RU2023362C1

RU2023362C1 - Method of predicting field emergency of general crop seeds

Info

Publication number: RU2023362C1
Authority: RU
Inventors: В.П. Коновалов
Original assignee: Селекционно-генетический институт
Priority date: 1990-11-19
Filing date: 1990-11-19
Publication date: 1994-11-30

Abstract

FIELD: agriculture. SUBSTANCE: method involves placing seeds on moistened growing mat; providing growing of seeds in darkness at the temperature of 20-25 C under sand layer with the thickness of 1.5 cm; counting emerged seeds upon expiration of 8-10 days determining field emergency in accordance with amount of sprouts having bent leaf on the level of coleoptile emergence. EFFECT: increased efficiency and precise prediction of field emergency of seeds. 3 tbl

Description

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности и семеноведению и семенному контролю зерновых колосовых культур. The invention relates to agriculture, in particular, seed science and seed control of cereal crops.

Цель изобретения - прогнозирование полевой всхожести семян зерновых культур в лабораторных условиях. The purpose of the invention is the prediction of field germination of seeds of cereals in laboratory conditions.

Главным показателем посевных качеств семян является всхожесть. Вместе с тем, давно известно о имеющихся существенных различиях между лабораторной и полевой всхожестью семян. Величина расхождений составляет нередко 15-20% и более. Основная причина расхождения - благоприятные лабораторные условия для проращивания не раскрывают разнокачественности семян по способности нормально прорасти в почве, развиться и дать полноценное взошедшее растение. Этим объясняется получение изреженных всходов, недобор урожая и снижение его качества. Необходимость внесения поправки на полевую всхожесть при расчете нормы высева обусловила идею поиска метода анализа и показателя качества для прогнозирования полевой всхожести семян. Таким критерием качества признан показатель, названный условно сила роста семян. Определение термина сила роста дается в стандарте СЭВ 6090-87 [1]. The main indicator of the sowing quality of seeds is germination. However, it has long been known about the significant differences between laboratory and field germination of seeds. The discrepancy is often 15-20% or more. The main reason for the discrepancy is that favorable laboratory conditions for germination do not reveal the variety of seeds by the ability to germinate normally in the soil, develop and give a full-grown plant. This explains the receipt of sprouted seedlings, crop shortages and a decrease in its quality. The need to correct for field germination when calculating the seeding rate led to the idea of finding an analysis method and a quality indicator to predict field germination of seeds. Such a quality criterion is recognized indicator, conditionally called seed growth force. The definition of the term growth force is given in the standard CMEA 6090-87 [1].

К настоящему времени исследователи предложили несколько десятков методов определения и измерения силы роста семян полевых культур, которые можно условно подразделить на три группы: физические, физиологические и биохимические. Одни методы являются прямыми и основываются на ответных реакциях на дополнительные нагрузки при проращивании семян, например, в среде из кирпичной или малахитовой крошки, крупного или обычного песка. Прямыми являются методы, основанные на приборных измерениях механического давления ростков прорастающих семян, способности сильных ростков преодолеть слой фильтровальной бумаги определенной плотности, а также методы, базирующиеся на стрессовых факторах среды: проращивание семян при пониженных и повышенных температурах, избыток или недостаток влаги после ускоренного искусственного старения, термической обработки, в водных растворах органических веществ (метаноле, этиленгликоле), солей хлористого кальция и натрия и др. К этой группе относятся физиологические методы, основанные на измерениях длины ростков и корешков, количества корешков, сырой и сухой массы растений и др. To date, researchers have proposed dozens of methods for determining and measuring the growth power of seeds of field crops, which can be divided into three groups: physical, physiological and biochemical. Some methods are direct and based on responses to additional loads during seed germination, for example, in an environment of brick or malachite chips, coarse or ordinary sand. Direct methods are those based on instrumental measurements of the mechanical pressure of sprouts of germinating seeds, the ability of strong sprouts to overcome a layer of filter paper of a certain density, and also methods based on environmental stress factors: germination of seeds at low and high temperatures, excess or lack of moisture after accelerated artificial aging , heat treatment, in aqueous solutions of organic substances (methanol, ethylene glycol), salts of calcium chloride and sodium, etc. To this group physiological methods based on measurements of the length of sprouts and roots, the number of roots, wet and dry mass of plants, etc.

