Все авторефераты докторских диссертаций
Научно-практическое обоснование новых подходов к повышению качества семян сорго сахарного на Северном Кавказе
Автореферат докторской диссертации
На правах рукописи
Землянов
Владимир Александрович
Научно-практическое обоснование новых подходов к повышению качества семян сорго сахарного
на северном Кавказе
аа Специальность:
06.01.05 Ч селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
доктора сельскохозяйственных наук
Рассвет - 2012
Работа выполнена в Государственном научном учреждении Всероссийский научно-исследовательский институт зерновых культур имени И.Г. Калиненко Российской академии сельскохозяйственных наук и Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Донской аграрный университет в 1999 Ч 2011гг.
Научный консультант |
доктор сельскохозяйственных наук, профессор, член-корреспондент РАСХН Алабушев Андрей Васильевич |
Официальные оппоненты: |
доктор сельскохозяйственных наук, профессор Костылев Павел Иванович |
доктор сельскохозяйственных наук, профессор Жукова Майя Петровна |
|
доктор сельскохозяйственных наук, профессор Костина Галина Ивановна |
|
Ведущая организация: |
Государственное научное учреждение Ставропольский научно-исследовательский институт сельского хозяйства Россельхозакадемии |
Защита состоится 29 мая 2012 г. в 10 часов на заседании объединенного совета по защите докторских и кандидатских диссертаций ДМ 006.066.01 при ГНУ Донской зональный научно-исследовательский институт сельского хозяйства РАСХН по адресу: 346735, Ростовская область, Аксайский район, п. Рассвет, ул. Институтская, 1.
Тел. (8-86350) 37-3-89; факс (8-86350) 37-1-75
С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ГНУ "Донской зональный научно-исследовательский институт сельского хозяйства Россельхозакадемии".
Автореферат размещен на сайтах: www.vak.ed.gov.ru и www.dzniisx.aksay.ru
Автореферат разослан ____а ______________2012 г.
Ученый секретарь объединенного
диссертационного совета, доктор
сельскохозяйственных наука Титаренко А.В.
Общая характеристика работы
Актуальность темы. В южных регионах Российской Федерации важным источником пополнения концентрированных, сочных и грубых кормов может стать культура сорго. Это обусловлено высокими достоинствами зерна и листостебельной массы, разнообразием использования в кормопроизводстве, способностью формировать высокую урожайность в условиях недостаточного увлажнения, солевыносливостью и оттавностью. Однако, должного распространения сорго, в том числе и сорго сахарное, в производстве пока не получило. Научно-исследовательскими учреждениями нашей страны создано много высокопродуктивных сортов, разработаны элементы технологии их возделывания. Вместе с тем, многие проблемы, связанные с оценкой адаптивности созданных сортов к конкретным природно-климатическим условиям различных зон Северного Кавказа, созданием более скороспелых сортов, обеспечивающих гарантированное вызревание и позволяющих в полной мере реализовать их потенциальные возможности, с целью повышения продуктивности и качества семян остаются, к сожалению, пока нерешенными.
Особенно много проблем, тормозящих широкое использование сорго сахарного в производстве, связано с позднеспелостью сортов. Зачастую, формирование и созреваниеа семян протекает при неблагоприятных погодных условиях, что затрудняет уборку, снижает урожайность и качество семян. Поэтому, наряду с селекционным совершенствованием культуры, назрела острая необходимость разработки новых и совершенствования существующих элементов технологии производства кондиционных семян сорго сахарного с применением физических методов предпосевной обработки, регуляторов роста и десикантов.
Цель и задачи исследований. Целью исследований является создание для условий Северного Кавказа новых высокоурожайных, устойчивых к абиотическим стресс-факторам, болезням и вредителям сортов, а также разработка научных основ повышения семенной продуктивности и качества семян сорго сахарного.
Для достижения поставленной цели требовалось решение следующих основных задач:
- создать высокоурожайные, с комплексом хозяйственно-ценных признаков сорта, изучить их морфобиологические особенности, а лучшие рекомендовать сельскохозяйственному производству;
- установить влияние регуляторов роста на процессы роста, развития и формирования урожайности семян новых сортов;
- определить влияние ретардантов на устойчивость растений к полеганию;
- выявить оптимальные дозы электромагнитных полей для предпосевной обработки семян;
- установить влияние энергии активированной воды на скорость протекания биологических процессов в семенах;
- изучить закономерности роста и развития вегетирующих растений после обработки десикантами;
- оценить урожайные и посевные качества семян после процесса десикации;
- установить остаточное количество действующего начала десикантов в вегетативной массе и семенах;
- провести мониторинг фитосанитарного состояния выращенных семян и выявить наиболее распространенные болезни семян и проростков растений;
- оценить влияние разработанного технологического комплекса на урожайность и фитосанитарное состояние семян и биомассы;
- изучить влияние условий различных агроклиматических зон Северного Кавказа на урожайность биомассы и семян созданных сортов;
- рассчитать биоэнергетическую и экономическую эффективностьа созданных сортов и рекомендованных приемов возделывания.
Научная новизна. Впервые в условиях недостаточного увлажнения Северного Кавказа проведена комплексная оценка морфобиологических особенностей вновь созданных сортообразцов и линий, выделены высокоурожайные и устойчивые к абиотическим стресс-факторам сорта. С позиции системного подхода исследовано влияние регуляторов роста на процесс формирования урожайности и качества семян, выявлены оптимальные дозы облучения электромагнитных полей для эффективной предпосевной обработки семенного материала. Установлено влияние энергии активированной воды на интенсивность и скорость протекания биологических процессов в семенах. Разработана и реализована система ускорения процессов роста и развития растений на заключительных этапах онтогенеза с помощью эффективных десикантов. Обоснован научный подход к более широкому использованию на семеноводческих посевах ретардантов и электромагнитных волн промышленной частоты. Определены критерии оценки устойчивости сортов к повреждениям основных фитопатогенов сорго сахарного. Доказана возможность получения кондиционных по показателю всхожесть семян, убранных в фазу восковой спелости.
Теоретическая и практическая значимость. Разработан технологический комплекс производства кондиционных семян сорго сахарного в зоне недостаточного увлажнения Северного Кавказа. Обоснован научный подход к использованию физических и биологических методов предпосевной обработки семян, имеющих пониженные посевные качества. Разработан метод применения энергии активированной воды, активизирующий скорость протекания биологических процессов в семенах. Предложен эффективный метод ускорения процессов роста и развития растений в фазы восковой и полной спелости зерна, способствующий сокращению периода вегетации и существенному снижению фитопатологической нагрузки на семенах.
Методом внутривидовой гибридизации и многократных целенаправленных отборов создан новый сорт кормового направления Дебют (авторское свидетельство № 37541, доля авторского участия 10%), внесенный в Государственный реестр с 2004 года и сорт сахаронос Сахарное 5 (авторское свидетельство № 42668, доля авторского участия 20%), внесенный в Государственный реестр с 2009 года.
Основные положения, выносимые на защиту:
- новые высокоурожайные, технологичные и устойчивые к абиотическим стресс-факторам, болезням и вредителям сорта;
- закономерности роста, развития растений и формирования урожайности зеленой массы и семян сортов под воздействием биологических и физических способов предпосевной обработки семян;
- основы формирования кондиционных семян за счета применения регуляторов роста, электромагнитных волн, ретардантов, десикантов и энергии активированной воды;
- технологический комплекс выращивания стабильных урожаев высококондиционных семян в зоне недостаточного увлажнения Северного Кавказа.
Апробация работы и публикация результатов исследований. Основные положенияа диссертационной работы докладывались и обсуждались на Всероссийских, международных научно-практических конференциях, семинарах, симпозиумах по проблеме научного обеспечения сельскохозяйственного производства: Нетрадиционное растениеводство, экология и здоровье (Симферополь, 2000-2005гг.); АЧГИАА по итогам НИР (Зерноград, 2003г.); Энергосбережение и энергосберегающие технологии в АПК (Зерноград, 2003г.); Проблемы аграрного производства южного региона России (Ростов-на-Дону, 2004г.); Актуальные проблемы и перспективы развития агропромышленного комплекса (Персиановка, 2005г.); Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования (Москва 2007г.); Состояние и перспективы развития агропромышленного комплекса Южного Федерального округаа (Ставрополь, 2009г.); Инновационные технологии Ч основа эффективного развития агропромышленного комплекса России (Зерноград, 2010г.); Интеграция науки, образования и бизнеса для обеспечения продовольственной безопасности Российской Федерации (Персиановка 2010г.); Современные ресурсосберегающие инновационные технологии возделывания с.-х. культур в Северо-Кавказском Федеральном округе (Ставрополь, 2011г.).
Всего автором в результате научных исследований в области селекции, семеноводства и технологии возделывания сорго опубликовано 44 печатных работы, в том числе по теме диссертации 44, включая 11 статей, рекомендованных ВАК РФ и монографию, а также получено 2 авторских свидетельства на новые сорта сорго сахарного.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 285 страницах компьютерного текста. Состоит из введения, 5-ти глав, выводов и предложений для практической селекции, семеноводства и производства. Работа содержит 32 таблицы, 3 рисунка, 30 приложений. Список литературы включает 352 источника, в том числе 20 иностранных.
Вклад автора. Автор работы принимал непосредственное участие в разработке программы, проведении лабораторных исследований, в закладке и проведении полевых опытов 1999-2010 гг. в качестве ответственного исполнителя. Доля личного участия автора в получении и обработке результатов исследований более 50 %. Исследования по установлению остаточного количества десикантов в растениях и фитосанитарного состояния семян сорго сахарного автор выполнил самостоятельно.
Содержание работы.
Во введении обоснованы актуальность, цель, задачи исследований, их научная новизна, описаны методики, указаны основные положения, выносимые на защиту, приведены сведения о реализации полученных результатов, их апробации, практической ценности, публикации по теме диссертации, данные об объеме, структуре работы, отражен вклад автора в проведенных исследованиях.
В первой главе на основании обзора литературных источников по возделыванию сорго сахарного проанализированы результаты исследований, которые можно использовать при разработке новых технологий получения устойчивых урожаев кондиционных семян сорго. В распространение культуры сорго и развитие её семеноводства значительный вклад внесли ученые как России, так и других стран. Среди них: А. В. Алабушев, Н. А Вахрушев, А. Б. Володин, С. И. Горпиниченко, Н. Г. Гурский, М. П. Жукова, А. Н. Землянов, Л. К. Иванюкович, Я. И. Исаков,а Н. С. Калашник, П. И. Костылев, Г. И. Костина, П. И. Ляшов, Б. Н. Малиновский, П. А. Мангуш, В. В. Метлин, Л. А. Смиловенко, О. Д. Шарова, Н. А Шепель и многие другие.
Полученные по результатам анализа данные позволили сформироватьа представление о состоянии изученности проблемы возделывания сорго сахарного и благодаря этому, представилась возможность сформировать научную концепцию теоретических и экспериментальных исследований по созданию новых высокоурожайных, технологичных, устойчивых к абиотическим стресс-факторам, болезням и вредителям сортов, а также адаптивной технологии выращивания сорго сахарного на семена.
Во второй главе описаны природно-климатические условия и методика проведения опытов. Исследования проводились в период с 1999 по 2011 гг. Полевые опыты закладывались на опытном поле ВНИИЗК им. И. Г. Калиненко (Зерноградский район) и на опытном поле Дон ГАУ (Октябрьский район), расположенных в зоне недостаточного увлажнения Ростовской области .
Почвенно-климатические и погодные условия места проведения исследований. Почвенный покров опытных участков представлен обыкновенным карбонатным черноземом, пригодным для получения высоких и устойчивых урожаев большинства сельскохозяйственных культур, в том числе и сорго. Основными отличительными признаками таких почв являются большая протяженность перегнойных горизонтов при сравнительно невысоком содержании гумуса, неплотное сложение, высокая карбонатность нижней части профиля.
По запасам гумуса и питательных веществ эти чернозёмы относятся к числу наиболее плодородных почв. Количество гумуса в пахотном слое составляет 3,6-4,2%, что обеспечивает довольно значительные его запасы (429-441 т/га) и высокое потенциальное плодородие почв.
Обеспеченность подвижными формами фосфора низкая (0,6-1,4 мг Р2О5 на 100 г почвы), а калия - высокая (31,2-42,7 К2О на 100 г почвы). Величина рН в верхнем горизонте составляет 7,0-7,2, то есть близка к нейтральной, с глубиной она увеличивается.
Емкость поглощения довольно высокая (35,3-38,4 мг экв. на 100 г почвы). В составе поглощенных оснований преобладает кальций, на долю которого приходится 86-96%. Магния содержится 6-12%, и в небольших количествах (1-2%) присутствует натрий. Такой состав поглощенных оснований, вместе с высокой емкостью поглощения и значительной гумусированностью, обусловливает вполне удовлетворительные физические свойства этих почв, и на них возможно возделывание многих сельскохозяйственных культур, в том числе и сорго сахарного.
Рельеф ОПХ Манычское Зерноградского района и учхоза Донское Октябрьского района представляет собой слабоволнистую равнину с небольшими возвышенностями, расчлененную рядом степных рек и балок на междуречные и межбалочные водоразделы (Молодкин П. Ф., 1971). Опытные поля находятся на слабопологом склоне. Рельеф можно считать типичным для преобладающей части территории районов и, в целом, для Доно-Егорлыкской аккумулятивной равнины. Поэтому создаваемые на опытных полях сорта успешно могут внедряться во многих районах Ростовской области.
Согласно схеме агроклиматического районирования Ростовской области, территория Октябрьского как и Зерноградского района относится к зоне недостаточного увлажнения с жарким климатом. Наиболее характерными чертами климата данной зоны являются недостаточное увлажнение, жаркое лето и сравнительно холодная зима, низкая относительная влажность воздуха в летние месяцы (39-45%), значительное число дней с суховеями (80-90), частые ветры преимущественно восточных направлений, недостаточные запасы продуктивной влаги в почве в течении большей части вегетационного периода.
Средняя продолжительность безморозного периода - 180 дней. За год выпадает 436 мм осадков. Гидротермический коэффициент - 0,7-0,8. Среднесуточная температура воздуха +8,8 ?С. Самый жаркий месяц года - июль (+22,9 ?С), самый холодный - январь (-5,5 ?С). Вегетация сорго возможна с мая по сентябрь, когда среднесуточные температуры воздуха превышают +10 ?С.
Климатические условия в годы проведения опытов были различными: с относительно благоприятным увлажнением и температурным режимом (1999, 2006, 2008, 2009гг.), с достаточным увлажнением (2000г.), с высоким температурным режимом и недобором осадков (2001, 2002, 2003, 2004, 2005 и 2007гг.).
Анализируя полученные данные, можно отметить, что в августе максимальная температура выше, чем в июле, а высокая температура губительна для пыльцы, поэтому желательно возделывать сорта сорго раннеспелые, у которых цветение происходит до наступления жары - в начале июля или в июне. В апреле средняя температура воздуха + 9 ?С, это близко к оптимальной, но в мае бывают заморозки, поэтому целесообразно культивировать сорта холодостойкие, способные переносить низкие положительные температуры.
В целом, почвенно-климатические условия места проведения опытов благоприятны для возделывания сорго, и наблюдавшееся разнообразие метеорологических условий по годам исследований позволило дать всестороннюю оценку изучаемым сортам и разрабатываемым элементам технологии выращивания кондиционных семян.
