Повышение посевных качеств семян моркови столовой (Daucus carota L.), укропа пахучего (Anethum graveolens L.) в условиях Нечерноземной зоны России

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Специальность: 06.01.05 - селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений

Повышение посевных качеств семян моркови столовой (Daucus carota L.), укропа пахучего (Anethum graveolens L.) в условиях Нечерноземной зоны России

Курбакова Ольга Владимировна

Москва 2011



Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте селекции и семеноводства овощных культур в 2007-2009 годах.

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Добруцкая Елена Георгиевна

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Лудилов Вячеслав Алексеевич

кандидат сельскохозяйственных наук, ст. н. сотрудник Козарь Елена Георгиевна

Ведущая организация: Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева.

Ученый секретарь совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 220.019.01, доктор сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник Пышная О.Н.



1. Общая характеристика работы

посевной семеноводство морковь укроп

Актуальность темы. В настоящее время в результате селекционной работы создан огромный ассортимент сортов и гибридов овощных культур, отвечающих различным требованиям потребительского спроса и основная роль в поддержании их сортовых и урожайных качеств принадлежит первичному семеноводству. В ходе селекционного процесса, в первичном размножении и далее в процессе производства у ряда овощных культур возникают проблемы, связанные с низкими посевными качествами семян (Лудилов, 2005; Леунов, Голубович, 2007).

Семена моркови и укропа обычно отличаются пониженной жизнеспособностью. Всхожесть семян моркови, предназначенных для семеноводческих целей, должна быть не менее 70 %, укропа - 60 %, для товарных целей - 55% и 40% соответственно (ГОСТ Р 52171-2003). В условиях Нечерноземной зоны России только в благоприятные годы мы можем получить кондиционные семена.

В связи с этим, по-прежнему актуальными остаются исследования по выявлению причин низких посевных качеств семян, которые вызваны как нарушением технологического процесса их производства, так и связаны с реакцией растений на воздействия окружающей среды. В селекции и семеноводстве моркови столовой, укропа наиболее изученной остается товарная часть, в наименьшей степени исследованы семя и семенной куст.

Цель исследований - изучение физиологических и физических свойств, химического состава семян в связи с их жизнеспособностью; разработка эффективных приемов повышения посевных качеств для использования в семеноводстве моркови столовой и укропа пахучего.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Выявить зависимость посевных качеств семян от химического состава (содержание белка, селена, калия, молибдена, цинка, меди, кадмия), физиологических (линейные размеры проростков, интенсивность дыхания семян) и физических свойств (размер семени, масса 1000 семян), анатомических особенностей (степень развития зародыша, поврежденность), зараженности болезнями.

2. Изучить влияние обработки маточников моркови столовой перед посадкой, семян укропа пахучего перед посевом индуцированным низкочастотным электрическим полем (ИНЭП), некорневых подкормок семенных растений раствором гумата натрия на:

- морфологические параметры семенного растения;

- семенную продуктивность;

- посевные качества репродуцируемых семян;

- биохимический состав семян, их физиологические и физические характеристики.

3. Изучить влияние предпосевной обработки семян моркови столовой, укропа пахучего растворами селенита, селената натрия, нано-селена на энергию прорастания, лабораторную всхожесть.

4. Дать сравнительную экономическую оценку применения предлагаемых приемов.

Научная новизна. Впервые определена прямая зависимость между посевными качествами семян моркови столовой, укропа пахучего и содержанием в них водорастворимого селена. Определен диапазон содержания микроэлементов (меди, молибдена, цинка, кадмия) в семенах моркови столовой, укропа пахучего в связи с их посевными качествами.

Впервые изучены особенности влияния обработки семян укропа пахучего и корнеплодов моркови столовой ИНЭП; некорневой подкормки раствором гумата натрия в зависимости от экспозиции обработки, концентрации раствора на морфологические характеристики семенного растения, семенную продуктивность, посевные качества репродуцируемых семян, их биохимический состав, физические характеристики.

Практическое значение работы. Выявлено положительное влияние обработки ИНЭП маточников моркови столовой перед посадкой при экспозиции 5 часов и семян укропа перед посевом при экспозиции 30 минут на семенную продуктивность, посевные качества репродуцируемых семян.

Установлена оптимальная концентрация препарата гумат натрия «Сахалинский» для использования в качестве некорневой подкормки семенных растений моркови столовой, укропа пахучего (отрастание 4-5 настоящих листьев) - 0,1 %.

Предложен способ косвенного определения энергии прорастания и лабораторной всхожести для семян укропа по содержанию в них водорастворимого селена.

Показана эффективность и определены оптимальные концентрации растворов селената натрия (10^-8 % - морковь столовая; 10^-6 % - укроп пахучий), нано-селена (1050 мкг/л) для использования при предпосевной обработке семян.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены на отчетных сессиях ВНИИССОК, на расширенном межлабораторном заседании ВНИИ селекции и семеноводства овощных культур в 2011 году, на Международной научно-практической конференции «Агротехнологии XXI века» (РГАУ - МСХА им. К.А. Тимирязева, 2007).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 работ, 3 из них в цитируемых источниках, выпущены рекомендации по применению селената натрия и нано-селена для предпосевной обработки семян моркови столовой и укропа пахучего.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, выводов, практических рекомендаций, списка использованной литературы и приложения.



2. Материалы и методы исследований

Объектом исследования являются овощные культуры семейства Сельдерейные: морковь столовая, укроп пахучий. В качестве материала исследований в полевом и лабораторных опытах использованы сортообразцы моркови столовой - Московская зимняя А-515, Марлинка, Супернант, Нантская 4; Надежда F₁, Марс F₁,; укропа - Зонтик, Грибовский, Лесногородский.

