Динамика всхожести и жизнеспособности семян пижмы обыкновенной (Tanacetum vulgare L.) в зависимости от срока уборки и продолжительности хранения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Динамика всхожести и жизнеспособности семян пижмы обыкновенной (Tanacetum vulgare L.) в зависимости от срока уборки и продолжительности хранения

Бородий С.А., Бородий П.С.

Костромская государственная сельскохозяйственная академия

Аннотация

Предмет исследования -- семена пижмы обыкновенной. Цель исследований -- установить оптимальные срок уборки и продолжительность хранения семян пижмы обыкновенной. Исследования проводили в 2012…2018 гг. на базе ФГОУ ВО «Костромская ГСХА». Образцы семян для исследования получены из дикорастущей ценопопуляции пижмы обыкновенной в 2012 году. Для определения оптимального срока уборки семена собирали в четыре срока, когда 50% всех соцветий на генеративном побеге достигли фенологической стадии: «середина цветения», «конец цветения» и «полное созревание семян», а также весной после перезимовки семян непосредственно в соцветиях. Для изучения продолжительности хранения семян использовали образцы, прошедшие естественную стратификацию непосредственно в соцветиях в течение зимнего периода 2012/2013 гг. Выборки для анализов включали все семена каждого срока сбора, независимо от степени их созревания, что имитировало комбайновую уборку. Семена хранили в герметично закрытой пластиковой упаковке в сухом помещении при температуре 17…20 °С. Определение всхожести проводили по методике ГОСТ Р 51096-97. Продолжительность хранения устанавливали по результатам ежегодного (20 апреля) анализа на всхожесть. В результате исследований установлено, что повышение энергии прорастания и всхожести зависело от степени зрелости семянок. Всхожесть семян, убранных в середине цветения, составляла 7,5%, в конце цветения -- 18,5%, в стадию полного созревания -- 31,5%, после перезимовки в соцветиях -- 59,5%. Начало прорастания семян invitro зависело от срока уборки и варьировало от 3 суток (убранные в цветение) до 1…2 суток (полное созревание и перезимовавшие). Максимальное количество проросших семян наблюдалось на 6…7 сутки. Допустимая минимальная всхожесть партии семян для производственных посадок при норме высева 4,0…5,0 кг/га лежит в диапазоне 12,0…20,0 %, а максимальный срок хранения семян до посева составляет 4…5 лет. Для расчета динамики всхожести в зависимости от года хранения разработана регрессионная модель, работающая с точностью 99,995%.

Ключевые слова: ПИЖМА ОБЫКНОВЕННАЯ, TANACETUM VULGARE L., СРОК УБОРКИ СЕМЯН ПИЖМЫ, ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ХРАНЕНИЯ СЕМЯН ПИЖМЫ

Введение

Соцветия пижмы обыкновенной служат сырьем для фармацевтической промышленности [1]. После сбора соцветий на плантации остается побочная продукция в виде листьев и стеблей, которую можно использовать для производства биопрепаратов растительного происхождения и последующего применения их на посевах сельскохозяйственных культур, поскольку специально проведенными исследованиями обнаружен инсектицидный эффект пижмы [2, 3]. В этом случае для получения растительного сырья потребуются большие площади плантаций.

Известно, что пижма размножается вегетативным и генеративным путем, причем в естественных условиях семенное размножение более значимо для ее распространения, чем корневищами [4]. В культуре пижму размножают рассадой, отрезками корневищ, делением куста и семенами [5]. Для больших площадей предпочтительнее последний способ, поскольку производительность сеялки в 3…4 раза выше, чем рассадопосадочной машины. семена пижма хранение

Основными нормативными показателями посевных качеств семян любой сельскохозяйственной культуры являются всхожесть и жизнеспособность. Одним из факторов, влияющих на всхожесть, является степень зрелости семян, а на жизнеспособность - еще и продолжительность их хранения до посева.

В опубликованных результатах исследований сотрудников ВИЛАР рекомендуется сбор семян пижмы вручную (на небольших участках) или механизированно [5]. Авторы отмечают, что при механизированной уборке следует учитывать неравномерность созревания плодов в соцветиях, поэтому рекомендуют ориентироваться на степень созревания плодов в центральных щитках.

