Роль агроэкологических условий в формировании посевных качеств и урожайных свойств семян яровой пшеницы тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 06.01.09, кандидат сельскохозяйственных наук Аносов, Сергей Иванович

• Аносов, Сергей Иванович
• кандидат сельскохозяйственных наук
• 2007

Оглавление диссертации кандидат сельскохозяйственных наук Аносов, Сергей Иванович

Введение

Глава 1. Экологическая изменчивость урожайных свойств и посевных качеств семян

Глава 2. Объекты, условия проведения и методы исследований

2.1. Пшеница мягкая яровая как объект исследований

2.2. Краткая характеристика почвенно-климатических зон 36 Новосибирской области

2.3. Методика и условия проведения исследований

Глава 3. Урожайность, качество семян и условия вегетации яровой 51 пшеницы в Новосибирской области

Глава 4. Урожайные свойства и посевные качества семян яровой пшеницы в зависимости от условий их репродуцирования

Выводы

Предложения производству

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Роль агроэкологических условий в формировании посевных качеств и урожайных свойств семян яровой пшеницы»

Актуальность проблемы. Дальнейшее увеличение производства зерна, предусмотренное Национальным проектом развития аграрного сектора, возможно лишь на основе использования эффективных технологий возделывания сельскохозяйственных культур, подбора сортов и качественных семян. По данным Государственной комиссии по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур, при посеве высококачественными семенами лучших районированных сортов урожай зерна повышается на 15-20 %.

Ежегодно в среднем по России высевают 4-7 % некондиционного материала, а доля семян яровых зерновых культур первого класса составляет лишь 40-45 %. По данным Новосибирской областной государственной семенной инспекции, за последние 15 лет в области высевалось семян пшеницы I и II класса 60 %, овса - 23, ячменя - 10 %.

Это не позволяет и наполовину реализовать достижения селекции и возможности значительного увеличения производства зерна, заложенные в современных технологиях. Вследствие этого зерновое хозяйство несет большие и неоправданные потери (Гуляев, 1992). Решение этого вопроса тесно связано с развитием системы семеноводства, его специализацией и концентрацией. В отличие от товарного зерна, при производстве семян, показатели качества которых в значительной степени зависят от условий выращивания, требуется более подробная оценка агроэкологических условий при размещении семеноводческих посевов и соответствия этих условий сортовым особенностям выращивания культур.

По данным многих исследователей (Константинов, 1925; 1939; Плотников, 1937; Никитенко, 1968; Макрушин, 1985; Сечняк, Киндрук, Слюсаренко, 1986; 1989; Чазов, 1970; 1980; 1988 и др.), посевные качества и урожайные свойства семян зависят от места их выращивания. Разница в урожайности при посеве семян одного и того же сорта и той же репродукции, но полученные в неодинаковых условиях, может достигать 80 %. Выявлены значительные различия в репродуктивных свойствах семян зерновых при их выращивании в условиях горизонтальной и вертикальной зональности. На основании этих исследований были выделены области, где можно получать семена высокого качества. Однако действие факторов внешней среды на качество семян в пределах административных областей изучены слабо (Никитенко, Легостаев, 1984).

Новосибирская область характеризуется разнообразием почвенно-климатических условий, что определяет необходимость и важность выделения зон, наиболее благоприятных для получения высококачественных семян яровой пшеницы для увеличения семенной продуктивности растений. В силу этого актуальность проблемы не вызывает сомнений.

Цель исследований - изучить агроэкологические условия вегетации яровой пшеницы и их влияние на посевные качества и урожайные свойства зерна для определения природных зон с оптимальными условиями формирования семян высокого качества в Новосибирской области.

Для этого необходимо решить следующие задачи: на основании многолетних данных сгруппировать районы области по уровню урожайности и качеству семян яровой пшеницы и составить соответствующую картограмму; определить влияние гидротермических условий различных периодов вегетации на урожайность сортов яровой пшеницы различных групп спелости в природных зонах области; изучить посевные качества семян пшеницы, репродуцированных в различных природных зонах области, и их связь с гидротермическими условиями периодов вегетации; исследовать урожайные свойства семян, выращенных в различных природных зонах, определить связь их урожайных свойств с посевными качествами, а также условиями формирования.

