Формирование урожайных свойств сортовых семян начинается на материнском растении и заканчивается их предпосевной подготовкой. А это значит, что многие ценные качества будущего семенного материала для посевной-2020 формируются уже сейчас.
Качество посевного материала имеет первостепенное значение для успешного выращивания сельскохозяйственных культур, уверена к.с-х.н., доцент кафедры «Земледелие и растениеводства» КазАТУ им. С.Сейфуллина Нина ШЕСТАКОВА, а кроме чистоты и лабораторной всхожести есть более информативные качественные показатели, от которых в наибольшей степени зависит полевая всхожесть и урожайные свойства семян.
По данным Нины Адамовны, за последние годы качество посевного материала в Казахстане значительно ухудшилось. Причина низкого спроса на качественные семена в том, что у крестьян просто нет средств на их приобретение: так, если тонна товарной пшеницы стоит в пределах 50-70 тысяч тенге, то тонна семян – 90-110 тысяч. В связи с этим многие крестьяне предпочитают экономить и сеют рядовым зерном. В итоге сами аграрии и страдают, недополучая урожай: согласно оценкам учёных, сев низкопродуктивными семенами снижает урожайность пшеницы на 30%. А, значит, уменьшается и рентабельность производства.
Согласно существующей классификации, семена обладают тремя группами качеств: сортовые, посевные, урожайные (Рисунок 1).
Посевные качества – совокупность свойств семян, характеризующих степень их пригодности для посева.
Сортовые – требования нормативно-технической документации (сортовая чистота, репродукция и др.).
Урожайные – способность давать урожай, величина которого определяется генотипом и фенотипом сорта и гибрида.
Посевные качества
Посевные качества в значительной мере зависят от метеоусловий в генеративную фазу развития растений. Анализы посевного качества семян можно провести в самом хозяйстве для внутрихозяйственных целей. Но для апробации в семенных посевах и для сертификации качества семян в рамках торговли ими требуются независимые организации, деятельность которых регулируется законодательными актами отдельных стран.
В Европейском союзе этим целям служит Международная организация по анализу семян JSTA Jnternational Seed Testing Association (ИСТА). Казахстан с 2005 года является членом этой Международной ассоциации по контролю за качеством семян. Задачей ИСТА является разработка международных правил и методов оценки посевных качеств семян.
В Республике Казахстан посевные качества определяют посредством отбора проб семян и последующего их анализа в аттестованных лабораториях по экспертизе качества семян, согласно требованиям соответствующих стандартов.
В стандартах и других нормативных актах заложены требования к семенному и посадочному материалу.
Показатели посевных качеств семян бывают:
— нормируемые ГОСТами (чистота семян, лабораторная всхожесть, засоренность семенами других культурных растений и сорняков, влажность семян и т.д.);
— ненормируемые (энергия прорастания, масса 1000 семян, жизнеспособность, сила роста и др.).
В соответствии с требованиями ГОСТ посевные качества семян определяются только с партии семян или ее части, отвечающей определенным требованиям, путем отбора средних проб. Выделение средних проб, отражающих качество семян всей партии (или контрольной единицы), осуществляется взятием точечных проб и формированием объединенной пробы с последующим выделением из нее средней пробы.
Семена пшеницы могут храниться в насыпи в семено-зернохранилищах или в мешках.
Сортовые свойства
Особенностью современного сельскохозяйственного производства, в частности растениеводства, является ориентация его не только на использование сортов с высокой потенциальной продуктивностью и экологической приспособленностью, но и на комплексный подход к реализации генетического потенциала продуктивности сорта, за счет оптимального агроклиматического макро-и микрорайонирования, сортовой агротехники и семеноводства, целенаправленного конструирования агроценозов и агроэкосистем.
В практике многие агрономы путают сортовые и посевные свойства семян, не улавливают разницы между посевными и урожайными свойствами семян, путают урожайный потенциал сорта и урожайный потенциал семян.
Наличие сортовых семян любой репродукции (суперэлита, элита, I, II…) показывает только сортовую чистоту и поколение семян после пересева элиты, и вовсе не означает автоматически высокой урожайности посевов. Урожайность может определить только оценка их урожайных свойств. Поэтому семеноведение с теоретической и практической позиции должно быть нацелено на оценку и формирование урожайных свойств сортовых семян на материнском растении, заканчивая предпосевной подготовкой их.
