Допосівна підготовка насіння – важлива складова насінництва проса лозовидного (Panicum virgatum L.)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Допосівна підготовка насіння - важлива складова насінництва проса лозовидного (Panicum virgatum L.)

біопаливо просо лозовидний

М.І. Кулик, кандидат сільськогосподарських наук

Полтавська державна аграрна академія

Визначено необхідність збільшення частки використання альтернативних джерел енерґії (біопалива) для умов України та шляхи його отримання. Наведено переваги вирощування «енерґетичних культур» (проса лозовидного - світчграсу) для отримання палива із рослинної сировини.

Обґрунтовано необхідність проведення насінницької роботи для забезпечення кондиційності насіннєвого матеріалу з метою формування високої врожайності фітомаси культури. Встановлено найбільш дієві способи допосівної підготовки насіння світчграсу для забезпечення оптимальних умов початкового росту і розвитку рослин.

Ключові слова: «енерґетичні культури», насіння, просо лозовидне, посівні якості, польова схожість.

На даний час інтенсивне використання вичерпних джерел енерґії вимагає від людства залучення та використання альтернативи у забезпеченні своїх потреб в енерґоресурсах 7. Пошук нових енерґоносіїв для України є досить важливим, тому, що за прогнозами експертів, паливо нафтового походження буде все більше витіснятися біопаливом, отриманим на основі біологічної сировини «енерґетичних рослин»2, 3. Для зменшення витрат традиційних джерел енерґії й використання біопалива із фітосировини, практичний інтерес мають такі рослини: просо лозовидне (надалі: світчграс), міскантус, сорґо й інші біоенергетичні культури [4]. Із вищеперерахованих енерґетичних культур світчграс є однією з основних рослин у зв'язку з низькою собівартістю вирощування продукції та високою й стабільною врожайністю фітомаси - сировини для виробництва паливних ґранул [8].

Формування щільного, продуктивного стеблостою та отримання кондиційного насіння багаторічних культур ускладнюється високою забур'яненістю посівів, що обумовлено недотриманням нормативної технології вирощування, повільним початковим ростом рослин, у результаті чого знижуються врожайні та посівні якості насіннєвого матеріалу [1, 12].

Аналіз основних досліджень і публікацій, у яких започатковано розв'язання проблеми. Для отримання високих урожаїв насіння багаторічних трав взагалі і даної культури зокрема, неабияке значення має якість посівного матеріалу. Загальновідомо, що найвищі врожаї доброякісного насіння отримують за висіву сортів, адаптованих до умов даного регіону. В свою чергу, рослини, вирощені з високоякісного насіння, краще переносять несприятливі умови росту і розвитку, краще протистоять шкідникам та хворобам [11].

Встановлено [15], що значна кількість свіжозібраного насіння світчграсу, зазвичай, не проростає й може мати лише 10 % схожості. Проте подовжений післязбиральний термін дозрівання протягом року, зберігання в теплих або прохолодних умовах, чи стратифікація значно підвищують цей показник. У цей час стимулюється дозрівання зерна, в результаті чого розм'якшуються шари насіннєвої оболонки, прискорюються біохімічні процеси в зародку, що сприяє більш швидкому його проростанню.

Дослідженню проблематики обраного питання присвячена значна кількість зарубіжних наукових праць [13, 16], в яких акцентується увага на визначенні загальних етапів проростання насіння зернових культур, у тому числі й багаторічних злаків. В роботах G. Janine Haynes [16] та S. Ray Smith [18] розкривається питання підбору температурних факторів для прискорення пробудження насіння та поліпшення його схожості, як у природному середовищі, так і в лабораторних умовах, та завдяки застосуванню препаратів хімічного походження.

В умовах зарубіжжя встановлено, що насіннєва продуктивність світчграсу знаходиться в межах 220-560 кг/га, а в окремих випадках може досягати 1000 кг/га. Доведено, що високий рівень спокою насіння можна зменшити, зберігаючи його за кімнатної температури терміном до чотирьох років, хоча це може призвести до зменшення дружності сходів [17].

Крім того встановлено, що період спокою можна зменшити яровизацією при ранньому висіванні насіння за холодних і вологих умов [19].

