Технологические приемы повышения качества семян и урожайности зерновых культур в Приамурье

Агропромышленный комплекс Приамурья находится в кризисном состоянии, выход из которого возможен за счет введения в оборот заброшенной пашни и интенсификации сельскохозяйственного производства, предусматривающих повсеместное освоение научно обоснованных зональных систем земледелия, внедрение интенсивных технологий возделывания полевых культур, ускоренное внедрение в производство высокоурожайных сортов, научную организацию семеноводства.

В настоящее время, благодаря успешной работе селекционеров, продуктивность сортов постоянно растет, но при этом семеноводство значительно отстает от достижений селекции. Потенциал современных сортов зерновых культур по сравнению со старыми высокий и составляет у пшеницы 50–55 ц/га, у ячменя и овса – 50– 60 ц/га [4].

Однако внедрение их в производство сдерживается неудовлетворительным семеноводством, которое в регионе находится в глубоком технико-экономическом кризисе. Прежняя система разрушена, в связи с чем освоение новых сортов носит стихийный характер. Медленно идет сортосмена, что не позволяет реализовать достижения селекции в интересах сельхозпроизводителей, несвоевременно проводится сортообновление. Слаба материально-техническая база, не хватает сушилок, семеочис-тительных машин, комбайнов, семеноводческого оборудования. Все это привело к росту площадей, засеваемых семенами массовых репродукций, увеличению видовой и сортовой засоренности, ухудшению качества семян. Процент сортовых посевов в регионе остается низким (50–60 %), что негативно отражается на урожайности культур, на экономике хозяйств. При таком положении дел потенциал сортов в массовом производстве используется на 25–30 %.

Цель исследований – изучить влияние возбудителей грибных болезней и агротехнических приемов (норм высева, протравливания семян, сроков посева, доз минеральных удобрений) на качественные показатели семян и их урожайность в условиях Приамурья.

В Приамурье, как и в Дальневосточном регионе в целом, зерновые культуры занимают важное место. Основным негативным фактором при их возделывании являются летние муссоны, вызывающие в экстремальные годы полегание хлебов, развитие грибных болезней, прорастание зерна в колосе, а в итоге – снижение качества семян. Высокие температуры, влажность почвы и приземного слоя воздуха в летний период благоприятствуют развитию гельминтоспориозно-фузариозной корневой гнили.

Наши многолетние исследования показали, что данное заболевание распространено во всех зерносеющих районах Дальнего Востока и в отдельные годы по вредоносности является главным среди болезней злаков. Наиболее чувствительны к нему пшеница и ячмень, более устойчив овес.

Основной передатчик инфекции – семена зерновых культур, которые поражаются фузариозом и гельмин-тоспориозом, в том числе и черным зародышем, возбудителем его является гриб гельминтоспориум, поражающий до 67–69 % посевов зерновых. Установлено, что зараженность им семян до 5 % существенно не влияет на их посевные и урожайные качества. Поэтому этот показатель принят нами за допустимый уровень, как порог вредоносности. Увеличение степени зараженности до 10 % и более приводит к снижению полевой всхожести семян на 4–14%, усилению развития корневой гнили на 7–15 % и в итоге – к снижению урожайности зерновых культур на 2,1 ц/га [3].

Другим передатчиком инфекции является почва, в которой насчитывалось до 150 конидий гельминтоспо-риума в 1 г воздушно-сухой почвы. Помимо семян и почвы, источником инфекции являются растительные остатки культурных и дикорастущих злаков, а также сорные растения из других семейств. Поэтому засоренность полей усиливает поражение злаков корневой гнилью, способствует сохранению и накоплению инфекции в почве. Для снижения ее вредоносности необходимо осуществлять комплекс мероприятий, направленных на ограничение развития возбудителей данного заболевания. В этом комплексе одно из первых мест принадлежит севообороту. Хорошим предшественником для зерновых является соя, обеспечивающая снижение пораженности корневой гнилью (до 10–15 %) и уменьшение заселенности почвы этим патогеном (до 24–52 конидий в 1 г почвы). Соя и ее пожнивные остатки провоцируют прорастание конидий патогена в почве, но они не могут заразить ее и погибают под влиянием антагонистической микрофлоры, в большом количестве развиваемой этой культурой. Как предшественник она улучшает водный и пищевой режимы почвы, способствует лучшему росту и развитию пшеницы и ячменя, придавая им более высокую выносливость.

