Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы
1.1 Современное состояние овощеводства и семеноводства, проблемы и пути их решения 6
1.2. Обоснование зонального размещения семеноводства 10
1.3. Биологические особенности развития капусты белокочанной . 14
1.4. Выращивание семян кочанной капусты из маточников-недогонов 19
1.5. Изменение сортовых признаков капусты белокочанной в зависимости от условий выращивания 22
1.6. Предпосевная подготовка семян 27
2. Методика проведения исследований 31
2.1. Цель и задачи исследований 31
2.2. Объект исследования 33
2.3. Апробационные признаки и их изменчивость 35
2.4 Методика закладки опытов и проведение учетов и наблюдений 36
2.5. Место и условия проведения опытов 42
3. Экспериментальная часть 50
3.1.Изменчивость формы кочана белокочанной капусты сред-непозднего срока созревания 50
3.2.Изменчивость сортовых признаков капусты в зависимости от условий года выращивания 51
3.3. Влияние срока посадки маточных растений на морфологические и сортовые признаки капусты 58
3.4. Характер наследования признаков при отборе морфотипов, урожайность в потомстве капусты среднепозднего срока созревания сорта «Подарок 2500» 63
3.5. Влияние срока посадки маточных растений на морфологические и сортовые признаки недогонов и штеклингов, урожайность, индекс кочана в онтогенезе и потомстве 70
3.6. Наследование индекса кочана при различных условиях выращивания маточных растений 84
3.7.Влияние способов обработки семян на морфологические и сортовые признаки и индекс кочана капусты 87
3.8.Биохимический состав кочанов капусты 94
3.9.Влияние местоположения семян капусты «Подарок 2500» на морфологические и сортовые признаки и индекс кочана в онтогенезе 96
4. Экономическая эффективность 100
Выводы: 102
Рекомендации производству 104
Список использованной литературы 105
- Биологические особенности развития капусты белокочанной
- Выращивание семян кочанной капусты из маточников-недогонов
- Методика закладки опытов и проведение учетов и наблюдений
- Влияние срока посадки маточных растений на морфологические и сортовые признаки капусты
Введение к работе
В питании человека овощи имеют большое значение. Они являются основным источником витаминов, ферментов, микроэлементов, фитонцидов и других жизненно необходимых веществ. Особенно возрастает их роль в современной обстановке нарушения экологического равновесия. Появились, так называемые, болезни цивилизации, что обуславливает растущую необходимость введения диетологического и терапевтического питания (Брунек, 1992 и др.).
Проблема обеспечения овощей в России на сегодняшний день не решена. Фактическое производство овощей на душу взрослого населения в 1996 - 1998 гг. не превышало 81-84 кг, то есть 70 % от рекомендуемой Минздравом нормы (Желабаев, Смирнов, 2000).
Важная роль в увеличении производства овощей принадлежит семеноводству, которое обеспечивает массовое тиражирование высококачественных семян, сохранение генетического потенциала сортов и реализацию достижений селекции. Роль последней должна возрасти в XXI веке как фактора, способного обеспечить увеличение производства сельскохозяйственной продукции. Одна из важнейших основ овощеводства - это семеноводство, которое позволяет размножать семена сортов и гетерозисных гибридов Fi при строгом сохранении их чистосортности, биологических и других качеств. Качество семян определяет товарные и потребительские свойства овощей, их урожайность и, в конечном счете, эффективность производства. Посев семян районированных сортов с высокими урожайными и посевными качествами повышает урожайность на 25% и более по сравнению с использованием некондиционных семян (Желабаев, Смирнов, 2000; Исмаилов, Бабаев, 2000).
В овощеводстве роль семян особенно важна, так как многие сорта и гибриды овощных и бахчевых культур высокоспециализиро-ваны по своим биологическим особенностям (Лудилов, 2000). Сортовые качества семян зависят от особенностей выращивания маточников, обработкой семян и других условий.
