Биотехнология производства сортовых семян

В статье описан передовой опыт производства оригинальных семян с применением биотехнологий.

Применяя бактериальные и грибковые препараты можно значительно снизить инфицированность сортовых семян и тем самым снизить нормы высева семян различных полевых культур.
Эффективным фактором получения высоких урожаев полевых культур является применение высококачественных семян. Данные научно-исследовательских учреждений и практика передовых хозяйств свидетельствует о том, что при одинаковых условиях агротехники посев отборными семенами обеспечивает прирост урожая на 20-30% и получение более качественной продукции.
Любой хорошо отселектированный сорт стойко сохраняет свои наследственные качества в ряде поколений. Но в процессе размножения и производственного использования постепенно снижаются хозяйственно-биологические признаки, свойственные данному сорту, и он ухудшается. Они вызваны механическим засорением и переопылением с другими сортами, расщеплением, появлением мутаций, увеличением заболеваемости растений.

По мере появления новых рас возбудителей болезней сорт, устойчивый к прежним расам, становится восприимчивым к вновь появившимся. По этим причинам сорт перестает быть однородным и превращается в пеструю популяцию, сорт постепенно ухудшается и вырождается. Без правильного ведения первичного семеноводства нельзя сохранять и поддерживать длительное время сортовые и посевные качества семян [2].
Кроме того отмечено, что выращивая семенные посевы на высоком агрофоне, а затем высевая эти семена на товарных посевах, можно ежегодно использовать эффект положительных модификаций в виде прибавки урожая 0,2-0,3 т/га. Однако при сегодняшних ценах на удобрения применение их в больших дозах, особенно в наших засушливых условиях, экономически нецелесообразно.

Больший эффект дают биотехнологии, что применяются в ООО «Камышинское ОПХ».
ООО «Камышинское ОПХ» Волгоградской области расположено на территории бывшей Камышинской Госселекстанции в зоне рискованного земледелия, почвы каштановые, характеризуются сравнительно маломощным пахотным слоем и уплотненным подпахотным горизонтом, с содержанием гумуса 1,0-2,2%. Поглощенного натрия содержится от 5 до 10%, что вызывает повышенную распыленность, слабую агрегатность почвы и неблагоприятный, в связи с этим, водно-воздушный и питательный режимы. Температура воздуха сильно колеблется по периодам года.

