Особенности агроприемов и воздействия физических факторов при круглогодичном выращивании селекционного материала подсолнечника в фитотронно-тепличном комплексе

Для выполнения планов развития сельскохозяйственной науки, и в первую очередь селекционно-генетических исследований, в нашей стране были созданы селекционные центры. В большинстве селекцентров построены и успешно эксплуатировались специализированные фитотронно-тепличные комплексы, предназначенные для проведения круглогодичных исследований в условиях регулируемой внешней среды, что, несомненно, обеспечивало сокращение сроков создания и внедрение в производство новых, высокопродуктивных сортов и гибридов сельскохозяйственных культур.

Во ВНИИ масличных культур им. B.C. Пустовойта одним из первых в нашей стране был построен экспериментальный фитотронно-тепличный комплекс (ФТК) для круглогодичных исследований по селекции и растениеводству, а также по прикладной фитотронии для масличных культур.

Исследованиями, проведенными в отделе искусственного климата ВНИИМК, была теоретически обоснована и экспериментально подтверждена технология осеннее-зимнего репродуцирования селекционного материала в климатических теплицах и камерах искусственного климата, для каждой масличной культуры. Такая фитотронная технология для целей селекции масличных культур разработана впервые.

После общегосударственного экономического кризиса (с 1992 по 1995 гг., когда исследовательские работы в ФТК были свернуты) началось возобновление исследований, связанных с ускорением селекционных работ. Большой объем работ сейчас выполняется в фитотронно-тепличном комплексе по укоренному созданию новых высокопродуктивных сортов и гибридов подсолнечника по предложенной системе «Фитотрон-поле» .

В ФТК возобновлены также исследования в области применения физических факторов при выращивании ослабленных инцухт-линий подсолнечника.

С использованием современного оборудования в ФТК ВНИ-ИМК разрабатываются приемы и режимы воздействия физических факторов на рост и развитие селекционного материала подсолнечника при его выращивании в осеннее-зимне-весенний период.

Актуальность темы

Для выращивания высоких и стабильных урожаев подсолнечника на Северном Кавказе и других регионах его возделывания, рекомендациями предусмотрено, что сортосмена в проиводственных посевах этой культуры должна производиться через 4−5 лет, при этом в хозяйствах необходимо выращивать по 2−3 сорта и гибридов разных групп спелости.

Все это обусловливает необходимость создавать гибриды и сорта подсолнечника ускоренным методом проводя селекционно-генетическую работу круглый год с использованием фи-тотронно-тепличного комплекса. Но выращивание полноценного селекционного материала в ФКТ в не традиционное время года (осеннее-зимний период) выдвигает требования в разработке специальных фитотронных технологий выполнения указанных работ.

В связи с этим, представленные в нашей диссертационной работе исследования по разработке агроприемов выращивания селекционного материала подсолнечника в ФТК в осеннее-зимний период и способов воздействия физических факторов на рост и развитие родительских форм гибридов подсолнечника будут, способствовать ускоренному созданию новых высокопродуктивных и стабильных гибридов и сортов основной масличной культуры — подсолнечника.

Цели и задачи исследований. Цель исследований заключалась в научном обосновании оптимизации светотермических режимов и условий питания растений подсолнечника для осеннее-зимнего выращивания в теплицах и климатических камерах, а также в разработке эффективных приемов воздействия физических факторов на рост и формировании продуктивности селекционного материала подсолнечника при его круглогодичном выращивании в ФТК в связи с задачами селекции .

Для выполнения указанной цели были поставлены и решены следующие задачи:

— определить эффективность использования подсолнечной лузии и сидеральных культур (кориандра и горчицы) для улучшения структуры почвы и повышения ее плодородия в грунтовых теплицах ФТК;

— оптимизировать сроки сева и площади питания растений подсолнечника при его выращивании в осеннее-зимний период в грунтовых теплицах;

— изучить влияние различных способов полива (наземного и подземного) на рост и развитие линий гибридов подсолнечника при их выращивании в грунтовых теплицах в осеннее-зимний период;

— определить экономическую эффективность использования теплиц ФТК, как альтернативы сетчатым изоляторам при первичном семеноводстве родительских форм гибридов подсолнечника;

— изучить возможность выращивания растений подсолнечника на заменителе почвы-керамзите в камерах искусственного климата;

— оптимизировать световой и температурный режим при выращивании селекционного материала подсолнечника в камерах искусственного климата;

— определить эффективность использования камер искусственного климата для проведения грунтового контроля стерильных материнских форм гибридов подсолнечника;

— изучить влияние предпосевной обработки семян гибридов подсолнечника магнитным полем на дальнейший рост и развитие растенийизучить влияние омагниченной воды, питательного раствора и минерального удобрения на рост и формирования продуктивности родительских форм и гибридов подсолнечника при их выращивании в осеннее-зимний период в ФТК;

— определить эффективность омагничевания труднорастворимых фосфорных удобрений, вносимых в вегетационные сосуды при выращивании гибридов подсолнечника в камерах искусственного климата;

— оценить эффективность применения магнитных полей при сушке семян подсолнечника.

