Krasnoyarsk, Krasnoyarsk, Russian Federation
Russian Federation
The purpose of research is to reveal the significance of the studied elements of technology in the pro-cess of formation of sowing qualities of seeds. Laboratory and field experiments were carried out with 2 varieties of buckwheat: Zemlyachka (Bashkir Scientific Research Institute of Agriculture, Ufa), Zhdanka (OPKh (experimental production farm) Kuraginskoye, the Krasnoyarsk Region). The study options were 2 sowing methods (row: row spacing 15 cm; inter-row – 30 cm) and 3 seeding rates: 2.5; 1.8 and 1.2 million viable seeds per 1 ha. Plant density was determined on test plots 0.25 m2 in size for all repetitions in four repetitions during full germination and before harvesting. The laboratory germination of seeds was deter-mined in accordance with GOST 12038-84(2011). Significant differences in germination energy and labor-atory germination of seeds in varieties according to the studied variants were obtained. The germination energy and laboratory germination of seeds were higher in the Zemlyachka variety. A significant difference in sowing qualities of seeds was observed over the years. Significantly higher values of laboratory germi-nation were found with the inter-row sowing method. In fact, there were no significant differences in ger-mination energy by sowing methods. Significantly higher values for germination energy, laboratory germi-nation were obtained at a seeding rate of 1.8 million seeds/1 ha. A higher contribution to the germination energy variability is made by the factor “years” (29.6 %), the interaction of the factors “variety × years” (19.9 %), “years × seeding rate”, “seeding rate” (9.4 %), “variety × years × seeding rate” (8.9 %). The phe-notypic variability of laboratory germination includes a large proportion of the interaction of the factors "va-riety × years" (31.1 %), "variety × years × seeding rates" (15.7 %), "years" (12.9 %), "variety" (10.8 %). The main influence on the variability of field germination was exerted by the growing conditions (64.3 %), then the interaction of the factors "vegetation conditions × seeding rate" (13.2 %), "variety × growing con-ditions × seeding rate" (10.3 %). Higher field germination values were obtained with an ordinary sowing method, the seeding rate was 1.2 million seeds per 1 ha. The survival rate of plants for harvesting was higher with the row sowing method at a seeding rate of 1.8 million seeds per 1 ha. The Zemlyachka varie-ty stood out in terms of plant survival for harvesting. The combination of the following factors showed the greatest influence on the variability of plant survival “years × seeding rates” (26.1 %), “years × sowing methods × seeding rates” (21.1 %), “years” (12.9 %), “sowing methods × seeding rates” (10.1 %). The highest proportion of variability in the number of plants per unit area is caused by seeding rates (74.2 %) and vegetation conditions (16.1 %).
sowing buckwheat, variety, sowing methods, sowing rates, sowing qualities of seeds, laboratory germina-tion, germination energy, field germination, plant survival for harvesting
Введение. Урожайность гречихи во многом зависит от посевных качеств семян, ведущий показатель которых – лабораторная всхожесть. Обычно при анализе семян на лабораторную всхожесть определяют энергию прорастания. Она характеризует дружность прорастания семян и показывает число нормально проросших семян за определенный срок, выраженное в процентах. Семена с хорошей лабораторной всхожестью и энергией прорастания при оптимальной агротехнике дают дружные и полноценные всходы. Значения лабораторной всхожести используют для расчета нормы высева, она определяет пригодность семян для посева. Национальным стандартом Российской Федерации на посевные качества семян предъявляются высокие требования к нормам всхожести (ГОСТ Р 52325-2005) [1]. Энергия прорастания семян не нормируется ГОСТом, но тем не менее она не должна быть ниже 50 %, и чем ее показатели выше, тем семена полноценнее.
Для гречихи посевной оригинальные, элитные, репродукционные семена должны иметь лабораторную всхожесть не менее 92,0 %, после первой репродукции требования снижаются до 87,0 %. Продолжительность репродуцирования не может превышать 5 лет.
При оптимальных условиях хранения семена гречихи обычно в течение двух месяцев после уборки в основном завершают физиологические процессы формирования зерна [2].
