Покой и предуборочное прорастание зерна в колосе озимой гексаплоидной тритикале

2. Шацких Е.В. Биохимический состав крови бройлеров при использовании различных форм селена //Аграр. вест. Урала. - 2009. - №3. - С.76-78.

3. Ермаков В.В., Ковальский В.В. Биологическое значение селена. - М.: Наука, 1974. - 298 с.

4. Папазян Т.Т., Фисинин В.И., Сурай П.Ф. Взаимодействие между витамином Е и селеном: новый взгляд на старую проблему// Птицы и птицепродукты. - 2009. - №2. - С.21-24.

5. Вихрева В.А., Лебедева Т.Б., Надежкина Е.В. Накопление селена лугово-степными и сельскохозяйственными растениями на черноземах выщелоченных лесостепи среднего Поволжья //Агроэкология. - 2011. - №7. - С. 63-69.

6. Синдеева Н.Д. Минералогия, типы месторождений и основные черты геохимии селена и теллура. - М.: АН СССР, 1959. -254 с.

7. Ермаков В.В. Геохимическая экология как следствие изучения биосферы // Проблемы биогеохимии и геохимической экологии. Труды биогеохимической экологии. - М.: Наука, 1999. - С. 152-182.

8. Кабата-Пендиас А., ПендиасХ. Микроэлементы в почвах и растениях. - М.: Мир, 1989. - 489 с.

9. Конова Н.К. К вопросу о биогеохимии селена в различных геохимических условиях // Микроэлементы. - 1993. - Вып. 33. - С. 43-48.

10. Карелина Л.В., Салмане Р.Э. Физиологически активные компоненты питания животных. - Рига, 1969. - 141 с.

11. Лебедев В.Н. Содержание селена в почвах БССР: Автореф. дис. ...канд.с.-х. наук. - Жодино: Бел. НИИ земледелия, 1973. - 20 с.

12. Барабанщикова Л.Н. Содержание и распределение селена в некоторых почвах лесостепной зоны Северного Зауралья //Мат-лы межд. науч.-практ. конф. Биогеохимия элементов и соединений токсикантов в субстратной и пищевых цепяхагро- и аквальных систем. - Тюмень: ТГСХА, 2007. - С.108-110.

13. Барабанщикова Л.Н. Селен в агроландшафтах Северного Зауралья//Аграрный вестник Урала. - 2011. - № 3. - С.64-66.

SELENIUM IN THE PEAT-BOG SOILS AND HUMIC ACIDS SUB TAIGA ZONE NORTHERN TRANS URALS AREA L.N. Barabanschikova, I.D. Komissarov

Summary. The content of selenium in the peat soils and humic acids sub taiga zone of the Northern Trans Urals Area. The objects of the study were large peat soil deposit «Borovoye» and «Tarman». Botanical composition of the «Borovoye» relatively diverse. The most widely represented sedges and reeds. Most of the peat deposit is characterized by a high degree of decomposition (R> 30%) and acidic environment. The most widespread deposit «Tarman» are herbal and peat moss. Their botanical composition is characterized by the presence of different kinds of sedges, horsetails, mosses hypnum. The degree of decomposition rarely exceeds 30%. The content of trace elements in different peats ranged from 332 to 1264 mcg / kg. Characterized by the highest amount of selenium soil peat deposit «Tarman» which contained an average of 813.5 mcg / kg. The peat deposit «Borovoe» contains on average 616 mcg / kg Se. Found no correlation between the content of trace elements in peat and pH, degree of decomposition, ash content, cation exchange capacity. Amount of selenium in the humic acids isolated from peat lands, higher than in the peat itself and an average of 901.2 mcg / kg. On average, humic acids account for more than 58.3%. Peat soils of the sub taiga zone of the Northern Trans Urals Area may be secured by selenium. Most of the trace elements associated with humic acids.

Key words: Selenium, maintenance, peat, Humic acids, sub taiga, Northern Trans Urals Area.