В связи с особой ролью капусты в питании человека, возрастает и роль сортовых качеств семян, которое связано с влиянием условий их выращивания, изменением элементов технологии капусты белокачанной.
Положения, выносимые на защиту
1. Сроки посева-посадки, существенно влияющие на изменение состава сортопопуляции.
2. Использование недогонов и штеклингов в первый год выращивания, оказывающие влияние на состав морфотипов и апроба-ционные признаки в потомстве.
3. Проявление сортовых признаков капусты белокачанной и качества семян в зависимости от условий выращивания маточника.
Биологические особенности развития капусты белокочанной
Вопросам роста и развития капусты посвящены работы многих авторов (Эделыптейн, 1935; Китаева 1947; Машкович, 1964; Марьяхина, 1971; Широков, 1971; 1980; Лизгунова, 1984; Day M.J. 1980; Blake J. 1973; Китаева, Орлова, Крючков, Пацурии, 1988). Одним из самых важных этапов в жизни капустного растения и самым чувствительным к воздействию внешних и внутренних условий роста являются анатомо-морфологические изменения точки роста капусты в процессе перехода из вегетативного в генеративное состояние (Боос, 1986).
Капуста в своем развитии проходит следующие этапы по Лиз-гуновой (1984): 1. прорастание семян и появление всходов; 2. начальный рост розетки и корней; 3. накопление листовой массы и дальнейшее развитие корневой системы; 4. образование используемых органов; 5. образование соцветий; 6. цветение; 7. плодообразо-вание и созревание семян. Эти этапы растение проходит за 2 года жизни.
Первый этап жизни растения капусты начинается с быстрого прорастания семени, появления подсемядольного колена и выноса семядолей над поверхностью почвы. Затем начинается формирование боковых корней первого порядка. На 7-12 сутки после появления всходов у растения начинается рост настоящих листьев и образование корней 2-го порядка.
Третий этап развития капусты связан с интенсивным ростом розетки листьев и корней. Позднеспелые сорта в случае неблагоприятных метеоусловий или других факторов внешней среды могут продолжать образование листьев розетки в течение всей вегетации. Оптимальная температура роста взрослых растений 15...+18 С. Температура выше 25 С отрицательно влияет на прирост растения. Рост молодых листьев продолжается, но с большими замедлениями, при этом увеличивается длина стебля, усиливается сброс нижних листьев. Эти температурные условия приводят в итоге к растрескиванию кочанов. Неблагоприятная высокая температура ослабляет рост, удлиняет период созревания кочанов и увеличивает количество растений, не образующих кочанов, что подтверждается работами Кашицына (1955), Лизгуновой (1965; 1984). Третий этап роста капусты является переходным к этапу основного, максимального потребления питательных веществ. За первые 30 суток роста растение капусты по данным Журбицкого (1963) усваивает до 8,5% азота; 6,7% фосфора и 7,5% калия от общего содержания их в конечном урожае. Затем интенсивность их потребления возрастает и достигает максимума в период, следующий за началом образования кочанов. Особенно быстро повышается темп усвоения азота, который используется как основной пластический материал. Калий в наибольшем количестве используется в период интенсивного нарастания кочанов. Большая потребность в фосфоре ощущается как при нарастании кочанов, так и в конце вегетации. По мере образования кочанов происходит передвижение фосфора и калия из листьев розетки в кочаны. Потребление кальция, входящего в состав клеток, влияющего на содержание хлорофилла в листьях и улучшающего рост корневой системы, снижается к концу вегетации вследствие того, что растение накапливает его в кочанах меньше, чем в листьях (Harrison Н., Bergman Е., 1981; Нага J.,Sonoda J., 1981; HaraJ. etal, 1981).
