Применение нанопрепарата висмута для максимального сохранения посевных качеств семян яровой пшеницы в условиях Cибири

В настоящее время, в связи с возрастающим производством зерна в Сибири, большое значе­ние приобретают вопросы после­уборочной подработки и хранения семян. Главная задача послеубороч­ного периода - сохранить посевные качества семян злаковых культур, и здесь большая роль отводится изу­чению причин расхождения лабора­торной и полевой всхожести семян. Известно, что в Сибири вызревание и последующее хранение семян зла­ковых, особенно пшеницы,происхо­дит в сложных метеорологических условиях при сравнительно низких температурах и высокой влажно­сти почвы и воздуха. Наблюдается большой разрыв между показате­лями лабораторной и полевой всхо­жести семян. Следует отметить, что низкая полевая всхожесть колосо­вых злаков, в частности пшеницы, характерна не только для Сибири, но и для более тёплых регионов с продолжительным вегетационным периодом. Так, полевая всхожесть семян озимой пшеницы ниже лабо­раторной на 25% на Кубани, а семян яровой пшеницы - ниже на 40% в Сибири [6]. В Сибири на 1 га высе­вают в среднем 2,5-3 ц, или около 7 млн лабораторно-всхожих семян пшеницы, из которых появляется 4-4,5 млн всходов. К периоду обра­зования стеблей (выход в трубку) на 1 га остаётся не более 4 млн расте­ний, а до уборки сохраняется всего 3-3,5 млн. Конечно, это средние цифры, которые колеблются в раз­ные годы.

Одной из причин, приводящих к снижению полевой всхожести семян пшеницы, является приме­нение уборочной и послеубороч­ной технологий обработки зерна, в результате которой высевается около 80% травмированных семян. Большая часть таких семян имеют скрытые, трудно различимые травмы, и только 5-6% семян -макротравмы. Таким образом, травмированные семена яровой пшеницы закладываются на хране­ние в Сибири на продолжительное время - не менее 6 мес (октябрь - апрель). Поэтому возможность уменьшения негативного воздей­ствия на семенные качества зерна в этот период особо актуальна.

В свете изложенного наше внима­ние было привлечено, прежде всего, к оценке сегодняшнего состояния исследований влияния отрицатель­ных температур на семенные и тех­нологические свойства семенного зерна в условиях длительного хра­нения на производстве.
Действие отрицательных темпе­ратур на семенные свойства зерна изучали многие советские иссле­дователи: Н.Н. Кулешов, Л.А. Азин, З.Н. Галачалова, В.Л. Кретович, P.P. Токарева, Н.И. Соседов и др. Все они пришли к выводу, что дей­ствие низких температур на семен­ные свойства зерна зависит от содержания в нём влаги.

Н.И. Соседов указывает, что под влиянием неблагоприятных усло­вий хранения семена переходят в состояние так называемого вто­ричного, или более глубокого покоя. В это время под влиянием низких отрицательных температур воз­можно временное снижение энер­гии прорастания и всхожести зерна влажностью 16-20%, чего большин­ство авторов не принимали во вни­мание. Под действием минусовых температур снижается скорость прорастания, в связи с чем энер­гия прорастания и всхожесть, опре­деляемые на 3-7-й день проращи­вания, занижены.

В соответствии с Инструкцией о порядке приёмки, размещения, обработки и хранения семян (ВНПО «Зернопродукт», Москва, 1992 г.) сроки безопасного хранения семян пшеницы регламентируются их тем­пературой и влажностью. При хра­нении семян до года температуру в хранилище рекомендуется под­держивать на уровне не ниже 5°С, а влажность - не более 14% [1].

В Сибири же семенное зерно пшеницы практически хранится в тех же условиях, что и товарное зерно. Эти условия следует характе­ризовать как стрессовые для зерна, так как послеуборочное дозрева­ние и хранение его приходятся на суровые осенний и зимний периоды года с часто низко отрицательными температурами (- 20... - 30°С) окру­жающей среды и продолжительно­стью 100-120 дней. Зерно активно реагирует на негативные воздей­ствия, расходуя часть белкового вещества [4].