Для сельскохозяйственного предприятия важна продолжительность сохранения жизнеспособности семян при хранении семенного фонда. Судя по результатам предыдущих исследователей, срок жизнеспособности и сохранения посевных качеств семян пижмы обыкновенной значительно варьирует, в зависимости от условий, в которых хранятся семена. По данным ВИЛАР [5], семена, расфасованные в двухслойные крафт-мешки по 10…12 кг, при размещении на стеллажах в сухом, проветриваемом и прохладном помещении склада могут храниться 3…4 года. Вайт (White) [6] сообщает, что семена сохраняются непосредственно в соцветиях до трех лет, но анализ на всхожесть он не проводил. Прач и Ваде (Prach, Wade) [6] предполагают, что семена жизнеспособны в течение одного сезона, а по сообщению А.В. Фисюнова -- до 15 лет [7].

В связи с вышеизложенным, цель исследований: установить оптимальные срок уборки и продолжительность хранения семян пижмы обыкновенной.

Методика исследований

Исследования проводили в 2012…2018 гг. на базе ФГОУ ВО «Костромская ГСХА». Образцы семян получены из дикорастущей ценопопуляции пижмы обыкновенной.

Для определения оптимального срока уборки семена собирали в четыре срока, когда более 50% всех соцветий на генеративном побеге достигли фенологической стадии «середина цветения», «конец цветения», «полное созревание семян», а также весной после перезимовки семян в соцветиях. Для последующего анализа использовали все семена каждого учета, независимо от степени созревания, что имитировало комбайновую уборку. Определение всхожести проводили по методике ГОСТ Р 51096-97.

Семена хранили в герметично закрытой пластиковой упаковке в сухом помещении при температуре 17…20 °С. Продолжительность хранения устанавливали по результатам ежегодного (20 апреля) анализа на всхожесть.

Статистическая обработка результатов исследования и разработка математической модели выполнена при помощи табличного процессора Excel.

Результаты исследований

Динамика всхожести семян. В результате лабораторного эксперимента установлено, что около 8% семян генеративных побегов, находившихся в фазе середины цветения, были способны к прорастанию (табл. 1). Это объясняется неравномерностью цветения побегов и соцветий, а, следовательно, и созревания семян. Таким образом, семена, собранные со всего растения, разнокачественные по созреванию, и некоторые уже способны прорастать, что повышает шансы выживания вида в дикой природе.

Таблица 1. Всхожесть семян дикорастущей ценопопуляции пижмы обыкновенной (Tanacetum vulgare L.) различного срока уборки

В конце цветения количество всхожих семян возрастало до 18%, а к фазе полного созревания семян и побурения соцветий -- до 32% свежеубранных семян дали полноценные всходы. Аналогичные результаты были получены в США: всхожесть семян, собранных в конце июля -- середине августа составляла 10...20 % [6].

Стратификация в два раза повышала всхожесть, поскольку количество проросших семян, перезимовавших в соцветиях и собранных нами весной следующего года, достигало 59,5%. При этом, если учесть, что сохранившиеся в соцветиях семена, как правило, невысокого качества, всхожесть своевременно созревших, осыпавшихся и прошедших стратификацию под снегом семян может быть выше. По сообщению предыдущих исследователей, всхожесть семян, полученных в августе, сентябре и октябре, составляла 10%, а при искусственной холодной стратификации достигала 40%. Всхожесть перезимовавших на стеблях семян была уже 70%, а при дополнительной обработке пониженными температурами -- 90% [6].

С биологической точки зрения вышесказанное очень важно, поскольку значительно повышает вероятность выживания вида и способность к расширению его ареала. Неравномерное созревание снижает риск гибели семян в стрессовый период, а зимующие в соцветиях семена по поверхности снежного покрова разносятся на значительно большее расстояние, нежели могут распространяться корневища.

В зависимости от степени зрелости семян наблюдалось повышение энергии прорастания и всхожести. Так, семена, убранные в фазу цветения, наряду с более низким процентом всхожести (7,0…19,0 %), начинали прорастать на 3 сутки, в то время, как более зрелые (всхожесть 31,5…59,5 %) -- на 1…2 сутки после посева invitro (табл. 2). Максимальное количество проросших семян наблюдалось на 6…7 сутки, но и по истечении этого срока отдельные семена прорастали.

