|
ІНСТИТУТ ЦУКРОВИХ БУРЯКІВ
УКРАЇНСЬКОЇ АКАДЕМІЇ АГРАРНИХ НАУК
МЕЛЬНИК АНДРІЙ ВАСИЛЬОВИЧ
УДК 633.854.78:631.559:633.854.527
ВПЛИВ ЯКОСТІ НАСІННЯ СОНЯШНИКА НА ЙОГО ПРОДУКТИВНІСТЬ В УМОВАХ ПІВНІЧНО- СХІДНОГО ЛІСОСТЕПУ УКРАІНИ
Спеціальність: 06.01.09 - рослинництво
АВТОРЕФЕРАТ
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата сільськогосподарських наук
Київ - 1998
Дисертацією є рукопис
Робота виконана на кафедрі рослинництва Сумського державного аграрного університету Міністерства агропромислового комплексу
Науковий керівник - доктор сільськогосподарських наук, професор
ЖАТОВ Олексій Гнатович,
Сумський державний аграрний університет,
завідувач кафедри рослинництва
Офіційні опоненти - доктор сільськогосподарських наук, професор
ЕРМАНТРАУТ Едуард Рудольфович,
Інститут цукрових буряків, завідувач лабораторії математичних методів досліджень
кандидат сільськогосподарських наук, доцент
СКРИПЛЬОВ Олександр Людвигович
Національний аграрний університет,
доцент кафедри рослинництва
Провідна установа - Інститут олійних культур УААН,
лабораторія технології вирощування,
м. Запоріжжя
Захист відбудеться “24” грудня 1998 р. о 10 годині на засіданні спеціалізованої ради Д 26.360.01 при Інституті цукрових буряків УААН за адресою: 252650, ГСП, Київ-650, вул. Клінічна, 25, другий корпус.
Автореферат розісланий “23” листопада 1998 р.
Вчений секретар
спеціалізованої вченої ради Коломієць О.П.
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми.
На протязі багатьох років підвищення продуктивності соняшнику обумовлювалось впровадженням нових сортів і гібридів та розробкою більш досконалих технологій вирощування. Разом з тим, в недостатній мірі використовувався такий потужний важіль підвищення продуктивності, як якість посівного матеріалу. Тільки маючи в розпорядженні якісне насіння, можна отримати високоякісні сходи, які відзначаються своєчасністю та дружністю проростання, високою життєздатністю, що в свою чергу є запорукою одержання високого врожаю.
Крім цього, в останні роки в усьому світі зростає використання насіння гібридів. Значно зменшити вартість процесу отримання гібридного насіння, зробити його більш технологічним, дозволяє використання гаметоцидів - хімічних речовин, які стерилізують пилок та не знижують жіночу фертильність. В зв‘язку з цим є актуальним визначення впливу гаметоцидів (етрелу) на ступінь виявлення стерильності і урожайність соняшнику.
Мета і завдання досліджень.
Завдання даного дослідження є з’ясування деяких параметрів, що визначають якість посівного матеріалу соняшнику і впливають на врожайність цієї культури в умовах Сумської області. З цією метою вивчались такі питання:
а) визначення впливу вмісту олії в насінні на польову схожість та продуктивність рослин соняшнику;
б) визначення впливу лушпинності насіння на польову схожість і продуктивність рослин соняшнику;
в) визначення впливу строків збирання насіння на польову схожість і продуктивність рослин в наступному році;
г) визначення впливу морфологічних ознак материнських рослин на врожайні властивості насіння яке сформувалось на них;
д) визначення впливу гаметоцидів (етрелу) на стерильність і продуктивність рослин.
Наукова новизна роботи.
В умовах Північно-східного Лісостепу України проведено комплексне вивчення залежності урожайності соняшнику від вмісту олії в насінні, лушпинності насіння, морфологічних ознак та строків збирання насіння материнських рослин. Вперше вивчено вплив обробітку етрелом на стерильність і продуктивність соняшнику. Отриманий таким чином вихідний матеріал представляє собою інтерес для гетерозисної селекції.
Зв‘язок роботи з науковими програмами, планами, темами.
Робота виконувалась в 1994-1997 р.р. в межах планової наукової теми на кафедрі рослинництва Сумського державного аграрного університету № державної регестрації 0196U012442 від 11.06.96.
Практичне значення результатів досліджень.