В снижении пораженности зерновых культур корневой гнилью важное значение имеют ранние сроки посева, которые создают благоприятные условия для роста и развития растений, повышая тем самым устойчивость их к этой болезни. Так, по нашим данным, пшеница, высеянная в ранние сроки (2-я половина апреля), поражалась ею на 12–38 % меньше, чем при средних (1-я половина мая) и поздних (2-я половина мая) сроках посева. Кроме того, это позволяет убрать зерновые культуры до наступления муссонных дождей, вызывающих полегание хлебов и массовое развитие фузариоза и гельминтоспо-риоза. Урожайность от раннего и среднего сроков посева на 1,4–2,1 ц/га выше по сравнению с поздним.

Пораженность корневой гнилью возрастает при повышенных нормах высева. При увеличении ее с 4 до 7 млн/га всхожих семян развитие болезни повышается в два раза – с 13,6 до 27,2 %, снижается устойчивость к полеганию в фазу молочно-восковой спелости, что уменьшает урожай и увеличивает возможности развития патогенных грибов на полегших растениях. Поэтому оптимальная норма в условиях Приамурья для пшеницы 6 млн/га всхожих семян, ячменя – 5 млн/га, а глубина их заделки не должна превышать 5 см.

В условиях Приамурья инфекция корневой гнили в основном передается через семена, и, следовательно, ее уничтожение необходимо проводить методом обеззараживания. Результаты наших исследований показали, что такие протравители, как фундазол в дозе 3 кг на 1 т семян, бункер и виал ТТ – 0,5 л/т обладают сильными дезинфицирующими свойствами и почти полностью уничтожают альтернариозные и другие сапрофитные грибы. Что касается гельминтоспориозных и фузариоз-ных грибов, хотя их количество резко снижается, однако полностью они не уничтожаются, так как помимо наружной инфекции имеет место и глубинная. В результате протравливания всхожесть семян увеличивается на 4–15 %. Развитие корневой гнили в первый период вегетации (фаза кущения) в посевах протравленными семенами снижалось в 2–3 раза. В более поздние фазы протравленные семена не предохраняют растения от поражения инфекцией из почвы. Несмотря на это, здоровые и дружные всходы, получаемые от таких семян, формируют более продуктивные растения, урожайность при их воспроизводстве возрастает на 1,9 –2,0 ц/га.

Наряду с корневыми гнилями в посевах пшеницы и особенно ячменя постоянно наблюдается проявление еще одного вредоносного заболевания – пыльной головни. В отдельные годы на посевах средне и слабо устойчивых сортов болезнь принимает характер эпифито- тий, резко снижая урожай и ухудшая его качество. На семеноводческих посевах появление этого заболевания недопустимо. Борьба с пыльной головней осложняется тем, что грибница паразита находится внутри зародыша семени. Поэтому не все препараты эффективны против этого заболевания. Так, неэффективным показал себя ТМТД, а высокоэффективными были виал ТТ и бункер, полностью уничтожающие головневую инфекцию.

Наряду с климатическими и погодными условиями, распространенностью патогенной инфекции, на формирование, налив и созревание зерна существенное влияние оказывают отдельные приемы агротехники. Важное значение для получения высококачественных семян имеют сроки посева и дозы удобрений. В связи с этим в наших исследованиях ставилась задача – определить допустимые сроки посева для зерновых культур без снижения их семенных и урожайных качеств. Сроки посева устанавливали по сумме положительных температур. Первый срок посева проводили при наборе суммы положительных температур 50°, второй – 100°, третий – 200°С. В результате исследований установлено, что продолжительность межфазных периодов у зерновых культур определялась среднесуточной температурой воздуха и наличием влаги в почве.

При позднем сроке посева (2-я половина мая) продолжительность периода посев – созревание у всех трех культур: пшеницы, ячменя и овса – сократился на 8–24 дня. Ускоренное прохождение межфазных периодов из-за повышенных температур воздуха сопровождается образованием меньшего числа органов растения (стеблей, цветков), формирующихся в эти периоды. Так, коэффициент кущения у овса раннего срока сева равнялся 1,9, а позднего – 1,1. Сроки посева влияли на массу 1000 зерен у овса и пшеницы (табл. 1).