Научная новизна результатов исследований, выносимых на защиту.

На основе 32-летних исследований и практической проверки оптимизированы основные агротехнические приемы выращивания селекционного материала гибридов и сортов подсолнечника в осеннее-зимний период в грунтовых теплицах и камерах искусственного климата ФТК.

Отличительная особенность проводимых научно-исследовательских работ заключается в том, что они впервые непосредственно проводятся с родительскими инбридными линиями гибридов подсолнечника, которые по причине многофакторного инцухтирования обладают пониженным потенциалом жизнедеятельности и продуктивности.

Для стабилизации и повышения качества первичного семеноводства родительских форм гибридов подсолнечника предложены грунтовые теплицы ФТК, как альтернатива сетчатым изоляторам.

Разработаны приемы проведения грунтового контроля стерильных материнских форм гибридов подсолнечника в камерах искусственного климата.

Разработаны приемы магнитоактивации семян, поливной воды, питательного раствора и минеральных удобрений при выращивании родительских форм гибридов подсолнечника в осеннее-зимний период в ФТК.

Определена эффективность омагничевания труднорастворимых фосфорных удобрений, вносимых в вегетационные сосуды при выращивании гибридов подсолнечника в камерах искусственного климата.

Проведена оценка эффективности применения магнитного поля при сушке семян подсолнечника.

Практическая значимость работы. Для улучшения структуры и повышения плодородия почвы в грунтовых теплицах рекомендуется вносить органно-минеральное удобрение, где в качестве органического вещества используются отходы грибного производства — субстрата на основе подсолнечной лузии.

Рекомендуется также при культуреобороте в грунтовых теплицах проводить сидерацию, где в качестве растенийсидератов используются кориандр и горчица белая, которые кроме зеленого удобрения, еще играют роль отпугивателей корнегрызущих насекомых.

При поливе растений подсолнечника, выращиваемого в грунтовых теплицах в осеннее-зимний период рекомендуется использовать подземный полив.

Для сокращения периода вегетации и повышения продуктивности растений подсолнечника рекомендуется проводить магнитоактивацию семян, поливной воды, питательного раствора и минерального удобрения.

Для повышения усвояемости фосфора растениями подсолнечника рекомендуется применять обработку труднорастворимых фосфорных удобрений магнитным полем.

Для сокращения сроков принудительной сушки семян подсолнечника на 25−30% в сушильных агрегатах необходимо производить предварительную магнитоактивацию семян.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 8 работ, 2 патента и 3 авторских свидетельства.

Апробация работы. Материалы и результаты наших исследований были представлены на всесоюзных и всероссийских совещаниях и конференциях в том числе: Всесоюзных совещаниях и семинарах по применению сооружений и установок искусственного климата (Краснодар, 1972, Ленинград АФИ 1979, Орел 1980, Краснодар 1989, 1987). На конференции молодых ученых (Краснодар 1984). На семинаре «Лазеры в технологических системах» (Москва, 1993). На международной научно-практической конференции «Биологическое и лечебное действие магнитных полей» (Витебск, 1999).

1. При интенсивном осенне-зимнем-весеннем культиви ровании масличных культур в грунтовых теплицах фито тронно-тепличного комплекса необходимо проводить мони торинговые исследования по изменению структуры грунта и агрохимических свойств почвы. Результаты такого монито ринга будут являться исходными данными для проведения необходимых почвозащитных мероприятий в грунтовых теп лицах.2. Положительное действие на улучшение структуры и повышение плодородия почвы в грунтовых теплицах оказы вают органоминеральные удобрения, где в качестве орга нического вещества используются отходы грибного произ водства — субстрата на основе подсолнечной лузги (2,0;

2,5 кг/м^) и азотное удобрение (аммиачная селитра — 150;

