Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Состояние производства, перспективы возделывания и задачи семеноводства льна-долгунца 18
1.1. Лен-долгунец в мировом производстве 18
1.2. Состояние отрасли и перспективы возделывания льна-долгунца в России 21
Глава II. Условия и методика проведения исследований 29
2.1. Почвенные и метеорологические условия зоны льносеяния и места проведения исследований 29
2.2. Методика проведения исследований 30
Глава III. Особенности роста, формирования продуктивности растений льна-долгунца в изменяющихся условиях агробиоценоза 34
3.1. Особенности диффузного роста, формирования продуктивности растений льна-долгунца 34
3.2. Структура диффузного роста, сопряженность радиального и вертикального роста у растений льна-долгунца 40
3.3. Особенности фотосинтетической деятельности, формирования ассимилирующих органов растений льна-долгунца в процессе их роста 59
Глава IV. Морфологические признаки и физические свойства семян льна-долгунца, роль биотических и абиотических факторов в их формировании 71
4.1. Особенности формирования морфологических признаков и физических свойств семян льна-долгунца 71
4.2. Роль биотических и абиотических факторов в формировании у семян качественных признаков 86
Глава V. Основные направления совершенствования методов отбора в первичном семеноводстве льна-долгунца с учетом биологических особенностей культуры 96
5.1. Направленность и особенности отбора растений льна-долгунца в первичном семеноводстве 97
5.2. Совершенствование методов отбора и оценки растений, приемов воспроизводства созданных партий семян маточной элиты льна-долгунца 105
Глава VI. Совершенствование схемы семеноводческого процесса льна-долгунца 138
6.1. Совершенствование схемы размножения семян и сортообновления льна-долгунца 138
6.2. Оптимизация структуры семеноводческих и товарно-сортовых посевов льна-долгунца 143
Глава VII. Повышение эффективности использования биологического потенциала обновленных семян на основе применения усовершенствованных технологических процессов возделывания льна-долгунца 149
7.1. Влияние систем обработки почвы и технических средств их обеспечения на урожайность, качество семян и волокна льна-долгунца 149
7.2. Особенности формирования семенной и волокнистой продуктивности льна-долгунца при различных сроках посева, дозах азота и нормах высева семян 179
Глава VIII. Повышение сохранности урожая и качества обновленных семян льна-долгунца путем применения высокоэффективных технологий уборки 217
8.1. Структура урожая и качество семян льна-долгунца при различных технологиях уборки 217
8.2. Сравнительная эффективность разных технологий уборки семеноводческих посевов льна-долгунца 224
8.3. Применение приемов повышения сохранности урожая и качества семян при раздельной уборке льна-долгунца 251
8.4. Эффективность технологий раздельной и комбайновой уборки льна-долгунца на семена в различных зонах льно-сеяния 274
Выводы 291
Рекомендации производству 295
Список литературы 298
Приложения 336
- Состояние отрасли и перспективы возделывания льна-долгунца в России
- Особенности фотосинтетической деятельности, формирования ассимилирующих органов растений льна-долгунца в процессе их роста
- Оптимизация структуры семеноводческих и товарно-сортовых посевов льна-долгунца
- Применение приемов повышения сохранности урожая и качества семян при раздельной уборке льна-долгунца
Введение к работе
Работа выполнена на основе исследований, проведенных в течение 1978-2007 гг в соответствии с тематическими планами НИР ВНИИ льна, Программами фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития агропромышленного комплекса Российской Федерации на 1996-2000 гг и 2001-2005 гг Россельхозакадемии, Федеральными целевыми программами «Возрождение российского льна в 1993-1995 гг», «Развитие льняного комплекса России на 1996-2000 гг »
Актуальность исследований. Лен-долгунец в России - одна из важнейших технических культур комплексного использования После утраты традиционных регионов производства хлопка его роль как единственного источника волокнистой продукции, производимой в больших масштабах, значительно возросла
Из льняного волокна вырабатывают большой ассортимент товаров бытового, технического и медицинского назначения одежду, белье, брезент, мешочный и упаковочный материалы, шпагат, медицинское лечебное белье, хирургическую нить, вату
Из льносемян, содержащих 38 40 % жира, получают масло, которое применяется для приготовления олифы, лаков, клеенок, линолеума Льняное масло используют в кулинарии и кондитерском производстве Оно обладает лечебными свойствами и способствует активизации важных биологических функций в организме человека
Развитие льняной отрасли сдерживается из-за неудовлетворительного состояния семеноводства, при ведении которого применяются сложные и недостаточно совершенные методы и технологии Недостаточный объем производства семян из-за низкой их урожайности и невысокого качества не позволяет осуществлять гарантированное обеспечение сельхозпредприятий посевным материалом, проводить регулярное сортообновлепие, эффективно внедрять новые сорта, обеспечивающие в современных условиях наибольший прирост урожайности льнопродукции Это затрудняет функционирование системы семеноводства льна-долгунца и ограничивает возможности увеличения производства конкурентоспособной по цене и качеству льнопродукции
Успешное решение существующих проблем невозможно без разработки и применения более совершенных технологий семеноводческого процесса льна-долгунца, включающих малозатратные и менее сложные методы получения обновленных семян, высокоэффективные способы и схемы их последующего воспроизводства, а также энергосберегающие приемы выращивания и способы уборки семеноводческих посевов
Цель исследований. Разработать научно обоснованные технологии семеноводства льна-долгунца с целью повышения эффективности сортообновле-ния, урожайности и качества льнопродукции
Задачи исследований:
изучить структуру диффузного роста растений, в том числе соотношение вертикального и радиального роста в межфазные периоды развития льна-долгунца,
выявить особенности фотосинтетической деятельности, формирования ассимилирующих органов в процессе роста растений льна-долгунца,
изучить особенности формирования у семян льна-долгунца морфологических признаков и физических свойств, выявить роль различных факторов в их образовании,
научно обосновать необходимость совершенствования направленности отбора в первичном семеноводстве, разработать эффективные методы отбора растений льна-долгунца с целью создания семян маточной элиты (оригинальных семян) с высокими сортовыми и урожайными свойствами при наименьших затратах материальных и трудовых ресурсов,
