Известия Кабардино-Балкарского научного центра РАН № 2 (88) 2019
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ
УДК 631.527:153.3
DOI: 10.35330/1991-6639-2019-2-88-102-108
ИЗМЕНЕНИЕ СЕМЕННЫХ КАЧЕСТВ ЗЕРНА ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ В ПЕРИОД ПОСЛЕУБОРОЧНОГО ДОЗРЕВАНИЯ
Х.А. МАЛКАНДУЕВ1, М.А. БАЗГИЕВ2, А.Х. МАЛКАНДУЕВА1, Р.И. ШАМУРЗАЕВ1, К.Ш. БАДУРГОВА2
1 Институт сельского хозяйства -филиал ФГБНУ «Федеральный научный центр «Кабардино-Балкарский научный центр Российской академии наук» 360004, КБР, г. Нальчик, ул. Кирова, 224 E-mail: kbniish2007@yandex.ru 2 Ингушский научно-исследовательский институт сельского хозяйства 386203, РИ, п.г.т. Сунжа, ул. Осканова, 50 E-mail: ishos06@mail.ru
В статье приведены результаты исследований по изучению влияния сроков и способов уборки и послеуборочного дозревания на семенные качества зерна озимой пшеницы. Использование семян для посева при коротком сроке хранения и послеуборочном дозревании представляет интерес для определения длительности послеуборочного дозревания. Исследования проводились в условиях недостаточного увлажнения (степная зона) Кабардино-Балкарии в 2001-2003 гг. на сорте озимой мягкой пшеницы Княжна. Сорт внесен в Государственный реестр селекционных достижений РФ и допущен к возделыванию, в том числе и по 6регионам.
Уборка проводилась в следующие фазы спелости: в начале, середине и конце восковой, полной спелости и перестоя на корню, обмолоченные через 5 и 10 дней после уборки. В фазах начала, середины и конца восковой спелости уборку проводили раздельным способом, в полную спелость и при перестое на корню - прямым комбайнированием.
Одними из параметров, характеризующих семенные свойства, являются: энергия роста, всхожесть и сила роста. Энергию роста и всхожесть определяли по ГОСТу 12038-84 «Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения всхожести». В ходе исследований определены оптимальные сроки послеуборочного дозревания семян - в среднем 37-57 дней. Максимальные значения всхожести и энергии получены у зерна, убранного в фазах конца восковой - полной спелости, ранняя уборка не способствует получению качественных семян. Высокую всхожесть семена имели уже через 1-2 месяца после обмолота. После периода послеуборочного дозревания качество семян улучшается - повышается энергия прорастания и всхожесть на 29 и 31% соответственно.
Ключевые слова: озимая пшеница, семена, фазы спелости, сроки уборки, энергия прорастания, всхожесть, сила роста.
Введение
В системе мероприятий, направленных на получение высоких и устойчивых урожаев озимой пшеницы, посев качественными семенами допущенных к использованию сортов -один из наиболее простых и доступных путей достижения этой цели. Прибавку в урожае на 15 - 20% и более дают семена, полученные по высокой технологии. Хорошими посевными и сортовыми качествами обладает высококачественный семенной материал.
Посевные качества семян - это совокупность всех признаков и свойств, указывающих на пригодность семян для посева [1].
От качества высеваемых семян, являющихся носителями ценных признаков и свойств, зависит величина урожая. Одним из критериев получения высокого урожая и качественного зерна у зерновых культур является своевременная уборка. Важный показатель спелости зерна, который определяет способ и срок уборки, - это влажность зерна. С учетом неравномерности
созревания в массиве появляется необходимость получения высокого урожая и качественного зерна, а также полноценных, выполненных семян. При травмировании, механических потерях, осыпании и при запоздалой уборке снижаются качество зерна и урожай [2].
В этой связи представляют определенный практический и научный интерес изменения, происходящие в зерне в этот период, и использование разных видов уборки озимой пшеницы (прямое комбайнирование и двухфазная уборка). Зерно, убранное в ранние сроки созревания, в силу незавершенности биохимических и физиологических процессов не может обладать хорошими посевными свойствами [3].
