Біологічні основи формування гібридного насіння цукрових буряків та способи підвищення його врожаю і якості

За формування густоти насінників компонентів схрещування нормою висіву базисного насіння встановлено, що обробка базисного насіння фураданом негативно не впливає на ріст і розвиток безвисадкових насінників перед зимівлею. За такими основними показниками, які забезпечують збереженість рослин у зимовий період, як висота, кількість листків, їх маса, площа асиміляційної поверхні, діаметр коренеплоду істотної різниці по варіантах не виявлено. Це забезпечило добру збереженість рослин до весни в усіх варіантах. На ЧС компоненті і на запилювачі вона становила - відповідно 78,9-93,7% і 73,9-90,2%. Густота безвисадкових насінників перед зимівлею у варіантах, де базисне насіння обробляли фураданом, перевищувала контроль (без обробки насіння фураданом) у ЧС компонента на 102,6-145,3 тис/га, а у запилювача - на 48,3-144,0 тис/га. Ця закономірність збереглася і після перезимівлі.

Не встановлено істотного впливу обробки базисного насіння фураданом на проходження процесу мейозу у рослин ЧС компонента та багатонасінного запилювача. Продуктивність безвисадкових насінників залежно від норм висіву також істотно не змінювалася (табл.6).

Таблиця 6. Вплив обробки базисного насіння фураданом на врожайність і якість гібридного насіння (КСП “Україна”, Одеська область, 1989-1991 рр.)

За сівби базисного насіння, обробленого і необробленого фураданом, нормою висіву 50 шт/м рядка густота безвисадкових насінників перед збиранням була приблизно однаковою на варіантах, тому істотної різниці в урожайності гібридного насіння не відзначено. У разі зменшення норми висіву базисного насіння до 40 і 30 шт/м рядка за рахунок більшої густоти насінників у варіантах, де базисне насіння було оброблене фураданом, врожайність гібридного насіння збільшувалася на 0,23 і 0,30 т/га порівняно з варіантами, де базисне насіння не обробляли фураданом. За показниками якості насіння істотної різниці по варіантах досліду не було. Аналогічні результати одержано при виробничій перевірці. Обробка насіння фураданом не позначилася на проходженні процесу мітозу у фабричних цукрових буряків, що в кінцевому результаті не призвело до зменшення врожайності цукрових буряків, цукристості та збору цукру з гектара.

За формування густоти безвисадкових насінників ЧС гібридів проріджуванням весною встановлено обернену залежність між густотою насінників багатонасінного запилювача в період цвітіння і його пилкоутворюючою здатністю (табл.7).

Таблиця 7. Пилкоутворююча здатність запилювача залежно від його густоти (КСП „Україна”, Одеська обл., 1989-1991 рр.)

* Достовірно при Р_0,05

За збільшення густоти насінників запилювача з 114,8 до 486,1 тис/га пилкоутворююча здатність рослин зменшувалася більш, ніж у два рази, що зумовлено зменшенням в 1,8 рази кількості квіток на одній рослині запилювача і зменшенням кількості пилкових зерен в одному пиляку з 2397 до 1954 штук або в 1,2 рази. Ці результати мають вагоме практичне значення, оскільки дозволяють визначити оптимальну густоту рослин запилювача, яка сприятиме підвищенню його пилкоутворюючої здатності, що у комплексі з грунтово-кліматичними, агротехнічними й іншими умовами призводить до підвищення врожайності і якості гібридного насіння.

При у формуванні густоти насінників ЧС компонента весною у межах 150 - 350 тис/га рівномірно розміщених рослин врожайність і якість гібридного насіння практично були рівнозначні контролю - без проріджування. В середньому за три роки врожайність гібридного насіння коливалася від 1,47 до 1,53 т/га, на контролі - 1,67 т/га, енергія проростання по варіантах становила 81-83%, схожість - 84-85%. За зменшення густоти насінників до 50 тис/га одержано найнижчу врожайність насіння - 1,33 т/га, що на 0,34 т/га менше порівняно з контролем зі схожістю 83%. Тобто, навіть високий рівень агротехніки за такої густоти не забезпечував одержання врожаю на рівні контролю. Проте, одержані результати свідчать, що за рівномірного розміщення рослин безвисадкові насінники з густотою 50 тис/га і більше вибраковувати весною недоцільно.

У разі формування густоти букетуванням рівномірність розміщення рослин погіршується. Кращі результати одержано у варіанті з широкими букетами і вузькими вирізами (букет 25 см, виріз 8,5 см). За такої схеми врожайність насіння становила 1,55 т/га, що на 0,18 і 0,22 т/га (НІР_0,05 = 0,12 т/га) більше, ніж у варіантах прорізування: букет 17 - 19 см, виріз 8,5 см. Насіння, вирощене за таких схем букетування, за показниками енергії проростання і схожості істотно не відрізнялося.

Аналіз структури вороху насіння показав, що зі зменшенням густоти безвисадкових насінників закономірно зменшується кількість насіння фракції діаметром менше 3,0 мм. Так, на контролі - без прорізування насіння діаметром, меншим 3,0 мм, було 36,0%, при зменшенні густоти насінників до 300, 150 і 50 тис/га рівномірно розміщених рослин кількість такого насіння зменшувалася і становила відповідно 34,2, 32,6 і 29,5%. За формування густоти насінників ЧС компонента букетуванням не спостерігалося закономірного зменшення кількості дрібного насіння по мірі зменшення густоти. Це свідчить про те, що не лише забезпечення оптимальної густоти рослин, а й рівномірність їх розміщення у рядках має важливе значення.

Вивченням способів коригування густоти безвисадкових насінників строками сівби базисного насіння встановлено, що за необхідності коригування густоти рослин восени доцільно проводити сівбу базисного насіння у першій декаді вересня. За сівби у пізніші строки рослини суттєво відстають у розвитку, накопичують менше сухих речовин і цукру, що призводить до зниження збереженості рослин від 75,2% за оптимального строку сівби до 19,7% при сівбі через 20 днів після оптимального. Посіви пізніших строків сівби повністю гинули.