Следующий этап связан с активной деятельностью верхушечной почки и листьев. Верхушечная почка при этом начинает разрастаться за счет замедления отхождения от нее листьев при ускоренном образовании новых, приобретая при этом форму, свойственную для хозяйственной годности кочана. С этой фазы начинается формирование кочана, сопровождающееся увеличением размеров листьев, их количества и накоплением питательных веществ. Этот процесс сопровождается также отмиранием нижних листьев. От количества листьев, составляющих кочан, зависят средняя масса кочана и его плотность, которая, в свою очередь, влияет на лежкость кочанов капусты (Тимофеев, 1946; Лизгунова, 1951; Широков, 1971; Китаева, Орлова, 1988; Широков, Полетаев, 1989).
При определенных условиях (избыточное азотное питание, повышенная температура окружающей среды, избыточная влажность) кочаны могут увеличиваться в размерах и после того, как прекращается отхождение от них листьев, происходит растрескивание кочанов и начинается вегетация верхушечной почки в 1-ый год роста растения.
В проведенных ранее исследованиях (Казарян, 1951; 1954; Эделыптейн, 1953; 1962; Машкович, 1961; 1964; Прохоров, 1969; Марьяхина, Китаева, 1970; 1977) показана существующая функциональная связь между верхушечной и боковыми почками. Верхушечная почка своей активной деятельностью подавляет рост и развитие нижележащих боковых почек у короткостадийных видов капусты. У позднеспелых сортов, у которых органообразование происходит медленнее, нижние почки кочерыги, находящиеся в более благоприятных условиях освещения, часто опережают по этапам органогенеза верхушечную почку, находящуюся внутри плотного кочана.
Переход растения капусты из вегетативного к генеративному состоянию связан с образованием соцветий и обусловлен изменениями морфологического строения конуса нарастания почки. В работах Василевской, Лизгуновой (1951); Кружилина, Шведской, (1960) установлено пять фаз морфогенеза в конусе нарастания кочанной капусты при переходе его из вегетативного в генеративное состояние. Китаева, Марьяхина, (1967) выделяют три фазы: нарастание главного конуса (становится округлым, выпуклым); образование в конусе нарастания меристематических бугорков; формирование органов цветка. В вышеназванных работах отмечено, что для перехода к репродуктивному развитию растениям требуется воздействие пониженных температур и непрерывный приток питательных веществ к растущим участкам с активной меристемой. Благоприятной температурой для яровизации растений капусты считают +5...+6 С (Лизгунова, 1960).
Выращивание семян кочанной капусты из маточников-недогонов
Для беспересадочного семеноводства столовой свеклы, лука, капусты и других овощных культур используют природные регионы, для которых характерна мягкая зима с минимальной температурой воздуха от 0 С до 7 С. Поэтому наши соседи в Польше, Германии, а также овощеводы южных областей России стали выращивать капусту на семена посевом ее в открытый грунт в поздние-летние сроки с таким расчетом, чтобы к началу зимы кочанная капуста образовала только 6-8 листьев. Такие бескочанные растения кочанной капусты - растения-недогоны - поляки и немцы оставляют зимовать прямо в открытом грунте без укрытия. Значительная часть растений зимой погибает, но разреживание посевов морозами зарубежные семеноводы не считают препятствием к применению на практике дешевого и удобного приема семеноводства.
По данным Фомичева (1983) при беспересадочном способе выращивания свеклы затраты сокращаются в два-три раза, капусты -в два-шесть раз (Моргунов, 1991; Рзаев, Кулиев, 1994). Распространению этого способа семеноводства предшествовало длительное изучение биологии овощных двулетних культур в связи с проблемой яровизации. Яровизации семян и другим факторам ускорения генеративного развития растений было посвящено много исследований на различных культурах (Klebs, 1913; Чесноков, Михайлова, 1936; Яро-шевский, 1938; Реймерс, 1939; Бельденькова и др., 1945; Олейникова, 1953; Разумов, Лизгунова, Федулова, 1957; Caso et al, 1968; Ceine, Agater, 1970; Шебалина, 1974; Dafrosa, Neva, 1980; Grey et al, 1985; Федоров, 1985).