разработать способы и технологические схемы воспроизводства семян маточной элиты на последующих этапах семеноводства для осуществления ускоренной сортосмены и устойчивого сортообновления льна-долгунца,
выявить технологические приемы, обеспечивающие повышение эффективности использования биологического потенциала обновленных (созданных) семян в процессе возделывания льна-долгунца,
разработать энергосберегающие технологии уборки льна-долгунца на семенные цели и проверить их эффективность в различных зонах льносея-ния
Научная новизна исследований. Впервые с учетом выявленных особенностей формирования у семян льна-долгунца морфологических признаков и физических свойств разработана оптимальная модель семени по таким показателям, как масса, длина, ширина, толщина, плотность, что позволяет целенаправленно создавать высококачественные семена маточной элиты
Впервые исследованы выравненность (однородность) растений льна-долгунца по массе семени, а также изменчивость массы семени на уровне соцветия и семенной коробочки Экспериментально доказано существование изменчивости массы семени на уровне популяции, соцветия и плода (семенной коробочки)
Впервые научно обоснована необходимость совершенствования направленности отбора в первичном семеноводстве льна-долгунца, предложены более
эффективные методы отбора растений, в том числе метод отбора по показателю «масса семени» с целью создания качественных семян маточной элиты
Впервые разработаны эффективные способы и схемы воспроизводства семян маточной элиты на последующих этапах семеноводства, позволяющие ускорить сортосмену, повысить устойчивость сортообновления и надежность системы семеноводства льна-долгунца
Впервые разработаны техчологические приемы, повышающие эффективность использования биологического потенциала обновленных семян в процессе возделывания льна-долгунца на семенные цели Научно обосновано применение двухфазной предпосевной обработки почвы на различную глубину, новых почвообрабатывающих орудий, в том числе с активными рабочими органами, оптимального сочетания сроков посева льна с нормами высева семян и дозами азота с целью создания оптимальных параметров поверхностного слоя почвы для посева семян, благоприятных условий для роста растений
Впервые продемонстрирована возможность повышения эффективности технологии раздельной уборки льна-долгунца на семена с учетом особенностей дозревания растений в ленте и погодных условий
Впервые определена структура диффузного (поверхностного) роста растений льна-долгунца, доля вертикального и радиального роста в формировании массы сухого вещества и продуктивности
Теоретическая и практическая ценность работы заключается в совершенствовании методических положений, разработке высокоэффективных технологий семеноводческого процесса с целью осуществления устойчивого сортообновления и обеспечения надежного функционирования системы семеноводства льна-долгунца
Разработан ряд теоретических положений, определяющих роль вертикального и радиального роста в формировании продуктивности растений льна-долгунца, раскрывающих особенности формирования морфологических признаков и физических свойств семян, позволивших обосновать необходимость совершенствования направленности отбора в первичном семеноводстве
В результате выполненных исследований разработаны менее трудоемкие методы отбора растений, увеличивающие объем создаваемых семян в 1,5 2,7 раза, снижающие затраты труда более чем в 3 раза, эффективные способы и технологические схемы воспроизводства обновленных семян на последующих этапах семеноводства льна-долгунца, повышающие коэффициент их размножения на 58 66 %, ориентированные на проведение ускоренной сортосмены и устойчивого сортообновления
Разработаны технологические приемы возделывания льна-долгунца для семенных целей на основе применения системы двухфазной предпосевной об-
работки почвы, новых почвообрабатывающих орудий, в том числе с активными
рабочими органами, обеспечивающих создание оптимальных параметров поч
вы для посева семян, повышение семенной продуктивности растений Выявлен
оптимальный комплекс основных агротехнических приемов (срок посева, нор
ма высева семян, доза азота), обеспечивающий формирование растений льна-
долгунца с наилучшими анатомо-морфологическими признаками и получение
высокой урожайности семян и волокна
[J Предложена с учетом выявленных закономерностей/усовершенствована
и проверена в различных зонах льносеяния технология раздельной (двухфазной) уборки льна-долгунца на семена Выявлено, что эта технология по сравнению с комбайновой улучшает структурно-технологические показатели вороха за счет увеличения в нем доли свободных коробочек, снижения влажности растительного материала в 1,3 1,5 раза, повышает качество семян, обеспечивает -трех - четырехкратную экономию энергоресурсов при сушке семенного вороха Эффективность раздельной технологии во многом определяется особенностями зон возделывания льна-долгунца на семенные цели
Реализация результатов исследований. Разработанные малотрудоемкие методы отбора, оценки растений льна-долгунца с целью создания семян маточной элиты с заданными параметрами, высокоэффективные способы размножения семян на начальных этапах семеноводства представлены в методических указаниях по первичному семеноводству льна-долгунца (2002) и освоены в 8 селекционно-семеноводческих учреждениях, осуществляющих первичное семеноводство культуры в Центральном и Северо-Западном районах Нечерноземной зоны России
Методические схемы и технологии воспроизводства обновленных семян на последующих (основных) этапах семеноводства, позволяющие обеспечить получение необходимых объемов репродукционных семян, вошли составной частью в методические указания по семеноводству льна-долгунца (1998) и освоены в 32 льносеменоводческих станциях, семеноводческих хозяйствах Центрального, Северо-Западного и Волго-Вятского районов Нечерноземной зоны России
Технологические приемы возделывания льна-долгунца на семенные цели, включающие оптимальные способы предпосевной обработки почвы, в том числе с использованием новых почвообрабатывающих орудий, сроки посева, нормы высева семян, дозы азота освоены в опытно-производственных хозяйствах научных учреждений, семеноводческих хозяйствах Технология раздельной уборки освоена и применяется при уборке льна-долгунца на семена в хозяйствах южных и центральных регионов льносеяния, включая зоны льносеяния Сибири
В обобщенном виде результаты, исследований представлены, в моногра-фии«Ушвершенетвованньі технологии, семеноводства- а льноводстве», (2$06) , Положения, выносимые на защиту.
