Точная агротехнология будущего начинается сегодня. Сильные семена

Весь предыдущий материал по точной агротехнологии (применительно к сое, подсолнечнику и кукурузе) был прелюдией к тому, что будет изложено в данной статье. По той причине, что внедряемая нами щадящая пофракционная технология производства сильных семян так же является составной частью точной агротехнологии. Именно с подготовки равнокачественных семян высокого потенциала прошедших комплексную предпосевную обработку начинается точная агротехнология.

Сеять надо крупные и тяжелые семена. Это аксиома. Ибо тысячи лет это утверждение доказано опытом земледелия. Дошедшие до нас рекомендации на этот счет относятся к началу нашей эры.

Так, Катон и другие в книге «О сельском хозяйстве» приводит слова римского писателя – эрудита Плиния, который в I веке н.э. в трактате «Естественная история» писал: «…на семена следует сохранять зерно, которое на току оказывается в самом низу, оно самое лучшее. Потому что самое тяжелое и нет более целесообразного способа его отличить».

Варрон М.Т. в книге «Сельское хозяйство» приводит рекомендации одного из древнеримских авторов Колумеллы, который писал: «…там, где урожай невелик, надо собрать самые лучшие колосья и семена из них, ссыпать отдельно, …если же случится жатва обильная, то обмолоченное зерно следует провеять и зерна, которые по причине своей величины и тяжести окажутся внизу, неизменно сохранять на семена».

Таким образом, после многих тысяч лет земледелия, мы получили окультуренные нашими предками растения, потенциал которых усилиями селекционеров за последние 100 лет удалось существенно поднять. Но основной принцип отбора семян для сева остался неизменным.

Итак, при подготовке семян стоит задача выделить из посевного материала сильные семена и сформировать из них посевную единицу в размерности шт.кг/га. Это позволит строго равнораспределить семена при точном севе, что, в свою очередь, позволит максимально использовать потенциал сильных семян.

Равнокачественность семян, высокий посевной потенциал, высокая энергия прорастания и сила роста обеспечивают практически дружные всходы с малой временной разницей между первыми и последними проростками, а это обуславливает равномерность и выравненность развития на всех фазах роста растений и формирования зерна. Поле при этом не имеет прогалин, подгонов, нет разного стеблестоя. Все это позволяет более эффективно выполнять все агроприемы по защите растений, регулированию роста, десикации (если требуется). Равномерность созревания и готовность к уборке позволяет убрать зерно без потерь с минимальным травмированием. Урожайность тем выше, чем более равномерны условия развития и площади питания каждого отдельного растения в поле.

Начало роста растения происходит только за счет расходования питательных веществ, находящихся в эндосперме, которые расщепляются ферментами до простых форм и в жидкой фазе через щиток поступают в зародыш для развития первичной корневой системы и зародышевого стебля. Именно поэтому огромную роль играет количество питательных веществ, т.е. величина и плотность эндосперма зерновки.

В начале несколько слов о самих терминах: физической и насыпной плотности. Удельная физическая плотность – это масса вещества единицы объема – ρ, г/мм³. Поскольку зерно колосовых состоит из различных составляющих, сильно отличающихся по плотности (рис. 1), то понятно, что чем больше доля крахмала и протеина в составе отдельно взятого зерна, тем выше его средняя физическая плотность. В то же время известно, что высокая энергия прорастания обеспечивается как раз протеином и крахмалом после расщепления их ферментами на простые вещества в процессе прорастания.

Рис. 1. Распределение плотности различных составляющих зерна пшеницы.

В этом-то как раз и суть взаимосвязи крупности семян, их удельной плотности с посевными и урожайными свойствами – больше питательных веществ в зерновке (крахмал, протеин) – сильный рост.