Із метою підвищення коефіцієнта проростання насіння світчграсу, підвищення його польової схожості J. Beckman та С. Tischler із співавторами провели декілька протруювань насіння, включаючи вологе заморожування, яровизацію насіння, обробку сірчаною кислотою і замочування насіння, що дали позитивний результат у плані підвищення посівних якостей насіння світчграсу [14, 20].

У публікаціях вітчизняних науковців експериментальним шляхом встановлено, що в умовах Полтавської області світчграс сортів Sunburst і Cave-in-Rock другого року веґетації формує насіннєву продуктивність, відповідно, за сортами 597 і 373 кг/га [10].

У комплексі агротехнічних заходів вирощування даної культури проблемі поліпшення посівних якостей насіння надається першочергове значення. Тому основним завданням допосівної підготовки насіннєвого матеріалу світчграсу є прискорення проростання насіння, зниження ураження хворобами, підвищення життєздатності та енерґії росту рослин. Для цього використовують наступні методи допосівної підготовки насіння: фізичні, хімічні, комбіновані, інкрустацію, дражування та ін. [11]. З-поміж перелічених заходів найменш затратними залишаються фізичні (намочування, проморожування, стратифікація, відбір насіння за питомою масою - калібрування, скарифікація, опромінювання ультрафіолетом та ін.).

Мета досліджень і методика їхнього проведення. Метою наших досліджень було встановлення шляхів поліпшення посівних якостей насіннєвого матеріалу світчграсу за допомогою впливу фізичних методів допосівної підготовки насіннєвого матеріалу (лабораторні аналізи), а також визначення темпів росту і розвитку рослин у польових умовах.

Дослідження із сортом світчграсу Cave-in-roch (надалі: Кейв-ін-рок) було здійснено протягом 2010-2012 рр. в умовах Полтавської області на чорноземах звичайних опідзолених малогумусних.

Лабораторні експерименти проведено згідно із загальноприйнятими науковими та спеціальними методиками 6, 9. Польові досліди закладено відповідно до методики Б. Доспєхова 5 за рендомізованого розміщення варіантів. Сівбу насіння світчграсу проводили при прогріванні ґрунту на глибині 10 см до 12-150С із шириною міжрядь 45 сантиметрів

Результати досліджень. За результатами проведених трьохрічних лабораторних досліджень визначено найбільш ефективні способи підвищення енерґії проростання та схожості насіння світчграсу сорту Кейв-ін-рок при застосуванні допосівних заходів поліпшення насіннєвого матеріалу (рис. 1).

НІР05 (енергія проростання насіння) 7,4; НІР05 (схожість насіння) 5,8

Рис. Вплив допосівної підготовки насіння на енерґію проростання та лабораторну схожість насіннєвого матеріалу світчграсу сорту Кейв-ін-рок, 2010-2012 рр.

За результатами підрахунку енерґії проростання насіння, що визначали на восьму добу, встановлено найкращі варіанти допосівної підготовки насіннєвого матеріалу світчграсу: калібрування, скарифікація та стратифікація насіння, що відповідно, більше ніж на контролі на 13,5; 17,0 і 14,5 %.

Застосування заходів щодо поліпшення посівних якостей насіння: калібрування, скарифікації та стратифікації суттєво збільшує його лабораторну схожість (на 14-у добу), відповідно, до 67,8; 69,0 і 80,0 %. Істотної різниці між 2-м і 3-м варіантами досліду не виявлено.

У польових умовах за проведення сівби насіння світчграсу сорту Кейв-ін-рок найменшу кількість насіннєвого матеріалу на одиницю площі (у перерахунку на вагову норму висіву) витрачали на варіантах, де застосовували допосівні заходи калібрування та стратифікацію насіння.

За варіантами досліду польова схожість насіння світчграсу різнилися й залежали як від заходів допосівної підготовки насіннєвого матеріалу, так і від погодних умов року досліджень (табл.).