В связи с этим изучение вопроса влияния послеуборочного дозревания на семенные качества озимой пшеницы в условиях степной зоны Кабардино-Балкарии является актуальным. Выбор сорта связан с его селекционной ценностью: он имеет транслокацию IB/IR, уникальный блок генов адаптивности, устойчивость к болезням, мощную корневую систему. Может использоваться на склоновых и солонцеватых почвах. Сорт Княжна рекомендуется возделывать по поздно убираемым предшественникам, на средних и низких агрофонах, что актуально в условиях республики, устойчив к полеганию. Может быть использован как ценный источник генетического материала.
Проведенные исследования показывают, что свежеубранные семена озимой пшеницы отличаются пониженной лабораторной всхожестью и энергией прорастания, что приводит в последующем к снижению урожайности. Посевные качества семян улучшаются после завершения послеуборочного дозревания, по мере их созревания, что отмечено в исследованиях.
Материалы и методы
В опытах изучалось влияние сроков и способов уборки озимой пшеницы на семенные свойства зерна. Объект исследований - сорт озимой мягкой пшеницы Княжна селекции Краснодарского НИИСХ им. П.П. Лукьяненко. Возделывание озимой пшеницы - по общепринятой технологии.
Фенологические наблюдения, анализы и статистическую обработку экспериментальных данных проводили по Методике полевых опытов (Доспехов Т.А., 1985), Методике Государственной комиссии по сортоиспытанию и охране селекционных достижений (1989).
Схемой опытов предусматривалась уборка в следующие фазы созревания: начала, середины и конца восковой спелости, при влажности 40-35%, 30-25% и 22-20% соответственно; в полную спелость 18-16% и спустя 5 и 10 дней от полной спелости (перестой). Обмолот проводили комбайном Сампо-500, площадь делянки - 50 м2, повторность четырехкратная, размещение вариантов в опытах систематическое. Предшественник - горох на зерно. Минеральные удобрения вносили под основную обработку почвы в дозе Кб0Рб0Кз0 и в подкормку N45 кг д.в. Урожай учитывали по влажности зерна, поделяночно.
Изучение изменения семенных свойств зерна проводили на средних образцах, в процессе послеуборочного дозревания. Влажность зерна определяли путем высушивания в сушильном шкафу при температуре 105°С до постоянного веса. Всхожесть и энергию прорастания определяли по ГОСТу 12038-64 «Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения всхожести». Семена проращивания по 100 штук в четырехкратной повторности на фильтровальной бумаге при переменной температуре +8 - +12°С и постоянной +20 - +22°С в термостате. Зерно проращивали сразу после уборки, а затем в период послеуборочного дозревания.
Приборы и оборудование
1. Весы технические ВЛКТ-500.
2. Термостат обогреваемый с диапазоном от 20°С до 40°С.
3. Бумага фильтровальная.
4. Чашки Петри.
5. Дистиллированная вода.
6. Пинцет.
Анализы выполнялись в лаборатории химических анализов и биологических исследований Кабардино-Балкарского НИИСХ.
Результаты исследований
В процессе послеуборочного дозревания происходит улучшение семенных качеств пшеницы. В условиях степной зоны КБР недостаточно изучено влияние уборки в различные фазы спелости на послеуборочное дозревание семян. Исследования, посвященные этой теме, показывают, что физиологические и биохимические процессы в семенах озимой пшеницы завершаются достижением нормальной посевной всхожести в процессе хранения. Однако период послеуборочного дозревания пшеницы по годам варьирует в зависимости от сроков уборки и условий произрастания (табл. 1, 2, 3).
Исследования, проведенные в 2001 году, показали, что семена достигают максимальной всхожести в течение 40-56 дней от обмолота. Метеорологические условия в период формирования, налива и созревания зерна характеризовались недостаточным количеством осадков и более высокой температурой воздуха. Согласно исследованиям таких ученых, как М.Г. Тюлина (1957), Р.М. Авезджанов (1966) и других, такие условия созревания пшеницы сокращают период ее послеуборочного дозревания. Семена, убранные в фазу полной спелости и обмолоченные из валков в более поздние сроки, отличаются более быстрым повышением всхожести, что свидетельствует о завершенности процесса созревания.
Влажная погода и холод во второй половине лета способствовали низкой всхожести свежеубранного зерна и медленному их дозреванию, что отмечено в опытах 2002 года. В этом опыте семена имели высокую всхожесть через 35-60 дней от обмолота, то есть период послеуборочного дозревания увеличился в сравнении с опытом 2001 года. Этот период более длительным был у зерна, убранного в фазе начала восковой спелости. Период послеуборочного дозревания семян быстрее проходит у зерна, убранного в более поздние сроки уборки от начала восковой спелости.
