Введение к работе
Актуальность темы. В южных регионах Российской Федерации важным источником пополнения концентрированных, сочных и грубых кормов может стать культура сорго. Это обусловлено высокими достоинствами зерна и листостебельной массы, разнообразием использования в кормопроизводстве, способностью формировать высокую урожайность в условиях недостаточного увлажнения, солевыносливостью и оттавностью. Однако, должного распространения сорго, в том числе и сорго сахарное, в производстве пока не получило. Научно-исследовательскими учреждениями нашей страны создано много высокопродуктивных сортов, разработаны элементы технологии их возделывания. Вместе с тем, многие проблемы, связанные с оценкой адаптивности созданных сортов к конкретным природно-климатическим условиям различных зон Северного Кавказа, созданием более скороспелых сортов, обеспечивающих гарантированное вызревание и позволяющих в полной мере реализовать их потенциальные возможности, с целью повышения продуктивности и качества семян остаются, к сожалению, пока нерешенными.
Особенно много проблем, тормозящих широкое использование сорго сахарного в производстве, связано с позднеспелостью сортов. Зачастую, формирование и созревание семян протекает при неблагоприятных погодных условиях, что затрудняет уборку, снижает урожайность и качество семян. Поэтому, наряду с селекционным совершенствованием культуры, назрела острая необходимость разработки новых и совершенствования существующих элементов технологии производства кондиционных семян сорго сахарного с применением физических методов предпосевной обработки, регуляторов роста и десикантов.
Цель и задачи исследований. Целью исследований является создание для условий Северного Кавказа новых высокоурожайных, устойчивых к абиотическим стресс-факторам, болезням и вредителям сортов, а также разработка научных основ повышения семенной продуктивности и качества семян сорго сахарного.
Для достижения поставленной цели требовалось решение следующих основных задач:
- создать высокоурожайные, с комплексом хозяйственно-ценных признаков сорта, изучить их морфобиологические особенности, а лучшие рекомендовать сельскохозяйственному производству;
- установить влияние регуляторов роста на процессы роста, развития и формирования урожайности семян новых сортов;
- определить влияние ретардантов на устойчивость растений к полеганию;
- выявить оптимальные дозы электромагнитных полей для предпосевной обработки семян;
- установить влияние энергии активированной воды на скорость протекания биологических процессов в семенах;
- изучить закономерности роста и развития вегетирующих растений после обработки десикантами;
- оценить урожайные и посевные качества семян после процесса десикации;
- установить остаточное количество действующего начала десикантов в вегетативной массе и семенах;
- провести мониторинг фитосанитарного состояния выращенных семян и выявить наиболее распространенные болезни семян и проростков растений;
- оценить влияние разработанного технологического комплекса на урожайность и фитосанитарное состояние семян и биомассы;
- изучить влияние условий различных агроклиматических зон Северного Кавказа на урожайность биомассы и семян созданных сортов;
- рассчитать биоэнергетическую и экономическую эффективность созданных сортов и рекомендованных приемов возделывания.
Научная новизна. Впервые в условиях недостаточного увлажнения Северного Кавказа проведена комплексная оценка морфобиологических особенностей вновь созданных сортообразцов и линий, выделены высокоурожайные и устойчивые к абиотическим стресс-факторам сорта. С позиции системного подхода исследовано влияние регуляторов роста на процесс формирования урожайности и качества семян, выявлены оптимальные дозы облучения электромагнитных полей для эффективной предпосевной обработки семенного материала. Установлено влияние энергии активированной воды на интенсивность и скорость протекания биологических процессов в семенах. Разработана и реализована система ускорения процессов роста и развития растений на заключительных этапах онтогенеза с помощью эффективных десикантов. Обоснован научный подход к более широкому использованию на семеноводческих посевах ретардантов и электромагнитных волн промышленной частоты. Определены критерии оценки устойчивости сортов к повреждениям основных фитопатогенов сорго сахарного. Доказана возможность получения кондиционных по показателю всхожесть семян, убранных в фазу восковой спелости.
Теоретическая и практическая значимость. Разработан технологический комплекс производства кондиционных семян сорго сахарного в зоне недостаточного увлажнения Северного Кавказа. Обоснован научный подход к использованию физических и биологических методов предпосевной обработки семян, имеющих пониженные посевные качества. Разработан метод применения энергии активированной воды, активизирующий скорость протекания биологических процессов в семенах. Предложен эффективный метод ускорения процессов роста и развития растений в фазы восковой и полной спелости зерна, способствующий сокращению периода вегетации и существенному снижению фитопатологической нагрузки на семенах.
Методом внутривидовой гибридизации и многократных целенаправленных отборов создан новый сорт кормового направления Дебют (авторское свидетельство № 37541, доля авторского участия 10%), внесенный в Государственный реестр с 2004 года и сорт сахаронос Сахарное 5 (авторское свидетельство № 42668, доля авторского участия 20%), внесенный в Государственный реестр с 2009 года.
Основные положения, выносимые на защиту:
- новые высокоурожайные, технологичные и устойчивые к абиотическим стресс-факторам, болезням и вредителям сорта;
- закономерности роста, развития растений и формирования урожайности зеленой массы и семян сортов под воздействием биологических и физических способов предпосевной обработки семян;
- основы формирования кондиционных семян за счет применения регуляторов роста, электромагнитных волн, ретардантов, десикантов и энергии активированной воды;
- технологический комплекс выращивания стабильных урожаев высококондиционных семян в зоне недостаточного увлажнения Северного Кавказа.
Апробация работы и публикация результатов исследований. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на Всероссийских, международных научно-практических конференциях, семинарах, симпозиумах по проблеме научного обеспечения сельскохозяйственного производства: «Нетрадиционное растениеводство, экология и здоровье» (Симферополь, 2000-2005гг.); «АЧГИАА по итогам НИР» (Зерноград, 2003г.); «Энергосбережение и энергосберегающие технологии в АПК» (Зерноград, 2003г.); «Проблемы аграрного производства южного региона России» (Ростов-на-Дону, 2004г.); «Актуальные проблемы и перспективы развития агропромышленного комплекса» (Персиановка, 2005г.); «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования» (Москва 2007г.); «Состояние и перспективы развития агропромышленного комплекса Южного Федерального округа» (Ставрополь, 2009г.); «Инновационные технологии — основа эффективного развития агропромышленного комплекса России» (Зерноград, 2010г.); «Интеграция науки, образования и бизнеса для обеспечения продовольственной безопасности Российской Федерации» (Персиановка 2010г.); «Современные ресурсосберегающие инновационные технологии возделывания с.-х. культур в Северо-Кавказском Федеральном округе» (Ставрополь, 2011г.).
Всего автором в результате научных исследований в области селекции, семеноводства и технологии возделывания сорго опубликовано 44 печатных работы, в том числе по теме диссертации 44, включая 11 статей, рекомендованных ВАК РФ и монографию, а также получено 2 авторских свидетельства на новые сорта сорго сахарного.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 285 страницах компьютерного текста. Состоит из введения, 5-ти глав, выводов и предложений для практической селекции, семеноводства и производства. Работа содержит 32 таблицы, 3 рисунка, 30 приложений. Список литературы включает 352 источника, в том числе 20 иностранных.
Вклад автора. Автор работы принимал непосредственное участие в разработке программы, проведении лабораторных исследований, в закладке и проведении полевых опытов 1999-2010 гг. в качестве ответственного исполнителя. Доля личного участия автора в получении и обработке результатов исследований более 50 %. Исследования по установлению остаточного количества десикантов в растениях и фитосанитарного состояния семян сорго сахарного автор выполнил самостоятельно.
