ПІСЛЯЗБИРАЛЬНИЙ СПОКІЙ НАСІННЯ ТА ЙОГО ТРИВАЛІСТЬ
Зазвичай насіння всіх хлібних злаків, у тому числі ячменю озимого, зібране в стані повної стиглості, набуває високих посівних якостей у процесі його сухого зберігання на току та складах. Тобто фізіологічна зрілість стиглого насіння настає вже після жнив, по завершенні періоду післязбирального дозрівання.
Післязбиральний спокій насіння обумовлений властивостями насінних покривів – їх повітро- і водонепроникністю або їх функцією механічного бар’єру, що перешкоджає проростанню. Гальмівний вплив покровів насіння злаків на проростання пояснюється їх низькою проникністю для кисню та води.
Зазвичай свіжозібране фізіологічно незріле насіння зернових колосових культур має щільні покрови і тому поглинає воду повільніше, ніж насіння, що закінчило післяжнивне дозрівання. Штучне пошкодження цілісності покривів насіння – наколюванням або легким пораненням істотно прискорює післяжнивне дозрівання, здатне повністю вивести його зі стану спокою. Крім того, у покривах насіння містяться природні інгібітори росту, які затримують ріст зародку. Функції природних інгібіторів проростання виконують водорозчинні фенольні сполуки – фенолкарбонові кислоти, флавоноїди, що містяться в покривах насіння злаків.
Впродовж дозрівання насіння поліпшуються його посівні якості – підвищується енергія проростання та схожість. За час післязбирального дозрівання зменшується товщина покривів насіння, порушується цілісність ліпідного прошарку, знижується рівень активності природних інгібіторів, і це корелює із підвищенням схожості насіння.
Період післязбирального дозрівання насіння залежно від його тривалості може бути швидким – 1–1,5 місяці, середнім – 1,5–2 місяці і пізнім – 2–2,5 місяці. Зазвичай зернові колосові культури дозрівають в умовах сухого зберігання, причому цей період самий короткий у жита, більш розтягнутий у пшениці та ячменю і найбільш тривалий у вівса. Серед озимих зернових колосових культур період післязбирального дозрівання найбільш тривалий у ячменю озимого, навіть після 8 місяців зберігання від 10 до 17% зернівок залишаються у стані спокою. Це надає актуальності дослідженням, пов’язаним зі скороченням терміну післязбирального дозрівання насіннєвого матеріалу ячменю озимого.
Для виробництва післязбиральний спокій насіння може мати позитивне значення, оберігаючи зерно від проростання в колосі, особливо тоді, коли збирання врожаю відбувається в дощову погоду. Однак у виробничій практиці сільського господарства післязбиральне дозрівання насіння ячменю озимого – явище не завжди бажане. Так, через нестачу перехідних фондів зерна нерідко доводиться використовувати для сівби насіння ячменю озимого поточного року збирання, іноді в той час, коли період його післязбирального дозрівання ще повністю не завершився. Висівання такого насіння призведе до зріджених і часто ослаблених сходів, що негативно вплине на морозостійкість та, в остаточному підсумку, продуктивність агроценозів і погіршить біохімічні показники якості отриманого врожаю зерна.
ОЦІНКА ПОСІВНИХ ЯКОСТЕЙ НАСІННЯ
Поряд із цим післязбиральне дозрівання насіння ускладнює роботу контрольно-насіннєвих лабораторій. Відповідно до потреб виробництва, терміни оцінювання якості посівного матеріалу проводять у найкоротші строки після збирання врожаю, коли насіння ще знаходиться у стані дозрівання. Інтереси виробництва потребують швидкої оцінки якості посівного матеріалу, що відпускається господарствам. Швидкість оцінки якості посівного матеріалу позитивно впливає на передпосівну підготовку насіння до сівби. А тому на практиці такі роботи часто починаються до завершення післязбирального дозрівання. З огляду на потреби виробництва і великий масштаб запланованих робіт, контрольно-насіннєві лабораторії вимушені приступати до них уже на початку серпня, коли насіння ще перебуває у стані післяжнивного дозрівання. Відповідно, показники схожості й енергії проростання в цей строк занижені порівняно з тими, яких насіння набуває до часу сівби.
Некоректна оцінка посівних якостей зерна призводить до похибок у визначенні норм висіву, підвищеної витрати насіння, помилок у фінансових розрахунках при продажу посівного матеріалу. Тому при оперативній оцінці посівних якостей доводиться використовувати спеціальні засоби для порушення спокою насіння, передбачені Державним стандартом України (ДСТУ 12036-84).