В отдельные дни летом температура воздуха может повышаться до + 39-45ºС, а в холодные суровые зимы опускается до -27-36ºС. Сумма активных температур (выше +10ºС) составляет 3000ºС. Среднемноголетнее количество осадков составляет 320-350 мм. Число суховейных дней средней интенсивности достигает 20-25 [1].
Биотехнология производства семян различных полевых культур заключается в применении различных видов микробов, которые за счет активизации усвоения ризосферной микрофлорой азота воздуха, расщепления труднодоступных почвенных соединений макро– и микроэлементов в легкодоступные для растений формы, выделения природных антибиотиков и стимуляторов роста позволяют достичь сбалансированного питания в каждую фазу развития растений, а также надежную защиту от патогенов [5].
Применяют следующие биопрепараты по методике Котлярова В.В. Куб ГАУ [4]:
- Pseudomonas fluorescens – бактериальный препарат, проявляет явные фунгицидные свойства. Бактерии способны подавлять развитие патогенного начала и сохраняют жизнеспособность, как в прикорневой зоне, так и на листовой поверхности. Выделяют специфические вещества, которые нарушают жизнедеятельность патогенных микроорганизмов, защищая растение на стадии проростка.
- Bacillus megaterium – бактериальный препарат, его бактерии способны растворять содержащиеся в почве недоступные соединения фосфора и переводить их в доступные. Препарат позволяет значительно сократить норму внесения фосфора, подавляет патогенную микрофлору и способствует восстановлению баланса микрофлоры почвы, что препятствует распространению корневых гнилей. Является стимулятором корнеобразования и роста растений, вырабатывает витамины группы «В» и биологически активные вещества, увеличивает урожайность сельскохозяйственных культур.
- Azotobater chroococcum – бактериальный препарат, обеспечивает фиксацию атмосферного азота в форму доступных для растений веществ. При применении его в комплексе с минеральными азотными удобрениями поступление полезных макроэлементов в растение увеличивается, что позволяет вдвое уменьшить дозы вносимых удобрений. Вырабатывает фитогормональные соединения, стимулирующие рост и развитие растений, повышает их сопротивляемость болезням.
- Trichoderma viridi – грибковый препарат, является эффективным инструментом для оздоровления почвы. Он подавляет развитие фитопатогенов в почве путем прямого паразитического воздействия на них, а также значительно успешнее конкурирует с ними за питательную среду – растительные остатки. Интенсивно питаясь растительными остатками, триходерма ускоряет их разложение, обогащая почву доступной для растений органикой. В целом вселение грибов-антогонистов – прием весьма эффективной защиты сельскохозяйственных культур от возбудителей корневых гнилей.
- Beauveria bassiana, Metarhizium anisopliae – грибковые препараты, проявляют инсектицидные свойства, сохраняют жизнеспособность как в прикорневой зоне, так и на листовой поверхности. Паразитируют на насекомых. При попадании споры внутрь тела хозяина, через 32-48 часов она прорастает в виде отдельных клеточных фрагментов грибницы. Они свободно плавают в лимфе и размножаются с большой скоростью делением и почкованием. Смерть насекомого наступает внезапно в результате блокирования циркуляции лимфы.
 Способы внесения биопрепаратов следующие: послеуборочная обработка растительных остатков с одновременной заделкой в почву (основной прием), протравливание семян, некорневые подкормки растений по фазам вегетации вместе с жидкими удобрениями КАС (карбамидно-аммиачная смесь, N – 32%), микроэлементами и стимуляторами роста растений.
Послеуборочную обработку растительных остатков производят нормой по 1 л/га (каждого препарата) следующими биопрепаратами: Azotobacter chroococcum, Bacillus megaterium, Trihoderma lignorum, Beauveria bassiana, Metarhizium anisopliae. При обработке стерни этими препаратами восстанавливается полезная микрофлора почвы, ускоряется разложение соломы и пожнивных остатков, подавляется рост и развитие фитопатогенов, переводятся нерастворимые соединения макро– и микроэлементов в усвояемые растениями формы, фиксируется атмосферный азот, в результате чего стимулируется рост и развитие растений.
Протравливание семян в хозяйстве проводится на основе фитоэкспертизы. Практическая значимость такой экспертизы в том, что она облегчает сельхозпроизводителям выбор эффективного протравителя. По ее результатам, учитывая наличие инфекции, видовой состав патогенов, можно подобрать наиболее подходящие по эффективности и цене препараты. Подсчитано, что если совсем не протравливать семена или протравливать неправильно выбранным препаратом, недобор урожая пшеницы может составить 4-5 ц/га [6].
Инфицированность семян яровых культур 2016-2017 гг. ООО «Камышинское ОПХ» (проведена в г. Краснодаре (Куб ГАУ)) приведена в таблице 1.

На основе этих данных было проведено протравливание семян в хозяйстве (таблица 2). При обработке семян биопрепаратами происходит заселение поверхности семян полезной микрофлорой, которая при посеве начинает активно размножаться и колонизирует ризосферу развивающегося растения. Препараты существенно повышают энергию прорастания и всхожесть семян, оказывают длительное стимулирующее действие на развитие растений в целом [3].

При некорневой подкормке суспензия микроорганизмов и продуктов их метаболизма (витамины, ферменты, гормоны, аминокислоты) попадают на вегетирующие растения, что способствует регуляции жизненно важных функций, оказывает стимулирующее действие на рост и развитие растений, повышая урожайность и качество продукции. Микроорганизмы проникают через устьица в паренхиму, чем предотвращают возможность развития патогенной микрофлоры. Некорневые подкормки на озимой пшенице в 2016 г. проведены по следующей схеме (таблица 3).

