Суть проста – це та частина насіння, яку рослина в процесі формування наділила більшою силою проростання і більш високою продуктивністю з метою збереження популяції незалежно від умов у наступному сезоні.
Розглянемо це поняття більш детально на прикладі пшениці. Ретельні дослідження показали, що навіть в колосі головного стебла посівні та врожайні якості насіння суттєво відрізняються. Різноякісність насіння в результаті різного місцезнаходження сім´янки (зернівки) на материнській рослині обумовлена різним режимом харчування і різним впливом материнської рослини. Це пояснюється тим, що закладка колосків і квіток і цвітіння починаються у середині колоса або ближче до нижньої третини і тривають звідти рівномірно до основи і до верхівки колоса (рис. 1).
Існує більш-менш виражена медійна домінантність: в середині колоса утворені колоски крупніше, мають більше квіток і каріопсів, а також маса окремих зерен в цій частині колоса найвища.
Насіння перших періодів формування має більш високі біологічні і врожайні якості. Якщо агрофон поля сильний і вдало складуться погодні умови, то і інші насінини будуть виконані, але за потенціалом вони все одно не вирівняються з раніше сформованими (рис. 2).
Перше насіння має більш щільну «упаковку» молекул і кількісно відмінний хімічний склад. Так, маса 1000 шт. зерен ярої пшениці, відібраних з різних частин колоса, відрізняється на 30-45% (рис. 3).
З таблиці (рис. 4) видно, що навіть при зниженні норми висіву більш ніж на 30%, сильне насіння за рахунок озерненості колоса і крупності зерна забезпечило більш високу врожайність.
У вівса саме репродуктивне насіння формується на кінці волоті так само, як і у проса, сорго та інших волотістих, а у гречки, навпаки, нижні зерна раніше за інших формуються и визрівають. Дослідження показали, что насіння перших термінів формування у пшениці, вівса та інших зернових колосових культур формує урожай на 15-57% вищє контролю. Саме таке велике і важке насіння верхніх ярусів рослин є вихідним матеріалом для підготовки сильного насіння. Бо вже на цьому етапі проявляється потенціал насіння, обумовлений місцем знаходження на материнській рослині.
Як відомо, коріння пшениці діляться на два типи: зародкові (первинні) і додаткові (вторинні, стеблові).
ярої пшениці (Н.В. Новицька, 2008 р.)
Зародкові корені в зародковому стані знаходяться в складі зародка пшеничного зерна. Проростання зерна послідовно проходить через певні фази, першою
з яких є фаза набухання, тобто поглинання зернівкою води. При набуханні зерна вода через оболонку проникає в колоїдні тканини зернівки і заповнює капіляри і міжклітинний простір.
Набухання – фізичний процес, інтенсивність якого залежить як від умов зовнішнього середовища, так і від хімічного складу зернівки. Необхідна кількість води, що поглинається зернівкою пшениці для початку проростання, становить 43-44% від її маси. Досліджуючи можливі шляхи отримання дружних сходів, Кизилова Є.Г. (1961 р.) виявила залежність інтенсивності набухання зерна пшениці від температури в насіннєвому ложі, при оптимальній вологості ґрунту. Видно, що залежність експоненціальна – збільшення температури різко скорочує час набухання (рис. 5).
| Показник | Норма висіву (схожих зерен), шт/м2 | |
| 300 | 450 | |
| Азотне добриво (кг N/га) | 50+50 | 50+50 |
| Стеблин (шт./м2) | 1046 | 1492 |
| Колосків (шт./м2) | 557 | 675 |
| Зерен у колосі (шт.) | 34 | 29 |
| Маса 1000 шт. насінин (г) | 45,1 | 42 |
| Урожайність (ц/га) | 85,1 | 81,3 |
Рис. 4. Залежність врожайності від озерненості колоса (Д. Шпаар, 2012 р.)
