Сортовые особенности формирования урожайности и посевных качеств семян яровых зерновых культур в Предуралье

Размещено на http://www.allbest.ru/

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата сельскохозяйственных наук

Сортовые особенности формирования урожайности и посевных качеств семян яровых зерновых культур в Предуралье

Яркова Надежда Николаевна

Специальность 06.01.01 - «Общее земледелие»

Пермь-2011

Работа выполнена на кафедре растениеводства в ФГОУ ВПО «Пермская государственная сельскохозяйственная академия имени академика Д.Н. Прянишникова»

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Елисеев Сергей Леонидович

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Ленточкин Александр Михайлович

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент

Каменских Наталья Юрьевна

Ведущая организация: ГНУ «Удмуртский научно-исследовательский институт сельского хозяйства»

Защита диссертации состоится « 29 » апреля 2011 года в 1200 часов на заседании диссертационного совета ДМ 220.054.02 при ФГОУ ВПО «Пермская государственная сельскохозяйственная академия имени академика Д.Н. Прянишникова» по адресу: 614990, г. Пермь, ул. Петропавловская, 23

Тел./факс (342) 212-53-94, E-mail: psaa@perm-edu.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Пермская государственная сельскохозяйственная академия имени академика Д.Н. Прянишникова».

Автореферат разослан «18» марта 2011 года и размещен на сайте www.pgsha.ru

Ученый секретарь

диссертационного совета Ю.А. Акманаева

Общая характеристика работы

Актуальность исследований. Одним из важнейших факторов, обеспечивающих получение высокой и устойчивой урожайности зерновых культур в контрастных погодных условиях, является расширение их видового и сортового разнообразия в конкретном регионе. При соблюдении данного условия урожайность увеличивается на 15 - 20% и более (Сысуев В.А. и др., 2010). Однако снижение урожайности зерна также связано и с биологическими потерями, т.е. истеканием массы зерновки. На старых сортах яровых зерновых культур установлена величина истекания, которая составила по ячменю 17%, по пшенице, овсу - 8 - 9% (Макарова В.М., 1995). В связи сортосменой изучение данного явления является актуальным.

В структуре зерновых культур Пермского края на долю яровой пшеницы приходится 45%. Под раннеспелые и среднеранние сорта отводят 47%. Три сорта: пшеница Иргина, ячмень Эколог, овес Дэнс занимают 46% (Результаты сортоиспытания …, 2010). Медленное распространение других районированных сортов не может не сдерживать рост урожайности зерновых культур, а главное - не обеспечивает ее устойчивости по годам. В рамках государственного конкурсного сортоиспытания не проводят комплексных опытов на разных агротехнических фонах, что не позволяет всесторонне оценить испытываемые сорта, особенно их адаптивные свойства. В связи с этим сравнительное изучение различных по скороспелости сортов яровых зерновых культур на разных фонах питания актуально для Предуралья.

Для достижения высокой урожайности важное значение имеет качество посевного материала. Предуралье не относится к зонам благоприятным для выращивания качественных семян яровых зерновых культур (Чазов С.А., 1981). По данным филиала ФГУ «Россельхозцентр» по Пермскому краю для посева зерновых культур используют 30% некондиционных семян. Поэтому изучение особенностей и выявление возможностей формирования семян высоких посевных кондиций новых районированных сортов также является актуальным вопросом.

Цель исследований. Изучить сортовые особенности формирования урожайности и посевных качеств семян яровых зерновых культур (пшеница, ячмень, овес) для достижения лабораторной всхожести не ниже 92%.

Задачи исследований.

1. Провести сравнительную оценку по урожайности сортов разных групп скороспелости яровых зерновых культур на двух фонах питания и дать научное обоснование.

2. Выявить влияние культуры, сорта и фона питания на процессы формирования и истекания зерна.

3. Установить продолжительность периода послеуборочного дозревания семян в зависимости от культуры, сорта и фона питания.

4. Выявить влияние культуры, сорта и фона питания на посевные и урожайные качества.

5. Дать экономическую, производственную оценки возделывания сортов яровых зерновых культур на семена и рекомендации производству.

Научная новизна. Заключается в выявлении особенностей формирования урожайности семян, а также процессов их налива, созревания, истекания, послеуборочного дозревания и посевных качеств, разных по скороспелости районированных сортов яровых зерновых культур на двух фонах питания в ходе комплексного исследования в Предуралье.

· Установлена, возможность получения кондиционных семян яровых зерновых культур с лабораторной всхожестью не ниже 92%.

· Установлен размер истекания массы зерновки яровых зерновых культур на новых районированных сортах.

· Впервые в Предуралье изучено послеуборочное дозревание семян яровых зерновых культур и определена продолжительность этого процесса.

Основные положения, выносимые на защиту:

- наиболее высокую и стабильную урожайность зерна обеспечивает овес;

- среднеспелые сорта пшеницы, овса урожайнее раннеспелых и среднеранних сортов, а ячмень Гонар урожайнее сорта Эколог;

- в Предуралье ежегодно наблюдается истекание зерна пшеницы и ячменя, а у овса это явление происходит не каждый год;

- в Предуралье получены семена яровых зерновых культур с лабораторной всхожестью не ниже 92%, период послеуборочного дозревания семян в среднем составил по пшенице 27 дней, по ячменю - 24 дня, по овсу - 58 дней.