У весняний період коригування густоти безвисадкових насінників проводили пересадкою рослин із загущених місць виробничих посівів, що перезимували, із розрахунку 100-110 тис/га та посадкою коренеплодів масою 50-200 г із розрахунку 40 тис/га, які зберігали до весни у коренесховищі. Встановлено, що за коригування густоти цими способами насінники під час проходження фаз розвитку суттєво відставали від безвисадкових насінників висіяних в оптимальний строк.

Найвищу врожайність гібридного насіння - в середньому за три роки 1,43 т/га - одержано за сівби безвисадкових насінників у оптимальний строк. Коригування густоти насінників сівбою базисного насіння восени через 10 днів після оптимального строку, пересадкою безвисадкових насінників та посадкою коренеплодів весною супроводжується значним зменшенням врожайності гібридного насіння - відповідно на 0,28. 0,38 і 0,35 т/га (НІР_0,05 = 0,16 т/га). За якістю насіння істотної різниці у варіантах досліду теж не виявлено.

Удосконалення технології збирання насінників ЧС гібридів

Строки збирання безвисадкових насінників ЧС гібридів. Скошування насінників у надто ранні і надто пізні строки призводить до значного погіршення якості насіння та зниження його врожаю. На відміну від раніше проведених дослідів з визначення строків збирання, схемою наших дослідів перший строк скошування був за побуріння 20% плодів, а наступні - через кожні 24 години аж до повного визрівання насіння - 100% борошнистості власне насінини. Щодня проводили спостереження і підрахунки одержаних показників стиглості насіння - кількості фактично побурілих плодів, борошнистості власне насінини і вологості плодів.

Це дозволило дослідним шляхом установити оптимальний строк початку їх збирання. Він співпав з досягненням борошнистості перисперма власне насінин у 62,3% плодів, наявністю побурілих плодів - 45,9%, їх вологістю - 58,7%. Саме за такого строку збирання одержано вищу врожайність гібридного насіння - 1,75 т/га з доброю якістю (табл.8).

Таблиця 8. Врожайність і якість гібридного насіння залежно від строків збирання безвисадкових насінників (КСП “Україна”,Одеська обл.,1988-1989;1991 рр.)

За скошування насінників при побурінні оплодня у 20% плодів (самий ранній строк скошування) врожайність гібридного насіння становила 1,6 т/га, насіння мало найменшу енергію проростання - 79% і схожість - 81%. За скошування насінників, коли всі плоди були зрілими, врожайність насіння значно зменшилася - на 0,57 т/га за рахунок збільшення втрат насіння при скошуванні безвисадкових насінників, підсиханні насінників у валках та обмолоті валків.

За оптимального строку збирання втрати гібридного насіння були майже такими ж, як і при ранніх строках - 0,16 т/га. Збирання гібридного насіння за 100% зрілості плодів (перисперм власне насінини був борошнистим та 85,7% і 96,2% плодів було побурілими) втрати насіння були в 1,5-1,6 разів більші, ніж при збиранні його в оптимальні строки. Слід зазначити, що якість втраченого насіння була такою ж високою, як і зібраного.

Дослідженнями встановлено, що в умовах півдня України лише за одну добу кількість побурілих плодів збільшувалася в середньому на 10,2%, плодів з борошнистим периспермом власне насінин - на 9,8%, тобто темп визрівання були надто високими, що необхідно враховувати за організації робіт по скошуванню насінників.

Строки скошування насінників протягом дня. У науковій літературі практично відсутні дані щодо впливу механізованого збирання безвисадкових насінників упродовж дня - вранці, вдень та увечері - на ефективність підсушування валків та втрати насіння. За рубежем, наприклад, не практикують збирання насінників вночі чи вранці, тому що в ці години доби вологі від роси плоди осипаються більше, ніж вдень. За даними Архангельського Н.С. [1968] підсохлі плоди краще тримаються на гілках. В Україні такі досліди раніше не проводилися, хоча їх актуальність не викликає сумніву.

Результати наших дослідів показали, що при скошуванні безвисадкових насінників вранці (10-11 година) і вдень (15-16 година) упродовж першої доби після скошування інтенсивніше підсушуються листки, гілки і стебла рослин, які розміщені у верхній частині валка, ніж у середній і нижній його частинах. З скошуванням насінників увечері (19-20 година) спостерігалася та ж закономірність, проте різниця в інтенсивності підсушування залежно від розміщення рослин у різних частинах валка була менш вираженою.

За визначення вологості насіння та ступеня його підсушування встановлено, що протягом першої доби воно інтенсивніше проходило у насінників, скошених вранці незалежно від їх розміщення у валках. В середній частині валка добре підсушувалося насіння на насінниках, скошених вранці, потім вдень і найслабше - скошених увечері. Гірше підсушувалося насіння, розміщене в нижній частині валка. На третю добу вологість насіння знаходилася в межах 20-26% незалежно від часу їх скошування. На п'яту добу суттєвої різниці в показниках вологості насіння, листків, гілок і стебел, відібраних з насінників верхньої і нижньої частин валка, не спостерігалося незалежно від часу їх скошування.

Результати дослідів показали, що час скошування насінників жатками упродовж дня не впливає на врожайність та якість гібридного насіння (табл.9).

Таблиця 9. Врожайність і якість насіння залежно від часу скошування насінників (КСП „Україна”, Одеська обл.,1988-1990 рр.)

Тенденція зменшення врожайності гібридного насіння за скошування насінників вдень зумовлена підвищенням його втрат при скошуванні, підсиханні насінників у валках та обмолоті валків. В середньому за три роки при скошуванні насінників вдень загальні втрати гібридного насіння не перевищували 0,04-0,12 т/га у порівнянні зі скошуванням їх вранці та увечері. В структурі загальних втрат насіння 76-88% становлять втрати під валками. Насіння, яке осипалося, за всіма показниками якості було рівнозначне зібраному.

Форма валка при скошуванні насінників. Для скошування у валки насінників цукрових буряків, які відносяться до групи жорсткостебельних з високою ЕІ = 1000 кг/см [Ільєвич С.В., 1986], у виробництві використовують зернобобову жатку ЖРБ - 4,2П. Але ця жатка погано формує валок і втрати насіння сягають 25-42% або більше 0,6 т/га [Медведєв А.М., Ластовенко Е.А., 1987]. З метою уникнення цих недоліків ми вивчали ефективність використання іншої жатки - жатки-прокошувача серійного виробництва ЖСК-4,0, яка агрегатується з зернозбиральним комбайном “Єнісей”.

