Одним из основных условий получения высоких урожаев риса является формирование агроценоза с оптимальной густотой стояния растений, которая определяется посевными качествами и полевой всхожестью семян, а также выживаемостью растений к уборке. Все эти параметры находятся в тесной взаимосвязи. Так, низкие посевные качества семян могут обеспечить высокую их полевую всхожесть. В этом случае для получения достаточного числа растений на единице посевной площади необходимо повысить норму высева или стимулировать прорастание семян. Однако в случае получения чрезмерного количества растений на единице площади часть из них погибает как из-за плохого стартового развития, так и вследствие недостатка элементов питания и света. То есть механизм выживаемости приводит густоту стояния растений в соответствие с обеспеченностью абиотическими факторами среды.
Наличие семян с высокими посевными качествами является одним из основных условий, определяющих урожайность зерна риса. Такие семена обеспечивают получение дружных жизнеспособных всходов, способных хорошо преодолевать слой воды и отличающихся большей устойчивостью к неблагоприятным факторам внешней среды. Образовавшиеся проростки имеют лучшие стартовые условия для роста и развития и при прочих равных обстоятельствах такие посевы отличаются более высокой урожайностью, нежели использование семян более низкого качества.
Наиболее ответственным в онтогенезе растений является этап, охватывающий период прорастания семян и формирования всходов. Это своего рода стартовые процессы со сложным и интенсивным метаболизмом, определяющие становление растений и темпы их дальнейшего развития. С практической точки зрения с ними связана полевая всхожесть, интенсивность кущения и, в конечном итоге, зерновая продуктивность растений. В этот период, не имея специализированных систем автотрофного питания, организм растения менее всего устойчив к воздействию неблагоприятных факторов внешней среды.
Посевные качества семян характеризуются комплексом показателей, в первую очередь энергией, дружностью и скоростью прорастания, а также всхожестью семян. Перечисленные параметры определяются рядом факторов: биологическими особенностями сорта, условиями выращивания материнских растений и хранения семян.
В таблице 67 представлены полученные нами данные, показывающие зависимость энергии прорастания и лабораторной всхожести от режима орошения.
Как видно из этой таблицы, при увлажнении семян сорта Лиман энергия прорастания составила 92,0 %, всхожесть — 98,0 %, между тем как у Лидера при тех же условиях 88,0 и 95,0 % соответственно; с созданием постоянного затопления (2 см слоя воды) энергия прорастания заметно снизилась — на 13 %, лабораторная всхожесть — на 8,2 % у сорта Лиман, а у Лидера - на 31,8 и 28,4 % соответственно.
По лабораторной всхожести изучаемые сорта риса относятся к I классу. Качество посевного материала, кроме всхожести и энергии прорастания, более тесно связано с силой роста семян, характеризующей способность семян к прорастанию и преодолению слоя почвы, а также интенсивностью роста ростков и корешков.
Представленные в таблице 67 данные показывают, что при увлажнении семян формируются проростки с более короткими ростками и длинными корешками, большей массой. В условиях постоянного затопления наблюдается обратный процесс, при котором формируются проростки с длинными ростками и очень короткими корешками, меньшей массой.
Так, в условиях увлажнения длина ростка составила у сорта Лиман 1,8 см, корешка — 6,2 см. У Лидера она составила 2,1 и 5,3 см соответственно. Длина ростка при затоплении, в сравнении с увлажнительным поливом больше на 127,8% (в 2,3 раза) у сорта Лиман и на 90,5 % (в 1,9 раза) у Лидера, а длина корешка меньше на 64,5 (2,8) и 73,6 % (в 3,8 раза) соответственно. Однако следует отметить, что различия в длине ростка при затоплении в сравнении с общим средним значением не существенны (HCP05 = 0,54).
Длина корешка при увлажнительном поливе достоверно превышала ее значение при затоплении на 4,4 см (в 4,1 раза) при HCP05 — 0,72 см, а длина ростков больше при затоплении на 2,1 см (в 2,1 раза) при HCP05 = 0,38 см. Были отмечены достоверные различия по сухой массе корешка (HCP05 = 8,34) и ростка (HCP05 = 17,88) между вариантами опыта и общим средним значением.