Научные исследования проведены на базе лаборатории экологических методов селекции ВНИИССОК (Одинцовский район Московской области).

Почвы опытных участков дерново-подзолистые тяжелосуглинистые. Содержание гумуса составляет 1,4-3,9 % по Тюрину, pH = 6,1-6,8, содержание фосфора - 530-780 мг/кг, калия - 195-340 мг/кг почвы.

Методика постановки полевых опытов разработана с учетом особенностей полевого опыта в селекции, сортоизучении и первичном семеноводстве овощных культур в соответствии с ОСТ 4671-78 (ІV этап).

Схема полевого опыта по изучению влияния ИНЭП и гумата натрия на рост и развитие семенных растений, посевные качества получаемых семян представлена в таблице 1.

Таблица 1. Изучение влияния гумата натрия, ИНЭП на развитие семенных растений, семенную продуктивность, посевные качества семян моркови столовой и укропа (схема опыта)

Вариант	Морковь столовая (Московская зимняя А-515)	Укроп пахучий (Зонтик)
Контроль	Дистиллированная вода
Гумат натрия, некорневая подкормка (4-5 настоящий лист)	Концентрация
	0,05 %	0,05 %
	0,1%	0,1%
	0,15 %	0,15 %
Контроль	Без обработок
ИНЭП, обработка семян укропа и маточников моркови (перед посевом, посадкой за 7-10 суток)	Экспозиция
	1 ч.	20 мин.
	3 ч.	30 мин.
	5 ч.	60 мин.
	10 ч.	90 мин.
	15 ч.	120 мин.

В лабораторном опыте изучали влияние предпосевной обработки семян моркови столовой и укропа пахучего растворами селенита натрия (Na₃SeO₃), селената натрия (Na₂SeO₄) в концентрациях 10^-4, 10^-6, 10^-8, 10^-10 %; суспензией наночастиц селена в концентрации 525 мкг/л и 1050 мкг/л на посевные качества.

Энергию прорастания, лабораторную всхожесть семян определяли в соответствии с ГОСТ 12038-84 «Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения всхожести» (1985).

Определение содержания общего белка проводили по Кьельдалю с использованием аналитического блока Kjeltec 2300. Селен определяли микрофлуорометрическим методом. Определение содержания меди, цинка, кадмия, калия - методом атомно-адсорбционной спектрометрии. Анализы проводили совместно с НИИ питания РАМН, ООО ЦСЭМ «Московский». Автор выражает искреннюю благодарность доктору сельскохозяйственных наук Н.А. Голубкиной за консультации и оказанную помощь при проведении анализов.

Рентгенографический анализ проводили совместно с Агрофизическим НИИ РАСХН (г. Санкт-Петербург). Оценку рентгенограмм семян проводили в соответствии с «Методикой рентгенографии в земледелии и растениеводстве» (2001). Автор выражает искреннюю благодарность кандидату биологических наук Великанову Л.П. за оказанную помощь в проведении исследований.

Интенсивность дыхания семян определяли титрометрически по количеству СО₂, выделяемого единицей массы намоченных (8 ч.) семян при дыхании в единицу времени.

Определение поверхностной и внутренней инфекции семян проведено в соответствии с ГОСТ 12044-97 «Методы определения зараженности болезнями» биологическим методом во влажной камере.

Математическая обработка данных выполнена по Б.А. Доспехову (1985) с использованием пакета прикладных программ MS EXCEL и STRAZ.

Экономическую оценку проводили путем расчета технологической карты и дополнительных затрат.

Работа выполнена в сотрудничестве с лабораториями ВНИИССОК: биохимии и физиологии, иммунитета и защиты растений, интродукции и семеноведения, селекции и семеноводства столовых корнеплодов, зеленных и пряно-вкусовых культур, сотрудникам которых автор выражает искреннюю благодарность за содействие в работе.

Личное участие автора в подготовке материалов диссертационной работы состояло в разработке и написании тематического плана НИР, в выполнении лабораторных и полевых опытов, отборе растительных образцов, проведении первичной пробоподготовки, в проведении анализов, обработке результатов, обобщении данных, написании годовых отчетов о НИР и научных статей по изучаемой теме.

Результаты исследований

Определение различий между семенами с высоким и низким уровнем посевных качеств. Изучая физиологические свойства, химический состав посевного материала моркови столовой, укропа пахучего с различным уровнем посевных качеств получили следующие результаты.

Физиологические свойства. Интенсивность дыхания является комплексным показателем, отражающим сложные реакции обмена веществ при прорастании семян. В ходе наших исследований получены (табл. 2) данные о том, что лабораторная всхожесть семян моркови столовой находится в сильной корреляционной зависимости с показателем интенсивности дыхания (Cr=0,9). Однако не всегда всхожее семя дает нормальный проросток, способный к дальнейшему развитию. Поэтому одним из эффективных способов определения жизнеспособности семян также является оценка проростков, в том числе их линейных размеров. Для семян моркови столовой обнаружена корреляционная зависимость средних значений между показателями посевных качеств семян и длиной гипокотиля, зародышевого корешка.

Таблица 2. Корреляционная зависимость между посевными качествами семян моркови столовой и их физиологическими показателями

	Энергия прорастания, %	Лабораторная всхожесть, %	Интенсивность дыхания, мг СО2/1 г*час	Гипокотиль, мм	Зародышевый корешок, мм
Энергия прорастания, %	1,00	-	-	-	-
Лабораторная всхожесть, %	0,64*1	1,00	-	-	-
Интенсивность дыхания, мг СО2/1 г*час	0,45*2	0,90*5	1,00	-	-
Гипокотиль, мм	0,51*3	0,69*6	0,59*8	1,00	-
Зародышевый корешок, мм	0,77*4	0,53*7	0,39	0,37	1,00

t_теор=2,09; *t_факт= ¹ 3,73; ² 2,25; ³ 2,65; ⁴ 5,40; ⁵ 9,23; ⁶ 4,27; ⁷ 2,80; ⁸ 3,27

Для семян укропа выявлено только наличие средней положительной корреляционной зависимости энергии прорастания, лабораторной всхожести с показателем длины зародышевого корешка (Cr=0,49; 0,48).