Таблица 2. Динамика прорастания семян пижмы обыкновенной (Tanacetum vulgare L.) различной степени зрелости (invitro, температура 22…23 єС)

Примечание: * - нет данных

Следовательно, оптимальным сроком уборки семян пижмы обыкновенной следует считать стадию полной спелости плодов.

Продолжительность хранения семян. Для изучения продолжительности хранения семян нами были собраны образцы, прошедшие естественную стратификацию в течение зимнего периода непосредственно в соцветиях. В первый год всхожесть семян составляла 59,5% и соответствовала требованиям ГОСТ Р 51096-97 (для категории РС-4-П - четвертая и последующие, высеваемые в сельскохозяйственных предприятиях и других хозяйствах на площадях товарного назначения всхожесть -- не менее 55%). На следующий год этот показатель снизился на 11%. На третий год всхожесть резко снизилась по сравнению с исходной. В последующие годы эта тенденция сохранялась, и к шестому году только 1% семян сохранил всхожесть (табл. 3).

Таким образом, установлено, что стандартные посевные качества теряются на второй год, но 1% семян все же сохраняет жизнеспособность и на шестой год хранения. Динамика снижения всхожести с точностью 99,995% аппроксимирована следующей системой уравнений (табл. 4, рис. 1).

Таблица 3. Динамика всхожести семян пижмы обыкновенной (Tanacetum vulgare L.) в зависимости от продолжительности хранения

Таблица 4. Система уравнений для прогноза динамики снижения всхожести семян пижмы обыкновенной (Tanacetum vulgare L.) в зависимости от срока хранения

Примечание: W -- всхожесть семян, %; Y -- срок хранения семян, годы

Рис. 1. Аппроксимация динамики всхожести семян пижмы обыкновенной (Tanacetum vulgare L.) в зависимости от срока хранения (ориг.)

Рекомендованная ВИЛАР норма высева семян -- 4,0…5,0 кг/га [5], что при массе тысячи семян 0,13 г и всхожести 55% для категории семян РС-4-П будет соответствовать 55,9…69,93 млн. всхожих семян на 1 га. В результате потребуется прореживание до оптимального количества растений, которое, по нашим данным, составляет 47000…48000 растений/га [8]. Следовательно, при соблюдении рекомендованной ВИЛАР нормы высева, товарную плантацию можно закладывать семенами и с более низкой всхожестью. Для обеспечения оптимальной плотности растений достаточно и однопроцентной всхожести, однако при этом неизбежна неравномерность распределения всхожих семян по площади плантации. Таким образом, допустимая минимальная всхожесть партии семян для производственных посадок лежит в диапазоне 12,0…20,0 %, а максимальный срок хранения партии семян до посева составляет 4…5 лет.

Список использованных источников

1. Государственная фармакопея Российской Федерации XIII издания. -- http://www.fito.nnov.ru/pharmacopaea/flores_tanaceti/. - 2017.

2. Климова Е.В. Растительные препараты и репеллентные растения для защиты плодоовощных и декоративных культур от вредителей и болезней: (краткий справочник). // Экологическая безопасность в АПК. Реферативный журнал. - 1999, № 2. - С. 448.

3. Климова Е.В. Результаты испытаний растительных и микробиологических препаратов на томатах в Приамурье [борьба с грибными болезнями в условиях Хабаровского края] // Экологическая безопасность в АПК. Реферативныйжурнал. - 2002, № 4. - С. 986.

4.Tansy. -- https://www.drugs.com/npp/tansy.html.

5. Семенихин И.Д., Семенихин В.И. Лекарственные растения, возделываемые в России, т. 2. - М. - 2015. - 312 с.

6. Gucker, Corey L. 2009. Tanacetum vulgare. In: Fire Effects Information System, [Online]. U.S. Department of Agriculture, Forest Service, Rocky Mountain Research Station, Fire Sciences Laboratory (Producer). Available: https://www.feis-crs.org/feis/.

7. Фисюнов А.В. Сорные растения. - М.: Колос. - 1984. - 320 с.

8. Бородий С.А., Виноградова В.С., Бородий П.С. Морфометрические параметры надземной массы генеративного побега пижмы обыкновенной (Tanacetum vulgare L.) в естественных ценопопуляциях // Аграрный вестник Верхневолжья. - 2017, № 3 (20). - С. 60-67.

Размещено на Allbest.ru