СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ПОЛЕВОЙ ВСХОЖЕСТИ СЕМЯН ЗЕРНОВЫХ КОЛОСОВЫХ КУЛЬТУР Российский патент 1994 года по МПК A01C1/02 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности и семеноведению и семенному контролю зерновых колосовых культур.

Цель изобретения - прогнозирование полевой всхожести семян зерновых культур в лабораторных условиях.

Главным показателем посевных качеств семян является всхожесть. Вместе с тем, давно известно о имеющихся существенных различиях между лабораторной и полевой всхожестью семян. Величина расхождений составляет нередко 15-20% и более. Основная причина расхождения - благоприятные лабораторные условия для проращивания не раскрывают разнокачественности семян по способности нормально прорасти в почве, развиться и дать полноценное взошедшее растение. Этим объясняется получение изреженных всходов, недобор урожая и снижение его качества. Необходимость внесения поправки на полевую всхожесть при расчете нормы высева обусловила идею поиска метода анализа и показателя качества для прогнозирования полевой всхожести семян. Таким критерием качества признан показатель, названный условно сила роста семян. Определение термина сила роста дается в стандарте СЭВ 6090-87 [1].

К настоящему времени исследователи предложили несколько десятков методов определения и измерения силы роста семян полевых культур, которые можно условно подразделить на три группы: физические, физиологические и биохимические. Одни методы являются прямыми и основываются на ответных реакциях на дополнительные нагрузки при проращивании семян, например, в среде из кирпичной или малахитовой крошки, крупного или обычного песка. Прямыми являются методы, основанные на приборных измерениях механического давления ростков прорастающих семян, способности сильных ростков преодолеть слой фильтровальной бумаги определенной плотности, а также методы, базирующиеся на стрессовых факторах среды: проращивание семян при пониженных и повышенных температурах, избыток или недостаток влаги после ускоренного искусственного старения, термической обработки, в водных растворах органических веществ (метаноле, этиленгликоле), солей хлористого кальция и натрия и др. К этой группе относятся физиологические методы, основанные на измерениях длины ростков и корешков, количества корешков, сырой и сухой массы растений и др.

Другая большая группа методов - косвенные. Они основываются на показателях биохимических реакций: электропроводности вытяжек семян, интенсивности дыхания, активности ферментов дегидрогеназы и декарбоксилазы, содержании хлорофилла и изоцитратилиазы, степени выщелащивания сахаров, топографии зародыша, окрашенного раствором тетразола и др. Говоря о биохимических и некоторых других методах определения силы роста семян, следует сказать, что это малопроизводительные, трудоемкие или же требующие использования дефицитных материалов, дорогостоящего и сложного оборудования. Главными недостатками большинства методов являются недостаточная воспроизводимость данных, отсутствие возможности унификации, поэтому они ограниченно пригодны для использования в семенном контроле при проведении массовых анализов.

Ряд исследователей приводят результаты сравнительного изучения различных методов определения силы роста применительно к семенам зерновых и зернобобовых культур. В изучении находились 6-8 методов (Хильтнера, ускоренного старения, холодное проращивание, морфофизиологический метод, метод стрессовых факторов среды, электропроводности, тетразольный метод массы ростков). Общий вывод: испытанные лабораторные тесты на силу роста давали различные результаты, и не было статистической связи между различными группами изучаемых методов. О широком масштабе исследований по силе роста свидетельствует, в частности, тот факт, что в Международной ассоциации по контролю за качеством семян (ИСТА) с 1950 г. функционирует комитет по силе роста семян. Публикуются отчеты комитета, дважды выпускался специальный справочник ИСТА по силе роста. Но, несмотря на это, до настоящего времени нет универсального метода определения силы роста семян. Все попытки стандартизировать какой-либо из них, хотя бы для отдельной или группы культур, оказались безуспешными. Нет стандартизированного метода для определения силы роста семян и в нашей стране.

С 1983 г. действуют утвержденные Государственной семенной инспекцией три метода: определение силы роста семян при проращивании в песке, в почве и определение силы роста методом морфофизиологической оценки проростков (в рулонах фильтровальной бумаги). Из-за трудоемкости и громоздкости метода определения силы роста при проращивании в песке и в почве используются редко.

При разработке метода прогнозирования полевой всхожести необходимо учесть и такое требование: все процессы, связанные с подготовкой ложа для проращивания семян, условий роста проростков и учета показателей, должны быть простыми, приспособленными к имеющемуся оборудованию в аналитических лабораториях Государственного семенного контроля.

В предлагаемом способе полевая всхожесть устанавливается через определение силы роста семян. Для анализа силы роста проращивание семян и доращивание проростков проводят в увлажненном песке, в растильнях, оценку нормально развитых сильных проростков осуществляют по интенсивности роста зародышевого листа в длину и его специфического дугообразного наклона.

Способ определения силы роста осуществляют следующим образом.

Проращивание семян проводят в растильнях, в слое увлажненного кварцевого (речного) песка. Качество песка и его подготовка для анализа по ГОСТ 12038-85 "Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения всхожести". Растильни на 1/3 высоты наполняют увлажненным до 60% от полной влагоемкости песком. Песок разравнивают и уплотняют. Затем, как и при определении всхожести, под маркер или отсчитанные семена вручную раскладывают на расстоянии 0,5-1 см друг от друга, трамбовкой вдавливают в песок. Семена засыпают таким же увлажненным песком толщиной 1,5 см (до уровня плечиков растильни). Песок выравнивают и уплотняют. Определение силы роста проводят в четырехкратной повторности по 100 шт. семян.