Матеріали, висновки та основні положення роботи включені в звіти з даної теми. Результати досліджень використовувались при складанні методичних рекомендацій вирощування соняшнику в господарствах Сумської області, а також при виконанні науково-дослідної роботи по створенню вихідного матеріалу для селекції соняшнику.
Матеріали дисертації використовуються в навчальному процесі на курсах підвищення кваліфікації агрономів та при читанні лекцій і проведенні лабораторно-практичних занять у Сумському державному аграрному університеті. Результати досліджень впроваджені в 1997-1998 рр. в КСП “Гудимівкьке” Роменського району, Навчально-дослідному господарстві СумДАУ Сумського району Сумської області на площі 145 га. Одержаний економічний ефект склав 85 тис. 360 грн.
Декларація особистого внеску.
За темою дисертації автором вивчено та систематизовано вітчизняну та світову літературу. Виконані лабораторні та польові досліди, з метою більш досконалого вивчення даних питань проведені також мікроскопічні дослідження та мас-спектрометричні вимірювання. Автором зроблено аналіз та висновки з отриманих даних.
Апробація дисертації.
Основні положення дисертації доповідались на наукових конференціях професорсько-викладацького складу Сумського державного аграрного університету в 1995-98 роках, а також на обласній науково-практичній конференції "Напрямки підвищення продуктивності та якості сільськогосподарської продукції" (Суми, 1995).
Публікація результатів досліджень.
Основні положення дисертації опубліковані в 5 наукових статтях.
Структура і обсяг дисертації.
Дисертаційна робота викладена на 128 сторінках машинописного тексту, містить 29 таблиць, 32 рисунки. Текстова частина складається із вступу, 8 розділів, висновків і пропозицій виробництву. Список літератури включає 215 найменувань, в тому числі 42 іноземних автори. Допоміжний матеріал дисертації поданий в 13 рисунках і 7 таблицях додатку.
ЗМІСТ РОБОТИ
РОЗДІЛ 1 ЛІТЕРАТУРНИЙ ОЛГЯД
В п‘яти підрозділах розглянуто стан проблеми впливу якості насіння на продуктивність сільськогосподарських культур за літературними джерелами вітчизняних та закордонних досліджень. Також вивчено та систематизовано світову літературу, щодо дії етрелу на продуктивність та стерильність рослин.
РОЗДІЛ 2 МЕТОДИКА І УМОВИ ДОСЛІДЖЕНЬ
Експериментальна частина роботи проводилась в 1994-1997 роках на базі Сумського державного аграрного університету і його учбового господарства в лабораторних умовах і в умовах польового досліду. Дослідження проводили з сортом соняшнику ВНІІМК-8883 поліпшений.
Для вирішення поставлених завдань були проведені досліди за наступними схемами:
1.Вплив вмісту олії в насінні на схожість та продуктивність:
а) висів насіння з вмістом олії менше ніж 43 %;
б) висів насіння з вмістом олії від 43 % до 48 %;
в) висів насіння з вмістом олії більш ніж 48 %.
2.Вплив лушпинності на схожість та продуктивність:
а) висів насіння з лушпинністю менше ніж 25 %;
б) висів насіння з лушпинністю від 25 % до 30 %;
в) висів насіння з лушпинністю більш ніж 30 %.
3.Вплив різних строків збирання насіння на схожість та продуктивність у поколінні:
а) висів насіння зібраного через 20 днів після масового цвітіння;
б) висів насіння зібраного через 30 днів після масового цвітіння;
в) висів насіння зібраного через 35 днів після масового цвітіння;
г) висів насіння зібраного через 40 днів після масового цвітіння.
4.Вплив морфологічних ознак материнських рослин на продуктивність у поколінні:
а) висів насіння, відібраного з рослин з висотою стебла до 170, від 170 до 210 см та більш, ніж 210 см;
б) висів насіння, відібраного з рослин з діаметром стебла до 1.8 см, від 1.8 до 2.4 см та більш, ніж 2.4 см;
в) висів насіння, відібраного з рослин з діаметром кошика до 18 см, від 18 до 22 см та більше, ніж 22 см;
г) висів насіння, відібраного з рослини з площею листкової поверхні до 0.4 м2, від 0.4 до 0.5 м2, понад 0.6 м2.
