CC BY
40УДК: 633.63
Особенности полевых исследований в семеноводстве сахарной свёклы
М.В. КРАВЕЦ, ст. научн. сотр. отдела семеноводства и семеноведения сахарной свёклы с механизацией семеноводческих
процессов, канд. с/х. наук (e-mail: [email protected])
Д.С. ГАВРИН, научн. сотр., канд. с/х. наук(е-mail: [email protected])
Н.А. УСАНОВ, научн. сотр., канд. техн. наук
ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт сахарной свёклы и сахара имени А.Л. Мазлумова»
Введение
Полевой опыт в сочетании с наблюдениями за растениями и условиями внешней среды является основным методом агрономических исследований. Представляя собой важнейший инструмент научной агрономии, полевой опыт завершает поисковое исследование, оценивает агротехнический и экономический эффект нового способа или технологии возделывания растений и даёт объективные основания для внедрения научного достижения в сельскохозяйственное производство [3]. Полевые исследования в семеноводстве сахарной свёклы проводятся с использованием базовых методик и государственных стандартов [2, 3, 5].
В связи с переходом от семеноводства сортов к более сложному семеноводству МС-гибридов сахарной свёклы возникают трудности с оптимальным размещением вариантов опытов и компонентов гибридов на опытных участках, которые впоследствии влияют на точность и достоверность результатов. Исследования по данному вопросу ранее не проводились. Сложность опытной работы с сахарной свёклой заключается также в том, что она является двулетним растением, поэтому без применения технологий закрытого грунта это увеличивает продолжи-
тельность исследований до трёх-четырёх лет. Кроме того, сахарная свёкла — перекрёстноопыляемая культура. Основная часть её пыльцы переносится ветром, направление и сила которого постоянно меняются. Поэтому размещение рядов опылителя относительно МС-формы должно проводиться с учётом преобладающих в отдельном регионе ветров.
В опытной работе с МС-гибридами сахарной свёклы применяются раздельный и смешанный способы семеноводства. Из них наиболее часто используется раздельный, при котором опылитель и МС-форма располагаются чередующимися полосами рядов в соотношении 1:4, что с учётом обеспечения равномерного и качественного опыления заметно усложняет их размещение на опытном участке размером 150—250 м2. Наблюдения за процессом опыления в производственных условиях показали, что над полем большой площади под действием ветра формируется пыльцевое облако, которое достигает максимальной плотности к его краю [4]. На опытных участках этот эффект не наблюдается из-за слишком малой площади и относительно небольшого количества растений опылителя, поэтому вопросу о равномерном и качественном опылении делянок необходимо уделить особое
внимание. Кроме опыления были отмечены другие особенности опытной работы с семенными растениями МС-гибридов сахарной свёклы.
Отделом семеноводства и семеноведения с механизацией семеноводческих процессов ВНИИСС им. А.Л. Мазлумова за последние годы накоплен значительный опыт полевой исследовательской работы с гибридами сахарной свёклы, который с учётом биологических особенностей культуры позволяет усовершенствовать схемы размещения компонентов гибридов и вариантов опыта, а также способы подбора участков для проведения опытов.
Условия и методика проведения
исследований
Исследования проводились во ВНИИСС им. А.Л. Мазлумова в 2009—2018 гг. Их целью стала разработка оптимальной научно обоснованной схемы размещения компонентов гибридов сахарной свёклы и опытных делянок на изолированных опытных участках с учётом обеспечения качественного и равномерного опыления для получения точных и достоверных экспериментальных данных.
При этом были поставлены следующие задачи: установить особенности процесса опыления семенных растений на небольших
опытных участках; определить влияние взаимного расположения компонентов гибридов, вариантов опыта, технологической колеи и пропусков на качество опыления и точность результатов опытов.
