Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы л 7
1.1. Биологические особенности культур семейства Тыквенные 7
1.1.1. Особенности роста и развития 7
1.1.2. Отношение к факторам внешней среды 13
1.2. Биологические особенности семян культур семейства Тыквенные 18
1.2.1. Биология прорастания семян 20
1.3. Влияние факторов окружающей среды на прорастание семян 23
1.3.1. Температура почвы 24
1.3.2. Влажность почвы 25
1.3.3. Газовый режим почвы 27
1.3.4. Свет 29
1.3.5. Биологические факторы 30
1.4. Особенности технологии выращивания рассады культур семейства Тыквенные 31
1.4.1. Подготовка семян к посеву 31
1.4.2. Технологические требования к условиям выращивания и качеству рассады 35
1.5. Применение регуляторов роста и фунгицидов для предпосевной обработки семян 39
1.5.1. Особенности предпосевной обработки семян крезацином и мивалом 40
1.5.2. Применение ТМТД в предпосевной обработке семян 43
1.6. Резюме 45
Глава 2. Цели и задачи исследований условия и методика проведения опытов 47
2.1. Цель и задачи исследований 47
2.2. Методика проведения экспериментальных исследований 48
2.3. Почвенно-климатические условия в период проведения опытов 51
Глава 3. Экспериментальная часть 56
3.1. Изучение влияния барботирования на посевные качества семян и показатели качества рассады в зависимости от экспозиции обработки семян 56
3.1.1. Определение оптимальной экспозиции обработки барботированием в воде для семян огурца 56
3.1.2. Определение оптимальной экспозиции обработки барботированием в воде для семян кабачка 63
3.1.3. Определение оптимальной экспозиции обработки барботированием в воде для семян мускатной тыквы 70
3.1.4. Резюме 77
3.2. Оценка эффективности барботирования семян в сочетании с обработкой в эмульсии ТМТД 79
3.2.1. Всхожесть и динамика нарастания ассимиляционного аппарата растений огурца, кабачка, мускатной тыквы при сочетании барботирования с обработкой в эмульсии ТМТД в процессе подготовки их семян к посеву 79
3.2.2. Влияние совместной с барботированием обработки семян в эмульсии ТМТД на основные показатели качества рассады огурца, кабачка, мускатной тыквы 91
3.2.3. Влияние совместной с барботированием обработки семян в эмульсии ТМТД на параметры проявления пола, формирования биомассы и продуктивность растений огурца, кабачка, мускатной тыквы 94
3.2.4. Резюме 100
3.3. Оценка эффективности барботирования семян в сочетании с обработкой регулятором роста крезацин 102
3.3.1. Всхожесть и начальный рост огурца, кабачка, мускатной тыквы при сочетании барботирования с обработкой в растворе крезацина в процессе подготовки их семян к посеву 102
3.3.2. Влияние совместной с барботированием обработки семян в растворе крезацина на основные показатели качества рассады огурца, кабачка, мускатной тыквы 110
3.3.3. Влияние совместной с барботированием обработки семян в растворе крезацина на параметры проявления пола, формирования биомассы и продуктивность растений огурца, кабачка, мускатной тыквы 113
3.3.4. Резюме 121
Глава 4. Организационно-экономическая оценка результатов комплексной обработки семян культур семейства тыквенные 123
Выводы 126
Рекомендации производству 128
Литература 129
- Биологические особенности семян культур семейства Тыквенные
- Почвенно-климатические условия в период проведения опытов
- Определение оптимальной экспозиции обработки барботированием в воде для семян кабачка
- Организационно-экономическая оценка результатов комплексной обработки семян культур семейства тыквенные
Введение к работе
Для успешного развития овощеводства важное значение имеет обеспечение высококачественной рассадой. Выращивание ее является одним из наиболее трудоемких и дорогостоящих процессов в овощеводстве. В то же время производство рассады является одним из самых ответственных мероприятий для получения раннего высокого и качественного урожая овощных культур, важное место среди которых занимают культуры семейства Тыквенные.