оптимальная модель семени льна-долгунца, включающая такие. докаг затели как масса, длина, ширина, толщина, плотность, позволяющая целенаправленно создавать семенной материал в первичном семеноводстве с высокой однородностью по комплексу физических свойств,
малозатратные и менее трудоемкие методы отбора растений льна-долгунца с целью создания семян маточной элиты, эффективные способы и методические схемы воспроизводства созданных семян на последующих этапах семеноводческого процесса, позволяющие повысить эффективность сортообновления и надежность системы семеноводства,
комплекс технологических приемов возделывания льна-долгунца на семенные цели, включающий систему двухфазной предпосевной обработки почвы, оптимальное сочетание сроков посева с нормами высева семян и дозами азота, обеспечивающий создание необходимых параметров поверхностного слоя пашни для посева семян, благоприятные условия для роста растений и формирования их высокой продуктивности,
усовершенствованная технология раздельной (двухфазной) уборки льна-долгунца на семенные цели, позволяющая проводить теребление раньше принятого срока, повысить сохранность выращенных семян и полученного волокна
Апробация работы и публикация результатов исследований. Основные положения работы доложены на Международной научно-практической конференции «Семя» (г Москва, 1999), Международной научно-практической конференции по регуляции роста, развития, продуктивности растений (г Минск, Р Беларусь, 1999), Международной научно-практической конференции по проблемам развития научных исследований по льну-долгунцу (г Торжок, 2000), Научно-практической конференции «Лен на пороге XXI века» (г Вологда, 2000), Международной научно-практической конференции «Высокоэффективные технологии производства и переработки льна» (г Вологда, 2002), Всероссийском координационном совещании «Состояние и перспективы развития селекции и семеноводства льна-долгунца» (г Торжок, 2002), Всероссийском координационном совещании «Совершенствование координации научных исследований в АПК» (г Москва, 2002), Международной научно-практической конференции «Пути повышения конкурентоспособности продукции из льна» (г Вологда, 2004), Международной научно-практической конфе-
ренции «Проблемы повышения технологического качества льна-долгунца» (г Торжок, 2004), Международной научно-практической конференции «Интенсификация машинных технологий производства и переработки льнопродукции» (г Тверь, 2004), Научно-практической конференции «Селекция льна-долгунца -- важнейший фактор повышения конкурентоспособности продукции льноводства >> (г Псков, 2005), Международной научно-практической конференции «Основ- ~ ные направления развития исследований по льну-долгунцу» (г Торжок, 2005), Международной научно-практической конференции «Вступление России в ВТО, повышение экономической эффективности льноперерабатывающего комплекса (г Вологда, 2006), Международной научно-практической конференции «Высокоэффективные разработки и инновационные проекты в льняном комплексе России» (г Вологда, 2007) По результатам исследований опубликованы 83" печатные работы, изданные в России и за рубежом, в том числе 1 монография, 1 книга (в соавторстве), получено 1 авторское свидетельство и 4 патента на изобретения
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, восьми глав, выводов, рекомендаций производству, списка литературы и 7 приложений Текст изложен на 342 страницах, включая 152 таблицы и 20 рисунков Список литературы содержит 394 наименования, в т ч 21 на иностранных языках
Состояние отрасли и перспективы возделывания льна-долгунца в России
Многие десятилетия лен-долгунец формировал экономику отдельного производителя и страны в целом. В 1910 году объем выработки льняного волокна составил 316 тыс. тонн, в том числе около 50 % наиболее ценного длинного волокна. К началу 40-х годов прошлого века производство льняного волокна возросло до 350 тыс. тонн, что составило 90 % от мирового уровня (А.Р. Рогаш, 1970). Достижения селекции позволили к этому периоду почти полностью перейти на возделывание сортовых посевов льна-долгунца.
