СПОСОБ ВЫБОРА ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР ДЛЯ ПОСЕВА НА КОНКРЕТНЫХ ПОЧВАХ
METHOD OF SELECTING GRAIN CROPS FOR SOWING ON SPECIFIC SOILS

Область техники
Изобретение относится к области сельского хозяйства (земледелия, растениеводства) и может быть использовано для выбора зерновых культур (сортов), способных дать максимальные урожаи при посеве на конкретных почвах, которые имеют определенную предысторию при использовании в севообороте.
В современной научной литературе накоплены достоверные сведения о том, что в результате многократного культивирования растений одного вида на одном и том же поле (монокультура), а также ряда других причин наступает прогрессирующая утрата плодородия. Это в первую очередь связано с нарастающим токсикозом плодородного слоя, обусловленным накоплением в нем ядовитых выделений растений (колинов) и микроорганизмов, которые могут быть представлены различными соединениями и их смесями. Причем часть компонентов токсичных смесей может не обладать токсичностью, токсичные соединения могут находиться в концентрациях, когда каждое из них в отдельности не является токсичным для растений. Это является причиной почвоутомления и снижения урожайности сельскохозяйственных культур.
Уровень техники
Известен способ, позволяющий на основе оценки почвоутомления [1], сделать вывод о пригодности поля для выращивания тех или иных сельскохозяйственных культур. Способ включает проращивание семян в испытуемой почве, помещенной в вегетационные сосуды или кюветы, отличается тем, что проращивание проводят в течение 10-12 суток (после 20-минутного замачивания в теплой (30°С) воде и двухчасового просушивания на фильтровальной бумаге) в испытуемой почве, отобранной в корнеобитаемом слое 0-20 см при влажности 60% от полной влагоемкости, 12-часовом (в сутки) освещении 5 тыс.лк, используют в качестве оценочного теста смесь трех тестовых культур редиса, салата и тимофеевки луговой с последующим вычислением процента всхожести, на базе которого выделяют три степени почвоутомления: низкую (всхожесть составляет 76% и выше); среднюю (от 50 до 75%); высокую (49% и ниже), на основе чего делают вывод о целесообразности использования поля для выращивания тех или иных сельскохозяйственных культур.
Недостатками данного метода являются его низкая производительность из-за продолжительности проведения эксперимента и получение усредненных результатов на тест-культурах, характеризующих почву. Метод позволяет судить о токсичности почвы для выращивания тестовых культур (редиса, салата и тимофеевки луговой) и предусматривает возможность распространения этого результата при выборе семян зерновых культур (либо сортов), которые возможно не будут угнетаться токсинами, но вероятность получения максимального урожая возможна лишь при выборе семян, которые могут быть максимально толерантными к токсинам, находящимся в почвах.
Выбор сорта семян зерновых культур наиболее пригодных для посева можно осуществлять, пользуясь способом определения энергии прорастания и всхожести зерна [2], заключающимся в проращивание семян на влажном песке. Чашки Петри наполняют увлажненным песком, разравнивают его. Затем раскладывают семена и трамбовкой вдавливают в песок на глубину, равную их толщине. Проращивание осуществляют при термостатировании, согласно ГОСТ [2]. Всхожесть и энергию прорастания семян вычисляют в процентах. За результат анализа принимают среднеарифметическое результатов определения всхожести всех проанализированных проб. Посевную годность семян (X) в процентах вычисляют по формуле: Х=(А*Б)/100,
где А - семена основной культуры, %;
Б - всхожесть семян, %.
Результат округляют до целого числа [2].
На основании сравнения полученных результатов выбирают семена имеющие наибольшую величину посевной годности. Способ предполагает, что результаты о посевной годности, полученные с использованием влажного песка, можно использовать и при выращивании на любых почвах.
Основными недостатками данного способа являются, во-первых, низкая производительность при проведении экспериментов. Для большинства зерновых культур время определения прорастания составляет 3-4 суток, а всхожести 7-8 суток. Во-вторых, не удается получать результаты достаточной статистической значимости, так как испытания проводятся, как правило, в 4-х кратной повторности при использовании в одном опыте 100 зерновок. Это связано с тем, что проросшие семена надо пересчитывать, что при большом количестве семян (более 100) требует значительных трудозатрат. В-третьих, не удается в полной мере оценить посевные качества семян, так как принимается во внимание только наклевывание проростков за определенное время, а не их длина. В результате различные хорошие семена невозможно отличить между собой по посевным качествам, а значит невозможно выбрать из них лучшие. В-четвертых, большим недостатком способа является определение качества семян безотносительно от почвы, на которой их планируется сеять.