Методика проведения исследований. Объектом исследований стали 992 коллекционных образца ВИР и сорта сорго сахарного кормового направления: Дебют, Зерноградский янтарь (стандарт), Зерноградское 1, Зерноградское 10, Зерноградское 33, Северное 44, Сахарное 5, Сахарное 6, Сахарное 20, стерильная линия АПВ 1115, гибрид Зерсил и другие сорта, созданные во ВНИИЗК им. И. Г. Калиненко и Дон ГАУ.
Изучение коллекционных образцов проводилось в соответствии с Методическими указаниями по изучению коллекционных образцов кукурузы, сорго и крупяных культур, разработанными в ВИРе (1968). В качестве стандарта высевали сорт сахарного сорго Зерноградский янтарь. Посев опытных делянок проводили вручную с формированием густоты стояния 120 тыс. растений на гектар. Общая площадь делянки 8м2, учетная 5 м2.
Закладка опытов, учеты, наблюдения и биометрия в период вегетации растений осуществлялись согласно Методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (1971). В конкурсном сортоиспытании посев осуществлялся широкорядным способом, с шириной междурядья 70 см и нормой посева 250 тыс. шт. всхожих зерен на гектар. Учетная площадь делянки - 25 м2, повторность - 4-ха кратная.
Оценку селекционных образцов проводили согласно методическим указаниям ВИР (1985), ВНИИ кормов (1987) и Международному классификатору СЭВ (1990). Оценку на устойчивость к болезням проводили в естественных условиях полевого опыта (ВИЗР, 1985).
В опытах с применением физических методов предпосевной обработки семян использовали лабораторную установку УСЭ-0,5УХЛ4 (АЧГАА), тесламетр универсальный 43205, термостат LP-120.
Скашивание зеленой массы на силос проводилось переоборудованной однобрусной косилкой в фазе восковой спелости, с последующим взвешиванием биомассы на площадочных весах. Образцы коллекционных делянок убирали вручную.
Динамику высоты растения определяли через каждые 10 дней, начиная от фазы всходов. Площадь листьев рассчитывали по формуле, предложенной П. П. Литуном, Ф. С. Ястребовым, В. М. Линником (1970), для чего в полевых условиях измеряли линейные размеры листьев на 10 растениях в двукратной повторности.
Оценку качества кормов осуществляли в лаборатории биохимии и массовых анализов по существующим методикам (Дрозденко Н. П., Калинин В. В., Раецкая Ю. И., 1981). Проводили полный зоотехнический анализ, а также определяли содержание сахара в соке, глюкозида синильной кислоты - в зеленой массе и танина - в зерне. Биоэнергетическая оценка результатов исследований рассчитана по методике Е. И. Базарова и др. (1983).
Применялась общепринятая в зоне агротехника (Листопадов И. Н., Шапошникова И. М., Ермоленко В. П., 1984). Предшественник - озимая пшеница. Посев проводили сеялкой СН-16. В фазе 3-6 листьев у сорго проводили обработку гербицидами для уничтожения сорной растительности. В годы массового распространения тли посевы сорго обрабатывали препаратом Би 58.
Статистическую обработку результатов исследований проводили методом дисперсионного анализа (Доспехов Б. А., 1979, Дзюба В. А., 2007).
В третьей главе представлен анализ полученных данных полевых, лабораторно-полевых и лабораторных опытов по применению биопрепаратов, десикантов и физических методов предпосевной обработки семян. Освещены основные сдерживающие факторы внедрения культуры сорго: отсутствие в производстве достаточного количества адаптивных сортов и гибридов, не налаженность семеноводства, значительные потери качества и количества семенного зерна в период его уборки, очистки, сушки и доработки в хранилищах. К сожалению, многие возделываемые сорта обладают продолжительным вегетационным периодом и высокорослостью, что, зачастую, приводит к снижению урожайности и посевных качеств выращиваемых семян.
В связи с этим, параллельно с созданием новых высокоурожайных сортов и гибридов обладайщих комплексом ценных морфо-биологических свойств, были проведены исследования по совершенствованию технологии выращивания сахарного сорго на семена.
Для решения этих задач нами были проведены исследования по изучению особенностей роста и развития коллекционных образцов ВИР, сортов и гибридов селекции ВНИИЗК им. И. Г. Калиненко и Дон ГАУ, а также по разработке некоторых элементов технологии выращивания их семян.
3.1 Рост, развитие и элементы структуры урожайности новых сортов кормового направления.Изучаемая культура оказалась перспективной в кормовом направлении благодаря своеобразному характеру ростовых процессов, заключающихся в исключительной устойчивости к засухе, рациональному использованию влаги, формированию стабильной урожайности биомассы за счет достаточной высоты и облиственности растений (табл. 1).
Таблица 1. Морфологическая характеристика выделившихся сортов и ЦМС-линии кормового направления, 1999-2002гг.
Сорт, линия |
Высота расте-ний, см |
Кол-во листь-ев, шт. |
Кустис-тость, шт. |
Длина листа, см |
Ширина листа, см |
Длина метелки, см |
Ширина метелки, см |
Зерноградский янтарь (st) |
193,5 |
13,5 |
1,1 |
69,0 |
7,4 |
23,6 |
8,0 |
Дебют |
203,2 |
13,3 |
1,0 |
72,8 |
8,7 |
29,2 |
8,5 |
Зерноградское 1 |
193,1 |
13,0 |
1,1 |
65,3 |
7,3 |
24,4 |
8,8 |
Зерноградское 10 |
205,9 |
12,8 |
1,1 |
69,6 |
7,6 |
22,9 |
8,6 |
Северное 44 |
212,4 |
14,8 |
1,0 |
71,5 |
8,2 |
20,9 |
9,3 |
АПВ 1115 |
144,1 |
12,0 |
1,2 |
53,3 |
7,7 |
17,0 |
5,7 |
НСР 0.5 |
7,9 |
1,1 |
0,4 |
5,2 |
1,3 |
0,9 |
0,5 |
Анализ полученных наблюдений выделившихся образцов показал, что по высоте растений изучаемые сорта и линия имели некоторые различия. Наименьший показатель (144,1 см) имела ЦМС линия АПВ 1115, наибольший (212,4) - сорт Северное 44, у других сортов высота растений не превышала 193,5-205,9 см. Максимальная количество листьев (14,8 шт.) наблюдалась у позднеспелого сорта Северное 44, минимальная (12,0) - у АПВ 1115. Среднеспелые сорта обладали 12,8-13,5 листьями. По показателю продуктивная кустистость достоверных различий не было обнаружено. Вместе с тем, по размерам листьев наиболее существенные прибавки, по сравнению со стандартом, имел новый сорт Дебют. Это дало нам основание констатировать, что обладая интенсивно функционирующим мощным ассимиляционным аппаратом, растения этого сорта в среднем способны сформировать и наиболее развитые генеративные органы. Так, длина их метелки достигла 29,2 см, а ширина - 8,5 см, что значительно больше, чем у стандарта и способствовало обеспечению в 1999-2002 гг. урожайности ценной, в кормовом отношении, биомассы порядка 29,3 т/га (табл. 2).
Таблица 2. Урожайность биомассы образцов кормового направления, т.га, КСИ
Сорт, гибрид |
Годы |
Превышение над стандартом |
|||||
1999 |
2000 |
2001 |
2002 |
среднее |
|||
т/га |
% |
||||||
Зерноградский янтарь(st) |
33,2 |
34,5 |
20,7 |
21,0 |
27,4 |
- |
- |
Дебют |
- |
36,2 |
26,5 |
25,3 |
29,3 |
+1,9 |
6,9 |
Зерноградское 1 |
30,5 |
35,9 |
20,9 |
21,0 |
27,1 |
-0,3 |
-1,1 |
Зерноградское 10 |
33,8 |
35,1 |
22,3 |
22,0 |
28,3 |
+0,9 |
3,3 |
Северное 44 |
30,2 |
34,8 |
26,3 |
24,2 |
28,9 |
+1,5 |
5,5 |
Зерсил (АПВ 1115 х Северное 44) |
34,0 |
48,2 |
31,9 |
33,6 |
36,9 |
+9,5 |
34,7 |
НСР0,5 |
1,9 |
2,2 |
2,1 |
3,3 |
- |
- |
- |
В семеноводстве сельскохозяйственных культур вообще, и сахарного сорго в частности, проблема выращивания кондиционных семян в достаточных объемах остается актуальной. В силу чрезмерной высокорослости, полегаемости растений, облиственности и повышенной влажности стебля в период уборки добиться высокой урожайности, низких потерь при уборке весьма проблематично. В этой связи, технологичность и семенная продуктивность сорго сахарного приобретает особо актуальный характер.
Учет семенной продуктивности показал, что урожайность семян варьировала не только по сортам, но и в зависимости от погодных условий. Так, исключительно засушливый вегетационный период 2001 года не способствовал формированию высокой урожайности семян. Тем не менее, на фоне полной гибели посевов кукурузы, была получена урожайность зерна сорго сахарного 1,03-2,03 т/га. За годы испытаний, обладая комплексом ценных морфо-биологических признаков (устойчивость к полеганию, хорошая выдвинутость метелки из пазухи последнего листа, большие размеры метелок и высокая их озерненность), новый сорт Дебют сформировал максимальную урожайность семян (табл. 3).
Таблица 3. Семенная продуктивность сортов кормового направления, т/га, КСИ
Сорт, линия |
Годы исследований |
Превышение над стандартом |
|||||
1999 |
2000 |
2001 |
2002 |
среднее |
|||
т/га |
% |
||||||
Зерноградский янтарь (st) |
2,30 |
2,24 |
1,66 |
2,15 |
2,09 |
- |
- |
Дебют |
- |
3,09 |
2,03 |
2,32 |
2,48 |
+0,39 |
18,7 |
Зерноградское 1 |
2,55 |
2,36 |
1,82 |
2,12 |
2,21 |
+0,12 |
5,7 |
Зерноградское 10 |
2,41 |
2,43 |
1,90 |
2,08 |
2,21 |
+0,12 |
5,7 |
Северное 44 |
2,53 |
2,68 |
1,96 |
2,15 |
2,33 |
+0,24 |
11,5 |
АПВ 1115 |
1,89 |
2,06 |
1,03 |
2,16 |
1,79 |
-0,30 |
-14,4 |
НСР0,5 |
0,8 |
0,6 |
0,7 |
0,6 |
- |
- |
- |
Исследуемые сорта, линия и гибрид кормового направления существенно различались не только по морфологическим, но и биологическим особенностям. Так, проростки раннеспелых голозерных сортов (Зерноградское 1, Дебют) в среднем за 1999-2002 гг. появились на 9-10 день, среднеспелых (Зерноградский янтарь, АПВ1115) - на 10-12 день, позднеспелых (Северное 44, Зерсил) - на 12-14 день. Фаза выметывания у раннеспелых сортов начиналась на 8-10 дней раньше, чем у позднеспелых. Аналогичная тенденция сохранилась и при наступлении таких фаз развития, как лцветение растений, молочная, восковая и полная спелость зерна. Самый короткий период вегетации растений (115 дней) зафиксирован у сортов Зерноградское 1 и Дебют, несколько продолжительнее (118 дней) он оказался у сортов Зерноградское 10, Зерноградский янтарь и линии АПВ 1115, наибольший (126 дней) - у сорта Северное 44 и гибрида Зерсил.
Ростовые процессы изучаемых сортов протекали неодинаково. Прежде всего, наиболее существенные различия наблюдались в темпах начального роста. Несмотря на то, что культуре сорго присущ очень медленный темп роста стебля, в первые 35-45 дней после появления всходов в силу опережающего развития корневой системы, был установлен более интенсивный прирост у сорта Дебют и гибрида Зерсил. Так, если средняя высота растений у большинства изучаемых сортов через 40 дней после начала вегетации растений не превышает 18-22 см, то у них она была на 2-3 см или на 11,1-13,6 % больше. Это создало предпосылки к формированию более мощного ассимиляционного аппарата, способного более полно использовать солнечную энергию для формирования максимальной вегетативной массы и генеративных органов.
Среднесуточный прирост у изучаемых сортов в первый месяц вегетации не превышал 0,32-0,38 см, во второй - 1,22-2,05 см, в третий - 3,26-4,14 см, в четвертый, после фазы цветения - практически прекращался.Разница в темпах роста изучаемых сортов в середине вегетационного периода нивелировалась. Однако опережающий рост сорта Дебют и особенно гибрида Зерсил, использующего эффект гетерозиса, способствовал тому, что они более полно использовали влагу, питательные вещества и были более конкурентоспособны с сорняками, что в конечном итоге отразилось на уровне урожайности вегетативной массы. Рост и развитие растений сорта Дебют проходит в несколько лучших условиях, и это сказалось не только на уровне урожайности семян, но и на их выполненности и посевных качествах.
Сорго относится к факультативным перекрёстноопыляющимся растениям. Доказано, что величина перекрёстного опыления напрямую зависит от особенностей сорта и погодных условий, главным образом, от влажности и температуры воздуха. Наиболее интенсивное цветение (максимальное количество открытых цветников) в опытах О. Д. Шаровой наблюдалось с 6 до 10 часов утра, когда температура воздуха составляла 18-25 С. После её повышения (11-13 часов) интенсивность цветения резко сокращалась. Цветение главной метёлки в зависимости от температуры воздуха в наших опытах продолжалось 6-9 дней. Продолжительность и интенсивность цветения у сорго сахарного имеет большое значение для формирования урожая семян. Так, за счет неравномерности цветения главных метёлок и метёлок на боковых стеблях, продолжительность цветения у сортов Зерноградское 10, Зерноградский янтарь и Дебют достигала 15-19 дней, что создавало благоприятные условия для более полного озернения метёлок.
3.2 Хозяйственно-биологическая характеристика созданных сортов.Селекционно-семеноводческая работа завершилась созданием принципиально новых сортов сорго кормового и сахарного направления, отличающихся высокой адаптивностью к условиям недостаточного увлажнения Северного Кавказа.
Исследования были направлены на создание высокоурожайных, скороспелых и засухоустойчивых сортов. Использование методов гибридизации на фертильной основе, многократного самоопыления метёлок неоднородных гибридных популяций и целенаправленных отборов, позволило создать ряд сортообразцов, отличающихся не только высокой урожайностью, скороспелостью, технологичностью семеноводства, но и исключительной засухоустойчивостью. После оценок в селекционных питомниках наиболее выделившиеся линии были переданы для изучения в предварительное и конкурсное сортоиспытание.
За 1999-2008 гг. в соответствии с селекционной программой исследований изучено 922 образца коллекционного питомника. В предварительное сортоиспытание было отобрано 88 образцов лучшие из которых использованы для дальнейшего изучения и селекционной работы. В результате чего было создано два новых сорта Дебют и Сахарное 5внесенных в реестр селекционных достижений РФ, допущенных к использованию по Северо-Кавказскому, Средневолжскому и Нижневолжскому регионам РФ.
Широкое использование методов гибридизации и инцухта позволило создать эти сорта с уникальной устойчивостью к абиотическим условиям среды, высокой продуктивностью зеленой массы и семян. Зеленая масса кормового сорта Дебют при уборке в фазу восковой спелости зерна накапливает в соке стеблей до 13-15% сахаров и до 6,4-6,8% перевариваемого протеина. За годы конкурсного сортоиспытания урожайность зеленой массы этого сорта достигла 29,3 т/га.
