................65

3.2. Влияние приемов послеуборочной обработки семян

на их посевные качества...............................................................70

Стр.

3.3. Влияние предпосевной обработки семян на их посевные качества, физиологические процессы и продуктивность сахарной свеклы............................................................................76

3.3.1. Полевая всхожесть и интенсивность начального развития растений в связи с предпосевной обработкой семян................................................................77

3.3.2. Водный режим растений....................................................79

3.3.3. Развитие листовой поверхности и показатели фотосинтетической деятельности растений....................................90

3.3.4. Динамика накопления сахара и продуктивность сахарной свеклы..................................................................98

4. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ОДНОРОСТКОВЫХ СЕМЯН САХАРНОЙ СВЕКЛЫ И ПРИЕМОВ ИХ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ В ТАТАРСТАНЕ..................................................................................102

ОБЩЕЕ ЗАКЛЮЧЕНИЕ..........................................................................105

ВЫВОДЫ..................................................................................................108

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ...................................................110

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ........................................................................111

Приложения..............................................................................................132

ВВЕДЕНИЕ

В Республике Татарстан исследования возможности возделывания сахарной свеклы начаты по инициативе академика В.П. Мосолова (1952). Значительный научный вклад в разработку агротехники этой культуры в местных условиях под его руководством внес профессор А.К. Вершинин (1950). В дальнейшем исследования продолжили кандидаты с.-х. наук Ю.Г. Бутаков (1962, 1970) и И.Т. Храмов (1972). Первый урожай фабричной свеклы в объеме 1500 тонн получен в 1950 г. в Октябрьском районе. К 1967 г. ее площади достигли 43,7 тыс. га, а валовые сборы корнеплодов - 500,4 тыс. тонн. В 1997 году сахарная свекла возделывалась на 50 тыс. га, а ее сборы составили 950 тыс. тонн. Выработка сахара на трех заводах достигла 105 тыс. тонн в год и приблизилась к научно обоснованным нормам потребления (118 тыс. тонн).

Продуктивность сахарной свеклы во многом обуславливается биологическими и физическими свойствами семян, которые в совокупности определяют их потенциальную урожайность и высокое качество фабричной генерации свеклы.

В последние годы в условиях общего экономического спада в России резко сократилось производство свеклосемян, практически отсутствуют их страховые запасы. Рыночный хаос овладевает самыми святыми областями сельского хозяйства и науки - селекцией и семеноводством. Это наряду с отсутствием надлежащей гос. пошлины и таможенного контроля способствует завозу семян в Россию, в том числе в Татарстан, неизвестных, не районированных сортов и гибридов западноевропейской селекции, не приспособленных к нашим почвенно-климатическим условиям, к тому же цена импортных семян превышает цену семян местного производства в 8-12 раз.

Республика Татарстан является самой северной в мире зоной промышленного свеклосеяния с континентальным климатом. Ряд авторов (Добротворцева, 1986) считает, что даже Пензенская и Рязанская области

являются неблагоприятными по почвенно-климатическим факторам для формирования урожая свеклосемян. Тем не менее нами была поставлена цель -попытаться обеспечить потребности свеклосеющих хозяйств в дешевых высококачественных семенах районированных сортов местного производства.

Приступая к научно-исследовательской, изобретательской и практической работе, мы исходили из необходимости ее комплексного решения, исследовали возможность возделывания одноростковой маточной свеклы и культуры высадков, экономически эффективных агроприемов и способов размножения и послеуборочной обработки семенного материала, изучили влияние предпосевной обработки семян на их посевные качества и продуктивность сахарной свеклы.

Предварительно исследовали состояние агроэкосистем в свекловичных зонах Татарстана, оценивали экологическую устойчивость сортов и гибридов сахарной свеклы, учитывали необходимость биологизации и экологизации интенсификационных процессов, а также их ресурсо-энергоэкономичность в одной из самых интенсивных отраслей растениеводства - свекловодстве.

Обобщили результаты полевых опытов, проведенных нами впервые в условиях Татарстана в 1989-1991 годах, по выращиванию маточных корней и высадочных семенников одноростковой кормовой свеклы сортов Тимирязевская односемянная и Тимирязевка 87, которые впоследствии внедрены в производство.

На первом этапе - в 1992-1995 гг. - были проведены широкие конкурсные испытания сортов и гибридов сахарной свеклы отечественной и зарубежной селекции, и отобраны для размножения сорта Рамонская односемянная 47, Льговская односемянная 52 и Бийская односемянная 71, показавшие в наших условиях лучшую продуктивность. Результаты испытаний на агробиологической станции Казанского педагогического университета и размножения в хозяйствах «Баланнинское», «Михайловское», «Усинское», им. Ленина показали, что в условиях Республики Татарстан можно получать

гарантированные урожаи свеклосемян в 13-15 центнеров с га. В течение последних 6 лет - в 1993, 1996, 1997, 1998 годах - качество семян не уступает выращенным в традиционных зонах семеноводства в России, и импортным.