Научная новизна. Впервые в Новосибирской области применен агро-экологический подход в семеноводстве зерновых культур. При этом обобщены и проанализированы статистические данные по урожайности и качеству семян яровой пшеницы за 24 года в 30 административных районах, входящих в 6 природных зон, и составлена соответствующая^ картограмма. На основе многолетних данных сделан анализ гидротермических условий периодов вегетации сортов пшеницы различных групп спелости во всех природных зонах области. Определено влияние этих условий на величину показателей посевных качеств и урожайных свойств семян яровой пшеницы различных по скороспелости сортов. Выделены природные зоны с оптимальными условиями формирования семян высокого качества.

Защищаемые положения: агроэкологическое обоснование производства семян яровой пшеницы с высокими посевными качествами и урожайными свойствами; совершенствование системы семеноводства на основе агроэкологическо-го подхода к размещению семенных посевов.

Практическая значимость работы. Показана зависимость формирования высокого урожая семян хорошего качества от гидротермических условий периода вегетации в различных природных зонах Новосибирской области. Определены природные зоны с благоприятными гидротермическими показателями для получения семян яровой пшеницы различных по скороспелости сортов. За счет увеличения доли семеноводческих посевов в этих зонах возможно существенно увеличить рентабельность производства семян, т.к. при этом повышается урожайность и качество семян пшеницы.

Основные положения диссертации изложены в журнале «Сибирский вестник сельскохозяйственной науки» и различных сборниках научных работ СО РАСХН.

Апробация результатов. Результаты исследований докладывались на проблемном совете по растениеводству, селекции, биотехнологии и семеноводству сельскохозяйственных культур в Сибири (Омск, 1995 г.), на научной конференции, посвященной 85 - летию со дня рождения И.И. Синягина (Новосибирск, 1996 г.), а также на ученых советах СибНИИ растениеводства и селекции, СибНИИ земледелия и химизации сельского хозяйства.

Работа выполнена под руководством доктора биологических наук Наталии Григорьевны Власенко, которой автор приносит глубокую благодарность. Автор также выражает искреннюю признательность кандидату сельскохозяйственных наук Т.Т. Кузнецовой и Е.М. Черепановой за большую практическую помощь.

Заключение диссертации по теме «Растениеводство», Аносов, Сергей Иванович

Выводы

1. Уровень урожайности яровой пшеницы в Новосибирской области имеет чёткие зональные различия. В зонах подтайги предгорий и северной лесостепи предгорий, а также в восточной части южной лесостепи низменности формируется высокая урожайность, в северной лесостепи низменности и западной части южной лесостепи низменности - средняя, в подтайте низменности и южной степи низменности - низкая.

2. Семена пшеницы с высокими посевными качествами формируются в северной лесостепи предгорий, южной лесостепи и степи. Низкое качество семян соответствует зонам подтайги низменности и предгорий, северной лесостепи низменности.

3. Основными факторами, определяющими величину урожайности яровой пшеницы в природных зонах, являются условия тепло- и влагообеспеченности периодов вегетации, доля влияния которых составляет 61-87 %.

4. Важную роль в формировании урожайности яровой пшеницы играют продолжительность периода всходы - колошение (г = 0,582.0,901), а также температура воздуха (г = - 0,556. - 0,899), количество выпавших осадков (г = 0,531.0,913) и величина ГТК (г = 0,556.0,936) в данный период.

5. Оптимальные условия периода всходы - колошение для скороспелых сортов складываются в зонах подтайги и северной лесостепи предгорий, для среднеранних сортов - в зоне северной лесостепи предгорий, а также в северной и южной лесостепи низменности, для среднеспелых - в зоне северной лесостепи предгорий и южной лесостепи низменности.