Использование рассадного способа культуры огурца и кабачка особенно актуально в условиях Московской области. Так как короткий период активной вегетации в этой зоне совпадает с высоким спросом населения на раннюю овощную продукцию.
Культура мускатной тыквы традиционно возделывается в южных регионах нашей страны. В связи с задачей разнообразия рыночного ассортимента овощной продукцией с высокими вкусовыми качествами и содержанием В-каротина разработка технологии выращивания мускатной тыквы в условиях Московской области имеет реальные экономические перспективы. Одним из звеньев этой технологии безусловно является выращивание рассады мускатной тыквы.
Получение здоровой выровненной по технологическим признакам рассады является гарантией высоких урожаев на начальном этапе выращивания. В этой связи качеству посевного материала необходимо уделять пристальное внимание.
Предпосевная подготовка семян способствует повышению всхожести, энергии прорастания и формированию более сильных и урожайных растений. Несмотря на многогранность исследований, проведенных в этом направлении, вопрос нуждается в дальнейшем изучении. Причин для этого много: изучение разработанных и рекомендованных производству приемов более детально (в разрезе культуры, сорта), появление новых препаратов регуляторов роста, необходимость дальнейшего повышения урожайности, необходимость экономии энергетических и трудовых затрат. Одним из путей решения двух последних проблем может быть объединение двух способов предпосевной подготовки в один (гидротермической обработки с обеззараживанием или обработкой регулятором роста).
В связи с вышесказанным целью наших исследований было предложить рекомендации по использованию разработанных технологических приемов комплексной предпосевной обработки семян культур семейства Тыквенные барботированием совместно с обработкой в эмульсии ТМТД и растворе крезацина для дальнейших исследований и внедрения в производство.
На защиту выносятся следующие вопросы:
Обоснование и совершенствование технологии барботирования воздухом семян овощных культур семейства Тыквенные.
Обоснование возможностей выращивания тыквы мускатной в. Нечерноземье на основе использования комплексной обработки семян, рассадного метода, защищенного грунта и скороспелых сортов.
Результаты разработки элементов технологии комплексной обработки семян огурца, кабачка и тыквы мускатной, включающих использование экологически чистых приемов барботирования их в эмульсии ТМТД или в растворах регуляторов роста.
Организационно-экономическая оценка эффективности барботирования и комплексной обработки семян культур семейства Тыквенные.
Автор благодарна академику РАСХН, доктору сельскохозяйственных наук, профессору Г.И. Тараканову, под чьим руководством была начата исследовательская работа с культурами семейства Тыквенные, и научному руководителю, доктору сельскохозяйственных наук, профессору В. Д. Мухину за направление и содействие на всех этапах работы, а также кафедре и лаборатории овощеводства за предоставление базы для проведения опытов.
Биологические особенности семян культур семейства Тыквенные
Семена всех видов семейства Тыквенные образуются из семяпочек, число которых в каждом плоде достигает значительных величин. Все они двудольные, без эндосперма: зародыши их состоят из двух семядолей, в которых сосредоточены все питательные вещества семени (жирное масло и белковые включения), точки роста будущего стебля с зачаточным листком (эпикотиля), подсемядольного колена и корешка. Зародыш занимает почти всю полость семени. Кожура семени плотная, легко отделяется от зародыша. Семенная кожура у тыквенных состоит из нескольких слоев: наружного (эпидермиса); гиподермы (клетки с тонкими пористыми оболочками, со значительным количеством воздуха в полостях); каменистых клеток; внутреннего слоя гидроцитных трахеид (также имеют большое количество пор и заполнены воздухом) (Ткаченко Н.М., 1971).