Дослідження показали, що на відміну від зернобобової жатки ЖРБ-4,2П жатка-прокошувач ЖСК-4,0 формує рівномірніші за товщиною, широкі валки (рис.3).

а) б)

Рис.3.Форма валка при скошуванні насінників цукрових буряків жатками: а) - ЖСК-4,0; б) - ЖРБ-4,2П

Валки, що формує жатка-прокошувач ЖСК-4,0, добре продуваються, в них акуратно складені стебла, менш навальні, не щільні і рівномірні. Ширина валка біля 130 см, висота - 30 см, що відповідно в 1,5 раза ширше і в 1,8 раза менше, ніж розміри валка, який формує жатка ЖРБ-4,2П. Така форма валка забезпечує рівномірне підсушування насінників у нижній, середній і верхній його частинах.

Визначенням вологості стебел у динаміці встановлено, що у верхній частині валка інтенсивність їх підсушування суттєво не відрізнялася при скошуванні насінників обома жатками. Інтенсивність же підсушування стебел, розміщених в середній і нижній частинах валка, через одну добу підсушування у валках, сформованих жаткою ЖСК-4,0, відповідно в 7,8 і 22,3 разів проходило швидше, ніж у валках, сформованих жаткою ЖРБ-4,2П. І навіть через три доби підсушування інтенсивніше втрачалася волога стебел, скошених жаткою ЖСК-4,0. Уже через одну добу насіння в 1,3-2,9 разів скоріше підсушувалося і в 1,2-2 рази - через три доби у валках, сформованих жаткою ЖСК-4,0. Листки і гілки також інтенсивніше підсушувалися у валках, сформованих жаткою ЖСК-4,0.

За скошування насінників жаткою-прокошувачем втрати гібридного насіння між валками були меншими на 0,13 т/га, під валками - на 0,15 т/га, загальні-на 0,28 т/га або в 1,6 разів меншими. В структурі загальних втрат між валками після жатки ЖРБ-4,2П втрати становили біля 30%, а після жатки ЖСК-4,0 - вдвічі меншими, (15%), що свідчить про якіснішу роботу останньої на скошуванні насінників. Насіння, що обсипалося, мало високі показники якості: енергія проростання - 82-94% і схожості - 83-94%. Зменшення втрат гібридного насіння при скошуванні жаткою-прокошувачем ЖСК-4,0 призвело до суттєвого збільшення врожайності насіння без зниження його якості.

Значення біологічних особливостей і фізико-механічних властивостей насіння цукрових буряків у підвищенні їх посівних якостей.

Різноякісність насіння однонасінних форм цукрових буряків Насіння є не лише носієм задатків продуктивності сорту чи гібрида, а й важливим елементом технології вирощування цукрових буряків. Переваги найкращого сорту чи гібрида не можуть бути реалізовані без використання якісного насіння. Якість же насіння, підготовленого до сівби на насіннєвих заводах, значною мірою залежить від вихідної якості вирощеного насіння (сировина).

Численними дослідженнями [Белєцький С.М., Ковальов Л.Г.,1970; Гуляєв П.В., Гужов Ю.А., 1972; Строна І.Г., Поляков І.М., 1979; Славов К., 1979; Гізбуллін Н.Г., 1981] встановлено, що умови вирощування материнських рослин впливають на якісні показники насіння - його фізико-механічні і біологічні властивості. Тобто, врожайні і якісні показники насіння цукрових буряків формуються не лише в процесі селекційної роботи, а й за його вирощування.

Найголовнішими показниками якості насіння є його схожість і доброякісність. Аналіз партії насіння масою понад 8 тис.тонн, вирощеного в 1999-2001 роках, у т.ч. висадковим способом - 5181,0 тонн і безвисадковим - 2850,5 тонн, що надійшло на Вінницький, Буринський, Тростянецький і Кіровоградський насіннєві заводи, показав, що енергія проростання і схожість насіння сортів і ЧС гібридів залежно від способів вирощування суттєво не змінювалися. Головний технологічний показник - доброякісність насіння, який характериазує потенційно-можливу схожість, яку можна досягти у процесі підготовки на заводі, становив : за висадкового способу вирощування у гібридів -94,4%, сортів-94,5%, безвисадкового -відповідно 96,6% і 96,1%. Тобто, насіння диплоїдних ЧС гібридів і сортів, вирощених безвисадковим способом, було технологічнішим. Одноростковість насіння ЧС гібридів і сортів знаходилася в межах 91-93% і не змінювалася від способів вирощування. Із загальної кількості насіння, що надходило на заводи, більше 92% характеризувалося доброякісністю вище 90%. Диплоїдні сорти такого насіння мали 92,4%, диплоїдні ЧС гібриди - 94,7%, а триплоїдні ЧС гібриди - 100%.

Результати аналізу насіння, зібраного з індивідуальних насінників за висадкового і безвисадкового способів вирощування, показали, що біологічний потенціал якості цього насіння суттєво перевищував потенціал насіння, вирощеного у виробничих умовах. Схожість насіння диплоїдних сортів становила 93%, диплоїдних ЧС гібридів - 95%, доброякісність - відповідно 99,5% і 98,9%, одноростковість - 96% і 93%. Все насіння було придатним для підготовки з нього готової продукції зі схожістю понад 90%.

Способи підвищення однонасінності (одноростковості) гібридного насіння. При вирощуванні цукрових буряків за інтенсивними технологіями великого значення набуває, поряд зі схожістю, одноростковість насіння. Саме від неї значною мірою залежить густота і рівномірність посівів, врожайність і якість коренеплодів, їх собівартість та затрати праці на вирощування.

Дослідження Інституту цукрових буряків (Мусієнко А.А.,1991) показали, що посівний матеріал однонасінних цукрових буряків є сумішшю однонасінних плодів і багатонасінних клубочків. Насіння більшості сортів і гібридів при здачі на насіннєві заводи має одноростковість 75-90% У підготовці такого насіння до сівби необхідно підвищувати одноростковість. Низкою попередніх досліджень було досягнуто підвищення одноростковості сортів з 75-80% до 85% і вище. Метою ж наших досліджень було вивчення ефективності підвищення однонасінності (одноростковості) гібридного насіння, що мало понижену однонасінність.