Первые сорта 806/3, Светоч, 1288/12, Прядильщик и другие были созданы методом отбора из кряжевых льнов и характеризовались комплексом хозяйственно-ценных признаков, в том числе высоким качеством волокна. По его содержанию в стебле и урожайности новые сорта превосходили лучшие кряжевые льны на 25...40 %. Сорта 1288/12 и Светоч возделывались в производственных условиях более 50 лет.
Дальнейшему развитию сортового льноводства способствовало улучшение семеноводства культуры. Создание 136 льносеменоводческих станций и организация первичного семеноводства в 27 научно-исследовательских учреждениях позволили к середине 60-х годов прошлого века довести производство семян высших репродукций до 100 тыс. тонн, а льняного волокна до 480 тыс. тонн. Около 1,5 тыс. тонн этих семян ежегодно поставлялось в зарубежные страны (А.Р. Рогаш, 1970).
С начала 90-х годов прошлого века площади посева льна-долгунца в РФ уменьшились с 302 до 114 тыс. гектаров (2004 г.). Объем производства семян при этом сократился более чем в 3 раза (с 40,6 до 12,5 тыс. тонн), а их урожайность уменьшилась в 1,5 раза.
В настоящее время лен-долгунец культивируется в 22 субъектах Российской Федерации. К возделыванию, согласно Госреестра селекционных достижений РФ, допущено 43 сорта льна- долгунца, из которых 25 сортов и прежде всего Алексим, А 93, С 108, Смолич, Русич, Томский 17 занимают наибольшие площади посева и по ним осуществляется семеноводческий процесс.
Роль льна-долгунца как единственного источника волокнистой продукции, производимой в больших масштабах, значительно возросла в связи с утратой традиционных регионов выращивания хлопка-сырца. Производимая из льна продукция используется предприятиями легкой, фармацевтической и оборонной промышленности, машиностроения и строительной индустрии, расположенными в 35 регионах РФ. На предприятиях, которые применяют материалы и изделия из льна занято около 10 % населения страны (В.В. Жи-ветин, 2002).
Негативные процессы в развитии отрасли стали проявляться после 1992 года, чему способствовало разрушение хозяйственных связей между производителями и переработчиками льноволокна, опережающий рост цен на материально-технические ресурсы по сравнению с ценами на льносырье, а также неразвитость рыночной инфраструктуры. В течение последующих лет произошло резкое, более чем на 60 %, сокращение посевных площадей льна-долгунца (Отчеты статуправления РФ, 1978-1998). К 2000-му году внесение минеральных удобрений под культуру сократилось более чем в 9 раз (с 92 до 10 кг д.в./га), а в льняном севообороте почти в 15 раз. Техническая оснащенность льносеющих хозяйств уменьшилась более чем в 2 раза.
Сокращение посевных площадей и соответственно объемов производства льнопродукции привели к увеличению дефицита волокнистого сырья на льноперерабатывающих заводах, в результате чего коэффициент использования их производственных мощностей снизился до 20 %. Из-за отсутствия сырья выпуск льняных тканей в стране уменьшился более чем в 5 раз.
Увеличение объема заказов от зарубежных партнеров на производство льняных тканей в стране привело к необходимости расширения импорта волокна. Стимулировало закупку за рубежом и более высокое его качество. За счет этого к 2001 году объемы производства льняных тканей возросли до 124,5 млн. квадратных метров.
В 2000-2003 годах наметились позитивные тенденции в развитии льняного комплекса страны: урожайность льноволокна по сравнению с 1990 годом (3,3 ц/га) возросла и составила 5,2 ц/га. Прекратилось сокращение посевных площадей льна. Рентабельность производства льнопродукции достигла 43 %. Увеличились объемы выработки волокна, выпуска льняных тканей. В 2003 году по сравнению с 2001 годом их производство возросло со 124,5 до 157 млн. квадратных метров, или на 25,6 %. Экспорт тканей за этот период увеличился на 33 %. Модифицированным льноволокном в текстильной, медицинской и оборонной промышленности удалось заменить часть хлопка, ввозимого из-за рубежа.
Произошло изменение структуры ассортимента льняных тканей. Доля тканей бытового назначения (одежные, столовые, постельные, мебельные) возросла с 34 % в 1995 году до 78 % в 2001 году (В.Н. Иванова, 2005). Улучшение структуры ассортимента выпускаемых тканей наблюдалось и в последующие годы. В 2003 году выпуск тканей бытового назначения увеличился до 80%.
Позитивные моменты развития льняного комплекса сохранились в 2004 году. Валовой сбор льняного волокна составил 59 тыс. тонн. Наиболее высокая урожайность льноволокна (12,3 ц/га) получена в Алтайском крае, где лен высевался на площади 7,1 тыс. га (уровень урожайности оказался сопоставимым с показателями в западноевропейских странах). Это позволило получить рентабельность производства льнопродукции на уровне 200 %.
Было выпущено 158,5 млн. квадратных метров льняных тканей, что на 1,3 млн. кв. метров больше, чем в 2003 году. Структура ассортимента льняных тканей осталась в основном на уровне 2003 года (рис. 2). Объем экспортных поставок тканей (58,2 млн. кв. м) на зарубежный рынок оказался сопоставимым с предыдущим годом (В.Н. Иванова, 2005).
В 2005 году посевы льна-долгунца размещались на площади около 100 тыс. гектаров. На площади более 90 % высевались отечественные сорта, а на остальной возделывались сорта иностранной селекции (Эскалина, Мерелин и другие).