Наиболее близким к заявляемому является способ выбора семян зерновых культур для посева [3], заключающийся в помещении сравниваемых семян в разные емкости, приведении семян в контакт с водой, выдержке семян в контакте с водой и определении и сравнении количества углекислоты, выделившейся на одну среднюю зерновку при прорастании семян при комнатной температуре за время 16-28 часов, сравниваемых образцов семян. Более высокий показатель содержания углекислоты характеризует лучшие посевные качества семян, поэтому для посева выбирают семена, выделившие большее количество углекислоты на одну среднюю зерновку.
Основными недостатками данного способа является, сравнительное определение посевных качеств семян безотносительно к почвам, на которых их собираются сеять.
Раскрытие изобретения
Технической проблемой, решаемой посредством заявляемого изобретения, является необходимость преодоления недостатков, присущих аналогам, а именно, необходимость создания способа обеспечивающего возможность выбора культуры и (или) сорта семян для посева на конкретной почве, который будет давать на этой почве максимальный урожай.
Способ позволяет оценить степень ингибирования выбранной почвой конкретных семян, а также существенно снизить затраты на проведение такой оценки с одновременным повышением оперативности получения результата.
Технический результат, достигаемый при использовании заявляемого изобретения, заключается в обеспечении возможности одновременного проведения измерений как для больших партий семян (от 1000 до 1200 семян), так и для широкой линейки семян и почв, что ведет к повышению достоверности получаемых результатов за счет возможности увеличения объема статистической выборки. Преимуществом предлагаемого способа также является возможность проверки пригодности семян для посева на конкретных почвах, а также его высокая производительность и точность. Результат можно получить через 48 часов, проводя испытания с тысячами семян. Увеличение количества семян практически не усложняет работу, так как определяют интегральный параметр, но значительно повышает точность получаемых результатов. Использование повторности с последующей статистической обработкой результатов приводит к тому, что согласно критерию Стьюдента ошибка при 95% уровне значимости не превышает 7%.
Техническая сущность изобретения заключается в том, что реакция семян на ингибирование конкретными почвами определяются их способностью прорастать и давать корни и ростки (проростки) при развитии на этих почвах по сравнению с развитием на песке. Почвы, как правило, содержат токсины, образовавшиеся при функционировании в них фитопатогенов, при разложении растительных остатков или выделенные растениями. При приведении семян в контакт с влажной почвой начинается поступление токсинов из почв в семена. У семян есть видовая и сортовая чувствительность к токсинам, а в разных по предыстории почвах могут накапливаться различные токсины. В результате чувствительность различных семян к токсинам, накопившимся в почвах, будет отличаться. Семена будут лучше прорастать на тех почвах, в которых содержатся токсины, к которым они устойчивы, а образующиеся из них растения будут лучше в этих почвах развиваться и дадут максимальные урожаи. Содержание токсинов в песке по сравнению с почвой пренебрежимо мало, что позволяет брать развитие проростков семян в песке за базовый показатель для сравнения. Подобное также возможно потому, что прорастающие в течение 2 суток семена еще не начинают поглощать питательные вещества из почвы, а развиваются за счет накопленных ресурсов. Поэтому при сравнении развития семян в конкретной почве с их развитием в песке, можно оценить реакцию семян на токсины, содержащиеся в почве. В связи с тем, что первые этапы прорастания (набухание и проклевывание семян) обусловлены веществами, запасенными при созревании семян, информацию о прохождении биохимических процессов в семенах можно получить только на этапе развития проростков, то есть примерно через 24-36 часов после приведения семян в контакт с влагой при температуре 22-25°С. Таким образом, сравнение ингибирования развития проростков семян разных культур (сортов) на песке и в изучаемой почве позволяет выбрать самую устойчивую к токсинам, содержащимся в почве, культуру (сорт) проверяемых семян для посева на конкретной почве с ее конкретной предысторией. Под конкретными почвами понимают любые почвы, которые предполагается использовать для посева, взятые с одного поля. Полученный в результате реализации способа результат будет распространяться именно на эти почвы, независимо от их исходного качества - плодородные, неплодородные, загрязненные и т.д.
