Способы подготовки семян к посеву
Согласно положениям «Наставления по лесосеменному делу в Российской Федерации» (приказ Федеральной службы лесного хозяйства России от 23.12.93 № 338), в целях стимулирования массового прорастания семян и повышения грунтовой всхожести в лесном хозяйстве РФ применяют разные способы предпосевной подготовки, цель которой - преодоление глубокого или вынужденного семенного покоя. Эффективность способов зависит от видовых и биологических особенностей семян, типа покоя и тщательности соблюдения условий подготовки.
Рис. 1. Установка предпосевной обработки семян
импульсным электрическим полем:
1 – генератор высоковольтного импульсного
напряжения;
2 – плоский волновод с высокоомной нагрузкой
Выбор того или иного способа предпосевной подготовки семян определяется причинами, препятствующими их прорастанию: низкой водопроницаемостью и твердостью внешнего покрова семян (плодовых косточковых, липы, скумпии и др.), недоразвитостью зародыша (у семян сосны кедровых, бересклета, некоторых видов клена, ясеня), присутствием в околоплоднике ингибиторов роста (гордовина, калина) и др. Глубина покоя семян варьирует не только у разных видов, но и в пределах одного вида и зависит от условий, в которых происходило формирование семян, степени их зрелости, длительности и условий хранения.
Применяют следующие способы предпосевной подготовки семян: стратификацию, снегование, механическое, термическое и химическое воздействие на внешние покровы, обработку микроэлементами и стимуляторами роста, звуковое, ультразвуковое и магнитное облучение, дезинфекцию и дезинсекцию.
Наиболее распространенным методом подготовки к посеву является стратификация, или выдерживание набухших семян во влажной и хорошо аэрируемой среде при определенных температурных условиях. Снегование - стратификация семян в снегу при устойчивом сохранении низкой температуры, близкой к 0°С. Обработка холодом (воздействие низкой температуры) повышает энергию прорастания и грунтовую всхожесть семян, повышает жизнеспособность молодых растений, их морозо- и засухоустойчивость.
Снегование применяют для семян мелких хвойных (ели, лиственницы, сосны и пихты сибирской) и лиственных пород (березы, жимолости татарской, ирги круглолистной и др.) с непродолжительным (1-4 мес.) периодом покоя.
Замачивание семян в горячей воде перед посевом используют для семян с плотной, трудно проницаемой для воды и воздуха оболочкой. Температура воды не должны превышать 90°С (для семян гледичии, робинии и др.).
Семена, помещенные в емкость на 1/3-1/4 объема, заливают горячей водой (70-90°С) и оставляют на 12 ч, тщательно перемешивая их в течение первых 10-15 мин. По истечении 12 ч на решетах отделяют набухшие семена, а обработку ненабухших продолжают.
Вместо гидротермического воздействия для разрушения твердых внешних покровов семян можно применять механическое воздействие: скарификацию, импакцию, а также химическое воздействие - обработку семян концентрированными кислотами.
Небольшие партии твердых семян скарифицируют вручную: покровы крупных семян надрезают или надпиливают, а мелкие семена перетирают с наждаком или песком. Большие партии семян обрабатывают на специальных машинах с помощью клеверотерки, крупорушки. Однако машинный способ часто дает большой процент повреждений, которые ведут к гибели части семян.
Импакция - устранение твердой семенной оболочки путем удара семян друг о друга или о стенки сосуда (емкости), в который заключены семена. Этот способ приводит к повреждению кожуры в определенной части семени (около рубчика) и не травмирует само семя.
Для устранения твердой семенной оболочки также используют химическую обработку - чаще всего концентрированной серной кислотой. Длительность замачивания семян в кислоте - от 15 мин. до 24 ч с обязательным последующим 5-6-кратным промыванием семян в воде (боярышник, гледичия, кизильник, скумпия и др.).
Для ускорения растрескивания косточек вишни, сливы и других косточковых, а также орехоплодных пород их замачивают в воде на сутки, затем подсушивают под навесом, прогреваемым солнцем (40-60°С), и увлажняют два раза в день в течение одной-двух недель.
Предпосевная обработка семян стимуляторами повышает энергию прорастания и грунтовую всхожесть, положительно влияет на рост сеянцев и их устойчивость к грибным заболеваниям. С этой целью чаще всего применяют гибберелловую кислоту или другие гиббереллины (ГК 3, ГК 4). Для стимуляции прорастания покоящихся семян используют также кинетин, бензил-аминопурин, фенилмочевину, тиомочевину, калийную селитру и др.