Достоверные различия по этому показателю обнаруживаются и в зависимости от водного режима. При этом сухая масса как корешков, так и ростков была больше при проведении увлажнительного полива на 78,2 (27,1 раза) и 34,3 мг (1,8 раза) при HCP05 = 5,90 и 12,63 мг соответственно. Однако достоверные различия в зависимости от генотипов сортов отмечены лишь по сухой массе ростков.
Сравнительная оценка величины рассматриваемых показателей свидетельствует о том, что семена сорта Лиман более интенсивно прорастают в условиях затопления, формируя при этом ростки и корешки, имеющие большую длину и сухую массу, чем Лидер. Кроме того, первый сорт риса, обладая высокой силой роста, лучше выдерживал, преодолевал слой воды и дал более дружные всходы в условиях затопления, чем последний сорт. Однако следует отметить, что сорт Лидер не уступает сорту Лиман по значению этих показателей в условиях увлажнения.
Внесение возрастающих доз азотного удобрения привело к значительному снижению значения рассматриваемых показателей в условиях как увлажнительного полива, так и затопления (таблица 68).
Как видно из данных этой таблицы, при проращивании семян сорта Лиман с поливом без внесения удобрения из 50 высеянных семян всходили 44,1. При этом энергия прорастания составила 88,2%. Создание затопления способствовало уменьшению количества проросших семян на 27,8 шт., энергии прорастания до 52,0 % у сорта Лиман, а у Лидера - на 23,1 шт. и 46,2% соответственно, в сравнении с их значением в условиях увлажнительного полива (33,8 шт. и 67,6 %). Был отмечен значительный эффект от взаимодействия факторов А х С по отношению к всхожести семян.
По мере повышения дозы азотного удобрения от 60 до 100 кг/га количество проросших семян и, следовательно, энергия прорастания уменьшились на 4,3—11,4 шт., или 12,2—26,4 % у сорта Лиман при затоплении и на 11,0—29,6 шт., или 22,0—51,2 % - при увлажнительном поливе. У Лидера значение этих показателей при тех же условиях сократилось на 3,2-6,2 шт., или 6,4—12,4 % и 8,5—18,3 шт., или 17,0—54,1 % соответственно.
Энергия прорастания семян при увлажнительном поливе выше по отношению к затоплению на 27,2—52,0 % у сорта Лиман и на 22,0—46,2 % у Лидера.
Сравнение величины этого показателя у исследуемых сортов показывает, что энергия прорастания у сорта Лиман больше, чем у Лидера, на 10,0-14,8% в условиях увлажнительного полива и на 6,0-20,6% в условиях затопления.
Аналогичная закономерность воздействия рассматриваемых водных режимов отмечена и применительно к всхожести семян. Так, при условиях увлажнительного полива без применения удобрения 48,5 шт. семян сорта Лиман взошли через семь дней после посева, что соответствует 97,0% всхожести. У Лидера были зафиксированы, соответственно, 41,5 шт. и 90,6%. Создание затопления привело к уменьшению числа всхожих семян на 13,1 шт., или 15,8 %, у сорта Лиман и на 14,5 шт., или 29,0 %, у Лидера соответственно.
Применение азотного удобрения привело к значительному снижению количества проросших семян, а следовательно, и всхожести семян в сравнении с контролем. Причем, чем выше уровень азотного питания, тем ниже величина этих показателей.
Так, внесение возрастающих доз азотного удобрения в указанных пределах вызывало снижение значения этих показателей в среднем на 4,6—10,6 шт, и 12,0—27,7% (HCP05 = 1,24 шт.) соответственно. Все варианты опыта, кроме N60 при затоплении у сорта Лиман, N60 и N80 при поливе — у Лидера (HCP05 = 2,49 шт.), существенно отличались по этим показателям от общего среднего значения.
Количество проросших семян у сорта Лиман в условиях увлажнительного полива, относительно постоянного затопления больше на 11,5 шт., что соответствует всхожести 43,1 %. При этом отмечаются достоверные различия по количеству проросших семян в зависимости от режима орошения при HCP05 — 0,88 шт.
Максимальное значение этих показателей отмечено у сорта Лиман и превышало их значение у Лидера на 9,7 шт. (35,1 %), что показывает существенность различий по генотипам сортов при НСР05 = 0,88 шт.