3.2.1 Сорт кормового направления. Сорт Дебют (ВНИИЗК им. И.Г. Калиненко) создан методом многократного самоопыления и целенаправленных отборов скороспелых и высокопродуктивных линий среднераннего сорта Зерноградский янтарь. Относится к разновидности развесистого сорго. Антоциановая окраска всходов средней интенсивности. На главном стебле 9-10 листьев. Листья зеленые, неопушенные. Выметывание раннее. Растение высокорослое. Метелка симметричная, прямостоячая, средней длины, средней плотности. Колоски эллипсоидальные. Колосковые чешуи при созревании черные. Ость нижней цветковой чешуи развита слабо. Зерно эллиптической формы, бурое. Масса 1000 зерен 23-23,5 г. Устойчивость к полеганию высокая. Засухоустойчивость хорошая. Средне поражается бактериальной пятнистостью. Отлично подходит для использования как на зелёный корм, так и для приготовления силоса. Устойчив к полеганию, болезням и вредителям. Продолжительность вегетационного периода Ч95-100 дней (табл. 4).
Таблица 4. Хозяйственно-биологическая характеристика сортов кормового
направления, 1999-2002 гг., КСИ
Признак |
Сорт |
|
Зерноградский янтарь, st |
Дебют |
|
Высота растений, см |
193,5 |
203,2 |
Вегетационный период, дней |
115 |
100 |
Количество листьев, штук |
13,5 |
13,3 |
Кустистость, штук |
1,1 |
1,0 |
Урожайность зеленой массы, т/га |
27,4 |
29,3 |
Урожайность семян, т/га |
2,09 |
2,48 |
Выдвинутость метелки из пазухи последнего листа, см |
15 |
22 |
Склонность к полеганию, баллов |
5 |
5 |
Устойчивость к повреждению тлей, баллов |
5 |
5 |
Вегетативная масса этого сорта, убранная на силос в фазу восковой спелости зерна, обеспечивает урожайность 29,3 т/га, в которой содержится 9,9 т/га сухого вещества, с содержанием в соке стеблей 13-15 % сахаров и 6,4-6,8 % переваримого протеина.
В 2001 году сорт Дебют передан на испытание в Государственную комиссию по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур для комплексного изучения в различных почвенно-климатических зонах страны. По результатам государственного испытания сорт сорго сахарного Дебют внесен в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию в Российский Федерации.
Посевная площадь нового сорта уже в год районирования в базовом хозяйстве института достигла 278 га. Соблюдение рекомендованной нами технологии возделывания (использование вновь районированного, технологичного с точки зрения семеноводства сорта, строгое соблюдение оптимального срока посева, нормы высева, предпосевной обработки семян биопрепаратами, обработка посевов гербицидами группы 2.4Д и десикантами) позволило ОПХ Манычское Зерноградского района при средней урожайности 3,28 т/га заготовить свыше 900 ц кондиционных семян.
Отмечая высокую толерантность сорта к засухе, следует подчеркнуть, его высокую пластичность, так как реакцией сорта на оптимальную влагообеспеченность почвы является рост урожайности. Об этом свидетельствуют результаты производственного сортоиспытания в других регионах Северного Кавказа. Так, в СПК л(колхоз) Большевик Староминского района Краснодарского края, где количество осадков в июне - августе составляет 140 - 180 мм, урожайность биомассы достигала максимальных величин Ч 62,6 Ч 72,8 т/га.
3.2.2 Сорт с повышенным содержанием сахаров в соке стеблей. Сорт Сахарное 5 создан методом гибридизации коллекционных образцов сахарного сорго и целенаправленных отборов наиболее сахаристых и продуктивных линий. Сорт создан в Донском государственном аграрном университете для производства сахарного сиропа.
Сорт относится к подгруппе развесистого сорго (эффузум). Антоциановая окраска всходов слабая. Метелка рыхлая, буро-коричневая, длиной 22 - 28 см. Зерно светло-коричневое, пленчатое. Масса 1000 зерен 19 - 22 г. Сорт относится к группе среднеранних. Вегетационный период от всходов до созревания зерна составляет 115 - 120 дней. Высота растений достигает 220 - 240 см. Продуктивная кустистость - 2 - 3 стебля. Стебель сочный. Листья крупные, длинные. Сорт устойчив к полеганию, бактериозу, злаковой тле (табл.5).
Таблица 5. Хозяйственно-биологическая характеристика сортов сахарного
направления, 2004-2005 гг., КСИ
Признак |
Сорт |
|
Сахарное 32, st |
Сахарное 5 |
|
Высота растений, см |
222 |
230 |
Вегетационный период, дней |
124 |
117 |
Количество листьев, штук |
17 |
15 |
Кустистость, штук |
1 |
2,5 |
Урожайность зеленой массы, т/га |
14,4 |
15,2 |
Урожайность семян, т/га |
1,9 |
2,6 |
Содержание сахаров, % |
16,3 |
18,8 |
Выдвинутость метелки из пазухи последнего листа, см |
20 |
25 |
Склонность к полеганию, баллов |
4 |
5 |
Устойчивость к повреждению тлей, баллов |
5 |
5 |
Он выгодно отличается и тем, что дает урожай высокого качества. Так, в фазе выметывания в соке стеблей сорта уже накапливается до 16,5 % сахаров, а в фазе молочно-восковой спелости 17,5 Ч 19,0 %, при этом обеспечивая высокую урожайность вегетативной массы. В 100 кг такой массы содержится 35 -37 кормовых единиц.
По результатам государственного испытания сорт сахарного сорго Сахарное 5 внесен в Государственный реестр селекционных достижений.
Данные государственного сортоиспытания наглядно демонстрируют преимущества созданных сортов в различных климатических зонах Ростовской обл. (табл. 5)
Таблица 6. Урожайность зеленой массы новых сортов сорго сахарного на
госсортоучастках Ростовской области, т/га (данные инспектуры госкомиссии).
Сорт |
Зимовниковский ГСУ |
Шолоховский ГСУ |
Целинский ГСУ |
Среднее |
В % к ст. |
||||||
2007г. |
2008г. |
сред-нее |
2007г. |
2008г. |
сред-нее |
2007г. |
2008г. |
сред-нее |
|||
Зерноградский янтарь (ст.) |
96,0 |
96,0 |
96,0 |
67,2 |
63,8 |
65,5 |
72,2 |
141,3 |
106,8 |
89,4 |
100,0 |
Амазонит |
80,0 |
78,0 |
79,0 |
58,9 |
60,1 |
59,5 |
83,9 |
111,1 |
97,5 |
78,7 |
88,0 |
Сажень |
136,0 |
82,3 |
109,2 |
62,0 |
58,0 |
60,0 |
81,5 |
132,6 |
107,0 |
92,1 |
103,0 |
Дебют |
111,0 |
98,8 |
104,9 |
85,8 |
67,2 |
76,5 |
121,0 |
151,0 |
136,0 |
105,8 |
118,3 |
Сахарное 5 |
106,0 |
103,0 |
104,5 |
92,6 |
68,4 |
80,5 |
125,3 |
162,8 |
144,0 |
110,0 |
123,0 |
НСР0,5, т/га |
0,3 |
0,5 |
|
1,4 |
1,3 |
|
5,3 |
4,2 |
|
|
|
Так, например, на севере Ростовской области (Шолоховский ГСУ) урожайность биомассы у сорта кормового направления Дебют превысила 76 т/га, у сорта сахарного направления Сахарное 5 - 80 т/га, в острозасушливой восточной зоне (Зимовниковский ГСУ) - соответственно - 104 и 105 т/га, в южной, относительно благоприятной зоне (Целинский ГСУ) - 136-144 т/га, что указывает на их высокую экологическую пластичность и большую перспективность при возделывании.
Широкое использование новых сортов в производстве позволяет получать высокие и устойчивые урожаи биомассы, что обусловит повышение стабильности кормопроизводства и высокий выход углеводной продукции с единицы площади в условиях недостаточного увлажнения Северного Кавказа.
3.3 Оценка питательной ценности зеленой массы созданных сортов. Организация непрерывного и гарантированного производства зеленых сочных кормов в условиях неустойчивого увлажнения Северного Кавказа весьма проблематична, если в севообороте отсутствуют сорговые культуры, и в частности, сорго сахарное. Ситуация зачастую обостряется в летние месяцы, когда ранние кормовые культуры уже убраны, а поздние еще не готовы к скармливанию. Частично ликвидировать этот разрыв можно, используя в зеленом конвейере травянистое, а ближе к осени - сахарное сорго. Проведенная оценка химического состава и расчет питательной ценности кормов, полученных из созданных с нашим участием сортов, свидетельствуют о высокой их перспективности (табл. 7).
Таблица 7.а Химический состав и питательная ценность зеленой
массы сорго сахарного, 2006-2009гг.
Сорт |
Химический состав корма, % |
Содержание кормовых единиц в 1 ц |
|||||
Сухое вещество |
Сырой протеин |
Сырой жир |
Сырая клетчатка |
Сырая зола |
БЭВ |
||
Зерноградский янтарь (st) |
31,3 |
7,7 |
3,6 |
32 |
6,6 |
46,6 |
0,28 |
Дебют |
33,6 |
8,1 |
3,6 |
32 |
6,8 |
48,2 |
0,32 |
Сахарное 5 |
34,2 |
8,6 |
3,8 |
31,7 |
6,7 |
48,4 |
0,36 |
Полученные данные свидетельствуют о том, что зеленая масса сортов и заготовленный силос из них, представляют собой ценный растительный корм для крупного рогатого скота, который сравнительно богат протеином (7,7 - 8,6 %), жиром (3,6 - 3,8 %), клетчаткой (31,7 - 32,0 %), золой (6,6 - 6,8 %), безазотистыми экстрактивными веществами (46,6 - 48,4 %) и имеет высокую питательную ценностьа - 0,28 - 0,36 кормовых единиц в 1 ц корма.
Особенную ценность представляет сорт - сахаронос Сахарное 5. Анализ полученного сока этого сорта показал, что в нема содержится 18,3 % сухих веществ, 18,8 % общих сахаров, 0,7 % золы, 5,0 % крахмала, величина pH составляет 5,4.
Таким образом, зеленая и силосная масса созданных сортов обладает достаточно высокой питательной ценностью, а сироп, по мнению большинства переработщиков, является оригинальным пищевым продуктом, который может широко использоваться в кондитерской, хлебобулочной, консервной, молочной промышленностях, а также для приготовления спирта, безалкогольных напитков и для скармливания пчелам. Так, например, в 2010 году в агропромышленном комплексе "Славянский" Воронежской области построена уникальная технологическая линия по переработке сорго сахарного на сироп объемом 3 тыс. тонн для использования в консервной, кондитерской и молочной промышленностях страны.
3.4 Влияние предпосевной обработки семян биопрепаратами и стимуляторами роста на рост и развитие растений.Доказано, что разумное использование экологически безопасных биопрепаратов для защиты семян сорго от болезней и вредителей способно существенно оздоровить окружающую среду и получить значительные прибавки высококлассных семян.
Установлено, что наиболее эффективным и экологически безвредным приемом защиты сорговых культур против семенной инфекции является предпосевная обработка семян биофунгицидами, которые благодаря системному действию эффективны не только против поверхностной, но иногда и внутренней семенной инфекции. Они успешно защищают молодые проростки от плесневения, почвенных патогенов и обладают профилактическим действием.
Увеличение урожайности и качества выращиваемых семян сорго, обусловлено более полным раскрытием потенциала культуры с начальных этапов роста и развития. В связи с тем, что большинство изучаемых препаратов сокращают грибковую, бактериальную и вирусную заболеваемость растений, в наших опытах наблюдалась повышенная дружность всходов и сохранность растений к уборке. Установлено, что значительная часть семян сортов сорго сахарного обладает продолжительным периодом послеуборочного дозревания. С одной стороны, это явление считается важным хозяйственным признаком, так как, предохраняя семена от прорастания на первых этапах спелости, способствует увеличению срока их хранения, а, с другой стороны, - это существенный недостаток, так как продолжительный период времени семена по всхожести не отвечают требованиям посевного стандарта. В этой связи, необходимо проведение дополнительных мероприятий по ускоренному выведению семян из состояния покоя и повышению их посевных качеств.
3.4.1 Урожайные и посевные качества семян после обработки биопрепаратами и стимуляторами роста . Согласно характеристикам производителей, практически все изучаемые биопрепараты совершенно безвредны для окружающей среды и усиливают функцию корней. Нами выявлено, что они повышают не только устойчивость растений к стрессовым факторам, но и способствуют активизации ростовых процессов уже в начале вегетации (рис. 1).
Рис. 1. Влияние биопрепаратов и стимуляторов роста на посевные
качества семян сорта Северное 44, 2001-2003гг.
Все изучаемые препараты оказывают положительное влияние на важнейшие посевные качества. Максимальное увеличение энергии прорастания и лабораторной всхожести отмечено в вариантах с использованием препаратов: гумикс, силк, флавобактерин, нитрагин, планриз, гумин.
Обладая повышенной энергией прорастания и лабораторной всхожестью, исследуемые сорта обеспечили необходимые предпосылки к формированию более равномерного размещения растений на единице площади. Полевая всхожесть большинства сортов повысилась в среднем на 2,1-7,9 %.
Обработка семян биопрепаратами способствовала не только повышению посевных качеств, но и сохранности растений сорго к уборке (табл. 8)
Таблица 8. аа Сохранность растений сорта Зерноградское 1к уборке после
обработки семян биопрепаратами и стимуляторами роста, 1999-2001гг.
Препарат |
Густота стояния всходов, тыс. шт./га |
Продуктивная кустистость, шт. |
Сохранность к уборке, % |
Контроль (без обработки) |
211,7 |
1,2 |
63,4 |
Гумин |
225,8 |
1,2 |
67,9 |
Планриз |
230,1 |
1,2 |
68,7 |
Силк |
229,7 |
1,3 |
68,6 |
Гумикс |
233,4 |
1,3 |
71,3 |
Флавобактерин |
229,2 |
1,2 |
70,2 |
Нитрагин |
218,8 |
1,2 |
69,7 |
Юка |
215,0 |
1,2 |
64,3 |
Чародей |
214,3 |
1,2 |
69,5 |
Установлено, что обработка семян препаратами силк, гумикс, планриз, флавобактерин и гумин способствовала увеличению полевой всхожести, а в связи с этим и формированию заданного стеблестоя (220-230 тыс. шт./га). При этом показатель продуктивной кустистости под воздействием физиологически активных веществ практически не изменился (1,2-1,3), однако сохранность растений к периоду уборки на опытных делянках существенно превысила контроль.
Максимально высокие прибавки достигнуты при использовании препаратов силк (5,2 %), планриз (5,3 %), чародей (6,1 %), нитрагин (6,3 %), флавобактерин (6,8 %) и гумикс (7,9 %). Аналогичная тенденция проявлялась и у других изучаемых сортов, что в конечном итоге, привело к формированию более высокой урожайности вегетативной массы (табл. 9).
Таблица 9. Влияние биопрепаратов и стимуляторов роста на формирование высоты растений и урожайность вегетативной массы сорта
Зерноградский янтарь, 1999-2001гг.
