УДК 633.1:631.53) : 621.928.1
ДОБІР БІОЛОГІЧНО ЦІННОГО НАСІННЯ ОЗИМОЇ ПШЕНИЦІ
ЗА ФОРМОЮ ЗЕРНІВКИ
Макрушин М. М., член-кореспондент УААН, професор
Черемха Б. М., кандидат с.-г. наук
Вступ. Сучасні сортувальні машини, як вітчизняного, так і зарубіжного виробництва не дозволяють виділити біологічно найбільш повноцінне насіння зернових рослин.
В теорії сьогоденного насінництва та насіннєзнавства не існує чітких та конкретних наукових принципів, які б дозволили виділити в процесі сепарації найкращий посівний матеріал.
У вирішенні проблеми покращення якості посівного матеріалу значне місце займають дослідження з вивчення гетероспермії і її використання в технології післязбиральної доробки.
Методика досліджень. Нами проведено вивчення багатьох сортів озимої пшениці і ярого ячменю геометричних розмірів, крупності та маси, морфотипів зародків, тощо Отримані дані за співвідношенням лінійних розмірів групували в 27 посівних фракцій. На основі отриманих даних за співвідношеннями лінійних розмірів зернівок підбирали розміри робочих органів сортувальних машин з метою добору насіння під час сепарації на 27 посівних фракцій. Така науково-пошукова та експериментальна робота проводилась на сортах озимої пшениці із різною формою зернівки – подовжено-овальною, проміжною, бочкоподібною.
Результати досліджень. В результаті проведеної роботи встановлено, що в несортованій зерновій масі різко виражена неоднорідність насіння за лінійними розмірами. Однак на оптимальне співвідношення припадає 50-55% зернівок від загальної кількості. Зернівки з оптимальним співвідношенням лінійних розмірів, незалежно від фракції – крупної, середньої, дрібної, за зовнішніми морфологічними ознаками характеризуються доброю виповненістю, відсутністю зморшкуватості, з певним зміщенням зародка відносно симетричної лінії зернівки. Розміщення геедермічної лінії співпадає із симетричною лінією зернівки. Так, у сортименту із подовжено-овальною формою зернівки, співвідношення лінійних розмірів, а саме – ширина : товщина : довжина знаходяться у межах 1: 0,92 : 2,09 – 1 : 0,92 : 2,11, проміжної форми зернівки – 1 : 0,89 : 2,10; бочонковидної – 1 : 0.87 :1,97 – 1 : 0,84:1,86.
Зернівки з співвідношенням лінійних розмірів, що відхиляються від оптимального, вважаються деформованими. Насіння з крупною шириною може бути середнє або дрібне за товщиною, крупне або дрібне за довжиною, тощо, і таких класів – двадцять чотири. На долю таких зернівок у зерновій масі припадає 30-35 відсотків. Наприклад, для зернівок подовжено-овальної форми характерні такі класи, як 1 : 0,84 : 1,87; 1 : 0,93 : 2,02; 1 : 0,88 : 2,06; 1 : 0,96 : 2,24.
Зернівкам з порушеним співвідношенням лінійних розмірів характерне зміщення зародка відносно осьової лінії, спостерігаються морщинки в ендоспермальній частині. У більшості випадків геедермічна лінія зміщена відносно симетричної лінії в ту чи іншу сторону.
В основної маси зернівок пшениці м’якої озимої (близько 80%) ширина більша за товщину, 5-12% зернівок мають більшу товщину і 8,5-15,5% - розміри рівні. У зернівок сортів твердої пшениці, навпаки, товщина більша за ширину. За таких розмірів добір насіння озимої пшениці на решітах з продовгуватими отворами буде проходити не за товщиною, як прийнято вважати, а в залежності від самого положення, що займе зернівка в отворі решета.
У формуванні лінійних розмірів зернівок з оптимальним співвідношенням спостерігається гармонічність. Із збільшенням товщини – збільшується ширина, або навпаки – зменшується, і чим тісніша гармонійність у формуванні лінійних розмірів, тим більший вихід насіння з оптимальним співвідношенням лінійних розмірів.