Физико-механические свойства семян тесно связаны с их химическим составом и биологическими свойствами. Многими исследователями отмечалась зависимость между всхожестью, степенью зрелости и размерами, плотностью семян.

Полученные результаты подтверждают наличие средней положительной корреляции между показателями массы 1000 семян и энергией прорастания, лабораторной всхожестью семян моркови столовой (табл. 3). Связь показателей посевных качеств с длиной семени менее существенна, так как не всегда самым крупным семенам соответствует наивысший показатель всхожести. Чаще наибольшим биологическим потенциалом обладают средние фракции семян (Князьков, 2009). Для семян укропа пахучего (табл. 4) также обнаружена существенная положительная корреляционная зависимость между показателями массы 1000 семян и энергией прорастания, лабораторной всхожестью.

Таблица 3. Корреляционная зависимость посевных качеств семян моркови столовой от физических показателей

	Энергия прорастания, %	Лабораторная всхожесть,%	Длина семени, мм	Масса 1000 семян, г
Энергия прорастания, %	1,00	-	-	-
Лабораторная всхожесть, %	0,64*1	1,00	-	-
Длина семени, мм	0,40	0,42	1,00	-
Масса 1000 семян, г	0,54*2	0,55*3	0,73*4	1,00

t_теор=2,09;

*t_факт= ¹ 3,73; ² 2,87; ³ 2,94; ⁴ 4,78.

Связь посевных качеств с показателем средней длины семян несущественна. Однако длина в значительной степени определяет массу 1000 семян (Cr=0,54 - для моркови; 0,56 - для укропа).

Таблица 4. Корреляционная зависимость посевных качеств семян укропа пахучего от физических показателей

	Энергия прорастания, %	Лабораторная всхожесть,%	Длина семени, мм	Масса 1000 семян, г
Энергия прорастания, %	1,00	-	-	-
Лабораторная всхожесть, %	0,99*1	1,00	-	-
Длина семени, мм	0,51	0,47	1,00	-
Масса 1000 семян, г	0,56*2	0,58*3	0,58*4	1,00

t_теор=2,20;

*t_факт= ¹ 23,29; ² 2,24; ³ 2,36; ⁴ 2,36.

Анализируя полученные результаты, можно сказать, что в большинстве случаев между массой 1000 семян и их посевными качествами существует прямая зависимость. Наибольшее значение показателя длины семени не всегда соответствует высокому показателю всхожести, наиболее эффективно для оценки качества семян процентное определение средней фракции в партии.

Химический состав. Интенсивность обмена веществ в прорастающем семени в значительной степени зависит от содержания в них запасных веществ и ферментативной активности. Важный практический интерес представляет наличие положительных связей между уровнем посевных качеств семян и элементами химического состава. В опытах с посевным материалом моркови столовой и укропа пахучего такая корреляция была обнаружена с водорастворимым селеном.

Особенно данная связь существенна для семян укропа пахучего - зависимость практически линейная (рис. 1), что может быть рекомендовано для косвенного определения всхожести различных партий семян.

Рис. 1. Корреляционная зависимость между энергией прорастания, лабораторной всхожестью семян укропа пахучего и содержанием в них водорастворимого селена (коэффициент корреляции (Cr) - 0,8; 0,9; коэффициент Стьюдента (t_факт) - 4,94; 5,35; t_теор=2,20)



Также в значительной степени качество семенного материала изучаемых культур зависит от содержания в них протеина. Связь энергии прорастания и лабораторной всхожести семян моркови столовой и укропа пахучего с калием в основном отрицательная слабая, это, по-видимому, связано с тем, что запасающее вещества данных культур представлены белками, а калий, в основном, отвечает за углеводный обмен. С остальными определяемыми нами элементами химического состава взаимосвязь не обнаружена. Лишь для семян укропа пахучего выявлена средняя положительная корреляция с кадмием.

В целом можно отметить, что из исследуемых нами показателей в наибольшей степени на уровень энергии прорастания и лабораторной всхожести семян моркови столовой, укропа пахучего влияет содержание протеина, как источника энергии и свободных аминокислот для осуществления биохимических реакций, содержание водорастворимого селена, как компонента глутатионпероксидазы, предохраняющей мембраны клеток от деструкции в результате перекисного окисления, являющегося последствием стресса любой природы.

Другим способом определения посевных качеств может служить оценка внутренней структуры семян с помощью метода рентгенографии.

Определение жизнеспособности разнокачественных семян рентгенографическим методом. Зародыш жизнеспособного семени моркови столовой и укропа пахучего на рентгенограмме равномерно окрашен, просматриваются семядоли и основные ребрышки, в которых находятся сосудисто-волокнистые пучки (рис. 2 а, 3 а). Семена неполноценные - серые, имеют темные пятна (рис. 2 б, в), деформированный зародыш (3 в), светлые вкрапления (рис. 3 б).



