Точная агротехнология будущего начинается сегодня (сильные семена)

Точная агротехнология будущего начинается сегодня (сильные семена).

 

Весь предыдущий материал по точной агротехнологии был прелюдией к тому, что будет изложено в данной статье. По той причине, что внедряемая намищадящая  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 др. в книге «О сельском хозяйстве» приводит слова римского писателя – эрудита Плиния, который в Iвеке 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 величиныи 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 потенциала, 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, регулировании 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

 Распределение плотности различных составляющих зерна пшеницы

Рис.1. Распределение плотности различных составляющих зерна пшеницы

высокая энергия прорастания обеспечивается как раз протеином и крахмалом после расщепления их ферментами на простые вещества в процессе прорастания.

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.






Принцип взаимодействия зерна с решетами Фадеева

Рис.2. Принцип взаимодействия зерна с решетами Фадеева.

Масса 1000 шт. семян ячменя и натура при равных значениях энергии прорастания (96%) семян различных фракций, откалиброванных по толщине

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

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.

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.

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

Таблица №1.

№ фракции

Масса 1000 шт. семян (г)

Посевная норма в шт.кг/га

I

59,7

4 млн./240

II

49,7

4 млн./200

III

42,4

4 млн./170

IV

34,16

4 млн./137

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.

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

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

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%.

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

Зависимость энергии прорастания равных по размеру семян от их плотност

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).

Характерные размеры зерновки

 Принцип взаимодействия зерна и решета новой геометрии.

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.


 

I фракция (ø 10)

I фракция (ø 10)

округлые семена

плоские семена

Энергия прорастания

98%

Энергия прорастания

98%

Масса 1000 шт.семян

376,4 г

Масса 1000 шт.семян

337,7 г

Посевная норма (80 000 шт./га)

30,1 кг

Посевная норма (80 000 шт./га)

27 кг

Рис.8

 

II фракция (ø 9)

II фракция (ø 9)

округлые семена

плоские семена

Энергия прорастания

98%

Энергия прорастания

98%

Масса 1000 шт.семян

325,4 г

Масса 1000 шт.семян

288,2 г

Посевная норма (80 000 шт./га)

26 кг

Посевная норма (80 000 шт./га)

23 кг

Рис.9

 

III фракция (ø 8)

III фракция (ø 8)

округлые семена

плоские семена

Энергия прорастания

98%

Энергия прорастания

98%

Масса 1000 шт.семян

254,6 г

Масса 1000 шт.семян

228,8 г

Посевная норма (80 000 шт./га)

20,4 кг

Посевная норма (80 000 шт./га)

18,3 кг

Рис.10


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

Зависимость посевной нормы (кг) (80 000 шт./га) от формы семян кукурузы (округлые и плоские)

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

Рис.12. Зависимость посевной нормы (кг) (80 000 шт./га) от формы семян кукурузы (округлые и плоские).

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

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

Таблица №2.

Фракция

Посевная норма 80 тыс.шт.кг/га

I ø10

округлые

30,1

плоские

27

II ø9

округлые

26

плоские

23

III ø8

округлые

20,4

плоские

18,3

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

Калибровка семян подсолнечника по выполненности на решетах Фадеева

Сравнение ширины и толщины подсолнечника

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

Рис.15. Сравнение ширины и толщины подсолнечника.

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.

Норма высева подсолнечника (50 тыс.шт./га) при разной массе 1000 шт. семян

Рис.16. Норма высева подсолнечника (50 тыс.шт./га) при разной массе 1000 шт. семян.

Послепофракционной 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»

№ фракции

Посевная норма 50 тыс.шт.кг/га

I

3,2

II

2,9

III

2,5

IV

2,1

 

 

Принцип взаимодействия сои с решетами новой геометрии

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

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).

Вообще, о необходимости калибровки семян сои необходимо сказать особо.







Зависимость полевой всхожести и количества стояний растений сои от крупности семян

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

Применительно к сое ряд авторов доказывают большую продуктивность сои выращенной из крупных семян (Волошина Р.Ф., 1973 г.; Лукьяненко П.П., 1965 г.; Чехов И.К., 1979 г. и др.).

Количество клубеньков на корнях растений сои в зависимости от крупности семян

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

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).

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).

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

Зависимость урожайности от крупности семян сои

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

 (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.

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










Семена сои

Рис.21.Семена сои.

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

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

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

фракции

Масса 1000 шт. семян (г)

Норма высева кг/га

I

200

120

II

175

105

III

150

90

Таким образом, точная агротехнология – это веление времении 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 рисунке 23 -25 приведены схемы таких машин.

Щадящая нория Фадеева

Щадящая нория Фадеева

Щадящая нория Фадеева

Подборщик зерна Фадеева

Щадящий протравливатель Фадеева

Рис.24. Подборщик зерна Фадеева (ПЗФ).

Рис.25. Щадящий протравливатель Фадеева.

Рис.23. Щадящая нория Фадеева.

 



















Итак, точная агротехнология – это технология будущего, внедряемая сегодня.

 

С уважением, к.т.н. доцент  Фадеев Л.В.



26.09.2017