Практическая значимость и реализация работы. Сельскохозяйственному производству Предуралья предложены направления оптимизации структуры посевных площадей зерновых культур. В ходе производственной проверки при замене распространенной в Пермском крае раннеспелой пшеницы Иргина на среднеспелый сорт Красноуфимская 100 получен дополнительный чистый доход 4091 руб./га, при замене пшеницы на овес Дэнс - 8485 руб./га. Косвенными исследованиями подтверждена необходимость проведения воздушно-теплового обогрева и посев выравнеными семенами, а также сроки уборки зерновых культур. Результаты исследований используются в учебном процессе.

Апробация работы. Результаты исследований диссертационной работы доложены на заседаниях кафедры растениеводства, на Всероссийских научно-практических конференциях в Пермской ГСХА (Пермь, 2009, 2010), в Ижевской ГСХА (Ижевск, 2009, 2011), на Итоговом агрономическом совещании Министерства сельского хозяйства Пермского края (Пермь, 2009), на Международной научно-практической конференции «Инновационному развитию АПК - научное обеспечение» (Пермь, 2010).

Публикации. По теме диссертации опубликовано восемь печатных работ, в том числе три в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 147 страницах машинописного текста, состоит из введения, 4 глав, выводов и рекомендаций производству, библиографического списка из 208 источников, в том числе 7 зарубежных авторов, включает 50 таблиц, 20 рисунков и 60 приложений.

Содержание работы

урожайность посевной зерновой семена

1. Урожайность и посевные качества семян яровых зерновых культур (обзор литературы)

В главе представлен краткий обзор научной литературы о влиянии сортовых особенностей, агроклиматических условий, агротехники на формирование урожайности и посевных качеств семян яровых зерновых культур.

2. Объект, место, методика и условия проведения исследований

Для решения поставленных задач в 2008-2010 гг. на опытном поле Пермской ГСХА проводили трехфакторный полевой опыт.

Схема опыта: фактор А - фон питания, кг/га: А1 - без удобрений; A2 - (NРК)30; фактор В - культура: В1 - пшеница, В2 - ячмень, В3 - овес; фактор С - сорт: С1 - раннеспелая пшеница Иргина; С2 - среднеспелая пшеница Красноуфимская 100; С1 - среднеспелый ячмень Эколог; С2 - среднеспелый ячмень Гонар; С1 - среднеранний овес Дэнс; С2 - среднеспелый овес Факир. Повторность в опыте четырехкратная. Общая площадь делянки 74,25 м2, учетная - 40 м2. Размещение вариантов систематическое методом расщепленной делянки. Полевой опыт проводили в соответствии с Методикой государственного сортоиспытания..., (1985) и методикой опытного дела (Доспехов Б.А.,1985).

Почва опытных участков дерново-мелкоподзолистая тяжелосуглинистая среднеокультуренная. Пахотный слой почвы характеризовался следующими агрохимическими показателями: гумус 2,1-2,2%, подвижный фосфор 93-130 мг/кг, обменный калий 146-153 мг/кг, сумма поглощенных оснований 20,3-22,2 мг-экв./100 г, рНсол. 5,2-5,6.

Агротехника в опыте общепринятая для яровых зерновых культур в Пермском крае. Посев рядовой, сеялкой ССНП-16 проведен в оптимальные агротехнические сроки. Нормы высева семян: яровая пшеница - 7 млн., ячмень - 5 млн., овес - 6 млн. всх. семян на 1 га. Уход за посевами включал обработку гербицидом агритокс, вк (2 кг/га). Уборку проводили однофазным способом, комбайном СК - 5 «Нива» в фазе твердой спелости зерна.

Метеорологические условия в годы проведения исследований были различными. Наиболее благоприятным по увлажнению и температурному режиму для развития яровых зерновых культур был 2008 год (ГТК = 1,5). 2009 и 2010 годы были засушливыми (ГТК = 1,1 и 1,0).

В опытах проводили следующие наблюдения: анализ посевных качеств семян, агрохимических свойств почвы по соответствующим ГОСТам, определение влажности, плотности сложения, максимальной гигроскопичности почвы и расчет запасов продуктивной влаги по методикам, изложенным И.П. Васильевым (2004), фенологические наблюдения, анализ структуры урожайности, устойчивость посевов к полеганию по Методике государственного сортоиспытания…(1989), показатели фотосинтетической деятельности культур в посеве по методикам, изложенным А.А. Ничипоровичем (1961), учет урожайности поделяночно сплошным методом.

Исследования формирования и истекания зерна проводили в динамике по методике, разработанной профессором кафедры растениеводства Пермского СХИ В.М. Макаровой (1978). Длительность послеуборочного дозревания определяли от даты наступления фазы твердой спелости семян до даты достижения ими лабораторной всхожести 92 %.

Математическая обработка экспериментальных данных проведена вариационным, корреляционным и дисперсионным методами по Б.А. Доспехову (1985). Экономическую эффективность рассчитывали на основании технологических карт выращивания яровых зерновых культур на семена в ценах 2010 года.

3. Результаты исследований

3.1. Урожайность зерновых культур и ее обоснование

Урожайность. В среднем за три года исследований при внесении под яровые зерновые культуры низких доз минеральных удобрений урожайность зерна составила 3,28 т/га, т.е. она достоверно увеличилась по сравнению с ее уровнем на фоне без удобрений на 0,23 т/га, при НСР05 = 0,08 т/га (таблица 1). Данная закономерность выявлена во все годы исследований.

Таблица 1 - Влияние фона питания и сорта на урожайность яровых зерновых культур, т/га, среднее за 2008 - 2010 гг.