Таблиця

Польова схожість насіння світчграсу сорту Кейв-ін-рок залежно від допосівної підготовки насіннєвого матеріалу, %

Весняний період 2010 року, що характеризувався за ГДКС як середньо вологий, польова схожість насіння світчграсу була суттєво більшою, порівняно з контролем на варіантах, із застосуванням стратифікації насіння (35,3 %) і найбільшою - за проведення калібрування (42,2 %). Посушливі умови весни 2011 року знизили даний показник, порівняно з іншими роками досліджень. У цей період найбільш ефективним заходом допосівної підготовки насіння виявилось його калібрування - польова схожість була на рівні 33,4 %, у межах НІР05 - варіант із стратифікацією (32,5 %), що більше на 20,0 %, ніж на контрольному варіанті, і на 3, 8% ніж за проведення скарифікації. За сприятливого за вологозабезпеченням періоду росту і розвитку рослин світчграсу у 2012 році отримали суттєве збільшення польової схожості насіння світчграсу при застосуванні калібрування (37,8 %) а при проведенні стратифікації насіння - 35,5 %.

У середньому за три роки досліджень істотно вищий показник польової схожості насіння, порівняно з контролем та варіантом 3 (скарифікація), отримали на варіантах, де застосовували калібрування і стратифікацію насіння.

Тривалість міжфазних періодів залежно від допосівної підготовки насіннєвого матеріалу була різною: подовжений період сівба-повні сходи у середньому за три роки досліджень виявися на контрольному і на варіантах, де застосовували калібрування та скарифікацію насіння, - 41-а доба. Найменш тривалим цей період був на варіанті, де проводили сівбу насіння із застосуванням стратифікації (36 діб). Найкоротшим період сходи-кущення виявися також на цьому варіанті - 50 діб, найтривалішим - на варіантах, де висівали скарифіковане насіння, відібране за питомою масою, і на контролі (без обробки), відповідно - 55 діб. Фаза кущіння на досліджуваних варіантах спостерігалася через 14 діб після сходів. Це свідчить про те, що застосування стратифікації - витримування насіння при понижених температурах у вологому середовищі скорочує терміни проходження міжфазних періодів на початкових етапах веґетації рослин світчграсу.

Висновки

1. Застосування допосівних заходів поліпшення посівних якостей насіннєвого матеріалу світчграсу калібрування, скарифікації та стратифікації - суттєво збільшує лабораторну схожість насіння світчграсу сорту Кейв-ін-рок. Застосування калібрування й скарифікації підвищує цей показник до однакового рівня. Застосування даних заходів значно зменшує кількість висіяного насіння на одиницю площі, відповідно, на 1,8 та 3,6 кг/га.

2. У середньому за три роки досліджень суттєво вищу польову схожість насіння світчграсу отримали на варіантах, де застосовували калібрування й стратифікацію насіння. Цей показник залежав як від заходів допосівної підготовки насіннєвого матеріалу, так і від погодних умов року досліджень: посушливі умови весняного періоду знижували його, тоді як сприятливі за вологозабезпеченням - підвищували польову схожість насіння.

3. Застосування допосівної стратифікації насіння скорочує терміни проходження міжфазних періодів на початкових етапах веґетації рослин світчграсу сівба-сходи, сівба-кущіння та сходи-кущіння. Даний агрозахід може слугувати дієвим способом у регулювання темпів росту і розвитку рослин залежно від сорту та умов вирощування культури.

Література

1. Будревич А. П. Сравнительная оценка гербицида агритокс и препаратов на основе сульфонил мочевины в посевах многолетних злаковых трав / А. П. Будревич, И. В. Богомолова // Защита растений: Сб. научн. тр. - Несвиж, 2009. - Вып. 33. - С. 15.

2. Гродзинський Д. Обрії вітчизняної біоенергетики. Внесок учених НАН України в розв'язання проблем виробництва рідкого біопалива / Д. Гродзинський, О. Дембновецький, О. Левчук // Вісник НАН України. - 2008. - №1. - С. 22-31.

3. Гуков Я. С. Використання поновлюваних джерел енергії в сільському господарстві / Я. С. Гуков // Матеріали Міжнародної інтернет-конференції. Режим доступу: htpp//www: ndipvt.org.ua/kon/2/2/1.htm.

4. Гументик М. Я. Перспективи вирощування багаторічних злакових культур для виробництва біопалива / М. Я. Гументик // Цукрові буряки. - 2010. - № 4. - C. 21-22.