200 г/м^) .3. Сидерация в грунтовых теплицах — необходимый аг роприем для обогащения почвы органическим веществом. В качестве растений-сидератов в теплицах лучше использо вать кориандр и горчицу белую, которые, кроме зеленого удобрения, еще играют роль и репеллентов корнегрызущих насекомых.4. При выращивании за один год 3-х генераций роди тельских форм гибридов подсолнечника в системе «Фито трон-поле» первые две генерации выращиваются в осенне зимний период в грунтовых теплицах ФТК. Первый (осен ний) срок посева необходимо проводить в первой половине сентября, второй (зимний) — во второй половине декабря. что позволяет уборку урожая осуществлять до начала по левых работ с подсолнечником.5. Площадь питания растений подсолнечника, выращи ваемых в грунтовых теплицах в осенне-зимний период, определяется в зависимости от поставленной задачи: для получения крупных семян (масса 1000 семян 60−65 г.) не обходимо выращивать по 2−3 растения на 1 м^ тепличный площади (при междурядий 0,5 м), но если ставится задача размножить больше семян ценного селекционного материа ла, можно загущать посевы до 5−7 растений на 1 м^. В этом случае с 1 м^. тепличной площади можно получить 1500−2300 полноценных семян, т. е. в два раза больше.6. Для ускорения размножения селекционного материа ла подсолнечника в грунтовых теплицах в осенне-зимний период можно использовать рассадный способ выращивания растений, суть которого состоит в том, что проводится предварительное светостимулирование молодых растений.

(рассады) в вегетационных камерах, где освещенность со ставляет 100−120 Вт/ м^ (25−30 тыс. люкс). Рассаду таким образом выращивают 15−20 дней, что соответствует фазе.

3-х пар листьев. Затем рассаду в торфяных горшочках пе ресаживают в грунт теплиц. Этот способ способствует со кращению вегетационного периода на 20−28 дней.7. Наиболее рациональным и эффективным способом по лива растений подсолнечника в грунтовых теплицах явля ется подземный. При таком способе полива полиэтиленовые трубы диаметром 15 мм с просверленными отверстиями и обвернутые синтетическими волокнами укладываются на глубину 45−50 см. Включение подачи воды по трубам осу ществляется автоматически. Подземный способ полива рас 143 тений исключает образование почвенной корки, снижает затраты по уходу за растениями, снижает расход поливной воды и способствует выращиванию высокопродуктивных рас тений с высоким коэффициентом размножения.8. В качестве альтернативы дорогостоящим грунтовым сетчатым изоляторам можно использовать фитотронно тепличный комплекс. Сев семян линий подсолнечника в грунтовых теплицах производится в начале марта. В этом случае растения подсолнечника выращиваются без примене ния обогрева и подсветки, т. е. с минимальными затрата ми труда и средств. Время цветения подсолнечника в теп лицах при таком сроке сева приходится на начало июня и не совпадает с цветением любых других сортообразцов подсолнечника в полевых условиях. Тем самым создаются условия, препятствующие чужеродному переопылению и спо собствующие сохранению генетической чистоты линий.9. В камерах искусственного климата для выращивания полноценных семян подсолнечника с высокими посевными качествами в качестве заменителя почвы можно использо вать керамзит. Исследованиями установлено, что при вы ращивании подсолнечника на керамзите можно применять питательные растворы Гельригеля, Родникова и Прянишни кова с двойной дозой азота.10. В камерах искусственного климата для круглого дичного выращивания селекционного материала подсолнеч ник может выращиваться до получения полноценных семян при ежесуточном фотопериоде от 12 до 16 часов, мощности лучистого потока (освещенность) при этом не ниже 80−100 Вт/м^ (20−25 тыс. люкс), а темповой период в суточном должен быть не менее б часов.1 1. Оптимальным температурным режимом в климатиче ских камерах для выращивания селекционного материала уменьшается с 60 до 4 0 г, масличность семян снижается с 50 до 43%.12. Грунтовый контроль, для определения уровня г е нетической чистоты по показателям типичности и с т е р и л ь ности у стерильных аналогов материнских форм гибридов подсолнечника можно проводить не только в грунтовых т е плицах в осенне-зимний период, но и круглогодично в к, а мерах искусственного климата. Изучаемые растения выра щиваются в ящиках (60 X 40 X 20) с почвосмесью. При о п тимальных светотермических и почвенно-влажностных режи мах. Оценку изучаемых линий по указанным показателям проводят в фазу цветения .13. Предпосевная обработка семян гибридов подсол нечника магнитным полем повьш1ает их всхожесть на 4%, и способствует сокращению продолжительности межфазных п е риодов и ускоряет наступление фазы цветения на 4 дня, что позволяет сократить энергетические затраты при п р о ведении селекционно-генетических работ в теплицах и к, а мерах искусственного ьслимата.14. Применение омагниченной воды для полива р, а с т е ний при выращивании инцухт-линий подсолнечника в г р у н товых теплицах в осенне-зимне-весенний период с целью получения дополнительного урожая семян родительских форм способствует сокращению периода вегетации на 4 дня, лучшему накоплению биомассы растений, уменьшению количества пустых зерен в корзинке, повышению индивиду альной продуктивности растений, увеличивает массу 1000 семян, количество и массу семян с 1 м^ тепличной площа ди, улучшает посевные качества семян.15. Магнитная обработка питательного раствора (нит рофоска), применяемого как подкормка вегетирующих рас тений линий подсолнечника, выращиваемых в осенне-зимний период в грунтовых теплицах, повышает его стимулирующее действие. Магнитоактивация питательного раствора спо собствует сокращению периода вегетации растений на че тыре дня, увеличению массы и количества семян с одного растения.16. Магнитная обработка минерального удобрения, вносимого в почву при набивке сосудов, и поливной воды положительно влияет на рост и продуктивность растений селекционного материала подсолнечника, выращиваемых в камерах искусственного климата в осенне-зимний период в связи с задачами селекции по ускорению селекционного процесса. Под воздействием магнитоактивации увеличива ется: масса растений на 9%, масса семян с одного расте ния на 10% и количество семян в корзинке на 25%.17. Магнитная обработка фосфорных удобрений, осо бенно труднорастворимых фосфатов Саз (Р04)2/ вносимых в вегетационные сосуды при набивке их почвосмесью, спо собствует повьш1ению усвояемости фосфора растениями под солнечника, что выражается в увеличении массы семян с растения на 21−37%, более интенсивном потреблении этого элемента растениями подсолнечника.18. Магнитная обработка семян подсолнечника перед загрузкой в сушильный агрегат, путем одноили двухра 146 зового просыпания семян через магнитное устройство трубчатого типа, дает возможность сократить сроки сушки семян на 25−30%. Рекомендуемый прием предварительной магнитоактивации семян подсолнечника способствует эко номиии энергозатрат, что удешевляет конечную продукцию при переработке семян подсолнечника. ПРЕДЛОЖЕНИЯ ДЛЯ ПРАКТИЧЕСКОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЫ.