Анализ полученных данных показывает, что увлажнительный полив положительно воздействует на энергию прорастания и всхожесть, повышая их значение. Это объясняется тем, что при этом режиме орошения складываются более благоприятные условия для свободного доступа кислорода к семенам, нежели при затоплении. Наибольшее их значение отмечено при проращивании семян без применения удобрения, а при его внесении чем ниже дозы этого питания, тем больше их величина. Это можно объяснить тем, что в этот период зародыши питаются за счет питательных веществ, запасенных в эндосперме семян, и не усваивают внесенных в среде удобрений. При этом снижаются темпы физиологических процессов, протекающих в семенах, и, следовательно, замедляются темпы их прорастания (рисунок 29), а при высоких дозах азотного удобрения создается токсическая концентрация в среде, что вызывает гибель зародыша.
Как видно на рисунке 29, прорастание семян изучаемых сортов в условиях затопления отставало на 3—4 дня в зависимости от дозы азотного удобрения. При дозе азотного удобрения N60 и N80 или без его внесения ростки начали появляться на 3-й день после посева, а при дозе N100 - на 4-й день, причем, чем больше доза азотного удобрения, тем ниже количество сформировавшихся ростков. При этом 4,8—14,0 % (2,4-7,0 шт.) высеянных семян прорастали на 3-й день у сорта Лиман, а у Лидера — лишь 1,6-6,4 % (0,8-3,2 шт.).
В варианте без внесения удобрения 32,6 % (16,3 шт.) высеянных семян риса сорта Лиман всходили на 4-й день, а с повышением дозы азотного удобрения до 100 кг/га количество сформировавшихся ростков еще снизилось на 9,8 % (4,9 шт.), а у сорта Лидер — на 21,4 (10,7) и 9,0 % (4,5 шт.) соответственно. Количество всхожих семян у сорта Лиман на 5-й день в варианте без удобрения достигло 28,5 шт., что соответствует 57,0 % всхожести, а у Лидера — 17,9 шт., или 35,8 %.
По мере повышения дозы азотного удобрения до 100 кг/га их число снизилось до 13,5 шт., или 27,0%, у сорта Лиман и на 17,9 шт., или 35,8%, и 9,8 шт., или 19,6%, соответственно — у сорта Лидер. Количество ростков достигло максимума уже на 7-й день, что составило 27,6 шт., или 55,2 %, в варианте N100, 35,6 шт., или 71,2%, — N0 у сорта Лиман и 17,9 шт., или 35,8 % и 27,5 шт., или 55,0%, высеянных семян соответственно были зарегистрированы у Лидера.
Аналогичная закономерность изменения числа проросших семян под воздействием уровня азотного питания была отмечена при увлажнительном поливе, как и при затоплении. Однако ростки появились быстрее, чем в условиях затопления. Так, в контрольном варианте (No) 7,5 шт. ростков, или 15,0% из числа высеянных семян, появились в день после посева, а в варианте N60 - 2,9 шт., или 5,8%, у сорта Лиман.
В вариантах N80 и N100 ростки начали появляться лишь на 2-й день. По мере увеличения дозы удобрения от N0 до N100 1,4-16,4 шт., или 2,8—32,8% посеянных семян всходили на 2-й день, тогда как при затоплении лишь 4,8— 14 % ростков сформировались на 3-й день после посева. В тех же условиях прорастания при посеве 50 шт. семян в вариантах от N0 до N80 1,4-3,5 шт., или 2,8-7,0%, (на 1-й день), 2,7—11,7 шт., или 5,4-23,4 %, (на 2-й день) посеянных семян сорта Лидер появились, а при затоплении -лишь 1,6-6,4 % на 3-й день.
Дружность всходов у риса сорта Лиман в сравнении с сортом Лидер на протяжении периода наблюдения были выше в 1,1-3,0 раза, а по скорости — на 1,0-2,0 шт/день. Независимо от дозы азотного удобрения темпы прорастания в условиях увлажнительного полива по отношению к затоплению выше в 1,4-4,3 раза у сорта Лиман и в 1,5-8 раза - у Лидера. При этом скорость прорастания больше на 1,3-1,5 шт/день и 1,3-2,0 шт/день соответственно. Такая широкая разница по скорости прорастания семян сорта Лидер при затоплении и увлажнении свидетельствует о том, что этот сорт хуже реагирует на затопление и лучше на увлажнительный полив, хотя его способность преодолеть слой воды высока.