Таблица 1

Влияние сроков посева на урожай и качество семян зерновых культур (среднее за три года)

Срок посева	Урожай-ность, ц/га	Продуктивная кустистость, шт.	Масса 1000 семян, г	Всхожесть, %	Энергия прорас тания, %
Пшеница Хабаровчанка
1	29,4	1,4	37,7	89	84
2	29,0	1,4	38,4	89	85
3	25,6	1,2	35,7	85	80
НСР 05	2,8	0,2	1,3	3,0	3,3
Ячмень Муссон
1	34,6	2,4	44,5	94	75
2	32,0	2,2	44,1	92	79
3	28,5	1,7	43,8	92	67
НСР 05	2,3	0,3	1,1	2,1	3,2
Овес Тигровый
1	49,1	1,9	30,3	91	87
2	37,3	1,8	29,8	94	89
3	40,1	1,1	27,8	92	82
НСР 05	4,2	0,3	1,6	2,2	2,7

Сравнительный анализ данных по зерновым культурам показал, что у растений позднего срока посева, особенно у овса, формировалось более мелкое зерно, это объясняется коротким (на 4–6 дней) периодом вегетации верхних листьев, определяющих массу зерновки.

У ячменя масса 1000 зерен в зависимости от сроков посева изменялась незначительно. У растений позднего срока продуктивная кустистость снижалась из-за повышенных температур в период всходы – кущение, что явилось основной причиной недобора урожая. Более низкий урожай пшеницы и овса позднего срока посева также объясняется низким коэффициентом кущения растений и меньшей массой 1000 зерен. Кроме этого, пониженная масса 1000 зерен негативно влияла на выход семян наиболее ценных крупных и средних фракций.

Посевные качества семян ячменя в основном зависели от погодных условий вегетационного периода, а у пшеницы и овса самая низкая всхожесть и энергия прорастания были при позднем сроке посева (2-я половина мая). В годы с сильным переувлажнением, когда наблюдается активизация процессов энзимо-микозного истощения семян и поражения их грибными болезнями, качество семян ниже при раннем сроке посева [1]. Следовательно, для получения высококачественных семян в условиях Приамурья необходимо сеять зерновые культуры при наборе суммы положительных температур от 50 до 100–150°С или по времени – со второй декады апреля (ячмень), до середины второй декады мая (пшеница, овес).

При возделывании зерновых культур на семенные цели большое значение имеют правильно подобранные дозы минеральных удобрений для каждой культуры и сорта. Если в 70–80 гг. прошлого столетия урожайность зерновых культур в регионе редко превышала 10–15 ц/га и ставилась задача повысить ее в два раза, соответственно, под эти показатели проводились исследования. В настоящее время потенциал сортов составляет 50–60 ц/га, следовательно, требуется иная система питания растений, но она не должна негативно влиять на семенные качества зерна. Анализ литературных данных показал, что комплексное внесение азотно-фосфорных и калийных удобрений в оптимальной дозе не только увеличивает урожай, но и улучшает посевные и урожайные качества семян [2]. Наши исследования в целом подтвердили общую тенденцию применения удобрений для оздоровления зерновых культур на семенные цели. В опытах, помимо рекомендованной дозы (N30Р60К30кг/га д. в. – фон), в критическую фазу развития пшеницы – кущение вносили подкормки с возрастающей дозой азотных (N10-30) и фосфорных (Р20) удобрений (табл. 2).

Результаты исследований показали, что нарушение соотношения азота к фосфору приводит к росту урожая до определенного предела, но качество семян закономерно снижается. Так, урожайность пшеницы при внесении дополнительных доз азота возросла на 1,6 ц/га при N10 и на 2,7 ц/га при N20. Однако всхожесть семян в этих вариантах снизилась на 2 и 6 % соответственно по сравнению с фоном, то есть с рекомендованной дозой. Заметно ухудшилась и энергия прорастания семян.

Таблица 2

Влияние минеральных удобрений на урожай и семенные качества пшеницы сорта Хабаровчанка (среднее за три года)

Вариант опыта	Урожайность, ц/га	Энергия проратания, %	Всхожесть, %	Процент больных семян
Контроль (б/у)	22,8	78	88	11,3
N 30 Р 60 К 30 (фон)	27,4	81	94	8,1
Фон + N10	29,0	79	92	9,0
Фон + N20	30,1	77	88	9,1
Фон + N30	30,0	68	84	13,6
Фон + Р 20	27,6	82	94	5,7
НСР 05	2,6	2,4	2,2	3,1

Внесение N30 в подкормку не повлияло на урожай по сравнению с дозой N20, но резко ухудшило посевные качества семян – всхожесть и энергия прорастания снизились на 4 и 9 % соответственно. Еще большая разница с рекомендованной дозой – на 10 % по всхожести и на 13 % по энергии прорастания.