Наряду с применением тради­ционных технологий послеубороч­ной обработки зерна (сушка, охлаж­дение естественным воздухом, очистка и обеззараживание) непре­рывно ведётся поиск более дешё­вых, экологически чистых и эффек­тивных технологий послеуборочной обработки и хранения свежеубран-ного зерна. Так, в ФГБНУ «ВНИИЗ» в 2010 г. была исследована инно­вационная технология обработки зерна с применением экологиче­ски безопасных пирролидиниевых полимеров (на примере препарата «Авибиф»), полученных с исполь­зованием нанотехнологий, в целях обеспечения сохранности свежеубранного продовольственного зерна при неблагоприятных усло­виях хранения, а также улучше­ние санитарного состояния зерна и продуктов его переработки [2].
Объектом наших исследований является биологически активный нанопрепарат «Висмоцитрат® КС», обладающий фунгицидными, анти­стрессовыми и ростостимулиру-ющими свойствами. Этот препа­рат безопасен для животных, чело­века и окружающей среды [3]. Его эффективность подтверждена ранее проведёнными исследова­ниями при предпосевной обработке семян [5].

Основная задача исследований - проверка влияния нанопрепарата висмута на устойчивое сохранение посевных качеств семян яровой пше­ницы в процессе длительного воз­действия неблагоприятных условий резко-континентального климата Сибири, а также выявление эффек­тивности препарата против корневых гнилей на яровой пшенице [7].

Исследования, проводили с репродуктивными семенами мяг­кой яровой пшеницы сортов Сибир­ская 12, Сибирская 17 и Памяти Вавенкова, предоставленных ФГБНУ СибНИИРС в 2014-2016 гг. и испытанных в дальнейшем на селекционных участках института.
Семена обрабатывали препара­том «Висмоцитрат® КС», который применяли в дозе 1 и 2% от массы зерна и в концентрации 5,6 мг/л в водном растворе. В качестве контроля выбрали необработанное зерно, увлажнённое до 14%.

После обработки нанопрепаратом «Висмоцитрат® КС» контроль­ные и опытные образцы семян яро­вой пшеницы хранили в полипропи­леновых мешках в разных условиях: контрольный образец - в лаборатор­ном корпусе института при положи­тельных температурах 7-20°С в тече­ние года (тёплое хранение), а опыт­ные образцы - в холодном неота­пливаемом стендовом корпусе при температуре, приближённой к тем­пературе внешней среды: от +18 до -30°С (холодное хранение). Исхо­дная влажность зерна 14%.
Результаты лабораторных иссле­дований приведены в табл. 1 и 2.

 

 
По данным лабораторных иссле­дований в среднем за 3 года уста­новлено, что хранение семян яро­вой пшеницы исходной влаж­ностью 14% в условиях резко­континентального климата Сибири приводит к снижению их всхожести до 2%, а энергии прорастания - до 6%, по сравнению с контролем.

Отмечено, что обработка нано-препаратом «Висмоцитрат® КС» семян яровой пшеницы перед хра­нением, независимо от его усло­вий, приводит к повышению их семенных качеств: всхожести - на 1-2%, энергии прорастания - до 6%. Таким образом, применение нанопрепарата висмута способ­ствует сохранению первоначаль­ного качества семян яровой пше­ницы, подвергавшихся в период хранения негативному воздействию климата Сибири.

Равновесная влажность семян яровой пшеницы в условиях тёплого хранения составляла 12,2-12,9%, в условиях холодного хранения -13,7-14,7%.

Далее были проведены срав­нительные исследования влияния способов хранения семян яро­вой пшеницы на их лабораторную и полевую всхожесть, а также на их урожайность. Полевую всхожесть и урожайность исследуемых семян изучали на селекционных участках ФГБНУСибНИИРС.

Из данных табл. 2 видно, что в среднем за 3 года исследований лабораторная всхожесть семян, обработанных нанопрепаратом вис­мута, повысилась на 1-2%.

Полевая всхожесть семян, обра­ботанных нанопрепаратом висмута и подвергшихся во время зимнего хранения промораживанию, была на 3% выше полевой всхожести семян, необработанных висмутом и храня­щихся в тех же условиях(контроль) - соответственно 74 и 71 %.

Также отмечается, что поле­вая всхожесть семян, необрабо­танных нанопрепаратом висмута, при холодном хранении была ниже лабораторной всхожести на 19%, а обработанных семян - ниже на 17%, что соответствует полевой всхожести семян контрольного образца при тёплом хранении.

Проведённые в лабораторных условиях исследования влияния нанопрепарата висмута на пораже­ние ростков яровой пшеницы кор­невыми гнилями позволили уста­новить фунгицидное действие пре­парата. Анализ данных, получен­ных в полевых условиях за 3 года, показал, что в среднем поражён-ность проростков семян корне­выми гнилями снижалась с 19,07% в контрольном образце до 13% в образце, обработанном висму­том (табл. 3).

