Биологическая полноценность семенного материала и приёмы реализации ростового потенциала при выращивании растений в полевых и регулируемых условиях
М.В. Архипов, Н.С. Прияткин, Л.П. Гусакова, П.А, Щукина, Т.С. Рутковская, Н.Н. Потрахов
Введение
Проблема биологического разнообразия и вопросы неоднородности посевного материала до сих пор остаются актуальными, требующими получения новых знаний о причинах скрытой разнокачественности зерновки и возможных путях производства семян и зерна с минимальным уровнем скрытой поврежденности (Макрушин и др. 2018). В данной работе был использован неинвазивный анализ внутренней целостности зерновки, который проводился на основе метода мягко-лучевой микрофокусной рентгенографии с прямым увеличением для зерна различного целевого назначения.
Данная технология является пионерной в мировом семеноведении и промышленном семеноводстве и обладает отечественным приоритетом. Ее применение в прецизионных анализах индивидуальной зерновки и массовом досмотре производственных партий зерна показало перспективность рентгенографии для контроля качества семян, получаемых в полевых и регулируемых условиях (Архипов и др., 2020; Архипов, Прияткин и др., 2020).
Объекты и методы исследования
Объектами исследования служили образцы зерна семенного назначения ячменя сортов Криничный и Суздалец, сформированные в 4-х районах Ленинградской области в 2017 году. Рентгенографический анализ образцов партий семян осуществлялся методом цифровой микрофокусной рентгенографии путем отбора контрольных проб в 4-х кратной повторности. Объем стандартной пробы для рентгенографии, как и для определения всхожести семян по ГОСТу 12038-84 – 400 штук семян.
Съемку проводили с 3-хкратным увеличением изображения зерновки на передвижной рентгенодиагностической установке ПРДУ-02. В качестве приемника изображения использовали твердотельный плоскопанельный детектор рентгеновского излучения форматом 240х300 мм. С его помощью рентгеновское изображение семян выводили на экран монитора для визуального наблюдения или анализа изображений по специально разрабатываемой программе.
Результаты и обсуждение
В результате проведенных экспериментов было установлено, что выявленные скрытые дефекты зависят от режимов получения зерна в условиях мелко-деляночных или производственных опытов. Так, анализ результатов семян, сформированных в Ленинградской области в условиях
мелкоделяночного прецизионного опыта, показал, что в структуре зерновки выявляются два вида скрытых дефектов – начальная стадия внутреннего прорастания (66%) и ЭМИС (17%). Было установлено, что в условиях производственного опыта выявляются три вида дефектов: трещиноватость (до 79%), ЭМИС (до 33%) и поврежденность зародыша (до 27%). Показатель скрытой дефектности – трещиноватость был зарегистрирован только при получении семенного материала в промышленном семеноводстве и отсутствовал для семян, сформированных в мелкоделяночных экспериментах. При этом было показано, что в производственных условиях при послеуборочной подработке семенного вороха наиболее травмирующим является режим сушки, который и проявляется в возникновении в партиях зерна такого дефекта, как скрытая трещиноватость.
Такой подход, основанный на инвазивном изучении структурных особенностей зерновки, позволяет решать, как теоретические, так и прикладные задачи, а именно:
• проводить оценку степени целостности внутренних структур зерновки;
• анализировать причины, вызывающие возникновение дефектов природного и техногенного характера;
• проводить оценку связи различных типов скрытых дефектов зерновки с ее ростовым потенциалом;
• проводить мониторинг качества партий зерна сразу после его уборки при осуществлении массовых анализов;
• отбирать наилучшие партии зерна семенного, продовольственного или фуражного назначения, оптимизируя при этом расходы на необходимые для получения оптимального урожая агроресурсы (семена, протравители, удобрения и др.).
Решение всех этих задач позволит обеспечить производства зерна с минимальным уровнем скрытой травмированности и выведет отечественное семеноводство на новый более высокий технологический уровень, обеспечив его конкурентоспособность на мировом семенном рынке. Следует отметить, что результаты, полученные в проведенных экспериментах при рентгенографическом досмотре партий зерна, позволят получить количественную оценку степени скрытой поврежденности и существенно дополнить традиционные показатели внешней травмированности, выявляемой на основе традиционных методик. В данной работе были получены принципиально новые результаты о скрытой целостности зерновки и ее связи с ростовым потенциалом. До настоящего времени данные о скрытой поврежденности зерна различного целевого назначения не были системно изучены в промышленном зернопроизводстве и исследования в указанном направлении необходимо расширять. В ближайшей перспективе усовершенствование отечественного физико-технического и информационного базиса рентгенографии, проводимое в Агрофизическом институте, позволит разработать алгоритм научной поддержки отечественных производителей семян, необходимой для получения высококачественного семенного материала, снизив тем самым уровень зависимости отечественного семенного рынка от импортных семян.
Выводы
Полученные результаты свидетельствуют о необходимости и актуальности применения неинвазивного рентгенографического метода для детального анализа структурных особенностей семян, в первую очередь, различного типа скрытых дефектов и аномалий, возникающих при получении семенного материала в полевых и регулируемых условиях.
Такой подход является принципиально новой научно-методической базой, позволяющей изучать различные типы скрытых дефектов, возможные причины их возникновения и на этой основе разрабатывать агротехнологии, обеспечивающие получение семенного материала с минимальным уровнем скрытой поврежденности.
Список литературы
- Макрушин Н. М., Плугарь Ю. В., Малько А. М., Макрушина Е. М., Шабанов Р. Ю.Инновационные аспекты учения об онтогенезе, формировании, отборе и оценке качества семян. Симферополь: Полипринт, 2018. 248 с.
- Архипов М.В., Прияткин Н.С., Гусакова Л.П., Щукина П.А. Связь показателей структурной целостности зерновки с реализацией ее ростового потенциала // Таврический вестник аграрной науки. 2020. №2(20). С.8-16. DOI: 10.33952/2542-0720-2-22-8-16.
- Архипов М.В., Прияткин Н.С., Щукина П.А., Гусакова Л.П., Потрахов Н.Н., Малько А.М., Данилова Т.А., Плугатарь Ю.В., Макрушин Н.М. Рентгенография в промышленном семеноводстве // Труды Кубанского государственного аграрного университета. 2020. № 3 (84). С.48-60. DOI: 10.21515/1999-1703-84-48-60.References
- Makrushin N. M., Plugar Yu. V., Malko A.M., Makrushina E. M., Shabanov R. Yu. Innovative aspects of the theory of ontogenesis, formation, selection and evaluation of seed quality. Simferopol: Polyprint, 2018. 248 p.
- Arkhipov M. V., Priyatkin N. S., Gusakova L. P., Shchukina P. A. The relationship of indicators of the structural integrity of the grain with the realization of its growth potential // Taurida Herald of the Agrarian Sciences. 2020. No.2(20). P. 8-16. DOI: 10.33952/2542-0720-2-22-8-16.
- Arkhipov M. V., Priyatkin N. S., Shchukina P. A., Gusakova L. P., Potrakhov N. N., Malko A.M., Danilova T. A., Plugatar Yu. V., Makrushin N. M. Radiography in industrial seed production // Works of the Kuban State Agrarian University. 2020. No. 3 (84). P. 48-60. DOI: 10.21515/1999-1703-84-48-60
Узнавайте первыми все актуальные новости компании, читайте наши статьи