Для этого одинаковые навески сравниваемых семян, помещают в емкости, одни из которых содержат песок, а другие изучаемую почву. К ним добавляют навески воды, которые обеспечивают оптимальное развитие семян на почве и песке. После этого емкости с образцами термостатируют при влажности воздуха близкой к 100%. По прошествии времени измеряют насыпные объемы проросших в почве и песке семян и сравнивают отношения насыпных объемов в изучаемой почве и песке, определяя величины ингибирования в процентах прорастания семян в почве по сравнению с песком. Для посева выбирают семена, которые ингибируются изучаемой почвой в наименьшей степени. Следует отметить, что из-за свойственной семенам разнокачественности, сравнение можно проводить, определяя насыпные объемы для больших (более 1000 штук) используемых в эксперименте массивов семян. В противном случае обнаружить значимых различий в прорастании семян не представляется возможным.
Поставленная задача решается тем, что способ определения культуры (сорта) зерновых, обеспечивающей возможность получения максимальных урожаев при ее посеве на определенной почве, заключается в определении ингибирующего действия почвы (И) на развитие семян культуры (сорта) зерновых по сравнению с песком и включает последовательно выполняемые следующие этапы:
- формирование, по меньшей мере, двух опытных образцов семян различных зерновых культур или различных сортов зерновых культур и, по меньшей мере, двух контрольных образцов соответствующих семян,
- обеспечение контакта опытных образцов семян с почвой с добавлением воды до достижения наименьшей влагоемкости почвы;
- обеспечение контакта контрольных образцов семян с песком с добавлением воды до достижения наименьшей влагоемкости песка;
- выдержка указанных опытных и контрольных образцов семян до проращивания,
- удаление почвы и песка с пророщенных семян и помещение очищенных опытных и контрольных образцов пророщенных семян в идентичные прозрачные емкости с водой,
- уплотнение пророщенных семян в емкостях посредством вибрационного воздействия в вертикальной плоскости, и ударного воздействия на дно емкости, при этом после вибрационного воздействия на образцы семян в емкости помещают идентичные по массе грузы,
- определение насыпных объемов опытных (V2i) и контрольных (V3i) образцов пророщенных семян по высоте размещения груза от дна емкости,
- определение величины ингибирующего действия почвы на развитие семян по сравнению с песком для каждого образца (Иi) по формуле:
Иi=((V3i-V2i)/(V3i-V1))*100%,
где V1 - поправочный коэффициент, характеризующий насыпной объем набухших семян, проращивание которых осуществлялось в течение 24 часов на песке;
V2i - насыпной объем проросших семян опытного образца;
V3i - насыпной объем проросших семян контрольного образца,
i - порядковый номер опытного и соответствующего контрольного образцов.
- определение минимального Иi, по которому определяют опытный образец семян зерновой культуры с минимальной величиной ингибирования определенной почвой, характеризующей возможность получения максимального урожая данной зерновой культуры. Заявляемый способ выполняют в шестикратной повторности. Возможны варианты при определении времени, достаточного для определения степени проращивания семян, пригодной для дальнейших исследований. Так, выдержка семян до проращивания может быть осуществлена при температуре 22-25°С при 100% влажности воздуха в течение 2 суток или в течение времени, обеспечивающего достижение средней суммарной длины ростков семян одной навески от 5000-7000 мм и до 10000 мм на 7,5 г семян. Помещение и уплотнение семян в емкости может быть выполнено поэтапно, для этого 1/5-1/4 объема образца помещают в емкость и уплотняют, после чего помещают следующую часть образца в объеме 1/5-1/4 и уплотняют. Указанные действия повторяют до помещения всего объема образца в емкость. В качестве идентичных прозрачных емкостей используют прозрачные цилиндры с соотношением высоты и диаметра 5:8. Вибрационное воздействие в вертикальной плоскости осуществляют с частотой не более 50 Гц и амплитудой 3-4 мм с допустимой величиной отклонений от указанных значений не более 10%. При ударном воздействии обеспечивают его силу, равную силе свободного падения цилиндрической емкости, заполненной водой и семенами, на поверхность стола с высоты 1 см с допустимой величиной отклонений от указанных значений не более 10%. При определении величины суммарного ингибирования для каждого образца используют значение заранее определенного поправочного коэффициента V1, характеризующего насыпной объем набухших семян, проращивание которых осуществлялось в течение 24 часов на песке. В результате реализации заявляемого способа получают качественные данные о величинах ингибирующего действия почвы на развитие семян различных зерновых культур или различных сортов зерновых культур по сравнению с песком при их посеве на этой почве. При этом, пригодными к дальнейшему использованию и, соответственно, посеву признают только те культуры (сорта) зерновых, величина Иi которых является наименьшей.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 представлена фотография семян тритикале россыпью на фильтровальной бумаге, прораставших в течение 45 часов 5 г.