Оказывая существенное влияние на интенсивность прорастания и всхожесть семян риса изучаемых сортов, режим орошения и уровень азотного питания сказываются и на дальнейшем росте проростков (таблицы 69 и 70).
Результаты, представленные в таблице 69, показывают, что внесение возрастающей дозы азотного удобрения привело к угнетению роста и развития корней у проростков изучаемых сортов риса.
В зависимости от дозы азотного удобрения длина корней снижалась в среднем на 2,1-4,0 см (18,3-34,8%) при ее значении на контроле 11,5 см (НСР05 = 0,39 см). Что касается частных различий вариантов по этому показателю, то отсутствуют достоверные различия между ее общим средним значением и вариантами опыта N80 У обоих сортов, а также N60 У сорта Лиман при затоплении и N80 при увлажнительном поливе у Лидера (НСР05 = 0,73).
Достоверное изменение длины корней отмечается под воздействием режима орошения и генотипических особенностей сортов. Значение этого показателя у проростков, выросших в условиях постоянного затопления, превосходит ее значение у выращиваемых в условия увлажнительного полива в среднем на 1,7 см, или 16,8% (HCP05 = 0,27 см). Длина корней у проростков сорта Лиман в сравнении с Лидером больше на 0,5 см, или 5,3 % (HCP05 = 0,27 см).
Были выявлены существенные эффекты от взаимодействия факторов AxB (HCP05 = 0,027 см), А х С и В х С (HCP05 = 0,39 см) по отношению к этому признаку.
Количество и сухая масса корней дали ту же картину зависимости от дозы азотного удобрения, режима орошения и генотипических особенностей сортов, что и длина. В зависимости от дозы азота количество корней снизилось в среднем на 0,4-1,6 шт., или 6,8—27,1% (HCP05 — 0,18 шт.), а сухая масса на — 0,7-2,1 мг или 17,9—53,8% (HCP05 — 0,22 мг). Причем, значения этих показателей относительно выше в условиях затопления на 0,5 шт., или 9,3% (HCP05 0,14 шт.) и 2 мг, или 71,4 % (HCP05 = 14 мг) соответственно с наибольшими значениями отмеченными у сорта Лидер. Отмеченное явление при затоплении показывает, что, хотя высокая доза азотного удобрения замедляет интенсивность нарастания сухой масса у проростков риса, при внесении оптимальной дозы этого удобрения интенсивность этого процесса может стабильно усиливаться.
Эффекты взаимодействия факторов В х С и А х В х С (HCP05 — 0,22 мг) относительно сухой массы были существенными.
Подобная закономерность роста надземных органов отмечена при внесении возрастающих доз азотного удобрения (таблица 70). Так, при повышении дозы азотного удобрения в изучаемых пределах, наблюдается тенденция снижения высоты проростков риса и количества их листьев в сравнении с контролем. При этом их значение достоверно снижалось в среднем на 2,8-8,3 см (12,6—37,2%) и 0,2-0,7 шт. (9,1—31,8%) при HCP05 = 0,20 и 0,10 шт. соответственно. Внесение азотного удобрения в дозе 60 кг/га способствовало увеличению значения сухой массы надземных органов в среднем на 0,1 мг (1,0 %) в сравнении с контролем. По мере повышения дозы этого удобрения до 80—100 кг д.в./га ее значение еще снижалось - на 1,7-3,7 мг (16,5—36,9%) при HCP05 = 0,45 мг. Отмеченное явление, очевидно, связано с тем, что проростки еще питаются за счет запаса питательных веществ в эндосперме, так как их корневая система недостаточно развита для усваивания элементов питания из внешней среды. В связи с этим, внесенное удобрение токсично действует на них, тем самым угнетая их рост.
Достоверность различий по рассматриваемым показателям у проростков не наблюдается между общими средними значениями и их величиной в вариантах опыта N60 и N80 при затоплении (HCP05 = 0,41 см) по отношению к высоте, а также во втором варианте и N 100 при увлажнительном поливе относительно количества листьев (HCP05 = 0,20 шт.) к сухой массе (HCP05 = 0,90 мг) соответственно у обоих сортов, включая N80 по отношению к последнему признаку при затоплении у сорта Лиман.