УДК 631.53.011.2:633.112.9

ПОКОЙ И ПРЕДУБОРОЧНОЕ ПРОРАСТАНИЕ ЗЕРНА В КОЛОСЕ ОЗИМОЙ ГЕКСАПЛОИДНОЙ ТРИТИКАЛЕ

В.С. РУБЕЦ, кандидат биологических наук, доцент В.В. ПЫЛЬНЕВ, доктор биологических наук, зав. кафедрой

Л.В. КОНДРАШИНА, студент РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева E-mail: selection@timacad.ru

Резюме. Приведены результаты изучения способности зерна пяти сортообразцов озимой гексаплоидной тритикале прорастать на разных этапах своего формирования, начиная с возраста зерновки в 10 дн. от опыления и заканчивая полной спелостью. У всех образцов, независимо от их устойчивости к прорастанию на корню, имеется возрастной барьер, раньше которого молодые зерновки прорастать не могут - 24...26 сут. от опыления. Период покоя семян озимой тритикале неясно выражен и очень краток (4.8 сут.), причем у части зерновок при благоприятных условиях сохраняется способность прорастать и в это время.

Ключевые слова: тритикале, предуборочное прорастание зерна в колосе, период покоя

Тритикале представляет собой яркий пример успешной работы ученых в области отдаленной гибри-

дизации растений. У современных сортов озимой тритикале преодолены многие недостатки, которые долгое время ставили под сомнение перспективность этой культуры: позднеспелость, высокорослость, низкая урожайность, плохие физические свойства зерна и др. Однако ряд проблем еще имеется. К наиболее важным из них относится предуборочное прорастание зерна в колосе, поскольку оно приводит к потере посевных и технологических качеств.

Основной причиной преждевременного прорастания зародыша часто называют слишком короткий период покоя. При этом в соответствующей литературе отсутствует четкое представление о том, что же это такое. По М.Г. Николаевой [1], покой семян в широком смысле понимается как полное отсутствие прорастания или большее или меньшее снижение всхожести после отделения от материнского растения. У злаков его считают неглубоким физиологическим, когда наблюдается лишь снижение всхожести семян и сужение диапазона условий, при которых возможно прорастание (чаще всего это - охлаждение) [1].

Цель наших исследований изучить способность зерна тритикале прорастать на разных этапах формирования, а также попытаться определить глубину (или длительность) периода покоя семян.

Условия, материалы и методы. В качестве материала использовали 5 сортообразцов озимой гекса-плоидной тритикале, которые по результатам предварительных исследований можно считать контрастными по устойчивости к предуборочному прорастанию зерна [2, 3]. Это два неустойчивых образца - сорт Валентин и сортообразец № 17 (получены в РГАУ-МСХА), два устойчивых - линия 21759/97 (Ростовская обл.) и сортообразец № 2 (РГАУ-МСХА), среднеустойчивый -сорт Виктор (НИИСХ ЦРНЗ).

Исследования проводили на кафедре селекции и семеноводства полевых культур и селекционной станции РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева в 2010-11 гг. Образцы высевали в поле на делянках 1,5 м2 в 3-кратной повторности. Агротехника - общепринятая для зоны. В 2011 г. в период от опыления до прекращения деления клеток эндосперма (на 12...14 дн.) наблюдалась жесткая засуха на фоне повышенной температуры воздуха. В таких условиях длина (или глубина) периода покоя зерновок тритикале, а также их устойчивость к предуборочному прорастанию увеличиваются. Однако последующие фазы до созревания проходили при нормальном или даже несколько избыточном увлажнении и повышенной температуре. Это, как правило, способствует ослаблению покоя зерна тритикале и снижению его устойчивости к предуборочному прорастанию [4].

В начале фазы цветения (в середине колоса появились пыльники) 100 колосьев в каждом повторении помечали этикетками с датой. Пробы зерновок для проращивания в чашках Петри [5] брали каждый второй день из двух нижних цветков в колосках, начиная с возраста 10 дн. после опыления (22 пробы для каждого сорта). Ежедневно вели учет проросших зерен, которые затем удаляли. Окончанием проращивания считали прорастание всех зерен или их загнивание. Экспериментальные данные после необходимых преобразований подвергали дисперсионному анализу.