Первый урожай одноростковых семян фабричной свеклы на 8 гектарах вырастили в 1993 году в Муслюмовском районе в объеме 60 центнеров, всхожесть семян составила 90%, одноростковость - 98% (обработка на фирме КВС, Германия).

Мы считаем экономически и хозяйственно целесообразным создание в Татарстане современной базы семеноводства сахарной свеклы. Уже в 1997 году в четырех семхозах на 191 гектаре выращено 2300 центнеров кондиционных семян сорта Льговская односемянная 52. После заводской обработки ими засеяно в 1998 году 20,5 тыс. га, или 47% площадей фабричной свеклы. Теперь мы имеем и свои страховые, переходящие фонды свеклосемян, что в условиях рынка предотвращает ценовой диктат.

В 1993-1998 гг. проведены научные и производственные опыты по возделыванию сахарной свеклы на фабричные цели в самой северной зоне Татарстана - в Агрызском, Сабинском, Мамадышском районах и под Казанью (агробиостанция Казанского пед. университета). Сахаристость корнеплодов составила 16,1-17,4%, а урожайность - 19,5-22,0 тонны с га. Это свидетельствует о возможности производства фабричной свеклы и на севере Татарстана на хорошо окультуренных легких суглинистых почвах. На таких землях загрязненность свеклы наименьшая и сама уборка проходит легче. Сейчас, когда на транспортные расходы падает четверть себестоимости производимой свеклы, эти показатели имеют важное значение.

Разработана принципиально новая автоматизированная, гибкая поточная технологическая линия для обработки семян сахарной свеклы. По индивидуальному проекту в 1995-1998 гг. в городе Набережные Челны построен первый семенной завод по отечественной технологии. Многофункциональная технологическая линия выполнена в виде единой

последовательной системы машин, обеспечивающих при необходимости многократный пропуск семенного материала через одни и те же машины в потоке, что повышает посевные качества семян, снижает их травмирование, а также уменьшает металло- и энергоемкость процесса. Впервые в практике семенных заводов использовано блочно-модульное построение технологического оборудования с индивидуальным подключением к аспирационной сети, что сократило расходы на монтаж. От Федерального института промышленной собственности получено решение о выдаче на это изобретение патента Российской Федерации.

Актуальность темы. Для повышения посевных качеств семян и продуктивности сахарной свеклы исключительно важное значение имеет предпосевная обработка семян. Ее роль намного возрастает в связи с расширением высева семян на конечную густоту насаждения растений, что требует усиления внимания к сохранности всходов. A.B. Корниенко и др. (1994), А.П. Валовиков, А.Г. Шевченко и др. (1994), JI.A. Барштейн, Н.М. Мацевецкая и др. (1995) отмечают необходимость совершенствования приемов подготовки свеклосемян к севу. А.Г. Мацебера (1997) утверждает, что отечественные сорта в целом соответствуют современным требованиям, а технология предпосевной подготовки семян явно отстает от уровня мировых стандартов. Н.В. Роик (1995) отмечает, что когда в экологическое сортоиспытание поступают семена всех сортов и гибридов, подготовленные по отечественной технологии, иностранные гибриды теряют все свои преимущества.

В силу ряда особенностей в анатомо-морфологическом строении плода приемы предпосевной обработки семян сахарной свеклы имеют свои специфические отличия.

Одним из важных элементов подготовки семян фабричной свеклы к севу является их шлифование (частичное удаление околоплодника). Это обязательный прием при посеве сеялками точного высева, особенно

пневматическими. Такой прием улучшает сыпучесть семян, равномерность высева. Шлифованные семена имеют меньший объем и массу, они быстрее (на 2-3 дня) прорастают. Это объясняется не только облегчением доступа воды к семенам и меньшей потребностью в ней, но и удалением с частью околоплодника веществ, тормозящих их прорастание (Добротворцева, 1986).

Исследования показали, что семена местного производства, обладающие большей крупностью и массой, требуют более тонкого шлифования. По этой причине, а также в целях поддержания отечественного товаропроизводителя нами в соавторстве с учеными Казанской сельскохозяйственной академии разработаны устройства для шлифования свеклосемян, которые изготовлены на предприятиях г. Казани и успешно прошли испытание на нашем семенном заводе. Устройства защищены патентами Российской Федерации на изобретения. Они отличаются тем, что способны в потоке при необходимости неоднократно пропускать семенной материал в мягком режиме шлифования.