Вариант опыта |
Высота растений |
Урожайность вегетативной массы |
||
см |
в % к контролю |
т/га |
в% к контролю |
|
Контроль (без обработки) |
202,1 |
- |
20,3 |
- |
Гумикс |
212,5 |
5,1 |
22,4 |
10,3 |
Силк |
209,2 |
3,5 |
22,8 |
12,3 |
Планриз |
209,8 |
3,8 |
22,1 |
8,9 |
Агро-Л |
215,9 |
6,8 |
23,8 |
17,2 |
Симбионт |
206,5 |
2,2 |
21,6 |
6,4 |
Нитрагин |
207,8 |
2,8 |
21,6 |
6,4 |
Гумат натрия |
208,1 |
2,9 |
21,9 |
7,9 |
Чародей |
208,9 |
3,4 |
21.6 |
6,4 |
НСР 0,5 |
4,2 |
- |
0,71 |
- |
Определённый интерес представляют исследования по влиянию препаратов на высоту растений. С точки зрения кормопроизводства, чем выше этот показатель, тем больше урожайность биомассы, однако при выращивании семенников избыточная высота является нежелательным явлением, поскольку такие растения склонны к прикорневому полеганию. Это, в свою очередь, приводит к увеличению потерь и снижению посевных качеств семян при уборке и дополнительному пропусканию через комбайн огромной массы, которая обволакивает семена сладким сиропом.
На основании полученных данных установлено, что обработка семян силком, планризом, симбионтом, гуматом натрия и чародеем вызывает увеличение высоты изучаемых растений. Превышение достигали 2,9-3,8 %. Несколько большее увеличение высоты растений (5,1-6,8 %) получено при использовании гумикса и агро ЦЛ. Такая же тенденция просматривается и по урожайности вегетативной массы, она оказалась в этих вариантах наибольшей (22,4-23,8 т/га), на 10,3-17,2 % больше, чем на контроле. У других вариантов это превышение составляло 6,4-12,3 %.
Вместе с этим максимальная урожайность семян (2,65-3,19 т/га) достигнута при использовании препаратов гумин, планриз, силк, флавобактерин, гумикс и несмотря на то, что урожайность семенного зерна у изучаемых сортов была высокой и на контроле, влияние предпосевного стимулирования способствовало некоторому увеличению этого показателя. Причем у позднеспелых сортов и линии процент увеличения урожайности был выше, чем у более раннеспелых (табл. 10).
Таблица 10.аа Урожайность семян сорго сахарного в зависимости от
применяемыхбиопрепаратов и стимуляторов роста , 2005 - 2008гг.
Препарат (фактор А) |
Сорта, ЦМС линия (фактор В) |
|||||
Зерноград-ский янтарь |
Зерноград-ское 1 |
АПВ 1115 |
Северное 44 |
Дебют |
Сахарное 5 |
|
Контроль (без обработки) |
2,45 |
2,32 |
2,16 |
2,71 |
2,93 |
3,12 |
Гумин |
2,65 |
2,38 |
2,28 |
2,79 |
3,00 |
3,11 |
Планриз |
2,72 |
2,43 |
2,37 |
2,86 |
3,11 |
3,16 |
Силк |
2,75 |
2,50 |
2,39 |
2,90 |
3,19 |
3,19 |
Гумикс |
2,90 |
2,65 |
2,51 |
2,93 |
3,17 |
3,15 |
Флавобактерин |
2,67 |
2,60 |
2,41 |
2,82 |
3,15 |
3,14 |
Нитрагин |
2,65 |
2,50 |
2,34 |
2,78 |
3,05 |
3,14 |
Юка |
2,61 |
2,45 |
2,27 |
2,79 |
3,01 |
3,13 |
Чародей |
2,61 |
2,49 |
2,29 |
2,74 |
3,00 |
3,12 |
НСР 0,5 |
фактор А - 0,21, фактор В и взаимодействие АВ - 0,18 |
|||||
Таким образом, обработка семян перед посевом биопрепаратами гумин, силк, планриз, нитрагин, флавобактерин, чародей, юка, гумикс и агро-Л, способствует достижению максимальной урожайности биомассы и семенного зерна.
3.5 Влияние ретардантов на устойчивость растений к полеганию. Нежелательными особенностями культуры сорго сахарного является его высокорослость и недостаточная устойчивость растений к полеганию, что зачастую резко снижает посевные и урожайные качества заготавливаемых семян.
Среди известных регуляторов роста растений наибольшую ценность в сельскохозяйственном производстве имеют синтетические ингибиторы и, в первую очередь, ретарданты. В результате их действия стебель укорачивается и утолщается. Замедление вегетационного роста приводит к повышению накопления ассимилятов, которые перераспределяются в генеративные органы, вследствие чего увеличивается урожайность семян. Для предотвращения полегания высокорослых сортов и стерильных линий сахарного сорго в опытах использовали ретарданты ТУР и Кампозан М. Так, у сорта Зерноградский янтарь, в среднем за годы исследований, среднесуточный прирост, составил 4,8 см, тогда как прирост обработанных растений не превысил 3,2-3,8 см. Установлено, что, чем выше доза препарата, тем меньше прирост. Высота растений сорго сахарного в вариантах с ретардантами была перед уборкой на 9,3-30,9% ниже, чем на контроле.
По мере снижения высоты растений под влиянием ретардантов повышалась толщина стеблей. У сорта Зерноградский янтарь в опыте с препаратом ТУР показатель возрастал на 7,0-9,3, в варианте с препаратом22
кампозан М -на 9,3-11,0%.
В наших опытах применение ретардантов в фазе кущения растений стимулировало формирование у растений воздушных (опорных) корней. Так, у сортов Сахарное 20 и Зерноградский янтарь на контроле они образовались у 50, в вариантах с препаратом ТУР (доза 6-7 кг/га) - у 80-85, в опыте с ретардантом Кампозан М (доза 1-2 кг/ га) - у 85-90% растений.
Установлено, что изменения, произошедшие в структуре растений под влиянием ретардантов, способствовали существенному росту их устойчивости к полеганию. Высокорослые сорта и стерильные линии сахарного сорго на контроле практически полегли во все годы исследований, однако, благодаря применению препарата кампозан М, полегание растений было полностью предотвращено. Так, в неблагоприятных условиях сентября 2004 года при 100%-м полегании растений на контроле, на фоне применения препарата кампозан М, полегания не отмечалось вообще, тогда, как в варианте с препаратом ТУР посевы частично полегли. Использование препарата ТУР способствовало понижению высоты растений на 16 см, кампозан М - на 41 см.(табл. 11).
Таблица 11.аа Влияние ретардантов на морфологическую характеристику и урожайность семян сорта Сахарное 20, 1999-2004гг.
Препарат |
Высота растения, см |
Диаметр стебля, см |
Полегание растений, % |
Урожайность семян, т/га |
Контроль (без обработки) |
252 |
1,86 |
54,2 |
2,26 |
ТУР |
236 |
2,17 |
10,3 |
3,09 |
Кампозан М |
211 |
2,22 |
2,7 |
3,18 |
НСР05 |
6,4 |
0,13 |
- |
0,20 |
Кроме снижения высоты растений, существенно увеличились диаметр стебля, количество дополнительных опорных корней и, как результат, повысилась устойчивость растений к полеганию на 43,9-51,5 %. В связи с этим, урожайность семян в опыте с использованием ретардантов возросла соответственно на 0,83 и 0,92 т/га, или на 36,7 и 40,7%.
Следовательно, для уменьшения высоты семенных посевов сахарного сорго, сокращения потерь при уборке, затрат на ее проведение и для борьбы с полеганием растений целесообразно применять ретарданты ТУР и Кампозан М. При этом доказано, что изучаемые ретарданты и впоследствии не оказывают отрицательного влияния на посевные качества, урожайные свойства и химический состав семян.
3.6 Физические методы предпосевной обработки семян. Многогранность проблемы и видовое разнообразие культуры сорго потребовало разработки теоретических основ и проведения исследований по технологии предпосевной обработки семян с использованием физических методов. Это обработка семян электромагнитным полем, озоном, инфразвуком, полем коронного разряда и электросепарацией.
Привлекательность этих методов обусловлена, прежде всего, тем, что с их помощью можно добиться положительного результата за очень короткий промежуток времени практически на неограниченном объеме семян. Ранее проведенными исследованиями установлено, что наибольший эффект от применения физических методов предпосевной обработки семян достигается на физиологически недозрелых, генетически неоднородных семенах.
В целях отработки методики и возможного получения контрастных результатов в 2000-2003 гг. на сорте сорго сахарного Дебют мы провели комплексные исследования, где использовали как оригинальные, так и семена массовых репродукций, выращенных на не удобренных фонах по худшим предшественникам с пониженными посевными качествами. При этом самое пристальное внимание было уделено анализу внутриклеточной воды.
3.6.1 Водный режим проростков семян при воздействии физическими факторами. Выявлено, что вода в клетке выполняет структурообразующую роль, она принимает участие в организации клеточных мембран, органоидов клетки и структурирует саму цитоплазму, в этом проявляется ее потенциальная активность. Поэтому структурные изменения клетки - это, главным образом, структурные изменения внутриклеточной воды, которая является основным по массе компонентом клетки, оказывает влияние на все физиолого-биохимические процессы, происходящие в ней, и в первую очередь, на дыхание и активность ферментов.
В целом, растительную клетку можно характеризовать, как динамическую систему, состоящую из постоянно взаимодействующих органических и минеральных частиц, имеющих электрические заряды (диполи). Особое значение в клетках имеют диполи воды, благодаря их свойству растягивать молекулы на ионы в клетке, и поэтому в межклеточном пространстве растений постоянно находятся вещества со свободными зарядами.
Полярность и способность к образованию водородных связей придают воде исключительные свойства растворителя. Но находящаяся в клетках организмов вода выступает не только в качестве растворителя, в котором находятся растворенные вещества. Часть воды так сильно связана силами межмолекулярного взаимодействия с другими соединениями, что ее можно рассматривать в качестве структурного соединения, отличающегося от свободной несвязанной воды. Это - гидратационная вода молекул, обладающих гидрофильными свойствами. Гидратационная вода настолько связана соответствующими соединениями, что ее уже нельзя рассматривать в качестве растворителя. Это свидетельствует о том, что силы химического взаимодействия подвергают воду сжатию в большей степени, чем это осуществляется взаимодействием между молекулами самой воды.
О степени упорядоченности структуры воды в биологических объектах можно судить по количеству связанной воды в тканях. Под связанной водой подразумевают воду, которая не вымораживается при охлаждении и не плавится при последующем прогреве раствора. Такая вода составляет около 20% от общего количества воды в живых тканях.
На основании современной концепции воды, ее состояния и роли в семенах было выделено 4 водных фракции (М.Г. Федорищенко 1997г.): 1 - гидратная вода белка, приближающаяся по жесткости структуры к твердому телу или кристаллогидрату; 2 - гидратная вода крахмала; 3 - вода, иммобилизованная структурными белками зародыша; 4 - жидкая вода (появляется при набухании), близкая по подвижности к свободной воде .
Прохождение любого метаболического процесса в растительном организме сопровождается изменением вязкости цитоплазмы. Увеличение вязкости цитоплазмы объясняется переходом связанных на мембране белков в воду под действием физиологических или патологических агентов, отмечая при этом высокую чувствительность этих белков к внешним воздействиям за счет особенностей их взаимодействия с водой.
Воздействие низкоэнергетических физических факторов на семена определяет количество связанной воды в проростках, выращенных из обработанных семян, что сказывается положительно на приспособительные реакции растений, направленные на перенесение низких температур, а в итоге на выживаемость и густоту стояния растений.
Лучший стимулирующий эффект получается у увлажненных семян, но важную роль играет не только количество воды, но и ее форма. Установлено, что под влиянием облучения в клетке или группе одинаковых клеток возникает ответная реакция, одним из первых этапов которой является изменение физико-химических свойств цитоплазмы. Это влечет за собой изменение деятельности ферментов, что, в конечном счете, выражается в усилении или угнетении определенных физиологических процессов и связанных с ними обменных процессов.
Нами установлено, что под действием магнитного поля прорастание травмированных семян стабилизируется, и они прорастают практически как не травмированные. Таким образом, под действием физических факторов происходит мобилизация энергетических резервов семян, активизируются физиолого-биохимические процессы, происходит устойчивое увеличение энергии прорастания, всхожести и силы начального роста.
3.6.2 Определение оптимальных доз предпосевной обработки семян электромагнитным полем. При облучении семян электромагнитным полем нас интересовала главным образом та часть магнитной энергии, которая поглощается объектом облучения семенами сорго. При этом продолжительность действия облучения определяло количество магнитной энергии, поглощенной приемником магнитной энергии, то есть количество облучения - дозу, от которой зависит конечный результат.
Поскольку для семян одной и той же культуры при различных способах обработки рекомендуют свои дозы, в зависимости от энергии того участка спектра электромагнитных колебаний, который используется, то это подтверждает существование у семян единого механизма воздействия, то есть единого приемника энергии электромагнитного излучения.
Установлено, что таким приемником у семян являются молекулы воды, изменяющие свою структуру под воздействием электромагнитных излучений.
Отобранные семена сорго, с заведомо пониженной энергией прорастания, (убранные поздней осенью) обрабатывали переменным электромагнитным полем, дозу воздействия изменяли в широком диапазоне от 45 до 210 мТл. В опытах использовали лабораторную установку УСЭ-0,5 УХЛ4 разработанную и сконструированную доцентами Б. И. Панёвым и А. А. Гончаровым (АЧГАА). У обработанных семян определяли энергию прорастания и лабораторную всхожесть (табл. 12).
Таблица 12.аа Энергия прорастания и всхожесть семян сорта Дебют
в зависимости от дозы ПеЭМП, 2000-2003 гг.
Доза ПеЭМП 50 Гц МТл-с |
Энергия прорастания семян, % |
абораторная всхожесть семян, % |
Контроль (без обработки) |
40,0 |
85,0 |
45 |
46,0 |
87,5 |
75 |
47,0 |
87,0 |
90 |
47,0 |
88,0 |
100 |
45,5 |
86,5 |
125 |
46,0 |
87,0 |
130 |
45,0 |
87,0 |
160 |
43,0 |
87,0 |
180 |
41,5 |
86,0 |
210 |
42,0 |
86,0 |
НСР05 |
1,28 |
1,24 |
При обработке семян сорта Дебют переменным электромагнитным полем дозой 90 мТл-с, наблюдается максимум энергии прорастания и всхожести. Этой дозе соответствует магнитная индукция в рабочей камере В=30 мТл и время пребывания семян в рабочей камере t=3c. С ростом дозы обработки семян ПеЭМП 50Гц наблюдается затухание эффекта повышения посевных качеств. Электромагнитное поле промышленной частоты не только стимулирует семена, но и угнетает их, если доза слишком велика. Таким образом, существуют граничные значения оптимальной дозы обработки. Семена сорго сахарного хорошо отзываются только на оптимальную дозу воздействия, для которой справедлив закон взаимозаменяемости магнитной индукции и времени обработки (Bt).
Верхняя граница дозы определяет условия выбора конструктивных параметров источника ПеЭМП 50Гц, то есть технико-экономическую целесообразность. Нижняя граница размыта, и ее можно определить лишь для конкретных условий, в которых будут проходить процессы набухания и прорастания семян в почве после посева.
При определении энергетического состояния воды, активированной магнитным полем, нами установлено, что талая снеговая и дождевая вода, выпавшая в полнолуние активирована естественным магнитным полем, имеет коэффициент активации А<1 и является биологически активной. Попадая в почву и смешиваясь с почвенной влагой, она может повлиять на ее коэффициент активации. Активированная магнитным полем, вода благоприятно влияет на процесс набухания и прорастания семян.