Таблица1
Влияние уборки и послеуборочного дозревания на посевные свойства пшеницы
(степная зона, 2001)
Фаза спелости зерна при уборке Обмолочено после скашивания (дней) Дата определения
10/УП 20/УП 30/УП 09/УШ 19/УШ 29/УШ Период послеуборочного дозревания в днях
энергия, % всхожесть, % энергия, % всхожесть, % энергия, % всхожесть, % энергия, % всхожесть, % энергия, % всхожесть, % энергия, % всхожесть, %
Начало восковой спелости 5 10 - - 31 44 37 43 48 61 65 73 78 80 87 84 88 89 - - 53 51
Середина восковой спелости 5 10 - - 57 71 54 64 68 67 75 61 83 72 90 80 93 91 - - 52 47
Конец восковой спелости 5 10 - - 48 57 60 65 64 68 58 60 67 69 87 86 90 89 - - 49 44
Полная спелость (контроль) - 59 63 64 70 88 92 50
Перестой от полной спелости 5 10 - - - - 61 63 64 65 65 69 72 76 85 71 87 82 90 88 95 94 45 40
Таблица 2
Влияние уборки и послеуборочного дозревания на посевные свойства пшеницы
(степная зона, 2002)
Дата определения
Обмоло- Период
Фаза спелости зерна чено после 12/УП 20/УП 01/УШ 11/УШ 21/УШ 31/УШ после_ уборочного
при уборке скашива- дозревания в днях
(дней) энер- всхо- энер- всхо- энер- всхо- энер- всхо- энер- всхо- энер- всхо-
гия, % жесть, гия, жесть, гия, жесть, гия, жесть, гия, жесть, гия, жесть,
% % % % % % % % % % %
Начало 5 10 _ _ 11 31 20 38 47 83 65 88 83 94 53
восковой _ _ _ _ 7 27 25 55 46 82 72 89 48
спелости
Середина 5 10 _ _ _ _ 18 32 37 54 55 85 84 91 50
восковой _ _ _ _ 16 67 52 73 71 79 81 87 45
спелости
Конец вос- 5 10 _ _ _ _ 16 49 41 64 65 86 73 95 45
ковой спелости _ _ _ _ 18 47 45 68 74 85 72 93 40
Полная _ _ 18 36 21 42 48 66 75 86 85 94 45
спелость _
(контроль)
Перестой 5 10 _ _ 21 59 22 45 50 65 74 85 84 93 40
от полной _ _ _ _ 24 63 35 68 56 87 76 92 35
спелости
Таблица 3
Влияние уборки и послеуборочного дозревания на посевные свойства пшеницы
(степная зона, 2003)
Фаза спелости зерна при уборке Обмолочено после скашивания (дней) Дата определения
08/У11 18/У11 28/У11 07/УШ 17/УШ 27/УШ Период после_ уборочного дозревания в днях
энергия, % всхожесть, % энергия, % всхожесть, % энергия, % всхожесть, % энергия, % всхожесть, % энергия, % всхожесть, % энергия, % всхожесть, %
Начало восковой спелости 5 10 _ _ 14 14 39 28 27 25 56 54 41 78 68 67 61 90 85 65 91 51 47
Середина восковой спелости 5 10 _ _ 16 7 37 32 31 18 48 64 52 36 78 61 65 55 92 82 61 89 50 46
Конец восковой спелости 5 10 9 24 17 32 31 21 41 62 55 38 84 67 71 54 93 85 _ _ 47 42
Полная спелость (контр.) _ 20 36 35 45 46 76 67 92 46
Перестой от полной спелости 5 10 _ _ _ _ 24 63 41 44 51 72 70 60 55 87 85 _ _ 41 36
Попадание хлебных валков под дождь и длительный перестой пшеницы на корню ухудшает производственное значение семян, так как возможно прорастание. Технологические свойства проросшего зерна пшеницы значительно хуже.
В опытах 2003 года были получены аналогичные данные. Период послеуборочного дозревания в данном случае длился 36-57 дней, причем при ранних сроках уборки он был более продолжительным, а к фазе полной спелости значительно сокращался. Исследованиями О.И. Гуриновича (1968) были получены подобные данные [4]. Нарастание всхожести в опытах предыдущих лет идет более высокими темпами, чем энергии прорастания, несмотря на завершение периода дозревания, энергия остается низкой.
