способ подбора комплементарного по аллелопатическому последействию предшественника

Формула изобретения

Способ подбора комплементарного по аллелопатическому последействию предшественника в севообороте, включающий проращивание семян и определение их всхожести в среднем образце почвы, взятой из корнеобитаемого слоя, влажностью 55-60% от полной влагоемкости в термостате, отличающийся тем, что отбор почвы производится в пахотном слое после его технологической обработки в период, непосредственно предшествующий посеву, а комплементарность предшественника определяется оценкой изменения биометрических параметров всходов под действием колинов и миазминов по суммарному проценту снижения длины ростков и корешков с выделением трех степеней аллелопатического подавления силы роста прорастающих семян: свыше 31% - предшественник не рекомендуется, от 16 до 30% - использование предшественника возможно и менее 15% - комплементарный предшественник.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относиться к области сельского хозяйства - растениеводству и может быть использовано для повышения эффективности определения последовательности посева культур в севооборотах.

Известен способ подбора комплементарных культур для смешанных посевов, включающий совместное проращивание семян, используемых для посева культур в термостате, и получение данных о характере взаимодействия растений различных видов и сортов. В качестве критерия оценки аллелопатического взаимовлияния и комплементарности растений используется степень изменения силы роста семян культур при совместном проращивании обоих компонентов по суммарному проценту снижения длины проростков и корешков с выделением трех степеней подавления силы роста бобовой культуры по сравнению с ее однокомпонентным проращиванием: сильная (свыше 50%), средняя (50-25%) и слабая (менее 25%), на основании которой пропорционально степени подавления уменьшают норму высева второго компонента [1].

Недостатком способа является его использование при определении аллелопатически комплементарных культур только для совместных посевов.

Известен способ оценки аллелопатической активности предшественника в севообороте, включающий проращивание в вегетационных сосудах семян последующей за предшественником в севообороте культуры. Проращивание проводится в течение 10-14 суток после 20-минутного замачивания в теплой воде (35-40°С) в почве, взятой в корнеобитаемом слое предшественника, в специальном режиме: влажность воздуха 85-90%, влажность почвы - 55-60% от полной влагоемкости, круглосуточная освещенность 5 тыс. лк и температура 25-28°С - с последующим вычислением процента всхожести, на основе чего выделяются три степени аллелопатического воздействия: сильная (всхожесть составляет менее 50%); средняя (от 50 до 75%); слабая (от 75 и выше), по которой дают заключение о возможности использования предшественника в изучаемом звене севооборота [2].

Недостатком этого способа является то, что почва отбирается непосредственно в корнеобитаемом слое предшественника до ее технологической обработки за длительный период до посева последующей культуры. Данный способ основан только на оценке воздействия прижизненных корневых выделений - колинов, имеющих кратковременный срок действия, и не учитывает аллелопатического последействия продуктов разложения корней и пожнивных остатков предшественника - миазминов, которые при уборке посевов на семена с измельчением соломы значительно превышают массу корневых выделений и обладают длительным последействием. Способ позволяет выявить только количественное проявление аллелопатического действия колинов предшественника в период его вегетации по изменению всхожести, а не качественную оценку комплексного последействия колинов и миазминов по влиянию на развитие всходов. Способ не учитывает степень угнетения и подавления роста прорастающих семян под действием аллелопатического влияния предшественника. Также недостатком способа является его слабая адаптированность к стандартным методикам и приборному оборудованию по определению всхожести в контрольно-семенных инспекциях, предусмотренных ГОСТом.

Цель изобретения - подбор аллелопатически комплементарных предшественников для сельскохозяйственных культур в севооборотах по степени изменения силы роста всходов.

Поставленная цель достигается тем, что для выявления комплементарного по аллелопатическому последействию предшественника для сельскохозяйственных культур в севообороте проводится проращивание их семян в среднем образце почвы, взятой в пахотном слое, подвергшейся технологической обработке, в период, непосредственно предшествующий посеву, с последующей оценкой степени изменения биометрических параметров всходов по суммарному проценту снижения длины ростков и корешков, на основании этого делаются рекомендации о целесообразности использования предшественника (табл.1).

1. Градация биометрических показателей прорастающих семян
Подавление силы роста по общему уменьшению длины ростка и корешка, %	Рекомендации по использованию предшественника
Сильное, более 31%	Нецелесообразно
Среднее, от 16 до 30%	Возможно
Слабое, менее 15%	Рекомендуется

Известны сведения о возможном негативном аллелопатическом воздействии предшественника на последующую в севообороте культуру при неправильном его подборе, проявляющемся в подавлении роста, развития растений и как следствие, снижении урожайности таких посевов [3].