Чтобы выяснить роль активированной естественным магнитным полем влаги в процессах набухания и прорастания семян, активированную воду со значением коэффициента А=0,92, близким к дождевой, готовили смешиванием воды , активированной установкой УСЭ-0,5 УХЛ4, с водой равновесной (в соотношениях 9:1). Семена проращивали на ложе, увлажненном активированной водой, и на ложе, увлажненном равновесной дождевой водой с коэффициентом А=1,04 (табл.13).
Таблица 13.аа аа Энергия прорастания семян сорта Дебют при проращивании на ложе, увлажненном активированной и неактивированной водой,
2000-2003 гг.
Вариант опыта |
Коэфф. активации воды (А), отн.ед. |
Энергия прорастания семян, % |
Неактивированная вода |
1,04 |
53,0 |
Активированная вода |
0,92 |
57,0 |
НСР05 |
2,5 |
|
Семена, которые проращивались на ложе, увлажненном активированной водой, увеличили энергию прорастания, получив от неё дополнительную энергию. Таким образом, это подтверждает нашу рабочую гипотезу о том, что вода является приемником и передатчиком энергии. Верхней границы оптимальной дозы воздействия ПеЭМП 50Гц на семена сорго целесообразно придерживаться, когда в почве наблюдается недостаток влаги и ее коэффициент активации А>1, то есть она не имеет биологически активных свойств и семена преимущественно могут получить дополнительную энергию только от предпосевной обработки переменным магнитным полем.
Таблица 14.аа Энергия прорастания семян сорта Дебют, обработанных ПеЭМП при проращивании на ложе, увлажненном неактивированной водой,
2000-2003 гг.
Время воздействия ПеЭМП 50 Гц, сек. |
Магн.инд., МТл |
Доза ПеЭМП 50 Гц, МТл с |
Энергия прорастания % |
Контроль(без обработки) |
0 |
0 |
53,0 |
1 |
30 |
30 |
56,5 |
3 |
30 |
90 |
60,0 |
4 |
30 |
120 |
57,0 |
7 |
30 |
210 |
55,0 |
12 |
30 |
360 |
54,5 |
15 |
30 |
450 |
52,0 |
Для того, чтобы определить, как поведут себя обработанные ПеЭМП 50Гц семена, посеянные в почву, влага в которой не активирована, семена обрабатывали ПеЭМП 50 Гц дозами от 30 до 450 мТл-с и проращивали на ложе, увлажненном не активированной дождевой водой (табл. 14).
Обработанные семена, имеющие пониженные посевные качества, существенно увеличили энергию прорастания при дозах ПеЭМП 50Гц от 30 до 120 мТл-с, при дозе 90 мТл-с она была максимальной. Таким образом, если складываются крайне неблагоприятные погодные условия и семена будут с низкими посевными свойствами, то их целесообразно обрабатывать ПеЭМП 50Гц с целью стимуляции физиологических процессов зародыша. Оптимальной для этого случая по нашим данным будет доза ПеЭМП 50Гц 90 мТл-с, при магнитной индукции в рабочей камере В = 30мТл и времени воздействия t=3 с, которая определена верхним уровнем оптимальной дозы.
Параллельно с этим в наших исследованиях устанавливалось влияние и других физических методов предпосевной обработки семян. Обработка семян различными физическими методами отразилась на росте и развитии сорго, обусловила ускоренный ход продукционного процесса. Достоверное увеличение высоты растений в начале вегетации в наших опытах отмечалось после предпосевной обработки семян озоном, инфразвуком, полем коронного разряда и электросепарацией.
Наряду с улучшением ростовых процессов наблюдалось улучшение структуры урожая, полученное после обработки семян. Продуктивная кустистость увеличивалась в среднем на 2,7-6,6%, количество сохранившихся к периоду уборки растений - на 5,6-8,1%, масса семян с одной метелки - на 4,9-5,4%, количество зерен в метелке - на 5,8-6,2%, масса 1000 семян - на 2,2-3,5%, что положительно отразилось на формировании более высокой урожайности (табл. 15).
Таблица 15.аа Влияние физических методов на изменение посевных качеств и
урожайность семян сорта Дебют, 2000-2003 гг.
Вариант опыта |
Энергия прорастания, % |
абораторная всхожесть,% |
Урожайность семян, т/га |
В% к контролю |
Контроль (без обработки) |
84 |
86 |
3,95 |
- |
Озон |
86 |
89 |
4,38 |
10,9 |
СВЧ-поле |
86 |
90 |
4,50 |
13,9 |
Коронный разряд |
85 |
89 |
4,31 |
9,1 |
Электросепарация |
88 |
93 |
4,48 |
13,4 |
Инфразвук |
87 |
92 |
4,75 |
20,3 |
НСР05 |
- |
- |
0,23 |
- |
Сокращение продолжительности вегетационного периода на заключительных этапах онтогенеза весьма актуально. В наших опытах ускорение созревания семян (3,3-5,5 %) достигается при обработке семян СВЧ-полем, электросепарацией и инфразвуком.
Полученные результаты показывают, что предпосевная обработка семян полем коронного разряда способствовала повышению продуктивности сорго на 0,36; озоном - на 0,43; электросепарацией на 0,53, СВЧ-полем - на 0,55; инфразвуком - на 0,80 т/га.
Таким образом, предпосевная обработка физическими методами недозрелых, травмированных, длительно хранившихся семян с несколько пониженными посевными качествами в среднем увеличивает энергию прорастания на 2-4%, лабораторную всхожесть - на 3-5%, интенсивность начального роста - на 1,3-2,4%, количество сохранившихся к периоду уборки растений - на 5,6-8,1%, массу семян с одной метелки - на 4,9 -5,4% и, как результат, повышает урожайность зерна - на 9,1-20,3%.
3.7 Применение десикантов на семенных посевах. Десикация растений позволяет планировать срок начала уборки с целью: сокращения наиболее напряженных периодов во время уборки, ускорения освобождения полей от культуры и проведения сева последующих культур в оптимальные сроки.
Ускоренное подсыхание семян, наблюдающееся под действием десикантов, является следствием быстрого обезвоживания материнского растения. Для позднеспелых сортов сорго десикация играет особо важную роль. Десиканты, особенно хлорат магния, даже в небольших дозах хорошо подсушивают листья. Меньшим было их влияние на стебли и зерно. Так, вегетативная масса сорта Сахарное 32 на контроле (обработанном водой) имела влажность 68,2 %, а на фоне препарата хлорат магния - 46,9 %.
Продолжительность вегетационного периода сорта Сахарное 35 на фоне применения препарата за 15 дней до уборки сократилась на 4 дня и на 6-7 дней у стерильной линии А-278, при этом действие препарата было мягким и постепенным.
Таким образом, применение оптимальных доз десикантов на XII-м этапе онтогенеза (при влажности зерна 29-32 %) ускоряет наступление фазы полной спелости зерна на 4-12 дней.
3.7.1 Влияние десикантов на вегетирующие растения. Постоянная сортосмена требует изучения реакции новых сортов на применяемую технологию, а значительное удорожание семян, производимых специализированными хозяйствами, на первый план вывело проблему производства кондиционных семян непосредственно в соргосеющих хозяйствах юга страны.
В этой связи потребовалась разработка элементов технологии, позволяющих и рядовым хозяйствам получать высококачественный посевной материал. Одним из таких приёмов является десикация, вызывающая ускорение процессов созревания и уборки позднеспелых сортов и исходных родительских форм гибридов. Однако сокращение вегетационного периода может отрицательно сказаться на уровне урожайности и качестве семян, поэтому изучение влияния десикации на эти показатели является актуальным.
Выявлено, что для некоторых сортов сорго значительное увеличение урожайности сопровождается снижением посевных качеств семян. Происходит это в том случае, если увеличение урожайности сопряжено с увеличением продуктивной кустистости и продолжительности вегетационного периода, в силу чего созревание растягивается, и увеличивается выход некондиционных семян. По этой причине в технологии производства семян сорго желательно использовать те приёмы, которые способствуют увеличению озернённости метёлок, выполненности зерновок и сокращению продолжительности вегетационного периода на заключительных этапах онтогенеза
Нами изучались четыре десиканта, влияние которых на растения семенников представлено в таблице 16.
Таблица 16.аа Изменение влажности (%) вегетативной массы сорта Северное 44
при обработке десикантами в различные фазы развития растений,
1999-2001 гг.
Десикант (фактор А) |
Фаза развития растений (фактор В) |
||||||||
Молочная спелость |
Восковая спелость |
Полная спелость |
|||||||
Период после обработки десикантами (дни) |
|||||||||
3 |
6 |
9 |
3 |
6 |
9 |
3 |
6 |
9 |
|
Контроль* |
67,9 |
67,1 |
66,0 |
59,3 |
58,4 |
56,7 |
55,2 |
54,6 |
52,7 |
Парднер |
60,5 |
56,3 |
49,7 |
48,9 |
43,0 |
38,4 |
38,1 |
36,4 |
33,0 |
Харвейд |
61,4 |
57,0 |
49,9 |
49,4 |
44,2 |
40,1 |
39,6 |
37,0 |
34,2 |
Реглон-супер |
56,7 |
50,1 |
45,4 |
45,0 |
40,3 |
34,6 |
34,1 |
30,7 |
29,8 |
Баста,ВР |
58,3 |
50,6 |
46,4 |
45,9 |
41,7 |
37,9 |
37,5 |
34,8 |
32,1 |
НСР 0,5 |
фактор А - 4,19; фактор В, взаимосвязь АВ - 0,88 |
||||||||
*-обработка водой
Наибольший интерес представляют сведения, полученные при изучении более позднеспелого, облиственного и высокорослого сорта Северное 44. В фазу молочной спелости зерна потеря листостебельной массы влаги происходит крайне медленно и в незначительных пределах (1,5-1,7 % за десять дней). При обработке растений этого сорта десикантами парднер и харвейд через 3 суток биомасса подсохла в среднем на 6,5-7,4 %, через 6 суток - на 10,1-10,8 %, через 9 суток - на 16,1-16,3 %. Десиканты баста,ВР и реглон-супер оказались более эффективны, так как соответствующие показатели через 3 суток составляли у них 9,3-11,2 %, 6 суток - 16,5-17,0 %, 9 суток - 20,1-20,6 %. При такой влажности складываются условия для начала прямой комбайновой уборки семян. После обработки растений этого сорта десикантами в фазу восковой спелости зерна наличие влаги соответственно составило по препарату парднер: 48,9-43,0-38,4а %, харвейд: 49,4-44,2-40,1 %, баста, ВР: 45,9-41,7-37,9 %, реглон-супер: 45,0-40,3-34,6 %.
Аналогичная тенденция прослеживается и при обработке растений, находящихся в фазе полной спелости зерна, с той лишь разницей, что исходная влажность биомассы с 59,3 % сократилась до 55,2 %. Вместе с тем, отмечено, что после обработки изучаемымиа десикантами растения в вегетативной массе имели содержание влаги через 6-9 суток соответственно: парднер - 36,4-33,0 %, харвейд - 37,0-34,2 %, баста,ВР - 34,8-32,1 %, реглон-супер - 30,7-29,8 %. Следовательно, с помощью этих десикантов удалось сократить содержание влаги в листостебельной массе на 33,7-38,1 % и создать оптимальные условия для прямого комбайнирования семенников.
Таким образом, обработка семенников сорго сахарного десикантами в фазу восковой спелости способствует достижению необходимых параметров для качественной уборки семян. Наиболее значительное сокращение влажности семян достигается при обработке растений такими десикантами, как баста,ВР и реглон-супер.
3.7.2 Урожайные и посевные качества семян после обработки десикантами.
Среди посевных качеств семян ведущее место принадлежит лабораторной всхожести, ибо на основании этого показателя, согласно требованиям ГОСТа Р 52325-2005, делается заключение об их классе, а значит и о целесообразности использования для посева.
Установлено, что на этот показатель влияет как спелость семян, так и применяемый десикант (табл. 17).
Таблица 17.аа абораторная всхожесть семян (%) сорта Зерноградское 1 при обработке десикантами в различные фазы развития растений
Десикант |
Фаза развития растений |
Годы исследований |
Превышение над контролем, % |
|||
1999г. |
2000г. |
2001г. |
среднее |
|||
Контроль (обработк водой) |
* |
71 |
70 |
77 |
73 |
- |
** |
72 |
71 |
77 |
73 |
- |
|
*** |
74 |
75 |
78 |
76 |
- |
|
Парднер |
* |
75 |
77 |
77 |
76 |
+3 |
** |
76 |
77 |
78 |
77 |
+4 |
|
*** |
78 |
79 |
81 |
79 |
+3 |
|
Харвейд |
* |
75 |
77 |
76 |
76 |
+3 |
** |
76 |
78 |
76 |
77 |
+4 |
|
*** |
79 |
80 |
81 |
80 |
+4 |
|
Реглон-супер |
* |
76 |
79 |
79 |
78 |
+5 |
** |
77 |
81 |
80 |
79 |
+6 |
|
*** |
78 |
81 |
80 |
80 |
+4 |
|
Баста,ВР |
* |
77 |
79 |
82 |
79 |
+6 |
** |
80 |
83 |
84 |
82 |
+9 |
|
*** |
82 |
85 |
86 |
84 |
+8 |
|
НСР 0,5аа |
* |
0,34 |
0,28 |
0,45 |
- |
|
** |
0,52 |
0,42 |
0,56 |
- |
||
*** |
0,18 |
0,22 |
0,30 |
- |
||
* фаза молочно-восковой спелости зерна
** фаза восковой спелости зерна
***фаза полной спелости зерна
Так, семена, убранные с контрольных растений проблемного по показателю лабораторная всхожесть семян сорта Зерноградское 1 в фазе молочной и восковой спелости, в момент уборки оказались не кондиционными, лишь в фазу полной спелости они достигли 76%. Вместе с тем, использование десикации в фазу молочно-восковой спелости увеличивало этот показатель в среднем на 3-6%, восковой - на 4-9%, полной - на 3-8%. Наибольшие превышения по всхожести достигнуты при использовании десикантов реглон-супер и баста.
Ещё одним очень важным показателем качества является масса 1000 зерен, от которой во многом зависит не только энергия прорастания, лабораторная всхожесть, но и дружность появления всходов в полевых условиях. Поскольку культура сорго обладает относительно мелкими семенами, то чем они полновеснее, тем больше успех в достижении максимальной полевой всхожести, от которой во многом зависит конечный результат - урожайность.
Наблюдения и лабораторные исследования показали, что десикация отрицательно повлияла на процесс налива семян. Причём, чем в более ранние сроки она осуществлялась, тем меньше оказывалась масса 1000 зерен, кроме того, более эффективные десиканты (реглон-супер) приводили к формированию более легковесного семенного зерна. Так, если на контроле этот показатель составлял в среднем в зависимости от фазы уборки 22,4Ц24,6 г, то после применения реглон-супера всего 18,8Ц20,3, что на 16,1Ц17,5 % меньше. Более мягкие десиканты (баста, ВР, харвейд, парднер) не вызывали столь существенного сокращения этой величины и масса 1000 зерен исследуемой линии достигала 19,5Ц22,4 г, что всего на 12,9Ц8,9 % меньше, чем в контрольном варианте. Следовательно, для получения более выполненных семян целесообразнее при десикации сорго сахарного применять басту, парднер и харвейд.
Основным адаптационным признаком успешного распространения сорго сахарного является семенная продуктивность. Именно от неё зависит, какими темпами будет развиваться отрасль семеноводства вообще, и какие объёмы займёт сорт или гибрид в производстве.