Строение семенной кожуры тыквенных обусловлено условиями их жизни и происхождением. Становление организма представителей семейства, как отмечает К.И. Пангало (1958), происходило 60 млн. лет назад в геологические эпохи с мягким достаточно влажным климатом и умеренными температурами. Как правило, наибольшей всхожести семена тыквенных достигают ко времени полной биологической зрелости плодов. Однако у некоторых сортов они дозревают несколько позже.
Созревание семян сопровождается существенными изменениями их биохимического состава (Прокофьев А.А., 1982). В процессе созревания в семенах непрерывно увеличивается содержание сухих веществ, как в абсолютном, так и в процентном выражении и снижается содержание воды. Масса семян при этом увеличивается. В процессе созревания семян происходит увеличение, а в перезревших плодах - снижение абсолютного и относительного количества масла в семенах. Содержание масла в зрелых семенах тыквы достигает 40-48% массы ядра семени (Крокер В., Бартон Л., 1955). Абсолютное количество зольных элементов в процессе созревания семян непрерывно растет, а к моменту начала разложения плодов снижается. Относительное же их содержание изменяется незначительно (Цингер Н.В., 1958). Значительные изменения происходят и в белковом комплексе семян. При созревании происходит неуклонный рост абсолютного и относительного содержания белкового и общего азота при снижении количества небелкового азота. При передержке семян в плодах, наоборот, происходит снижение содержания белкового и общего азота и увеличение количества небелкового азота.
Семена тыквенных культур обладают высокой жизнеспособностью и могут сохранять всхожесть в течение 10 и более лет. При этом стопроцентная всхожесть или близкая к ней сохраняется в течение 4-5 лет (Велик В.Ф., Соломина И.П., Плахова СМ., 1964). На долговечность семян влияют температура, относительная влажность воздуха и влажность семян при хранении. Наилучшие условия сохранения долговечности семян - низкое содержание влаги в семенах и воздухе и пониженная температура при хранении (небольшие минусовые температуры, близкие к 0 С).
Проведенные исследования показали, что старые семена, даже имея высокую всхожесть, обладают пониженной энергией прорастания. Причиной этого является замедление физиологических процессов в старых семенах: снижается активность липазы - фермента, участвующего в расщеплении жиров; слабее происходит синтез аскорбиновой кислоты в процессе прорастания семян (Обручева Н.В., 1982). Наиболее продуктивны семена, хранившиеся 1-4 года.
Для растений семейства Тыквенные (при наличии соответствующих условий) характерно быстрое прорастание семян. Зародыш семени вначале сферический, затем сплющивается на конце и развивает две лопасти которые вырастают в семядоли. На нижнем конце оси дифференциация зародыша у зрелых семян находиться на стадии, когда короткий конический гипокотнль ограничивается недифференцированной корневой меристемой (П. Веллингтон, 1973).
Почвенно-климатические условия в период проведения опытов
Для своевременного завязывания и созревания плодов тыквенных культур, как уже упоминалось, необходимы температуры выше 20 С - для кабачка, выше 25 С - для огурца и мускатной тыквы.
В наших исследованиях для анализа адаптивных и продуктивных свойств рассады представляют интерес климатические характеристики 2003-2004 гг. в периоды со II дек. июня по II дек. сентября, т.е. в моменты пребывания объектов опыта в полевых условиях. На рис. 1-2 графически представлены данные наблюдений метеорологической обсерватории им. В.А. Михельсона за температурой воздуха и выпадением осадков. Так как обсерватория находится в допустимых пределах (Моисейченко В., Заверюха А., Трифонова М., 1994) от опытных участков ООС МСХА, то ее данные можно использовать для анализа погодных условий в связи с исследованиями, проводимыми в открытом грунте.