Объем выработки льняных тканей в 2005 году по сравнению с прошлым годом уменьшился на 22,8 %. Снижение выпуска тканей произошло за счет резкого ухудшения производственных показателей основных текстильных комбинатов.
Сказалась в первую очередь утрата российскими предприятиями рынков сбыта за рубежом под влиянием растущих поставок более конкурентоспособных тканей из других стран и прежде всего более дешевых из Китая. Определенную роль сыграла незащищенность отечественного рынка перед завозом льноволокна и льняных тканей из других стран.
Во многом это обстоятельство усугубила нерешенность проблемы повышения качества льносырья в отрасли. Потребности текстильной отрасли в высококачественном волокне льна удовлетворяются отечественными производителями только на 65 %, льняной пряже - на 80 %. Пряжа, получаемая из российского льноволокна, имеет разрывную прочность до 25 % ниже, чем из западноевропейского (Д. Педлоу, Г. Маки, 1997). В структуре производимого льняного волокна почти отсутствуют высокие номера (14 и 16), ежегодная потребность в которых составляет не менее 4,8 тыс. тонн (13,0 % от общего ; его объема, используемого в текстильной отрасли).
На льнокомбинатах используется льноволокно, которое имеет невысо- кие прядильные свойства из-за недостаточной прочности, гибкости и тонины. Значительное количество короткого волокна имеет высокую закостренность, неоднородность по цвету и в связи с этим оно мало пригодно для выработки котонина (модифицированного льноволокна), используемого в качестве смесевых добавок.
К числу причин, не позволяющих получать качественное волокно и соответственно конкурентоспособную льнопродукцию в необходимом объеме, относится нерешенность проблемы улучшения агрохимических свойств почвы и соответственно ее пищевого режима. Проведенный мониторинг показал, что пахотный слой обеднен подвижными формами микроэлементов, которые оказывают положительное влияние на качество волокна льна, а также семян льна-долгунца. Поступление микроэлементов в почву полностью прекратилось из-за уменьшения внесения органических удобрений, которые служат основным источником пополнения их запасов, до 1,6...3,3 вместо 10... 13 т/га севооборотной площади. В льносеющей зоне в применении борных и медных удобрений нуждается более 50 % пахотных земель, а цинка - 90 % (В.Я. Тихомирова, 1998).
Особенности фотосинтетической деятельности, формирования ассимилирующих органов растений льна-долгунца в процессе их роста
Фотосинтетическая деятельность листового аппарата имеет большое значение для формирования высокой продуктивности растений. Функционирование ассимилирующих органов растений зависит от многих факторов, в том числе от сорта, а также от основных агротехнических приемов - срока посева, удобренности, нормы высева семян. Эти факторы являются важнейшими в формировании продуктивности растений, в том числе их семенной продуктивности.
И.В. Колосов (1948, 1951) и А.Ф. Калинкевич (1954, 1959) установили, что у позднеспелых сортов яровой пшеницы, обладающих более продолжительной синтетической деятельностью листьев наблюдается более замедленный отток питательных веществ из ассимилирующих в репродуктивные органы. Увеличение интенсивности азотного питания еще сильнее задерживает отток Сахаров и азотистых веществ в колос и тем самым ведет к непроизводительному использованию питательных веществ: снижается урожайность зерна и его качество, увеличивается масса соломы. Повышение дозы фосфорно-калийных удобрений ослабляет синтетические процессы и усиливает отток пластических веществ из листьев в колос. Исследованиями Л.П. Вол-лейдт и B.C. Кузнецовой (1972) показано, что у ранне- и среднеспелых сортов пшеницы усиление азотистого питания не нарушает нормального оттока азотистых веществ из листьев в репродуктивные органы, а повышенное азотно-фосфорное питание способствует закладке более крупного колоса.
По данным Ф.А. Полимбетовой (1967), слабая мобилизация резерва пластических веществ на налив зерна у твердой пшеницы - одна из причин ее меньшей, по сравнению с мягкой пшеницей, продуктивности. Такой же физиологический недостаток был установлен у крупноколосных пшениц (Л.Г. Добрунов, 1969). Реакция сорта на удобрение зависит также от характера метаболизма в фотосинтезирующих тканях. У более отзывчивых на удобрения сортов кукурузы и сои, разных по скороспелости, увеличение минеральных удобрений обеспечивает более высокую интенсивность нарастания ассимиляционной поверхности и отток ассимилятов (Э.Л. Климашевский, 1968).
А.С. Аловым (1962) приводятся данные японского исследователя Тсупода, которые свидетельствуют о том, что отзывчивость сортов риса на удобрения зависит от морфологических особенностей листового аппарата. Сорта, характеризующиеся слабой отзывчивостью, имеют тонкие и широкие листья. Они расположены почти горизонтально. У сортов с высокой отзывчивостью на удобрения листья имеют меньшие размеры. При внесении повышенных доз удобрений они занимают вертикальное положение и соответственно функционируют с большей продуктивностью, чем у слабоотзывчивых сортов. Это сказывается на устойчивости растений к полеганию (А.А. Гончаренко, 1994).