Другая большая группа методов - косвенные. Они основываются на показателях биохимических реакций: электропроводности вытяжек семян, интенсивности дыхания, активности ферментов дегидрогеназы и декарбоксилазы, содержании хлорофилла и изоцитратилиазы, степени выщелащивания сахаров, топографии зародыша, окрашенного раствором тетразола и др. Говоря о биохимических и некоторых других методах определения силы роста семян, следует сказать, что это малопроизводительные, трудоемкие или же требующие использования дефицитных материалов, дорогостоящего и сложного оборудования. Главными недостатками большинства методов являются недостаточная воспроизводимость данных, отсутствие возможности унификации, поэтому они ограниченно пригодны для использования в семенном контроле при проведении массовых анализов. Another large group of methods is indirect. They are based on indicators of biochemical reactions: the electrical conductivity of seed extracts, respiration rate, the activity of dehydrogenase and decarboxylase enzymes, the content of chlorophyll and isocytratyliase, the degree of leaching of sugars, the topography of the embryo stained with tetrazole solution, etc. Speaking of biochemical and some other methods for determining the growth rate of seeds, it should be said that these are inefficient, labor-intensive or requiring the use of scarce materials, expensive and sophisticated equipment. The main disadvantages of most methods are the lack of reproducibility of data, the lack of the possibility of unification, therefore, they are limitedly suitable for use in seed control during mass analysis.

Ряд исследователей приводят результаты сравнительного изучения различных методов определения силы роста применительно к семенам зерновых и зернобобовых культур. В изучении находились 6-8 методов (Хильтнера, ускоренного старения, холодное проращивание, морфофизиологический метод, метод стрессовых факторов среды, электропроводности, тетразольный метод массы ростков). Общий вывод: испытанные лабораторные тесты на силу роста давали различные результаты, и не было статистической связи между различными группами изучаемых методов. О широком масштабе исследований по силе роста свидетельствует, в частности, тот факт, что в Международной ассоциации по контролю за качеством семян (ИСТА) с 1950 г. функционирует комитет по силе роста семян. Публикуются отчеты комитета, дважды выпускался специальный справочник ИСТА по силе роста. Но, несмотря на это, до настоящего времени нет универсального метода определения силы роста семян. Все попытки стандартизировать какой-либо из них, хотя бы для отдельной или группы культур, оказались безуспешными. Нет стандартизированного метода для определения силы роста семян и в нашей стране. A number of researchers cite the results of a comparative study of various methods for determining the growth force in relation to the seeds of grain and leguminous crops. In the study were 6-8 methods (Hiltner, accelerated aging, cold germination, morphophysiological method, the method of stress factors of the environment, electrical conductivity, tetrazole method of mass of germs). The general conclusion: the tested laboratory tests for growth force yielded different results, and there was no statistical relationship between the various groups of the studied methods. The wide scale of research on growth force is evidenced, in particular, by the fact that since 1950 the International Association for Seed Quality Control (ISTA) has been functioning with a committee on seed growth force. Committee reports are published, a special guide to ISTA on the strength of growth has been issued twice. But, despite this, until now there is no universal method for determining the seed growth force. All attempts to standardize any of them, at least for an individual or a group of cultures, were unsuccessful. There is no standardized method for determining the seed growth force in our country.

С 1983 г. действуют утвержденные Государственной семенной инспекцией три метода: определение силы роста семян при проращивании в песке, в почве и определение силы роста методом морфофизиологической оценки проростков (в рулонах фильтровальной бумаги). Из-за трудоемкости и громоздкости метода определения силы роста при проращивании в песке и в почве используются редко. Since 1983, three methods approved by the State Seed Inspectorate have been in operation: determining the growth rate of seeds during germination in sand and soil and determining the growth rate by the method of morphophysiological assessment of seedlings (in rolls of filter paper). Due to the complexity and cumbersomeness of the method of determining the growth force during germination in sand and soil are rarely used.

При разработке метода прогнозирования полевой всхожести необходимо учесть и такое требование: все процессы, связанные с подготовкой ложа для проращивания семян, условий роста проростков и учета показателей, должны быть простыми, приспособленными к имеющемуся оборудованию в аналитических лабораториях Государственного семенного контроля. When developing a method for predicting field germination, it is necessary to take into account the following requirement: all processes associated with preparing a bed for seed germination, seedling growth conditions and taking into account indicators should be simple, adapted to existing equipment in the analytical laboratories of the State Seed Control.

В предлагаемом способе полевая всхожесть устанавливается через определение силы роста семян. Для анализа силы роста проращивание семян и доращивание проростков проводят в увлажненном песке, в растильнях, оценку нормально развитых сильных проростков осуществляют по интенсивности роста зародышевого листа в длину и его специфического дугообразного наклона. In the proposed method, field germination is established through the determination of seed growth. To analyze the strength of growth, seed germination and growing seedlings is carried out in moist sand, in the seedlings, the assessment of normally developed strong seedlings is carried out by the growth rate of the germinal sheet in length and its specific arcuate inclination.

Способ определения силы роста осуществляют следующим образом. The method of determining the strength of growth is as follows.