5.Вплив біологічно-активних речовин на стерильність та продуктивність. Обробіток водним розчином етрелу (2-хлоретилфосфонова кислота) в різних концентраціях:
а) вода (контроль);
б) 0.01% розчин етрелу;
в) 0.03% розчин етрелу;
г) 0.05% розчин етрелу;
д) 0.1% розчин етрелу;
ж) 0.2% розчин етрелу.
Розміри облікових ділянок в польових дослідах-50 м2, у виробничих- 2 га. Досліди проводились в 4-х разовому повторенні. Варіанти у повтореннях розміщувались рендомізованим методом. При проведенні досліджень агротехніка була загальноприйнятою для даної зони.
Облік, вимірювання, супутні спостереження проводили у відповідності з “Методикою польових дослідів” (Доспехов Б.А., 1985) та згідно “Методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур”.
Грунт дослідної ділянки - чорнозем типовий малогумусний слабовилугуваний середньосуглинистий на лесу. Товщина гумусового горизонту 65-75 см. Орний шар цього грунту характеризується такими агрохімічними показниками: вміст гумусу 5.1 %, рН сольової витяжки 6.4, сума поглинутих основ 36.2 мг-екв. на 100 г грунту, гідролітична кислотність 1.9 мг-екв. на 100 г грунту, вміст загального азоту 0.197 %, рухомих форм фосфору і калію за Чіріковим відповідно 12.6 і 8.2 мг на 100 г грунту.
Клімат в районі розташування навчально-дослідного господарства СумДАУ помірно-континентальний. Погодні умови за кількістю тепла, вологи та розподілу їх на протязі вегетації відрізнялися за роки проведення досліджень, але в основному забезпечували нормальний ріст і розвиток рослин соняшнику.
Економічну ефективність визначали в цінах, які існували на рік закінчення досліджень (вересень 1998 року).
Математичний розрахунок результатів досліджень проводили методами дисперсійного, кореляційного та регресивного аналізів на ЕОМ ІВМ РС/АТ за програмами, складеними на кафедрі кібернетики та інформатики Сумського державного аграрного університету, а також на основі пакету статистичних програм "STATGRAPHICS", "STATISTICA".
РОЗДІЛ 3 ВПЛИВ ЯКОСТІ НАСІННЯ НА СХОЖІСТЬ ТА ПРОДУКТИВНІСТЬ СОНЯШНИКУ
3.1. Вплив вмісту олії в насінні соняшнику на схожість та продуктивність
В перший період росту паросток існує за рахунок запасів материнського насіння. Отже, від того, наскільки цей запас буде біологічно повноцінним, залежить характер, спрямованість і інтенсивність біохімічних процесів не тільки в цей період, але і на протязі всієї вегетації рослини.
З метою встановлення впливу вмісту олії на процес проростання насіння ми визначили силу росту, лабораторну та польову схожість. Результати досліджень показали, що: енергія проростання та лабораторна схожість зростають при підвищенні олійності насіння (див. табл. 1).
Таблиця 1 Посівні якості насіння соняшнику в залежності
від вмісту олії (в середньому за 1995-1997 рр.)
Найвищу енергію забезпечило насіння з вмістом олії понад 48% - вона склала 92.6 %, що на 6.2 % вище, ніж при пророщуванні низькоолійного (до 43 %) насіння. Різниця між цими варіантами суттєва, НІР0.05 склала 2.5. Варіант з висівом насіння з вмістом олії від 43 % до 48 % займав проміжне положення, енергія проростання була на рівні 89 %.
Результати дисперсійного аналізу показали, що за показником лабораторної схожості спостерігались істотні відмінності. Це можна пояснити тим, що олія є джерелом поживних сполук на перших етапах життя молодого паростка, а кількість її позитивно впливає на проростання насіння при повному забезпеченні іншими факторами життя.
Більш переконливо цю залежність характеризують кореляційні співвідношення. Виявлена позитивна кореляційна залежність між вмістом олії та лабораторною схожістю (R=0.40). Крім цього, з метою визначення формули кореляційної залежності був проведений регресивний аналіз та побудована лінія регресії. Ця залежність описується рівнянням регресії - y=73.6+0.40x.