Результати лабораторних дослідів засвідчили, що найефективніше підвищувати однонасінність гібридного насіння сортуванням його за товщиною на решетах з поздовжніми отворами шириною 3,2 мм для фракції 3,5-4,5 мм та 3,3 мм для фракції 4,5-5,5 мм. Вихід кондиційного гібридного насіння за одноростковістю при сортуванні його на таких решетах становив відповідно партіям 57,8 і 32,4%. Аналогічні результати одержано і у виробничих умовах.

Дослідним шляхом встановлено, що при підвищенні однонасінності гібридного насіння фракції 3,5-4,5 мм сортуванням його за товщиною втрати гібридного насіння в середньому становлять 2,2% на кожен процент підвищення однонасінності, а при підвищенні однонасінності фракції 4,5-5,5 мм - 1,7%. Вказані втрати насіння практично були незмінними за підвищення однонасінності від 6,1% до 54,3%. У виробничих умовах втрати безумовно будуть вищі, тому що коефіцієнт ефективної роботи сортувальних решет повітряно-решетних машин значно менший, ніж лабораторних.

Вплив шліфування насіння на його посівні якості. Шліфування насіння - прийом, який покращує його фізичні властивості: сипучість, стабільність і вирівняність розмірів; він знижує ростковість, підвищує об'ємну масу та створює кращі можливості для проведення сортування насіння [Мусієнко А.А., 1963; 1964]. Водночас недосконалість шліфувальних машин, які працюють за механічним принципом, призводить до того, що цей прийом спричиняє різного ступеня травмування насіння, зниження його якості, зменшення розмірів плодів та значного потрапляння повноцінного насіння у відходи. Тому застосування його обмежене, оскільки чітких рекомендацій щодо цього немає.

Для покращення вирівняності і схожості каліброваного насіння нами проведено досліди з попереднього шліфування не каліброваного (сировина) і каліброваного насіння діаметром 4,5-5,5 мм. Встановлено, що шліфування не каліброваного насіння з видаленням поверхні оболонки оплодня в межах від 2,0 до 22,9% істотно не впливало на вирівняність його посівних фракцій. Схожість гібридного насіння посівних фракцій істотно не змінювалася за ступеня шліфування його до 5,8%. Збільшення ж ступеня шліфування від 8,0 до 22,9% призводило до суттєвого зменшення схожості насіння внаслідок травмування. Між ступенем шліфуванням насіння і виходом його посівних фракцій існує обернено- пропорційна залежність.

Рис.4. Втрати гібридного насіння при шліфуванні

Зі збільшенням ступеня шліфування понад 8,0% різко зростають втрати насіння у відходи (рис.4). Фракція насіння 4,5-5,5 мм практично повністю відсутня, оскільки переходить у фракцію 3,5-4,5мм, хоча вихід її також зменшується на 12,5-19,7% порівняно з контролем.

Шліфування попередньо каліброваного насіння (ступінь шліфування до 6%) збільшує вирівняність насіння фракції 3,5-4,5 мм на 3,9-15,7%, енергію проростання на 10% і суттєво не впливає на вирівняність фракції 4,5-5,5 мм. При цьому суттєво зменшуються втрати гібридного насіння у відходи. Але видалення більше 6,2% поверхні оболонки оплодня вже негативно позначається на схожості насіння. Наведені результати одержано за шліфування насіння шліфувальними машинами з активними робочими органами, які не виключають травмування. Тому досліди продовжили на шліфувальних машинах нового покоління , які працюють за принципом “самошліфування”.

Результати цих дослідів показали, що з видаленням поверхні оболонки оплодня в межах 5-20% зберігалася тенденція зменшення розриву між енергією проростання і схожістю та зростання першої до 8% у насіння фракції 3,5-4,5 мм. При цьому до 68% насіння фракції 4,5-5,5 мм переходило у фракцію 3,5-4,5 мм, а втрати насіння фракції менше 3,5 мм не перевищували 0,5%.

Дослідженнями встановлено, що “м'яке” шліфування позитивно впливає на інтенсивність проростання насіння, особливо на початкових стадіях (табл.10).

Таблиця 10. Вплив “м'якого” шліфування насіння на інтенсивність його проростання (Тростянецький насіннєвий завод, середнє з трьох дослідів, 2001 рік)

Так, якщо через 32 години після сівби пророслого насіння ще не відмічалось в жодному із варіантів, що вивчались, то через 48 годин навіть за дуже легкого і легкого шліфування інтенсивність проростання насіння фракції 3,75-4,25 мм зростала на 6-13%, фракції 3,25-3,75 мм - на 5%, а через 56 годин - відповідно на 14-26% і 12% порівняно з контролем (насіння не шліфоване). Лише через 88 годин після сівби різниці між варіантами за кількістю насіння, що проросло, уже не було.

Наукові основи очистки насіння сортуванням за аеродинамічними властивостями. Найефективнішим способом підвищення схожості насіння є сортування його за розмірами, аеродинамічними властивостями і питомою масою. Ці операції проводяться окремо для кожної фракції насіння (Мусієнко А.А., 1973; 1981). В літературі наявна інформація щодо ефективності сортування насіння за аеродинамічними властивостями багатонасінних сортів (Рубін Ф.М., Солодовнікова В.В.,1969) та полігібридів (Мусієнко А.А.,1968). Аналогічних дослідів з насінням ЧС гібридів раніше не проводили. Тому вивчення ефективності сортування гібридного насіння за аеродинамічними властивостями під час основної та попередньої очистки насіння, а також вивчення ефективності сортування насіння за сукупністю ознак (за аеродинамічними властивостями і питомою масою) було метою наших досліджень.

Результати досліджень з вивчення ефективності сортування гібридного насіння фракції 3,5-4,5 мм за аеродинамічними властивостями на лабораторній аеродинамічній колонці “Петкус”, за основної його очистки показали, що при швидкості повітря в аспіраційному каналі 7 м/сек енергія проростання і схожість насіння підвищуються на 6%. Вихід насіння при цьому становив 86,3%. Збільшенням швидкості повітря в аспіраційному каналі до 7,6 м/сек очікуваного підвищення енергії проростання і схожості не досягали, а вихід насіння зменшився на 25,8%, тобто обсяги відходів подвоїлися..

