CC BY
29|
Эффективное растениеводство
№1 февраль 2019
УДК 631.53.011:581.142 Сердюк О.А., канд. с-х. наук Шипиевская Е.Ю., канд. биол. наук Трубина В.С., науч. сотрудник Горлова Л.А., канд. биол. наук Сердюк В.В., ст. науч. сотрудник ФГБНУ ФНЦ «Всероссийский научно-исследовательский институт масличных культур имени В.С.Пустовойта"
влияние сроков хранения семян рыжика озимого на их всхожесть и биометрические характеристики проростков
Рыжик озимый (Camelina sativa (L.) Crantz.) - неприхотливая к погодным условиям, скороспелая масличная культура семейства капустные, что делает его перспективным для выращивания в разных почвенно-климатических условиях [1; 2].
Семена любого нового сорта или сортообразца могут продемонстрировать свой потенциал урожайности только в том случае, если обладают хорошими посевными качествами. Для селекционера важно знать все основные характеристики селекционного материала, с которым он работает, в том числе период покоя, возможную длительность хранения семян без потери всхожести.
Семеноводство реализует достижения селекции путем внедрения в производство новых сортов. Это возможно при наличии у исходных семян высоких сортовых и посевных качеств, в первую очередь, высокой всхожести. Кроме этого, для оценки качества семян и дальнейшего роста растений важно знать биометрические характеристики проростков, т.к. от них напрямую зависит, насколько растения будут развиты.
Выход семян из покоя (прорастание) - сложный процесс взаимодействия большого количества веществ. При создании необходимых условий для прорастания семян запускается механизм взаимодействия фитогор-монов, в первую очередь, гибберел-линов, цитокининов и ауксинов, которые действуют как переключатели, осуществляя переход из одного физиологического состояния в другое.
Под действием фитогормонов начинают функционировать многие ферментные системы. На стадии накле-вывания семян гидролиз запасных питательных веществ (белков, углеводов, липидов) в семядолях достигает наибольшей интенсивности. Влажность семян в этот момент достигает 60 %. Запасные вещества передвигаются из семядолей в растущие осевые органы зародыша. Наиболее распространенным запасным веществом семян являются липиды (триглицери-ды). Установлено, что распад тригли-церидов является неравномерным: в первые дни прорастания семян падает в два раза содержание линолевой и пальмитиновой кислот, в то время как содержание стеариновой и олеиновой кислот не меняется [3; 4; 5; 6].
Высокая всхожесть семян любых сельхоз культур сохраняется в течение определенного количества лет. У каждой культуры свой срок хранения семян.
В отношении рыжика озимого в доступной литературе нами не было обнаружено информации о сроках возможного хранения семян этой культуры с сохранением высоких посевных качеств, а также отсутствуют данные о биометрических характеристиках проростков рыжика озимого у нормально проросших семян.
Цель исследования
Определить влияние разных сроков хранения семян на их энергию прорастания и всхожесть, а также биометрические характеристики проростков рыжика озимого.
Материал и методы исследования. Исследования проводили в 2017 г. в ФГБНУ ВНИИМК (г. Краснодар). Объектом исследования служили семена рыжика озимого сорта Карат. На первом этапе определяли период покоя семян после созревания. Для этого определяли энергию прорастания и лабораторную всхожесть семян через 30-51 сутки после уборки. Далее исследованы семена и проростки рыжика после 4 месяцев, 8 месяцев, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 лет хранения. Хранение семян рыжика проводили в сухих условиях согласно ГОСТ 9671-87 [7].
Семена рыжика проращивали в лабораторных условиях во влажной камере стерильных чашек Петри при температуре воздуха 20 0С. Для исследования брали по 100 семян рыжика каждого срока хранения в 4-х кратной повторности [8]. Энергию прорастания семян учитывали на 3-и сутки, всхожесть - на 6-е сутки проращивания, в этот же день проводили измерения длины
www.agroyug.ru
Эффективное растениеводство
стебля и корня проростков рыжика озимого. Группировку данных по этим измерениям в классы, определение модального(наиболее часто встречающегося) класса проводили с использованием методов математической статистики в изложении Б.А. Доспехова [9].
Результаты исследований
В результате исследований установлено, что энергия прорастания и лабораторная всхожесть семян рыжика, хранившихся 30-45 суток, составили 0 % (табл. 1). В процессе проращивания не отмечено набухания семян рыжика.
Энергия прорастания семян рыжика, хранившихся 47 суток, составила также 0 %, но за трое суток они набухли, в них начались процессы прорастания, лабораторная всхожесть была высокой, составив 98 %.
У семян рыжика, взятых для исследования после хранения 49 суток, энергия прорастания резко увеличилась, дости гнув 45 %, а у семя н, хранившихся 51 сутки, она была очень высокой (96 %), на уровне со всхожестью, которая составила в этих вариантах так же 98 %.