Климатические условия в разные годы отличались, но в целом благоприятствовали росту и развитию растений сахарной свёклы. Опыты закладывались по общепринятым методикам. Почвенный покров был представлен в основном чернозёмом выщелоченным с содержанием гумуса 5,2—5,4 %. Предшественник — озимая пшеница, идущая по пару. Посадка проводилась корнеплодами массой 150—350 г по схеме 70x70 и 70x35 см. Большинство работ по уходу за семенными растениями выполнялось вручную. Искусственное доопыление проводилось ручным способом полосами ткани размером 20x80 см. Уборка осуществлялась двухфазным способом, обмолот — комбайном «Сампо-500». Семена немедленно очищались на семяочистительной машине, их качество определялось в лаборатории отдела согласно установленным методикам и ГОСТам.
Результаты исследований
и их анализ
Равномерное и качественное опыление растений во всех вариантах опыта — важнейшее условие для получения точных и достоверных результатов исследований. Известно, что при обильном (множественном) опылении семенных растений повышается урожайность, качество семян и продуктивность фабричных посевов (на 6,4 %) [1]. Основными способами
улучшения качества опыления являются: повышение доли опылителя в посеве (с 25 до 33 %), сокращение расстояния между компонентами гибридов и искусственное доопыление. Установлено, что чем ближе ряд МС-формы к опылителю, тем больше пыльцы на него попадает: на 4-й ряд от опылителя попадает 48 %, на 8-й — только 23 % от количества пыльцы на 1-м к опылителю ряду. Кроме того, по мере увеличения расстояния между компонентами гибрида отмечено снижение урожайности семян. На ближайшей к опылителю паре рядов она составила 1,44 т/га, на 3-4-м рядах — 1,34 т/га, на 5-6-м — 1,29 г/га, на 7-8-м - 1,24 т/га, или на 13,9 % меньше, чем на первой паре рядов. При этом была выявлена тенденция к снижению качества семян. Искусственное доопыление увеличивает количество пыльцы на удалённых от опылителя рядах в 1,8-2,1 раза, что повышает завя-зываемость семян на 11-17 % [4]. Результаты исследований подтверждают повышение урожайности семян при двукратном искусственном доопылении до 25-27 %.
В опыте 2009-2011 гг. изучалось влияние технологической колеи и пропусков на качество опыления, урожайность и качество семян в разноудалённых от них рядах МС-формы. Схема опыта включала следующие варианты:
1) контроль (технологические пропуски 1,4 м по обе стороны от 4 рядов опылителя и по 8 рядов МС-формы с обеих сторон по схеме 1);
2) технологический пропуск 1,4 м с одной и технологическая
колея 2,1 м с другой стороны 4 рядов опылителя (расположение МС-формы по варианту 1);
3) технологическая колея 2,1 м между двумя уплотнёнными рядами опылителя без технологических пропусков (расположение МС-формы по варианту 1).
Схема посадки компонентов гибрида в 1-м и 2-м вариантах была 70x70 см, в 3-м варианте опылитель уплотнили (70x35 см) для формирования технологической колеи, размещённой между его рядами. За счёт сближения МС-формы с опылителем значительно улучшились все показатели качества семян: масса 1 тыс. плодов повысилась на 1,6 г, энергия прорастания - на 5,5 %, всхожесть -на 2,4 абс. %, урожайность -на 22,5 % (табл. 1).
Установлено, что технологические пропуски значительно ухудшают качество опыления семенных растений на крайних к ним рядах, а также способствуют их усиленному росту и развитию. Такой негативный для выравненности семян и достоверности опыта эффект называют «краевым», он был отмечен и на маточной свёкле, при этом урожайность 1-го ряда повысилась на 47 %, 2-го - на 5-10 % в сравнении с 3-м рядом. Для исключения влияния «краевого» эффекта на точность результатов опытов крайние ряды не должны входить в состав учётных опытных делянок или же должны отсутствовать технологические пропуски. Отсюда очевидно, что различные схемы размещения компонентов гибридов и вариантов опыта существенно влияют на точность результатов исследований, поэтому так необходи-
Таблица 1. Влияние технологической колеи и пропусков на урожайность и качество семян (2009—2011 гг.)
Варианты Масса 1 тыс. плодов, г Фракционный состав (по массе, %) Энергия прорастания, % Всхожесть, % Урожайность, % к контролю
3,5-4,5 мм 4,5-5,5 мм
1 15,9 32,8 44,3 61,8 67,3 100
2 16,7 41,2 39,8 63,3 66,6 94,5
3 17,5 38,2 40,3 67,3 69,7 122,5
ма разработка новой оптимальной схемы.