Изучаемые культуры по-разному реагировали на минеральные удобрения, но каждая культура два года из трех обеспечивала достоверную прибавку урожайности. Наибольшую отзывчивость на внесение удобрений в дозе (NPK)30 проявлял ячмень, урожайность зерна на удобренном фоне в среднем за три года составила 3,27 т/га, что на 0,31 т/га (11%) выше по сравнению с урожайностью в варианте без внесения удобрений (НСР05 = 0,12 т/га). Урожайность пшеницы и овса в среднем также увеличилась соответственно на 0,26 т/га (10 %) и 0,13 т/га (4%). Реакция на удобрения в среднем за три года проявилась у всех сортов яровых зерновых культур, кроме овса Дэнс. По сортам Иргина и Факир урожайность на удобренном фоне увеличилась на 0,22 т/га (10%) и 0,24 т/га (6%) соответственно, по Красноуфимской 100 и Экологу - на 0,28 т/га (10%), по Гонару - на 0,34 т/га (11%) в сравнении с ее величиной на неудобренном варианте (НСР05 = 0,19 т/га). По овсу Дэнс наблюдали только тенденцию увеличения урожайности зерна при внесении удобрений.

Самой урожайной культурой в годы исследований был овес. Его урожайность в среднем за три года составила 3,71 т/га, что достоверно выше урожайности зерна пшеницы и ячменя на 1,04 т/га (39%) и 0,6 т/га (19%) соответственно (НСР05 = 0,12 т/га). Данную закономерность наблюдали в два года исследований. В 2010 году ячмень был урожайнее овса на 0,22 т/га. Ячмень в среднем за три года был урожайнее пшеницы на 0,44 т/га.

При сравнении урожайности разных по скороспелости сортов пшеницы выявлено достоверное преимущество, в среднем за три года на 0,50 т/га (21%), среднеспелого сорта Красноуфимская 100 над раннеспелым сортом Иргина (НСР05 = 0,08 т/га). В среднем за три года ячмень Гонар был достоверно на 0,16 т/га (5%) урожайнее сорта Эколог (НСР05 = 0,08 т/га). Отмечена тенденция увеличения урожайности по обоим фонам питания. В 2008 и 2009 годах урожайность сорта Гонар по обоим фонам питания была существенно выше по сравнению с урожайностью сорта Эколог. В 2010 году сорт Эколог превосходил по урожайности сорт Гонар по обоим фонам питания. В среднем за три года исследований урожайность среднеспелого сорта Факир составила 3,83 т/га, что на 0,23 т/га (6%) выше урожайности среднераннего сорта Дэнс (НСР05 = 0,08 т/га).

Пшеницу Красноуфимская 100, ячмень Гонар и овес Факир можно считать не только более продуктивными, но и достаточно пластичными для Предуралья, так как они обеспечивают увеличение урожайности по сравнению с сортами Иргина, Эколог и Дэнс как в наиболее, так и наименее урожайные годы. Коэффициенты вариации (V) урожайности изученных сортов по годам были следующие: Красноуфимская 100 - 34%, Иргина - 34%, Гонар - 22%, Эколог - 23%, Факир - 26%, Дэнс - 31%. Наиболее стабильную урожайность в годы исследований обеспечивали ячмень и овес, коэффициенты вариации составили 22% и 26% соответственно. Урожайность пшеницы по годам варьирует сильнее (V = 34%), несмотря на более низкую урожайность этой культуры.

Структура урожайности. В годы исследований сложились неблагоприятные условия для формирования оптимальной густоты растений в посеве. Полевая всхожесть по пшенице изменялась от 48 до 63%, по ячменю - от 42 до 64%, по овсу - от 63 до 69%. В этих условиях большее значение приобретают компенсаторные свойства культур и сортов: способность их к кущению и формированию продуктивного соцветия. Увеличение урожайности по фону минерального удобрения подтверждается достоверно большей на 0,04 г (4%) продуктивностью соцветия. Эта закономерность выявлена по всем изучаемым культурам и сортам. Повышение продуктивности соцветия зерновых культур по фону удобрений происходит как за счет увеличения количества зерен в соцветии в среднем на 0,8 шт., так и массы 1000 зерен на 0,5 г.

Большая урожайность овса по сравнению с урожайностью других культур также подтверждается достоверным увеличением продуктивности соцветия, в среднем на 0,27 и 0,28 г (31 и 32%), чем у ячменя и пшеницы соответственно. Увеличение массы зерна в метелке овса происходит за счет большего количества зерен в ней, в среднем их количество составило 38 шт., что больше на 20,5 шт. и 14,3 шт., по сравнению с количеством зерен в колосе ячменя и пшеницы соответственно. Данная закономерность прослеживается во все годы исследований. Пшеница сформировала наиболее низкую урожайность в годы исследований из-за меньшего количества продуктивных стеблей. В среднем их количество составило 369 шт./м2, что на 67 шт./м2 меньше, чем у ячменя и на 35 шт./м2 меньше, чем у овса. Яровая пшеница отличается самыми слабыми компенсаторными свойствами: продуктивная кустистость 1,1, продуктивность колоса 0,86 г, поэтому урожайность этой культуры больше, чем у других культур зависит от густоты посева. Корреляционный анализ показал прямую среднюю связь урожайности пшеницы от полевой всхожести (r = 0,5). У ячменя и овса эта связь слабая (r = 0,2), так как компенсаторные свойства этих культур выше, чем у пшеницы: продуктивная кустистость ячменя в среднем составила 1,8, а продуктивность метелки овса - 1,13 г.

