Введение к работе
Актуальность исследований. В реализации потенциальной продуктивности генотипа значительную роль играет семенной материал, качественные характеристики которого оказывают пролонгированное влияние на характер течения процессов роста и развития растительного организма. Изучение закономерностей формирования качественных характеристик семян и разработка приемов их улучшения остается актуальной задачей в агротехнологии возделывания любой сельскохозяйственной культуры, в том числе и яровой пшеницы.
В Республике Татарстан яровая мягкая пшеница – основная зерновая культура, поэтому разработка приемов повышения ее урожайности имеет важное значение для устойчивого развития всей отрасли растениеводства. Ежегодная потребность в семенах яровой пшеницы составляет более 100 тыс. т., причем она полностью удовлетворяется семеноводческими предприятиями Татарстана. Вместе с тем, существует необходимость в повышении качественных характеристик семенного материала, поэтому совершенствование технологии производства семян яровой пшеницы имеет важное практическое значение для семеноводческих хозяйств. Недобор урожая культуры, во многом связан и с высокой травмированностью семян, что требует разработки приемов, позволяющих снизить вредоносность данного процесса. В последние годы, в агротехнологии возделывания сельскохозяйственных культур, все большее место занимают приемы управления посевами – использование дифференцированных норм высева, некорневых подкормок, регуляторов роста, биопрепаратов и т.д. Оценка эффективности данных приемов на семеноводческих посевах яровой пшеницы требует дополнительных исследований.
Таким образом, изучение особенностей формирования и разработка приемов улучшения качественных характеристик семян яровой пшеницы является актуальной научно-производственной задачей для Республики Татарстан.
Степень разработанности темы. Изучению влияния качественных характеристик семян на урожайность зерновых культур, в том числе и пшеницы, посвящены труды A.S. Randhawa (1983), D. J. Bewley с соавт. (1985), А.П. Тарасенко с соавт. (2014) и ряда других исследователей. Значительное внимание при этом, уделялось определению причин разнокачественности семян, что нашло отражение в исследованиях Ю.С. Ларионова (2000), А. М. Ленточкина (2002), С.А. Степанова с соавт. (2009) и других. Изучение трав-мированности семян и ее влиянию на продуктивность зерновых культур проводилось И.Г. Строна (1974), E.A. Baryeh (2002), Ю.В. Еровым с соавт. (2009), Е.В. Ионовой с со-авт. (2010), В. Руских (2010) и др. Вопросы влияния крупности семян, нормы их высева, фона минерального питания и приемов ухода за посевами на качественные характеристики получаемого семенного материала пшеницы изучались Н.С. Тараскиным (1983), В.Е. Дмитриевым (2006) и другими. В Республике Татарстан такие исследования проводились И.Х. Габдрахмановым (2008), М.Ф. Халиуллиным с соавт. (2010). Одним из приемов производства семян зерновых культур является предуборочная десикация, эффективность которой изучалась В.Ф. Черпак с соавт. (2010), В.В. Немченко с соавт. (2011) и др.
Вместе с тем, комплексных исследований по изучению вопросов формирования урожая, качественных характеристик и микробиома семян яровой пшеницы проведено в недостаточной степени, что определяет необходимость соответствующих исследований.
Цель исследований – проанализировать особенности формирования качественных характеристик семян и предложить эффективные приемы агротехнологии возделывания яровой пшеницы на семенные цели.
Были поставлены следующие задачи:
– изучить качество семян в зависимости от крупности и места их формирования на колосе у разных сортов яровой пшеницы;
– исследовать влияние агроклиматических условий и фитопатогенных организмов на качество семян;
– определить вредоносность травмированности семян, особенности микробиома, а также влияние различных биологических агентов на травмы семенного материала;
– выявить влияние приемов агротехнологии на урожайность семян и их качественные характеристики;
– оценить эффективность предуборочной десикации посевов яровой пшеницы на семенные цели.
– расчитать экономическую эффективность приемов производства семян яровой пшеницы.
Научная новизна исследований. Впервые в условиях Республики Татарстан изучены особенности формирования разнокачественности семян для различных сортов яровой пшеницы. Исследовано влияние агроклиматических условий и фитопатологиче-ского состояния на качество семян. На основе метагеномного анализа изучен микробиом и оценена численность эндофитной микрофлоры в зависимости от травмированности семян. Исследованы новые биологические агенты для снижения вредоносности травм семян пшеницы. Для разных сортов яровой пшеницы уточнены оптимальные нормы высева и составы для предпосевной обработки семян при возделывании на семенные цели. Впервые для зоны установлены оптимальные нормы расхода глифосатсодержащих препаратов, используемых для десикации.
Теоретическая и практическая значимость исследования состоит в том, что в ходе работы были уточнены причины формирования разнокачественных семян и определены наиболее эффективные приемы для включения в технологию возделывания яровой пшеницы на семена. Данные приемы могут быть использованы в семеноводческих предприятиях Республики Татарстан и регионах России со схожими агроэкологическими условиями. Выявленные закономерности могут быть использованы при подготовке специалистов агрономического профиля.
Положения, выносимые на защиту:
-
Различия между показателями качества в зависимости от места формирования семян на колосе и их крупности у разных сортов яровой пшеницы.
-
Влияние агроклиматических условий и зараженности семян на качественные характеристики семенного материала яровой пшеницы.
-
Особенности качества и микробиома семян в зависимости от их травмирования.
-
Перспективные биологические агенты для снижения вредоносности травмирования семян.
-
Особенности формирования качественных характеристик семян в зависимости от сорта, нормы высева, предпосевной обработки, применения фунгицидов и удобрений.
6. Оптимальные нормы внесения глифосатсодержащих десикантов на семенных
посевах яровой пшеницы.
Апробация результатов исследований была проведена на Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых, посвященной памяти Р.Г. Гареева (Казань, 2011); Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 90-летию Казанского ГАУ (Казань, 2012); Всероссийской научно-практической конференции «Совершенствование адаптивной системы земледелия» (Казань, 2013); Международной научно-практической конференции посвященной 95-летию агрофака КГАУ « (Казань, 2014); Международной научно-практической конференции, посвященной памяти профессора А.А. Зиганшина (Казань, 2015); научно-практических конференциях профессор-ско-преподавательского состава агрофака Казанского ГАУ (2010-2018 гг.).
Внедрение результатов исследований. Результаты исследований внедрены в ООО АФ «Кырлай», ООО «Агрофирма «Игенче»» Арского муниципального района РТ и семеноводческих хозяйствах Предкамья Республики Татарстан. Используются при преподавании курса «Селекция и семеноводство» при подготовке бакалавров по агрономическим специальностям в ФГБОУ ВО «Казанский ГАУ».
Личный вклад соискателя. Работа выполнена согласно тематики научно-исследовательских работ, проводимых в ФГБОУ ВО «Казанский ГАУ». Исследования проводились в основном автором лично. Вклад соискателя в объеме диссертационной работы составляет не менее 80%, доля личного участия в опубликованных научных трудах– не менее 75%, в том числе в статьях из перечня ВАК, 70%.
Публикации. Результаты исследований опубликованы в 6 печатных работах, из них 3 в изданиях рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, семи глав, выводов и приложений. Она изложена на 169 страницах, включает 32 таблицы, 19 рисунков. Список использованной литературы состоит из 255 источников, в том числе 50 на иностранном языке.