Встановлено, що у всіх видів злаків період післязбирального дозрівання був коротший у сухі роки й більш тривалий – у дощові. Відомо, що тривалість післязбирального спокою значною мірою залежить від погодних умов під час наливу і достигання зерна: суха і жарка погода сприяє більш швидкому виходу насіння із спокою, а дощова і холодна, навпаки, часто є основною причиною затягування періоду післязбирального дозрівання.
Читати по темі: Вплив морфорегуляторів на ріст і розвиток ячменю озимого
Отже, можна вважати, що оцінка тривалості післязбирального дозрівання у ячменю озимого та вивчення лабільності цієї ознаки має великий практичний інтерес. Це також дуже важливо для пивоварного ячменю, в якого період дозрівання має бути коротким. До того ж чимало публікацій присвячено способам скорочення тривалості періоду післязбирального дозрівання насіння озимих зернових колосових культур, підвищенню польової схожості насіння за допомогою різноманітних хімічних і фізичних способів. Деякі з них – попереднє прогрівання насіння, охолодження, передпосівна обробка гібереліном уже увійшли до Державного стандарту України з визначення схожості та рекомендовані для практичного використання контрольно-насіннєвими лабораторіями при оцінці якості посівного матеріалу озимих зернових колосових культур.
МЕТА ДОСЛІДЖЕННЯ
З огляду на практичне значення і недостатню вивченість явища післязбирального дозрівання насіння ячменю озимого, нами впродовж 2016–2022 років на кафедрі агрохімії ДДАЕУ проводились експериментальні дослідження з означеної проблеми. Як об’єкт досліджень був обраний районований сорт ячменю озимого Тутанхамон (дворучка). Збирали зерно у фазі повної стиглості, пророщувати починали в день обмолоту. Кількість насіння, що проросло, підраховували кожних три дні до повного проростання.
Термін післязбирального дозрівання насіння залежить від місцезнаходження на рослині (на ярусі, в суцвітті, на головному чи бічних стеблах, на верхівці, знизу чи в середині колосу), впливу попередників і різних доз добрив і т. ін.
Також вивчався вплив передпосівної інкрустації насіння фосфоровмісним препаратом Дефенс С (350 г/т насіння до складу бакової суміші). Лабораторну схожість насіння і енергію його проростання визначали згідно з Державним стандартом України 4138-2002 «Насіння сільськогосподарських культур. Методи визначення якості» та Міжнародною асоціацією з контролю за якістю насіння ISTA. Схожість і енергію проростання визначали у відсотках до загальної кількості взятого на пророщування насіння як середнє значення з чотирьох проб.
ЩО ПОКАЗАЛИ ДОСЛІДИ
Досвід сільськогосподарської практики переконливо доводить, що погодні умови під час наливу і достигання зерна є вирішальним чинником, від якого залежить тривалість післязбирального дозрівання: суха і жарка погода в цей період сприяє одержанню насіння з високими посівними якостями, пришвидшує післязбиральне дозрівання, а дощова і холодна – затримує настання господарської зрілості, а також уповільнює темпи дозрівання насіння при його зберіганні.
Метеорологічні чинники впливають на репродуктивну функцію і тривалість часу до появи здатності насіння до проростання, починаючи уже із ранніх етапів онтогенезу. Так, умови водозабезпеченості материнських рослин позначаються на процесі закладання примордіїв вегетативних і генеративних органів.
У фазі кущіння надмірна вологість і підвищена температура сприяють утворенню великої кількості пагонів, на яких формується щупле і недостигле зерно. Зазвичай пагони галуження, які пізніше виникають в онтогенезі, гірше забезпечуються елементами мінерального живлення та водою. Як наслідок, послаблене надходження до них води і продуктів фотосинтезу несприятливо впливає на темпи розвитку, наливу, достигання, формування маси 1000 насінин і їх натури.
Встановлено, що головне стебло ячменю озимого відрізняється кращою коренезабезпеченістю та більш потужною провідною системою, а стебла другого порядку (осіннього кущіння) дають насіння найбільш цінне, краще за фізичними та посівними якостями, ніж стебла ранньовесняного і особливо пізньовесняного кущіння.