Выяснено, что высота проростков исследуемых сортов риса, выросших в условиях увлажнительного полива в сравнении с затоплением больше в среднем на 7,0 см (48,3%) при HCP05 = 0,14 см, а количество листьев — на 0,5 шт. (31,3 %) при HCP05 = 0,10 шт. Сухая масса надземных органов больше при увлажнительном поливе относительно постоянного на 4,5 мг (67,2%) при HCP05 = 0,33. Здесь четко выражается сортовая реакция по отношению к режиму орошения.
При сопоставлении значения рассматриваемых признаков у исследуемых сортов было отмечено, что высота проростков у сорта Лидер больше на 3,2 см (19,5 %) при HCP05 = 0,14 см, а количество листьев и сухая масса надземных органов больше у проростков сорта Лиман на 0,1 шт. (5,6 %) и 1,1 мг (13,1 %) при HCP05 = 0,08 шт. и 0,33 мг соответственно.
Эффекты взаимодействия факторов AxB (HCP05 = 0,14 см), А х С и В х С (HCP05 = 0,20 см) по отношению к высоте проростков, AxB (HCP05 = 0,08 шт.) и В х С — количество листьев (HCP05 = 0,10 шт.), AxB (HCP05 — 0,33 мг), АхС и АхВхС (HCP05 = 0,45 мг) по отношению к сухой массы надземных органов значимы.
Исходя из анализа этих показателей, следует отметить, что при проращивании семян исследуемых сортов с использованием затопления у проростков формировались более длинные корни в большем количестве, а в условиях увлажнительного полива у них было получено наибольшее значение всех рассматриваемых показателей надземных органов.
Несомненный интерес представляет проведение сравнительной оценки закономерности изменения корней и надземных органов в период прорастания семян и в фазу всходов. В период прорастания семян формируются более короткие корешки и длинные ростки при затоплении в сравнении с увлажнительным поливом, а к фазе всходов интенсивность удлинения корней значительно опережает рост стеблей. От периода прорастания семян до фазы всходов длина корней увеличилась в 7,3—8,0 раз в условиях затопления, между тем как в условиях увлажнительного полива — лишь в 1,8—2,0 раза.
Что касается длины ростков, в интервале этих периодов она увеличилась в 1,6—2,1 раза при затоплении и в 1,4—1,8 раза при увлажнительном поливе. Это свидетельствует о том, что в интервале этих периодов корни и стебли более интенсивно удлиняются при затоплении, увлажнительном поливе, хотя их длина больше при втором водном режиме.
Причем, процесс удлинения корней более интенсивно протекает по отношению к стеблю. Кроме того отмечено, что при интенсивном протекании процесса роста надземных органов у проростков изучаемых сортов риса интенсивность удлинения и увеличения количества корней замедляется и наоборот (рисунок 30).
Степень воздействия факторов на отдельные показатели роста проростков растений риса исследуемых сортов различна. Методом трехфакторного дисперсионного анализа установлено, что доля влияния генотипов сортов в формировании рассматриваемых показателей роста и развития у проростков изменяется в пределах 1,0—20,0%, режима орошения — 11,5—57,2%, удобрения — 27,5—65,6%, а остальных факторов — 0,3—22,2%. При этом азотное удобрение оказало решающее влияние (54,0—65,6%) на них.
Таким образом, внесение высокой дозы азотного удобрения и создание постоянного затопления вызывало снижение интенсивности прорастания и всхожести семян исследуемых сортов риса и отрицательно сказывалось на становлении и дальнейшем росте проростков.
- Влияние режима орошения на динамику окислительно-восстановительного потенциала в почве
- Динамика фосфора и калия в почве в зависимости от режима орошения
- Влияние режима орошения и дозы азотного удобрения на содержание форм азота в почве
- Влияние режима орошения и дозы азотного удобрения на оросительную норму
- Особенности режима орошения и внесения азотных удобрений
- Урожайность риса при выращивании после различных предшественников
- Урожайность риса в зависимости от способа выращивания промежуточных культур
- Технологическое качество зерна изучаемых сортов риса
- Элементы структуры урожайности растений риса
- Засоренность посевов риса в зависимости от предшественника