На энергию прорастания и лабораторную всхожесть семян влияют очень много факторов, это – условия вегетации, сроки посева, агротехника, способы уборки, сушка зерна, режим хранения и др. Уборочные работы, подработка семян, транспортировка к месту хранения в большинстве случаев ведут к травмированию, что влияет на биологические потери за счет дыхания и большей доступности их к воздействию микроорганизмов, вредителей, физиолого-биохимической активности самого зерна под воздействием влажности и температуры [3].
Исследования А.И. Сальникова [4] показали, что длительное цветение гречихи ведет к формированию неоднородных плодов, обладающих низкими посевными качествами, прежде всего невысокой полевой всхожестью. При оптимальной температуре и влажности высокими посевными качествами обладают спелые, выровненные по величине фракции семян по сравнению с мелкими и легкими. Разные по крупности семена неодинаково реагируют на условия прорастания. При пониженной среднесуточной температуре воздуха, недостаточной и избыточной влажности крупные и средние выполненные семена дают большую устойчивость по сравнению с мелкими фракциями. Мелкие и легкие семена быстро прорастают, но большинство из них всходы не дают. Энергия прорастания при пониженной температуре всегда снижается больше, чем всхожесть. Им предложено регулирование ростом и развитием растений гречихи путем удаления малопродуктивных побегов.
При изучении технологических приемов для гречихи посевной мало внимания уделяется влиянию их на посевные качества семян и количество продуктивных побегов на единицу площади.
Цель исследования – определить действие изучаемых элементов технологии на урожайность, количественные признаки, технологические показатели качества зерна и их роль в процессе формирования посевных качеств семян.
Задачи: выявить взаимосвязь посевных показателей с полевой всхожестью, выживаемостью растений к уборке, долю влияния изучаемых факторов на их изменчивость.
Материалы и методы. Исходным материалом служили 2 сорта гречихи: Землячка (ГНУ Башкирский научно-исследовательский институт сельского хозяйства, г. Уфа), Жданка (ОПХ «Курагинское» филиал ФГБНУ ФИЦ КНЦ СО РАН).
Вариантами изучения были 2 способа посева (рядовой: междурядья 15 см; черезрядный – 30 см) и 3 нормы высева: 2,5; 1,8 и 1,2 млн всхожих семян на 1 га. Площадь делянок 250 м2 в 3-кратной повторности. Посев проводили в последней пятидневке мая на полях сортоучастка ОПХ «Курагинское».
Густоту стояния растений определяли на пробных площадках размером 0,25 м2 в 4-кратной повторности во время полных всходов и перед уборкой. Определение лабораторной всхожести семян делали в соответствии с ГОСТ 12038-84 [5]. Наблюдения и учеты осуществляли в соответствии с Методикой полевого опыта [6] и Методикой государственного сортоиспытания [7, 8]. Статистическая обработка данных выполнена по общепринятым методикам.
Результаты и их обсуждение. Анализ полученных данных показывает существенные сортовые различия по энергии прорастания и лабораторной всхожести семян (табл. 1). Выше энергия прорастания и лабораторная всхожесть семян у сорта Землячка. Достоверная разница посевных качеств семян наблюдается по годам. Более низкие показатели получены в 2019 г. В период налива и созревания плодов (август, 1-я декада сентября) была пониженная среднесуточная температура воздуха и выше количество осадков, чем в 2020 и 2021 гг., что вызвало снижение энергии прорастания и лабораторной всхожести семян. По способам посева фактически нет достоверных различий энергии прорастания, значения лабораторной всхожести существенно выше при черезрядном способе посева.
По нормам высева получены также существенные отличия по энергии прорастания, выше значения по данному признаку при норме высева 1,8 млн семян/1га, ниже – 1,2 млн/га. Лабораторная всхожесть была достоверно выше при норме высева 1,8 млн семян/га по сравнению с 1,2 млн. Между нормой высева 1,8 млн и 2,5 млн семян/га разница находилась в пределах ошибки опыта.
Установили некоторые отличия по доле влияния изучаемых факторов и их взаимодействию на изменчивость посевных качеств семян (рис. 1).