В опытах со льном-долгунцом установлена определяющая роль ассимилирующих органов (листьев) растений в формировании семенной части урожая (Л.И. Молканова, Л.Н. Молканов, 1973). В.Я. Тихомировой (1996) показано существование определенных различий между сортами льна по площади листьев на растениях. У среднеспелого сорта Тверца площадь листьев 100 растений в фазу бутонизация - начало цветения оказалась на 5,2... 15,0 % меньше, чем у позднеспелого сорта ВНИИЛ - 11. На неудобренном фоне были отмечены более значительные различия по этому показателю между сортами, чем на удобренном. Внесение удобрений увеличивало площадь листьев и вследствие большего взаимозатенения вызывало ослабление фотосинтетической деятельности и, как следствие, физиологической активности растений. Изучено также влияние сроков посева, уровня азотного питания и норм высева семян на формирование ассимилирующих органов растений льна в течение вегетации (В.П. Понажев, 1982). Величина формируемой листовой поверхности на растениях, как показали исследования, в большей степени определялась нормой высева семян и сроком посева и в меньшей - дозой азотного удобрения. Лучшая сохранность листьев при раннем сроке посева по сравнению с посевом через 10 дней способствовала формированию у растений соответственно более высокой семенной продуктивности.
Представленный спектр исследований указывает на значительную роль ассимилирующих органов в формировании продуктивности растений. Обращает на себя внимание то обстоятельство, что уровень влияния на продуктивность растений различных и, прежде всего абиотических факторов определяется в первую очередь через изменения количественных и качественных показателей листового аппарата. Несмотря на это, недостаточно исследованы вопросы, связанные с формированием фотосинтетического потенциала, чистой продуктивности фотосинтеза растений льна-долгунца. Слабо изученными являются показатели фотосинтетической деятельности - объем листьев, плотность вещества листовой пластины при разных сроках посева, нормах высева, дозах азота.
Изучение фотосинтетической деятельности ассимилирующих органов проводилось нами в полевом опыте (1978-1980 гг.) при различных сроках посева (I - ранний возможный, II - через 10 дней после первого, III - через 20 дней после первого), нормах высева семян и дозах азота. Исследования показали, что в течение периода полное цветение - 15 дней после него площадь листьев, фотосинтетический потенциал ассимилирующих органов растений в значительной степени определялся сроками посева льна (табл. 11).
По мере смещения сроков посева от первого к третьему эти показатели возрастали соответственно на 27,0 и 26,5 %. Наибольшая чистая продуктивность фотосинтеза была отмечена во втором сроке посева.
Обращает на себя внимание тот факт, что от сроков посева в значительной степени зависел объем листьев на растении и прежде всего во влажных условиях произрастания (табл. 12).
Одновременно с этим проявились значительные различия по величине объема листьев на растении между влажным и засушливым годами.
По мере смещения сроков посева от первого (раннего) к третьему (позднему) наблюдалось повышение плотности вещества листовой пластины от 0,58 до 0,74 мг/мм .
Внесение азота в дозе 15 и 30 кг/га способствовало увеличению площади листьев, повышению фотосинтетического потенциала и чистой продуктивности фотосинтеза листового аппарата растений во втором сроке посева и не оказывало влияния на эти показатели в третьем сроке (табл.13).
По-видимому, внесение азота в третьем сроке привело к избыточному азотному питанию растений и высокому накоплению в почве нитратов (NO3).
В результате проявилось замедление процессов формирования листового аппарата и уменьшение продуктивности фотосинтеза. Вместе с тем внесение азота увеличивало объем листьев на растении, как во втором, так и третьем сроке посева (табл.14).
В засушливых условиях (1979 г.) внесение азота (15 и 30 кг/га) в третьем сроке посева не оказывало влияния на объем листьев. Изменение уровня азотного питания растений незначительно сказывалось на величине плотности вещества листовой пластины. Во втором сроке посева под влиянием возрастающих доз азота она незначительно увеличивалась, в третьем в такой же степени уменьшалась.
Наиболее выраженное влияние азота на плотность вещества листовой пластины отмечалось во влажных условиях произрастания (1978 г.). Во втором сроке посева повышение уровня азотного питания растений посева увеличивало плотность вещества до 9,5 % (с 0,63 до 0,69 мг/мм ), в третьем - уменьшало до 14,3 % (с 0,70 до 0,60 мг/мм3). В засушливых условиях (1979 г.) внесение азота способствовало повышению плотности вещества листовой
пластины в обоих сроках посева. В этих условиях произрастания растения формировали листовую пластину с большей плотностью вещества, чем во влажных. Более высокая плотность вещества связана с отсутствием достаточного потребления воды растениями в условиях засухи, что привело соответственно к снижению содержания ее в листьях.
Формирование листового аппарата растений в значительной мере определялось нормами высева семян (табл.15).
Оптимизация структуры семеноводческих и товарно-сортовых посевов льна-долгунца
Продуктивность посевов пятой несеменоводческой репродукции по ряду важных показателей (содержание волокна в стебле, выравненность по этому показателю и высоте, урожайность длинного волокна) по результатам исследований заметно уступала посевам других репродукций. Схема семеноводческого процесса должна иметь дифференциацию норм высева семян в семеноводческих и товарно-сортовых посевах льна-долгунца. Наиболее целесообразным является переход на четырехлетний срок сортообновления и введение выходной для семеноводческого процесса третьей репродукции семян для обеспечения оптимальной структуры посевов и устойчивого обновления семенного материала (табл. 68). При урожайности семян 1,9 ц/га удельный вес семеноводческих посевов в общей их структуре определяется уровнем 28,5 %, товарно-сортовых - 61,5 %. При увеличении урожайности семян до 2,3 ц/га удельный вес семеноводческих посевов снижается до 20,8 %, а товарно-сортовых возрастает до 68,2 %.