Основной используемой ранее схемой расположения компонентов гибридов и вариантов опыта являлась схема 1 (рис. 1), в которой между МС-формой и опылителем было принято оставлять технологические пропуски. При таком распределении компонентов в сочетании с параллельным опылителю размещением делянок МС-формы результаты опыта начинают в значительной степени зависеть от направления и силы ветра в период опыления и удалённости от опылителя.
В схеме 2 (рис. 2), разработанной в 2010 г., ряды опылителя находятся не в центре, а по обеим сторонам от МС-формы, при этом процесс опыления проходит интенсивнее и качественнее, чем в схеме 1. Здесь технологический пропуск исключён для устранения «краевого» эффекта и более компактного расположения компонентов гибридов. Негативным моментом этой схемы является недостаточно равномерное опыление из-за параллельного и разноудаленного расположения МС-формы от опылителя.
При размещении учётных делянок 2 и 3 (схема 1) и 1 и 5 (схема 2) параллельно опылителю и рядом с ним создаются более благоприятные условия для качественного опыления семенных растений
и повышения урожайности и качества семян. В то же время на находящиеся дальше от опылителя делянки МС-формы попадает меньше пыльцы, соответственно, урожайность и качество семян будет ниже. При этом нарушается один из основных принципов методики опытного дела — единственного различия с контролем, что недопустимо.
Более совершенной является схема 3 (рис. 3), где опылитель размещён двумя рядами в центре участка, а с обеих сторон перпендикулярно к нему примыкают ряды МС-формы. Однако при устойчивом ветре, почти не меняющем своего направления в период опыления, варианты опыта на любой одной стороне делянки будут опыляться хуже других.
Такого недостатка лишена схема 4 (рис. 4), представляющая собой модернизированный вариант схемы 3. Отличительной особенностью данной схемы является разделение каждого варианта опыта на две равные части и их размещение по обе стороны находящихся в центре рядов опылителя. Это позволит при постоянном ветре качественно опылить хотя бы половину каждого варианта. Здесь также не предусмотрены технологические пропуски.
При разработке новой оптимальной схемы 5 (рис. 5) за основу была взята схема 2, но делянки
МС-формы в ней расположены уже без технологического пропуска, длинной стороной перпендикулярно опылителю, находящемуся по краям опытного участка. При этом вполне допустимо размещать не 4, а только 2 ряда опылителя по схеме посадки 70x35 см. Также с целью улучшения качества и интенсивности опыления в центре участка можно дополнительно разместить 1—2 ряда опылителя.
Преимущества этой схемы заключаются в том, что она:
— способствует качественному и равномерному опылению всех вариантов опыта независимо от направления ветра и обеспечивает получение точных и достоверных данных;
— не предусматривает технологической колеи и пропусков, что исключает «краевой» эффект и разнокачественность семян;
— так же, как схемы 3 и 4, не ограничивает количество вариантов на изолированном участке;
— при многоярусном расположении повторений позволяет экономно расходовать опылитель и создавать более крупный массив посадок для формирования небольшого локального пыльцевого облака.
В опытах 2017—2018 гг. изучалось влияние схемы размещения компонентов гибрида на качество семян. При этом результаты, полу-
С ООО ООО о • • • о ООО ООО
с ООО ООО о • • • о ООО ООО
с ООО ООО о • • • о ООО ООО
с ООО ООО о • • • о ООО ООО
о ООО ООО о • • • о ООО ООО
с ООО ООО о • • • о ООО ООО
с ООО ООО о • • • о ООО ООО
с ООО ООО о • • • о ООО эоо
1 2 1,4м
Рис. 1. Схема 1 (основная)
1,4м
Рис.