Далеко не все показатели качества семян имеют прямое отношение к уровню урожайности, есть такие, которые характеризуют преимущество культуры и технологию семеноводческого процесса (например, наличие сорняков, примесей и т.д.). Однако большинство показателей, раскрывающих качество семян, имеет непосредственное отношение к продуктивности и чем они выше, тем выше урожайность.
Влияние свойств семян, характеризующихся указанными показателями, на урожайность происходит через уровень полевой всхожести и выживаемость растений, либо через продуктивность самого растения.
Из показателей качества семян имеет особое значение генотип и фенотип этого семени (потенциальные возможности сорта семени). Прибавка урожая может составлять от 3 до 7 ц/га.
Генотип сорта практически не действует на полевую всхожесть семян, а оказывает большое влияние на продуктивность растения (Рисунок 2). Все остальные свойства семян и определяющие их показатели действуют в двух направлениях – полевую всхожесть и продуктивность растения.
Почему треть семян не всходит на поле?
Результаты исследований Шестаковой Н.А., Сутемгенова Д.Б. (2003) показали, что, используя на посев первоклассные семена (лабораторная всхожесть 95-97%) сортов мягкой пшеницы, полевая всхожесть в среднем за 3 года составляла от 60 до 66%, 1/3 семян практически выбрасывалась.
Каковы причины столь значительных расхождений между показателями лабораторной и полевой всхожести? Попытка свалить все на плохие погодные условия в период прорастания семян не всегда себя оправдывает, так как даже в годы благоприятные по температурному режиму и влагообеспеченности полевая всхожесть в условиях Северного Казахстана редко превышает 75%. А снижение полевой всхожести на 1% влечет за собой уменьшение урожая зерновых на 1,5-2%
Очевидно, полевая всхожесть зависит не только от условий прорастания семян, но и свойств семян, которые закладываются в семени в период формирования на материнском растении. Например: семена из лесостепной зоны Северного Казахстана, несмотря на более высокую продуктивность материнского растения, формировались с более низкой энергией прорастания, лабораторной всхожестью и снижались урожайные свойства в сравнении с семенами, выращенными в степной зоне региона.
Показатель энергии прорастания (дружность прорастания на 3-4-й день) точнее отражает полевую всхожесть. Коэффициент корреляции между энергией прорастания и полевой всхожестью составляет r = 0,49-0,78. Семена с низкой энергией прорастания могут снижать урожай от 20 до 28%.
Взаимосвязь между крупностью (массой 1000 зерен) семян и урожайностью четко проявляется в экстремальных условиях (сухая весна, более глубокая заделка семян): полевая всхожесть выше у крупных семян.
Травмированность семян существенно отражается на уровне урожайности – травмированные семена имеют более низкую полевую всхожесть.
Семена с большей силой роста обладают и большей мощностью развития растения, что сказывается на продуктивности растения. Прибавка в урожае может достигать за счет семян с высокой силой роста до 20%.
Совершенно понятно, что из больных поврежденных вредителями семян не могут развиваться высокопродуктивные растения.
Еще один фактор повышения урожайности – стимуляция различными химическими и физическими приемами. Эти факторы могут в значительной степени интенсифицировать стартовые реакции в период прорастания и становления проростка и если в дальнейшем будут созданы оптимальные условия, то такие стимулированные семена могут повысить урожайность на 2-5 ц/га.
Не ГОСТом единым…
Всегда ли существующие методы, определяющие качество посевного материала, способны дать объективную оценку? Как надежны критерии, определяющие способность семян давать высокий урожай?
Нормированные ГОСТом показатели посевных качеств семян, по которым устанавливается классность семян – это чистота и всхожесть семян. Эти показатели слабо коррелируют с полевой всхожестью, а особенно с урожайностью, в большинстве случаев эта связь отсутствует.
Таким образом, лабораторная оценка семян, проведенная по соответствующему ГОСТу, не всегда в полной мере отражает биологическую полноценность и урожайный потенциал высеваемых партий семян.
В большей мере отражают вариабельность модифицированных изменений посевных качеств такие не нормируемые показатели как энергия прорастания и сила роста. Но деление семян только на проросшие и не проросшие за очень короткий промежуток времени (3-4 суток), в течение которого нельзя оценить продолжительность действия ферментов и степени дифференцировки органов зародыша, особенно в полевых условиях, также не гарантируют достоверность показателя полевой всхожести. Следовательно, используя существующие оценки посевных качеств, нельзя в полной мере оценить биологическую полноценность семян.
Для формирования полноценных посевов, способных дать высокий урожай, необходимы показатели, на основе которых можно провести отбор и выделить партии биологически полноценных семян. Биологически полноценный, энергично развивающийся проросток быстро переходит на корневое питание, уходит от болезней и неблагоприятных условий среды при прорастании.