Поскольку никаких точных правил выявления продолжительности периода покоя в литературе мы не обнаружили, то предлагаем определять его следующим образом. За точку отсчета принимаем возраст зерновки в 42 дн. от опыления, что соответствует фазе начала полной спелости (или твердая спелость). Принципиально важный аспект - отделение плода (и находящегося в нем семени) от материнского растения. В качестве конечной точки предлагаем два варианта:

достижение помещенными на проращивание зерновками кондиционной всхожести (85 %) [6];

прорастание все жизнеспособных зерновок в пробе.

Результаты и обсуждение. Зерновки, извлеченные из цветков через 10.12 сут. после опыления, не прорастали, несмотря на то, что в это время зародыш уже частично дифференцирован [7, 8]. Через 14 дн. от опыления, когда заканчивается деление клеток эндосперма и степень дифференциации зародыша повышается [2, 3, 9], вероятность прорастания возрастает. В нашем опыте его отмечали у образца № 17, где, спустя 2 дня, проросло около 4 % зерновок. При этом проростки имели только корешок. Через 16 сут. от опыления прорастание некоторого количества зерен наблюдалось у всех образцов. Следует отметить, что оно происходило не сразу, а через 8.11 дн. от начала проращивания.

Молодые зерновки (пробы 18.26 дн. от опыления) не прорастают сразу после помещения их во влажную среду. Они в течение некоторого времени доразвиваются. Вероятно, в этот период продолжается дифференциация зародыша за счет пластических веществ, накопленных в эндосперме. Возраст прорастающих зерновок (или зародышей) можно получить, суммируя срок отбора пробы от опыления и число дней до прорастания первого зерна в чашке Петри. По нашим данным, некоторое количество зерновок в пробе всех образцов начинает прорастать в возрасте 24.26 сут. Объяснением такого порога может быть то, что в это время заканчиваются процессы дифференциации зародыша [7, 8, 10], после чего у него появляется потенция к прорастанию. При этом часто формируются ненормальные проростки. Проращивание последующих проб показывает, что постепенно способность к прорастанию приобретает все больше зародышей. Однако возраст зерновок во время прорастания у всех образцов остается примерно одинаковым - не ниже 26 сут. от опыления. Начиная с пробы в 28 дн., возраст проросших зерновок не бывает меньше 30 сут. По нашим данным, он характерен для большинства зерновок тритикале, проросших в течение эксперимента. Фенологически такой возраст соответствует тестообразной спелости (или концу молочной спелости) зерна. Начиная с пробы в 32 дн. от опыления, почти 100 % зародышей тритикале способны прорастать. Однако период прорастания сильно растянут (10.16 сут.). И чем позже берется проба, тем меньше времени проходит от прорастания первого до последнего зерна. Так, у сорта Валентин в пробе, взятой через 40 сут. от опыления, все зерна проросли на 11 сут. проращивания, через 42 дн. от опыления - на 7 сут., а в остальных пробах - уже на 2.3 сут. У других сортообразцов наблюдалась аналогичная картина. Особенно быстро прорастают зерновки в пробах, взятых через 56, 63 и 70 дн. от опыления (это соответствует 1, 2, 3 и 4 неделям после наступления фазы твердой спелости зерна) - через 1.2 дн. Вероятно, это происходит потому, что семена тритикале к этому времени уже выходят из состояния покоя.

Рассмотрим первый вариант определения длительности (или глубины) периода покоя семян у озимой гексаплоидной тритикале (см. рисунок). По существующим стандартам [5] семена тритикале должны достигнуть требуемой ГОСТ всхожести на 7 сут. от начала проращивания.

Рисунок. Доля проросших зерен в пробе с возрастом

зерновок 42 дн. от опыления: —&— - Валентин, —-------№

2, —е------------------------№ 17, —- л-21759/97, -Виктор

В нашем опыте у большинства образцов кондиционная всхожесть наблюдалась уже у зерновок, взятых в ранние фазы формирования. Однако они прорастают далеко не сразу, а проходит некоторый период, в течение которого зародыши, по всей видимости, продолжают свое развитие уже в чашках Петри. Этому способствует достаточное количество пластических веществ, уже имеющееся в эндосперме, наличие воды и умеренная температура.