Це пояснюється тим, що зернівка – не просто пориста речовина, а жива істота, і волога, яка до неї надходить, вступає в колоїдні процеси, темп яких сильно залежить від температури. Крім цього, поглинаюча здатність складових зерна (крохмаль, білок і жир) відрізняється в рази. Богданов С.М. (1988 р.), досліджуючи потреби проростаючого насіння у воді, переконливо показав цю різницю (рис. 6).
Для проростання зерна це важливо, бо ферменти для розщеплення вуглеводів, жирів і білків у прості форми цукрів, необхідних для харчування зародка, можуть діяти тільки у складі води. А оскільки ферменти активуються в зародку і алейроновому шарі при їх русі до ендосперму, то висока здатність набухання білка, частка якого в алейроновом шарі 30%, а в зародку 26%, сприяє активності процесу проростання в початковій фазі.
Незворотність процесу проростання починається з моменту набухання головного зародкового корінця і, як наслідок цього, розриву оболонки і виходу його з піхви. Наступні зародкові корінці проростають з певною затримкою після головного кореня. Зародок від ендосперму відділений щитком, який дозує кількість поживних речовин, що надходять від ендосперму до зародка. Та й у самому щитку є клітини, здатні виділяти ферменти і, мабуть, вони першими починають продукувати харчування для зародка. Крохмаль ендосперму повністю витрачається в процесі проростання сім´янки і харчування цього вистачає на проростання зародкових корінців (до семи шт. у сильного насіння пшениці), на стеблинки і перші листочки (до четвертого у сильного насіння). Характерно, що алейроновий шар останнім «залишає пост» і зберігає форму до повного проростання рослини. Процес проростання сім´янки ячменю показаний на рисунку 7.
З усього сказаного видно, що нічого зайвого у зернівки нема, все в ній упаковано для майбутнього рослини, і будь-яка травма порушує життя зерна, бо зерно – це жива істота, створена природою і наділена здатністю відтворювати собі подібне.
З появою волосків на зародкових корінцях вони починають забезпечувати паросток водою і поживними речовинами. Таким чином, початок росту рослини відбувається тільки за рахунок витрачання поживних речовин, що знаходяться в ендоспермі, які розщеплюються ферментами до простих форм і в рідкій фазі через щиток надходять в зародок для розвитку первинної кореневої системи і зародкового стебла. Саме тому величезну роль грає кількість поживних речовин, тобто величина і щільність ендосперму зернівки.
У великого зерна не тільки крупніше зародок, що природно, але чудово і те, що він більший навіть у відносному порівнянні.
Так, Мамбіш І.Є. (1953 р.), досліджуючи вагові співвідношення складових частин пшениці і визначаючи маси зародка у дрібних і великих зерен пшениці, як в абсолютній величині, так і у відносній, показав переваги великого насіння (рис. 8). Саме тому велике важке насіння пшениці дає вирівняні потужні сходи, оскільки первинні (зародкові) коріння і перші листя формуються, практично, тільки за рахунок поживних речовин сім´янки. Потужність зародкових коренів і площа першого листя безпосередньо залежать від її крупності.
Наступні листя, включно до четвертого, формуються за рахунок двох джерел – поживних речовин, що надходять через зародок від зернівки, і від почавших свою «роботу» зародкових корінців. Після витрачання поживних речовин зерна подальший розвиток рослини відбувається за рахунок зародкових коренів, оскільки розвиток додаткових коренів, за даними автора Пруцкової М.Г. (1976 р.), у сприятливому році починається приблизно через 18 днів після сходів, а в посушливому – через 28 днів.
Зародкові корені швидко ростуть в глибину і при досягненні глибини 71-100 см виявляються глибше придаткових в два рази, крім того, вони не відмирають при появі і розвитку вторинної кореневої системи, і супроводжують всі основні фази розвитку рослин, аж до молочно-воскової стиглості сформованого в колосі зерна. У зв’язку з цим, необхідно знову повернутися до значущості великого насіння пшениці, оскільки його виключно важлива властивість в тому, що кількість зародкових коренів у великого насіння більше, ніж у дрібного.