Поряд з вивченням формування лінійних розмірів зернівки та їх співвідношення, нами проводилась робота щодо впливу останніх з морфотипами зародків. Згідно класифікації В. Т.Шевченко (1974), найбільш продуктивним в потомстві є насіння із зародками другого і третього морфотипів, а рівень їхньої продуктивності вимірюється в 1,0 і 0,7 балів. Наші дослідження показали, що таке насіння має оптимальне співвідношення лінійних розмірів зернівки. Доречно відзначити, що ця закономірність спостерігається як у сортів пшениці з овально-подовженою формою зернівки, так і бочкоподібною. Насіння з іншими морфотипами, а саме 1, 4, 5, 6, відносяться до фракцій з порушеним співвідношенням. Тобто, формування високоякісного насіння обумовлено гармонічним розвитком лінійних розмірів, як зернівки, так і зародка та ендосперму. Так, частка насіння з найбільш продуктивними морфотипами зародків та гармонійним співвідношенням лінійних розмірів у сортів з овально - подовженою формою зернівок складає 96,4 – 98,2 %, округлою – 89,5 – 90,8%, бочкоподібної форми зернівок відповідно – 100 і 89,5 – 91,8%. У фракцій насіння із різко порушенним співвідношенням лінійних розмірів відсутні зернівки з продуктивними морфотипами зародків, з незначним порушенням гармонійності у розвитку лише – 33,3 – 40,0 %.
Добір фракцій насіння з оптимальним співвідношенням лінійних розмірів зернівки і кращими морфотипами зародків дає можливість виділити найбільш цінний посівний матеріал.
Результати вивчення вмісту білка у посівних фракціях насіння озимої пшениці підтверджують значну мінливість в залежності від співвідношення лінійних розмірів. Максимальна кількість білка, у відсотковому обчисленні, синтезується у насіння з порушеним співвідношенням лінійних параметрів. У насіння із оптимальним співвідношенням лінійних розмірів величина цього показника знижується. Встановлена закономірність пояснюється тим, що у насінні з порушеним співвідношенням розмірів має місце дизбаланс співвідношення між алейроновим шаром і центральною вуглеводною ендоспермальною частиною зернівки і, як наслідок, підвищений показник білковості за рахунок зниження вмісту крохмалю.
З метою визначення питомого вмісту білка (маса/одиниця площі) обчислили середню поверхню площі зернівки за формулою А. І.Семенова:
S= Π/2*l2+4,5ba
де – b – ширина, а – товщина, l – довжина зернівки.
Поряд з цим, визначили масу синтезованого білка в окремій зернівці через її масу і відсотковий уміст білка.
В результаті було встановлено, що між відсотковим і питомим вмістом білка у насіння різноякісного за співвідношенням лінійних параметрів існує зворотня закономірність. Так, вміст білка у середній і крупній посівній фракціях з оптимальним співвідношенням параметрів склав 11,16-11,07%, а у фракцій з нарушеним співвідношенням – 12,37- 13,30%.
Проведений аналіз та обчислення урожайних властивостей насіння посівних фракцій показав, що між питомим вмістом білка у висіяного насіння і його урожайними властивостями має місце позитивна кореляція (r=0,51± 0,08 – 0,59±0,14), а між відсотковим умістом білка і урожайними властивостями – від’ємна (r= - 0,76±0,13 – 0,37± 0,11).
При вивчені мінливості співвідношення лінійних розмірів зернівки у 27 фракцій встановлено зв'язок між поліембріонією (багатозародковість) і особливостями власне зародка і насіння в цілому. Серед насіння, що характеризується оптимальним співвідношенням, багатозародковість відсутня. Двозародковість насіння в межах 0,1-0,3% зустрічається у фракціях насіння, не вирівняних за всіма трьома параметрами. Аналіз морфотипів зародків підтвердив поліембріонію лише у насінин четвертого і п’ятого типів.
При вивчені посівних властивостей насіння встановлено, що висока активність накльовування і енергія проростання властива саме середній фракції насіння з оптимальним співвідношенням лінійних параметрів. Відхилення співвідношення лінійних розмірів зернівки озимої пшениці від оптимального привело до зниження показника активності накльовування до 22 – 31%, енергії проростання – на 2-4%.