При возделывании сортовых посевов необходимой является закладка семеноводческих участков. Площадь и удельный вес этих участков в структуре товарно-сортовых посевов определяется уровнем урожайности семян (табл.69).
Введение в товарно-сортовые посевы семеноводческих участков позволяет считать структуру общих посевов льна-долгунца функционально усовершенствованной (табл.70).
Возможность проведения пересева семян маточной элиты 2 года, выявленная по результатам исследований, позволяет обеспечить ускоренную сортосмену. Предлагаемая новая структура семеноводческих посевов обеспечивает работоспособность такой сортосмены и проведение ускоренного освоения новых сортов льна-долгунца (табл.71).
Введение в схему семеноводческого процесса варианта с пересевом семян маточной элиты способствует увеличению площади возделывания нового сорта и объема производства его семян в 1,8 раза, повышает удельный вес элитных посевов в структуре посевных площадей.
Таким образом, усовершенствованная структура репродукционных и товарно-сортовых посевов льна-долгунца позволяет уменьшить удельный вес семеноводческих посевов с 52,3...62,3 до 20,8...28,5 %, обеспечивает производство необходимого объема семян третьей (выходной) репродукции для осуществления четырехлетнего сортообновления и закладку семеноводческих участков на 38,4...45,5 % площади сортовых посевов.
Из вышеизложенного следует, что совершенствование схемы семеноводческого процесса льна-долгунца предусматривает необходимость сочетания централизованного и внутрихозяйственного семеноводства и осуществление в связи с этим четырехлетнего срока сортообновления. При этом необходимо введение в качестве выходной для семеноводческого процесса третьей репродукции семян, проведение закладки семеноводческих участков на определенной площади сортовых посевов в гнездах сортообновления.
Для обеспечения ускоренной сортосмены целесообразным является введение в структуру семеноводческих посевов контролируемого пересева семян маточной элиты 2 года до момента производства семян третьей репродукции. При этом каждый год пересевается новая партия обновленных семян с сопровождением оценки сортовой однородности семенного материала методом грунтового контроля.
Применение приемов повышения сохранности урожая и качества семян при раздельной уборке льна-долгунца
Сохранность урожая, качество семян при проведении уборки льна-долгунца во многом зависят от исходных фаз спелости и сроков теребления. При определении фаз спелости широко используется методика, предусматривающая оценку некоторых внешних признаков растения льна-долгунца (ИЛ. Карпец, 1980 г.).
Зеленец - на растениях остается 15...20% цветков и 80...85% завязавшихся коробочек, стебель освобождается снизу от листьев на 1Л части длины
Зеленая спелость - в 20...25% зеленых коробочек имеют семена не полностью выполненные, в остальных 75...80% зеленых коробочек семена зеленые, но выполнены; листья опадают на х/г длины стебля
Ранняя желтая спелость - в 65...75% желто-зеленых коробочек семена бледно-зеленые с желтым носиком; остальные коробочки - зеленые, но выполненные, желтые с таким же цветом семян и бурые с коричневыми семенами; листья на 2/3 длины стебля отсутствуют
Желтая спелость - у 50% желтых коробочек семена желтые; другая половина коробочек - бурые и желто-зеленые; в первых семена коричневые, в других - бледно-зеленые с желтым носиком; листья сохранились только в верхней части стебля
Полная спелость - все коробочки на растениях побурели и высохшие семена в них коричневые, от встряхивания коробочек они шелестят, стебель полностью свободен от листьев.
В ряде исследований отмечается, что при комбайновой технологии уборку семеноводческих посевов целесообразно проводить в желтой спелости, товарных посевов - в ранней желтой (И.П.Карпец, 1965,1980). При уборке льна-долгунца на семена в посевах должно быть не более 5% коробочек с зелеными семенами (Семеноводство льна-долгунца, 1989).
При сноповом способе наилучший эффект обеспечивает уборка в раннюю желтую спелость (B.C. Хилевич, 1971; И.Ф. Дюев, 1973; И.П. Карпец, 1965, 1980; B.C. Кузнецов, 1979).
Некоторые исследователи утверждают, что при раздельной технологии теребление и укладку растений в ленту целесообразно осуществлять в ранней желтой спелости, а второй этап-подбор и очес ленты в желтой спелости (А.А. Янышина, 1983). Причем, отмечается, что при наличии в посеве 12... 15% зеленых коробочек (в момент теребления) желтая спелость наступает через 3 дня. При содержании таких коробочек до 30% продолжительность дозревания семян в ленте увеличивается до 7 дней.
Вместе с тем, неисследованными остаются вопросы касающиеся эффективности теребления и укладки растений в ленту в более ранние сроки -начало ранней желтой и зеленой спелости. Смещение сроков теребления льна к более раннему периоду позволяет создать более благоприятные условия для дозревания растений в ленте и обеспечить тем самым получение семян, а также волокнистой продукции с высокими качественными показателями.
