эксклюзив
Меняется ли физиологическое качество семян сои в зависимости от систем управления почвой и предуборочной десикации?
Для ответа на этот вопрос группа исследователей из Департамента растениеводства Школы сельского хозяйства Государственного университета Сан-Паулу, Бразилия, поставила эксперимент и опубликовала результаты в статье в журнале Agronomy 2023 на портале MDPI.
«Как известно, системы управления почвой напрямую вмешиваются во взаимоотношения между почвой и растениями. Тем не менее, по-прежнему мало исследований, оценивающих влияние разных систем долгосрочного управления на физиологическое качество семян сои. Другой малоизученной темой является влияние предуборочной десикации на физиологические качества семян сои, особенно на их всхожесть с течением времени. Таким образом, целью настоящего исследования стала оценка физиологического качества семян сои, возделываемых по традиционной и беспахотной системам обработки почвы с использованием и без использования десикантов, — пишут авторы. – Соя, будучи важной глобальной культурой, оказывает большое влияние на мировую экономику, поэтому любой фактор, препятствующий ее урожайности, актуален.
Системы управления почвой должны быть направлено на создание оптимальных условий, из них наиболее распространенными являются обычная обработка почвы и нулевая технология.
Традиционная система характеризуется переворачиванием почвы, как правило, на глубину 20–30 см для борьбы с сорняками и хорошей всхожести. Главный минус – риск эрозии. Нулевая, напротив, сохраняет органическое вещество и влагу, соответствует таким предписаниям как отсутствие переворачивания почвы, севооборот и покрытие мульчей или покровными культурами. Эта система способствует положительным изменениям физического, химического и биологического качества почвы, напрямую влияя на продуктивность сои. Тем не менее остается вопрос, есть ли разница в обработке почвы с точки зрения физиологических качеств семян сои?
Физиологическое качество приобретается на этапах развития семян и включает в себя приобретение всхожести, энергии и способности к хранению (долголетие), в период эмбриогенеза, налива зерна (созревание) и позднего созревания.
Физиологическая зрелость в общем характеризуется моментом, когда семя перестает получать питательные вещества от материнского растения.
Однако исследования показали, что для сои процесс приобретения физиологических качеств продолжается после того, как семя отсоединено от растения, что делает очевидной важность поздней фазы созревания для приобретения долговечности семян.
Помимо позднего процесса созревания семян сои для полного приобретения физиологических качеств, использование десикантов (предуборочной сушки) все еще распространено. Десикацию сои обычно проводят на стадиях R7.2 (растения с желтыми от 51% до 75% листьев и стручков) или R7.3 (растения с желтыми листьями и стручками более чем на 76% в поле).
Десикация дает преимущества, связанные со снижением влажности семян, однородностью созревания и, главным образом, сохранением физиологического качества семян, благодаря более короткому периоду выдержки в поле, сводя к минимуму необратимые повреждения от порчи влагой, болезнями и вредителями.
При этом, есть мнение, что использование десикантов может снизить качество семян сои. В дополнение к этому фактору до сих пор неизвестно, влияет ли система управления почвой на реакцию семян сои во время десикации.
Таким образом, гипотеза исследования заключается в том, что более низкая температурная амплитуда почвы, лучшее сохранение влаги в почве и круговорот питательных веществ, обеспечиваемые покровом почвы и севооборотом в системе нулевой обработки почвы, являются менее стрессовыми для растений и способствуют лучшему поглощению питательных веществ, тем самым улучшая физиологические качества семян даже при десикации.
Поэтому целью настоящего исследования было оценить физиологическое качество семян сои, полученных на полях с традиционной и нулевой системами обработки почвы, с использованием десикантов и без.
Полевой опыт был поставлен на экспериментальной ферме, расположенной в Ботукату, штат Пенсильвания, Бразилия. В исследовании использовались семена, выращенные на многолетнем экспериментальном поле, где были участки с обычным и нулевым управлением. На нулевых участках почва не подвергалась нарушению с 1985 года.
Опыт проводили в рандомизированной блочной схеме, по схеме разделенных делянок, в четырехкратной повторности. Участки (50 м × 9 м) состояли из двух подучастков (25 м × 9 м), на каждом из которых использовалась своя система управления почвой: обычная или нулевая обработка. Подучастки также дополнительно разделили на два – один с десикаций, другой без применения влагопоглотителя.
Опыт проводили в течение сезонов 2018/19 (первый сезон) и 2019/20 (второй сезон) сезонов на сое сорта ТМГ 7062.
Для посева выбрали расстояние между рядами в 0,45 м с целью получения густоты 300 тыс. растений на гектар.
Семена были обработаны фунгицидом карбоксин + тирам, инсектицидом тиаметоксам, инокулянтом Bradyrhizobium sp., микроудобрениями с молибденом и кобальтом.