В среднем необходимо 37-57 дней для дозревания семян до посевных кондиций. Всхожесть семян нарастает быстрее в процессе хранения, чем энергия.
Несмотря на низкую энергию прорастания семян, через 1-2 месяца после обмолота всхожесть семян была высокой. По результатам исследований можно сделать вывод, что всхожесть семян более высокая в зерне, убранном в фазах конца восковой и полной спелости. Энергия прорастания и всхожесть семян в другие фазы спелости находятся на одном уровне, причем энергия всегда ниже всхожести (табл. 4).
Таблица 4
Влияние процесса созревания зерна на посевные качества семян озимой пшеницы (степная зона, среднее за 2001-2003 гг.)
Сила роста
Фаза спелости зерна при уборке Обмолочено после скашивания (дней) Энергия, % Всхожесть, % Взошло растений на 10-е сутки, % Вес сырой массы 100 ростков, г
Начало восковой спелости 5 10 8 8 4 4 94 93 92 91 6,58 6,58
Середина восковой спелости 5 10 Г- V! 00 00 94 93 93 92 6,18 6,44
Конец восковой спелости 5 10 8 8 4 9 96 95 94 93 6,75 6,61
Полная спелость (контроль) - 88 95 94 6,65
Перестой от полной спелости 5 10 8 8 4 7 94 94 93 92 6,60 6,56
Высокая или низкая энергия прорастания и всхожесть семян не дают полной картины для определения семенных качеств. Следует отметить, что условия прорастания семян в лаборатории не соответствуют условиям прорастания в поле. В лабораторных условиях создаются благоприятные условиях для роста растений, где оптимально сочетание влаги и тепла. Соответственно энергия роста и всхожесть растений в лабораторных условиях всегда выше, чем в полевых. В полевых же условиях для прорастания им приходится преодолевать слой почвы определенной глубины. В этих случаях прорастают только более мощные ростки, а слабые погибают.
Чтобы приблизить лабораторную всхожесть к полевой, нами определялась сила начального роста семян. Сила начального роста выражает степень жизнеспособности семян. Она в большей степени, чем другие показатели, позволяет составить прогноз всхожести семян в поле, их выживаемости и продуктивности (Н.В. Прикладов, 1962; С.Ф. Архангельский, С.Ф. Лыфенко, В.В. Шелепов, 1966) [5]. Определение силы начального роста нами проводилось после того как семена достигли физиологической спелости. По полученным результатам видно, что к фазе конца восковой спелости такие показатели, как вес сырой массы и число взошедших ростков, определяющих силу начального роста, выше. Вес сырой массы 100 ростков в полную спелость превышает этот показатель у семян ранних сроков уборки на 0,07 - 0,47 г.
Заключение
1. В ходе проведенных исследований получены данные об улучшении семенных качеств зерна озимой пшеницы в процессе послеуборочного дозревания. Средний срок дозревания семян до посевных кондиций составлял 37 - 60 дней.
2. Лучшие семенные качества имела пшеница, убранная в фазе конца восковой и полной спелости зерна. К концу периода дозревания (полная спелость) семян энергия прорастания повышалась до 88%, всхожесть - до 95%, вес 100 ростков составлял 6,65 г.
ЛИТЕРАТУРА
1. Игольникова Л.В., Неймышева А.Н. Посевные и сортовые качества семян - гарант высоких урожаев // Научно-агрономический журнал. 2012. № 2.1(92). С. 47-49.
2. Батуева И.В., Елисеев С.Л., Яркова Н.Н. Влияние срока уборки и десикации на урожайность и послеуборочное дозревание семян озимой пшеницы в среднем Предуралье // Известия ОГАУ. 2014. № 6(50). С. 27-30.
3. Малкандуева А.Х. Формирование урожая и качества зерна озимой пшеницы в процессе созревания в условиях Кабардино-Балкарии: дисс. ... канд. с.-х. наук: 06.01.09. Нальчик, 2004. 158 с.
4. Гуринович О.И. Влияние условий выращивания на продолжительность периода послеуборочного дозревания семян яровой пшеницы // Записки Ленингр. с/х института. 1968. № 2 (124). 180 с.
5. Архангельский С.Ф., Лыфенко С.Ф., Шелепов В.В. Определение силы начального роста как метод биологической оценки качества семян // Вопросы генетики, селекции и семеноводства. М., 1966. Вып. 7. С. 180-193.