Следовательно, семена рыжика озимого после созревания и уборки находятся в течение 47 суток в состоянии неглубокого морфофи-зиологического покоя. Они не могут прорастать до этого срока даже при создании оптимальных условий, пока не завершится доразви-тие зародыша и не повысится его активность.
Анализ посевных качеств семян рыжика озимого, хранившихся от 4 месяцев до 7 лет, показал, что энергия прорастания и лабораторная всхожесть семян высокие и составляют 92-99 и 92-100 % соответственно, что свидетельствует о высокой интенсивности начального роста проростков и высокой жизнеспособности семян (табл. 2).
При хранении семян рыжика озимого 8 лет их энергия прорастания составила всего 1 %, остальные семена только набухли. Предположительно, после 8-ми лет хранения семян рыжика озимого в них происходит нарушение превращения жирных кислот в углеводы по причине прекращения развития глиоксисом из-за снижения количества необходимых гормонов, вследствие чего происходит снижение интенсивности начального роста проростков рыжика. Но нарушение превращения жирных кислот в углеводы является частичным, т.к. лабораторная всхожесть семян в этом варианте высокая - 97 %.
Таблица 1 - Энергия прорастания и всхожесть семян рыжика озимого сорта Карат в начальные сроки хранения
ВНИИМК, 2017 г.
Срокхранения Энергия прорастания, % Лабораторная всхожесть, %
30-45 суток 0 0
47 суток 0 98
49 суток 45 98
51 сутки 96 98
Таблица 2 - Влияние сроков хранения семян рыжика озимого сорта Карат на их энергию прорастания и лабораторную
всхожесть
ВНИИМК, 2017 г.
Срокхранения Энергия прорастания, % Лабораторная всхожесть, %
4 месяца 93 93
8 месяцев 93 98
1 год 99 100
2 года 99 100
3 года 92 92
4 года 95 96
5 лет 97 98
6 лет 96 96
7 лет 95 97
В лет
1
97
Таблица 3 - Влияние сроков хранения семян рыжика озимого сорта Карат на длину стебля проростков
ВНИИМК, 2017 г.
Срок хранения Количество проростков, % с длиной стебля, мм Средняя длина стебля, мм
4-10 11-15 16-20 21-25 26-30
4 месяца 2 46 46 6 0 16,1
8 месяцев 5 47 47 1 0 15,4
1 год 4 23 25 34 14 20,1
2 года 0 3 24 68 5 22,0
3 года 0 9 24 40 27 22,8
4 года 1 8 17 54 20 22,6
5 лет 1 5 24 56 14 21,2
6 лет 0 6 22 60 12 22,0
7 лет 0 3 43 52 2 21,1
8 лет 96 4 0 0 0 6,5
В ходе исследований учитывалась степень развития проростков рыжика во всех вариантах путем измерения их биометрических показателей: длины стебля и корня.
По результатам измерений длины стебля проростков рыжика видно, что при хранении семян 4 и 8 месяцев наиболее часто встречающимися (модальными) являются два класса: «11-15 мм» и «16-20 мм» (46 и 47 % от общего количества п ророст-ков). У небольшого количества проростков длина стебля составляет 4-10 мм и 21-25 мм (2-5 и 1-6 % соответственно). Проростков со стеблями, длиной более 25 мм, отмечено не было. Средняя длина стебля проростков рыжика в этих вариантах составила 15,4-16,1 мм (табл. 3).
При хранении семян рыжика от 1 года до 7 лет модальным является класс «21-25 мм» (34-68 % от общего количества проростков). Вто-
рым по частоте встречаемости является класс «16-20 мм», но количество проростков здесь гораздо ниже (17-43 %). Во всех вариантах опыта лишь небольшое количество проростков рыжика имело стебель длиной 11-15 и 26-30 мм (3-23 и 2-27 % проростков соответственно), проростков с длиной стебля 4-10 мм практически не отмечено. Средняя длина стебля проростков рыжика в вариантах с хранением семян рыжика от 1 года до 7 лет была выше вариантов с хранением семян от 4 до 8 месяцев и составила 20,1-22,8 мм.
У проростков рыжика, полученных из семян, хранившихся 8 лет, длина стебля резко уменьшилась: 96 % от общего количества имели длину стебля 4-10 мм, и лишь у 4 % проростков она составила 11-15 мм, что указывает на снижение интенсивности роста проростков рыжика после 8 лет хранения.
48 Эффективное растениеводство
№1 февраль 2019
Таблица 4 - Влияние сроков хранения семян рыжика озимого сорта Карат на длину корня проростков
ВНИИМК, 2017 г.