На фиг. 2. представлена фотография семян тритикале в мерном цилиндре, прораставших в течение 45 часов 5 г.
На фиг. 3 показана зависимость «насыпной объем - длина проростков» для 5 г семян тритикале, прораставших в дерново-подзолистой почве разное время.
На фиг. 4 представлены фотографии проросших семян тритикале 7,5 г в мерном цилиндре. Структура получена без вибровоздействия на цилиндр (а) и с вибровоздействием (б).
На фиг. 5 представлена зависимость «насыпной объем в воде - длина проростков» для 7,5 г семян тритикале, прораставших в песке разное время.
На фиг. 6 представлены зависимости «насыпной объем в воде - длина проростков» для 7,5 г семян ячменя сорт «Нур», прораставших в песке разное время при опредении насыпного объема при виброуплотнении без груза (кривая 1) и при использовании последовательного уплотнения при воздействии вибрации под грузом (кривая 2).
Осуществление изобретения
Определение ингибирующей способности почв заявляемым способом можно проводить на хлебных злаковых зерновых культурах, например, таких как пшеница, рожь, ячмень, тритикале и др. злаковых зерновых культурах, у которых мочковатая корневая система.
Для проращивания семян используют любые емкости, подходящие для данных целей. В качестве субстратов для проращивания можно использовать песок, любые почвы зонального ряда: дерново-подзолистые, серые лесные, черноземы, каштановые почвы. Количество субстрата, используемого для проращивания, принципиального значения не имеет. Необходимым условием является одинаковое количество субстрата для проращивания опытной, контрольной и поправочной (для учета объема набухших семян (V1)) партии семян. Одинаковые навески семян (опытную и контрольную), помещают в емкости, засыпают песком (для контрольной) или почвой (для опытной) и добавляют воду.
2
После этого емкости с образцами помещают в термостатируемый шкаф (при 22°С), в котором создают атмосферу 100% влажности и выдерживают в течение времени, которое определяется размером проростков, при этом максимальное время определяется средней суммарной длинной не превышающей 16000 мм и не менее 5000-7000 мм на 7,5 г семян (приблизительно 200 штук). По прошествии времени отмывают проросшие семена от почвы (песка) на сите и помещают в мерный цилиндр с водой. Насыпают семена постепенно, чтобы они оседали в цилиндре раздельно, при этом на цилиндр оказывают вибрационное воздействие, заставляя его колебаться с частотой 50 Гц в вертикальной плоскости с амплитудой 3-4 мм (на специальном вибрационном столике), облегчая перемещение семян друг относительно друга, когда их проростки придут в соприкосновение. Семена с проростками помещают в цилиндр небольшими порциями до образования равномерной структуры объемом около 20 мл, затем помещают на семена груз массой 8 г, уплотняющий структуру из семян, делают это несколько раз, пока все семена с проростками изучаемого образца (7,5 г исходных семян) не будут находиться в цилиндре, После чего уплотняют проросшие семена в цилиндре легкими постукиваниями цилиндра с проросшими семенами о стол (30-40 ударов), поместив предварительно на поверхность семян небольшой грузик (из расчета давления груза 1-2 г/см) для создания дополнительного давления на поверхность семян в цилиндре. Затем измеряют насыпной объем проросших семян в цилиндре, ориентируясь на нижнюю плоскую поверхность грузика. Величина ингибирования определяется в процентах как отношение разностей насыпных объемов проросших семян в почвах и песке с набухшими семенами.
Для измерения насыпного объема в качестве прозрачной емкости (сосуда) используют прозрачные цилиндрические емкости с соотношением высоты и диаметра цилиндра 5:8. Предпочтительно использовать лабораторные мерные цилиндры из прозрачного материала.
Объем воды, предварительно наливаемый в цилиндрическую емкость, превышает объем измеряемых семян в 3-5 раз и при постепенном насыпании проросших семян в цилиндр, обеспечивает раздельное друг от друга оседание семян с сохранением проростков.
Ударное воздействие проводят путем встряхивания емкости с водой и семенами 30-40 раз с силой равной силе свободного падения цилиндра на поверхность стола с высоты 1 см с допустимой величиной отклонений от указанных значений не более 10%, при этом диаметр грузика должен быть меньше диаметра цилиндра на 2 мм (с допустимой величиной отклонений от указанного значения не более 10%).