1. Для улучшения структуры и повышения плодородия почвы в грунтовых теплицах рекомендуется вносить орган но-минеральное удобрение, где в качестве органического вещества используются отходы грибного производства ;

субстрата на основе подсолнечной лузги (2,0−2,5 кг/м^) и азотное удобрение (аммиачная селитра 150−200 г/м^) .2. Рекомендуется при культурообороте в отсеках грунтовых теплиц проводить сидерацию, используя в каче стве растений-сидератов кориандр и горчицу белую, кото рые, кроме зеленого удобрения, еще играют роль репел лентов корнегрызущих насекомых.3. При поливе растений подсолнечника, выращиваемого в теплице в осенне-зимний период, рекомендуется исполь зовать подземный полив. В этом случае полиэтиленовые трубы диаметром 15 мм с просверленными отверстиями и обвернутые синтетическим волокном, укладываются на глу бину 45−50 см. Подача воды в подземные трубы может осу ществляться автоматически. При таком поливе растений исключается образование почвенной корки, снижается рас ход поливной воды, выращенные растения селекционного материала подсолнечника отличаются высоким коэффициен том размножения.4. В камерах искусственного климата для выращивания полноценных растений подсолнечника рекомендуется в ка честве заменителя почвы использовать керамзит, при этом нужно использовать питательные растворы Гельригеля, Родникова и Прянишникова с двойной дозой азота.5. Для сокращения периода вегетации и повышения продуктивности растений подсолнечника, выращиваемых в условиях искусственного климата, рекомендуется прово дить магнитоактивацию семян и поливной воды магнитными устройствами КТ-1 трубчатого типа, а для омагничивания поливной воды использовать магнитные устройства СОУ-2 или ММ-32.б Для повышения усвояемости фосфора растениями под солнечника рекомендуется применять предварительную м, а г нитоактивацию фосфорного удобрения, особенно если и с пользуются труднорастворимые фосфаты.7. Для сокращения срока принудительной сушки семян подсолнечника на 25−30% в сушильных, а г р е г, а т, а х необходи мо производить предварительную магнитоактивацию семян, путем 1-разового или 2 -разового пропускания (просыпа ния) через магнитное устройство трубчатого т и п, а. ,.