У образцов № 2 и № 17, а также у сорта Виктор кондиционная всхожесть наступала в пробе молодых зерновок, взятых через 28 сут. от опыления, через 13, 11 и 13 сут. проращивания соответственно. При этом возраст зерновок достигает 41, 39 и 41 сут. от опыления соответственно. На 7 сут. было отмечено 59, 68 и 50 % проросших зерен соответственно.

Следующая проба (через 30 сут. от опыления) у этих же образцов показала кондиционную всхожесть в те же сроки доля зерен, проросших на 7 сут., также осталась почти без изменения (70, 69 и 44 % соответственно).

В целом у всех образцов кондиционная всхожесть наступала только тогда, когда возраст зерновки превышал 40 дн. от опыления (то есть по достижении фазы начала твердой спелости).

В пробах, взятых через 1, 2, 3 и 4 недели после наступления фазы твердой спелости (через 49, 56, 63 и 70 сут. от опыления), возраст зерновок при достижении кондиционной всхожести почти у всех сортов был одинаковым. По всей видимости, они вышли из состояния покоя, поскольку кондиционная всхожесть этих проб достигалась уже на 2.3 дн. от начала проращивания. Исключение составляет линия 21759/97, у которой возраст зерновок в пробе, взятой через 1 неделю после достижения фазы твердой спелости, выше на 7 дн., а в более поздних пробах - на 1...2 дн. Возможно, что такая особенность этой линии следствие 2Я/20 замещения, которое приводит к улучшению физических качеств и технологических свойств зерна, а также делает его более устойчивым к прорастанию на корню [2].

Исходя из результатов наших исследований, можно констатировать весьма короткий период покоя у озимой гексаплоидной тритикале, наблюдавшийся в 2011 г., - всего от 4 до 7 сут. Возможно, это было спровоцировано погодными условиями, сложившимися в период от начала молочной спелости до созревания (повышенная температура воздуха и достаточное количество осадков) [4]. Наибольшая его длительность отмечена у линии 21759/97 и сорта Виктор.

Если рассматривать полученную величину периода покоя как критерий оценки опытных образцов по устойчивости к предуборочному прорастанию зерна в колосе, то наиболее устойчивыми можно считать линию 21759/97 и сорт Виктор, а наименее - сорт Валентин

и образец № 2, что подтверждается и статистическим анализом. В то же время это не вполне соответствует оценке, сделанной на основании предварительных исследований. Ожидаемый результат показали только сорт Валентин и линия 21759/97.

При использовании второго варианта определения длительности периода покоя у озимой тритикале установлено, что самой короткой его продолжительностью характеризуются сорт Валентин и образец № 2. Отсюда вытекает вывод, что они неустойчивы к прорастанию зерна в колосе, а остальные - относительно устойчивы, что также не совсем соответствуют ожидаемым результатам.

Корреляционный анализ длительности периода покоя семян, полученной предложенными способами, выявил наличие тесной связи между их результатами (г = 0,94). Это свидетельствует о взаимозаменяемости обоих способов.

Таким образом, длительность периода покоя семян даже относительно устойчивых к предуборочному прорастанию образцов озимой гексаплоидной тритикале очень мала. По всей видимости, она не всегда служит определяющим фактором для задержки прорастания зерна при благоприятных условиях. Возможно, более значимое влияние оказывают биохимические особенности сформированных зерновок, сочетание которых с гормональными факторами, определяющими длину периода покоя (соотношение ауксинов и гиббереллинов), приводит к определенному для сорта фенотипическому проявлению признака.

Выводы. Таким образом, у озимой тритикале даже в очень молодом возрасте некоторое количество зерен может прорастать. Период, когда нет прорастания, отсутствует. Однако имеется промежуток времени от наступления фазы твердой спелости, когда прорастание всех зерен в пробе несколько затягивается. Вероятно, именно его следует считать периодом покоя семян тритикале.