Водночас за розтягнутого та надмірного кущіння переважають ростові процеси надземної маси, і через надмірне або незбалансоване азотне живлення, що призводить до багатоярусності колосоносного шару, зростає число стебел підгону, а відтак збільшується кількість насінин із низькою схожістю та енергією проростання. В підсумку зростає кількість насіння, яке утворюється на стеблах другого і наступних порядків, на підгонах, що сприяє збільшенню матрикальної різноякісності та зменшує вирівняність посівного матеріалу.
В кожному колосі ячменю озимого цвітіння відбувається від середини донизу і догори. Колоски із середини і основи колоса дають більш крупне насіння із кращими посівними якостями і більш коротким періодом післяжнивного дозрівання. До цих колосків надходить більша кількість води і поживних речовин. У них більша маса зародку, на його частку припадає більша маса ендосперму. Таке насіння дає більші проростки з великою кількістю первинних корінців.
Та обставина, що пагони, колоски і зерна, що утворилися першими, краще забезпечені водою і елементами живлення, не тільки впливає на процеси наливу і дозрівання, а й проявляється на більш ранньому етапі онтогенезу та сприяє пришвидшеному наливу зерна.
Дослідження показали, що дрібне насіння ячменю озимого через 5 діб після збирання мало схожість, на 12–18% нижчу, ніж середнє і крупне. Відповідно затягнулось і його післяжнивне дозрівання: через 45 діб після збирання, коли середнє і крупне насіння вже досягло кондиції першого класу, дрібне ще не повністю вийшло із стану спокою. Слід також відмітити, що насіння, зібране в фазі повної стиглості, закінчувало післяжнивне дозрівання на 10 діб раніше, ніж зібране в фазі воскової стиглості.
ВПЛИВ МІНЕРАЛЬНИХ ДОБРИВ
На період післязбирального дозрівання впливають також і мінеральні добрива. Так, великі дози фосфорно-калійних добрив, позакореневе азотне підживлення сприяють формуванню виповненого насіння, підвищенню вмісту білка в зерні, покращенню якості клейковини. Але у разі незбалансованого внесення добрив можлива несприятлива дія надлишку азоту на посівний матеріал: затягуючи достигання, надлишок азотних добрив затримує і післязбиральне дозрівання насіння. Протилежним чином діють фосфорні та калійні добрива.
У наших польових дослідах по попереднику чистий пар на фоні внесення азотних добрив дозою N60 спостерігалось вилягання рослин, внаслідок чого погіршувались посівні та фізичні властивості насіння. Цього негативного ефекту можна уникнути шляхом застосування системи захисних заходів, коли посіви ячменю озимого в кінці жовтня обробити фундазолом, у фазі кущіння – діаленом, при виході в трубку – кампозаном, а на початку колосіння – байлетоном і метафосом. За такої технології внесення азотних добрив по попереднику чистий пар сприяло збільшенню врожайності насіння, не погіршуючи його посівні якості.
На насіння краще використовувати зерно, вирощене по непарових попередниках, оскільки по чистому пару розвиваються рослини з високим коефіцієнтом кущіння, що може викликати збільшення неоднорідності насіння, погіршення його посівних якостей.
Проби насіння для визначення посівних якостей відбирали на ділянках з різними фонами живлення, а саме: 1) без добрив; 2) N30P30K30; 3) N60P60K30 по трьох попередниках: чистий пар, горох і соняшник.
При порівнянні свіжовідібраного насіння, вирощеного на різних фонах живлення в роки проведення досліджень, найменша кількість насіння, що знаходиться у стані спокою, більш висока енергія проростання і схожість були у варіанті без внесення добрив. Цей ефект можна пояснити більш швидким достиганням насіння на бідному фоні і затримкою цього процесу при достатньому надходженні поживних речовин із ґрунту в рослини. Цим же можна пояснити і найшвидше післязбиральне дозрівання насіння ячменю озимого, яке відбувалося після найгіршого попередника – соняшнику.
Надійним показником господарської стиглості зерна вважається його оводненість. Свіжозібране насіння, вирощене на варіанті без добрив, в наших польових дослідах завжди відрізнялось зниженим вмістом води порівняно з варіантами, де материнські рослини отримували повне мінеральне живлення.