Посевная подкормка проведена с 60 кг на гектар K 2 O и 60 кг на гектар P 2 O 5 (хлористый калий и простой суперфосфат соответственно). В оба сезона сою выращивали последовательно с сорго, которое поставляло солому для покрытия почвы.
Фитосанитарная обработка сои включала борьбу с сорняками с применением гербицида глифосата (1,8 кг а.и. на гектар) в сочетании с гербицидом сетоксидимом (1,25 кг а.и. на гектар).
Фунгициды пираклостробин + эпоксиконазол (0,08 + 0,03 кг а.и. на гектар соответственно) и азоксистробин + ципроконазол (0,06 + 0,024 кг а.и. на га соответственно), инсектициды тиаметоксам + лямбда-цигалотрин (0,028 + 0,21 кг а.и. на гектар) применялись профилактически.
Предуборочную десикацию проводили гербицидом паракват (0,4 кг а.и. на гектар; 200 л на гектар, исходя из объема опрыскивания) на стадии R7.3, когда большинство семян имело желтоватую оболочку, блестящую поверхность и уже отсоединились от стручка. Более 76% листьев и стручков растений в поле были желтыми. Внесение влагопоглотителя десиканта осуществлялось с плоскоструйными наконечниками в безветренную погоду и при температуре воздуха 20 °C.
При сборе урожая семена имели сухой вид и содержание воды ниже 15%. Семена хранили в холодильной камере (10 °C и относительная влажность 40%) в течение 15 дней для стабилизации содержания воды, а затем проводили анализ.
Следует отметить, что энергия, или сила, семян представляет собой совокупность свойств, определяющих активность и продуктивность партий семян с приемлемой всхожестью в широком диапазоне условий окружающей среды. Долговечность семян является характеристикой, которая влияет на коммерциализацию партий, учитывая, что низкая долговечность связана с потерей силы и жизнеспособности.
Результаты данного исследования показали, что применение десиканта повлияло на процесс приобретения силы и долговечности семян сои. Кроме того, можно было наблюдать, что такие факторы, как система управления почвой, могут быть связаны с моментом и процессом приобретения качества семян.
Что касается долговечности, параметра, который продолжает приобретаться до последней стадии созревания семян, это исследование показало, что десикант, ускоряя процесс созревания семян, ухудшает полное приобретение этой характеристики.
При этом на долговечность семян, в дополнение к десикантному фактору, влияли системы управления почвой. Так, нулевая обработка способствовала самому продолжительному периоду хранения. Такие результаты могут быть связаны с содержанием питательных веществ в семенах, так как во втором сезоне наблюдалась положительная корреляция с азотом, фосфором и медью.
Азот воздействует на рост растений, на образование аминокислот, белков, ферментов и на молекулу хлорофилла, а его дефицит в семенах может негативно сказаться на содержании белка, приводя к потере качества, поскольку белки в семенах действуют как резервные вещества и как катализаторы химических реакций.
Фосфор выполняет фундаментальные функции, а семена с более высоким содержанием фосфора имеют высокую начальную энергию для метаболической активности проростков; следовательно, у них лучше физиологическое качество для продуктивности в поле, делая растение менее зависимым от существующего уровня этого элемента в почве.
Медь, со своей стороны, участвует в важных физиологических процессах в качестве структурно-метаболического компонента, так как действует в составе белков, участвующих в окислительно-восстановительных реакциях, в синтезе углеводов и в качестве кофактора ферментов, которые участвуют в синтезе лигнина для формирования клеточной стенки и защиты от окислительного стресса благодаря наличию активных форм кислорода. Таким образом, чем выше содержание меди (без токсичности), тем дольше продолжительность жизни семени.
Вывод. В системе нулевого земледелия происходит активное накопление питательных веществ N, P и Cu в семенах, что способствует большей долговечности. Благодаря усиленному синтезу белка, входящего в состав ДНК и РНК, семена получают запас упомянутых веществ впрок для метаболических процессов и защиту от окислительного стресса в процессе хранения.
С другой стороны, семена с традиционных участков показали большую энергию роста, если оценивать их по количеству первых всходов, сухой массе и длине проростков. При этом значения времени до достижения 50% всхожести и длины проростков были выше на 24,39 % и 24,77 % соответственно по сравнению с семенами, выращенными на участках нулевой обработки.
В целом, реакция на применение десиканта варьируется в зависимости от системы управления почвой. На традиционных участках качество семян лучше без десикантов, в то время как в системе нулевой обработки внесение осушителя способствует всхожести семян сои».
По статье группы авторов (Густаво Феррейра да Силва, Лариса Чамма, Бруно Сезар Оттобони Луперини, Принсилла Памела Нуньес Чавес, Хулиано Карлос Калонего, Жоао НакагаваиЭдвальдо Апаресидо Амарал да Силва), опубликованной на портале www.mdpi.com.