Сортуванням гібридного насіння фракції 4,5-5,5 мм зі швидкістю повітря 7 м/сек не було досягнуто ні підвищення енергії проростання, ні схожості. Збільшення швидкості повітря до 7,6 м/сек призвело до підвищення цих показників на 6 і 5% порівняно з контролем. Відходи збільшилися більше, ніж у 8 разів За такої швидкості практично все насіння обох фракцій розподілялося на дві частини, які мали майже однакові показники якості. В очищеному насінні залишалося ще 4-8% порожніх плодів, що свідчить про низьку ефективність сортування. Цей висновок був підтверджений дослідами, проведеними у виробничих умовах на Тростянецькому насіннєвому заводі в 2000-2001 роках.

Дослідами з вивчення ефективності сортування гібридного насіння за аеродинамічними властивостями при попередній його очистці встановлено, що на всіх режимах аспірації якість очищеного насіння суттєво не змінюється (табл. 11). Відзначена лише тенденція незначного підвищення енергії проростання, схожості і виповненості та зменшення кількості стеблинок порівняно з контролем. Загальна кількість стеблинок зменшувалася в очищеному насінні вдвічі більше. Але за жодного режиму сортування не видалялися повністю всі порожні плоди і стеблинки, тобто в подальшому залишалася потреба доочищати насіння за цими показниками на інших машинах.

Таблиця 11. Якість гібридного насіння та його втрати при попередній очистці за аеродинамічними властивостями ( середнє з трьох дослідів, 2000-2001 рр.)

Втрати ж повноцінного насіння в аспіраційних відходах суттєво збільшувалися з підвищенням швидкості повітря в аспіраційному каналі машини. Якщо за режиму 1,75 в аспіраційні відходи потрапляло 0,04% насіння з виповненістю 32%, то при режимі 2,00 ці показники становили відповідно - 0,33% і 71%, а за режиму 3,00 (за шкалою машини) в аспіраційні відходи потрапляло біля половини насіння з виповненістю 96%. Тобто, як і в попередніх дослідах, все насіння за такої швидкості повітря розділялося на дві частини з майже однаковою якістю. Тому найефективнішим режимом сортування насіння за аеродинамічними властивостями при його попередній очистці є такий, коли в аспіраційні відходи видаляються лише поодинокі плоди, а їх виповненість не перевищує 35%.

У попередніх дослідах вивчення ефективності сортування насіння за аеродинамічними властивостями і питомою масою проводили без врахування взаємозв'язку між цими показниками, що на сьогодні не дає можливості одержувати насіння з необхідною якістю та призводить до невиправданих втрат повноцінного насіння у відходи. Тому, метою наших досліджень було вивчення ефективності сортування насіння за сукупністю ознак - питомою масою на пневмостолі залежно від різних режимів сортування та за аеродинамічними властивостями на аспіраційних колонках. Дослідження проводили з гібридним насінням зі схожістю 80% і понад 90%.

Встановлено, що при сортуванні гібридного насіння цукрових буряків з високою лабораторною схожістю за аеродинамічними властивостями збільшення швидкості повітря в аспіраційних каналах від мінімальної (показник 3,2) до максимальної (показник 3,6) суттєво не впливає на сортування ні за аеродинамічними властивостями, ні за питомою масою (табл.12).

Навіть за максимальної швидкості повітря в аспіраційному каналі аеродинамічної колонки, коли у відходи потрапляє біля 50% гібридного насіння, енергія проростання і схожість підготовленого насіння були на рівні контролю - відповідно 96% і 98%. Втрати насіння у відходи на пневмостолі були незначними і суттєво не змінювалися зі зміною режимів роботи аспіраційних колонок.

Таблиця 12. Ефективність сортування високоякісного насіння за сукупністю ознак (середнє з трьох дослідів, 2001 р.)

При сортуванні гібридного насіння за аеродинамічними властивостями з лабораторною схожістю біля 80% збільшення швидкості повітря в аспіраційному каналі від 0 до 2,2 за шкалою аеродинамічної колонки не забезпечувало підвищення енергії проростання і схожості. При сортуванні насіння за сукупністю ознак ці показники були значно вищими, ніж при сортуванні лише за аеродинамічними властивостями. Але залежно від швидкості повітря в аспіраційному каналі аеродинамічної колонки енергія проростання і схожість насіння не змінювалися і становили за різних режимів сортування відповідно 81-83% і 90%.

Отже, при сортуванні низькосхожого гібридного насіння за сукупністю ознак були одержані аналогічні результати, що і за сортуванням високосхожого насіння. Якісні показники підготовленого насіння не покращувалися залежно від режимів сортування за аеродинамічними властивостями, а суттєво зростали відходи насіння і покращувалася якість останніх. Режими сортування за аеродинамічними властивостями суттєво не впливали на ефективність сортування за питомою масою. Тому головним завданням сортування насіння за аеродинамічними властивостями є видалення легких і важких домішок, а не підвищення схожості. Підвищення схожості насіння необхідно проводити сортуванням його за питомою масою.

Наукові основи сортування насіння за питомою масою. Найефективнішим способом підвищення схожості насіння є його сортування за питомою масою (Мусієнко А.А., 1981). При цьому можна виділити найбільш цінне в біологічному відношенні насіння, що має велике значення для господарств (Козелкова Н.І., 1974). Але в літературі відсутня інформація щодо сортування гібридного насіння за питомою масою, а також насіння однонасінних сортів з дуже низькою схожістю і високою доброякісністю.Тому постала потреба у проведенні дослідів з розробки оптимальних режимів сортування такого насіння, які забезпечили б одержання готової продукції з високою схожістю за мінімально-можливих втратах кондиційного насіння.