Лето 2003 г. характеризовалось прохладным июнем (среднесуточные температуры воздуха не превышали 20 С), умеренно теплым июлем и августом с тенденцией понижения среднесуточной температуры воздуха ниже 18 С во II и III декадах. В сентябре заморозков не наблюдалось; минимальная температура 1,6 С была отмечена 21 сентября, что существенно продлило период активной вегетации для растений мускатной тыквы. Максимальное и избыточное для этого времени количество осадков выпало в период со II-III дек. августа по I дек. сентября 2003 г., что привело к преждевременному загниванию завязей и плодов кабачка и мускатной тыквы и, как следствие, к потере урожая. 2004 г. характеризовался более теплыми температурными условиями в июне и И-Ш дек. августа, более прохладными - в июле и I дек. августа по сравнению с 2003 г. Однако в целом погодные колебания летом 2004 г. были выражены менее резко; было много ясных дней, выпадение осадков происходило равномерно (максимальное их количество выпало во II дек. июля, что благоприятно сказалось на формировании урожая огурца и кабачка). В I-II дек. сентября 2004 г. на территории ООС МСХА заморозков на почве не наблюдалось, что позволило собрать урожай мускатной тыквы 19 сентября.
В заключение можно отметить, что погодные условия 2003-2004 гг. в общем были благоприятны для выращивания растений огурца, кабачка, мускатной тыквы в условиях открытого грунта Московской области. Возможность опасного для молодых растений температурного режима июня в эти годы была исключена более поздними сроками высадки рассады в открытый грунт (III дек. июня). Наблюдения за всхожестью семян огурца сорта Изящный производились с интервалом в 1 день. Как видно из табл. 2, семена огурца Изящный начали прорастать на 3-й день после посева.
Результаты прорастания сухих семян оказались заметно ниже, чем при предпосевной обработке барботированием и намачиванием. Наилучшие показатели всхожести отметили в вариантах с экспозицией обработки 8 и 12 ч., - причем барботированные семена имели более высокую всхожесть. Проявление этой закономерности затухает в вариантах обработки с экспозицией 20 ч. Сказанное подтверждает определение скорости прорастания семян по Пиперу - наиболее высокую скорость отметили в варианте с барботированием семян в экспозиции 12 ч.
Итоговое количество проросших семян в лучших вариантах обработки позволяет сделать заключение, что предпосевная обработка семян водой и воздухом в оптимальных экспозициях обуславливает повышение всхоже ;ЧУ-не только на начальном этапе прорастания, но выражается в существенном повышении общего количества проросших семян (в данном опыте на 19-22 % - против всхожести у исходной партии семян 49 %).
При прорастании семян огурца сорта Изящный отмечается наибольший эффект (максимальная площадь ассимиляционного аппарата) после барботировании семян в воде в течение 12 ч. на протяжении всего периода наблюдений, причем при увеличении срока наблюдений возрастает разница по сравнению с другими вариантами по этому показателю (рис. 3).
Растения варианта барботирования в воде в течение 8 ч. также превышают растения других вариантов по площади ассимиляционного аппарата. Однако значение этого показателя меньше, чем при использовании экспозиции 12 ч. при барботировании семян огурца (на 6,6 см -на 21 день от посева, на 24,6 см - на 28 день от посева).
По количеству настоящих листьев также косвенно можно судить об эффекте предпосевной обработки семян. Этот показатель следует рассматривать в отношении с показателем площади ассимиляционного аппарата, так как он непосредственно не является основным количественным доказательством характеристики рассады. Растения в вариантах барботирования семян в течение 8 ч., 12 ч., 16 ч. превышают контрольный по показателям накопления биомассы на протяжении всего периода наблюдений.