Сила росту та польова схожість аналогічно, як і попередні показники посівних якостей, зростають при збільшенні вмісту олії (див. табл.1)
Польова схожість в значній мірі залежить від лабораторної, що підтверджується високим коефіцієнтом кореляції R=0.83. Найбільшу польову схожість (80.2%) забезпечив висів насіння з вмістом олії понад 48 %, що істотно вище в порівнянні з сівбою низькоолійним насінням (до 43 %). Сівба насінням з вмістом олії від 43 % до 48% забезпечила одержання близько 79 паростків із 100 висіяних насінин
Результати морфометрічних вимірювань показали, що, не зважаючи на використання олії як запасної речовини на перших етапах розвитку до початку власного автотрофного існування, істотної різниці між варіантами не спостерігалось. Такі показники, як висота рослин та діаметр стебла, були на рівні 195-196 см та 2.6-2.7 см відповідно. Кількість насінин з кошика коливалась від 1198 до 1239 штук.
Основним показником продуктивності соняшнику є вихід насіння і олії з одиниці площі. При сівбі насінням з олійністю від 43 % до 48 % було одержано найвищу урожайність - 38.3 ц/га. Однак, враховуючи, що ознака олійності успадковується у варіанті, де було висіяно насіння з вмістом олії більш, ніж 48 %, олійність покоління була дещо вища і склала 48.7 %. При врожайності 38.0 ц/га збір олії з 1 га в цьому варіанті був найбільшим і склав 18.5 ц/га, що істотно вище в порівнянні з сівбою низькоолійним насінням, де було одержано найменше олії 16.3 ц/га, НІР0.05 склала 1.2. У варіанті при висіві насіння з вмістом олії від 43% до 48 %, збір олії склав 17.8 ц/га (див. табл.2).
Таблиця 2 Вплив вмісту олії в насінні соняшнику на врожайність та збір олії в наступному році (середнє за 1995-1997 рр.)
Отже, в умовах Північно-східного Лісостепу використання насіння з більшим вмістом олії сприяє підвищенню посівних якостей насіння. Це, в свою чергу дає можливість економити посівний матеріал та одержати своєчасно дружні сходи, що є запорукою доброго врожаю. Крім цього, сівба насінням з вмістом олії понад 48 %, завдяки високій врожайності та високій олійності покоління, підвищує збір олії з 1 га посівної площі.
3.2. Вплив лушпинності насіння соняшнику на схожість та продуктивність
Здійснивши кореляціний аналіз вихідного матеріалу, ми встановили взаємозв‘язок між лушпинністю та деякими показниками якості насіння соняшнику. Встановлена тісна обернено пропорційна залежність між лушпинністю та вмістом олії, коефіцієнт кореляції R=-0.63. Цим підтверджується той відомий факт, що низьколушпинні сорти є високоолійними.
При формуванні врожаю важливу роль відіграють морфологічні показники рослин. Тому з метою визначення впливу рівня лушпинності на вегетативну сферу провели спостереження за деякими з них.
За результатами отриманих даних встановлено, що лушпинність вихідного посівного матеріалу істотно не впливає на вегетативну сферу рослин, що сформувалися з нього. Висота рослин у всіх варіантах була на одному рівні і склала 194.4-195.0 см.
Діаметр стебла та кошика також істотно не розрізнявся між варіантами і складав відповідно 2.7, 2.6, 2.7 та 18.9, 19.8, 19.6 см.
Такі показники генеративної сфери, як кількість та маса насіння з кошика, також істотно не відрізнялись.
Урожай насіння та олії у варіантах дещо змінювався. В табл. 3 наведені експериментальні дані, одержані в результаті трирічного вивчення впливу рівня лушпинності на продуктивність соняшнику.
Таблиця 3 Вплив лушпинності насіння на
продуктивність соняшнику (середнє за 1995-1997 рр.).
Збір олії залежить від урожайності та олійності насіння. Виходячи з цього, дещо більше олії з одного гектара (17.0 ц/га) було одержано при використанні низьколушпинного насіння.
Таким чином, показники якості насіння, а саме лушпинність та вміст олії, в деякій мірі впливають на посівні якості та продуктивність рослин соняшнику; використання низьколушпинного та високоолійного насіння підвищує посівні якості та збір олії з 1 га.
РОЗДІЛ 4 ВПЛИВ СТРОКІВ ЗБИРАННЯ НАСІННЯ НА СХОЖІСТЬ ТА ПРОДУКТИВНІСТЬ СОНЯШНИКУ В СЛІДУЮЧОМУ ПОКОЛІННІ
Результати дослідів показали (див. рис. 1), що вологість і лушпинність насіння обернено пропорційно зменшуються із збільшенням періоду після цвітіння від 20 до 40 днів. Прямопропорційну залежність від строків збирання має вміст олії. Найвищим цей показник був при збиранні насіння через 35-40 днів після масового цвітіння і становив 47.8 %.