Предпосевную обработку семян проводят водными растворами микроудобрений: борной кислоты, сернокислого цинка, сернокислой меди, азотнокислого кобальта, молибденовокислого аммония, сернокислого марганца в концентрации 0,01-0,03%. Объем раствора должен превышать объем семян в 3-4 раза. Перед посевом семена замачивают на 12-24 ч в растворах, содержащих микроэлементы. Набухшие семена опускаются на дно емкости, а неутонувшие семена дополнительно выдерживают в этом же растворе. Обработанные микроэлементами семена слегка подсушивают на воздухе в тени до состояния сыпучести и сразу высевают.
Для обработки семян ели европейской применяют растворы сернокислой меди (0,005-0,02%), сернокислого кобальта (0,01-0,05%), сернокислого цинка (0,04%), сернокислого марганца (0,03%); для сосны обыкновенной - растворы сернокислой меди (0,01%), молибденовокислого аммония (0,01-0,05%), борной кислоты (3%), сернокислого марганца (3%).
Звуковые, ультразвуковые, магнитные или другие виды облучения семян перед посевом проводят в строгом соответствии с утвержденными в установленном порядке (для применения в производстве) рекомендациями научно-исследовательских учреждений.
Экспериментальные данные отечественных и зарубежных исследователей свидетельствуют о том, что воздействие различными физическими факторами (электрическим и магнитным полем, СВЧ, радиоволнами, лазером и т. д.) для активации семян дает почти одинаковый прирост урожая. Поэтому в выборе метода обработки главную роль играют доступность и экологическая чистота.
Инфракрасное, ультрафиолетовое, лазерное облучение и тому подобное относят к фотоэнергетическим методам обработки семян, позволяющим увеличивать урожайность до 11-12%. Отсутствие повторяемости результатов облучения семян является основным недостатком этого метода.
С помощью физико-механического метода осуществляется предпосевная обработка семенного материала способом барботации в водной среде воздухом или кислородом при нормальной физиологической температуре семян (18-20°С). Этот способ улучшает влагопоглощение за счет повышения проницаемости семенной кожуры, приводя к увеличению всхожести. Несмотря на простоту цикла обработки, этот способ требует времени и небезопасен (взрыво- и пожароопасен при работе с кислородом).
Предпосевная обработка семян воздействием электромагнитных волн выполняется с целью улучшения их посевных и урожайных качеств. Обработка в электромагнитном поле дает возможность довольно быстро и просто осуществлять контроль режимов обработки, автоматизировать процесс.
Экспериментальные данные отечественных и зарубежных исследователей свидетельствуют о повышении биологической активности семян при использовании электромагнитных полей разной частоты. Эффект воздействия зависит от мощности и частоты приложенного поля. Различают электромагнитные и магнитные поля высокой (106-107 Гц) и очень высокой (107-108 Гц) частоты, а также ультравысокочастотные (108-109 Гц), сверхвысокочастотные (109-1010 Гц) и крайне высокочастотные (1010-1011 Гц). Электромагнитные волны с такими частотами, не будучи ионизирующим излучением и не вызывая необратимых химических изменений в живой системе, возбуждают когерентные колебательные и вращательные режимы и вызывают биологические эффекты, требующие энергии, уровень которой ниже уровня ионизационных потенциалов. Клетки и их мембраны способны использовать энергию внешних электромагнитных полей - они превращают ее в энергию молекулярных и клеточных процессов.
Воздействие на семена электрическим полем можно разделить на физические и биологические методы.
Физическое воздействие применяется для изменения пространственного положения семени при сепарации, которое достигается созданием сильных электрических полей, в результате чего начинают проявляться в том числе и коронные процессы. Биологическое воздействие предназначено для улучшения посевных качеств семян, а также для подавления патогенной микрофлоры.
В Ставропольском государственном аграрном университете проводились исследования воздействия электрического поля на семена сельскохозяйственных культур. Результаты этих исследований открывают перспективное направление по изучению влияния различных физических факторов на семена древесных и кустарниковых пород.
На базе Санкт-Петербургского государственного лесотехнического университета имени С. М. Кирова (СПбГЛТУ) ведутся работы по изучению влияния электромагнитного поля разной частоты на семена сосны и ели с использованием генератора импульсов напряжения ГИН-50-1К (с амплитудой выходного напряжения 50 кВ, длительностью импульсов 500 пс и частотой повторения импульсов до 1 кГц), изготовленного ЗАО «НПО "ФИД-Техника"» (см. рис. 1).
В результате проведения поисковых экспериментов, методика которых заключалась в обработке семян сосны и ели импульсами различной частоты, было установлено, что энергия прорастания семян ели увеличивается в среднем на 20%, а семян сосны - на 8%. Наибольшее воздействие установка оказывает на семена пониженного качества, а также на семена, собранные в 2011 году.
Ольга ГРИГОРЬЕВА, канд. с.-х. наук, доц. каф. лесоводства СПбГЛТУ