Таблица 1
Посевные показатели семян (2019–2021 гг.), %
|
Фактор |
Энергия прорастания |
Лабораторная всхожесть |
|
Сорт: |
|
|
|
Жданка |
76,7 |
92,3 |
|
Землячка |
79,5 |
94,0 |
|
НСР05 |
0,8 |
1,0 |
|
Годы: |
|
|
|
2019 |
72,8 |
90,9 |
|
2020 |
80,2 |
93,3 |
|
2021 |
81,2 |
95,3 |
|
НСР05 |
1,0 |
1,2 |
|
Способы посева: |
|
|
|
рядовой |
77,7 |
92,6 |
|
черезрядный |
78,5 |
93,8 |
|
НСР05 |
0,8 |
1,0 |
|
Нормы высева: |
|
|
|
1,2 млн зерен/га |
76,3 |
91,9 |
|
1,8 млн зерен/га |
80,5 |
94,4 |
|
2,5 млн зерен/га |
77,7 |
93,3 |
|
НСР05 |
1,0 |
1,2 |
Рис. 1. Доля влияния изучаемых факторов на фенотипическую изменчивость энергии
прорастания и лабораторной всхожести, %
Более высокий вклад в изменчивость энергии прорастания вносит фактор «годы» (29,6 %), взаимодействие факторов «сорт х годы» (19,9 %), «годы х нормы высева», «нормы высева» (9,4 %), «сорт х годы х нормы высева» (8,9 %). Влияние факторов «сорт» и «способы посева» на изменчивость энергии прорастания значительно меньше (4,0 и 0,2 % соответственно).
В фенотипическую изменчивость лабораторной всхожести входит большая доля взаимодействия факторов «сорт х годы» (31,1 %), «сорт х годы х нормы высева» (15,7 %), «годы» (12,9 %), «сорт» (10,8 %).
Получены корреляционные связи показателей посевных качеств для сортов Землячка и Жданка. Энергия прорастания и лабораторная всхожесть Землячки находятся в достоверной связи с урожайностью (r = 0,501–0,449), выживаемостью растений к уборке (r = 0,395–0,564) (рис. 2, 3).
У сорта Жданка энергия прорастания связана положительной существенной связью с лабораторной всхожестью семян (r = 0,514), отрицательной – с выживаемостью растений к уборке (r = -0,388). Лабораторная всхожесть семян коррелирует с урожайностью (r = 0,691), полевой всхожестью (r = 0,385).
Рис. 2. Корреляционная связь энергии прорастания сортов гречихи с некоторыми
количественными признаками (уровень достоверности на 5 %-м уровне (r = 0,378)
Рис. 3. Корреляционная связь лабораторной всхожести семян сортов гречихи с некоторыми
количественными признаками (уровень достоверности на 5 %-м уровне (r = 0,378)
Одним из элементов структуры урожая, от которого зависит его величина, является количество растений на единицу площади. Число растений складывается из полевой всхожести и выживаемости растений к уборке.
Существенное влияние на полевую всхожесть оказывают сроки посева и ширина междурядий. Показатели полевой всхожести семян гречихи в меньшей степени связаны с нормами высева и вносимыми удобрениями. При раннем посеве на всходы гречихи отрицательно влияют низкие ночные температуры и случайные заморозки. Сроки посева сказываются и на выживаемости растений к уборке [9].
В условиях лесостепи Среднего Поволжья максимальная полевая всхожесть и лучшая сохранность растений к уборке наблюдаются при широкорядном и обычном рядовом посеве на удобренном фоне питания [10].
В Центрально-Черноземном регионе России полевая всхожесть семян увеличивается от нормы высева 4,5 млн к 5,5 млн всхожих семян/га. Выживаемость растений гречихи к уборке снижается от меньшей нормы высева к большей [11].
На южных черноземах в Волгоградской области способ посева гречихи оказывает влияние на выживаемость растений к уборке. Потери от боронования на рядовых посевах вызвали потери всходов в среднем 9,9 %, широкорядных – 14,0 % [12].
В основном полевая всхожесть зависит от срока посева, обусловленного биологическими требованиями сорта к гидротермическим условиям периода «посев – всходы» [13, 14].
В лесостепной зоне Южно-Минусинского округа основное влияние на изменчивость полевой всхожести оказали условия вегетации (64,3 %), затем взаимодействие факторов «условия вегетации х нормы высева» (13,2 %), «сорт × условия вегетации × нормы высева» (10,3 %), «нормы высева» (4,0 %), «условия вегетации × способы посева × нормы высева» (1,8 %), «сорт × нормы высева» (1,2 %).