Вивчення посівних властивостей насіння, дозволило спостерігати аномалії в їх проростанні: проростання під плодовою і насіннєвою оболонками, в ендоспермальній частині з виходом із сторони чубчика. Таким чином, використавши весь запасний енергетичний матеріал, такі проростки не зможуть прорости через посівний шар грунту і не дадуть повноцінних сходів. Максимальна інтенсивність початкового росту характерна для проростків насіння з оптимальним співвідношенням лінійних розмірів, другого і третього морфотипів зародків.
Посів середнього і крупного насіння озимої пшениці, відсортованого в режимі додбору за оптимальним співвідношенням лінійних розмірів, забезпечив приріст урожайності в межах 3,9 – 5,1 ц/га у порівнянні з існуючою технологією сортування. Урожайність потомства середнього, значно меншого за масою насіння, практично дорівнює урожайності потомства крупного вирівняного за лінійними розмірами. Крупне насіння з порушеним співвідношенням у потомстві дало урожайність на 2,1 – 3,9 ц/га нижче, ніж насіння середніх фракцій з оптимальним співвідношенням лінійних розмірів.
Встановлена тісна кореляція (r=0,83±0,107 – 0,982±0,063) між урожайними властивостями висіяного насіння, визначеного за бальною оцінкою продуктивності морфотипів зародків і реальною урожайністю потомства.
Таким чином, необхідно розробити проект принципово нової насіннєочисної сортувальної машини для добору насіння з оптимальним співвідношенням геометричних розмірів.
Література
1.Макрушин Н. М. Экологические основы промышленного семеноводства зерновых культур / Макрушин Н. М. – М.: Агропромиздат, 1985. – 280 с.
2.Макрушин Н. М. Отбор биологически ценных семян озимой пшеницы сорта Ильичевка / Н. М. Макрушин, Б. М. Черемха // Агротехнические основы выращивания высоких урожаев зерновых культур, картофеля и сахарной свеклы в юго–западной Лесостепи Украины. – Кишинев, 1982. – С.14-18.
3.Черемха Б. М. Использование принципа оптимального соотношения линейных размеров зерновки при сортировании семян / Б. М. Черемха // Селекция, семеноводство и сортовая агротехника зерновых и кормовых культур. – Мироновка, 1985. – С.29-33.
4.Черемха Б. М. Отбор семян трудноотделимых культур / Б. М. Черемха // Селекция, защита растений и агротехника пшеницы, ячменя и тритикале. – Мироновка, 1985. – С.52-54.
5.Черемха Б. М. Теоретические аспекты отбора биологически ценных семян хлебных злаков в связи с гармоничным развитием линейных размеров зерновки / Б. М. Черемха // Вклад молодых ученых Украины в интенсификацию с.-х. производства: Тез. докл. 2-й республ. науч.-произв. конф. молодых ученых и специалистов. – Х., 1986. – С.36.
6.Черемха Б. М. К вопросу изучения белковости семян озимой пшеницы / Б. М. Черемха, Е. А. Демьяненко // Научные методы повышения урожайности и качества зерновых и кормовых культур. – Мироновка, 1986. – С.68-71.
7.Черемха Б. М. Отбор биологически ценных семян хлебных злаков в процессе сортировки / Б. М. Черемха // Агротехнические и физиологические факторы повышения продуктивности зерновых. – Мироновка, 1986. – С.25-30.
УДК 633.1:631.53) : 621.928.1
Макрушин Н. М., Черемха Б. М. Отбор биологически ценных семян зерновых растений в процессе сепарации
Освещается зависимость посевных и урожайных свойств семян озимой пшеницы от геометрических размеров, массы, формы зерновки, а также типа зародышей. Установлено, что наиболее высокими биологическими свойствами обладают семена, имеющие оптимальную форму и нормально развитый зародыш.
Макрушин М. М., Черемха Б. М. Добір біологічно цінного насіння зернових рослин в процесі сепарації
Висвітлюється залежність посівних та урожайних властивостей насіння озимої пшениці від геометричних розмірів, маси, форми зернівки, а також типу зародків. Встановлено, що найбільш високими біологічними властивостями відрізняється насіння, що має оптимальну форму й нормально розвинений зародок.