 
Чтобы оценить последействие нанопрепарата висмута, семена урожая 2010 и 2012 гг., собранные с опытных растений, после 5 мес хранения проращивали и опреде­ляли поражение их возбудителями корневых гнилей. Как видно из дан­ных табл. 3, фунгицидные свойства препарата сохраняются в течение длительного срока. Так, на семе­нах пшеницы нового урожая, обра­ботанных нанопрепаратом висмута, снизилось поражение ростков пато­генами от 2 до 6 раз.

Проведённые в полевых усло­виях исследования подтвердили лабораторные выводы. Анализ рас­тений на поражение корневыми гнилями в фазе кущения показал, что применение нанопрепарата висмута снизило развитие болезни в среднем по растению почти в 2 раза (табл. 4).
 

 
Итак, обработка зерна нанопре­паратом висмута на разных этапах хранения позволяет снизить инфек­ционную нагрузку и улучшить фито-санитарное состояние семян.
По усреднённым данным за 3 года хранения семян яровой пше­ницы при различных температурных режимах в период полевых испыта­ний зафиксировано стимулирую­щее действие фунгицида: сохране­ние посевных качеств семян и повы­шение их урожайности на 2 ц/га.

Анализ полученных результатов позволяет сделать вывод о пер­спективности применения нанопрепаратов висмута для максималь­ного сохранения посевных качеств семян яровой пшеницы в процессе длительного хранения в условиях резко-континентального климата Сибири. Подобная обработка семян перед хранением будет способ­ствовать существенному повыше­нию урожайности зерна и сниже­нию загрязнения его грибной и бак­териальной микрофлорой.

Литература
1.  Инструкция о порядке при­ёмки, размещения, обработки и хранения семян. - М.: ВНПО «Зернопродукт», 1992. - 106 с.
2.  Мачихина, Л. И. Применение нового класса пирролидиниевых полимеров (на основе «Авибиф») как способ улучшения сохранности и санитарного состояния зерна / Л.И. Мачихина [и др.] // Сб. мате­риалов Всерос. науч.-практ. конф. «Актуальные проблемы в области создания инновационных технологий хранения сельскохозяйственного сырья и пищевых продуктов». - Углич, 2011 -С. 147-150.
3.  Пат. РФ № 2556723, МПК А01 №37/04 (2006.01). Препарат стимулирующего действия с фунги-цидными и антистрессовыми свой­ствами для предпосевной обра­ботки семян пшеницы /ЮМ. Юхин, Ю.И. Михайлов, В.А. Скрябин, В.П. Скрябин, В.П. Сухарева, Е.А. Орлова, В.В. Пискарёв. - №2014118665/13; заявлено 7.05.2014; опубл. 20.07.2015. Бюл. №20.-9 с.
4.  Скрябин, В.А. Влияние отри­цательных температур на семенные достоинства пшеницы / В.А. Скрябин //Хлебопродукты. - 2006. - № 5. -С.52-53.
5. Скрябин, В.А. Оценка био­логической эффективности нанопрепаратов серебра и висмута для обеззараживания семенного зерна яровой пшеницы перед посевом / В.А. Скрябин [и др.] // Хлебопро­дукты. - 2015. - № 11. - С. 52-53.
6.  Фадеев, Л. В. Зерно - живое существо. Не бей его! /Л .В. Фадеев// Хлебопродукты. - 2014. - № 9. -С. 42.
7. Чулкина, В.А. Методические указания по учёту обыкновенной корневой гнили хлебных злаков в Сибири дифференцированно по органам / В.А. Чулкина. - Новоси­бирск: Зап.-Сиб. кн. изд-во, 1972. -21 с.
 
B.A. Скрябин, канд. техн. наук, В.П. Сухарева,
Сибирский филиал ФГБНУ «ВНИИ зерна и продуктов его переработки»;
Е.А. Орлова, канд. с.-х. наук, ФГБНУ «СибНИИ растениеводства и селекции - филиал «Федерального исследовательского центра Института цитологии и генетики» СО РАН;
Ю.М. Юхин, доктор хим. наук, ФГБНУ «Институт химии твёрдого тела
и механохимии» СО РАН
 
 
Статья опубликована в журнале: 
Хлебопродукьы. – 2017. - №8. – С.41-43.
 

 
Наверх ↑