Основы формирования продуктивности и качества семян ярового рапса в лесостепи ЦЧР (10.08.2009)

Автор: Никонова Галина Николаевна

7. Дать биоэнергетическую оценку возделывания ярового рапса на семена в условиях лесостепи Центрального Черноземья.

Научная новизна результатов исследований. Разработаны основы формирования семенной продуктивности растений ярового рапса с учетом использования генетического потенциала растений и климатических условий района его возделывания, имеющие теоретическое и практическое значение в биологическом земледелии.

Впервые определены критерии адаптивной приспособленности ярового рапса (Ко = 4,3-88,9 г/м2), которые обусловлены компенсаторными эффектами за счет массы 1000 шт. семян (Кm = 3,9-163,8%) и числа стручков на растении (Кv = 9,2-202,3%), что позволяет количественно оценить взаимосвязи между компонентами структуры урожая.

Установлена высокая степень изменчивости сортов ярового рапса по основным морфологическим и биологическим признакам. Выявлена высокая положительная корреляционная зависимость между величиной урожайности ярового рапса и числом стручков на нём (r = 0,951±0,021). Установлена тесная корреляционная связь между продолжительностью общей вегетации и длительностью межфазных периодов онтогенеза рапса: "первый настоящий лист – бутонизация" (r = 0,714±0,019), "всходы – цветение" (r = 0,760±0,026), "цветение – зеленый стручок" (r = 0,787±0,030), "цветение – желто-зеленый стручок" (r = 0,699±0,025).

Проведен комплексный анализ сортов ярового рапса и выделены высокопродуктивные образцы, сочетающие скороспелость, высокую масличность, повышенное содержание незаменимых аминокислот и др. Дана характеристика безэруковых образцов ярового рапса различной скороспелости по содержанию жирных кислот. Установлена закономерность снижения олеиновой (в среднем с 63,3% до 60,5%) и повышения линоленовой (в среднем с 18,3% до 20,0%) кислот у средне- и позднеспелых образцов ярового рапса по сравнению с раннеспелыми.

Проанализирована видовая и пространственная структуры агрофитоценоза ярового рапса и проведена оценка зависимости выноса питательных элементов из почвы от видового состава сорных растений в посевах ярового рапса. Эти исследования расширяют и углубляют теоретические представления о конкуренции в агроэкосистемах и имеют практическое значение при программировании высоких урожаев и сортовой агротехники.

Установлено, что при выращивании ярового рапса на почвах, загрязненных свинцом и кадмием, в зеленой массе накапливается значительное количество данных элементов (3,2-3,9 мг/кг свинца и 0,42-0,50 мг/кг кадмия), а в семенах на порядок меньше (0,04-0,07 мг/кг кадмия и 0,36-0,40 мг/кг свинца), что позволяет использовать его в качестве фитомелиоранта.

Впервые в условиях лесостепи ЦЧР получены оригинальные данные по динамики биохимического состава семян ярового рапса различного происхождения в процессе длительного хранения. Установлена закономерность снижения основных технологических (уменьшение количества жира, белка; снижение йодного числа; увеличение кислотного числа и числа омыления) и посевных (снижение массы 1000 шт. семян, энергии прорастания и всхожести) качеств семян. Впервые показано изменение не только аминокислотного состава белка семян ярового рапса, но и количества свободных аминокислот, в процессе хранения, а также изменение содержания и соотношения жирных кислот масла. Полученные данные позволяют судить о хозяйственной и биологической долговечности семян ярового рапса.

Разработан самоочищающийся измельчитель для переработки растительного сырья, который может быть использован для предварительной подготовки масличного материала к извлечению масла (Пат. РФ № 69772, 2008).

Практическая значимость работы заключается в решении одной из важных проблем растениеводства – получения и сохранения высококачественных семян ярового рапса, используемых в различных отраслях народного хозяйства.

В результате исследований выделены высокопродуктивные сорта ярового рапса, сочетающие различные комплексы полезных признаков:

высокую урожайность с высоким содержанием жира и белка типа "00" (Kosa, Sedo, Sv 7515/6, Omega, Global, Line);

высокую урожайность с высоким содержанием жира и белка типа "+0" (Sv 71/6, Nilla, Шен-ли-цай);

высокое содержание жира и белка с высоким содержанием незаменимых аминокислот (Эввин, Шпат, Prota, Rucabo);

высокую урожайность с высоким содержанием жира, белка и суммы эссенциальных жирных кислот типа "00" (Kosa, Pura, Sedo, Regent, Duplo).

Установленные корреляционные зависимости между основными показателями архитектоники позволяют посредством усиления положительных корреляций и снижения степени отрицательных воздействий повысить семенную продуктивность растений ярового рапса.

Показано, что семена различных сортов, хранимые в благоприятных условиях в течение нескольких лет, могут быть использованы в качестве посевного материала. Семена сортов Золотонивский, Галант, Ратник, Мадригал и Аргумент имеют больший сортовой потенциал хранения, чем другие исследуемые образцы.

Возделывание ярового рапса высокоэруковых сортов на почвах с повышенным содержанием свинца и кадмия способствует не только удалению тяжелых металлов из корнеобитаемого слоя, но и получению технического масла для различных отраслей промышленности, что дает возможность эффективного использования загрязненных территорий.