У озимой гексаплоидной тритикале (как у относительно устойчивых, так и у неустойчивых к прорастанию сортов) некоторое число зерен способно прорасти не ранее, чем через 26 сут. от опыления при наличии продолжительных осадков.

Все зародыши в зерне способны прорастать, достигнув возраста 32 дн. от опыления.

Наиболее чувствительна к преждевременному прорастанию зерна в колосе фаза начала восковой спелости (соответствует возрасту 32.34 дня от опыления), когда его способно спровоцировать даже кратковременное увлажнение.

Период покоя семян озимой тритикале неясно выражен и очень краток. В это время при благоприятных условиях часть зерновок способна прорастать.

Относительно устойчивыми к прорастанию зерна в колосе оказались сорт Виктор и линия 21759/97.

Литература.

1. Николаева М.Г. Физиология глубокого покоя семян. - Л.: Наука, 1967. - 207 с.

2. Баженов М.С., Дивашук М.Г., Пыльнев В.В., Карлов Г.И., Рубец В.С. Изучение образцов озимой тритикале на наличие хромосомных замещений и их связь с устойчивостью к прорастанию на корню //Известия ТСХА. - 2011. - Вып. 2. - С. 20-25.

3. Нгуен Тхи Тху Линь, Митрошина О.В., Пыльнев В.В., Рубец В.С. Оценка устойчивости образцов коллекции озимой тритикале к прорастанию на корню // Известия ТСХА. - 2011. - Вып. 1. - С. 71-84.

4. Баженов М.С., Пыльнев В.В., Тараканов И.Г. Влияние факторов окружающей среды на покой семян и прорастание зерна в колосе озимой тритикале // Известия ТСХА. - 2011. - Вып. 4. - С. 30-38.

5. Государственные стандарты Союза СССР. Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения качества семян. Часть 2. М.: Изд-во стандартов, 1991. - 417с.

6. ГОСТ Р - 52325-2005 Национальный стандарт Российской Федерации. Семена сельскохозяйственных растений. Сортовые и посевные качества. Общие технические условия. - М.: Стандартинформ, 2005. - 19 с.

7. Батыгина Т.Б. Хлебное зерно: Атлас. - Л.: Наука, 1987. - 103 с.

8. Чеботарь А.А., Челак В.Р., Мошкович А.М., Архипенко М.Г. Эмбриология зерновых, бобовых и овоще-бахчевых возделываемых растений. - Кишинев.: Изд-во Штиинца, 1987. - 225 с.

9. Ригин Б.В., Орлова И.И. Пшенично-ржаные амфидиплоиды. - Л.: Колос (Ленингр. отд-ние), 1977. - 279 с.

10. Тритикале - первая зерновая культура, созданная человеком / Пер. с англ. М.Б. Евгеньева. Под ред. и с предисл. Ю.Л. Гужова. - М.: Колос, 1978. - 285 с.

SEED DORMANCY AND PRE-HARVEST GERMINATION IN A SPIKE WINTER HEXAPLOID TRITICALE V.S. Rubets, V.V. Pylnev, L.V. Kondrashina

Summary. Triticale is the most sensitive to pre-harvest sprouting of grain in a spike among cereal crops. The results of the study of germination capacity of triticale ca-ryopsis at different phases of their development beginning from 10 to 70 days after pollination are presented. It is shown that some triticale grains can germinate only when their age is more than 24-26 days after pollination. All the hexaploid triticale samples independent on their resistance to pre-harvest sprouting possess the same age barrier under which young grains are unable to germinate. The period of seed dormancy of winter triticale is very short (4-8 days only) and non-well expressed, a part of the caryopses being able to sprout even at this period under favorable conditions.

Key words: triticale, sprouting in a spike, seed dormancy.