Успех совершенствования технологии во многом зависит от использования различных приемов предпосевной обработки семян, в связи с чем весьма актуальным является изучение эффективности их влияния на посевные качества семян и продуктивность сахарной свеклы. Нами проведены исследования по инкрустированию семян, изысканию эффективных методов интегрированной защиты их проростков и молодых растений свеклы от вредителей и болезней.

Применяемые против вредителей препараты карбофурановой группы, завозимые из Италии и США, токсичны (Корниенко и др., 1994) и дорогие. Препарат «Тачигарен», покупаемый в Японии, также имеет высокую цену, к тому же не всегда достаточно эффективен против грибковой болезни -корнееда.

Трехлетние полевые опыты показали, что жидкие удобрительно-стимулирующие составы (ЖУСС), содержащие хелаты меди и бора и соединения марганца, оказывают положительное влияние на продуктивность

корнеплодов, снижают поражаемость корнеедом. Повышают полевую всхожесть семян и стимулируют рост и развитие молодых растений янтарная кислота и крезацин.

Успешно прошла производственные испытания на семенном заводе, разработанная нами, вторая новая технологическая линия, предназначенная для инкрустирования и дражирования семян. Она также действует в непрерывном цикле и автоматическом режиме с использованием отечественного оборудования и позволяет сочетать различные способы предпосевного воздействия на семена. От Федерального института промышленной собственности получено уведомление о положительном результате экспертизы нашего заявления о выдаче патента Российской Федерации на изобретение.

Цель и задачи исследований. Цель настоящей работы - разработка и физиологическое обоснование приемов предпосевной комплексной системной обработки семян по отечественной промышленной технологии, способствующей существенному улучшению посевных качеств семян и повышению продуктивности корнеплодов сахарной свеклы. В соответствии с этой целью в работе ставились следующие задачи:

1) для достижения поставленной цели, в первую очередь, необходимо было на основе конкурсного сортоиспытания выявить наиболее продуктивные и перспективные сорта и гибриды сахарной свеклы для выращивания в условиях Республики Татарстан, являющейся северной зоной промышленного свеклосеяния;

2) исследовать влияние различных способов предпосевной обработки семян на их посевные качества - полевую всхожесть семян и интенсивность начального развития растений сахарной свеклы;

3) изучить влияние различных способов предпосевной обработки семян на физиологические показатели - водный режим растений сахарной свеклы (общее содержание воды в листьях, водоудерживающую способность, интенсивность транспирации), продукционные процессы - нарастание

площади листьев и органической массы растений, листовой фотосинтетический потенциал и чистую продуктивность фотосинтеза;

4) выявить влияние способов предпосевной обработки семян на динамику сахаронакопления и продуктивность корнеплодов сахарной свеклы;

5) установить экономическую эффективность и хозяйственную целесообразность производства семян районированных сортов сахарной свеклы в агроклиматических условиях Республики Татарстан.

Научная новизна работы. На основе проведенных исследований и производственных данных впервые в истории развития свекловодства практически доказано, что в агроклиматических условиях Республики Татарстан, являющейся одной из самых северных в мире зон возделывания фабричной свеклы, возможно и экономически эффективно размножение одноростковых семян сахарной свеклы районированных сортов.

По урожайности фабричная сахарная свекла, выращенная из местных семян, не уступает импортным (немецким и французским) сортам и гибридам, а по сахаристости превосходит их на 0,2-0,4 процента. Корнеплоды, выращенные из местных семян, отличаются лучшей лежкостью при хранении в буртах, меньше теряют сахаристость, меньше повреждаются корневыми гнилями.

В исследованиях выявлены новые способы послеуборочной (шлифования, фракционирования) и предпосевной обработки семян, которые значительно повышают посевные качества семян - энергию прорастания и полевую всхожесть семян сахарной свеклы, оказывают положительное влияние на физиологические процессы растений - водный режим, фотосинтез, рост и накопление органический массы, сахаронакопление и урожай корнеплодов.

На основе проведенных исследований впервые разработаны и усовершенствованы отечественные промышленные технологии и устройства предпосевной комплексной системной обработки семян сахарной свеклы. Гибкая технология основана на последовательном многостадийном

равномерном нанесении на поверхность семян стимуляторов роста, микроэлементов, наполнителей, биологических препаратов,

пленкообразующих и красящих материалов, инсектицидов и фунгицидов. В поточном технологическом цикле также новым приемом является периодическое подсушивание увлажненных при инкрустировании семян в целях недопущения снижения их посевных качеств.

Практическая значимость работы. Разработанные и предложенные в работе способы предпосевной обработки семян прошли произв