Оба сорта не имели существенных различий по показателям полевой всхожести (табл. 2).
Таблица 2
Полевая всхожесть семян у сортов гречихи по вариантам опыта
|
Фактор |
Полевая всхожесть, % |
Выживаемость растений к уборке, % |
Количество растений к уборке, шт/м2 |
|
Сорт: |
|||
|
Жданка |
79,0 |
93,8 |
132,9 |
|
Землячка |
78,8 |
94,4 |
135,2 |
|
НСР05 |
0,42 |
0,41 |
4,7 |
|
Годы: |
|||
|
2019 |
81,0 |
95,1 |
140,1 |
|
2020 |
69,2 |
92,4 |
111,1 |
|
2021 |
86,4 |
94,8 |
151,0 |
|
НСР05 |
0,52 |
0,50 |
5,8 |
|
Способы посева: |
|||
|
рядовой |
79,6 |
94,9 |
134,8 |
|
черезрядный |
78,2 |
93,3 |
133,3 |
|
НСР05 |
0,42 |
0,41 |
4,7 |
|
Нормы высева: |
|||
|
1,2 млн зерен/га |
81,4 |
93,8 |
91,0 |
|
1,8 млн зерен /га |
77,3 |
94,6 |
131,0 |
|
2,5 млн зерен/га |
78,0 |
93,8 |
180,2 |
|
НСР05 |
0,52 |
0,50 |
5,8 |
Самая высокая полевая всхожесть определена в 2021 г. при благоприятном сочетании среднесуточной температуры воздуха и влагообеспеченности. Значительно ниже она была в 2020 г. Во второй и третьей декадах мая наблюдались засушливые условия, в первой декаде июня пониженные среднесуточные температуры воздуха (ниже нормы на 3,0 °С) и обильные осадки (в 6,6 раза больше среднемноголетних), что привело к уплотнению почвы, а значит – недостатку кислорода и загниванию семян. По способу посева выделяется рядовой способ, норме высева – 1,2 млн зерен/га.
Выживаемость растений к уборке была относительно высокой. Отмечаются достоверные различия по этому показателю между сортами. Выше выживаемость растений у сорта Землячка (см. табл. 2). Выживаемость растений к уборке выше при рядовом способе посева при норме высева 1,8 млн семян/га. При рядовом способе посева семена более равномерно распределены в почве.
Изменчивость выживаемости растений к уборке зависела от больших причин, чем полевая всхожесть (рис. 4).
Рис. 4. Доля влияния изучаемых факторов на фенотипическую изменчивость выживаемости
растений к уборке: А – сорт; B – годы (условия вегетации); C – способы посева; D – нормы высева
Наибольшее влияние на изменчивость выживаемости растений показало сочетание следующих факторов: «годы × нормы высева» (26,1 %), «годы × способы посева × нормы высева» (21,1 %), «годы» (12,9 %), «способы посева × нормы высева» (10,1 %). Существенно ниже на выживаемость растений было воздействие факторов «сорт» (0,7 %), «нормы высева» (1,3 %), «способы посева» (6,0 %) и их взаимодействия. Как мы уже отмечали, самая низкая полевая всхожесть была в 2020 г., это повлияло и на количество растений к уборке на единицу площади (111 шт/м2) (см. табл. 2). По числу растений на единицу площади нет различий между сортами и способами посева.
Самая высокая доля изменчивости по количеству растений на единицу площади вызвана нормами высева (74.2 %) и условиями вегетации (16,1 %) (рис. 5).
Рис. 5. Доля влияния изучаемых факторов на фенотипическую изменчивость количества
растений к уборке на единицу площади (2019–2021 гг.): А – сорт; В – годы;
С – способ посева; D – нормы высева
Урожайность сорта Жданка имеет достоверную отрицательную связь с полевой всхожестью (r = -0,575) и количеством растений на единицу площади (r = -0,567), с выживаемостью растений она несущественна (r = -0,312).
Урожайность сорта Землячка находится в положительной достоверной корреляционной связи только с числом растений на единицу площади (r = 0,488), отрицательной – полевой всхожестью (r = -0,455), с выживаемостью растений (r = -0,333) она незначима.