Урожайность пшеницы Красноуфимская 100 в годы исследований была выше урожайности сорта Иргина за счет большего количества продуктивных стеблей к уборке и более высокой продуктивности колоса. Среднеспелый сорт Красноуфимская 100 отличается более высокой массой 1000 зерен и большим количеством зерен в колосе. По фону без удобрений масса 1000 зерен у этого сорта составила 36,8 г, что больше на 2,4 г (7%), а по фону удобрений - 38,3 г, или на 3,5 г (10%) больше массы 1000 зерен сорта Иргина. Количество зерен в колосе пшеницы Красноуфимская 100 достоверно больше в среднем на 1,6 шт. (7%). Сорт ячменя Гонар превосходит по урожайности сорт Эколог за счет более крупного зерна. В среднем за три года его масса 1000 зерен была на 3,3 г (6%) больше. Урожайность сорта Факир выше урожайности сорта Дэнс за счет более высокой продуктивности метелки в среднем на 0,15 г (12%). Сорт Факир характеризуется большим количеством зерен в метелке на 5,8 шт. (14%), но при этом масса 1000 зерен на 0,6 г (2%) меньше, чем у сорта Дэнс.

Таким образом, среднеспелый крупнозерный сорт пшеницы Красноуфимская 100, крупнозерный сорт Гонар и среднеспелый сорт овса Факир отличаются лучшими компенсаторными свойствами, что и предопределяет их высокую урожайность по сравнению с урожайностью других сортов.

Фотосинтетическая деятельность растений в посеве. Исследованиями установлено, что при внесении удобрений в дозе (NPK)30 наблюдается увеличение показателей фотосинтетической деятельности растений, что обеспечивает более высокую урожайность культур. Независимо от культуры и сорта к фазе колошения (выметывания) площадь листьев в среднем достигла 23,3 тыс. м2/га по фону удобрений, что на 3 тыс. м2/га больше по сравнению с ее величиной на неудобренном варианте. С увеличением площади листьев при внесении удобрений возрастает и фотосинтетический потенциал. За период всходы - молочное состояние он достигал в среднем 719,3 тыс. м2*сутки/га, что на 87,2 тыс. м2*сутки/га больше, чем по фону без удобрений.

Максимальная площадь листьев овса составляла 24,4 тыс. м2/га, что существенно на 3 и 4,8 тыс. м2/га больше, чем этот показатель у ячменя и пшеницы соответственно. Фотосинтетический потенциал овса был существенно выше на 90,5 и 180,1 тыс. м2 * сутки/га, чем у ячменя и пшеницы соответственно. В среднем за три года исследований существенных различий по этим показателям между сортами яровых зерновых культур не выявлено. Однако отмечены тенденции увеличения площади листьев и фотосинтетического потенциала пшеницы Красноуфимская 100, по сравнению с сортом Иргина, ячменя Гонар в сравнении с сортом Эколог, что подтверждает более высокую урожайность этих сортов.

Формирование зерна. По данным многих исследователей к середине восковой спелости (влажность 35 - 25%) накопление сухого вещества прекращается, достигается максимальная биологическая урожайность. После достижения максимальной массы 1000 зерен в дальнейшем часто происходит ее снижение, т.е. наблюдается энзимо-микозное истекание зерна (таблица 2).

Максимальная масса 1000 зерен у изучаемых культур формировалась в разные фазы созревания зерна. По овсу независимо от изучаемых факторов и условий года - это середина фазы восковой спелости при влажности зерна 35 - 28%. Сорт Дэнс формировал максимальную массу 1000 абсолютно сухих зерен на уровне 29,0 г, или на 1,9 г больше, чем сорт Факир. По пшенице и ячменю это зависело от сорта и условий года, и зерно достигало максимальной массы в период с конца тестообразного состояния до восковой спелости зерна.

Таблица 2 - Формирование максимальной массы 1000 абсолютно сухих зерен и истекание в зависимости от культуры и сорта, среднее за 2008 - 2010 гг.

У раннеспелой пшеницы Иргина максимальную массу 1000 зерен наблюдали в более ранние фазы созревания (конец тестообразного состояния в 2008 году, начало восковой спелости - 2009, 2010 годы), чем у среднеспелого сорта Красноуфимская 100, который наибольшую массу зерна во все годы исследований формировал в середине восковой спелости. Масса 1000 зерен этого сорта меньше зависела от погодных условий и составляла в среднем 38,0 г, что на 3,0 г больше, чем у сорта Иргина. Ячмень Гонар максимальную массу зерна формировал в конце тестообразного состояния (влажность зерна 42%) - начале восковой спелости (39%), сорт Эколог одновременно с ним или несколько позже, до середины восковой спелости. Сорт Гонар формировал максимальную массу 1000 зерен в среднем 50,5 г, что на 2,2 г больше, чем у сорта Эколог. Метеорологические условия в период формирования и налива зерна оказывают слабое влияние на формирование максимальной массы 1000 зерен изучаемых сортов. Установлена слабая корреляционная связь ее со среднесуточной температурой воздуха и ГТК. Таким образом, решающее значение в формировании массы 1000 зерен имеет наследственность сорта.