Срок хранения Количество проростков, % с длиной корня, мм Средняя длина корня, мм
5-10 11-20 21-30 31-40 41-50 51-54
4 месяца 0 10 26 48 12 4 34,5
8 месяцев 9 48 35 8 0 0 19,8
1 год 10 66 24 0 0 0 17,8
2 года 1 71 26 2 0 0 18,7
3 года 9 55 28 6 2 0 19,4
4 года 4 76 18 2 0 0 18,4
5 лет 2 74 23 0 1 0 17,9
6 лет 8 70 20 2 0 0 18,2
7 лет 1 87 12 0 0 0 17,5
8 лет 20 80 0 0 0 0 12,7
Следовательно, в течение 4 месяцев после закладки семян рыжика озимого на хранение у них отмечаются высокие энергия прорастания и лабораторная всхожесть, но выравнивание уровня необходимых фитогормонов, функционирование всех ферментных систем в семенах, нормальный рост осевых органов проростка происходят после 8 месяцев хранения и сохраняются вплоть до 7 лет хранения семян.
В ходе исследований установлено, что длина стебля проростков нормально проросших семян рыжика озимого составляет 21-25 мм.
Вторым важным биометрическим показателем проростков рыжика озимого является длина корня, позволяющая растениям закрепляться в почве и получать достаточное количество питательных веществ.
Данные измерений длины корня проростков рыжика озимого, полученных из семян с разным сроком хранения показывают, что модальным через 4 месяца хранения семян был класс «31-40 мм» (48 % от общего количества проростков). Вторым по частоте встречаемости в этом
варианте стал класс «21-30 мм» -26 % проростков, а небольшое количество проростков рыжика (10 и 16 %) имело длину корня 11-20 и 4154 мм. Средняя длина корня проростков рыжика после 4 месяцев хранения семян составила 34,5 мм (табл. 4).
В вариантах с хранением семян рыжика от 8 месяцев до 8 лет модальным является класс «11 -20 мм», такую длину корня имели 48-87 % от общего количества проростков. Вторым по частоте встречаемости стал класс «21-30 мм», но с меньшим количеством проростков (12-35 % по вариантам), за исключением варианта с хранением семян 8 лет, в котором нет проростков с длиной корня, превышающей 20 мм. Во всех вариантах опыта отмечено от 1 до 20 % проростков рыжика с длиной корня 5-10 мм, от 0 до 8 % - 31-50 мм. Проростки рыжика с длиной корня 51-54 мм отсутствовали во всех вариантах.
Показатели средней длины корня проростков рыжика были на одном уровне в вариантах с хранением семян от 8 месяцев до 7 лет, составив 17,5-19,8 мм. После
8летхранения средняядлина корня проростков значительно снизилась, составив 12,7 мм.
Таким образом, установлено, что длина корня проростков нормально проросших семян рыжика озимого составляет 11-20 мм.
Выводы
Семена рыжика озимого после созревания и уборки в течение 47 суток находятся в состоянии неглубокого морфофизиологическо-го покоя, после чего происходит их доразвитие, у семян появляется возможность прорастания.
Семена рыжика озимого хранятся без потери энергии прорастания (92-99 %) в течение 7 лет, после 8-ми лет хранения энергия прорастания резко снижается (до 1 %). Лабораторная всхожесть семян рыжика высокая при хранении их в течение 8 лет, составляет 92-100 %.
У проростков нормально проросших семян рыжика озимого длина стебля составляет 21-25 мм, длина корня - 11-20 мм.
После 8 лет хранения семян рыжика длина стебля резко уменьшается у большей части проростков: с 21-25 до 4-10 мм.
Литература
1. Горлов СЛ., Трубина В.С., Сердюк О.А. Сорт рыжика озимого Карат // Масличные культуры, 2015. - Вып. 2 (162). - С. 127-128.
2. Основы технологии возделывания рыжика посевного. Практические рекомендации / А.А. Смирнов, Т.Я. Прахова, И.И. Плужникова, Л.Е. Вельмисева, Д.О. Дол-женко, А.А. Кабунин. - Пенза, 2013. - 31 с.
3. Физиология и биохимия покоя и прорастания семян / Пер. с англ. Н.А. Аскочен-ской, Н.А. Гумилевской, Е.П. Заверткиной, Э.Е. Хавкина; Под ред. М.Г. Николаевой, Н.В. Обручевой. - М.: Колос, 1982. - 495 с.
4. Обручева Н.В. Переход от гормональной к негормональной регуляции на примере выхода семян из покоя и запуска прорастания / Физиология растений. - 2012. - Т.59. - № 4. - С.591-600.
5. Веденичева Н.П. Цитокинины при созревании и прорастании семян: автореферат дис. ... кандидата биологических наук: 03.00.12 / Ин-т физиологии растений и генетики. - Киев, 1991. - 18 с.
6. Физиология семян / К.Н. Данович, А.М. Соболев, Л.П. Жданова, И.Э. Илли, М.Г. Николаева, Н.А. Аскоченская, Н.В. Обручева, Э.Е. Хавкин. - М.: Наука, 1982. - 318 с.
7. ГОСТ 9671-87. Семена рыжика. Сортовые и посевные качества. Технические условия. - Дата введения в действие 01.07.1988. - 6 с.
8. ГОСТ 12038-84. Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения всхожести. - Дата введения в действие 01.07.1986. - С. 36-64.
9. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований) - М.: Колос, 1965. - 423 с.-71.