Дослідами доведено, що надзвичайно важливу роль у сортуванні насіння на виповнені і порожні плоди відіграє поздовжній і поперечний кути нахилу ситової поверхні пневмостола. Так, зі зменшенням поперечного кута нахилу з 4,5 до 2,75 втрати повноцінного насіння знижувалися з 46 до 2%, що збільшувало його вихід. За сортуваання з невеликим кутом нахилу ситової поверхні насіння триваліший період знаходиться на пневмостолі і якісніше проходить поділ на виповнені й порожні плоди з мінімально-можливими втратами виповненого насіння у відходи. Але за такого сортування збільшується кількість проміжної фракції, яка направляється на повторне сортування, а в результаті продуктивність роботи пневмостола зменшується в 1,5-2 рази.

Результати дослідів, проведених на 5-ти партіях насіння, показали, що сортування насіння з малим кутом нахилу ситової поверхні (від 3,2до 3,75) забезпечує збільшення виходу підготовленого до сівби насіння до 49% зі схожістю 87-88% з сировини, яка мала схожість 58-61% і доброякісність 94-96%. Зменшення кута нахилу ситової поверхні до 3,0 сприяло збільшенню виходу підготовленого до сівби насіння до 58,5%, але це призводило до зменшення енергії проростання на 8% порівняно з варіантом, де поперечний кут нахилу ситової поверхні становив 3,75(табл.13).

Таблиця 13. Ефективність сортування насіння з низькою схожістю та високою доброякісністю за питомою масою (1999-2000 рр.)

* достовірно при Р_0,05

За сортування насіння з дуже низькою схожістю - 43% і високою доброякісністю - 94% за питомою масою, з поперечним кутом нахилу ситової поверхні 3,2 також було одержано насіння з енергією проростання - 87% і схожістю - 89%, але вихід підготовленого до сівби насіння становив лише 26,2%. Подальше зменшення поперечного кута нахилу ситової поверхні мало б сприяти деякому підвищенню виходу готової продукції, але якість насіння при цьому зменшилася б.

Одже сортування низькосхожого насіння за питомою масою за оптимальних режимів роботи пневмостола забезпечує підвищення схожості насіння від 22 до 46%, що свідчить про високу ефективність цього прийому. В технологічній лінії цей прийом є найбільш ефективним у підвищенні якості насіння.

Сортування гібридного насіння з високими показниками схожості і доброякісності за поздовжнього кута нахилу ситової поверхні 1,2 і поперечного 2,5 дозволяє збільшувати продуктивність роботи пневмостола, при цьому енергія проростання і схожість підготовленого до сівби гібридного насіння не зменшуються.

Розробка нових сумішей для дражування й інкрустування насіння та їх вплив на продуктивність цукрових буряків. Завершальним етапом передпосівної підготовки насіння цукрових буряків є обробка його захисно-стимулюючими препаратами, інкрустування, дражування та упаковка. Враховуючи великі переваги дражування насіння, всі провідні фірми світу з селекції і насінництва цукрових буряків постійно проводять інтенсивну науково-дослідну роботу з пошуку нових компонентів для дражування насіння. Компоненти та їх співвідношення міняються практично кожні 2-3 роки.

Тому з метою удосконалення існуючої технології дражування нами проводився пошук можливостей поліпшення складу дражувальної оболонки шляхом використання нових компонентів, стимулюючих речовин, захисних препаратів; розроблявся ефективний спосіб їх застосування при дражуванні з врахуванням наявного обладнання на насіннєвих заводах; вивчався вплив компонентів дражувальних і інкрустуючих сумішей та їх співвідношень на якість насіння та продуктивність цукрових буряків. За роки досліджень (1992-1996 рр.) розроблено та випробувано біля 850 композицій сумішей для дражування і інкрустування.

Встановлено, що розроблені композиції дражувальних сумішей забезпечу-ють підготовку високоякісного дражованого насіння за умови суворого дотримання регламенту формування оболонки. Нові композиції дражувальних сумішей суттєво не впливають на енергію проростання, лабораторну і польову схожість. Так, енергія проростання дражованого насіння по варіантах становила 88-92%, не дражованого - 86%, лабораторна схожість - відповідно 90-94% і 91%. Слід зазначити, що у варіантах, де до деревинного борошна додавали різні мінеральні речовини (керамзит, каолін, гіпс, бентоніт, крейду), енергія проростання насіння збільшувалася на 5-9%, а польова схожість у більшості випадків була вищою порівняно з варіантом, де суміші містили лише деревинне борошно і крохмаль. Зміна співвідношень компонентів сумішей, що вивчали, також не впливала на якість гібридного насіння.

Доведено, що для покращання технології дражування насіння і підвищення твердості оболонки драже клеючі речовини - декстрин, Nа КМЦ, ПВС і ДДП-1 у відповідних співвідношеннях і концентраціях - доцільно наносити сумішшю водяних розчинів у процесі дражування. Це забезпечує рівномірний розподіл їх у дражувальній масі і значно покращує твердість і структуру оболонки драже. Крім того, такий спосіб нанесення клеючих речовин дозволяє зменшити їх дозування на 3,5-9,9%, а також скоротити тривалість ущільнення оболонки драже на 10-15 хвилин.

За показниками продуктивності цукрових буряків (врожайність, цукристість, збір цукру) залежно від різних складів драже на Іванівській дослідно-селекційній станції і експериментальній базі “Черниші” не встановлено істотної різниці. На Іванівській ДСС врожайність коренеплодів коливалася в межах від 49,2 до 52,2 т/га, цукристість - від 18,7 до 19,2%, збір цукру - від 9,43 до 9,81 т/га, на експериментальній базі “Черниші” - відповідно 38,8-45,0 т/га, 19,6-20,3% і 7,76-9,14 т/га.

Науково-теоретичне обгрунтування строків зберігання насіння. Температура, вологість і порційний тиск кисню є головними чинниками, що впливають на життєздатність насіння за його зберігання. Численні дослідження з вивчення впливу температури і вологості на життєздатність насіння різних культур показали, що чим нижчі температура і вологість насіння, тим довший період його життєздатності (Bacchi O., 1965; James E., 1967: Робертс Е.Г.,1978).

З метою наукового обгрунтування можливих строків зберігання насіння цукрових буряків без втрат його життєздатності та визначення критичних точок зміни його якостей нами проведено досліди з вивчення впливу вологості насіння на його життєздатність за різної тривалості зберігання.