Определение величины ингибирующего действия почвы на развитие семян по сравнению с песком для каждого образца (Иi) производят по формуле:
Иi=((V3i-V2i)/(V3i-V1))*100%,
где V1 - поправочный коэффициент, характеризующий насыпной объем набухших семян злаковых колосовых зерновых культур, проращивание которых осуществлялось в течение 24 часов на песке;
V2i - насыпной объем проросших семян опытного образца;
V3i - насыпной объем проросших семян контрольного образца,
i - порядковый номер опытного и соответствующего контрольного образцов.
Ниже представлено более детальное описание заявляемого способа, которое не ограничивает объем притязаний заявляемого изобретения, а демонстрирует возможность осуществления изобретения с достижением заявляемого технического результата.
Пример 1. Сравнительный, установление границ применения при определении насыпного объема проросших семян в цилиндре без воды.
2
Для проращивания семян брали емкость с площадью 4900 мм, в нее насыпали 20 г дерново-подзолистой почвы влажностью 22-23% и равномерно разравнивали. На нее помещали 5 г семян озимого тритикале сорт «Немчиновский 56», располагая их по всей поверхности почвы. Затем сверху на семена насыпали еще 20 г дерново-подзолистой почвы и разравнивали. После этого из мерной пипетки на поверхность почвы равномерно (по каплям) подавали 7,5 г воды. Приготовленные образцы помещали на 40-48 часов в воздушный термостат при 22°С, в котором поддерживалась близкая к 100% влажность.
По прошествии времени проросшие семена с почвой из емкости переносили на сито с диаметром отверстий 2 мм и отмывали почву дистиллированной водой. После удаления почвы семена переносили на фильтровальную бумагу, удаляя капиллярную влагу (Фиг. 1). Затем проросшие семена насыпали в мерный цилиндр на 25 мл с внутренним диаметром 18 мм. После этого, постукивая мерным цилиндром о стол 30-40 раз с силой равной силе свободного падения цилиндра на поверхность стола с высоты 1 см, семена в цилиндре уплотняли и фиксировали насыпной объем (Фиг. 2). Затем семена высыпали из мерного цилиндра, охлаждали (прекращая развитие проростков) и проводили измерение общей длины проростков (корней и ростков). Выдерживая семена в контакте с влажной почвой разное время построили для семян тритикале зависимости длины проростков от измеряемого насыпного объема (Фиг. 3).
На представленных графиках хорошо видно, что до суммарной длины проростков около 2000 мм у исходных 5 г семян тритикале (Фиг. 3) наблюдается линейная зависимость насыпного объема от длины проростков. При дальнейшем увеличении длины проростков они теряют жесткость и линейная зависимость нарушается. Более того, при превышении суммарной длины проростков величины 2000 мм насыпной объем начинает уменьшаться.
Из полученных результатов следует, что на линейном участке кривой «длина проростков - насыпной объем» данный метод можно использовать для определения длины проростков по насыпному объему и, следовательно, для оценки ингибирующей способности почв на развитие семян.
Линейная зависимость между общей длиной проростков и насыпным объемом проросших семян позволяет не измерять длину корней, а по сравнению насыпных объемов проросших семян опытного образца (V2) и контроля (V3) определять величину ингибирующего действия почвы, взяв за 100% увеличение насыпного объема контрольного образца при проращивании. Для этого сначала измеряли объем набухших семян, поправочной партии семян, проращиваемой 24 часа, уплотнив их в цилиндре - V1. Величины ингибирующего действия почвы на развитие семян по сравнению с песком для каждого образца (Иi) определяли по формуле:
Иi=((V3i-V2i)/(V3i-V1))*100%,
где V1 - поправочный коэффициент, характеризующий насыпной объем набухших семян злаковых колосовых зерновых культур, проращивание которых осуществлялось в течение 24 часов на песке, в общем случае равный 20 мл; данный коэффициент практически не изменяется при изменении субстрата, в пределах погрешности. В случае других злаковых культур (не колосовых), размер зерна которых значительно больше (например, кукуруза), или меньше (просо), этот объем будет другим.
V2i - насыпной объем проросших семян опытного образца;
V3i - насыпной объем проросших семян контрольного образца,
i - порядковый номер опытного и соответствующего контрольного образцов.