Условные обозначения (здесь и далее): о — МС-форма; • — опылитель; <--направление ветра
2. Схем 1-8 —
0 • • ООО ООО ООО ООО ООО • •
0 • • ООО ООО ООО ООО ООО • •
0 • • ООО ООО ООО ООО ООО • •
о <— • • ООО ООО ООО ООО ООО • •
о • • ООО ООО ООО ООО ООО • •
0 • • ООО ООО ООО ООО ООО • •
0 • • ООО ООО ООО ООО ООО • •
0 • • ООО ООО ООО ООО ООО • •
1 2 3 4 5
Рис. 2. Схема 2 (улучшенная) • — опылитель; 1-8 — варианты опыта; □ — границы вариантов;
1 2 3 4
О ООО ООО ООО ООО о
о ООО ООО ООО ООО о
о ООО ООО ООО ООО о
о ООО ООО ООО ООО о
о ООО ООО ООО ООО о
о ООО ООО ООО ООО
о ООО ООО ООО ООО
о ООО ООО ООО ООО
о ООО ООО ООО ООО
о ООО ООО ООО ООО
5 6 7 8
Рис. 3. Схема 3 (перспективная)
12 3 4
о ООО ООО ООО ООО
о ООО ООО ООО ООО
о ООО ООО ООО ООО
о ООО ООО ООО ООО
о ООО ООО ООО ООО
о ООО ООО ООО ООО о
о ООО ООО ООО ООО о
о ООО ООО ООО ООО о
о ООО ООО ООО ООО о
о ООО ООО ООО ООО о
12 3 4
Рис. 4. Схема 4 (модернизированная)
ченные при сравнении схем 3 и 5 (в одноярусном варианте) подтверждают преимущество схемы 5, в которой все показатели качества семян были выше, особенно во фракции 3,5-4,5 мм (табл. 2).
На опытных участках при посадке маточных корнеплодов можно использовать смешанный способ выращивания гибридов, обеспечивающий наиболее равномерное и качественное опыление. При использовании такого способа распределение опылителя (равномерное по всей площади участка) необходимо обозначить на схеме участка, что впоследствии позволит вручную удалить растения
опылителя сразу после завершения цветения.
Ещё одним способом повышения точности полевых исследований является применение уравнительных и рекогносцировочных посевов. При размещении маточной сахарной свёклы в рекомендуемом звене севооборота «чёрный пар - озимая пшеница - сахарная свёкла» уравнительным посевом может быть чёрный пар, а рекогносцировочным - озимая пшеница. Для этого необходимо разбивку поля под опыты со свёклой 1-го года жизни проводить не весной, перед посевом, а на год раньше -в посевах озимой пшеницы, находящейся в фазе кущения. При этом появляется возможность провести дробный учёт урожая озимой пшеницы, тем самым изучить пестроту плодородия почвы и таким образом оптимизировать размещение будущих вариантов опыта.
Одним из основных требований при проведении исследовательской работы в селекции и семеноводстве сахарной свёклы является пространственная изоляция между опытными участками. В то же время их желательно располагать по лучшим предшественникам (удобренный пар или озимая пшеница, идущая по пару), но часто это невозможно из-за ограниченной площади паров и озимой пшеницы в большинстве ОПХ. Поэтому также допускается использовать предшественники озимой пшеницы - горох и сою. В этих условиях главным фактором выступает размещение опытных участков в богарных условиях на высоком агрофоне. Это крайне необходи-
о ООО ООО ООО ООО о
о ООО ООО ООО ООО о
о ООО ООО ООО ООО о
о ООО ООО ООО ООО о
• • • • • • • • • • • • • •
о ООО ООО ООО ООО о
о ООО ООО ООО ООО о
о ООО ООО ООО ООО о
о ООО ООО ООО ООО о
12 3 4
Рис. 5. Схема 5(оптимальная, рекомендуемая)
мо для отбора наиболее интенсивных биотипов семенных растений в селекционно-семеноводческом процессе и получения точных, достоверных экспериментальных данных. Выделение участков под будущие опыты и подготовку почвы необходимо начинать сразу после появления всходов культур-предшественников. При этом появляется возможность осуществить качественную основную обработку почвы и подготовить участки в течение лета по паровой технологии с внесением полной нормы органических и минеральных удобрений, накопить максимальное количество влаги, провести все необходимые мероприятия по борьбе с сорными растениями. Завершающим этапом такой подготовки предполагается осеннее глубокое безотвальное рыхление. С помощью перечисленных приёмов можно подготавливать почву
Таблица 2. Влияние схемы размещения компонентов гибрида на качество семян
сахарной свёклы (2017—2018 гг.)