Определена предельно допустимая степень засоренности посевов ярового рапса сорта Ратник (15 шт./м2 всходов сорняков), при которой не отмечается снижение продуктивности растений.

Выявленные морфо-биологические особенности онтогенеза растений ярового рапса представляют практический интерес для совершенствования исследовательской работы с данной культурой в области растениеводства и могут найти применение в учебном процессе в сельскохозяйственных профессиональных высших учебных заведениях.

Применение измельчителя оригинальной конструкции позволило повысить эффективность предварительной подготовки масличного материала, обеспечивая рост выхода масла до 2%, что подтверждено результатами внедрения на маслоперерабатывающем предприятии ООО «Усманьмасло».

Научные положения, сформулированные в диссертационной работе, подтверждены производственной проверкой в агропромышленных объединениях Липецкой области: ОАО «АПО "Аврора"» и ЗАО «Зерос».

Основные положения, выносимые на защиту:

Морфологические и агробиологические особенности онтогенеза ярового рапса, позволяющие выделить наиболее продуктивные сорта, характеризующиеся повышенными хозяйственно ценными признаками.

Расчет основных критериев приспособленности растений рапса к факторам среды, определяющий взаимосвязи между элементами структуры урожая и их вклад в формирование продуктивности.

Влияние длины вегетационного периода, погодных условий выращивания и сортовых особенностей на биохимический состав семян ярового рапса.

Оценка сегетального видового состава и степени засорения посевов ярового рапса, определяющая объём выноса питательных элементов из почвы.

Изменение биохимического состава семян ярового рапса в процессе старения определяет их посевные качества.

Личный вклад соискателя заключается в формулировании проблемы, постановке целей и задач работы, выборе методов исследования, выполнении экспериментальной части, обработке, обобщении и интерпретации полученных результатов, подготовке научных публикаций.

Апробация работы и публикация результатов исследований. Основные положения исследовательской работы докладывались:

на Международных конференциях: "Повышение эффективности агропромышленного производства в условиях современных форм хозяйствования" (Воронеж, 1995), "Научное обеспечение отрасли рапсосеяния и пути реализации биологического потенциала рапса" (Липецк, 2000), "Проблемы биологии, экологии и образования: история и современность" (Санкт-Петербург, 2006), "Современные проблемы популяционной экологии" (Белгород, 2006), "Проблемы технологического образования в школе и ВУЗе" (Москва, 2006), "Технолого-экономическое образование: проблемы, инновации, перспективы" (Тула, 2007), "Региональные проблемы устойчивого развития сельской местности" (Пенза, 2007), VII Международный симпозиум "Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования" (Пущино, 2007), "Технологическое образование в школе и ВУЗе: проблемы и перспективы" (Липецк, 2007), "Проблемы экологии и экологической безопасности Центрального Черноземья Российской Федерации" (Липецк, 2007), "Современное состояние, проблемы и перспективы региональных ботанических исследований" (Воронеж, 2008);

на Всероссийских конференциях: "Всероссийская школа молодых ученых и специалистов по актуальным вопросам теории и практики кормопроизводства" (Липецк, 1995), "История и развитие идей П.П. Семенова-Тян-Шанского в современной науке и практике школьного образования" (Липецк, 2002), "Проблемы экологии и экологической безопасности Центрального Черноземья Российской Федерации" (Липецк, 2006), "Актуальные проблемы естествознания" (Липецк, 2006), "Экологическое образование в целях устойчивого развития" (Самара, 2007), "Научное наследие Петра Петровича Семенова-Тян-Шанского и его роль в развитии современной науки" (Липецк, 2007), "Селекция и семеноводство сельскохозяйственных культур", (Пенза, 2008);

на Межрегиональных конференциях: Воронеж 1991, 1993, 1997, 1999, Мичуринск 2007;

на Региональных и межвузовских конференциях: Воронеж 1993, 1996, Липецк 2001, 2007, Курск 2006, 2007.

Общее количество научных публикаций – более 80 работ. Основные положения диссертации опубликованы в 66 научных работах, в том числе 9 в центральной печати, монографии «Агроэкологические и биохимические особенности ярового рапса», получен патент РФ на полезную модель.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 390 странице компьютерного текста, состоит из введения, семи глав, основных выводов, рекомендаций для производства и библиографического списка, включающего 528 наименований, в том числе 137 иностранных источников. Экспериментальные данные приведены в 96 таблицах, 77 рисунках и 30 приложениях.

Автор считает своей обязанностью и приятным долгом выразить искреннюю признательность за оказанную помощь и содействие в выполнении исследований сотрудникам лаборатории массовых анализов ФГОУ ВПО «ВГАУ им. К.Д. Глинки», а также сотрудникам ФГУ ЦАС «Липецкий».

СОДЕРЖАНИЕ И ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Экспериментальные исследования проводились в течение 1990-2006 гг. на полях опытной станции Воронежского госагроуниверситета, на кафедре технологий хранения и переработки растениеводческой продукции ФГОУ ВПО "ВГАУ им. К.Д. Глинки" по тематическому плану № 01.92.0008474 «Продуктивность ярового рапса и сохранность семян разных сортов в зависимости от уровня содержания и соотношения жирных кислот», а также в условиях Липецкой области на базах кафедр основ производственных технологий и ботаники ГОУ ВПО "ЛГПУ".


загрузка...