Наши исследования подтвердили процесс истекания зерна ранее выявленный на яровых зерновых культурах в нашем регионе В.М. Макаровой (1978), А.М. Ленточкиным (1985). Установлено, что новые сорта пшеницы, ячменя и овса также подвержены истеканию зерна. Данный процесс наблюдали в фазе твердой спелости зерна - по овсу, а по пшенице и ячменю в зависимости от сорта и условий года потеря массы начиналась с середины восковой до твердой спелости. Сорт Иргина отличается более поздним началом истекания зерна. Выявлено, что большему истеканию подвержена пшеница, потеря массы в среднем за три года составила 16%, меньше овес - 8 - 10%, а ячмень занимает промежуточное положение (14 - 15%). Потерю сухого вещества в зерне у ячменя и пшеницы наблюдали ежегодно, у овса два года из трех. Четкой связи этого явления с метеорологическими условиями в период созревания зерна не выявлено. Можно предполагать, что процесс протекает при высоких температурах воздуха, при этом сумма осадков не имеет столь большого значения. Размер истекания зависит от продолжительности явления и влажности зерна при этом, но более отчетливо это проявляется по пшенице. Эти данные косвенно подтверждают результаты предыдущих исследователей (Огнев В.Н., 1993; Кутакова А.Р., 1998; Калинин С.О., 2002), что уборка ячменя в середине восковой спелости, а овса и пшеницы Иргина в конце восковой спелости зерна является важным приемом, предупреждающим истекание и снижение урожайности культур.

3.2. Посевные качества семян яровых зерновых культур

Жизнеспособность. В результате исследований установлено, что во все годы семена яровых зерновых культур имели высокую жизнеспособность 92 - 100%. Семена пшеницы и ячменя имели жизнеспособность в среднем на 2% выше, чем семена овса. Фон питания и сорт в годы исследований существенного влияния на жизнеспособность семян не оказывают.

Лабораторная всхожесть. По требованиям государственного стандарта семена 1-3 категории, предназначенные для посева, должны иметь лабораторную всхожесть не ниже 92% (ГОСТ Р 52325 - 2005). Исследованиями установлено, что в Предуралье на обоих фонах питания возможно получение кондиционных семян всех ранних яровых зерновых культур, отвечающих этим требованиям. При созревании семян яровых зерновых культур в годы исследований складывались благоприятные условия. Среднесуточная температура воздуха изменялась от 15,1 до 24,7 0С и отмечали небольшие осадки, что способствовало формированию семян с высокими посевными качествами по всем культурам. Данный показатель в период прохождения периода послеуборочного дозревания больше отличается по годам и культурам и в меньшей степени зависит от сорта и фона питания. После завершения периода послеуборочного дозревания лабораторная всхожесть семян овса достигает 94 %, что на 3 % ниже, чем у пшеницы и ячменя. Существенных различий между сортами и фонами питания не выявлено (таблица 3).

Выявлена тесная корреляционная связь между лабораторной всхожестью семян ячменя и среднесуточной температурой воздуха и суммой осадков (r = 0,9 и -0,8), средняя у овса (r = 0,4 и -0,6) и слабая у пшеницы.

Таблица 3 - Лабораторная всхожесть семян яровых зерновых культур, %, среднее за 2008 - 2010 гг.

* Примечание: наименьшая существенная разница не доказывается (Fф < Fт)

Послеуборочное дозревание. В Предуралье исследования по изучению продолжительности периода послеуборочного дозревания проводили впервые, но они подтвердили высказывание В.Е. Писарева (1949) и многих других ученых, что характер и длительность данного периода зависят от условий года и от наследственной природы культуры (таблица 4). Выявлена тесная обратная корреляционная связь по пшенице и ячменю (r = - 0,86 и - 0,81 соответственно) между среднесуточной температурой воздуха в период формирования зерна и продолжительностью периода послеуборочного дозревания, по овсу связь между данными показателями средняя (r = - 0,48). Прямая тесная связь отмечена между продолжительностью периода дозревания и количеством осадков у овса и ячменя (r = 0,98), средняя у пшеницы (r = 0,36).

Самым продолжительным было дозревание семян у овса, а у пшеницы и ячменя этот период изменялся по годам. В более увлажненный 2008 год (ГТК за период формирования зерна 1,5) у пленчатых культур (ячмень, овес) период послеуборочного дозревания был продолжительнее, чем у пшеницы. Так, у пшеницы он составил в среднем 23 дня, у ячменя - 37 дней и у овса более трех месяцев. В более засушливые 2009 и 2010 годы (ГТК = 1,1 и 1,0) данный период у ячменя сократился до 8 - 26 дней, а у овса - до 18 - 43 дней, т.е. был, сопоставим с периодом послеуборочного дозревания пшеницы. Поэтому изречение, что “ячмень начинает расти, когда ручьи потекут” по современным сортам можно считать устаревшим. Таким образом, большую вариацию продолжительности периода послеуборочного дозревания в годы исследований наблюдали у овса и ячменя, коэффициенты вариации составили 56 и 53% соответственно, меньше он изменялся у пшеницы (V = 48 %).

Таблица 4 - Влияние фона питания и сорта на продолжительность периода послеуборочного дозревания семян яровых зерновых культур

В разные годы период послеуборочного дозревания различался по сортам. Так, у раннеспелой пшеницы Иргина в 2008 и 2010 годы он был продолжительнее на 2 - 11 дней, чем у среднеспелого сорта Красноуфимская 100, а в 2009 году, наоборот, у сорта Красноуфимская 100 период дозревания был длиннее на 20 дней. У ячменя Эколог послеуборочное дозревание два года из трех лет исследований было на 1 - 3 дня короче, чем у сорта Гонар. В 2008 году оба сорта овса закончили послеуборочное дозревание в декабре. В 2009 году по сорту Дэнс данный период был короче на 7 дней, чем по сорту Факир, в 2010 году, наоборот, у овса Дэнс послеуборочное дозревание было на 2 дня продолжительнее. В среднем за три года существенной разницы в продолжительности послеуборочного дозревания по сортам и фонам питания не выявлено.