Так, під час збирання врожаю ячменю озимого вологість насіння на контролі варіювала в різні роки від 13 до 15%, а на удобрених варіантах становила 16–17%. Через місяць після збору врожаю, наприкінці серпня, вміст води в насінні на всіх варіантах зменшувався до 10–12%, водночас різко збільшувались енергія проростання і схожість. Тобто закінчувався період післязбирального дозрівання. Подальше покращення посівних якостей, що спостерігалось на початку жовтня, вже не супроводжувалось зміною вологості насіння: вона зменшилась на рівні 9–10% в усіх варіантах польового досліду.
Повертаючись до питання про вплив умов мінерального живлення на процес дозрівання, відмітимо, що в наших дослідах з різними фонами добрив серед свіжозібраного насіння найбільша кількість несхожого спостерігалась у варіантах із внесенням мінеральних добрив, меншою мірою затримали достигання насіння на материнських рослинах фосфорні добрива.
ЯК ПРИСКОРИТИ ПІСЛЯЗБИРАЛЬНЕ ДОЗРІВАННЯ НАСІННЯ
На сьогодні розроблено численні практичні заходи прискорення післязбирального дозрівання свіжозібраного насіння. Серед них слід звернути увагу на такий обов’язковий елемент технології післяжнивної обробки, як сушка. Необхідність її викликана тим, що надлишкова вологість зерна затримує післязбиральне дозрівання. Підсушування і прогрівання насіння скорочує тривалість післязбирального дозрівання приблизно на два тижні і покращує його посівні якості. Сушку бажано проводити сухим гарячим повітрям, а не топочними газами, в яких містяться мінеральні кислоти, зокрема, азотна та азотиста, що можуть викликати хімічний опік на поверхні насіння.
Незважаючи на важливість проведення післязбиральної сушки, повного подолання післяжнивного спокою за допомогою нагрівання і просушування зерна не відбувається. Для досягнення цієї мети запропоновані різноманітні способи передпосівної обробки насіння – хімічні та фізичні.
Хімічні способи порушення спокою насіння полягають в обробці безпосередньо перед сівбою або за кілька днів до сівби розчинами біологічно активних речовин: гумату калію, бурштинової кислоти, гібереліну екстрактів із схожого насіння та ін. Поряд із цим ефективними є також і мікробні препарати, що містять рістактивуючі речовини, які виділяються із ексудатами різних штамів мікроорганізмів. Перспективним заходом є інкрустація – обробка насіння полімерними плівкоутворювачами, в які вводять фунгіциди, мікроелементи та регулятори росту рослин.
В наших лабораторних дослідах вивчали вплив передпосівної інкрустації насіння ячменю озимого фосфоровмісним препаратом Дефенс С на швидкість проходження післязбирального достигання зібраного врожаю зерна через різний проміжок часу після жнив (див. табл. 1).
Отримані результати свідчать про позитивний вплив фосфоровмісного препарату Дефенс С на процес проходження післязбирального дозрівання зерна ячменю озимого. За рахунок цього заходу спостерігається зростання енергії проростання і схожості насіння через 10 і 40 діб після жнив.
ВИСНОВКИ
На основі проведених досліджень можна зробити такі висновки:
- Оцінка тривалості періоду післязбирального дозрівання насіння необхідна для визначення потреби у створенні перехідних фондів посівного матеріалу ячменю озимого;
- В озимих зернових колосових культур потрібно виділяти фазу господарської стиглості та фізіологічної зрілості. Ознаки господарської стиглості відповідають тим, які відносять до фази повної стиглості: припинення приросту сухої маси зерна, зменшення вмісту води в зерні до 20–14%, внаслідок чого воно стає твердим, а стебло – ламким і втрачає свою пружність. Ознакою фізіологічної зрілості є здатність насіння до проростання;
- Для прискорення проходження післязбирального дозрівання посівної матеріалу ячменю озимого його слід перед сівбою обробляти фосфоровмісним препаратом Дефенс С рекомендованою нормою 300 г/т зерна. За рахунок цього агрозаходу зростає енергія проростання і схожість посівного матеріалу.
С. М. Крамарьов, д-р с.-г. наук, проф., зав. кафедри агрохімії; Л. П. Бандура, канд. с.-г. наук, доц. кафедри агрохімії, Дніпровський державний аграрно-економічний університет; К. О. Хорошун, заст. директора з агрономічного супроводу, ПП ВКФ «Імпторгсервіс»; О. С. Крамарьов, канд. екон. наук, стар. наук. співр. лабораторії економічних досліджень, Інститут зернових культур НААН України
Опубліковано в журналі “Агроном”, 2023