Заключение. Как показывают полученные данные, существует генотипическая реакция сортов на условия вегетации и элементы технологии по формированию посевных качеств семян, их полевой всхожести и выживаемости растений к уборке. Выделился лучшими показателями полевой всхожести рядовой способ посева, норма высева – 1,2 млн всхожих зерен/га. Выживаемость растений к уборке была выше при рядовом способе посева, норме высева 1,8 млн семян/га. Высокая доля фенотипической изменчивости по количеству растений на единицу площади вызвана нормой высева семян (74.2 %) и условиями вегетации (16,1 %).
1. GOST R 52325-2005. Semena sel'skohozyaystvennyh rasteniy. Sortovye i posevnye kachestva. Obschie tehnicheskie usloviya. Data vvedeniya 2006.01.01. M.: Standartinform, 2005.
2. Vazhov V.M., Kozil A.N., Lomovskih R.V. Vliyanie opyleniya i podkormok na urozhaynost' i po-sevnye kachestva semyan grechihi v lesostepnoy zone Altayskogo kraya // Sovremennye proble-my nauki i obrazovaniya. 2013. № 2. URL: www.science-education.ru/ 108-8799 (data obrascheniya: 12.12.2013).
3. Tehnologiya posleuborochnoy obrabotki i hraneniya zerna (grechihi semennoy). URL: https://studbooks.net/1230403/Agropromyshlennost/tehnologiya_posleuborochnoy_obrabotki_hraneniya_zerna_grechihi_semennoy.
4. Sal'nikov A.I. Fiziologicheskaya neodnorodnost' semyan i puti ee preodoleniya u grechihi: avtoref. dis. ... d-ra s.-h. nauk: 03.00.12. M., 1992. 38 s.
5. GOST 12038-84. Semena sel'skohozyaystvennyh kul'tur. Metody opredeleniya vshozhesti. M.: Standartinform, 2011.
6. Dospehov B.A. Metodika polevogo opyta (s osnovami statisticheskoy obrabotki rezul'tatov issledovaniy). 5-e izd., dop. i pererab. M.: Agropromizdat, 1985. 351 s.
7. Metodika gosudarstvennogo sortoispytaniya sel'skohozyaystvennyh kul'tur: obschaya chast' / pod obsch. red. M.A. Fedina. Gos. komissiya po sortoispytaniyu s.-h. kul'tur pri MSH SSSR. M., 1985. 263 s.
8. Metodika gosudarstvennogo sortoispytaniya sel'skohozyaystvennyh kul'tur. Vypusk vtoroy: zernovye, krupyanye, zernobobovye, kukuruza i kormovye kul'tury / red. A.I. Grigor'eva. M.: Kolos, 1989. 194 s.
9. Vazhov V.M., Kozil V.N., Odincev A.V. Priemy povysheniya urozhaynosti grechihi v lesostepi Altaya // Vestnik KrasGAU, 2012. № 7. S. 44–48.
10. Sysoev V.N. Sovershenstvovanie tehnologii vyraschivaniya i uborki posevov grechihi v uslo-viyah lesostepi Srednego Povolzh'ya: avtoref. dis. ... kand. s.-h. nauk: 06.01.09. Kinel', 2002. 23 s.
11. Mazalov V.I. Agroekologicheskoe obosnovanie intensivnoy tehnologii vozdelyvaniya grechihi v Central'no-Chernozemnom regione Rossii: avtoref. dis. … d-ra s.-h. nauk: 06.01.01. Bryansk, 2018. 45 s.
12. Filin V.V. Vliyanie norm vyseva, sposobov i vidov poseva na urozhaynost' grechihi na yuzhnyh chernozemah Volgogradskoy oblasti: avtoref. dis. … kand. s.-h. nauk: 06.01.01. Volgograd, 2017. 24 s.
13. Popov A.V. Hozyaystvenno-biologicheskaya ocenka sortov grechihi v zavisimosti ot srokov i spo-sobov poseva na yuzhnyh chernozemah Volgogradskoy oblasti: avtoref. dis. … kand. s.-h. nauk: 06.04.09. Volgograd, 2007. 20 s.
14. Schukin R.A. Urozhaynost' i kachestvo zerna grechihi v zavisimosti ot sorta i sroka poseva v usloviyah Severo-Vostoka CChR: avtoref. dis. … kand. s.-h. nauk: 06.01.09. Voronezh, 2009. 21 s.