Определение оптимальной экспозиции обработки барботированием в воде для семян кабачка
Наблюдения за всхожестью семян кабачка сорта Зебра производились с интервалом в 1 день. У семян кабачка Зебра наибольшую интенсивность прорастания отметили с 5-го на 6-й день после посева (табл. 7). Наивысшая интенсивность прорастания наблюдалась при экспозициях 16 и 20 ч. В вариантах барботирования в воде 16 ч. и 20 ч. отмечается наибольшая скорость прорастания семян по Пиперу (4,2 дня и 4,1 день соответственно против 7,2 дней в контроле). В этих вариантах итоговая лабораторная всхожесть превышает всхожесть необработанных сухих семян в контрольном варианте соответственно в 3,4 и 3,2 раза. В целом предпосевная обработка семян барботированием позволяет повысить всхожесть семян кабачка в данном опыте в среднем на 30 % по сравнению с контрольным вариантом. В таблице 8 представлена динамика нарастания биомассы у рассады кабачка Зебра по результатам наблюдений, проводимых с интервалом 7 дней, первое наблюдение проведено через 14 дней после посева. Результаты опыта предпосевной обработки семян кабачка Зебра показывают, что площадь ассимиляционного аппарата рассады достигает наибольшей величины после барботирования семян в воде в течение 16 и 20 ч., причем количественная разница между этими двумя экспозициями практически отсутствует.
В заключительный период наблюдений (22-28 дней после посева) максимальная площадь ассимиляционного аппарата отмечается после барботирования семян в воде в течение 12 ч. После кахмачивания семян в воде в течение 8 ч., в последние 7 дней наблюдений площадь ассимиляционного аппарата растений оказалась ниже, чем в контрольном варианте. Площадь ассимиляционного аппарата растений близка к значениям контрольного варианта при намачивании в воде в течение 16 ч. Растения в вариантах с барботированием семян 8, 12, 16 и 20 ч., а также намачиванием 12 и 20 ч. превышают таковые в контрольном варианте по показателю ассимиляционной поверхности (рис. 4). По количеству листьев растения всех опытных вариантов опережают контрольный при наблюдениях на 21 и 28 день после посева. В таблице 9 представлены данные по основным производственным показателям рассады кабачка Зебра перед высадкой растений в грунт.
У рассады, выращенной из семян кабачка Зебра, в варианте барботирования в воде 12 ч. показатели площади ассимиляционного аппарата (453,3 см2), массы надземной части (12,8 г), длины стебля (6,8 см) являются наибольшими из всех вариантов, превышая контрольный вариант соответственно на 19 %, 38 % и 45 %. В варианте барботирования в воде в течение 20 ч. площадь ассимиляционного аппарата растений (431,6 см2) и масса надземной части (11,1 г) превышают контрольный вариант соответственно на 13 % и 19 %, также превосходя другие варианты по этим показателям. У растений кабачка Зебра на 55-й день после посева наибольшее количество листьев наблюдается в вариантах с барботированием семян в воде 8 ч. (18,2 шт.), барботированием в воде 20 ч. (17,7 шт.). Предпосевная обработка семян водой и кислородом воздуха влияет на проявление пола у растений кабачка, о чем можно судить по изменению коэффициента отношения женских узлов к мужским в сравнении с контрольным вариантом. Этот коэффициент позволяет сделать предварительные выводы о потенциальной урожайности растений. Он достигает наибольших значений в вариантах барботирования семян в ЕОДЄ в течение 8 ч. (0,588) и 12 ч. (0,625). В таблице 11 приведены средние данные по урожайности кабачка Зебра (результаты опытов по годам представлены в приложениях 1-2). Сборы урожая проводились до первых заморозков.