Пример 2. Определение насыпного объема проросших семян в воде.
2
Для проращивания семян брали емкость с площадью 7850 мм, в нее насыпали 30 г сухого песка, равномерно разравнивали, на него помещали 7,5 г семян озимого тритикале сорт «Немчиновский 56», располагая их по всей поверхности песка. Затем сверху на семена насыпали еще 30 г сухого песка и разравнивали. После этого из мерной пипетки на поверхность песка равномерно (по каплям) подавали 15 г воды. Приготовленные образцы помещали на 40-52 часа в воздушный термостат при 22°С, в котором поддерживалась близкая к 100% влажность.
По прошествии времени проросшие семена с песком из емкости переносили на сито с диаметром отверстий 2 мм и отмывали песок дистиллированной водой. После удаления песка семена переносили в цилиндр с водой объемом 100 мл с внутренним диаметром 28 мм. При этом на цилиндр оказывали вибрационное воздействие, заставляя его колебаться с частотой 50 Гц в вертикальной плоскости с амплитудой 3-4 мм (на специальном вибрационном столике). Насыпали проросшие семена в цилиндр постепенно, чтобы они оседали раздельно друг от друга. Из полученных данных (Фиг. 4) хорошо видно, что использование вибрационного воздействия на цилиндр позволяет избавиться от пустот, возникающих в структуре из проросших семян и, следовательно, повышает воспроизводимость метода.
2
После этого на поверхность семян в цилиндре помещали грузик весом 8 г (в воде за вычетом веса вытесненной воды), создавая давление на поверхность семян в цилиндре 1,3 г/см. Постукивая мерным цилиндром о стол 30-40 раз с амплитудой 0-5 см, семена в цилиндре уплотняли повторно и фиксировали насыпной объем. Затем семена высыпали из мерного цилиндра, охлаждали (прекращая развитие проростков) и проводили измерение общей длины проростков (корней и ростков). Выдерживая семена в контакте с влажным песком различное время, построили для семян тритикале зависимость измеряемого насыпного объема в воде проросших семян от длины проростков (Фиг. 5). При суммарной длине проростков более 8500 мм линейная зависимость нарушается.
Таким образом, способ определения насыпного объема проросших семян в воде примерно в 3 раза позволяет увеличить предельную суммарную длину проростков 7,5 г семян тритикале, которая может быть измерена этим способом (с 3000 мм до 8500 мм), по сравнению с измерением насыпного объема сухих семян, что значительно увеличивает возможности способа.
2
Для удобства пересчета при проведении экспериментов данные «насыпной объем -длина проростков» представлены в виде таблицы 1, характеризующей зависимость насыпного объема 7,5 г проросших семян озимого тритикале сорт «Немчиновский 56» от длины проростков, определенную в цилиндре 100 мл с водой при воздействии на цилиндр с водой при внесении в него семян вибрации частотой 50 Гц с амплитудой 3-4 мм с последующим постукиванием цилиндром о стол (40 раз) при помещении на поверхность семян грузика 8 г с диаметром 26 мм, создавая давление на поверхность семян в цилиндре 1,3 г/см.
Пример 3. Определение насыпного объема проросших семян в воде при последовательном виброуплотнении с грузом.
2
Для проращивания семян брали емкость с площадью 7850 мм, в нее насыпали 30 г сухого песка, равномерно разравнивали, на него помещали 7,5 г семян ярового ячменя сорт «Нур», располагая их по всей поверхности песка. Затем сверху на семена насыпали еще 30 г сухого песка и разравнивали. После этого из мерной пипетки на поверхность песка равномерно (по каплям) подавали 15 г воды. Приготовленные образцы помещали на 40-52 часа в воздушный термостат при 22°С, в котором поддерживалась близкая к 100% влажность.
По прошествии времени проросшие семена с песком из емкости переносили на сито с диаметром отверстий 2 мм и отмывали песок дистиллированной водой. После удаления песка семена переносили в цилиндр с водой объемом 100 мл с внутренними диаметром 28 мм. При этом на цилиндр оказывали вибрационное воздействие, заставляя его колебаться с частотой 50 Гц в вертикальной плоскости с амплитудой 3-4 мм (на специальном вибрационном столике). Насыпали проросшие семена в цилиндр постепенно, чтобы они оседали раздельно друг от друга до объема около 20 мл после этого на семена помещали груз 8 г и уплотняли семена с проростками под грузом при воздействии вибрации 15-20 секунд. После этого груз снимали и опять насыпали около 20 мл семян и опять уплотняли семена при воздействии вибрации под грузом. Операции последовательного уплотнения под грузом проводили до тех пор, пока в цилиндре не оказывались все семена изучаемого образца. Обычно 4-5 раз.