а б в

Рис. 2. Вид семян моркови столовой на рентгенограмме: а - с выполненным зародышем; б - с поврежденным корешком; в - с невыполненным зародышем

а б в

Рис. 3. Вид семян укропа пахучего на рентгенограмме: а - с выполненным зародышем; б - с грибным повреждением; в - с невыполненным зародышем

При анализе рентгенограмм посевного материала моркови столовой и укропа пахучего, взятых для исследования, было выявлено, что, в основном, снижение жизнеспособности семян обеспечивается незрелостью, невыполненностью зародыша, а также развитием патогенной микрофлоры. Также для семян моркови в качестве одной из причин снижения всхожести добавляется механическое повреждение выроста узкого конца семянки (место прикрепления к плодоножке), внутри которого располагается корешок зародыша.

Влияние обработки маточников моркови столовой и семян укропа пахучего ИНЭП, некорневой подкормки растений гуматом натрия на семенную продуктивность, энергию прорастания, лабораторную всхожесть репродуцируемых семян. В 2007 году увеличение семенной продуктивности было получено в вариантах с применением предпосадочной обработки маточников ИНЭП при экспозиции 5 ч., превышение контрольного значения составило 23,9%, а также с использованием некорневых подкормок растений моркови столовой гуматом натрия в концентрации 0,10% - 20,7% (табл. 5). Наиболее высокие значения энергии прорастания, лабораторной всхожести репродуцированных нами в 2007 году семян моркови столовой аналогично семенной продуктивности получены в варианте с использованием в качестве некорневой подкормки раствора гумата натрия, прибавка по отношению к контролю составила 9% и 8% соответственно. Применение ИНЭП в экспозиции 5 ч также улучшило посевные качества. Превышение контрольных показателей в среднем составило 8% и 10% соответственно.

Таблица 5. Влияние предпосадочной обработки маточников ИНЭП, некорневых подкормок растений гуматом натрия на семенную продуктивность моркови столовой (Московская зимняя А-515), энергию прорастания, лабораторную всхожесть репродуцируемых семян (ВНИИССОК, 2007)

Вариант	Семенная продуктивность, г/растение	Энергия прорастания, %	Лабораторная всхожесть, %
Контроль (без обработок)	18,4	43	62
ИНЭП, 5 ч.	22,8	51	72
ИНЭП, 10 ч.	19,5	43	62
ИНЭП, 15 ч.	17,4	41	60
Вода	19,8	47	66
Гумат натрия, (0,05 %)	22,6	56	73
Гумат натрия, (0,10 %)	23,9	54	76
Гумат натрия, (0,15 %)	23,0	57	74
НСР05	1,9	5,0	5,2

Анализируя данные таблицы 6, можно сделать вывод, что наибольший положительный результат в 2008 году был получен в варианте с использованием раствора гумата натрия в концентрации 0,1%, обеспечившего прибавку семенной продуктивности на 27,8% по сравнению с контролем. Предпосадочная обработка маточников ИНЭП в экспозиции 5 часов также привела к увеличению семенной продуктивности растений на 17,1%. Меньшая экспозиция обработки является неэффективной, значение исследуемого показателя в этих вариантах находилось на уровне контроля. Кроме того, следует отметить отсутствие положительного результата при использовании экспозиций обработки большей, чем 5 часов (табл. 5).

Применение ИНЭП для предпосадочной обработки маточников и растворов гумата натрия для обработки растений в оптимальных вариантах способствовало существенному улучшению посевных качеств репродуцируемых семян и в 2008 году. Наибольшую прибавку обеспечили варианты с применением некорневой подкормки растворами гумата натрия 0,1%. При этом величина энергии прорастания и лабораторной всхожести превысила контрольные показатели на 17% и 24% соответственно. Для опыта с ИНЭП одинаково эффективными оказались экспозиции 3 и 5 ч., энергия прорастания увеличилась на 5 и 6%, лабораторная всхожесть - на 12% (табл. 6).

Таблица 6. Влияние предпосадочной обработки маточников ИНЭП, некорневых подкормок растений гуматом натрия на семенную продуктивность моркови столовой (Московская зимняя А-515), энергию прорастания, лабораторную всхожесть репродуцируемых семян (ВНИИССОК, 2008)

Вариант	Семенная продуктивность, г/растение	Энергия прорастания, %	Лабораторная всхожесть, %
Контроль (без обработок)	7,0	10	30
ИНЭП, 1 ч.	7,1	12	35
ИНЭП, 3 ч.	7,0	15	42
ИНЭП, 5 ч.	8,2	16	42
Вода	7,2	15	32
Гумат натрия, (0,05 %)	8,4	20	45
Гумат натрия, (0,10 %)	9,2	32	56
Гумат натрия, (0,15 %)	8,9	28	52
НСР05	0,6	5,5	6,9

Существенную прибавку семенной продуктивности укропа пахучего в 2007 году дали варианты с применением предпосевной обработки семян ИНЭП при экспозиции 30 мин., а также варианты с применением некорневой подкормки растений на стадии 4-5 настоящего листа. Прибавка по отношению к контролю для варианта с 30-минутной обработкой семян ИНЭП перед посевом составила 13,7%, для вариантов с растворами гумата натрия в среднем - 14,4%. Разница между значениями массы семян с одного растения в вариантах с применением некорневой подкормки гуматом натрия оказалась незначительной (табл. 7).

Анализ посевных качеств семян укропа пахучего (табл. 7) показал, что лучшим вариантом является применение предпосевной обработки семян ИНЭП в наименьшей экспозиции - 30 минут. Увеличение энергии прорастания и лабораторной всхожести к контрольным показателям произошло на 8 и 10% соответственно. При изучении влияния некорневых подкормок семенных растений растворами гумата натрия выявлено наиболее существенное увеличение энергии прорастания и лабораторной всхожести при использовании 0,1% раствора гумата натрия. Прибавка по отношению к контролю составила 10% и 8% соответственно.