Схема размещения компонентов Фракции семян, мм Энергия прорастания, % Всхожесть, % Выполненность, %
Схема 3 (контроль) 3,5-4,5 70,6 83,2 87,3
4,5-5,5 90,1 92,9 99,0
Схема 5 (рекомендуемая) 3,5-4,5 92,0 (+21,4) 94,0 (+10,8) 95,0 (+8,7)
4,5-5,5 94,0 (+3,9) 95,8 (+2,9) 99,0 (0)
Журнал
• Теперь в Facebook:
jhttpSiZ/w
Общайтесь,
комментируйте,
задавайте вопросы экспертам!
Теперь на журнал «Сахар» можно подписаться в любой момент в электронном каталоге «Почта России»: по индексу П630Н или по названию «Сахар»:
и для демонстрационных посевов и сортоучастков, получая впоследствии высококачественные семена гибридов сахарной свёклы.
Выводы
1. На небольших опытных участках в сравнении с производственными посевами не происходит формирования пыльцевого облака, вследствие чего качество опыления семенных растений значительно ухудшается. В этих условиях необходимо увеличение доли опылителя и искусственное до-опыление. Технологические колеи и пропуски вызывают негативный «краевой» эффект и увеличивают расстояние между компонентами гибридов, что приводит к значительному ухудшению равномерности и качества опыления и получению разнокачественных семян, поэтому на опытных участках их использовать не рекомендуется.
2. Наиболее оптимальной и рекомендуемой схемой расположения вариантов опыта и компонентов гибридов является схема 5. В случае её применения делянки
МС-формы будут опыляться равномерно и качественно при любом направлении ветра, что обеспечит повышение точности и достоверности опытных исследований.
3. Размещение опытного участка под маточные посевы сахарной свёклы необходимо осуществлять ещё на предшественнике — озимой пшенице в фазе кущения. Это даёт возможность выявить пестроту плодородия почвы и оптимально расположить варианты и повторения опытов. Подготовку почвы после непаровых предшественников (горох, соя) необходимо начинать за год до размещения семенных
опытных участков и проводить ее по технологии удобренных паров.
Список литературы
1. Биология и селекция сахарной свеклы. - М. : Колос, 1968. - С. 195— 197.
2. Добротворцева, А.В. Агротехника сахарной свеклы на семена / А.В. Добротворцева. — 2-е изд., перераб. и доп. — М. : Агропромиздат, 1986. — 192 с.
3. Доспехов, Б.А. Методика полевого опыта / Б.А. Доспехов. — М. : Колос, 1986. — 412 с.
4. Корниенко, С.И. Особенности выращивания семян гибридов на стерильной основе / С.И. Корниенко // Сахарная свекла. — 2009. — № 10. — С. 16—18.
5. Методика исследований по сахарной свекле. — Киев : ВНИС, 1986. — 292 с.
Аннотация. В статье рассмотрены особенности исследовательской работы с МС-гибридами сахарной свёклы в полевых опытах. Впервые представлены результаты испытаний при различных способах размещения компонентов гибридов и вариантов на опытных участках с учётом обеспечения равномерного и качественного опыления семенных растений сахарной свёклы для повышения точности и достоверности исследований. С учётом пространственной изоляции приведены новые способы подбора опытных участков и приёмы подготовки почвы.
Ключевые слова: семеноводство, сахарная свёкла, гибрид, МС-форма, опылитель, опытный участок, схема, достоверность, точность.
Summary. The article describes the features of research work with MS-hybrids of sugar beet in field experiments. For the first time results of tests of various ways of placement of components of hybrids and variants on experimental sites taking into account ensuring uniform and qualitative pollination of seed plants of sugar beet for increase of accuracy and reliability of researches are presented. Taking into account the spatial isolation, new methods of selection of experimental plots and methods of soil preparation are presented. Keywords: seed production, sugar beet, hybrid, MS-form, pollinator, pilot plot, scheme, reliability, accuracy.