5. Доспехов, Б. А. Методика полевого опыта / Борис Александрович Доспехов. - М.: Колос, 1985. - 336 с.

6. ДСТУ 4138-02. Насіння сільськогосподарських культур. Методика визначення посівних якостей. Технічні умови. - К.: Держстандарт України, 2002. - 74 с.

7. Калетнік, Г. М. Розвиток ринку біопалив в Україні : моногр. / Григорій Миколайович Калетнік ; рец. М. Й. Малік [та ін.]. - К. : Аграрна наука, 2008. - 464 с.

8. Кулик М. І. Ботанічні особливості та характеристика екотипів проса лозовидного (Panicum virgatum L.) / Матеріали восьмої Міжнародної науково-практичної інтернет-конференції. - Ч. 3, 2012. - С. 6-7.

9. Кулик М. І. Методика допосівної підготовки насіння проса лозовидного (Panicum virgatum L.) / М. І. Кулик, Elbersen Wolter. - Полтава, 2012. - 7 с.

10. Мороз О. В. Світчграс як нова фітоенергетична культура / О. В. Мороз, В. М. Смірних, В. Л. Курило [та ін.] // Цукрові буряки. - Вип. №3(81), 2011. - С. 12-14.

11. Пам'ятка насіннику: Методичні рекомендації по вирощуванню насіння багаторічних трав у Харківській області. - Х., 2004. - Ч. ІІІ. - 35 с.

12. Саскевич П. А. Агробиологическое обоснование мер борьбы с многолетней сорной растительностью в условиях Республики Беларусь / П. А. Саскевич, Ю. А. Миренков, С. В. Сорока. - Несвиж, 2008. - С. 47.

13. Шпаард Д. Возделывание зерновых / Д. Шпаард, А. Постников, К Крацш, [и др.]. - М.: ИК «Родник», 1998. - С. 38.

14. Beckman J.J., L.E. Moser, K. Kubik, S.S. and Waller. 1993. Big bluestem and switchgrass establishment as influenced by seed priming. Agron. J. 85: 199-202.

15. Elbersen H. W., D. G. Christian, N. El Bassen, W. Bacher, G. Sauerbeck, E. Aleopoulou, N. Sharma, I. Piscioneri, P. De Visser, and D. Van Den Berg. Switchgrass variety choice in Europe / Aspects of Applied Biology. - 2001. № 65: 21-28.

16. Janine Haynes G., Wallace G. Pill, Thomas A. Evans. Seed treatments Improve the Germination and Seedling Emergence of Switchgrass (Panicum virgatum L.) / Hort Science: Seed Technology. - 32(7), 1997. - Р. 1222-1226.

17. Moser L. E. and K. P. Vogel. 1995. Switchgrass, Big Bluestem, and Indiangrass. In: An introduction to grassland agriculture. R. F. Barnes, D. A. Miller and C. J. Nelson (eds.): Iowa University Press. - Р. 409-420.

18. Ray Smith S., Schwer Laura, Boyd Holly, Keene Tom. Prechilling Switchgrass Seed on Farm to Break Dormancy / Cooperative extension service. University of Kentucky College of Agriculture. - Lexington, KY, 40546, - ID - 199.

19. . Smart A. J. and L. E. Moser. 1997. Morphological development of switchgrass as affected by planting date. Agron. J. 89: 958-962.

20. Tischler C. R., B. A. Young and M. A. Sanderson. 1994. Techniques for reducing seed dormancy in switchgrass. Seed Science and Technology 22: 19-26.

Summary

At this stage of development of bioenergy in Ukraine, the use of raw materials from perennial grasses - switchgrass is an essential step to reduce the cost of biofuels.

For seed wary important is the study on improving the culture of seeds for better performance of the original plant growth and development and their competition with weeds.

The results of three years of research has shown the effectiveness of pre-sowing treatment of seeds switchgrass - selection for the specific gravity of the stratification to improve the performance of laboratory and field similarity. These techniques accelerate the pace of germination, improve plant growth and development and thus reduce switchgrass seeding rate.

Key words: "energy crops", seed, switchgrass, crop quality, germination

Размещено на Allbest.ru