Таблица 7. Влияние предпосевной обработки семян ИНЭП, некорневых подкормок растений гуматом натрия на семенную продуктивность укропа пахучего (Зонтик), энергию прорастания, лабораторную всхожесть репродуцируемых семян (ВНИИССОК, 2007)

Вариант	Семенная продуктивность, г/растение	Энергия прорастания, %	Лабораторная всхожесть, %
Контроль (без обработок)	5,0	44	46
ИНЭП, 30 мин.	5,8	52	56
ИНЭП, 60 мин.	5,3	51	53
ИНЭП, 90 мин.	5,1	46	48
ИНЭП, 120 мин.	4,1	38	43
Вода	5,1	46	49
Гумат натрия, (0,05 %)	6,0	50	53
Гумат натрия, (0,1 %)	5,8	56	57
Гумат натрия, (0,15 %)	5,7	51	55
НСР05	0,6	4,8	4,0

На основании данных таблицы 8 можно сделать вывод, что наибольшая масса семян с одного растения в 2009 году была получена в вариантах с применением ИНЭП в экспозиции 30 минут и некорневой подкормки раствором гумата натрия в концентрации 0,1% (5,4 г/растение), что на 50,0 и 31,7% выше контрольных показателей. Применение ИНЭП в экспозиции 20 мин. также обеспечило прибавку изучаемого показателя на 41,7%.

Таблица 8. Влияние предпосевной обработки семян ИНЭП, некорневых подкормок растений гуматом натрия на семенную продуктивность укропа пахучего (Зонтик), энергию прорастания, лабораторную всхожесть репродуцируемых семян (ВНИИССОК, 2009)

Вариант	Семенная продуктивность, г/растение	Энергия прорастания, %	Лабораторная всхожесть, %
Контроль (без обработок)	3,6	32	32
ИНЭП, 20 мин.	5,1	41	43
ИНЭП, 30 мин.	5,4	40	43
ИНЭП, 60 мин.	4,0	37	39
Вода	4,1	30	31
Гумат натрия, (0,05 %)	4,9	36	38
Гумат натрия, (0,1 %)	5,4	41	42
Гумат натрия, (0,15 %)	5,2	39	40
НСР05	0,5	2,8	3,1

В целом можно сказать, что наибольшему увеличению семенной продуктивности, показателей энергии прорастания и лабораторной всхожести и, как следствие, выходу всхожих семян с 1 га (в 1,6-2,5 раза) для моркови столовой сорта Московская зимняя А-515 способствовал вариант с использованием некорневой подкормки гуматом натрия в концентрации 0,1%. Для укропа пахучего оптимальные варианты обработок, обеспечивая достоверную прибавку, незначительно различались между собой по эффективности. Так, в зависимости от года исследований, выход всхожих семян увеличивался по отношению к контролю (без обработок) в 1,4-2 раза.

Изучение характера проявления количественных морфологических признаков семенных растений под влиянием испытываемых приемов показало, что положительное влияние их на показатели линейного роста (высота растения), на число стеблей и соцветий у моркови столовой, а также, на диаметр центрального соцветия укропа пахучего нестабильно. Увеличение семенной продуктивности, улучшение посевных качеств семян исследуемых культур следует связывать с изменением массы 1000 семян и их биохимического состава.

Влияние обработки маточников моркови столовой и семян укропа пахучего ИНЭП, некорневой подкормки растений гуматом натрия на биохимический состав репродуцируемых семян. При анализе содержания протеина в семенах моркови столовой сорта Московская зимняя А-515, полученных в 2007 году (табл. 9), не было выявлено существенных различий между вариантами, в среднем накопление составило 22,8%. Это связано, по-видимому, с тем, что метеорологические условия данного года способствовали росту и развитию семенников, вызреванию семян. Условия 2008 и 2009 годов характеризовались более низкими температурами, что привело к задержке в развитии растений. В более экстремальных условиях положительный результат дал вариант с применением органо-минерального удобрения - гумата натрия в качестве некорневой подкормки. Для семян моркови столовой сорта Московская зимняя А-515 в 2008 году данное увеличение составило 1,2%, использование ИНЭП в оптимальной концентрации не изменило данный показатель.

При анализе суммарного содержания селена в семенах моркови столовой Московская зимняя А-515, полученных в 2007 году, выявлено, что увеличению данного показателя на 7% способствовало применение некорневой подкормки гуматом натрия (табл. 9). Наименьшее количество общего селена было определено в семенах, полученных с использованием предпосадочной обработки маточников ИНЭП при экспозиции 5 ч - 87 мкг/кг, что на 26% ниже контрольного значения. Увеличению содержания суммарного селена в семенах моркови столовой Московская зимняя А-515 репродукции 2008 года на 13% способствовал вариант с использованием 0,1% раствора гумата натрия. Применение 5-часовой предпосадочной обработки маточников ИНЭП незначительно снижало изучаемый показатель (на 4%).

Таблица 9. Влияние предпосадочной обработки маточников ИНЭП, некорневых подкормок растений моркови столовой (Московская зимняя А-515) гуматом натрия на содержание протеина, селена в репродуцируемых семенах (ВНИИССОК, 2007-2008)

Вариант	Протеин (азот*6,25),%	Se, мкг/кг
		общий	водорастворимый
2007 год
Контроль (без обработок)	23,0	117	46
ИНЭП, 5 ч.	22,2	87	56
Гумат натрия, (0,1%)	22,3	125	74
НСР05	0,4	7	5
2008 год
Контроль (без обработок)	23,5	117	42
ИНЭП, 5 ч.	23,9	112	81
Гумат натрия, (0,1%)	24,7	129	59
НСР05	0,,3	6	11

Увеличение содержание водорастворимых форм селена (табл. 9) произошло при использовании каждого из вариантов обработок. Наибольшее количество селена в водной вытяжке семян моркови столовой сорта Московская зимняя А-515, выращенных в 2007 году, определено в варианте с использованием некорневой подкормки семенных растений 0,1% гуматом натрия, превышение контрольных показателей составило 61%. Также значительному увеличению водорастворимого селена способствовала предпосадочная обработка маточников ИНЭП в течение 5 часов - 22%. В климатических условиях 2008 года лучший результат дал вариант с применением ИНЭП (5 ч.) - увеличение содержания водорастворимого селена составило 93%, некорневая подкормка гуматом натрия повысила изучаемый показатель на 40%.