Проращивание проводят в термостате, в темноте, при 20-21^оС (по образцам свежеубранных семян озимых культур с незаконченным периодом послеуборочного дозревания первые трое суток растильни выдерживают в термостате-холодильнике при 5-10^оС). В термостате растильни размещают в один ряд по 8 шт. на каждой полке. В одном термостате типа ТПС-3 на четырех уровнях размещаются одновременно 32 шт. растилен. При дружном появлении всходов по отдельным пробам ростки местами приподнимают часть верхнего слоя песка. Для исключения такого явления в начале появления всходов растильни следует слегка встряхнуть путем приподнятия и опускания их на полку. Запас влаги в песке достаточен на весь период анализа. Термостаты один раз в сутки вентилируют путем открывания дверцы на 3-5 мин. В зависимости от качества семян и индивидуальных особенностей отдельных зерновых в процессе прорастания и роста происходит дифференциация ростков по длине зародышевого листа. Наиболее сильные ростки интенсивно растут, лист выходит из колеоптиле, увеличивается в длине; слабые отстают в росте, медленно растут, первичный лист у них остается, как правило, в колеоптиле или же незначительно выдвигается из него. Учет силы роста проводится в фазе, когда большинство ростков из-за большей длины и массы на месте выхода листа из колеоптиле полегают и на месте наклона вследствие того, что нижняя часть листа продолжает расти, образуется характерный дугообразный изгиб. Слабые ростки отстают в росте и не полегают. Эта фаза при 20-21^оС наступает через 10 дней или на 5-6 день после полного появления всходов. При повышении температуры проращивания до 24-25^оС учет силы роста проводят раньше на 1-2 дня.

Силу роста семян характеризует количество сильных (полегших) ростков и выражается в процентах к высеянным семенам. Сравнительное изучение соотношения показателей силы роста (по количеству полегших ростков) и полевой всхожести проводилось в лаборатории на образцах семян озимой пшеницы сорта Одесская 51, озимого ячменя-Одесский 46 и ярового ячменя - Одесский 100. Образцы различного происхождения и качества в течение двух лет отбирались из средних проб семян, доставленных с хозяйств на анализ в Овидиопольскую, Беляевскую и Березовскую районные семенные инспекции Одесской области, а также непосредственно в колхозах и совхозах этих районов и элитно-семеноводческих хозяйствах Всесоюзного селекционно-генетического института. По всем образцам определялись посевные качества, сила роста и высевались на полевую всхожесть в шестикратной повторности. На рядок длиной 2,5 м высевали с учетом качества семян одинаковое расчетное количество всхожих зерен. Этим достигалось равномерное расположение семян в рядке по густоте. Ширина междурядья 15 см. По озимой пшенице и ячменю полевая всхожесть определялась при двух сроках посева с интервалом 10-15 дней.

В табл. 1-3 приводятся данные о происхождении и качестве семян, соотношении показателей силы роста в лаборатории и полевой всхожести. Как видно по большинству сортообразцов, расхождение между сравниваемыми показателями составляет в пределах 1-5%. Наибольшие различия, на уровне 9-10% и более, наблюдались по отдельным, как правило, по не выравненным по крупности образцам, имеющим массу 1000 семян в пределах 35-36 г. Причем полевая всхожесть по ним в большинстве случаев была ниже силы роста. Это объясняется тем, что мелкие семена в полевых условиях хуже всходили.

Приведенный экспериментальный материал свидетельствует о достаточно высокой сопряженности показателей силы роста (по % полегших ростков) с полевой всхожестью семян. Метод вполне может быть использован в семенном контроле, т.е. существующих контрольно-семенных лабораториях.

Предлагаемый способ в отличие от утвержденных конструктивно прост, технологичен, не трудоемок. Обладает возможностями для широкого использования в проведении массовых анализов в системе семенного контроля, в равной степени, как по свежеубранным, так и хранящимся семенам. Для его проведения не требуется дополнительного лабораторного оборудования и материалов (термостаты, растильни, песок). Метод имеет достаточную воспроизводимость, может быть унифицирован с другими методами определения силы роста семян.

Использование: в сельском хозяйстве, в частности в семеноводстве. Сущность изобретения: семена помещают на увлажненное ложе для проращивания. Проращивание ведут в темноте при 20 - 25°С под слоем песка толщиной 1,5 см. На 8 - 10 день подсчитывают количество проросших семян. О полевой всхожести судят по количеству проростков с загнутым листом на уровне выхода из колеоптиле. 3 табл.

СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ПОЛЕВОЙ ВСХОЖЕСТИ СЕМЯН ЗЕРНОВЫХ КОЛОСОВЫХ КУЛЬТУР, включающий увлажнение семян на ложе, проращивание при 20-25^oС в темноте и подсчет проросших семян, отличающийся тем, что, с целью повышения точности прогнозирования, проращивание ведут под слоем песка толщиной 1,5 см, а подсчет осуществляют на 8 - 10-й день, причем о полевой всхожести судят по количеству проростков с загнутым листом на уровне выхода колеоптиле.