Так, Ромащенко Д.Д. (1951 р.), досліджуючи залежність енергії проростання ярої пшениці від утворення первинних коренів, наводить дані про те, що в рамках проведених ним досліджень більш ніж у 80% великого насіння було по 5 зародкових коренів, а у 80% дрібного насіння – по 3-4 зародкових кореня (рис. 9, 10).
Роль зародкових коренів у формуванні колоса у озимої і ярої пшениці різна. Якщо у озимої пшениці вторинні корені з’являються восени і до колосіння досягають великої глибини, що й забезпечує урожай бічних пагонів, близький до врожаю головних пагонів, то у ярої пшениці картина інша. Вторинні корені формуються пізніше зародкових на 25-35 днів, залягають дрібніше, і основне навантаження на формування врожаю лягає на зародкові корені. Так, дослідження Носатовського А.І. показали, що частка врожайності, що забезпечується зародковими коріннями, становить не менше ніж 70% від врожаю, сформованого всією кореневою системою рослини. Якщо припустити, що наведені дані для порівняння продуктивності зародкових коренів відносяться до середньої їх кількості (3-4 шт.), то кількість зародкових коренів великого насіння, при їх кількості 5-6 шт., може забезпечити ще більшу продуктивність при відсутності вторинних коренів.
Особливо висока роль зародкових коренів для ярої пшениці (пшениці твердих сортів) в посушливі роки, коли в сухому шарі ґрунту вторинні корені не розвиваються, і весь урожай формується тільки за рахунок зародкових коренів.
У цьому випадку велике насіння, по суті справи, є засобом, що знижує втрати врожаю від посухи за рахунок більшої кількості зародкових коренів, що йдуть в ґрунт на глибину до 2 м і більше, в той час як стеблові корені у верхньому зневодненому шарі ґрунту практично припиняють свою життєдіяльність.
Також з вищесказаного випливає, що велика сім’янка пшениці, в силу великого потенціалу, високої енергії проростання і утримання більшої кількості вихідних поживних речовин, може надійно проростати з більшої глибини загортання насіння при сівбі (рис. 11), що знижує ризики вимерзання для озимих культур і підвищує польову схожість при дефіциті вологи в період сівби, що особливо важливо для ярих твердих сортів пшениці, оскільки набухання склоподібних зерен відбувається повільно, і в цій фазі вони обов’язково повинні перебувати у вологому ґрунті. Так, в дослідженнях Задонцева А.І. і Бондаренко В.І. велике насіння озимої пшениці в посушливих умовах дружно проросло навіть з глибини 12 см, в той час як дрібне насіння дало слабкі проростки, а багато хто взагалі не пророс.
Крім цього, треба звернути увагу на наступне.
Прикореневе листя знаходиться в зародковому стані в зародку. Після виходу третього листа починається фаза кущіння головного стебла. Формуються бічні пагони 2-го порядку.
Сила росту, величина першого листя, інтенсивність кущіння залежать від потенціалу сім’янки і кількості зародкових коренів. По суті це фундамент майбутнього врожаю.
Цікаво те, що ще в фазі середини кущіння вже починається формування колоса (кількість члеників колосового стрижня) і визначається майбутня кількість і величина колосків. Все це до завершення фази кущіння і виходу рослини в трубку. Саме на цій фазі розвитку рослини закладається майбутній урожай, а оскільки на цьому етапі харчування забезпечується лише зародковим корінням, то принципово важлива їх кількість – 3-4, як у звичайного насіння, або 5-6, як у сильного насіння.
З усього вищесказаного випливає, що сильне насіння є тією основою, на якій формується майбутній урожай.
Впроваджувана нами щадна пофракційна технологія виробництва сильного насіння підтверджує це на практиці. Саме така технологія закладена в основу випускаємих нами насіннєвих заводів. На такому заводі готується виключно сильне насіння різних с/г культур.
Його відмітні ознаки:
■ відсутність як макро-, так і мікротравм;
■ велике насіння;
■ насіння, відкаліброване за розміром і за формою;
■ важке насіння;
■ насіння, оброблене різними препаратами і інокулянтами.
Фадєєв Л. В.,
кандидат технічних наук, доцент, директор «Завода «ФадєєвАгро»