Проращивание семян проводят в растильнях, в слое увлажненного кварцевого (речного) песка. Качество песка и его подготовка для анализа по ГОСТ 12038-85 "Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения всхожести". Растильни на 1/3 высоты наполняют увлажненным до 60% от полной влагоемкости песком. Песок разравнивают и уплотняют. Затем, как и при определении всхожести, под маркер или отсчитанные семена вручную раскладывают на расстоянии 0,5-1 см друг от друга, трамбовкой вдавливают в песок. Семена засыпают таким же увлажненным песком толщиной 1,5 см (до уровня плечиков растильни). Песок выравнивают и уплотняют. Определение силы роста проводят в четырехкратной повторности по 100 шт. семян. Germination of seeds is carried out in germination, in a layer of moistened quartz (river) sand. The quality of sand and its preparation for analysis according to GOST 12038-85 "Seeds of agricultural crops. Methods for determining germination." The germinators fill 1/3 of the height with sand moistened to 60% of the full moisture capacity. Sand is leveled and compacted. Then, as in determining germination, manually lay out seeds under the marker or counted seeds at a distance of 0.5-1 cm from each other, press them into the sand with a tamper. Seeds are covered with the same moistened sand with a thickness of 1.5 cm (to the level of the shoulders of the germination). Sand is leveled and compacted. The determination of the growth force is carried out in four repetitions of 100 pcs. seed.

Проращивание проводят в термостате, в темноте, при 20-21^оС (по образцам свежеубранных семян озимых культур с незаконченным периодом послеуборочного дозревания первые трое суток растильни выдерживают в термостате-холодильнике при 5-10^оС). В термостате растильни размещают в один ряд по 8 шт. на каждой полке. В одном термостате типа ТПС-3 на четырех уровнях размещаются одновременно 32 шт. растилен. При дружном появлении всходов по отдельным пробам ростки местами приподнимают часть верхнего слоя песка. Для исключения такого явления в начале появления всходов растильни следует слегка встряхнуть путем приподнятия и опускания их на полку. Запас влаги в песке достаточен на весь период анализа. Термостаты один раз в сутки вентилируют путем открывания дверцы на 3-5 мин. В зависимости от качества семян и индивидуальных особенностей отдельных зерновых в процессе прорастания и роста происходит дифференциация ростков по длине зародышевого листа. Наиболее сильные ростки интенсивно растут, лист выходит из колеоптиле, увеличивается в длине; слабые отстают в росте, медленно растут, первичный лист у них остается, как правило, в колеоптиле или же незначительно выдвигается из него. Учет силы роста проводится в фазе, когда большинство ростков из-за большей длины и массы на месте выхода листа из колеоптиле полегают и на месте наклона вследствие того, что нижняя часть листа продолжает расти, образуется характерный дугообразный изгиб. Слабые ростки отстают в росте и не полегают. Эта фаза при 20-21^оС наступает через 10 дней или на 5-6 день после полного появления всходов. При повышении температуры проращивания до 24-25^оС учет силы роста проводят раньше на 1-2 дня.Sprouting is performed in an incubator in the dark at 20-21 ^{° C} (from samples of freshly harvested seed of winter crops with incomplete period afterripening first three days germinator-incubated refrigerator at 5-10 ° ^C). In the thermostat, the germinators are placed in a row of 8 pcs. on each shelf. In one thermostat of the TPS-3 type, four pieces are located simultaneously on four levels. spoiled. With the friendly appearance of seedlings for individual samples, sprouts in some places raise part of the upper layer of sand. To exclude this phenomenon, at the beginning of emergence of seedlings, the germinators should be slightly shaken by raising and lowering them on the shelf. The moisture reserve in the sand is sufficient for the entire analysis period. Thermostats are ventilated once a day by opening the door for 3-5 minutes. Depending on the quality of the seeds and the individual characteristics of individual grains, in the process of germination and growth, differentiation of the shoots takes place along the length of the embryo leaf. The strongest sprouts grow intensively, the leaf leaves the coleoptile, increases in length; the weak ones lag behind in growth, grow slowly, the primary leaf of them remains, as a rule, in coleoptile or slightly extends from it. The growth force is taken into account in the phase when most of the sprouts, due to their longer length and mass, lie at the place where the sheet leaves the coleoptile and tilts due to the fact that the lower part of the sheet continues to grow, a characteristic arched bend is formed. Weak shoots lag behind in growth and do not lie down. This phase at 20-21 ^{° C} occurs within 10 days or 5-6 days after the full emergence. With an increase in germination temperature to 24-25 ^{° C} keeping the growth of power is carried out for 1-2 days before.