Организационно-экономическая оценка результатов комплексной обработки семян культур семейства тыквенные
С общебиологических и методико-санитарных позиций комплексная обработка семян, включая барботирование в эмульсии ТМТД и в растворе крезацина экологически безопасна. Нами установлено, что барботирование, а тем более комплексная обработка семян обуславливает повышение оранжерейной всхожести огурца на 13-22 %, кабачка на 28-34 %, тыквы мускатной - на 49-58 %. Это позволяет при использовании названных приемов снизить нормы высева на 10-20 %, что экономически оправдано. Для выполнения расчетов использовались показатели урожайности для огурца - при барботировании в эмульсии ТМТД 8 ч.; для кабачка - при барботировании в эмульсии ТМТД 20 ч. и барботировании в растворе крезацина 8 ч.; для мускатной тыквы - при барботировании в эмульсии ТМТД 12 ч. и барботировании в растворе крезацина 10 ч. Поскольку перечисленые приемы обуславливают существенное повышение урожайности исследуемых культур, нами произведен расчет экономической эффективности их использования (табл. 47). Выполненные расчеты показывают, что комплексная обработка семян обеспечивает при использовании ТМТД получение чистого дохода 353,4 тыс.руб./га при культуре огурца, 340,0 тыс.руб./га при культуре кабачка, 247,6 тыс.руб./га при культуре мускатной тыквы; при использовании крезацина - 379,7 тыс.руб./га при культуре кабачка и 283,2 тыс.руб./га при культуре мускатной тыквы. Чистый доход на каждый рубль дополнительных затрат составил для огурца 53,23 руб. (при барботировании с ТМТД); для кабачка соответственно - 33,95 руб. и 36,96 руб. (при барботировании с крезацином); для мускатной тыквы 56,53 руб. и 58,52 руб. На основании показателей урожайности и экономической оценки эффективности комплексной предпосевной обработки семян мускатной тыквы барботированием в эмульсии ТМТД и растворе крезацина можно заключить, что выращивание данной культуры целесообразно и выгодно в условиях открытого грунта
Нечерноземной зоны при условии применения рассадного метода. 1. В результате проведенных исследований установлены оптимальные экспозиции для предпосевной обработки семян барботированием в воде: для огурца- 8-12 ч.; для кабачка 16- 20 ч.; для мускатной тыквы 12-16 ч. 2. Предпосевная комплексная обработка семян в 1% эмульсии ТМТД оказывает положительное воздействие на всхожесть, показатели качества рассады и урожайность огурца, кабачка, мускатной тыквы, обусловливает ускорение темпов развития растений исследуемых культур. В большинстве исследованных вариантов она более эффективна, чем барботирование в воде в аналогичной экспозиции. У растений огурца, в меньшей степени кабачка, предпосевная обработка семян в 1 % эмульсии ТМТД обуславливает ускоренное появление повышенного количества женских цветков. 3. Для культуры огурца оптимальным вариантом предпосевной комплексной обработки семян в 1 % эмульсии ТМТД является барботирование в течение 8 ч., для культуры кабачка - барботирование в течение 20 ч., для культуры мускатной тыквы - барботирование в течение 12 ч., что обуславливает повышение урожайности с 18 т/га в контрольном варианте до 42 т/га у огурца, с 72 т/га соответственно до 107 т/га у кабачка и с 36 т/га до 50 т/га у тыквы мускатной. 4. Барботирование семян кабачка и мускатной тыквы в 0,1 % растворе крезацина более эффективно по сравнению с обработкой семян в растворе мивала, в связи с повышением всхожести в первые дни соответственно на 12-19% у кабачка, на 6-8% у тыквы мускатной, а также качества рассады и, в итоге, урожайности этих культур - на 35 т/га у кабачка и на 14 т/га у тыквы мускатной. Растения огурца в большей степени положительно реагируют на предпосевную обработку их семян в 0,01 % растворе мивала, чем в растворе крезацина. 5. Для огурца и кабачка лучший результат по комплексу исследованных признаков был отмечен у растений из семян, барботированных в растворе крезацина в течение 8 и 10 ч., для мускатной тыквы- 10 ч. 6.
Показана экономическая целесообразность совместной с барботированием . обработки семян в эмульсии ТМТД и растворе крезацина, что обеспечивает получение дополнительного чистого дохода для культуры огурца в открытом грунте в размере соответственно 353,4 тыс. руб./га (при барботировании с ТМТД); для культуры кабачка соответственно - 340,0 тыс. руб./га и 379,7 тыс. руб./га (при барботировании с крезацином); для культуры мускатной тыквы, соответственно - 247,6 тыс. руб./га и 283,2 тыс. руб./га.
Похожие диссертации на Влияние комплексной обработки на посевные качества семян и качество рассады культур семейства Тыквенные