Энергия прорастания. Данный показатель посевных качеств семян не нормируется ГОСТом, но она не должна быть ниже 50%, и чем выше энергия прорастания, тем семена полноценнее. Исследованиями установлено, что яровые зерновые культуры формируют семена с высокой энергией прорастания (больше 85%), у семян пшеницы она составила 92%, что существенно на 3 и 7% выше, чем у семян ячменя и овса соответственно. В годы с нормальным увлажнением (ГТК = 1,5) в период формирования и созревания зерна энергия прорастания семян зерновых культур длительное время (до середины февраля) не достигает максимальной величины. В засушливые и сухие годы (ГТК = 1,1; 1,0) энергия прорастания достигает максимальных значений сразу после прохождения семенами послеуборочного дозревания. Таким образом, наши исследования подтверждают необходимость проведения перед посевом воздушно-теплового обогрева не только семян овса, но и других яровых зерновых культур, особенно если они формировались и созревали во влажные прохладные годы. Наиболее стабильной энергия прорастания при завершении периода послеуборочного дозревания была у пшеницы Ирина (V = 2%). По остальным сортам она была более вариабельной: Красноуфимская 100, Гонар (V = 10%), Дэнс, Факир, Эколог (V = 7%). Фон питания существенного влияния на энергию прорастания не оказывает.

Дружность прорастания. После завершения послеуборочного дозревания в день в среднем прорастало 25% семян пшеницы, 22% - семян ячменя, и самую низкую дружность прорастания наблюдали у семян овса - 20%. Семена не прошедшие послеуборочное дозревание прорастают менее дружно в отличие от семян, имеющих полную спелость. Установлено, что на дружность прорастания семян яровых зерновых культур не влияют фон питания и сорта. Более стабильная дружность прорастания семян по годам выявлена у сортов пшеницы (V = 15%), по ячменю и овсу коэффициент вариации составил 19 и 21% соответственно.

Сила начального роста. Установлено, что фон питания и сорт на силу начального роста влияния не оказывали. В среднем за три года исследований у пшеницы и ячменя этот показатель составил 94%, что существенно на 7% выше, чем по овсу. Сила начального роста семян яровых зерновых культур по годам была стабильной (V = 4%).

Травмированность. В результате исследований выявлено, что при уборке яровых зерновых культур в фазе твердой спелости (при влажности зерна 14 - 18%) семена травмируется слабо. В среднем за три года их макротравмированность изменялась от 3,4 до 5,4%, и зависела от фона питания и культуры. Семена пшеницы наиболее подвержены травмам, в среднем их травмированность составила 5,2%, что существенно больше на 0,8 - 0,9%, чем у семян овса и ячменя соответственно. Травмированность семян не зависит от сорта. Таким образом, низкая травмированность семян зерновых культур в годы исследований предопределила их посевные качества, но, не смотря на небольшое количество макротравм, выявлена средняя корреляционная связь между травмированностью семян зерновых культур и их лабораторной всхожестью (r = - 0,4).

Выравненность и крупность. Исследованиями установлено, что фон питания и сорт на выравненность и крупность семян существенного влияния не оказывают. Сорта яровых зерновых культур независимо от условий года формировали семена с высокой выравненностью (81 - 99%), но она различалась по исследуемым культурам. В среднем за три года исследований наиболее высокую выравненность семян имел ячмень, выход семян с решет 2,4 и 2,2 мм составил 99%, что существенно выше на 2%, чем у семян пшеницы и на 18%, чем у семян овса. При определении крупности также выявлено, что ячмень имеет наиболее крупные семена, данный показатель составил в среднем 93%, что существенно больше на 9 и 41%, чем у пшеницы и овса соответственно. Наименьшая крупность семян отмечена у овса, в среднем она составила 52%. Изменения выравненности и крупности семян по культурам показывают, что у овса семена имеют наибольшую матрикальную разнокачественность, а наименьшая она у ячменя. Эти исследования подтверждают необходимость калибровки семян современных сортов овса, а также пшеницы. В меньшей степени этот прием важен на ячмене.

3.3. Урожайные свойства семян

Урожайные качества семян - это способность сортов сохранять урожайность определенного уровня во времени. Урожайные свойства семян яровых зерновых культур определяли в течение двух лет, при пересеве семян урожая 2008 и 2009 года. Закладывали двухфакторный микроделяночный опыт: фактор А - культура; фактор В - сорт. Повторность шестикратная, площадь делянки 1 м2. В среднем за два года исследований урожайность овса была существенно больше на 153 г/м2, чем урожайность пшеницы, и отмечена тенденция увеличения его урожайности на 16 г/м2 по сравнению с урожайностью ячменя. Установлено, что семена всех сортов формируют урожайность по тем же закономерностям, что и в основном опыте независимо от их посевных качеств. При корреляционном анализе выявлено, что между лабораторной всхожестью и урожайными свойствами существует средняя отрицательная связь (r = - 0,54). Более тесная и прямая связь отмечена между урожайностью и урожайными свойствами (2009 году r = 0,82, 2010 году r = 0,49), что подтверждает мнение о необходимости достижения высокой урожайности на семенных посевах.

4. Экономическая и производственная оценки возделывания яровых зерновых культур

Экономическая оценка возделывания яровых зерновых культур на семена показала, что наибольший условный чистый доход 15358 руб./га получен при возделывании овса, что на 8056 и 3850 руб./га больше, чем при возделывании пшеницы и ячменя соответственно. Рентабельность производства семян овса составила 71%, ячменя - 59% и пшеницы - 38%. При сравнении сортов пшеницы выявлено, что сорт Красноуфимская 100 по условному чистому доходу превосходит сорт Иргина на 2158 руб./га. Разница между сортами ячменя составила 843 руб./га в пользу сорта Гонар. Овес Факир по условному чистому доходу превосходит сорт Дэнс на 2271 руб./га. Даже сравнительно невысокие дозы удобрений (NPK)30 снижали условный чистый доход при выращивании семян с 11690 руб./га до 11089 руб./га, а рентабельность на 10%, что может свидетельствовать о нецелесообразности дальнейшего их увеличения.