В опытах по этому показателю выделился сорт Дебют (2,34 т/га), однако и у других изучаемых сортов урожайность семян оказалась в пределах 2 т/га, что для этой культуры в условиях недостаточного увлажнения считается вполне рентабельным (табл. 18).
Вместе с тем, процесс десикации не способствовал увеличению урожайности семян. Это обусловлено тем, что растения преждевременно прекращают вегетацию, в связи с чем формируется более низкая масса 1000 зёрен и урожайность снижается.
Таблица 18.аа Урожайность семян сортов сорго сахарного в зависимости
от применяемых десикантов, т.га*
|
Сорт, линия (фактор А) |
Применяемый десикант (фактор В) |
||||
Контроль |
Харвейд |
Парднер |
Реглон-супер |
Баста ВР |
|
Зерноградский янтарь,st |
2,02 |
1,98 |
1,99 |
1,85 |
1,92 |
Зерноградское 1 |
2,10 |
2,04 |
2,02 |
1,88 |
1,95 |
Дебют |
2,48 |
2,40 |
2,39 |
2,28 |
2,34 |
Северное 44 |
2,26 |
2,23 |
2,20 |
2,13 |
2,17 |
АПВ 1115 |
1,75 |
1,72 |
1,70 |
1,59 |
1,65 |
а НСР 0,5 |
фактор А - 0,04, фактор В и взаимодействия АВ - 0,09 |
||||
* - фаза полной спелости зерна
3.7.3 Влияние десикации на фитопатологическую характеристику семян. В результате высокой влажности вегетативной массы, во время обмолота метелок комбайном, происходит не только травмирование семян, но и обволакивание их поверхности сладким сахарным сиропом, являющимся хорошим питательным субстратом для развития многих заболеваний проростков.
Таблица 19. аВлияние десикантов на влажность и посевные качества
семян сорта Сахарное 5, %
Вариант опыта |
Влажность убираемого семенного зерна, % |
абораторная всхожесть семян, % |
||||||
2006г |
2007г |
2008г |
среднее |
2006г |
2007г |
2008г |
среднее |
|
Фаза восковой спелости зерна |
||||||||
Контроль |
32 |
21 |
23 |
25 |
71 |
82 |
77 |
77 |
Раундап, ВР |
26 |
18 |
16 |
20 |
74 |
86 |
80 |
80 |
Реглон супер ВР |
22 |
14 |
13 |
16 |
83 |
88 |
85 |
85 |
Баста, ВР |
25 |
16 |
12 |
18 |
88 |
90 |
88 |
88 |
Фаза полной спелости зерна |
||||||||
Контроль |
30 |
19 |
17 |
22 |
73 |
83 |
79 |
78 |
Раундап, ВР |
24 |
16 |
15 |
18 |
77 |
87 |
83 |
82 |
Реглон супер ВР |
18 |
13 |
12 |
14 |
88 |
92 |
86 |
88 |
Баста, ВР |
22 |
15 |
12 |
16 |
88 |
92 |
86 |
88 |
Чтобы преодолеть это нежелательное явление нами предлагается чаще применять десикацию семенников с тем, чтобы существенно сократить влажность зерна и биомассы при уборке. Подсыхание растений, вызванное десикацией, способствует не только увеличению производительности комбайна, но и сокращению травмирования семян. Это, в свою очередь, обеспечивает лучшую сохранность оболочки, эндосперма, зародыша семян и их защиту от возможного проникновения инфекционного начала.
Вместе с тем, для различных сортов и гибридов, имеющих неодинаковый габитус, архитектонику, вегетационный период и устойчивость к полеганию, потребовалось подобрать эффективный десикант и установить наиболее оптимальный срок его применения.
Анализ посевных качеств семян выращенных во влажный года показывает, что без десикации они не обладают высокими посевными качествами, являясь не кондиционными по всхожести (табл. 19).
Применение изученных десикантов способствует получению не только высококлассных семян, но и, из-за более ускоренного созревания и уменьшения влажности, так же ведет к существенному сокращению процента заболеваний семян и проростков .
Установлено, что в результате ускорения темпа роста и развития растений сорго на заключительных этапах онтогенеза происходит разрыв привычной цепи жизнедеятельности растения - хозяина и паразита, а как результат - существенное уменьшение вредоносности патогена. Отмеченные особенности наиболее наглядно проявлялись после использования десикантов (табл. 20).
Таблица 20.аа Фитопатологическая характеристика семян сорта Сахарное 5
при уборке в разные фазы развития, 2006-2008гг.
Вариант опыта |
Поражение проростков, % |
|||||||
гельминто- спориоз |
фузариоз |
альтерна- риоз |
бактериоз |
плесневе- ние |
общая заражен-ность |
|||
Фаза восковой спелости зерна |
||||||||
Контроль |
3,0 |
14,5 |
4,0 |
6,0 |
5,0 |
32,5 |
||
Раундап, ВР |
2,0 |
12,0 |
3,2 |
5,5 |
2,5 |
25,5 |
||
Реглон-супер, ВР |
1,0 |
8,0 |
1,0 |
3,0 |
1,0 |
14,0 |
||
Баста, ВР |
2,0 |
10,0 |
2,5 |
4,0 |
0,5 |
19,0 |
||
Фаза полной спелости зерна |
||||||||
Контроль |
2,9 |
14,6 |
4,0 |
5,6 |
4,8 |
31,9 |
||
Раундап, ВР |
1,6 |
11,5 |
3,3 |
4,9 |
2,2 |
23,5 |
||
Реглон-супер, ВР |
1,0 |
7,3 |
1,0 |
2,2 |
1,0 |
11,5 |
||
Баста, ВР |
1,6 |
9,3 |
2,4 |
4,0 |
0,5 |
17,8 |
||
При уборке семян в фазу восковой спелости зерна их общая зараженность на контроле достигала 32,5%. При этом, наибольший вред наносят такие грибные заболевания, как фузариоз (14,5%), бактериоз (6,0%), плесневение (5,0%) и гельминтоспориоз (3,0%).
Инфекция, передаваемая через семена может существенно снизить не только урожайность, но и способствовать тому, что семена будущего урожая окажутся не кондиционными по всхожести. Инфекционное начало, попадая на семена, поражает молодые проростки и корни. Растения начинают отставать в росте и развитии, а при значительном поражении могут погибнуть.
Нами установлено, что десикация семенных посевов препаратом раундап несколько сокращает общую зараженность семян (до 25,5%), но наилучшие результаты достигнуты при использовании в качестве десиканта препаратов баста (19,0%) и реглон супер (14,0%).
Некоторое сокращение общей зараженности семян наблюдалось при уборке в фазу полной спелости зерна (на контроле 31,9%). Более вызревшие семена меньше плесневели (4,8%), поражались фузариозом (14,6%), бактериозом (5,6%), альтернариозом (4,0%) и гельминтоспориозом (2,9%). Существенное сокращение инфекции отмечается после применения препарата раундап и особенно, десикантов баста и реглон-супер.
Таким образом, для ускорения созревания семенных посевов сорго сахарного на заключительных этапах онтогенеза, уменьшения влажности листостебельной массы, защиты семян от заболеваний в соргосеющих семеноводческих хозяйствах юга России целесообразно шире применять десикацию посевов с помощью реглон-супер, ВР в фазу восковой и начала полной спелости зерна.
3.7.4 Остаточное количество действующего начала десикантов в вегетативной массе и семенах. В связи с тем, что растительные остатки сорго сахарного после уборки метелок часто используются для приготовления силоса, было проведено их исследование на предмет остаточного количества действующего вещества рекомендуемых десикантов.
Согласно испытаний Ростовского областного контрольно-токсикологического центра, в растительных остатках и семенах сорго сахарного на 10-й день после обработки десикантамиа парднер и реглон-супер,ВР следов присутствия действующего вещества не обнаружено. Вместе с тем, после применения харвейда в исследуемых образцах обнаружено 0,49 мг/кг запрещенных веществ. Еще больший порог токсичности отмечен после обработки растений десикантом баста,ВР. При допустимой норме 0,4 мг/кг присутствовало 1,12 мг/кг токсичного вещества.
Таким образом, для кормовых целей возможно использование растительных остатков, обработанных лишь десикантами парднер и реглон-супер,ВР.
4 Мониторинг фитосанитарного состояния посевов созданных сортов. Занимая первое место в мире по урожайности, сорго сахарное играет огромную роль в кормопроизводстве, но для успешного его выращивания необходимо своевременно осуществлять фитосанитарный мониторинг.
В России сахарное сорго преимущественно выращивают на силос. Общая площадь посевов на силос составляет около 0,5?0,7 млн га, хотя в последние годы растет интерес к сорго как к сахароносу и площади таких посевов неуклонно растут.
Поскольку посевы сорго на силос должны убираться в фазе молочно-восковой и восковой спелости зерна, то они должны возделываться по интенсивной технологии, а следовательно на них также необходимо проводить все мероприятия по защите растений от вредителей, болезней и сорняков.
Резервы увеличения продуктивности этой культуры - это повышение устойчивости сортов к стрессорам абиотической и биотической природы (почвенная и воздушная засуха, возбудители болезней и вредители). Рост урожайности сорго, по сведениям Н. А. Шепеля, более, чем на 50 % зависит от обеспеченности растений питанием, защиты от болезней, вредителей, на 25 % от качества обработки почвы и на 25 % от чистосортности.
Основной причиной немалых потерь урожая сорго сахарного являются грибные, бактериальные и вирусные болезни, которые поражают не только вегетативные органы, но также метелки и зерно до и после уборки и в период хранения, что требует тщательного внимания к ним на протяжении всего сельскохозяйственного года.
4.1 Влияние технологического комплекса на фитосанитарное состояние посевов. Ставя задачу о снижении потерь урожая зеленой массы и семян сорго от вредных организмов, необходимо прежде всего обеспечить высокую культуру земледелия, заложить прочную базу для роста и развития растений, обеспечить весь рекомендованный комплекс зональных агротехнических мероприятий, то есть избавить посевы ота специфичных фитосанитарных проблем, поскольку здоровые, сильные растения могут лучше противостоять разного рода поражениям и повреждениям, особенно в ранние стадии развития.
Одной из важнейших составляющих интегрированной защиты семенников сорго от сорняков, вредителей и болезней является севооборот, соблюдение которого способствует оптимизации фитосанитарного состояния почвы и посевов.
Согласно полученным данным, нежелательно размещать семенные посевы сорго после многолетних трав, так как из-за большого распространения проволочников его посевы бывают изреженными. Для биологического очищения почвы от многих возбудителей не рекомендуется высевать сорго на том же месте раньше, чем через 3-5 лет. Размещение сорго в монокультуре, зачастую ведет к нарастанию пораженности пыльной головней, корневыми и стеблевыми гнилями, в меньшей мере - создает условия для накопления кукурузного мотылька, совки и тли.
Правильное чередование культур значительно снижает запас зимующей инфекции. При этом, следует учитывать биологию возбудителей болезней и их специализацию. После уборки сорго на семена в опавших метелках и растительных остатках остается большой запас инфекции, особенно фузариозной.
Нами установлено, что поля севооборота нужно размещать так, чтобы посев сорго текущего года не оказался рядом с полем, на котором сорго в предшествующем году сильно поражалось фузариозом, корневой и стеблевой гнилью, пыльной головней. Посев семенников сорго по лучшим предшественникам, пространственная изоляция посевов значительно снижают их засоренность и численность вредных организмов.
Система обработки почвы не только влияет на ее агрофизические свойства, но и формирует условия существования сорняков, вредителей и возбудителей болезней. Основная роль в улучшении фитосанитарного состояния посевов принадлежит основной обработке почвы. При этом эффективными фитосанитарными приемами являются тщательное измельчение пожнивных остатков и глубокая вспашка с предплужником после уборки сорго. Хорошая заделка болезнетворных организмов, находящихся на растительных остатках и поверхности почвы, на глубину свыше 20 см приводит их к гибели. При невозможности проведения вспашки или при ориентации на поверхностные способы обработки почвы необходимо особо тщательно удалять растительные остатки (Алабушев А. В., Землянов В. А. 2012).
Основной задачей семеноводческой отрасли, по нашему мнению, является получение семян высоких посевных кондиций, что, в свою очередь, является одним из самых важных факторов в борьбе с болезнями сорго. Сушка метелок до оптимальной влажности, сортировка, калибровка семян позволяют удалить недозрелые и инфицированные возбудителями болезней зерновки с пониженной жизнеспособностью. Меры, предохраняющие от плесневения при хранении, - естественное и принудительное высушивание семян, закладываемых на хранение на семенные цели, до влажности не выше 13 %.
При нахождении первичной инфекции на семенах (семенном материале) сорго или в почве эффективным приемом является предпосевная обработка семян протравителями. Так, против возбудителей корневых гнилей, плесневения семян можно выбрать контактный фунгицид защитного действия, обладающий значительной стойкостью в почве. Если инфекция находится внутри семени, то необходим системный фунгицид. При этом, отдается предпочтение фунгицидам широкого спектра действия и с высокой биологической активностью, а также препаратам с несколькими действующими веществами, что позволит предотвратить развитие резистентных популяций патогенов. Препараты для обработки семян должны иметь в составе прилипатели или пленкообразователи, которые улучшают качество обработки.
Таким образом, строгое соблюдение рекомендованных мероприятий будет способствовать не только существенному увеличению биомассы сорго сахарного, но и выращиванию кондиционных семян свободных от инфекционного начала.
5 Технологический комплекс возделывания сорго на семена. Согласно комплексным исследованиям, осуществленным во ВНИИ сорго под руководством доктора сельскохозяйственных наук, профессора А. В. Алабушева нами установлено, что подготовка участка под посев семенников сорго сахарного должна начинаться с осени и вестись по системе полупара, включая следующие операции: измельчение растительных остатков дисковыми лущильниками на глубину 12-14 см, через 2-3 недели - пахота плугом с предплужниками на глубину 22-27 см, затем, после выпадения осадков - выравнивающая культивация с боронованием.
Основной целью ранневесенней обработки является борьба с сорняками и сохранение влаги. После весеннего боронования следует провести выравнивающую культивацию на глубину 12-14 см, а при наступлении оптимальных сроков посева, когда температура почвы на глубине 5-10 см достигнет 12-15С и появятся сорняки - вторую (предпосевную) культивацию на глубину 5-7 см.
Сев на глубину 5-6 см важно начинать незамедлительно и завершить его в сжатые сроки. Для предотвращения плесневения семян, головневых заболеваний и корневых гнилей обязательным приемом является предпосевная обработка семян протравителями (витавакс, байтан, витатиурам совместно с биопрепаратами гумикс, агро - Л, флавобактерин, планриз и др.). На засоренных полях, в условиях недостаточного увлажнения, более эффективен широкорядный способ посева, когда норма высева составляет 300-500 тыс. всхожих зерен на 1 га. Обязательный прием в технологии возделывания - послепосевное прикатывание, обеспечивающее хороший контакт семян с почвой и более быстрое появление всходов.
В целях существенного оздоровления экологической обстановки окружающей среды, сокращения химических средств защиты посевов от сорняков возрастает роль механического уничтожения сорной растительности. Для этого проводят довсходовое (слепое) боронование средними или легкими боронами на малой скорости, обычно на 3-4-й день после посева. Уничтожение однолетних и многолетних сорняков в процессе вегетации возможно благодаря опрыскиванию посевов одним из эфиров гербицида 2,4 Д (октопон, агритокс, дезермон и др.). Доза - 0,8-1,0 кг/га по действующему веществу, фаза - 3-6-й лист у сорго. Междурядные обработки проводятся культиваторами КРН-4,2, КРН-5,6. Первую - с использованием бритвенных, вторую и третью -со стрельчатыми лапами и окучниками. В случае массового появления злаковой тли эффективным является применение метафоса, Би 58, шерп и некоторых других инсектицидов в дозе 0,5-1,0 л/га.