При збільшенні строків збирання маса 1000 штук насінин зростала. Така тенденція зберігалась у всіх варіантах досліду. Найбільшим цей показник був зафіксований на 40-й день після цвітіння і склав 65.2 г, що істотно вище в порівнянні з насінням, зібраним на 20-й день (51.3 г). Маса 1000 штук насінин, зібраних на 30-35-й день, істотно не відрізнялась від зібраних на 40-й день і склала 61.0 та 63.4 г
Урожайність насіння, як і вміст олії в ньому, зростала із збільшенням терміну збирання після цвітіння (див. рис. 2).
Результати наших дослідів підтверджують дані З.Д. Місюри (1970), Ф.А. Шепетиної та М.Ф Рогожевої (1972), Онопріенка В.П. (1996). Отже, найбільший врожай насіння і вихід олії було одержано, коли соняшник збирали у фазі побуріння країв кошика при вологості насіння близько 16%, що співпадало з 35-40 днем після цвітіння.
За даними І.Ф. Рогожевової (1971), Г.К. Фурсової (1990), здатність до проростання з’являється у насіння соняшнику вже на 7-13 день, проте високу схожість соняшнику забезпечує насіння не молодше 22-25-денного віку.
Результати наших дослідів свідчать, що кондиційну схожість може забезпечити насіння, зібране не раніше, ніж через 30-35 днів після цвітіння (див. табл. 4). Найбільша лабораторна схожість 95.0 % у насіння, зібраного через 35-40 днів після масового цвітіння. Найменшим цей показник був у насіння, зібраного через 20 днів після масового цвітіння, що статистично відрізняється від інших варіантів.
Енергія проростання, як показник, паралельний лабораторній схожості, підвищується при збільшенні терміну збирання після цвітіння. Так, максимальну енергію проростання 91.0 % мало насіння, зібране на 40-й день після цвітіння.
Прямо пропорційну залежність від строків збирання має польова схожість. В нашому досліді найбільшу кількість нормально розвинених сходів (понад 80 штук при висіві 100 насінин) дало насіння, зібране через 35 та 40 днів після масового цвітіння. Найменшу польову схожість 77.0 % мало насіння, зібране на 20-й день, що істотно менше ніж в інших варіантах.
Таблиця 4 Посівні якості насіння соняшнику в залежності
від строків збирання (в середньому за 1994-1997 рр.)
Таким чином, у соняшнику на 30-35-й день після цвітіння автономізація зародка досягає такого рівня, що дозволяє сім‘янкам здійснювати нормальний метаболізм окремо від материнської рослини.
За результатами досліджень, можна зробити висновок, що строки збирання насіння суттєво не впливали на морфологічні параметри потомства. Так, висота рослин у всіх варіантах досліду була практично однаковою і становила в період цвітіння близько 198 см. Діаметр стебла був на рівні 2.75 см, а діаметр кошика змінювався від 18 см (у варіанті з висівом насіння, зібраного на 20-й день після цвітіння) до 20.2 см (40-й день після цвітіння). Діаметр стебла та кошика аналогічно висоті рослин у всіх варіантах істотно не відрізнявся.
Найбільша маса насіння з однієї рослини була у варіантах з висівом насіння, зібраного на 35-40-й день після масового цвітіння - 70.5 та 70.7 г відповідно. Найменшим у варіанті з висівом насіння, зібраного на 20-й день після цвітіння - 52.3 г.
Про урожайні якості насіння свідчить урожайність його в онтогенезі. Урожайні якості, як і посівні, формуються під час розвитку насіння на материнських рослинах. В таблиці 5 наведені експериментальні дані, одержані в результаті трирічного вивчення впливу строків збирання на продуктивність в першому поколінні.
За результати дисперсійного аналізу встановлено істотну різницю між варіантом при висіві насіння зібраного на 20-й день після масового цвітіння та іншими варіантами. Найбільший врожай соняшнику був одержаний при висіві насіння зібраного на 35-й день після цвітіння, але істотної різниці між варіантами при висіву насіння зібраного на 30-й, 35-й та 40-й день, не спостерігалось (див. табл. 5).
| 