В производственном опыте подтверждено преимущество овса, который сформировал урожайность 3,9 т/га, что на 0,8 т/га больше, чем пшеница. Пшеница Красноуфимская 100 урожайнее сорта Иргина на 0,9 т/га (35%).

И в производственных условиях получены семена с высокой жизнеспособностью (98%) и лабораторной всхожестью (92 - 99%). Экономическая оценка показывает, что изменение структуры посевных площадей и сортосмена эффективны. Замена пшеницы Иргина на сорт Красноуфимская 100 и на овес Дэнс может обеспечить получение дополнительного чистого дохода 4091 руб./га и 8485 руб./га соответственно.

Выводы

1. В Предуралье на дерново-мелкоподзолистой тяжелосуглинистой среднеокультуренной почве наиболее высокую (3,71 т/га) и достаточно устойчивую урожайность (V = 26%) обеспечивает овес, что на 19% больше урожайности ячменя и на 39% больше, чем у пшеницы. Урожайность пшеницы наименее устойчива по годам (V = 34%). Среднеспелая пшеница Красноуфимская 100 урожайнее раннеспелого сорта Иргина на 0,5 т/га (21%), среднеспелый овес Факир урожайнее среднераннего сорта Дэнс на 0,23 т/га (6%), а ячмень Гонар на 0,16 т/га (5%) урожайнее сорта Эколог. Внесение минеральных удобрений в дозе (NPK)30 обеспечивает получение урожайности зерна яровой пшеницы 2,8 т/га, ячменя 3,27 т/га, овса 3,78 т/га, что соответственно на 10, 11 и 4% больше, чем на фоне без удобрений.

2. Продуктивность метелки овса составила в среднем 1,13 г, что на 0,27 и 0,28 г (31 и 32%) больше, чем у ячменя и пшеницы соответственно. Количество зерен в колосе среднеспелой пшеницы Красноуфимская 100 было больше на 1,6 шт. (7%), а масса 1000 зерен на 2,9 г (8%), чем у раннеспелого сорта Иргина. Ячмень Гонар превосходил сорт Эколог по массе 1000 зерен на 3,3 г (6%), а среднеспелый овес Факир среднеранний сорт Дэнс по количеству зерен в метелке на 5,8 шт. (14%). Внесение минеральных удобрений увеличивает продуктивность соцветия в среднем на 0,04 г, максимальную площадь листьев - на 3 тыс. м2/га, ФП - на 87,2 тыс. м2*сутки/га. Способность культур и сортов формировать большую продуктивность соцветия указывает на более высокие компенсаторные свойства, позволяющие лучше нивелировать потерю их урожайности, вызванную процессами изреживания растений. Преимущество ячменя над пшеницей и овсом проявляется в его способности к большему продуктивному кущению.

3. Масса 1000 зерен больше зависит от наследственных особенностей культуры и сорта, чем от метеорологических условий и фона питания. Максимальная масса 1000 абсолютно сухих зерен у сортов овса формируется в середине фазы восковой спелости при влажности 35 - 28%. У сорта Дэнс она достигла 29,0 г, что на 1,9 г больше, чем у сорта Факир. У раннеспелой пшеницы Иргина это отмечали в конце тестообразного состояния - начале восковой спелости (влажность зерна 43 - 36%), у среднеспелого сорта Красноуфимская 100 - в середине восковой спелости (35 - 30%). У сорта Красноуфимская 100 максимальная масса 1000 зерен достигла 38,0 г, что на 3 г больше, чем у сорта Иргина. Ячмень Гонар формировал максимальную массу 1000 зерен 50,5 г в конце тестообразного состояния - начале восковой спелости при влажности 42 - 39%. У сорта Эколог она меньше на 2,2 г и отмечается в период от конца тестообразного состояния до середины восковой спелости (влажность зерна 42 - 32%).

4. Истекание зерна пшеницы и ячменя происходит ежегодно и составляет в среднем соответственно 16 и 14%, достигая в отдельные годы 20 - 23%. У овса это явление наблюдается не каждый год, его размер в среднем составляет 9%, достигая 14 - 16%. Величина истекания возрастает при увеличении продолжительности процесса. У пшеницы и ячменя в отдельные годы оно наступает уже в середине восковой спелости зерна при влажности 30 и 35 % соответственно. У сорта Иргина это явление начинается позже в конце восковой спелости (влажность зерна 23%). Истекание зерна овса начинается только при наступлении твердой спелости.

5. На среднеокультуренных дерново-мелкоподзолистых почвах Предуралья все сорта зерновых ежегодно обеспечивают получение кондиционных семян с лабораторной всхожестью не ниже 92%. Лабораторная всхожесть семян пшеницы и ячменя достигает 97%, что на 3% выше, чем семян овса.

6. Семена пшеницы отличаются наиболее высокой энергией прорастания - 92%, что на 3 и 7% больше, чем у семян ячменя и овса, дружностью прорастания - 25%, что больше на 3 и 5%, силой роста - 94%, что на 7% больше, чем у овса. При уборке в фазе твердой спелости макротравмированность семян пшеницы превышает 5,4%, у пленчатых культур на 0,8 - 0,9% ниже. Семена ячменя отличаются высокой выравненностью - 99% и крупностью - 93%, что на 2 и 9% больше, чем у семян пшеницы и на 18 и 41% больше, чем у овса, и указывает на различия в матрикальной разнокачественности семян. Сорт и фон питания не оказывают влияния на лабораторную всхожесть, энергию, дружность прорастания, силу роста, травмированность, выравненность и крупность семян.