УДК 633.11 «321»

АНАЛИЗ И НЕКОТОРЫЕ ПЕРСПЕКТИВЫ ПРОИЗВОДСТВА ЗЕРНА ПШЕНИЦЫ В КЕМЕРОВСКОЙ ОБЛАСТИ

Н.У. ЮРКЕЕВА, аспирант

Л.Г. ПИНЧУК, доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Е.П. КОНДРАТЕНКО, доктор сельскохозяйственных наук, профессор

М.С. СИГАЧЕВА, аспирант Кемеровский ГСХИ E-mail: ksai@ksai.ru Резюме. Исследования проводили с целью определения динамики показателей производства зерна в Кемеровской области за 2004-2010 гг., а также возможности повышения урожайности на основании изучения результатов государственного сортоиспытания озимой, яровой мягкой разных групп спелости и твердой пшеницы за 2000-2010 гг. В 2010 г. наблюдался рост посевных площадей яровой пшеницы, по сравнению с 2004 г., на 8 %, а с 1995 г. - на 50 %. Озимую пшеницу в 2004 и 2005 гг. высевали на площади 7 и 4 га соответственно, в 2010 г. - 13747га. Урожайность яровой пшеницы варьировала по годам от 1,50до 2,08 т/га при средней 1,80, озимой - 0,37.2,53 т/га и 1,66 т/га соответственно. В 48 % лет у озимой пшеницы она была выше, чем у яровой. В 2000-2010 гг. на полях государственных сортоучастков урожайность среднеранних сортов в лесостепной зоне в среднем составила 2,88 (V = 54 %), в степной зоне - 2,93 (V = 73 %) т/га, среднеспелой яровой мягкой пшеницы в лесостепной зоне - 3,06 (V = 77 %), в степной - 2,93 (V = 82 %) т/ га. Твердые сорта яровой пшеницы в степной зоне в среднем формировали урожай 2,65 т/га. Сбор зерна озимой пшеницы с единицы площади в лесостепной зоне составил 2,69 т/га, в степной - 1,24. В 2004-2010 гг. урожайность в производственных посевах была ниже, чем на ГСУ, в 1,3-2,1 раза, в среднем за 7 лет - в 1,6 раза. Это указывает на имеющиеся резервы в повышения сбора зерна пшеницы сельскохозяйственными товаропроизводителями.

Ключевые слова: яровая мягкая, твердая и озимая пшеница, посевная площадь, урожайность, валовой сбор.

Производство зерна было и остается основой сельского хозяйства, от уровня развития которого зависит эффективность других отраслей и продовольственная безопасность. В структуре посева зерновых культур 55.60 % приходится на пшеницу.

Законы рыночной экономики повышают значение оценки рентабельности возделывания культур в природно-климатических условиях конкретных тер-

риторий, которая базируется на многолетних данных об урожайности и основных факторах, от которых она зависит [1].

Динамика продуктивности той или иной культуры в изучаемом регионе рассматривается как следствие изменения культуры земледелия, на фоне которого происходят случайные колебания, связанные с особенностями погоды разных лет [2, 3].

Постоянно повышаемая культура ведения сельскохозяйственного производства служит средством оптимальной реализации не только средних климатических ресурсов урожайности сельскохозяйственных растений, но и особенно средством оптимальной реализации (наибольшей отдачи) положительных тенденций этих ресурсов [4].

Цель наших исследований заключалась в выявлении динамики показателей производства зерна пшеницы в хозяйствах различных форм собственности Кемеровской области за период 2004-2010 гг., а также в определении потенциальной возможности повышения урожайности по результатам государственного испытания сортов озимой, яровой мягкой разных групп спелости и твердой пшеницы за 2000-2010 гг.

Условия, материалы и методы. Исходной базой для исследований послужили данные по урожайности департамента сельского хозяйства и перерабатывающей промышленности Кемеровской области, региональных органов Госкомстата (2004-2010 гг.) и результаты сортоиспытания яровой и озимой пшеницы (2000-2010 гг.) Инспектуры по Кемеровской области Кемеровского филиала ФГУ «Государственная комиссия по испытанию и охране селекционных достижений».

Результаты и обсуждение. В Кемеровской области за 2004-2010 гг. посевные площади яровой пшеницы в среднем составляли 428262 га, и в 2010 г., по отношению к 2004 г., возросли на 8 % (табл. 1). Находясь приблизительно на одном уровне, их максимум был достигнут в 2009 г. и составил 468937 га.

Для сравнения в период с 1995 по 2003 гг. площади, занимаемые пшеницей, в среднем составляли