Определено, что с увеличением возраста яровизируемых растений капусты повышается способность ее быстро переходить в фазу генеративного развития. Для растений более старшего возраста характерен более короткий период яровизации (Михайлова, 1936; 1939; Третьяков, 1948). У моркови процесс яровизации завершается в возрасте трех-четырех листьев (Чесноков, 1940), у столовой свеклы при четырех -пяти листьях (Федоров, Чельцова, 1990), у репы - в фазе семядольных листьев (Чесноков, 1936; Реймерс, 1939).
Кольраби проявляет реакцию на пониженные температуры после короткого ювенильного периода (Habbeger, 1986), а у редьки она не зависит от возраста (Wiebe, Alpers, 1983). Кроме учета возраста растений при проведении яровизации важно соблюдать определенный температурный режим. По данным Артамонова (1991) оптимальный уровень яровизирующей температуры для большинства видов растений лежит в пределах 0 ...+5 С. Для отдельных культур эти пределы конкретизированы: для капусты +3...+5 С (Федоров, 1990), для редьки+5 ...+8 С (Wiebe, Alpers, 1983) и др. При этом играет роль и специфика сортовой реакции (Choard, 1960; Lang , 1965; Бернье и др., 1985; Даскалюк, 1990).
Предпринимались попытки инициировать ускоренный переход к генеративному развитию и другими способами, например, регуляторами роста (Lang, 1956; Чайлахян, 1969; 1976; Jong, Peterson, 1972; Kende, Gardner, 1976; Davies et al, 1977; Goordwin, Zeewart, 1978; Datta et al, 1979; Grey et al, 1986).
Маточники-недогоны можно вырастить в массовом масштабе при более поздних сроках посева. На таких посевах ко времени уборки всегда остается некоторое количество растений, недоразвитых по разным причинам: загущения, неудовлетворительной обработки или от резкого ухудшения погоды. Эти недогоны, совершенно непригодные для продовольственных целей, можно использовать как маточные растения для выращивания из них семян в следующем году. Но среди этих растений будут и те, которые в силу своей наследственности не способны образовать кочана.
Следует иметь в виду и то, что бескочанные маточники малого размера занимают в хранилище места в 10 раз меньше, нежели крупные отборные растения с кочанами. Бескочанные семенники капусты надо высаживать не разреженно, а загущено, предоставляя каждому растению площадь пита-ния 1400 см , междурядье 70 см, а расстояние в ряду 20 см. При таком загущении семенники меньше развивают вегетативной массы, но вполне достаточно формируют стручков на растении (Ванькова, 1967). Созревание семян при загущенной посадке несколько ускоряется. В итоге при уменьшенных площадях питания можно получить достаточно высокий урожай семян хорошего качества.
Методика закладки опытов и проведение учетов и наблюдений
Исследования проводили методами полевых и лабораторных опытов, сопровождающихся соответствующими анализами, а также путем испытания лучших вариантов в производственных условиях. При проведении исследований руководствовались следующими рекомендациями и методическими указаниями: «Методика полевого опыта» (Доспехов, 1985), «Методика физиологических исследований в овощеводстве и бахчеводстве» (1970), «Методика полевого опыта в овощеводстве и бахчеводстве» (1992), «Методика агрохимических анализов почвы и растений» (1977), «Экономическая оценка результатов исследований» (Дудоров, 1992). Опыты проводили в 1998-2001 г.г. в ОПХ "Быково" Московской области. Электросепарацию семян проводили в лаборатории технологии ВНИИО, на электросепараторе СДГ-1. Напряжение на первичной обмотке генератора 70 вольт. Делили общий образец на 3 фракции: крупная -1,2- средняя и 3 - мелкая и обрабатывали СВЧ. Обработку семян в ЭМП СВЧ проводили во ВНИИО на установке ЛР -1, мощность 500 вт, время экспозиции 10 секунд. Установка предназначена для предпосевной обработки семян овощных культур СВЧ - энергией промышленной частотой 2400+50 кГц. Она обеспечивает облучение семян в непрерывном процессе мощностью источника от 50 ВТ до 5 кВт при полном отсутствии излучения во внешнюю среду с плавной регулировкой параметров -мощность источника и экспозиция обработки. Экспозиция обработки - от 5 до 50 секунд. Для получения семян разной плотности общую массу семян делили в 2 % соляном растворе на 2 фракции. Всплывшую верх- нюю массу семян принимали за 1 фракцию, а нижнюю, осевшую на дне, за 2 фракцию. Семена высевали через пять суток после обработки. Схема посадки капусты 70x50 см, недогонов 70x20 см, повторность трехкратная, расположение делянок систематическое.
