Оценка посевных качеств семян и повышение адаптивных свойств озимой пшеницы с использованием электрофизических методов

Резервы повьшения урожайности сельскохозяйственных культур за счет улучшения посевных качеств семян используются недостаточно. Как в России, так и других странах ведутся поиски новых нетрадиционных методов зашА1ты растений от вредителей и болезней, улучшения посевных качеств семян и повышения адаптивности культуры к неблагоприятньм факторам внешней среды (Симонова, 2001 — Таранов, Федорищенко, 2001) .В связи с этим большой интерес представляют физические способы обработки семян и электрофизические методы оценки сортовых особенностей и посевных качеств семян сельскохозяйственных культур и их устойчивости к неблагоприятньм условиям внешней среды.

Одним из таких методов, основанным на принципе экстремальности, является термотестирование семян, позволяющее выявить их теплоустойчивость, показатель потенциальной жизнеспособности семян. Известны и такие способы, как электропроводность водных вытяжек из семян, проростков, растенийполное сопротивление (импеданс) растительных тканей переменному току (Стародубцева, 1997) .

В.Н. Мусич, Б. М. Корпели, 198 3- Е. W. Simon, S. Mathavan, 1996; A.A. Powell 198 6- В. Ф. Попов с соавт., 1998, 2000, 2001, считают, что электропроводность водной вытяжки из семян является лучшим методом установления всхожести, силы роста, полевой всхожести. Этот метод может быть использован и для проверки условий хранения, как семян, так и зерна. Метод электролитов, возможно, использовать для определения устойчивости растений к экстремальным условиям, на что указывают Т. В. Олейникова, М. П. Кожушко, 1970; Э. А. Барашкова, 1973; СП. Портуровская, 1979; В. Ф. Попов, 1984; Г. П. Стародубцева, 1997, 2001.

Все эти методы позволяют с достаточно высокой степенью точности оценить физиологическое состояние семян, прогнозировать их полевую всхожесть и устойчивость растений к неблагоприятным условиям внешней среды. Указанные методы отличаются высокой чувствительностью, надежностью, быстродействием и большой производительностью. Все это, а особенно применение этих методов в дополнение к традиционным, позволяют изучать малейшие отклонения в физиологическом состоянии прорастающих семян. В настоящее время применяется более 4 0 физических методов воздействия на семена с целью их стимуляции, приводяшзхЕх к повьш1ению энергии прорастаьшя и всхожести, улучшению качества продукции, увеличению урожайности.

Внимание многих исследователей (Шахов, 1975; Савельев, 1981; Басов, Каменир, Фаин, 1981; Батыгин, Потапова, 1983; Трифонова, 1995; Бородин, Щербаков 1998; Стародубцева, 2000, 2 0 01- Фомичев, Андреев, Чефонов, Ерешко 2 001) привлекает электромагнитная обработка, не требующая больших материальных затрат на изготовление оборудования, легко стыкующаяся с современньзми агротехническими приемами, практически безопасная для обслуживающего персонала и посевного материала (чего не скажешь о химической обработке) и дающая весьма ощутимые положительные результаты.

Сопоставление данных, полученньк разь1ыми исследователями, показывает, что предпосевная обработка семян физическрши факторами в оптимальной дозе способна улучшать посевные качества семян, активизирует растения на самых ранних этапах онтогенеза, сокращая время между посевом и появлением всходов. При этом многими авторами отмечается улучшение качества продукции: содержание сахара, крахмала, масел и других веществ (Блонская, Окулова, 1982; Мартемьянов, Венниченко, Донченко, 1990; Стародубцева, Белоусов, 2001) .

Анализ литературных источников, позволяет сделать вывод о необходимости дальнейшего проведения работ по разработке комплексной оценки посевных, биологических и физиологических качеств семян.

Цель и задачи исследований. Целью работы являлось изучение и обоснование необходимости применения в практике сельскохозяйственного производства электрофизических методов оценки посевных качеств семян наряду с традиционь1ыми, а также вь1яснение влияния электромагнитных полей на урожайные и адаптивные свойства растений озимой пшеницы.