7. Установлена (впервые в Предуралье) продолжительность периода послеуборочного дозревания семян, которая зависит от метеорологических условий в период формирования и созревания семян, а также от культуры. В среднем за три года исследований послеуборочное дозревание семян пшеницы продолжалось 27 дней, семян ячменя - 24 дня, и овса - 58 дней. В сухие годы (ГТК = 1,0 - 1,1) у ячменя она составляет в среднем 8-26 дней, у овса - 18-43 дня, а в более влажные (ГТК = 1,5) достигает соответственно 37 и 113 дней. У пшеницы послеуборочное дозревание семян продолжается 16 - 43 дня и не зависит от погодных условий. Во влажные годы лабораторная всхожесть овса и энергия прорастания семян у всех зерновых культур достигает максимальных величин только к середине февраля.

8. Все сорта яровых зерновых культур сохраняют высокие урожайные свойства.

9. Рентабельность производства семян овса составила 71%, ячменя - 59%, и пшеницы - 38%. Даже невысокие дозы удобрений (NPK)30 снижают рентабельность в среднем на 10%. При выращивании на семена замена в производстве пшеницы сорта Иргина на сорт Красноуфимская 100 может обеспечить получение дохода 4091 руб./га, а на овес Дэнс 8485 руб./га.

Рекомендации производству

На дерново-мелкоподзолистых тяжелосуглинистых среднеокультуренных почвах Предуралья:

- для повышения величины и стабильности урожайности яровых зерновых культур расширить посевы среднеспелых сортов: пшеницы Красноуфимская 100, овса Факир, ячменя Гонар;

- для снижения потерь от истекания пшеницу Красноуфимская 100 и ячмень убирать в середине восковой спелости (влажность зерна 28 - 25%), а пшеницу Иргина и овес в - конце восковой спелости (влажность зерна 24-21%);

- для получения семян кондиционных по лабораторной всхожести и с низкой себестоимостью применять удобрения в дозах не более (NPK)30;

- при очистке семян использовать решета 2,4 - 2,2 мм, что обеспечивает выход выравненных семян ячменя - 99%, пшеницы - 97%, овса - 81%;

- семена зерновых культур, выращенные в условиях повышенного увлажнения (ГТК = 1,5), обязательно подвергать воздушно-тепловому обогреву.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

Статьи в журналах рекомендованных ВАК РФ

1. Яркова, Н.Н. Урожайность и посевные качества семян яровых зерновых культур в Предуралье / Н.Н. Яркова, С.Л. Елисеев // Известия Самарской ГСХА. - 2010. - № 4. - С. - 78 - 81.

2. Елисеев, С.Л. Период послеуборочного дозревания и посевные качества семян яровых зерновых культур в Предуралье / С.Л. Елисеев, Н.Н. Яркова // Аграрный вестник Урала. - 2010. - № 12 (79). - С. 25 - 26.

3. Яркова, Н.Н. Урожайность и посевные качества семян овса в Предуралье / Н.Н. Яркова, С.Л. Елисеев // Аграрный вестник Урала. - 2011. - № 3 (82).

Статьи в журналах, тематических сборниках и материалах конференций

4. Яркова, Н.Н. Влияние удобрения и сорта на формирование и послеуборочное дозревание зерна яровой пшеницы / Н.Н. Яркова, Л.С. Аликина // Молодежная наука: технологии, инновации: Сб. научн. тр. 69-й Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов / ФГОУ ВПО «Пермская ГСХА». - Пермь, 2009. - С. 69 - 71.

5. Яркова, Н.Н. Сравнительная урожайность сортов яровых зерновых культур в Предуралье / Н.Н. Яркова, С.Л Елисеев // Высшему агрономическому образованию в Удмуртской республике - 55 лет: Материалы Всерос. науч.- практ. конфер., посвящ. 55-летию агрономического факультета / ФГОУ ВПО «Ижевская ГСХА». - Ижевск, 2009. - С. 22 - 26.

6. Зюлева, Н.А. Влияние удобрений и сорта на урожайность и посевные качества семян яровой пшеницы в Предуралье / Н.А. Зюлева, Н.Н. Яркова // Молодежная наука 2010: технологии, инновации: Материалы 70 Всерос. науч. - практ. конфер. молодых ученых, аспирантов и студентов, посвящ. 80-летию Пермской ГСХА / ФГОУ ВПО «Пермская ГСХА». - Пермь, 2010. - С. 23 - 26.

7. Яркова, Н.Н. Влияние удобрений на урожайность и посевные качества семян яровых зерновых культур в Предуралье / Н.Н. Яркова, А.С. Пепеляев // Молодежная наука 2010: технологии, инновации: Материалы 70 Всерос. науч.- практ. конфер. молодых ученых, аспирантов и студентов, посвящ. 80-летию Пермской ГСХА / ФГОУ ВПО «Пермская ГСХА». - Пермь, 2010. - С. 92 - 94.

8. Яркова, Н.Н. Урожайность и период послеуборочного дозревания яровой пшеницы в Предуралье / Н.Н. Яркова, С.Л. Елисеев // Инновационному развитию АПК научное обеспечение: Сб. научн. ст. Международной науч. - практ. конфер. посвящ. 80-летию Пермской ГСХА / ФГОУ ВПО «Пермская ГСХА». - Пермь, 2010. - С. 271 - 274.

Размещено на Allbest.ru