Уборка на зерно осуществляется при достижении зерном фазы полной спелости (влажность 15-17 %). В случае затянувшейся вегетации растений и наступления ненастной погоды необходимо использовать десиканты баста и реглон-супер. Обороты барабана комбайна не должны превышать 600-700 об./мин. Зазоры деки барабана комбайна на входе должна составлять 20-22мм, на выходе - 6-8 мм. Обмолоченное зерно немедленно очищается от растительных остатков, в случае необходимости подсушивается и закладывается на хранение при влажности 13-14%.
На основании обобщения многолетних технологических опытов ученых ВНИИЗК им. И. Г. Калиненко, Дон ГАУ и наших собственных исследований, сельскохозяйственному производству рекомендуется модель специализированной технологии выращивания кондиционных семян сорго сахарного (табл. 21).
Таблица 21.аа Модель специализированной технологии выращивания
кондиционных семян сорго
Основные показатели технологии |
Препараты, дозы, сроки применения |
|
Предшественники |
Озимая пшеница, горох, яровой ячмень |
|
Подготовка почвы |
По системе полупара |
|
Репродукция семян |
Оригинальные, элита, первая |
|
Предпосевная обработка семян: |
а)физические методы |
Электромагнитное поле, озон, поле коронного разряда, электросепарация, СВЧ-поле, инфразвук |
б) биопрепараты |
Планриз, ризоагрин, агро-Л, флавобактерин, гумикс |
|
Минеральные удобрения |
N60P90K60 - под предпосевную культивацию |
|
Способ посева, норма высева |
Широкорядный, (45-70 см), норма высева 200-300 тыс. всхожих зерен на 1 га |
|
Прикатывание |
После посева |
|
Обработка гербицидами |
Аминная соль 2,4Д (1,0-1,2 л/га) в частности Аминопелик ВР, Линтаплант ВК (0,7-1,2 л/га) в фазе 3-6 листьев. |
|
Обработка ретардантами |
Кампозан М - 1-2 л/га, ТУР - 6-7 л/га в фазе выхода в трубку |
|
Обработка десикантами |
Реглон-супер, Баста ВР - (2 л/га) в фазе восковой спелости зерна |
|
Уборка |
Восковая, полная спелость зерна |
|
5.1 Результаты производственного испытания новых сортов и усовершенствованных элементов технологии возделывания зеленой массы и кондиционных семян сорго сахарного в различных регионах Северного Кавказа.
Проверка усовершенствованных элементов технологии возделывания созданных сортов сорго сахарного осуществлялась в различных почвенно-климатических зонах Северного Кавказа, начиная с благоприятных условий Ростовской области, Краснодарского края и заканчивая крайне засушливыми условиями Левокумского района Ставропольского края.
Комплексная оценка влияния активированной воды, регуляторов роста, электромагнитных волн и десикантов на семенную продуктивность в 2011 году осуществлялась в ОАО "Сорго" Зерноградского района Ростовской области на площади 65 га. В изучении находился сорт Дебют, который в результате применения научных разработок обеспечил урожайность кондиционных семян в 2,8 т/га (акт внедрения от 10.02.2012 года прилагается), при этом, наиболее высокое превышение урожая семян наблюдались после предпосевной обработки семян рекомендованными регуляторами роста, активированной водой и электромагнитными волнами.
Наряду с увеличением урожайности, отмечено повышение посевных качеств семян сорго сахарного за счет некоторого ускорения процесса созревания на заключительных этапах роста растений.
Обработку растений десикантами проводили в два срока (восковая и полная спелость семян). При обработке в фазу восковой спелости урожайность семян сократилась на 0,03 т/га (98,4 % к контролю - без обработки), однако дата начала уборки наступила на 16 дней раньше.
При обработке растений, находящихся в фазе полной спелости семян, срок начала уборки уменьшился на 9 дней, а урожайность, за счет более качественного обмолота метелок и лучшей устойчивости растений к полеганию, повысилась на 0,53 т/га (29,1 %) на контроле - 1,82 т/га. Энергия прорастания таких семян достигла 82 %, лабораторной всхожести 85-88 %, что соответствует требованиям посевного стандарта (ГОСТ Р 52325-2005).
Максимальная урожайность зеленой массы испытываемых сортов Дебют и Сахарное 5 в 2009 - 2010 годах (290 ц/га) была достигнута в СПК (колхозе) "Большевик" Староминского района, Краснодарского края на площади 75 га (акт внедрения от 01.02.2012 года прилагается). Установлено, что использование рекомендованных научных разработок способствовало повышению урожайности ценной зеленой массы в среднем на 25 - 35 ц/га.
Достаточно высокая урожайность зеленой массы (266 ц/га) сорта сорго сахарного Дебют на площади 120 га получена в ОПХ "Красноармейское" Орловского района Ростовской области (акт внедрения от 18.01.2012 года прилагается), где использование научных рекомендаций соискателя позволило увеличить урожайность на 30 35 ц/га.
Особый интерес представляют данные, полученные в производственных условиях засушливой зоны Ставропольского края, в СПК "Октябрьский Левокумского района, где в острозасушливых условиях 2010 года сорт Сахарное 5 на площади 60 га обеспечил урожайность 245 ц/га (акт внедрения от 06.02.2012 года прилагается). Уровень урожайности за счет внедрения этого сорта, возделываемого по усовершенствованным элементам технологии увеличился в среднем на 20 25 ц/га, а экономический эффект составил 126 000 рублей.
Уровень рентабельности возделывания семян составил в среднем 112-136%.
5.2 Биоэнергетическая и экономическая оценка созданных сортов и приемов их возделывания.
На основании данных технологических карт возделывания сорго сахарного и дополнительных нормативных материалов, проведен расчет энергетических затрат, понесенных при выращивании нового сорта Дебют (табл. 22).
Таблица 22. а Биоэнергетическая эффективность возделывания сорта
Дебют с рекомендуемыми элементами повышения семенной продуктивности
Показатели |
Препараты |
||||||
Контроль |
Чародей |
Планриз |
Гумикс |
Агро-Л |
Баста, ВР |
Реглон-супер |
|
Урожайность, т/га |
|||||||
Основной продукции |
2,48 |
2,48 |
2,51 |
2,52 |
2,49 |
2,34 |
2,28 |
Побочной продукции |
26,82 |
28,32 |
28,69 |
30,88 |
31,11 |
25,26 |
22,82 |
Всего |
29,30 |
30,80 |
31,20 |
33,40 |
33,60 |
27,60 |
25,10 |
Энергосодержание урожая, МДж/га |
|||||||
Основной продукции |
41815 |
41815 |
42549 |
42732 |
42365 |
39614 |
38514 |
Побочной продукции |
109506 |
115628 |
117139 |
126080 |
127019 |
103134 |
93172 |
Всего |
151321 |
157443 |
159688 |
168812 |
169384 |
142748 |
131686 |
Затраты совокупной энергии, МДж/га |
9519,78 |
9519,88 |
9519,93 |
9519,99 |
9520,01 |
9518,16 |
9516,77 |
Затраты энергии на единицу основной продукции, МДж/га |
3839 |
3839 |
3793 |
3778 |
3823 |
4068 |
4177 |
Затраты энергии на единицу основной и побочной продукции, МДж/т |
324,9 |
309,1 |
305,1 |
285,0 |
283,3 |
344,9 |
379,2 |
Приращение энергии, МДж/га |
141801 |
142923 |
150168 |
159292 |
159864 |
133230 |
122169 |
Коэффициент энергетической эффективности |
4,39 |
4,39 |
4,47 |
4,49 |
4,45 |
4,16 |
4,05 |
Всесторонний учет совокупных энергетических затрат свидетельствует, что при выращивании этой культуры на семена, максимальных величин они достигают при использовании дополнительной сушки и подработки семян, однако внедрение в производство более скороспелого сорта, применение физических методов и биопрепаратов (гумикс, силк, агро-Л и др.), увеличивающих урожайность и использование десикантов (баста,ВР, реглон-супер), приводят к существенному их сокращению.
Помимо суммарных энергетических затрат, важным показателем служит коэффициент биоэнергетической эффективности, указывающий на соотношение между синтезированной растением энергией с энергией, расходованной в процессе их производства. Количество накопленной обменной энергии с урожаем вегетативной массы и семян сорта Дебют на контроле достигло 151321 МДж/га, затраты совокупной энергии - 9519,78 МДж/га, коэффициент энергетической эффективности составил 4,39, что подчеркивает его высокую эффективность и рентабельность.
Применение рекомендованных приёмов способствует достижению коэффициента энергетической эффективности до 4,05-4,49.
Экономическая оценка эффективности проведенных исследований по праву считается завершающим этапом работы. Одной из поставленных задач исследований была оценка эффективности производстваа кондиционных семян с применениема регуляторов роста и десикантов.
Расчеты показали, что выращивание сорго сахарного на семена экономически выгодно. Чистый доход на контроле (без обработки) при выращивании сорта Дебют достиг 7690 рублей, себестоимость 1 тонны семян - 1899 рублей, а уровень рентабельности - 163 % (табл. 23).
Таблица 23.аа Экономическая эффективность возделывания на семена
сорта Дебют с рекомендованными элементами повышения их качества
Показатели |
Варианты опыта |
||||||
конт-роль |
чаро-дей |
план-риз |
гу-микс |
агро-Л |
баста,ВР |
реглон-супер |
|
Сбор семян, т/га |
2,48 |
2,48 |
2,51 |
2,52 |
2,49 |
2,34 |
2,28 |
Стоимость валовой продукции, руб./га |
12400 |
12400 |
12550 |
12600 |
12450 |
11700 |
11400 |
Производственные затраты, руб./га |
4710 |
4487 |
4507 |
4517 |
4427 |
4487 |
4467 |
Себестоимость 1 та семян, руб. |
1899 |
1809 |
1796 |
1792 |
1778 |
1918 |
1959 |
Чистый доход, руб./га |
7690 |
7913 |
8043 |
8083 |
8023 |
7213 |
6933 |
Уровень рентабельности, % |
163 |
176 |
178 |
179 |
181 |
161 |
155 |
За счет увеличения урожайности и повышения качественных показателей семян, чистый доход в вариантах с использованием препаратов чародей, планриз, гумикс и агро-Л увеличится до 7913-8083 руб./га, а себестоимость 1 тонны семян - 1778-1809 руб.
Вместе с тем, применение десикантов, в силу их высокой стоимости, затратности, при внесении и некотором сокращении урожайности семян, способствовали увеличению себестоимости до 1918-1959 руб./т. Тем не менее, чистый доход, по причине повышения качества семян, сокращения затрат на дополнительную сушку, достиг 6933-7213 рублей, а уровень рентабельности составил 155-161 %, что в современных экономических условиях хозяйствования считается весьма доходным.
Выводы
- Многолетняя селекционная работа с 922 коллекционными образцами сорго сахарного коллекции ВИР и других научно-исследовательских и учебных ВУЗов страны позволили выделить 88 новых сортообразцов и линий, отличающихся устойчивостью к абиотическим стресс-факторам и рядом ценных морфологических признаков и свойств, два из которых были переданы в Государственную комиссию по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур и в последствии внесены в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию в Российской Федерации. Сорт Дебют кормового направления отмечается стабильно высокой урожайностью, интенсивным темпом начального роста, формирует мощный ассимиляционный аппарат и генеративные органы, устойчив к полеганию, повреждению болезнями и высокими кормовыми достоинствами. Сорт Сахарное 5 сахаронос, характеризуется стабильной урожайностью, скороспелостью, технологичностью, адаптивностью к засушливым условиям возделывания и высоким содержанием сахаров в соке.
- Выявлены наиболее эффективные биопрепараты, активизирующие процессы роста, устойчивость растений к стресс-факторам, повышающие на 1,1-9,7 % лабораторную и на 3,4-7,9 % полевую всхожесть семян. Максимальные прибавки урожайности семян (0,11-0,45 т/га или 4,7-18,4 %) достигнуты после их предпосевной обработки препаратами:силк, гумикс, флавобактерин и планриз. Установлена тенденция некоторого увеличения темпов начального роста, которая отмечается после обработки семян изучаемыми биопрепаратами, однако это не приводит к существенному увеличению высоты растений в конце вегетации (193,5-212,4 см), что обусловлено их наследственными признаками и сортовыми особенностями.
- Достоверное увеличение энергии прорастания, лабораторной всхожести, темпов начального роста, улучшение структуры урожая, сохранности растений к уборке и урожайности наблюдается после воздействия на недозрелые, травмированные, длительно хранившиеся семена физическими методами: полем коронарного разряда, озоном, СВЧ-полем, инфразвуком и переменным электромагнитным полем.
- Предпосевная обработка семян в течении 3 секунд переменным электромагнитным полем (ПеЭМП) дозой 30-90 мТл-с обеспечивает максимальное увеличение энергии прорастания и всхожести недозрелых семян, в следствии существенного резонансного возбуждения внутренней структуры клеток семени и активизации среднесуточного прироста первичных корней и проростков стеблей.
- Установлено, что семена, которые проращивались в активированной воде, увеличили энергию прорастания и лабораторную всхожесть, получив дополнительную энергию от активированной воды, что подтвердило рабочую гипотезу о том, что вода семени является приемником и передатчиком энергии.
- При возделывании высокорослых сортов сахарного сорго на семена в
целях понижения высоты растений, сокращения потерь при уборке и для
борьбы с полеганием растений следует использовать ретарданты: кампозан-М (1 - 2 л/га) и ТУР (6 - 7 л/га) в фазу выхода в трубку. При этом достигается сокращение высоты растений, увеличивается толщина стебля, возрастает количество дополнительных воздушных, опорных корней и существенно уменьшается полегание растений в период уборки.
- Доказано, что для ускорения оттока влаги из вегетативной массы и семян на заключительных этапах онтогенеза необходима десикация. Наиболее эффективна она в фазы восковой и полной спелости семян, когдаа на 6-9-йа день после обработки листостебельная масса утрачивает влагу с 49,4 до 34,6 %, а семена - с 23,5 до 14,5 %.
- Использование в качестве десикантов харвейда, парднера для сорго сахарного менее эффективно, тогда как реглон-супер и баста,ВР способствуют более интенсивному оттоку влаги из листьев и стеблей. Кондиционные семена формируются чаще после применения препарата баста, ВР, у них на 3-9 % повышается лабораторная всхожесть и на 0,5-2,0 % увеличивается выход семян.
- Обработка растений десикантами в фазу молочной спелости зерна на 1,3-10,5 % сокращает урожайность, на 8,9-17,5 % - массу 1000 семян, в связи с чем, обработка растений сорго сахарного (особенно препаратом реглон-супер) в этот период не желательна и может быть рекомендована лишь в случае затянувшейся вегетации и наступления ненастной погоды.
- Установлено, что применение десикантов на заключительных этапах онтогенеза растений приводит к существенному сокращению зараженности семян и проростков корневыми гнилями. Обработка десикантами реглон-супер и баста снижает общую зараженность с 32,5 до 11,5-19,0%, что способствует оздоровлению семенного материала и получению более дружных всходов.