Площадь учетной делянки 15м2. Посев семян проводили в 2 срока. Первый срок - семена высевали в пленочную теплицу без обогрева, второй срок посева через месяц после нормально принятого срока. По многолетним данным в Подмосковье безморозный период составляет 120 суток. Максимальная температура +42...+52 С, минимальная - 39...-41 С, среднегодовая + 3,5 С. Московская область относится к зоне достаточного увлажнения. Годовая сумма осадков в среднем составляет 550 - 650 мм с колебаниями в отдельные годы 270-890 мм. Две трети осадков в году выпадают в виде дождя, одна треть в виде снега. Ветровой режим области характеризуется преобладанием северо-западных ветров в теплый период (май-сентябрь и юго-западных в холодный период). Сумма активных температур колеблется от 1800 до 2200 С. Опыт 1. Влияние сроков посева на проявление апроба- ционных признаков. Вариант 1 - посев в оптимальный срок, рекомендованный для выращивания маточников (3-я декада апреля). Вариант 2 - посев на месяц позже рекомендованного срока. Оценивали характера изменчивости апробационных признаков, в том числе индекса кочана в зависимости от сроков посева, а также от условий года выращивания. Опыт 2 Влияние условий года выращивания семян на индекс и форму кочана. Сравнительная оценка семян капусты урожая 1997, 1998, 1999 гг. проведена в 2000 году. Оценивалась вариабельность апробационных признаков растений в зависимости от года выращивания. Варианты: 1. Семена урожая 1997 г. 2.Семена урожая 1998 г. З.Семена урожая 1999 г. Общая площадь делянки - 30 м2, учетная - 15м2. В опыте использовали общий образец семян и первый срок посева. Опыт 3. Сравнительная оценка сортовых качеств семян, полученных от недогонов и штеклингов.
В этом опыте ставилась задача оценить сортовые качества недогонов и штеклингов. Варианты: 1 .Принятый срок посадки, схема посадки 70x50 см - контроль. 2.3агущение посадок и получение недогонов. Схема посадки 70x20 см. Срок посадки первый. 3.Посадка позже на 1 месяц и получение штеклингов, семена урожая 97, 98, 99 г.г. Схема посадки 70x50 см. Опыт 4. Влияние местоположения семян на растении на состав сортопопуляций. В опыте ставилась задача - испытать варианты по выравненно-сти апробационных признаков: окраска кроющих листьев, высота наружной кочерыги, форма и индекс кочана. Варианты: 1. Общий сбор семян - контроль. 2. Семена с центрального побега. 3. Семена с бокового побега первого порядка. 4. Семена с бокового побега второго порядка. Выращивание проводили при оптимальном сроке посева, схе ма посадки 70x50 см. Опыт 5. Определить влияние плотности соляного раствора, электросепарации и обработки семян в ЭМП СВЧ на структуру сор-топопуляций. В опыте ставили задачу - изучить выровненность апробационных признаков при обработке семян электросепарацией и СВЧ. Варианты: 1. Общий образец семян без обработки-контроль. 2. Первая фракция соляного раствора из общего сбора. 3. Вторая фракция соляного раствора из общего сбора. 4. 1 фракция семян электросепарации. 5. 2 фракция семян электросепарации. 6. 3 фракция семян электросепарации. 7. Контроль + СВЧ 10 секунд. 8. 1 фракция электросепарации + СВЧ 10 секунд. 9. 2 фракция электросепарации + СВЧ 10 секунд. 10. 3 фракция электросепарации + СВЧ 10 секунд. В опыте применен первый срок посева. Опыт 6. Степень проявления апробационных признаков при отборе различных морфотипов.