В то же время, если разделить посевной материал на фракции по объему семян и из каждой фракции выделить для сева тяжелые семена, то, во-первых, можно легко выполнить требование по формированию посевной нормы в размерности шт.кг/га, во-вторых, обеспечить равнокачественность семян, устранив конкуренцию между растениями, в-третьих, воспользовавшись разным временем набухания, а значит и прорастания, высевая на разную глубину разные по размерам семена в зависимости от их крупности и влажности поля и, наконец, в-четвертых, получить не плохой урожай.

Рис. 2. Принцип взаимодействия зерна с решетами Фадеева.

Калибровка семян по объему стала возможной с внедрением в агротехнологию решет Фадеева, на которых семена калибруются по выполненности, т.е. по количеству питательных веществ в них (рис. 2). Такая калибровка уже на первом этапе, т.е. до сепарации каждой фракции на пневмовибростоле по плотности, позволяет выделить семена хороших посевных свойств. При этом удается строго определиться и с массой тысячи семян и с натурой, а значит и с посевной нормой в шт.кг/га. В качестве примера, на рисунке 3 приведены данные по ячменю.

Рис. 3. Масса 1000 зерен семян ячменя и натура при равных значениях энергии прорастания (96%) семян различных фракциий, откалиброванных по толщине.

Тогда при формировании посевной нормы (задано 4 млн штук семян на га) в размерности шт.кг/га значения нормы высева будут следующие (таблица №1).

Откалиброванные по объему семена, при всей их внешней привлекательности, все-таки разные по плотности, а значит и по посевным и урожайным качествам. И даже если их лабораторные показатели высокие, ну, например, энергия прорастания 96%, это вовсе не значит, что из них не требуется выделять семена еще большего потенциала. Сделать это можно только с откалиброванными по размеру и по форме семенами.

В качестве примера на рисунке 4 приведены результаты разделения семян по посевным качествам на пневмовибростоле при том, что исходный материал имел показатель по энергии прорастания 96%.

Рис. 4. Сепарация крупных семян пшеницы (сход с решета 2,8) по плотности на пневмовибростоле ПВСФ.

Из приведенных данных на рисунке 5 хорошо видно как строго распределились семена пшеницы не только по посевным качествам, но и по отделению сорных семян.

Рис. 5. Зависимость энергии прорастания равных по размеру семян от их плотности.

Пофракционный принцип отбора сильных семян универсален для любых культур. Семена кукурузы, например, будучи откалиброваны по ширине на фракции 10; 9; 8; 7; 6; 5, сильно отличаются по форме – делятся на плоские и округлые. Поэтому для строгого выделения из посевного материала семян высокого потенциала на пневмовибростоле их необходимо калибровать. На решетах Фадеева эта калибровка выполняется без каких-либо трудностей (рис.6, 7).

Рис. 6. Характерные размеры зерновки.

Рис. 7. Принцип взаимодействия зерна и решета новой геометрии.

При этом, каждая фракция имеет строгие параметры показателей не только энергии прорастания (они, как правило, очень высокие и равные), но и массы 1000 шт. семян, посевной нормы в размерности шт.кг/га.

Рис. 8. I фракция семян кукурузы.

Рис. 9. II фракция семян кукурузы.

Рис. 10. III фракция семян кукурузы.

Из приведенных данных видно, что посевная норма для семян кукурузы различных фракций зависит от формы семянок – плоские они или округлые (таблица №2).

Рис. 11. Зависимость массы 1000 шт. семян кукурузы (г) от формы (округлые и плоские).

Рис. 12. Зависимость посевной нормы (кг) (80000 шт./га) от формы семян кукурузы (округлые и плоские).

Рис. 13. Насыпная плотность (натура) семян кукурузы разных размеров и формы (округлая и плоская).

Аналогичная картина и для семян подсолнечника. Вернее, для семян подсолнечника калибровка по толщине на решетах Фадеева еще более значима, ибо при такой калибровке все щуплые семена отбираются на первых (по ходу калибровки) решетах (рис.14).