На основании данных таблицы 10 можно сделать вывод, что, как и в опыте с морковью столовой, различия в накоплении протеина семенами укропа пахучего сорта Зонтик в 2007 году незначительны между вариантами, в среднем в них содержится 15,2%. В неблагоприятных условиях 2009 года существенную прибавку обеспечил вариант с использованием предпосевной обработки семян ИНЭП в течение 30 минут.

Таблица 10. Влияние предпосевной обработки семян ИНЭП, некорневых подкормок растений укропа пахучего (Зонтик) гуматом натрия на содержание протеина, селена в репродуцируемых семенах (ВНИИССОК, 2007, 2009)

Вариант	Протеин (азот*6,25), %	Se, мг/кг
		общий	водорастворимый
2007 год
Контроль (без обработок)	15,4	107	50
ИНЭП, 30 мин.	15,1	116	57
Гумат натрия, (0,1 %)	15,1	115	58
НСР05	0,1	4	5
2009 год
Контроль (без обработок)	14,2	51	29
ИНЭП, 30 мин.	15,0	61	36
Гумат натрия, (0,1 %)	14,8	54	44
НСР05	0,3	3	5



При анализе суммарного содержания селена в семенах укропа пахучего (2007 год) выявлено, что увеличению данного показателя на 8% способствовало применение ИНЭП в экспозиции 30 минут для предпосевной обработки. Накоплению селена в семенах способствовала также и некорневая подкормка 0,1% раствором гумата натрия, превышение контрольных показателей составило 8%. В 2009 году значительно увеличивала содержание общего селена обработка ИНЭП в экспозиции 30 мин., накопление в данном варианте превысило контрольные показатели на 20%. Гумат натрия в данном случае действовал менее эффективно, прибавка составила всего лишь 6% (табл. 10).

Анализируя уровень содержания водорастворимых форм селена в семенах укропа пахучего (табл. 10), можно сделать вывод, что положительные результаты также получены для вариантов: ИНЭП (30 мин.) и гумат натрия (0,1%). Контрольные показатели в среднем были превышены на 15%. В 2009 году более эффективным оказалось использование некорневой подкормки 0,1% раствором гумата натрия, значение изучаемого показателя увеличилось на 52%, при применении предпосевной обработки ИНЭП в течение 30 минут на 24%. В целом можно отметить, что, несмотря на изменение уровня накопления общего селена, долю физиологически активных водорастворимых его форм в большей степени повышает некорневая подкормка 0,1% раствором гумата натрия «Сахалинский».

Влияние обработки маточников моркови столовой и семян укропа пахучего ИНЭП, некорневой подкормки растений гуматом натрия на интенсивность дыхания репродуцируемых семян, линейные размеры проростков. На основании полученных данных (табл. 11) можно сказать, что интенсивность дыхания набухших семян моркови столовой сорта Московская зимняя А-515, выращенных в 2007 году, увеличивалась во всех вариантах по сравнению с контролем. Превышение контрольных показателей в варианте с использованием предпосадочной обработки маточников ИНЭП в экспозиции 5 ч. составило 49%. Применение некорневых подкормок 0,1% раствором гумата натрия незначительно увеличивало интенсивность дыхания анализируемых семян - на 5%. В целом, семена моркови столовой сорта Московская зимняя А-515, полученные в 2008 году, отличались пониженным уровнем посевных качеств и, как следствие, менее интенсивным дыханием при набухании. Однако применение ИНЭП в экспозиции 5 ч. увеличивало контрольный показатель на 17%, а использование некорневой подкормки гуматом натрия - на 27%.

Таблица 11. Влияние предпосадочной обработки маточников ИНЭП, некорневых подкормок растений моркови столовой (Московская зимняя А-515) гуматом натрия на интенсивность дыхания репродуцируемых семян, линейные размеры проростков (ВНИИССОК, 2007-2008)

Вариант	Интенсивность дыхания семян, мг СО2/1 г*час	Гипокотиль, мм	Зародышевый корешок, мм
2007 год
Контроль (без обработок)	0,39	25,6+1,9	42,6+3,0
ИНЭП, 5 ч.	0,58	29,1+1,9	46,6+1,8
Гумат натрия, (0,1%)	0,41	27,3+5,0	44,4+2,9
2008 год
Контроль (без обработок)	0,30	11,5+1,6	30,2+2,8
ИНЭП, 5 ч.	0,35	17,3+1,8	38,2+2,9
Гумат натрия, (0,1%)	0,38	12,6+1,5	33,0+3,3

При изучении линейных размеров проростков моркови столовой сорта Московская зимняя А-515 в 2007 году (табл. 11) выявлено, что достоверное увеличение длины гипокотиля и зародышевого корешка обеспечил вариант с использованием обработки маточников ИНЭП при экспозиции 10 ч. - 30% и 26% соответственно. Остальные варианты незначительно изменяли изучаемые показатели. В 2008 году положительный результат был получен при применении ИНЭП в течение 5 ч., значение длины гипокотиля превысило контрольные показатели на 50%, зародышевого корешка - на 27%.

