Введение к работе
Актуальность темы исследования. Ежегодно дефицит белка в мире (по данным ФАО) достигает 10 млн. т. Важнейшим источником растительного белка во всех странах являются зерновые бобовые культуры, продукция которых используется как в питании населения, так и в кормлении сельскохозяйственных животных (Вавилов П. П., 1983, Гуляев Г.В., Дебелый Г.А., 1982, Шпаков А. С, 2001). Белковая проблема в Западной Сибири может решаться за счет зернобобовых культур. Эти растения отличаются высокой питательностью - в их семенах содержится от 24 % до 45 % белка, и на 1 к. е. приходится от 160 до 250 г перевариваемого протеина, что на 120 - 140 г больше, чем в зерне ячменя и овса, а содержание наиболее дефицитной незаменимой аминокислоты - лизина - в 4 раза выше, чем у хлебных злаков (Антоний А.К., 1980, О.И. Гамзикова, 1979, Буданова В.И., 1987). Также зернобобовые культуры - важнейшее звено для создания агроэкосистем и биоценозов в Сибири, которое способно повысить урожайность сельскохозяйственных культур, плодородие почвы при значительном снижении себестоимости и повышении качества экологически чистой продукции растениеводства (Исаев А.П., 1994, Сапрыкин B.C., 2004).
Основной зернобобовой культурой в Западной Сибири является горох, однако в условиях южной лесостепной зоны урожайность его бывает очень низкой. В настоящее время увеличение площади возделывания и расширение ассортимента зернобобовых культур, в сочетании с повышением их урожайности не только за счет интенсивных технологий возделывания, но и оценки качества и урожайных свойств посевного материала - одна из сложных и актуальных задач семеноводства и растениеводства.
Степень разработанности темы. Значительный вклад отечественных ученых в изучение степени развития органов проростков семян сельскохозяйственных культур и ее связи с хозяйственно-биологическими признаками был сделан Макрушиным Н. М. (1973), Строна И. Г. (1965), Чазовым С. А. (1980), Жученко А. А. (1988), Гуляевым Г. В. (1983), Сечняк Л. К. (1985), Березкиным А. Н. (1989), Ларионовым Ю. С. (1998, 2000, 2003, 2004) и другими. Однако исследования продуктивности зернобобовых культур в связи со степенью развития органов проростков в конкретных почвенно-климатических условиях Западной Сибири ранее не проводились. Поэтому в настоящее время особенно актуальна разработка научно обоснованной системы применения лабораторной оценки семян зернобобовых культур для получения высоких и качественных урожаев.
Цель: провести сравнительную оценку влияния степени развития органов проростков и биохимического качества семян на урожайность зернобобовых культур (фасоли зерновой, сои и гороха).
Задачи исследований:
-
Провести комплексную оценку посевного материала и хозяйственно-биологических признаков исследуемых культур;
-
Установить связь посевных качеств и степени развития органов проростков с хозяйственно-биологическими признаками зернобобовых культур;
-
Оценить вклад генотипа и условий вегетации в изменчивость изучаемых признаков;
-
Дать оценку экономической эффективности возделывания зернобобовых культур в условиях южной лесостепи Западной Сибири.
Научная новизна работы. Установлена достоверная корреляционная связь степени развития органов проростков семян (длины корешка, длины гипокотиля, числа боковых корней) с урожайностью и качеством зерна, а так же многокорешковости с клубенькообразованием у изучаемого набора сортов зернобобовых культур. Выявлено определяющее влияние генотипа на проявленность следующих признаков: длины гипокотиля, числа семян в бобе, массы 1000 семян. На основе комплексной оценки изучаемых сортов зернобобовых культур, установлено преимущество фасоли зерновой в сравнении с горохом и соей по урожайности, экономической и биоэнергетической эффективности в южной лесостепной зоне Западной Сибири.
Теоретическая и практическая значимость работы. Теоретически обоснована возможность и необходимость предпосевной оценки урожайных свойств зернобобовых культур по степени развития органов проростков их семян. Показана необходимость расширения посевных площадей фасоли зерновой в южной лесостепной зоне Западной Сибири, которая обеспечит получение стабильных урожаев высокобелкового зерна. Зерновая фасоль увеличит выход протеина с гектара посевов в сравнении с горохом. В 2011 году результаты исследований прошли производственную проверку на полях КФХ А.Г. Говина Марьяновского района Омской области.
Методология и методы исследований. При выполнении исследований применяли полевой опыт, лабораторные исследования почвенных и растительных образцов, математический и статистический анализ полученных результатов, интерпретацию и их обобщение.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Урожайность прямо коррелирует с длиной гипокотиля, длиной корешка, числом боковых корней и количеством клубеньков. Степень развития органов проростков (длина гипокотиля, длина корешка, число боковых корней) - с суммарным содержания аргинина, глутаминовой кислоты и пролина. Количество клубеньков напрямую связано с числом боковых корней.
-
В формирование признаков: длина гипокотиля, число семян в бобе, масса 1000 семян и урожайность - наибольший вклад вносит генотип, а содержание белка и аминокислот в большей степени обусловлено условиями вегетации.
Достоверность результатов подтверждается значительным объемом выборки экспериментальных данных, их статистической обработкой, и производственной проверкой.
Апробация результатов работы. Основные материалы диссертации доложены на VII международной научно-практической конференции, посвященной 90-летию Омского государственного аграрного университета 180-летию агрономической науки в Западной Сибири (Омск, 2008 г.), на V международной научно-практической конференции молодых ученых, посвященной 20-летию Независимости Республики Казахстан (Алмалыбак, 2011 г.), на II международ-
ной конференции (Тюмень, 2011 г.), на заседаниях кафедры земледелия ОмГАУ им. П.А. Столыпина (2009, 2010, 2011 гг.).
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 7 печатных работ, в том числе четыре в ведущих рецензируемых научных журналах, определенных Высшей аттестационной комиссией. Общий объем работ 1,45 п. л.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, общих выводов, рекомендаций, списка использованных источников литературы и приложений. Работа изложена на 158 печатных страницах, содержит 21 таблиц, 18 рисунков, 200 литературных источников, 12 приложений.
