WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 10 |

На правах рукописи

ЛУКЬЯНОВАИРИНА ВЛАДИМИРОВНА

АНАЛИЗ ВИДОВЫХ ИСОРТОВЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ УСТОЙЧИВОСТИСТЕБЛЕЙ ЗЛАКОВЫХ КУЛЬТУР К ПОЛЕГАНИЮ СУЧЕТОМ ИХ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ИАРХИТЕКТОНИКИ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

В СЕЛЕКЦИИ

Специальность06.01.05 – Селекция и семеноводство

Автореферат

диссертации насоискание ученой степени

доктора биологическихнаук

Краснодар - 2008

Работа выполнена в ФГОУВПО "Кубанский государственный аграрныйуниверситет" в 1997-2008 гг.

Научный консультант:доктор сельскохозяйственных наук,профессор

Зеленский ГригорийЛеонидович

Официальныеоппоненты:

доктор биологических наук, профессор

Цаценко Людмила Владимировна

доктор биологических наук, профессор

Казакова АлияСабировна

доктор биологических наук, доцент

Щеглов СергейНиколаевич

Ведущая организация– ГНУ"Всероссийский научно-исследовательскийинститут зерновых культур им. И.Г.Калиненко"

Защита состоится 25декабря 2008 года в 900 часов на заседаниидиссертационного совета Д 220.038.03 при ФГОУВПО "Кубанский государственный аграрныйуниверситет" по адресу: 350044, г.Краснодар, ул.Калинина, 13.

С диссертацией можноознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО"Кубанский государственный аграрныйуниверситет", а с авторефератом на сайтеhttp://www.kubagro.ru иофициальном сайте ВАК РФ в сетиИнтернет.

Автореферат разослан 30сентября 2008 г.

Ученый секретарь

диссертационногосоветаКравцов А.М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКАРАБОТЫ

ВВЕДЕНИЕ

Актуальностьтемы. Зерновоехозяйство, основанное на выращивании такихглавнейших культур, как пшеница, рожь,тритикале, ячмень, кукуруза, рис и сорго,является главной отраслью земледелия,обеспечивающей население продовольствием,промышленность сырьем, животноводствокормами. Для увеличения в России объемовпроизводства и качества зерна необходимовосстановление и увеличение посевныхплощадей, рост урожайности за счетстимуляции отечественного производителя,интенсивных технологий возделывания,эффективной селекции и снижения потерьзерна при уборке.

Одна из основных причиннедобора урожая – полегание посевов, котороеприводит к нарушению фотосинтетическойдеятельности растений, ухудшению наливазерновок и затрудняет уборку. Из-занарушения технологического процессаработы комбайнов при уборке полеглыхрастений значительно возрастаютмеханические потери, производительностьуборочной техники снижается на 25 - 80 %,увеличивается расход горючего. В целом, прираннем и интенсивном полегании, теряетсядо 60 % урожая; это обстоятельство резкоснижает эффективность любых мероприятийпо повышению биологической урожайности,особенно если учитывать, что полеганию, втой или иной степени, подвержены всезерновые культуры, в том числе, принеблагоприятных условиях (сильный ветер,осадки), такие устойчивые растения, каксорго, кукуруза и даже бамбук.

Важную роль в увеличениипроизводства зерна и повышении егокачества призвана сыграть селекциянеполегающих сортов и гибридов растенийкак наиболее экономичный и экологическибезвредный метод.

Очевидно, что такаяработа должна иметь четкие,научно-обоснованные направления селекциина основе изучения архитектоники растений,физико-механических свойств и условийвертикальной устойчивости и изгиба ихстеблей.

Представляетопределенный интерес, для сопоставления состальными злаковыми растениями, изучениефизико-механических свойств и условийустойчивости растений бамбука.

Сверхнормативные потеризерна при уборке полеглых растений вомногом определяются недостаткамиконструкций используемых жаток,совершенствование которых также являетсянасущной задачей.

Предлагаемаядиссертационная работа посвящена решениюназванных выше проблем, поэтому ее темаявляется актуальной иперспективной.

Цель и задачиисследований. Цельисследований –определение направлений селекции дляповышения устойчивости к полеганиювысокоурожайных сортов (гибридов) пшеницы,ячменя, ржи, тритикале, риса, кукурузы исорго с учетом их архитектоники ифизико-механических свойств стеблей. Взадачи исследований входило:

1. Проведение полевых илабораторных исследований характеристикзлаковых растений в трех фазахвегетации –цветение, молочно-восковая и полнаяспелость.