Одержані результати свідчать, що головним чинником, який регулює інтенсивність втрати життєздатності (схожості) насіння цукрових буряків, є його вологість. За вологості насіння, меншій від критичної, життєздатність його в процесі зберігання втрачається дуже повільно. Чим вища вологість насіння, тим інтенсивніше проходить втрата його схожості (рис.5).

Рис.5. Вплив вологості насіння і терміну зберігання на його схожість.

Так, насіння з вологістю 10,2% зовсім не втрачало схожість протягом 22 місяців зберігання. За збільшення вологості насіння до 14,8% схожість його зменшувалася на 7% уже через чотири місяці, за вологості 17,2% - на ці самі 7% схожість насіння зменшувалася уже через місяць, а через рік зберігання воно ставало непридатним, повністю втративши схожість.

Наведені дані мають практичне значення, оскільки враховуються при заводській підготовці насіння до сівби і обробці його захисними препаратами. Розрахунки показують, що за обробки насіння захисними препаратами при нормі їх витрат 3,5 л на 1 ц насіння початкова вологість його має бути в межах від 8 до 11% і не більше. За такої норми витрат протруювача вологість насіння після обробки знаходитиметься в межах від 11,1 до 14%. Фактично ж вологість обробленого насіння фураданом у заводських умовах змінюється в межах від 13,5 до 14,5%. Як правило, частина такого насіння після завершення сівби залишається невикористаною і постає питання щодо подальшого призначення такого насіння. Це зумовлює необхідність проведення дослідів з вивчення впливу строків зберігання обробленого і необробленого фураданом гібридного насіння з вологістю 13,5-14% та схожістю в межах 81-90%.

Дослідженнями встановлено, що за зберігання обробленого насіння з енергією проростання 77% і схожістю 81%, уже через місяць перша зменшувалася на 20% і більше, упродовж наступних трьох місяців - на 34%, а через 18 місяців зберігання вона становила лише 37%. При зберіганні насіння з такою ж вологістю, але необробленого фураданом, схожість його через місяць зберігання зменшувалася лише на 10% і залишалася без змін упродовж 12 місяців, а потім вона зменшилася на 20% від початкової.

При зберіганні обробленого фураданом насіння з енергією проростання 83% і схожістю 86% через 12 місяців спостерігалася лише тенденція зменшення енергії проростання, а схожость не змінювалася.

Насіння ж з початковою енергією проростання 86% і схожістю 90% навіть за 18 місяців зберігання зовсім не знижувало цих показників.

Економічна ефективність рекомендованих прийомів

Розроблені й удосконалені технологічі прийоми виробництва високоякісного гібридного насіння цукрових буряків забезпечують високу економічну ефективність. Так, вирощування гібридного насіння без розширених стикових міжрядь між компонентами схрещування висадковим і безвисадковим способами сприяє одержанню економічного ефекту з 1 га (за рахунок збільшення врожайності) відповідно 759 грн. і 608 грн.. Собівартість 1 т насіння за висадкового способу зменшується на 414 грн., безвисадкового - на 262 грн., а рентабельність підвищується відповідно на 14,2% і 13,4%. Рекомендований прийом впроваджено у насінницьких господарствах Кіровоградської (висадковий спосіб) і Одеської областей (безвисадковий спосіб) на площі 1700 га. За роки впровадження економічний ефект становив біля 1230 тисяч грн.

Додаткове запилення насінників ЧС гібридів з використанням гелікоптера збільшує прибуток з 1 га насінників за одноразового на 1835 грн і на 2143 грн. - за дворазового дозапиленні. Рентабельність зростає відповідно на 30,9 і 32,9%. Цей прийом впроваджено у насінницьких господарствах Кіровоградської області на площі 4260 га. Економічний ефект за роки впровадження становить біля 7817 тисяч гривень.

Сівба безвисадкових насінників зниженою нормою базисного насіння на 2,2 посівних одиниці на 1 га забезпечує одержання додаткового прибутку 663,7 грн. з 1 га.

При сортуванні низькосхожого гібридного насіння за питомою масою на пневмостолі новим способом за рахунок збільшення виходу насіння прибуток від реалізації зростає до 24269 грн., що на 10579 грн. або в 1,8 разів більше, ніж за базового способу. Рентабельність зростає на 84,6%. Загальний обсяг впровадження - 36 тонн заготовлюваного насіння, економічний ефект становив біля 381 тисячі гривень.

Сортування високоякісного насіння за питомою масою новим способом забезпечує високий вихід підготовленого до сівби насіння до 55,7%, що на 22,7% більше, ніж за базового способу сортування. За рахунок цього прибуток від реалізації збільшується в 3,8 разів, собівартість 1 тонни насіння зменшується на 11932 грн., а рентабельність підвищується на 50%. Загальний обсяг впровадження - 42 тонни насіння, економічний ефект становить понад 500 тисяч гривень.

ВИСНОВКИ

1. Розроблено агробіологічні основи вирощування гібридного насіння цукрових буряків та удосконалено технологічні прийоми його передпосівної підготовки, що дозволяють одержувати підготовлене до сівби насіння на рівні сучасних вимог. Вивчені біологічні особливості компонентів схрещування, врожайність і якість насіння залежно від умов вирощування та способів передпосівної підготовки.

2. Дослідження з використанням облікових ділянок гібридизації великих розмірів показали, що посадка компонентів схрещування за схемою 8:2 у порівнянні зі схемою 16:4 не має переваг за показниками якості вирощеного гібридного насіння, але через зменшення площі поля під ЧС компонентом зменшується валовий вихід гібридного насіння із загальної площі. Тому раціональнішою є посадка компонентів схрещування за схемою 16:4.

3.З метою максимального використання площі поля посадку (сівбу) компонентів схрещування доцільно проводити зі звуженими стиковими міжряддями між компонентами. Завдяки цьому зменшується забур'яненість міжрядь вдвічі і більше, вилягання насінників на крайніх рядках, збільшується площа під ЧС компонентом, що забезпечує підвищення врожайності гібридного насіння на 0,08 - 0,11 т/га без зниження його якості. Форма ділянки має бути наближеною до квадрата.