6. Урожайные свойства и посевные качества семян зависят от условий их формирования. Наиболее высокими урожайными свойствами обладают семена сортов трех групп спелости, выращенные в зоне северной лесостепи предгорий. В зависимости от сорта и года репродуцирования урожайность варьирует от 3,0 до 4,67 т/га. Низкие урожайные свойства проявляют семена из подтайги низменности и предгорий, северной лесостепи и южной степи низменности. Различия в урожайных свойствах в основном определяются способностью растений к формированию продуктивного стеблестоя.

7. Величина показателей посевных качеств семян яровой пшеницы существенно различается в зависимости от сорта, условий года репродуцирования и природной зоны. У семян из подтаёжных зон энергия прорастания на 7-14 %, лабораторная всхожесть - на 5-7 %, сила роста - на 6-13% ниже по сравнению с семенами из остальных природных зон.

8. Степень заражённости семян Bipolaris sorokiniana и грибами родов Fusarium и Alternaria связана с сортовыми особенностями, условиями года и природной зоны. В значительной степени инфицированы семена из подтаёжных зон (33-41 %), в меньшей степени - из южной лесостепи и степи низменности (15-28 %).

9. Степень инфицированности семян грибами зависит от продолжительности периода колошение - восковая спелость пшеницы (г= - 0,711), а также от средней температуры воздуха (г= - 0,711) и суммы осадков (г = 0,658) за этот период. Она оказывает отрицательное влияние на энергию прорастания (г = -0,607. -0,756) и лабораторную всхожесть (г= - 0,693. - 0,709) семян.

10. Условия периода колошение - восковая спелость оказывают различное влияние на посевные качества семян сортов пшеницы. Энергия прорастания скороспелого сорта связана со средней температурой воздуха (г = 0,757) и ГТК (г = - 0,617), среднераннего сорта - с продолжительностью периода (г = -0,523) и средней температурой воздуха (г = 0,730) этого периода. Лабораторная всхожесть связана с продолжительностью периода колошение - восковая спелость (г = - 0,770. - 0,799); температурой воздуха (г = 0,849.0,953), суммой осадков (г = - 0,501. - 0,777) и ГТК (г = - 0,535. - 0,688). Сила роста, как правило, не зависит от отдельных показателей условий периода колошение - восковая спелость пшеницы.

11. Содержание белка в семенах пшеницы изменяется в зависимости от условий выращивания семян в меньшей степени, чем их посевные качества.

Продолжительность периода колошение - восковая спелось (в зависимости от сорта г = - 0,543. - 0,638) и его средняя температура воздуха (г = 0,558. 0,583) оказывают наибольшее влияние на этот показатель. Не выявлено тесной связи между содержанием белка в семенах пшеницы и их посевными качествами.

Предложения производству

Для увеличения производства семян с высокими посевными качествами и урожайными свойствами и при формировании страховых и переходящих фондов различных по продолжительности вегетационного периода сортов следует учитывать агроклиматические особенности природных зон.

Для рационального размещения семеноводческих посевов целесообразно использовать картограмму урожайности и качества семян яровой пшеницы в Новосибирской области.

Семеноводство скороспелых сортов пшеницы рекомендуем концентрировать в северной лесостепи предгорий, среднеранних и среднеспелых сортов - в северной лесостепи предгорий и южной лесостепи низменности.

Список литературы диссертационного исследования кандидат сельскохозяйственных наук Аносов, Сергей Иванович, 2007 год

1. ГОСТ 12038-84 Семена сельскохозяйственных культур: Метод определения всхожести. М.: Изд-во стандартов, 1985. - 57 с.

2. ГОСТ 12042-80 Семена сельскохозяйственных культур: Метод определения массы 1000 семян . М.: Изд-во стандартов, 1985. - 57 с.

3. Адаптивно-ландшафтные системы земледелия Новосибирской области. Новосибирск, 2002,- 387 с.

4. Агроклиматические ресурсы Новосибирской области. Ленинград: Гид-рометеоиздат, 1971. - 154с.