Влияние срока посадки маточных растений на морфологические и сортовые признаки капусты
Известно, что важным показателем при выращивании маточных растений капусты является оптимальный срок посадки. При более поздних сроках посадки изменяется длина дня, температурный режим, влажность почвы. Поэтому изменяется и морфологическая структура растения, сортовые признаки, индекс кочана в онтогенезе. Посев семян капусты на рассаду проводили в два срока. Первый оптимально - принятый в третьей декаде апреля и второй - на месяц позже принятого срока. Посадку рассады капусты в поле проводили соответственно в начале июня и в начале июля — второй срок. Анализируя полученные результаты, видно, что у маточных растений при первом сроке посадки индекс формы кочана составил 0,86, т. е. Форма кочана плоская при наибольшей плотности и массе кочана 0,69 г/см и 3,0 кг (табл. 8). При втором сроке посадки кочаны более крупные при уменьшении плотности и массы кочана (0,54 г/см3 и 2,3 кг). Форма ближе к округлой, индекс - 0,93. Таким образом, маточники капусты второго срока отличаются от первого тем, что они более рыхлые, легкие и округлые, хотя по своим размерам практически не различаются. Существенные различия отмечены по морфологическим признакам маточников (табл. 9). Анализировали завязываемость кочанов, форму листа, высоту растения и длину черешков. Такие признаки, как форма листа, длина черешка, форма кочана являются апробационными. По числу завязавшихся кочанов существенных различий не отмечено: при первом сроке посева в разных вариантах кочаны завязывались у 92 - 97 % растений, при втором сроке сева - 89 - 95 % (в среднем соответственно 94 и 92 %). Наиболее существенные различия отмечены по форме листа - появляется большое число растений с фестонообразно-волнистым краем листа, длинным черешком и высоких растений. Растения с фестонообразно-волнистым краем листа это те, у которых лист морщинистый, а края волнистые в сильной степени.
Они резко отличались от других растений капусты, поэтому мы на них обращали внимание и постоянно их выделяли. Таких растений капусты при первом сроке посадки оказалось 6 %, а при 2-ом увеличивалось более чем в два раза (14 %). По годам их количество колебалось от 3 до 7 % - при 1-ом сроке посадки, а при 2-ом от 12 до 17 %. Высоких растений, отличающихся высокой наружной кочерыгой, достигающей более 28 см (стандартная для сорта высота до 28 см) было при втором сроке посадки больше, чем в два раза (10 и 22%). С этим показателем четко связан и другой признак - длина черешка. По описанию сорта «Подарок 2500» черешки у листьев средней длины и короткие (6 - 15) см. В наших исследованиях число растений с черешками, превышающими эти размеры также преобладало во втором сроке посадки: соответственно 22 и 11 %. Наиболее существенные различия в составе морфотипов выявлены при изучении различных сроков посева-посадки. Меняется не только форма кочана, но и морфологические признаки растений. Поздняя посадка ведет к увеличению числа растений с фестонооб-разно-волнистым краем листа, высокой наружной кочерыгой, длинным черешком (табл. 9). По этим показателям варианты различаются более чем в 2-а раза. Из вышесказанного можно сделать следующий вывод: при втором сроке посадки увеличивается общее число отклонений в 2 раза. На одном растении могут быть изменения по трем параметрам: высоте, форме листа, длине черешка. Подобные изменения в зависимости от срока посадки следует учитывать при апробации. Сроки посева оказали определенное влияние и на изменение формы кочана в онтогенезе (табл. 10). Учеты, проведенные через 8-10 суток после начала образования кочана показали, что при первом сроке от посадки до первого учета прошло 80 - 82 суток, до второго - 88 - 90 суток и третьего учета - 98 - 99 суток. При втором сроке соответственно: 61-63 суток, 69 - 71 сутки и 3 учет - на 78-81 сутки.