Показателями, которые дают полную характеристику биологической полноценности семян, являются урожайные свойства семян. Эти показатели должны давать характеристику наследственной информации генотипа, модифицированной условиями внешней среды. Уровень этой модификации будет критерием урожайных свойств семян (биологической полноценности) и при годности их для посева.
Зри в колеоптиль
Урожайные свойства семян необходимо оценивать по их органам, тесно коррелирующим с урожайностью посевов.
Исследования таких параметров, как длина колеоптиля и процент дефектности семян с длиной колеоптиля меньше 3 см в качестве критерия более надежно для оценки урожайных свойств и урожайного потенциала семян в сравнении с принятыми способами.
При оценке урожайного потенциала очень важно определить варьирование органов проростков, выравненность показателей того или иного органа, а не только величину его среднего значения.
Установление интервала преобладающей длины колеоптиля у каждой партии семян того или иного сорта позволит определить оптимальную глубину их заделки при посеве. Это будет способствовать повышению полевой всхожести и урожайности пшеницы в целом.
К числу наиболее информативных показателей, тесно связанных с полевой всхожестью семян и урожайными свойствами их, относится процент проростков с длиной колеоптиля больше 2,5 см.
В основе методики определения длины ростка, длины колеоптиля, длины зародышевых корешков и их количества лежит методика определения силы роста с небольшой модификацией. Семена проращиваются в сосудах с песком, увлажненным до 60% его полной влагоемкости при температуре 200 С в двух кратной повторности. Определяется сила роста семян (количество проростков, пробившихся на поверхность преодолевших 3, 5 и 8-ми сантиметровый рубеж, их масса в пересчете на 100 проростков) на 10 сутки.
Определяя длину ростков, колеоптиля, зародышевых корней, ранжируя их группами, устанавливаем интервалы градации по этим признакам. По преобладающим группам делаются соответствующие выводы и оценки партий семян.
Для определения соотношения органов проростка используется рулонный способ: на фильтровальную бумагу закладываются семена по 20-40 штук в трех повторностях. Посев семян в рулоны осуществляется по одной линии через 2-3 см, что обеспечивает достаточно быстрое и сравнимое изучение органов проростка.
Соотношение длины ростка и зародышевых корешков у проростка показывает коэффициент симметричности роста и зависит от условий формирования семян на материнском растении.
Коэффициент симметричности роста является основой для определения сроков сева каждой партии семян, точнее сказать, температуры почвы. Посев в биологически обоснованные сроки обеспечивает синхронный рост надземной части проростка в поле.
Высокое число зародышевых корешков характеризует партию семян с позиции эффективности перехода всходов к автотрофному питанию в почве.
Сила роста по глубинам 3, 5, 8 см наиболее тесно связана с будущей полевой всхожестью, выравненностью всходов. На основе этого показателя агроном корректирует предпосевную подготовку поля, норму высева, глубину посева, что во многом определяет урожайность будущих посевов.
Необходимо определять инфицированность семян (на основе подсчета семян, загнивших, заросших мицелием грибов). Согласно принятым трем порогам вредоносности определяется необходимость протравливания партий семян:
— пораженность не более 10% — отсутствует необходимость протравливания;
— от 11 до 20% — протравливание желательно;
— более 20% — протравливание обязательно.
Оценка определения урожайных свойств включает определение выравненности семян по размерам:
— высокая выравненность семян считается в случае, если на двух смежных ситах находится более 80% семян;
— средняя — если 70-80% на двух смежных ситах, в этих случаях желательно проводить дополнительное фракционирование;
— низкая — до 70% семян на двух смежных ситах — рекомендуется обязательное фракционирование.
Комплексная оценка семян каждой партии дает всестороннюю картину степени развития всех органов проростков и объективную, прямую, а не косвенную характеристику с позиции их реальных возможностей дать мощные хорошо развитые всходы в поле, причем в почти точном количестве (%) с лабораторными показателями.
По развитости органов проростков семян и их соотношению разрабатываются биологические требования к глубине заделки семян, срокам посева, норме высева, необходимости протравливания и др.
Важно помнить!
Каждое семенное поколение несет в себе отпечаток эколого-генетического взаимодействия со окружающей средой и передает его следующему поколению.
По материалам Н.А.Шестаковой, к.с-х.н.,
доцента кафедры «Земледелие и растениеводства»
КазАТУ им. С. Сейфуллина