5. Азин Л.А. Приемы получения высококачественных семян на Среднем Урале / Л.А. Азин // Селекция и семеноводство. 1963. - № 2. - С. 33-35.

6. Алферова П.А. Влияние экологических условий на качество семян яровой пшеницы / П.А. Алферова // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки.- 1989.-№4.-С. 7-9.

7. Альтергот В.Ф. Нарушение структуры колоса в результате теплового повреждения конуса нарастания пшеницы / В.Ф. Альтергот, С.С. Мордкович, С.Ф. Коваль // Физиология и биохимия культурных растений. 1974. - Т. 6. -С. 580-586.

8. Аникст Д.М. Удобрение яровой пшеницы / Д.М. Аникст. М.; Россель-хозиздат, 1986. - 142 с.

9. Архангельская С.Ф. Влияние крупности и выравненное™ семян ячменя на посевные и урожайные свойства / С.Ф. Архангельская, В.П. Коновалов, П.П. Ковальчук, О.К.Слюсаренко, В.И. Богачков // Селекция и семеноводство. -1970. №3. - С. 49-52.

10. Ацци Дж. Сельскохозяйственная экология / Дж. Ацци. М.; Иностранная литература, 1932. -354 с.

11. Ацци Дж. Сельскохозяйственная биология / Дж. Ацци. М.: Иностранная литература, 1959.- 459 с.

12. Бараев А.И. Яровая пшеница / А.И. Бараев, Н.М. Бакаев, M.JT. Веденеева. М.: Колос, 1978. - 429 с.

13. Барнаков И.В. Научные основы семеноводства зерновых культур / И.В.Баранков. Новосибирск: Наука, 1982. -324 с.

14. Березкин А.Н. Агроэкологическое обоснование размещения производства семян зерновых культур / А.Н. Березкин // Селекция и семеноводство. -1984.-№3.-С-11-13.

15. Березкин А.Н. Модификационная изменчивость семян зерновых культур и ее значение для семеноводства в условиях Нечерноземной зоны / А.Н. Березин // Автореф. дисс.д-ра с.-х, наук. М., 1988. - 48 с.

16. Березкин А.Н. Зависимость урожайных качеств семян яровых культур от места их репродукции / А.Н. Березкин, H.JI. Клочко, В.В. Бакеев, В.Н. Гуй-да, Г.В. Гуляев // Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии. -1978.-№4.

17. Биологические основы уборки урожая зерновых культур в условиях Западной Сибири. Новосибирск, 1984. - 11 с.

18. Биология семян и семеноводство. Пер. с польского С.Н.Мирошниченко. -М, 1976.-С. 44-46.

19. Богомолов A.M. Посевные и урожайные качества семян яровых зерновых культур, выращенных на минеральных и торфяно-болотистых почвах / A.M. Богомолов, В.М. Вашкевич // Сборник научных трудов Белорусской сельскохозяйственной академии, 1972. Т. 97. - С. 20.

20. Большаков Н.В. О производстве семян зерновых культур в Центральном районе НЗ России / Н.В. Большаков, B.C. Абрамов // Селекция и семеноводство. 1994. - №3.- С. 50-53.

21. Бурень В.М. Формирование колоса яровой пшеницы в условиях пониженной температуры на световой стадии / В.М. Бурень // Записки Ленинградского СХИ. 1972. - Т. 194. - С. 45-47.

22. Вавилов Н.И. Избранные труды / Н.И. Вавилов. M.-JL: Издательство АН СССР, 1962. Т. III. - С. 52-54.

23. Вавилов Н.И. Генетика и селекция. Избранные труды / Н.И. Вавилов. -М, 1966.-558 с.

24. Воронцова В.П. Яровая пшеница в Восточной Сибири / В.П. Воронцова.- М.: Россельхозиздат, 1987. 80 с.

25. Галачалова З.Н. Неполноценность семян в Сибири. Пути ее устранения / З.Н. Галачалова // Земледелие. 1968. - № 10. - С. 44-48.