REFERENCES
1. Igolnikova L.V., Neymysheva A.N. Posevnyye i sortovyye kachestva semyan - garant vysokikh urozhayev [Sowing and varietal quality of seeds - the guarantor of high yields // Nauchno-agronomicheskiy zhurnal [Scientific and agronomic journal]. 2012. № 2.1 (92). Pp. 47-49.
2. Batueva I.V., Eliseyev S.L., Yarkova N.N. Vliyaniye sroka uborki i desikatsii na urozhay-nost' i posleuborochnoye dozrevaniye semyan ozimoy pshenitsy v srednem Predural'ye [Influence of the term of harvesting and desiccation on the yield and post-harvest maturation of winter wheat seeds in the Pre - Urals // Izvestiya OGAU. 2014. № 6 (50). Pp. 27-30.
3. Malkandueva A.Kh. Formirovaniye urozhaya i kachestva zerna ozimoy pshenitsy v protsesse sozrevaniya v usloviyakh Kabardino-Balkarii: dis.... kand. sel'snauk: 06.01.09 [Formation of the yield and grain quality of winter wheat in the process of maturation conditions of Kabardino-Balkaria: Thesis for Candidate of Agricultural Sciences: 1/6/09. Nalchik, 2004. 158 p.
4. Gurinovich O.I. Vliyaniye usloviy vyrashchivaniya na prodolzhitel'nost' perioda po-sleuborochnogo dozrevaniya semyan yarovoy pshenitsy [The effect of growing conditions on the length of the period of post-harvest ripening of seeds of spring wheat // Leningrad. Agricultural Institute, 1968. № 2 (124). 180 p.
5. Arkhangelsky S.F., Lyfenko S.F., Shelepow V.V. Opredeleniye sily nachal'nogo rosta kak metod biologicheskoy otsenki kachestva semyan [Determination of the initial growth strength as a method of biological assessment of seed quality] // Voprosy genetiki, selektsii i semenovodstva [Issues of genetics, breeding and seed production]. M., 1966. Vol. 7. P. 180-193.
CHANGE OF SEEDAL QUALITY OF WINTER WHEAT GRAIN IN THE PERIOD OF POST- HARVEST RIPENING
Kh.A. MALKANDUYEV1, M.A. BAZGIEV2, A.Kh. MALKANDUYEVA1, R.I. SHAMURZAEV1, K.Sh. BADURGOVA2
institute of Agriculture -branch of Federal state budget scientific establishment "Federal scientific center "Kabardin-Balkar Scientific Center of the Russian Academy of Sciences" 360004, KBR, Nalchik, 224, Kirov street kbniish2007@yandex.ru.ru 2The Ingush Research Institute of Agriculture 386203, RI, Sunzhasettlement,. Oskanova street, 50 E-mail: ishos06@mail.ru
The article presents the results of studies on the effect of timing and methods of harvesting and post-harvest maturation on the seed quality of winter wheat grains. The use of seeds for sowing, with a short storage and post-harvest ripening, is of interest for determining the duration of post-harvest ripening. Studies were conducted in conditions of insufficient moisture (steppe zone) of Kabardino-Balkaria in 2001-2003. on the winter wheat variety Knyazhna. The variety is entered in the State Register of Breeding Achievements of the Russian Federation and allowed for cultivation in 6 regions.
The cleaning was carried out in the following phases of ripeness: beginning, middle and end of wax, full ripeness and standing at the vine, threshed 5 and 10 days after harvesting. In the phases of the beginning, middle and end of wax ripeness, the cleaning was carried out in a separate way, into full ripeness, and when it was planted at the root - by direct combining.
One of the parameters characterizing the seed properties are: growth energy, germination and growth power. Growth energy and germination were determined according to GOST 12038-84 "Crop seeds. Methods for determining the germination ". In the course of the research, optimal terms of post-harvest ripening of seeds were determined, on average, 37-57 days. The maximum values of germination and energy obtained from the grain harvested in the phases of the end of wax - full ripeness, early harvesting does not contribute to obtaining high-quality seeds. The seeds had a high germination in 1-2 months after threshing. After a period of post-harvest ripening, seed quality improves - germination energy and germination rates increase by 29 and 31 %, respectively.
Keywords: winter wheat, seeds, ripening phases, harvesting time, germination energy, germination capacity, growth force.
Работа поступила 09.04.2019 г.