Применяя биопрепараты по полной схеме технологии, а также некорневые подкормки удобрением КАС несмотря на не очень благоприятный 2016 год, в ОПХ были получены неплохие урожаи озимой пшеницы с низкой себестоимостью и высокого качества. Самые высокие прибавки урожая были получены на вариантах у Камышанки 4 (2,74 т/га) и Камышанки 6 (2,70 т/га), где по предшественнику лен с осени после уборки этой культуры были внесены биопрепараты в почву. На этих вариантах отмечена и самая низкая себестоимость 1 т продукции, которая составила 1,82-1,84 руб.
Некорневые подкормки, применяемые в 2017 году, приведены таблице 4. Подкормки растений проводились по фазам вегетации, что позволило значительно повысить качество семян, увеличилась масса 1000 семян. Так, на озимой пшенице по некоторым сортам она увеличилась с 39,0 г до 45,5 г, на ячмене повысилась до 51,9 г, на овсе – до 36,3, на просе – до 8,22 г, на яровой твердой пшенице – до 47,5 г. Увеличилась также и всхожесть семян, по всем культурам она составила 97-98%. С улучшением качества семян в хозяйстве изменились нормы высева, они снизились. Так, озимая пшеница высевается нормой 2,0-2,6 млн. всхожих семян на 1 га (в весовом значении 94-120 кг/га), ячмень – 2,2-2,5 млн. всхожих семян на 1 га (91-104 кг/га), яровая пшеница – 
2,5 млн. всхожих семян на 1 га (86 кг/га), овес и просо – соответственно 2,5 (87), 2,0-2,5 (19-20).

Биотехнологии в 2017 г. применялись на следующих сортах озимой пшеницы: Донской Маяк высевался на площади 188 га, нормой высева 2,0 млн. 
всхожих семян на 1 га, дата посева 6.10.16; Дон 107 – площадь посева 118 га, 
нормой высева 2,6 млн. всхожих семян на 1 га, дата посева 3-4.10.16; Зерноградка 11 и Камышанка 4 – соответственно на площади 108 и 112 га, при норме 2,0 и 2,6 млн. всхожих семян на 1 га, дата посева 1.10.16. Все сорта высевались по пару с внесением рядкового удобрения сульфоаммофоса 
27 кг/га в физическом весе. Применялись подкормки жидким удобрением КАС по фенофазам растений. Применение дробных внесений азота невысокими нормами по фазам развития растений вместо одноразового внесения большой нормой в начале сезона обеспечивает более точное совпадение потребности и поступление азота для растений. Дозы удобрения, а также урожайность и качество озимой пшеницы приведены в таблице 5.

При производстве семян высоких репродукций большое внимание уделяется их травмированности, так как микротравмы, полученные при уборке и послеуборочной подработке зерна, способствуют повышению инфицированности семян. Для уменьшения травмированности семян в хозяйстве при уборке снижают обороты молотильного барабана на 100-200 оборотов, получают семена на поточных линиях за один проход с наименьшим перемещением зерна на току. Кроме того выращивание семян на высоком агрофоне с применением биотехнологий позволяет получать высококачественные элитные и репродукционные семена, менее инфицированные патогенной микрофлорой и более жизнеспособные. В таблице 6 приведена сравнительная фитоэкспертиза, проведенная в г. Краснодар (Куб ГАУ), семян ОПХ, научного отдела и привезенных с г. Зернограда.

Таким образом, семена ООО «Камышинское ОПХ», полученные с применением биотехнологий, значительно отличаются от других.
Если рассматривать инфицированность семян по годам, то можно наблюдать ее снижение с каждым годом.
С применением биопрепаратов в хозяйстве значительно повысилась эффективность производства семян, если в 2013 г. рентабельность составляла 0%, то в 2016-17 гг. она повысилась до 49,0-62,7% (таблица 7). Урожайность зерновых повысилась с 1,10 т/га до 2,32 т/га. Площадь основной обработки стерни микроорганизмами достигла 6720 га, а некорневых подкормок 5294 га.

Таким образом, выращивая семена на высоком агрофоне с применением биотехнологий, ООО «Камышинское ОПХ» получает высококачественные оригинальные, элитные и репродукционные семена с высокой массой, менее инфицированные патогенной микрофлорой и более жизнеспособные. Высевая такие семена в хозяйствах, можно получать высокие урожаи полевых культур отличного качества.
Л.В. Игольникова, 
кандидат с.-х. наук, НВНИИСХ – филиал ФНЦ агроэкологии РАН.
С.А. Игольников, директор ООО «Камышинское ОПХ»    f