- абораторные исследования показали, что уже на 10-е сутки после применения парднера и реглон-супер,ВР остаточное количество десикантов в растительной массе полностью отсутствует, в связи с чем, её можно использовать для закладки высококачественного силоса. Использование биомассы на кормовые цели после применения препаратов харвейд и баста,ВР недопустимо из-за присутствия большого количества токсичных веществ (0,49-1,12 мг/кг).
- Неправильный выбор сроков проведения уборочных работ приводит к травмированию и ухудшению посевных качеств семян. Оптимальным сроком уборки семенников, обеспечивающим максимальную урожайность и высокие посевные качества, является фаза полной спелости зерна. Уборка комбайном семян, находящихся в фазе восковой спелости может вызвать травмирование зародыша - на 11-14%, эндосперма - на 8-12%.
- Биоэнергетическая оценка созданных сортов и рекомендованных приёмов повышения, посевных и урожайных свойств семян свидетельствует о сокращении на 8571-19632 МДж/га энергетических
затрат и достижении высокого коэффициента энергетической
эффективности - 4,05-4,49.
- Достоверно доказано, что выращивание сорго сахарного на семена по предложенной технологии экономически выгодно. Чистый доход с одного гектара при использовании десикантов достигает 6933-7213 руб., уровень рентабельности - 155-161 %. За счет увеличения урожайности и качества семян при использовании регуляторов роста доходность, по сравнению с контролем, увеличивается на 223-393 руб./га, а уровень рентабельности - на 13-18 %.
Рекомендации
селекционно-семеноводческой практике и производству
- В качестве генетических источников устойчивости к абиотическим стресс-факторам, высокой урожайности и качества вегетативной массы растений сорго сахарного в селекционно-семеноводческой практике шире использовать 88 выделившихся сортообразцов, линий и, в том числе, сортов: Зерноградское 1, Зерноградское 10, Сахарное 20, Амозанит, Сажень, Северное 44; ЦМС линии: А 278, АПВ 1115 и другие.
- Для более стабильного производства ценной с точки зрения кормопроизводства биомассы рекомендовать постоянное использование высокоурожайных, технологичных, устойчивых к полеганию, повреждению болезнями и вредителями сорта Дебют и Сахарное 5.
- В целях гарантированного получения кондиционных семян в условиях недостаточного увлажнения Северного Кавказа шире использовать разработанную модель специализированной технологии производства кондиционных семян.
Основные положения и результаты диссертационной работы опубликованы в следующих печатных работах:
Монография
1. Землянов В. А. Факторы управления семенной продуктивностью сорго сахарного на Дону /В. А. Землянов // Ростов н/Д: ЗАО Книга, 2011. - 192 с.
Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ
2. Землянов В. А. Возделывание сахарного сорго в условиях недостаточного увлажнения Северного Кавказа /В. А. Землянов // Кукуруза и сорго, 2003, № 5 - С. 18-19.
3. Землянов В. А. Конкурентоспособность растений сорго сахарного в условиях засухи / В. А. Землянов, Л. А. Смиловенко // Труды Кубанского ГАУ, 2008, №5(14). - С. 110-111.
4. Землянов В. А. Десикация как способ защиты семян сахарного сорго от заболеваний // Н. Г. Гурский, В. А. Землянов // Защита и карантин
растений, 2010, № 6. - С. 64-65.
5. Землянов В. А. Эффективный способ повышения урожайности и защиты семян сорго от болезней / В. А. Землянов, Л. А. Смиловенко // Кукуруза и сорго, 2010, № 2. - С. 15-17.
6. Землянов В. А. Адаптивные сорта сорго сахарного для возделывания в условиях недостаточного увлажнения / В. А. Землянов // Труды Кубанского ГАУ, 2010, №3(24). - С. 95-98.
7. Землянов В. А. Роль сахарного сорго в стабилизации кормопроизводства на Дону / В. А. Землянов, Л. А. Смиловенко // Кормопроизводство, 2011, № 1. - С. 32-33.
8. Землянов В. А. Сорта сорго сахарного для условий недостаточного увлажнения / Землянов В. А., С. И. Горпиниченко, Л. А. Смиловенко // Кормопроизводство, 2011, № 4. - С. 26-27.
9. Землянов В. А. Отношение к семенам должно быть изменено / А. Н. Землянов, Н. Г. Гурский, В. А. Землянов // Защита и карантин растений, 2011, № 8. - С. 11-13.
10. Землянов В. А. Защита сорго сахарного от болезней // Н. Г. Гурский, В. А. Землянов // Защита и карантин растений, 2012, № 2. - С. 51-53.
11. Землянов В. А. Влияние технологического комплекса на фитосанитарное состояние посевов сорго / В. А. Землянов // Зерновое хозяйство России, 2012, № 2. С. 43-53.
12. Землянов В. А. Урожайные и посевные качества семян сорго сахарного / В. А. Землянов // Зерновое хозяйство России, 2012, № 2. С. 53-55.
Авторские свидетельства
аа 13. А.с № 37541 Сорго сахарное Дебют / Землянов В. А., Гашимова З. Р., Горпиниченко С. И., Гурский Н. Г., Исаков Я. И., Мангуш П. А., Олейник А. А., Сарычева Н. И. - № 9811736 от 13.12.2001 Ч (Зарег. Гос. ком. по испытанию и охране селекционных достижений. В Гос. реестре охраняемых селекц. достиж.)
14. А.с № 42668 Сорго сахарное Сахарное 5 / Землянов В. А., Смиловенко Л. А., Соколов С. Л., Яценко В. В. - № 9462965 от 12.01.2005
Ч (Зарег. Гос. ком. по испытанию и охране селекционных достижений. В Гос. реестре селекц. достиж.)
Методические рекомендации
15. Землянов В. А. Основные элементы адаптивной технологии семеноводства сорго / В. А. Землянов, Н. Г. Гурский // РИПКК АПК. - Зерноград, 2003. - 44 с.
16. Землянов В. А. Интегрированные меры борьбы с карантинными организмами на территории Ростовской области / В. А. Землянов, А. Н. Баев, Г. А. Бакалова, В. Ф. Борисова и др. // Ростов-на-Дону: Азовпечать, 2008. - 72 с.
17. Землянов В. А. Методика и техника полевых обследований при
апробации участков гибридизации кукурузы и сорго / В. А. Землянов, А. С. Ерешко, Л. М. Костылева, Н. Г. Гурский // Зерноград, ФГОУ ВПО АЧГАА, 2008. - 19 с.
Научные статьи
18. Землянов В. А. Использование биологического метода в предпосевной обработке семян сорго / В. А. Землянов, А. В. Алабушев, Н. Г. Гурский, Н. Н. Коломийцев // Материалы IX Межд. симпоз. Нетрадиционное растениеводство. Эниология. Экология и здоровье. - Симферополь, 2000. - С. 399-400.
19. Землянов В. А. Десикация на семеноводческих посевах сахарного сорго / В. А. Землянов // Материалы науч. конфер. АЧГИАА по итогам НИР. - Зерноград, 2001. - С. 99-100.
20. Землянов В. А. Влияние новых биопрепаратов на рост, развитие растений и формирование урожайности семян сорго / В. А. Землянов, Н. Н. Коломийцев // Материалы научно-практич. конф. Санкт-Петербургского ГАУ, Санкт-Петербург. - Пушкин, 2002. - С. 103-105.
21. Землянов В. А. Посевные и урожайные качества семян сорго сахарного в зависимости от применяемых биопрепаратов в процессе предпосевной их обработки / В. А. Землянов, Н. Г. Гурский // Материалы XI Межд. симпоз. Нетрадиционное растениеводство. Эниология. Экология и здоровье. - Симферополь, 2002. - С. 287-288.
22. Землянов В. А. Влияние биопрепаратов на рост и развитие растений сахарного сорго / В. А. Землянов // Матер. межвузовского сборника науч. тр. АЧГАА Технология, селекция и семеноводство сельскохозяйственных культур. - Зерноград, 2003. - С. 69-70.
23. Землянов В. А. Особенности роста, развития растений и формирование урожайности семян сорго сахарного в условиях Дона / В. А. Землянов // Материалы науч. конф. Энергосбережение и энергосберегающие технологии в АПК РИПКК АПК - Зерноград, 2003. - С. 94-96.
24. Землянов В. А. Особенности производства семян культуры сорго в регионах с засушливым климатом / В. А. Землянов, Н. Г. Гурский, А. Н. Землянов, Н. Н. Коломийцев // Материалы международной науч.-практич. конф. Проблемы аграрного производства южного региона России (ландшафтная система земледелия, плодородие почв, селекция и семеноводство) - Ростов-на-Дону: ГНУ ДЗНИИСХ, 2004. - С. 368-370.
25. Землянов В. А. Использование десикантов на семеноводческих посевах сахарного сорго / В. А. Землянов, Н. Г. Гурский // Материалы науч.- практич. конфер. Актуальные проблемы и перспективы развития агропромышленного комплекса - Персиановка: ДонГАУ, 2005. - С. 163-167.
26. Землянов В. А. Влияние регуляторов роста и десикантов на повышение урожайности и качества семян сорго сахарного / В. А.
Землянов, С. И. Горпиниченко, Н. Г. Гурский, Л. В. Вахрушева // Достижения, направления развития сельскохозяйственной науки России, Том 3, ВНИИЗК им. И. Г. Калиненко Ч Ростов-на-Дону, 2005. - С. 264-279.
27. Землянов В. А. Регуляторы роста на семеноводческих посевах сорго сахарного / В. А. Землянов, А. Н. Землянов // Материалы XIV Межд. симпоз. Нетрадиционное растениеводство. Эниология. Экология и здоровье. - Симферополь, 2005. - С. 479-480.
28. Землянов В. А. Новые регуляторы роста на семеноводческих посевах сорго сахарного / В. А. Землянов, А. Н. Землянов // Материалы VII Межд. симпоз. Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования. - Москва: РУДН, 2007. - С. 145-147.
29. Землянов В. А. Десикация на семеноводческих посевах сахарного сорго / В. А. Землянов // Материалы VII Межд. симпоз. Новые и нетрадиционные растения и перспективы их исползования. - Москва: РУДН 2007. - С. 148-150.
30. Землянов В. А. Совершенствование приемов защиты семян сорго от заболеваний с помощью десикантов / В. А. Землянов // Материалы 73-й научно-практической конференции Состояние и перспективы развития агропромышленного комплекса Южного Федерального округа ФГОУ ВПО Ставропольский ГАУ, 2009. - С. 135-138.
31. Землянов В. А. Роль сахарного сорго в стабилизации кормопроизводства в Южном Федеральном округе / В. А. Землянов, Л. А. Смиловенко // Материалы 73-й научно-практической конференции Состояние и перспективы развития агропромышленного комплекса Южного Федерального округа ФГОУ ВПО Ставропольский ГАУ, 2009. - С. 138-141.
32. Землянов В. А. Научные аспекты воздействия регуляторов роста на растения сахарного сорго / В. А. Землянов // Материалы 73-й научно-практической конференции Состояние и перспективы развития агропромышленного комплекса Южного Федерального округа ФГОУ ВПО Ставропольский ГАУ, 2009. - С. 79-82.
33. Землянов В. А. Возможности сахарного сорго в засушливых условиях Дона / В. А. Землянов, Л. А. Смиловенко // Материалы 73-й научно-практической конференции Состояние и перспективы развития агропромышленного комплекса Южного Федерального округа ФГОУ ВПО Ставропольский ГАУ, 2009. - С. 25-28.
34. Землянов В. А. Роль сахарного сорго в стабилизации кормопроизводства / Землянов В. А. // Сборник научных трудов Ресурсосбережение в сельскохозяйственном производстве ФГОУ ДПО РИПКК АПК. - Ростов-на-Дону, 2009. - С. 118-120.
35. Землянов В. А. Использование метода десикации как способа защиты семян сорго от заболеваний / Землянов В. А. // Сборник научных трудов Ресурсосбережение в сельскохозяйственном производстве ФГОУ ДПО РИПКК АПК. - Ростов-на-Дону, 2009. - С. 121-123.
36. Землянов В. А. Реакция сорго сахарного на воздействие
регуляторов роста / Землянов В. А. // Сборник научных трудов Ресурсосбережение в сельскохозяйственном производстве ФГОУ ДПО РИПКК АПК. - Ростов-на-Дону, 2009. - С. 123-126.
37. Землянов В. А. Повышение семенной продуктивности сорго сахарного за счет применения стимуляторов роста / В. А. Землянов, Н. Г. Гурский // Материалы Международной научно-практической конференции Инновационные технологии Ч основа эффективного развития агропромышленного комплекса России ГНУ СКНИИМЭСХ, - Зерноград, 2010. - С. 77-80.
38. Землянов В. А. Создание и практическое внедрение в производство адаптивных сортов сорго сахарного / В. А. Землянов, С. И. Горпиниченко, Н. Г. Гурский // Материалы Международной научно-практической конференции Инновационные технологии Ч основа эффективного развития агропромышленного комплекса России ГНУ СКНИИМЭСХ, - Зерноград, 2010. - С. 80-84.
39. Землянов В. А. Обоснование перспектив более широкого применения десикации на семенных посевах сорго сахарного на Дону / В. А. Землянов, Н. Г. Гурский, Л. А. Смиловенко // Материалы Международной научно-практической конференции Инновационные технологии Ч основа эффективного развития агропромышленного комплекса России ГНУ СКНИИМЭСХ, - Зерноград, 2010. - С. 84-88.
40. Землянов В. А. Использование десикации как способа защиты семян сорго от заболеваний / В. А. Землянов, Н. Г. Гурский, Л. А. Смиловенко // Материалы Международной научно-практической конференции Интеграция науки, образования и бизнеса для обеспечения продовольственной безопасности Российской Федерации ФГОУ ВПО Дон ГАУ, 2010. - С. 144-147.
41. Землянов В. А. Формирование исходного материала для селекции сахарного сорго в условиях неустойчивого увлажнения / В. А. Землянов, Л. А. Смиловенко, Д. Л Соколов // Материалы Международной научно-практической конференции Интеграция науки, образования и бизнеса для обеспечения продовольственной безопасности Российской Федерации ФГОУ ВПО Дон ГАУ, 2010. - С. 198-201.
42. Землянов В. А. Характеристика новых сортов сорго сахарного / В. А. Землянов, С. И. Горпиниченко, Л. А. Смиловенко // Материалы 75-й научно-практической конференции Современные ресурсосберегающие инновационные технологии возделывания сельскохозяйственных культур в Северо-Кавказском Федеральном округе ФГОУ ВПО Ставропольский ГАУ, 2011. - С. 6-9.
43. Землянов В. А. Фитопатологическая характеристика семян сорго в зависимости от применяемых десикантов / В. А. Землянов, Н. Г. Гурский // Материалы 75-й научно-практической конференции Современные ресурсосберегающие инновационные технологии возделывания сельскохозяйственных культур в Северо-Кавказском Федеральном округе ФГОУ ВПО Ставропольский ГАУ, 2011. - С. 9-12.
44. Землянов В. А. Регуляторы роста, как фактор управления продуктивности посевов и устойчивости растений сорго сахарного к болезням / В. А. Землянов // Материалы 75-й научно-практической конференции Современные ресурсосберегающие инновационные технологии возделывания сельскохозяйственных культур в Северо-Кавказском Федеральном округе ФГОУ ВПО Ставропольский ГАУ, 2011. - С. 19-21.
Все авторефераты докторских диссертаций