2
После этого на поверхность семян в цилиндре помещали грузик весом 8 г (в воде за вычетом веса вытесненной воды), создавая давление на поверхность семян в цилиндре 1,3 г/см. Постукивая мерным цилиндром о стол 30-40 раз с амплитудой 0-5 см, семена в цилиндре уплотняли повторно и фиксировали насыпной объем. Затем семена высыпали из мерного цилиндра, охлаждали (прекращая развитие проростков) и проводили измерение общей длины проростков (корней и ростков). Выдерживая семена в контакте с влажным песком различное время, построили для семян ячменя зависимость измеряемого насыпного объема в воде проросших семян от длины проростков при использовании последовательного уплотнения при воздействии вибрации под грузом в сравнении с получением структур в цилиндре по способу описанному в примере 2. При суммарной длине проростков более 8500 мм линейная зависимость в методе из примера 2 нарушается (Фиг. 6, кривая 1), а при использовании последовательного уплотнения при воздействии вибрации под грузом линейность сохраняется до 15000-16000 мм (Фиг. 6, кривая 1), то есть увеличивается почти в 2 раза.
Пример 4. Выбор сорта пшеницы для посева на дерново-подзолистой почве.
В качестве субстратов использовали сухой отмытый речной песок с размером частиц 0,5-0,8 мм (для контрольного образца) и образцы дерново-подзолистой почвы из окрестностей поймы р. Яхрома влажностью 18,1% (после зерновых).
2
В качестве сортов яровой пшеницы, пригодность для посева которых необходимо установить, были взяты сорта «Лиза» и «Злата». Для проращивания семян брали емкость с площадью 7850 мм, в нее насыпали 30 г субстрата, равномерно разравнивали, на него помещали 7,5 г семян яровой пшеницы, располагая их по всей поверхности субстрата. Затем сверху на семена насыпали еще 30 г субстрата и разравнивали. После этого из мерной пипетки на поверхность субстрата равномерно (по каплям) подавали воду. Для используемых субстратов оптимальные навески воды составили: песка - 15 г, дерново-подзолистой почвы - 9 г. Приготовленные образцы помещали на 48 часов в воздушный термостат при 22°С, в котором поддерживалась близкая к 100% влажность.
По прошествии времени проросшие семена с субстратом из емкости переносили на сито с диаметром отверстий 2 мм и отмывали субстрат дистиллированной водой. После удаления субстрата семена переносили в цилиндр с водой объемом 100 мл с внутренним диаметром 28 мм. При этом на цилиндр оказывали вибрационное воздействие, заставляя его колебаться с частотой 50 Гц в вертикальной плоскости с амплитудой 3-4 мм (на специальном вибрационном столике). Насыпали проросшие семена в цилиндр постепенно, чтобы они оседали раздельно друг от друга до объема около 20 мл после этого на семена помещали груз 8 г и уплотняли семена с проростками под грузом при воздействии вибрации 15-20 секунд. После этого груз снимали и опять насыпали около 20 мл семян и опять уплотняли семена при воздействии вибрации под грузом. Операции последовательного уплотнения под грузом проводили до тех пор, пока в цилиндре не оказывались все семена изучаемого образца. Обычно 4-5 раз.
2
После этого на поверхность семян в цилиндре помещали грузик весом 8 г (в воде за вычетом веса вытесненной воды), создавая давление на поверхность семян в цилиндре 1,3 г/см. Постукивая мерным цилиндром о стол 30-40 раз с амплитудой 0-5 см, семена в цилиндре уплотняли повторно и фиксировали насыпной объем.
Было проведено сравнение сортов яровых пшениц «Лиза» и «Злата» (Таблица 2).
Рассчитали величины ингибирующего действия почвы на развитие семян по сравнению с песком для каждого образца (Иi) по формуле:
Иi=((V3i-V2i)/(V3i-V1))*100%,
где V1 - поправочный коэффициент, принятый в данном случае равным 20 мл, характеризующий насыпной объем набухших семян, проращивание которых осуществлялось в течение 24 часов на песке;
V2i - насыпной объем проросших семян опытного образца;
V3i - насыпной объем проросших семян контрольного образца,
i - порядковый номер опытного и соответствующего контрольного образцов.