Известно, что определенная часть коробочек, дозревая в ленте, соприкасается с поверхностью почвы. Во влажных условиях это приводит к снижению качества семян и значительным их потерям вследствие ускоренной мацерации соцветий растений. Ранее проведенные исследования не содержат информации о разработке специальных приемов, позволяющих устранить контакт коробочек с почвой и создать тем самым благоприятные условия для дозревания семян в ленте и, следовательно, уменьшить зависимость технологии раздельной уборки от погодных условий (А.П. Андришюнас, 1964; М.И. Самокиш,1967; М.А. Рогов, 1980; А.А. Янышина, 1982; М.М. Труш, 1988). Необходимость в разработке таких приемов с целью повышения эффективности раздельной технологии уборки вполне назрела.
В 1991-1994 годах нами были проведены полевые опыты с целью разработки новых технологических приемов, обеспечивающих повышение надежности и эффективности технологии раздельной уборки льна-долгунца на семена. Предусматривалось изучение возможности повышения сохранности урожая, качества семян путем теребления и укладки льна в ленты в ранние сроки (фазы зеленой, начало ранней желтой спелости), формирования лент на почвенных гребнях (аэрационных каналах) с целью устранения контакта коробочек с почвой (Авторское свидетельство 1617679 СССР). Агротехника возделывания льна в опытах была общепринятой. В опыте высевался сорт Торжокский 4 с нормой высева 14 млн. всхожих семян на 1 га.
Уборка осуществлялась в зеленой, начале ранней желтой и ранней желтой спелости. Теребление и укладка льна в ленты проводились селекционным комбайном СЛК-1,5. Подбор и очес лент выполняли подборщиком-очесывателем ПОЛ-2. Формирование почвенных гребней (аэрационных каналов) осуществлялось специальным приспособлением, установленным на льнокомбайне (рис. 16,17).
Исследования показали, что при тереблении льна в зеленой и начале ранней желтой спелости интенсивность подсушивания стеблей в ленте была в 1,5...2,0 раза выше, чем в ранней желтой спелости (табл.127). На коробочках подсушивающий эффект от теребления в зеленой и начале ранней желтой спелости оказался менее выраженным. Теребление льна в зеленой и начале ранней желтой спелости с формированием лент на одном почвенном гребне несколько уменьшало влажность стеблей в середине периода дозревания растений. Подсушивающий эффект гребней проявлялся в течение 6 дней после теребления. Формирование лент льна на почвенных гребнях практически не сказывалось на подсушивании коробочек. Подъем лент льна, уложенных в различные фазы спелости, проводился при наличии 10,8... 11,4% коробочек с зелеными и желто-зелеными семенами. Наименьшая влажность вороха, полученного после очеса лент в 1991 году (табл. 128), отмечалась при тереблении в ранней желтой спелости, наибольшая - при тереблении в зеленой (исключение - вариант без гребней). В целом, различия по влажности вороха между сроками теребления оказались незначительными.
В 1991 году, в условиях близких к оптимальным, дозревание растений на гребнях по сравнению с обычными условиями (без гребней) при уборке в фазе зеленой и начале ранней желтой спелости способствовало снижению влажности вороха соответственно на 2,4 и 7,6... 10,9%. При уборке в фазе ранней желтой спелости положительного эффекта гребней не отмечено.
В 1992 году влажность семенного вороха в опыте оказалась низкой, 9,2... 13,3%. В определенной степени сказалось влияние высоких температур воздуха и сухой погоды. Различия величины влажности вороха между фазами теребления оказались незначительными. Влажность семян в ворохе после очеса лент оказалась на уровне оптимального значения - 10,8... 12,2%. В связи с этим дополнительное подсушивание вороха после уборки не проводилось.
Исследования показали, что содержание коробочек и стеблей в ворохе в 1991 году находилось в прямой зависимости от условий дозревания растений (табл.129). Влияние гребней на структуру вороха сильнее проявилось при тереблении льна в зеленой и начале ранней желтой спелости: количество коробочек в ворохе увеличивалось соответственно на 9,6 и 9,7%.
В 1992 году наибольшее количество коробочек в семенном ворохе наблюдалось при тереблении льна в начале ранней желтой спелости, наименьшее - в зеленой. При этом очес лент, расположенных на двух гребнях, обеспечил получение в ворохе наибольшего количества коробочек и соответственно минимального количества стеблей. При тереблении льна в зеленой спелости в ворохе формировалось наибольшее количество стеблей. Наиболее вероятно, что при этом сказалась более прочная связь коробочек со стеблем и устойчивость самих стеблей к обрыву в процессе очеса. При тереблении в фазе зеленой спелости проявилось отрицательное влияние почвенных гребней на структуру вороха. В ранней желтой спелости такое влияние отмечалось только при формировании ленты на одном гребне.
Обращает на себя внимание тот факт, что сила влияния почвенных гребней на структуру вороха зависела от метеорологических условий во время уборочного периода. В условиях, близких к оптимальным (1991 г.), влияние гребней на его структуру было положительное, а в засушливых (1992 г.) - отрицательное (варианты с одним гребнем) и неустойчивое (варианты с двумя гребнями).
Итак, при тереблении льна в зеленой спелости и начале ранней желтой спелости создавались более благоприятные условия для подсушивания растений в ленте. Теребление растений в эти фазы обеспечивало более выраженное, чем уборка в фазу ранней желтой спелости, и дозревание семян. В условиях, близких к оптимальным, формирование лент льна-долгунца на почвенных гребнях снижало содержание стеблей (путанины) в ворохе, тем самым улучшало его свойства.