В агрофитоценозах химическое, в том числе аллелопатическое, взаимодействие между растениями в почве в основном происходит в результате влияния прижизненных корневых выделений, колинов, которые обладают как стимулирующим, так и ингибирующим действием на другие культуры. Колины, объем которых не превышает 5% от массы корней и 7-10% от сухого вещества надземной массы, быстро утилизируются (разрушаются) ризосферными микроорганизмами, консортивные связи с которыми у высших растений сформировались в процессе эволюции [4, 5]. Более длительным аллелопатическим последействием обладают накапливающиеся в почве продукты разложения корней и пожнивных остатков предшественника - миазмины.

Выраженное влияние прижизненных корневых выделений предшественников - колинов на последующие культуры может проявляться при небольшом промежутке времени в сроках посева между ними, например озимых непосредственно после уборки яровых.

В период всходов проростки для своего развития используют запасные питательные вещества, отложенные в семени (эндосперм), и поэтому снижение всхожести, то есть гибель проростков, может наблюдаться только при высокой концентрации колинов, миазминов, фитотоксинов или при поражении инфекционными болезнями (наиболее вероятная причина снижения всхожести). Аллелопатическое последействие колинов и миазминов чаще проявляется в угнетении и замедлении развития всходов, снижении продуктивности растений.

Известно, что от направленности и интенсивности биохимических процессов в период от прорастания семян и появления всходов до начала кущения у злаков и ветвления у бобовых, выражающемся в изменении биометрических показателей проростков, зависит величина урожая у однолетних культур [6]. Связано это не только с формированием густоты посева, но и в большей мере с тем, что на начальных этапах органогенеза, совпадающих по времени с фенофазами: прорастание, всходы, третий лист, начало кущения, происходит закладка зачаточных генеративных органов и предопределяется величина продуктивности [7].

Пример: Ранневесенний отбор средних проб производится из пахотного слоя почвы после ее технологической обработки после уборки предшественника (зяблевая вспашка). Проращивание семян осуществляется в вегетационных сосудах или кюветах (мелкосемянные культуры) с почвой влажностью 50-60% от ГТВ в термостате при установленном ГОСТом для каждой культуры сроке и температурном режиме с последующим отмыванием и подсчетом количества проросших семян, измерением длины ростков и корешков.

Проращивание семян крупносемянных (вика посевная сорта Луговская 98) и мелкосемянных культур (райграс однолетний сорта Рапид, клевер луговой сорта Ранний 2) выявило изменение в большей степени силы роста

всходов под влиянием аллелопатического последействия предшественников, а не снижения всхожести семян (табл.2).

Менее выраженное ингибирующее воздействие или его отсутствие при пересеве бобовых культур по своим же посевам (клевер = -18%, вика = +36%) по сравнению с райграсом (-49%) может быть обусловлено наличием в почве специфичных штаммов клубеньковых бактерий, которые способствуют повышению полевой всхожести и могут оказывать стимулирующее воздействие на развитие прорастающих семян (табл.2). Кроме того, при посеве вики в почву, взятую после возделывания смеси вики с овсом при их совместном произрастании, злаковая культура (овес) во время вегетации утилизирует корневые выделения бобового растения, что также способствует сокращению периода последействия колинов.

Предлагаемый способ позволяет оперативно определять эффективность и последовательность чередования культур в севообороте.

Источники информации

1. Патент 2306687 РФ, МПК А01С 1/02. Способ подбора комплементарных культур для смешанных посевов. / Золотарев В.Н., Серегин С.В. (РФ). - № 2005134981/13; заявлено 11.11.2005; опубликовано 20.05.2007. // Изобретения. Полезные модели. - 2007. - Бюл. № 27. - 6 с.

2. Патент 2131654 РФ, МПК А01C 1/02. Способ оценки аллелопатической активности предшественника в севообороте. / Стаценко А.П., Тимошкин О.А., Галлиулин А.А. (РФ). - № 98105484/13; заявлено 16.03.98; опубликовано 20.06.99. // Изобретения. - 1999. - Бюл. № 17. - 6 с.

3. Круппа Л.И. Аллелопатические особенности основных сельскохозяйственных культур зерново-свекловичных севооборотов лесостепи Украины.// В кн.: Роль аллелопатии в растениеводстве. - Киев: Наукова думка, 1982. - с.50-61.

4. Ижик Н.К. Полевая всхожесть семян. - Киев: Изд. «Урожай», 1976. - с.133-140

5. Работнов Т.А. Луговедение. - М.: Изд. МГУ, 1974. - с.173-177.

6. Федоров А.К. Биология развития кормовых растений. - М.: Изд. РУДН. - 1999. - 207 с.

7. Куперман Ф.М., Макарова Г.А. Методические указания по биологическому контролю за сельскохозяйственными растениями. - М.: Изд. МГУ. - 1970. - с.4-20.