V1=20 мл
Развитие проростков пшеницы сорт «Злата» дерново-подзолистая почва ингибировала на 52%, а пшеницы сорта «Лиза» на 38%. Следовательно, для посева на изучаемой почве нужно выбирать пшеницу сорт «Лиза».
Пример 5. Выбор сорта ячменя для посева на черноземе.
В качестве субстратов использовали сухой отмытый речной песок с размером частиц 0,5-0,8 мм (для контрольного образца) и чернозема типичного из Липецкой области (Данковский район) влажностью 33,1% (после картошки).
2
В качестве сортов ярового ячменя, пригодность для посева которых необходимо установить, были взяты сорта «Нур» и «Раушан». Для проращивания семян брали емкость с площадью 7850 мм, в нее насыпали 30 г субстрата, равномерно разравнивали, на него помещали 7,5 г семян ярового ячменя, располагая их по всей поверхности субстрата. Затем сверху на семена насыпали еще 30 г субстрата и разравнивали. После этого из мерной пипетки на поверхность субстрата равномерно (по каплям) подавали воду. Для используемых субстратов оптимальные навески воды составили: песка - 15 г, чернозема -13,5 г. Приготовленные образцы помещали на 48 часов в воздушный термостат при 22°С, в котором поддерживалась близкая к 100% влажность.
По прошествии времени проросшие семена с субстратом из емкости переносили на сито с диаметром отверстий 2 мм и отмывали субстрат дистиллированной водой. После удаления субстрата семена переносили в цилиндр с водой объемом 100 мл с внутренними диаметром 28 мм. При этом на цилиндр оказывали вибрационное воздействие, заставляя его колебаться с частотой 50 Гц в вертикальной плоскости с амплитудой 3-4 мм (на специальном вибрационном столике). Насыпали проросшие семена в цилиндр постепенно, чтобы они оседали раздельно друг от друга до объема около 20 мл после этого на семена помещали груз 8 г и уплотняли семена с проростками под грузом при воздействии вибрации 15-20 секунд. После этого груз снимали и опять насыпали около 20 мл семян и опять уплотняли семена при воздействии вибрации под грузом. Операции последовательного уплотнения под грузом проводили до тех пор, пока в цилиндре не оказывались все семена изучаемого образца. Обычно 4-5 раз.
2
После этого на поверхность семян в цилиндре помещали грузик весом 8 г (в воде за вычетом веса вытесненной воды), создавая давление на поверхность семян в цилиндре 1,3 г/см. Постукивая мерным цилиндром о стол 30-40 раз с амплитудой 0-5 см, семена в цилиндре уплотняли повторно и фиксировали насыпной объем.
Было проведено сравнение сортов ярового ячменя «Нур» и «Раушан» (Таблица 3).
Рассчитали величины ингибирующего действия почвы на развитие семян по сравнению с песком для каждого образца (Иi) по формуле:
Иi=((V3i-V2i)/(V3i-V1))*100%,
где V1 - поправочный коэффициент, характеризующий насыпной объем набухших семян злаковых колосовых зерновых культур, проращивание которых осуществлялось в течение 24 часов на песке;
V2i - насыпной объем проросших семян опытного образца;
V3i - насыпной объем проросших семян контрольного образца,
i - порядковый номер опытного и соответствующего контрольного образцов.
V1=20 мл
Развитие проростков ячменя сорт «Нур» чернозем ингибировал на 21%, а ячменя сорта «Раушан» на 38%. Следовательно, для посева на данной почве нужно выбирать ячмень сорт «Нур».
Таким образом, способ выбора семян зерновых культур для посева на конкретных почвах позволяет быстро выбрать из имеющихся в хозяйствах семян различных сортов (культур) для посева тот сорт (культуру), который на конкретном поле предприятия способен дать максимальный урожай. Особенно перспективно использование данного способа для яровых культур, так как почвы с полей можно отобрать поздней осенью, а зимой есть достаточно времени для проведения исследования.
Литература
1. Стаценко А.П., Гришин Г.Е., Чернышов В.Е. Способ оценки почвоутомления. Патент РФ №2181238, 2002.
2. ГОСТ 12038-84. Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения всхожести.
3. Федотов Г.Н., Федотова М.Ф., Шоба С.А., Шалаев B.C., Батырев Ю.П., Поздняков А.И., Демин В.В., Семенов М.В. Способ выбора семян зерновых культур для посева. Патент РФ №2585838. 2016.