4.Обсадка поворотних смуг рослинами багатонасінного запилювача не- ефективна; вона не забезпечує збільшення врожаю гібридного насіння та покращення його якості. Не встановлено суттєвої різниці у ступені зав'язування гібридного насіння з віддаленням ЧС компонента від смуги обсадки запилювачем. Це свідчить про те, що головним джерелом пилку на ділянках гібридизації є рослини запилювача, рівномірно розміщені в масиві згідно рекомендованої схеми посадки.

5.Встановлена обернена залежність між густотою насінників багатонасінного запилювача в період цвітіння і його пилкоутворюючою здатністю. Зі збільшенням густоти насінників багатонасінного запилювача від 114,8 до 486,1 тис/га, пилкоутворююча здатність його зменшується більше, ніж вдвічі. Кількість пилкових зерен в одному пиляку зменшується в 1,3 рази.

6.За формування густоти безвисадкових насінників ЧС компонента весною в межах 150 - 350 тис/га рівномірно розміщених рослин врожайність і якість гібридного насіння рівнозначні контролю - без проріджування. Найнижчу врожайність насіння - 1,33 т/га одержано за густоти насінників до 50 тис/га без істотного зниження якості.. Поперечне букетування посівів весною за схемою: букет 25 см, виріз 8,5 см за показником врожайності гібридного насіння виявився найефективнішим.

7. Оптимальним строком сівби базисного насіння є перша декада вересня. Пізніші строки сівби і посадки коренеплодів масою 50-200 г восени з метою коригування густоти насінників недоцільні навіть за умов м'якої зими, оскільки всі рослини буряків гинуть. Коригувати густоту насінників можна ранньою весною шляхом посадки доброякісного садивного матеріалу, що зберігається в кагатах із розрахунку 40 тис/га, а також пересадки безвисадкових насінників із розрахунку 100-110 тис/га.

8.Ефективним прийомом підвищення якості гібридного насіння є додаткове запилення насінників з використанням гелікоптерів. Одноразове додаткове запилення в період цвітіння підвищує врожайність на 0,17 т/га, енергію проростання - на 9% і схожість - на 6%, а дворазове - відповідно на 0,22т/га, 10% і 7%. т/га порівняно з контролем.

9.Оптимальним строком скошування рослин багатонасінного запилювача є кінець фази цвітіння в 75-80% квіток. При цьому підвищується ступінь зав'язування насіння, маса 1000 плодів, збільшується вихід гібридного насіння основних посівних фракцій. Пізніші строки скошування призводять до збільшення некондиційного насіння.

10. Оптимальним строком скошування безвисадкових насінників у зрошувальних умовах півдня України є період, коли у 60% плодів перисперм власне насінини стане борошнистим незалежно від проценту їх побуріння. Враховуючи високі темпи визрівання насінників (за одну добу в середньому на 9,8% збільшується плодів з борошнистим периспермом власне насінин), скошувати безвисадкові насінники ЧС гібридів необхідно упродовж не більше 4 днів.

11.На скошуванні безвисадкових насінників високу якість забезпечує жатка-прокошувач ЖСК-4,0, що формує нещільний рівномірний валок шириною біля 130 см і висотою біля 27 см, в якому рівномірно підсушуються насінники. Втрати гібридного насіння при цьому зменшуються в 1,6 разів.

12.Найефективнішим способом підвищення однонасінності (одноростковості) гібридного насіння в процесі його передпосівної підготовки є сортування за товщиною на решетах з поздовжніми отворами шириною 3,0-3,3 мм для фракції насіння діаметром 3,5-4,5 мм і 3,3-3,5 мм для насіння діаметром 4,5-5,5 мм.

13.Шліфування каліброваного насіння машинами типу “Камас” збільшує вирівняність насіння фракції 3,5-4,5 мм на 3,9-15,7% і суттєво не впливає на вирівняність насіння фракції 4,5-5,5 мм та на одноростковість і доброякісність обох фракцій насіння. Із зростанням ступеня шліфування до 6% енергія проростання насіння фракції 4,5-5,5 мм збільшується на 10% і більше, а різниця між енергією проростання і схожістю суттєво зменшується - з 15 до 1%. Шліфування насіння “м'якими” шліфувальними машинами, які працюють за принципом “самошліфування”, сприяє підвищенню інтенсивності проростання гібридного насіння фракції 3,75-4,25 мм на 6-13%, фракції 3,25-3,75 мм - на 5%.

14.Найефективнішим режимом сортування насіння за аеродинамічними властивостями є такий, коли в аспіраційні відходи попадають лише поодинокі плоди, а їх виповненість не перевищує 35%. При сортуванні гібридного насіння за аеродинамічними властивостями встановлена прямо-пропорційна залежність між швидкістю повітря в аспіраційних каналах і втратами кондиційного насіння.

15.Із наявних способів підвищення енергії проростання і схожості гібридного насіння цукрових буряків найефективнішим є сортування за питомою масою на пневмостолах. Сортування низькосхожого насіння за оптимальних режимів роботи пневмостола забезпечує підвищення схожості гібридного насіння на 22 - 46%. У разі сортування гібридного насіння з високими показниками схожості і доброякісності за поздовжнього кута нахилу ситової поверхні 1,2 і поперечного 2,5 збільшується продуктивність роботи пневмостола; енергія проростання і схожість гібридного насіння не зменшуються.

16.Розроблені співвідношення компонентів дражувальних сумішей і способів їх нанесення на насіння значно поліпшують водно-повітряний режим, що сприяє підвищенню польової схожості на 5-14% порівняно з існуючою технолог-гією дражування.

17. Життєздатність (схожість) насіння, що зберігається, залежить від його вологості, вихідних посівних якостей, обробки отрутохімікатами та терміну зберігання. За вологості насіння, нижчій від критичної (15-16С), схожість його в процесі зберігання втрачається дуже повільно, проте стрімко знижується з підвищенням вологості. Уже за вологості 17,2% протягом року зберігання вона втрачається повністю. Запобігти цьому можна, закладаючи на зберігання насіння з вологістю меншою, ніж 14,8%, вихідною енергією проростання і схожістю понад 83%.. Таке насіння можна заздалегідь обробляти захисними препаратами. Насіння з енергією проростання і схожістю меншою 83% після обробки захисними препаратами недоцільно тривало зберігати. Його необхідно обробляти під замовлення споживачів безпосередньо перед сівбою.