Ухудшение качества семенного материала пшеницы связано с высоким процентом больных семян в этом варианте (13,6 %). Таким образом, качество семян в значительной степени зависит от действия минеральных удобрений. Поэтому дальнейшая задача наших исследований состоит в том, чтобы определить оптимальные уровни питания зерновых культур в сложных агроклиматических условиях Приамурья с целью получения высококачественных семян при возможно высоком урожае.

Важной проблемой дальневосточного семеноводства является повышение жизнеспособности семян. Это, в свою очередь, выдвигает ряд актуальных задач по комплексному изучению особенностей формирования зерна в период от оплодотворения семяпочки и образования зиготы до полной физиологической спелости. Известно, что получение высококачественных семян тесно связано с характером погодных условий в период семеоб-разования. Оптимальная температура воздуха в этот период должна быть 20–22°С, влажность почвы 60–70 % от полной полевой влагоемкости (ППВ) и относительная влажность воздуха 70–80 %, что в основном соответствует климатическим условиям основных районов Приамурья. Второй этап – налив зерна требует других погодных условий – среднесуточных температур 15–16°С и влажности почвы около 60 % ППВ. К этому времени (за исключением редких засушливых лет) начинаются муссонные дожди, из-за чего удлиняется вегетационный период, замедляется созревание и наступление физиологической спелости зерна. Всё это (нередко в сочетании с высокой засоренностью посевов), затрудняет комбайновую уборку и приводит к большим потерям урожая. Как правило, зерновые культуры убирают с высокой влажностью зерна (более 20 %), что негативно отражается на качестве семян.

Существенную помощь в решении этой проблемы может оказать предуборочное подсушивание растений, или десикация. Опытами установлены перспективность и целесообразность применения десикантов в фазу на- чала восковой спелости на зерновых культурах в местных условиях. При этом энергия прорастания и всхожесть семян повышались на 5–8 %, уменьшалась пораженность зерна гельминтоспориозом и фузариозом. И хотя применение этого приема не всегда экономически оправдано и может лишь частично решить проблему снижения предуборочной влажности зерна, вопросам десикации следует уделять большее внимание. В первую очередь необходимо провести испытание экологически безопасных препаратов, не наносящих вред окружающей среде и в то же время дающих семеноводческий эффект.

Другой вопрос, требующий проведения детальных исследований для каждой зерновой культуры, – температурные режимы сушки влажного зерна. Как показали наши опыты, зерно вороха с влажностью 20–22 % через двое суток имело всхожесть 50 %, а через четверо – всего лишь 9 %. В связи с этим такое зерно необходимо немедленно пропустить через машины первичной очистки и подсушить в зерносушилках шахтного типа при температуре максимально допустимой для данной влажности зерна. Каждой культуре и даже сорту, различающихся по влажности, размеру и массе зерновки, температура теплоносителя, длительность и повторяемость циклов сушки должны подбираться индивидуально. В противном случае зерно теряет энергию прорастания и всхожесть, становится непригодным для семенных целей.

Наиболее рациональный путь повышения качества семян – селекция скороспелых, энергосберегающих сортов зерновых культур. Примером являются созданные нами новые сорта ячменя кормового направления – двурядный Муссон и шестирядный Казьминский (авторы И.М. Шиндин, В.Ф. Черпак), созревающие на две–три недели раньше пшеницы и овса и на 7–10 суток среднеспелых сортов ячменя, что позволяет убрать урожай в более благоприятных условиях до наступления муссонных дождей и обойтись без приемов искусственной сушки зерна. Это гарантирует ежегодное получение семян с высокой всхожестью (не менее 92 %).

Однако для кардинального улучшения семеноводства зерновых культур в Приамурье требуется системная работа по поэтапному восстановлению и укреплению материально-технической базы и, прежде всего, по обновлению уборочной, сушильной, семеочистительной и другой техники, что позволит быстрее размножать новые сорта, получать высококачественные семена, полнее реализовать их генетический потенциал.