Силу роста семян характеризует количество сильных (полегших) ростков и выражается в процентах к высеянным семенам. Сравнительное изучение соотношения показателей силы роста (по количеству полегших ростков) и полевой всхожести проводилось в лаборатории на образцах семян озимой пшеницы сорта Одесская 51, озимого ячменя-Одесский 46 и ярового ячменя - Одесский 100. Образцы различного происхождения и качества в течение двух лет отбирались из средних проб семян, доставленных с хозяйств на анализ в Овидиопольскую, Беляевскую и Березовскую районные семенные инспекции Одесской области, а также непосредственно в колхозах и совхозах этих районов и элитно-семеноводческих хозяйствах Всесоюзного селекционно-генетического института. По всем образцам определялись посевные качества, сила роста и высевались на полевую всхожесть в шестикратной повторности. На рядок длиной 2,5 м высевали с учетом качества семян одинаковое расчетное количество всхожих зерен. Этим достигалось равномерное расположение семян в рядке по густоте. Ширина междурядья 15 см. По озимой пшенице и ячменю полевая всхожесть определялась при двух сроках посева с интервалом 10-15 дней. The strength of seed growth is characterized by the number of strong (lodged) sprouts and is expressed as a percentage of sown seeds. A comparative study of the ratio of growth force indicators (by the number of dead sprouts) and field germination was carried out in the laboratory on samples of winter wheat seeds of the Odesskaya 51 variety, winter barley-Odessa 46 and spring barley - Odessa 100. Samples of various origin and quality were taken for two years from average seed samples delivered from farms for analysis to Ovidiopol, Belyaev and Berezovsky district seed inspections of Odessa region, as well as directly to collective farms and state farms of these regions and elite seeds dcheskih farms All-Union Selection and Genetics Institute. Sowing qualities, growth force were determined for all samples and sown on field germination in six replicates. Taking into account the quality of the seeds, the same estimated number of germinating grains was sown on a row 2.5 m long. This achieved a uniform arrangement of seeds in a row in density. Aisle width 15 cm. For winter wheat and barley, field germination was determined at two sowing periods with an interval of 10-15 days.

В табл. 1-3 приводятся данные о происхождении и качестве семян, соотношении показателей силы роста в лаборатории и полевой всхожести. Как видно по большинству сортообразцов, расхождение между сравниваемыми показателями составляет в пределах 1-5%. Наибольшие различия, на уровне 9-10% и более, наблюдались по отдельным, как правило, по не выравненным по крупности образцам, имеющим массу 1000 семян в пределах 35-36 г. Причем полевая всхожесть по ним в большинстве случаев была ниже силы роста. Это объясняется тем, что мелкие семена в полевых условиях хуже всходили. In the table. 1-3 data on the origin and quality of seeds, the ratio of growth indicators in the laboratory and field germination. As can be seen from most varieties, the discrepancy between the compared indicators is within 1-5%. The greatest differences, at the level of 9-10% or more, were observed for individual samples, as a rule, for samples not even in size, having a mass of 1000 seeds within 35-36 g. Moreover, field germination in most cases was lower than the growth rate. This is because small seeds germinated worse in the field.

Приведенный экспериментальный материал свидетельствует о достаточно высокой сопряженности показателей силы роста (по % полегших ростков) с полевой всхожестью семян. Метод вполне может быть использован в семенном контроле, т.е. существующих контрольно-семенных лабораториях. The experimental data cited indicate a sufficiently high conjugation of growth force indicators (in% of lodged sprouts) with field germination of seeds. The method may well be used in seed control, i.e. existing seed testing laboratories.

Предлагаемый способ в отличие от утвержденных конструктивно прост, технологичен, не трудоемок. Обладает возможностями для широкого использования в проведении массовых анализов в системе семенного контроля, в равной степени, как по свежеубранным, так и хранящимся семенам. Для его проведения не требуется дополнительного лабораторного оборудования и материалов (термостаты, растильни, песок). Метод имеет достаточную воспроизводимость, может быть унифицирован с другими методами определения силы роста семян. The proposed method, unlike the approved ones, is structurally simple, technologically advanced, and not laborious. It has the potential for widespread use in conducting mass analyzes in the seed control system, equally for both freshly harvested and stored seeds. It does not require additional laboratory equipment and materials (thermostats, germinators, sand). The method has sufficient reproducibility, can be standardized with other methods for determining the seed growth force.

Claims

METHOD FOR PREDICTING THE FIELD SPRAY OF SEEDS OF GRAIN SPIKE CROPS, including moistening seeds on the bed, germinating at 20-25 ^o C in the dark and counting the sprouted seeds, characterized in that, in order to increase the accuracy of prediction, germination is carried out under a layer of sand 1.5 cm thick , and the calculation is carried out on the 8th-10th day, and field germination is judged by the number of seedlings with a folded leaf at the level of coleoptile output.