26. Галачалова З.Н. Некоторые причины физиологической неполноценности семян зерновых культур в Западной Сибири / З.Н. Галачалова, В.В. Кун-гурцева, Т.М. Марусина, Г.А. Махоткина. М.: Наука, 1967. - С. 43-57.

27. Генетика культурных растений: зерновые культуры / Под ред. В.Д. Кобылянского и Т.С. Фадеевой. Л.: Агропромиздат, Ленинградское отд., 1986.- 264 с.

28. Германцев Л.А. Влияние температуры воздуха на продуктивность яровой пшеницы в зоне каштановых почв Поволжья / Л.А. Германцев, В.А. Крупнов // Вестник РАСХН. 2001. - №2. - С. 33-36.

29. Германцев Л.А. Влияние температуры воздуха на размер зерна яровой пшеницы в Заволжье / Л.А. Германцев, В.А. Крупнов // Вестник РАСХН. -2004.-№3.-С. 51-53.

30. Гешеле Э.Э. Болезни зерновых культру в Сибири. М.: Сельхозгиз, 1956.- 128 с.

31. Гордеева Т.Н. Влияние сроков посева яровой пшеницы Скала на урожай и посевные качества семян / Т.Н. Гордеева // Сб. науч. тр. Красноярского НИИСХ. Красноярск, 1969. - Т. V. - С. 120-128.

32. Гордеева Т.Н. Влияние условий выращивания яровой пшеницы на посевные качества семян при различных сроках посева / Т.Н. гордеева // Сб. науч. тр. Красноярского НИИСХ. Красноярск, 1970. - Т. VI. - С. 103-110.

33. Гуйда В.Н. Экологические предпосылки зональной специализации промышленного семеноводства озимой пшеницы в ЦРНЗ РСФСР / В.Н. Гуйда // Автореф. дисс. канд. с.-х. наук. М., 1981. -24 с.

34. Гукин Д. Вся мощь Microsoft Excel и Word. Для версий 97, 2000, ХР, 2003 / Д. Гукин. М: НТ Пресс, 2006. - 432 с.

35. Гуляев Г.В. Словарь терминов по генетике, цитологии, селекции, семеноводству и семеноведению / Г.В. Гуляев, В.В. Мальченко. М.: Колос, 1975. -136 с.

36. Гуляев Г.В. Перевод семеноводства на промышленную основу / Г.В. Гуляев. М.: Знание, 1978. - 63 с.

37. Гуляев Г.В. Совершенствовать систему семеноводства полевых культур / Г.В. Гуляев // Вестник РАСХН. 1992. - №4. - С. 17-21.

38. Гусакова Л.П. Определение оптимальных условий формирования семян в многофакторном эксперименте / Л.П. Гусакова, Н.А. Лыкова // Зерновое хозяйство. 2004.- №4.-С. 14-18.

39. Денисов П.В. Структура урожая зерновых культур: Автореф. дисс.д-ра с.-х. наук.-Л., 1970.-48 с.

40. Дмитриев В.Е. Технологические и семенные качества яровой пшеницы в Красноярском крае / В.Е. Дмитриев. Красноярск, 2006. - 203 с.

41. Дмитриенко В.П. Об оптимальных значениях и закономерностях влияния осадков и температуры воздуха на урожайность сельскохозяйственных культур / В.П. Дмитриенко // Труды УкрНИИ гидрометеорологии. М.: Гид-рометиздат, 1969. - Вып. 84. - С. 26-47.

42. Дорофеев В.Ф. Пшеницы мира / В.Ф. Дорофеев, Р.А. Удачин, Л.В. Семенова и др. Л.: ВО Агропромиздат, Ленинградское отд., 1987. - 560 с.

43. Ермилов Г.Б. Полевая всхожесть семян и пути ее повышения / Г.Б. Ермилов. М.: Изд. МСХ РСФСР, 1960. -С. 20-30.

44. Ермилов Г.Б. Некоторые биологические особенности периода прорастания семян сельскохозяйственных культур и возможность прогнозирования их