Анализируя данные таблицы 12, можно сделать заключение, что при использовании гумата натрия (0,1%) в качестве некорневой подкормки растений укропа пахучего, интенсивность дыхания семян, репродуцируемых в 2007 году, была на уровне контрольного значения. В 2009 году интенсивность дыхания семян в данном варианте увеличилась на 33%. Исследуемый показатель более стабилен для вариантов с применением предпосевной обработки ИНЭП в экспозиции 30 мин., увеличение контрольных показателей в среднем за два года составило 33%.

Таблица 12. Влияние предпосевной обработки семян ИНЭП, некорневых подкормок растений укропа пахучего (Зонтик) гуматом натрия на интенсивность дыхания репродуцируемых семян, линейные размеры проростков (ВНИИССОК, 2007, 2009)

Вариант	Интенсивность дыхания семян, мг СО2/1 г*час	Гипокотиль, мм	Зародышевый корешок, мм
2007 год
Контроль (без обработок)	0,22	45,0+2,0	37,7+2,2
ИНЭП, 30 мин.	0,28	54,5+2,4	44,9+2,1
Гумат натрия, (0,1%)	0,22	32,8+1,8	36,8+1,7
2009 год
Контроль (без обработок)	0,18	45,1+4,0	29,9+2,5
ИНЭП, 30 мин.	0,25	47,9+4,1	24,5+2,8
Гумат натрия, (0,1%)	0,24	54,8+4,3	31,2+4,2

При изучении линейных размеров проростков укропа пахучего сорта Зонтик выявлено, что достоверное увеличение длины гипокотиля в среднем за два года на 22% получено в варианте с использованием ИНЭП в экспозиции 30 мин., длина зародышевого корешка при этом увеличилась только в условиях 2007 года. Вариант с применением некорневой подкормки 0,1% раствором гумата натрия, как и в случае с дыханием, неоднозначно изменял линейные размеры проростка по годам: в 2007 году получили снижение по длине гипокотиля на 12%, в 2009 году - увеличение на 22%.

Влияние обработок семян моркови столовой, укропа пахучего растворами селенита, селената натрия, нано-селена. На основании полученных данных (рис. 5) можно сказать, что раствор нано-селена в концентрации 1050 мкг/л способствовал увеличению изучаемых показателей на 11%. Использование более разбавленного раствора (525 млг/л) несущественно изменяло посевные качества семян моркови столовой.

Рис. 4. Посевные качества семян моркови столовой (Московская зимняя А-515) при обработке раствором нано-селена (ВНИИССОК, 2009)

Также мы проводили обработку семян моркови столовой (Московская зимняя А-515, (2007 г.) и укропа пахучего (Зонтик, (2007 г.) растворами селенита и селената натрия (10^-4, 10^-6, 10^-8, 10^-10 %) в течение 8 часов, затем, после просушки, определяли энергию прорастания, лабораторную всхожесть. В опыте с селенитом натрия посевные качества определяли также и после 4 месяцев хранения обработанных семян.

При использовании растворов селенита натрия положительных результатов получено не было. Селенат натрия - более эффективен. При обработке семян моркови столовой положительный результат был достигнут при всех концентрациях (рис. 5 а). Наибольшее увеличение показателей энергии прорастания и лабораторной всхожести (7%, 8%) получили при использовании 10^-8 %-го раствора Na₂SeO₄.

АБ

Рис. 5. Посевные качества семян моркови столовой (Московская зимняя А-515) (А), укропа пахучего (Зонтик) (Б) при обработке раствором селената натрия (ВНИИССОК, 2009)

Для семян укропа положительный результат был достигнут только при использовании раствора селената натрия в концентрации 10^-6 % (рис. 6 б). Исследуемые показатели увеличились на 7%.

Экономическая эффективность использования ИНЭП и гумата натрия при производстве семян моркови столовой, укропа пахучего. Доля дополнительных затрат на применение гумата натрия и ИНЭП при производстве семян моркови столовой (табл. 13) в общем объеме составляет 1,7% и 0,6% соответственно. Снижение стоимости единицы продукции по сравнению с контрольным вариантом произошло на 22% и 19% соответственно.



Таблица 13. Экономическая эффективность возделывания моркови столовой (Московская зимняя А-515), укропа пахучего (Зонтик) на семена (ВНИИССОК, 2007)

Показатели	Морковь столовая	Укроп пахучий
	Варианты опыта
	Контроль	Гумат натрия, 0,1%	ИНЭП, 5 ч.	Контроль	Гумат натрия, 0,1%	ИНЭП, 5 ч.
Урожайность, т/га	0,736	0,956	0,912	0,7	0,812	0,812
Стоимость валовой продукции, руб.	2208000	2868000	2736000	1050000	1218000	1218000
Производственные затраты на 10 га, руб.	974712	991037	980524	1903171	1915540	1905991
Дополнительные производственные затраты, руб.	-	16325	5812	-	12369	2820
Себестоимость 1 т продукции, руб.	132434	103665	107514	271882	235904	234728
Чистый доход, руб.	1191472	1835147	1713660	-853171	-697540	-687991
Рентабельность/убыточность, %	117,2	177,6	167,6	44,8	36,4	36,1

Рентабельность производства семян моркови столовой (Московская зимняя А-515) при стоимости 1 кг семян 300 руб. в варианте с использованием некорневой подкормки раствором гумата натрия в концентрации 0,1% увеличивается на 60,4%, в варианте с использованием предпосадочной обработки маточников - на 50,4% (табл. 13).