Значимость такой калибровки семян подсолнечника обусловлена большей разницей по сравнению с другими семенами (соей, например) между величиной ширины и толщины семянки.

Рис. 14. Колибровка семян подсолнечника по выполненности на решетах Фадеева.

Рис. 15. Сравнение ширины и толщины семени подсолнечника.

После пофракционной сепарации по плотности на пневмовибростоле откалиброванных семян подсолнечника строго определяется посевная норма в размерности шт.кг/га (рис.16).

В таблице №3 для примера приведены данные на гибриде «Иней»:

Рис. 16. Норма высева подсолнечника (50000 шт./га) при разной массе 1000 шт. семян.

Аналогичная картина по сое. Хотя, при подготовке семян сои есть одна особенность. Соя, как и кукуруза и подсолнечник склонна к травмированию, как при уборке, так и послеуборочной подготовке либо к хранению, либо к севу. Особенность в том, что семена сои при травмировании разделяются на две семядоли. Так вот, на решетах Фадеева отделение половинок семян сои от целых семян происходит за один прием на 100% (рис.17).

Рис. 17. Принцип взаимодействия сои с решетами новой геометрии.

Вообще, о необходимости калибровки семян сои необходимо сказать особо.

Применительно к сое ряд авторов доказывает большую продуктивность сои, выращенной из крупных семян (Волошина Р.Ф., 1973 г.; Лукьяненко П.П., 1965 г.; Чехов И.К., 1979 г. и др.). Исследования, проведенные в Институте растениеводства им. В.Я. Юрьева показали, что при севе крупных семян сои повышалась полевая всхожесть благодаря большему запасу питательных веществ, размеру зародыша и существенно снижается доля растений «не доживших» до уборки (рис.18).

Рис. 18. Зависимость полевой всхожести и количества стояний растений сои от крупности семян (данные Института им. В.Я.Юрьева по наблюдениям за три года на двух сортах сои).

Естественно, что и количество клубеньков на корнях растений из крупных и средних по размеру семян выше, чем на контроле и на растениях из мелких семян. Это легко объясняется более мощной корневой системой у сильных растений (рис.19).

Рис. 19. Количество клубеньков на корнях растений сои в зависимости от крупности семян.

Выше приведенные данные как бы выравнивают по эффективности развития растений выросших из крупных и средних по размеру семян, однако, финал сравнения, а именно урожайность, все-таки в пользу крупных семян (рис.20). Необходимо отметить то, что все результаты выше приведенных исследований, получены при калибровке семян сои на плоских ситах (т.е. без оценки их выполненности) и без последующей пофракционной сепарации по плотности.

Рис. 20. Зависимость урожайности от крупности семян сои (данные Института им. В.Я.Юрьева по наблюдениям за три года на двух сортах сои).

Теперь о норме высева семян сои в шт. кг/га. Возьмем любую фотографию семян сои (рис.21).

Рис. 21. Семена сои.

Легко заметить, как сильно семена отличаются по размеру. Даже если взять узкий диапазон массы 1000 шт. семян от 150 до 200 грамм, то становится понятно, что точный высев по заданному количеству семян, например, 600 тыс. шт. на га, просто невозможен (рис.22).

Рис. 22. Зависимость нормы высева (теоретической) от массы 1000 шт. семян сои.

Таким образом, точная агротехнология – это веление времени и возможностей, и внедрение ее идет по всем составляющим.

Несколько слов о травмировании семян. Сегодня, в результате разработки и производства машин не травмирующих семена на всех этапах их подготовки от комбайна до сеялки, проблем с внедрением нетравмирующей технологии не существует. На рисунках 23-25 приведены схемы таких машин.

Рис. 23. Щадящая нория Фадеева.

Рис. 24. Подборщик зерна Фадеева.

Рис. 25. Щадящий протравитель Фадеева.

Итак, точная агротехнология – это технология будущего внедряемая сегодня.