При вьшолнении исследований были поставлены следующие задачи:

• разработать комплексную систему оценки посевных качеств семян и адаптивных свойств растений с использованием электрофизических методов;

• разработать методику расчета времени, необходимого для прогрева зародыша семени до заданной температуры;

• провести моделироваже временного режима прогрева за-родьш1а до заданной температуры у семян пшеницы, ячменя, риса, кукурузы, гороха, подсолнечника;

• изучить влияние электромагнитных полей на адаптив№ 1е свойства растений озимой пшеницы;

• изучить влияние электромагнитных полей на структуру продуктивности, урожайность и технологические качества зерна полученного урожая озимой пшеницы;

• предложить практические рекомендации по использованию электрофизических методов оценки посевных качеств семян и влияния электромагнитных полей на адаптивные свойства растений;

• оценить экономическую эффективность использования электромагнитных полей для улучшения посевных качеств семян озимой пшеницы.

Научная новизна исследований. Впервые в полевых опытах и лабораторных исследованиях, приближенных к производственньм условиям, дана комплексная оценка посевньк качеств семян и устойчивости растений к неблагоприятным факторам среды с использованием электрофизических и традиционных методов.

На запщту выносятся следующее положения:

— использование электрофизических методов в оценке посевных качеств семян озимой пшеницы, полученных как в системе севооборота на фоне внесения удобрительных средств, регуляторов роста, так и в бессменных посевах при различных сроках их хранения после уборки урожая, вьращенных в различных климатических зонах Ставропольского края;

— определение устойчивости семян и растений озимой пшеницы к неблагоприятным факторам внешней среды по: теплоустойчивости семянэлектропроводности водных вытяжек из семян, проростков и растенийполному сопротивлению (импедансу) растительной ткани переменному току;

А повьштение адаптивньк и урожайных свойств озимой пшеницы путем обработки семенного материала электромагнитными полями.

Практическая значимость работы. Использование в агрономической практике физических методов обработки семян перед посевом приводит к сушественному повышению урожайности при низких затратах средств и является одним из факторов формирования устойчивости растений к неблагоприятным условиям среды. Оценка посевного материала и их проростков электрофизическими методами позволяет прогнозировать полевую всхожесть семян и адаптивные свойства растений с высокой степенью достоверности.

Диссертационная работа вьшолнялась в 199 6−2 0 01 гг. в соответствии с планом ШР ФГОУ ВПО СГАУ по теме № 5 «Селекция зерновых и кормовых культур" — раздел 5.4. «Разработка приемов повьшения посевных и урожайных качеств полевых культур с использованием физических методов предпосевной обработки семян» .

Достоверность полученных результатов подтверждается: применением при проведении изменений стандартных приборов и оборудованиястатистической обработкой результатов экспериментовкачественным совпадением ряда результатов с результатами, полученными другими исследователями.

Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались на науч11ых конференциях: «Методы и технические средства повьшения эффективности применения электроэнергии в сельском хозяйстве» (Ставрополь, 1996 — 2000 гг.) — Всероссийской конференции «Современные достижения биотехнологии» (Ставрополь, 1996 г.) — Региональной научно-технической конференции «Вузовская наука — Северо-Кавказскому региону» (Ставрополь, 1997 г.) — Межрегиональной научной конференции «Студенческая наука — экономике научно-технического прогресса» (Ставрополь, 2000 г.) — Региональной конференции «Проблемы экологической безопасности Северо-Кавказского региона» (Ставрополь, 2000 г.) — 1-й Российской научно-практической конференции «Физико-технические проблемы создания новых технологий в агропромышленном комплексе» (Ставрополь, 2 001 г.) .

Публикации. Всего опубликовано 14 работ, в том числе по теме диссертации — 11.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 138 страницах машинописного текста и состоит из введения, 5 глав, выводов, предложений производству и 4 приложений. Содержит 30 таблиц в тексте и 9 таблиц в приложении, 8 рисун.