Производство семян укропа пахучего в условиях Нечерноземной зоны России убыточно. По результатам испытания 2007 года (табл. 13) наименее затратным при одинаковой урожайности оказался вариант с использованием предпосевной обработки семян ИНЭП в течение 30 минут - снижение себестоимости по отношению к контролю составило 14%. В целом, при выращивании семян укропа доля затрат на применение ИНЭП составляет в среднем 0,2%, использование гумата натрия в качестве некорневой подкормки увеличивает производственные затраты на 0,7%. Снижение убыточности производства семян укропа пахучего при использовании предпосевной обработки ИНЭП в экспозиции 30 мин., некорневой подкормки 0,1% раствором гумата натрия составляет 8,4% и 8,7% соответственно.



Выводы

1. Посевные качества семян моркови столовой и укропа в значительной степени определяются содержанием в них протеина и водорастворимой фракции селена. Для семян укропа корреляционная зависимость между показателями энергии прорастания, лабораторной всхожести и содержанием водорастворимого селена прямая (С_r=0,83; 0,85) и может быть использована для косвенного определения уровня жизнеспособности.

2. Наиболее стабильное положительное воздействие на семенную продуктивность, посевные качества семян укропа пахучего оказывает предпосевная обработка ИНЭП в течение 30 минут: семенная продуктивность увеличивается на 16 - 50%, энергия прорастания семян на 8%, лабораторная всхожесть на 10-11%.

3. Применение ИНЭП для предпосадочной обработки маточников моркови столовой эффективно при экспозиции 5 часов: семенная продуктивность увеличивается на 15-52%, энергия прорастания на 3-13%, лабораторная всхожесть на 12-36%.

4. Для некорневой подкормки семенных растений моркови столовой, укропа пахучего применение раствора гумата натрия «Сахалинский» наиболее эффективно при концентрации 0,1%.

5. Обработка семян моркови столовой раствором нано-селена в концентрации 1050 мкг/л способствует повышению энергии прорастания, лабораторной всхожести на 11%. Наиболее эффективной концентрацией раствора селената натрия для предпосевной обработки семян моркови столовой является - 10^-8 %, для укропа пахучего - 10^-6 %.

6. Стоимость затрат, включая затраты на уборку и доработку дополнительной продукции, на проведение обработки ИНЭП составляет в среднем 3-6 тысяч рублей на 10 га, производственные затраты на проведение некорневой подкормки моркови столовой, укропа 0,1% раствором гумата натрия составляют в среднем 12-16 тысяч рублей на 10 га. Для семян моркови столовой сорта Московская зимняя А-515 наиболее экономически выгодным является вариант с использованием некорневой подкормки 0,1% раствором гумата натрия «Сахалинский», для семян укропа сорта Зонтик - с применением ИНЭП в течение 30 минут перед посевом.

Практические рекомендации

1. Для повышения семенной продуктивности укропа пахучего, энергии прорастания, лабораторной всхожести рекомендуется предпосевная обработка ИНЭП в течение 30 минут.

2. Для повышения семенной продуктивности моркови столовой, энергии прорастания, лабораторной всхожести рекомендуется применение некорневой подкормки гуматом натрия в начале вегетации 0,1% раствором гумата натрия.

3. Для увеличения энергии прорастания, лабораторной всхожести рекомендуется проводить предпосевную обработку семян моркови столовой раствором селената натрия (Na₂SeO₄) в концентрации 10^-8 %, нано-селена - 1050 мкг/л., укропа пахучего - раствором селената натрия (Na₂SeO₄) в концентрации 10^-6 %.



Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Макаркина О.В. Биологическая роль растворимых и нерастворимых в воде форм селена в растениях/ Н.А. Голубкина, О.Н Пышная, В.П. Кушнерева, О.В. Макаркина, Ф.А. Голубев//Биогеохимия в народном хозяйстве: фундаментальные основы ноосферных технологий: тезисы 6-ой Международной биогеохимической школы. - Астрахань: Издательство АГТУ. - 2008. - С. 78-79.

2. Курбакова О.В. Оценка влияния индуцированного низкочастотного электрического поля (ИНЭП), гумата натрия на семенную продуктивность моркови столовой и укропа пахучего/О.В. Курбакова, Е.А. Широкова//Доклады ТСХА. - М.: Издательство РГАУ - МСХА имени Тимирязева. - 2009. - Вып. 28 - С. 239-243.

3. Курбакова О.В. Влияние индуцированного низкочастотного электрического поля (ИНЭП), гумата натрия на посевные качества семян моркови столовой/О.В. Курбакова//Современные проблемы овощеводства и картофелеводства: сборник материалов I международной научно-практической конференции. - М.: Рос. гос. аграр. заоч. ун-т. - 2009. - С. 64-67.

4. Курбакова О.В. Жирнокислотный состав масла семян сельдерейных/ Н.А. Голубкина, Т.В. Киселева, Е.В. Викторова, М.И. Федорова, О.В. Курбакова, В.А. Харченко//Гавриш. - М. - 2010. - № 3. - С. 47-49.

5. Курбакова О.В. Роль селена в формировании всхожести семян моркови и укропа/Е.Г. Добруцкая, О.В. Курбакова, Н.А. Голубкина//Вестник РАСХН. - М. - 2010. - № 4. - С. 41-43.

6. Применение рентгенографического метода в семеноведении овощных культур/Ф.Б. Мусаев, О.В. Курбакова, Е.Л. Курбаков, М.В. Архипов, Л.П. Великанов, Н.Н. Потрахов//Гавриш. - М. - 2011. - № 1. - С. 44-46.

7. Курбакова О.В. Рекомендации по применению селената натрия, нано-селена для предпосевной обработки семян моркови столовой и укропа/Е.Г. Добруцкая, Н.А. Голубкина, О.В. Курбакова//Под ред. В.Ф. Пивоварова. - ВНИИССОК, М. - 2011. - 16 с.

Размещено на Allbest.ru

...