2. Разработка новойконструкции жатки к комбайну, позволяющейснизить потери зерна при уборкеполеглых растений.

3. Созданиеинформационной базы данных – совокупноститабулированных числовых характеристикархитектоники (биометрики) злаков ифизико-механических свойств ткани ихстеблей, необходимой дляисследования вертикальнойустойчивости, изгиба и полеганиярастений.

4. Изучение вертикальнойустойчивости и напряжений при изгибестеблей злаковых растений, формулировкацелевых функций селекции устойчивых кполеганию сортов пшеницы, ржи, тритикале,ячменя, риса, сорго и гибридовкукурузы.

5. Вычислениеоптимальных параметров архитектоники,упругих и прочностных свойств растенийиз условий их устойчивости кполеганию.

6. Определениенаправлений селекции неполегающихвысокоурожайных сортов и гибридовзлаковых культур путем достиженияоптимальных числовых характеристикархитектоники, упругих и прочностныхсвойств растений.

Научная новизна. Диссертация имеетхарактер научно-обоснованной разработки,обеспечивающей решение важных прикладныхзадач устойчивости злаковых растений кполеганию. Предложен новый, обоснованный спозиций фундаментальных наук, подход копределению направлений селекцииустойчивых к полеганию сортов (гибридов)злаковых растений; при этом полученыследующие новые научные результаты:

1. Впервые обосновананеобходимость и создана информационнаябаза данных архитектоники злаков ифизико-механических свойств их стеблей дляселекции новых сортов (гибридов),устойчивых к полеганию растений.

2. На уровне изобретенияпредложена конструкция жатки к комбайну, вкоторой положение мотовила оперативнорегулируется по высоте таким образом,чтобы его планка входила в хлебостой, втом числе полегший, параллельнонаклоненным к вертикали колосьям,уменьшая, тем самым, выбивание из них зерен.

3. Впервые проведенымасштабные, систематические исследованияархитектоники и физико-механическихсвойств (79-ти сортов и гибридов) всехосновных злаковых растений в фазахцветения, молочно-восковой и полнойспелости.

4. На уровне изобретениясоздана лабораторная установка и способопределения упругих и прочностных свойствстеблей растений при изгибе.

5. Впервые построены ипроанализированы диаграммы "напряжение– деформация"при изгибе стеблей растений и найденыстатистически достоверные величинымодуля упругости, пределов упругости итекучести.

6. Изучены вертикальнаяустойчивость, напряжения при изгибестеблей при ветровой нагрузке и определеныцелевые функции селекции и оптимальныепараметры архитектоники злаковыхрастений.

7. Впервые определенычисловые диапазоны требуемых измененийхарактеристик растений при селекцииустойчивых к полеганию высокоурожайныхсортов и гибридов злаковых культур(уменьшение, в зависимости от вида и сорта,на 11- 41 % их высоты, увеличения на 4- 57 % диаметра и, для риса, в 1,4 -1,5 пределаупругости стеблей).

Теоретическая ипрактическая значимости.Разработана теорияполегания растений злаков, на основекоторой реализован комплекс исследованийпо определению направлений селекциинеполегающих сортов злаковых культур, атакже научно-обоснованный подход к выборутехнических средств уборки полеглыхрастений:

1. Для уборки полегшихзлаковых растений рекомендована кприменению жатка к комбайну, новой,разработанной автором (с соавторами)конструкции и технология уборки с ееиспользованием (патент 2189729 РФ).

2. Разработанылабораторная установка и методикаисследований физико-механическихсвойств и архитектоники растений (патент2222137 РФ).

3. Созданыинформационная база данных архитектоникии физико-механических свойств злаковыхрастений, методы оценки их устойчивости кполеганию, необходимые при подбореродительских пар для гибридизации,отборе ценных генотипов из гибридныхпопуляций, при выведении новых сортов,устойчивых к полеганию.

4. Определены основныенаправления селекции неполегающихвысокоурожайных сортов и гибридовзлаковых культур с оптимальными числовымихарактеристиками архитектоники растений(конкретные числовые величины уменьшениядлины, увеличения диаметров и пределаупругости ткани стеблей).

Основные положения,выносимые на защиту.

1. Систематическая иполная база данных архитектоники ифизико-механических свойств растений дляпроведения исследований по определениючисловых характеристик направленийселекции устойчивых к полеганиивысокоурожайных сортов игибридов злаковых культур.

2. Оптимальные параметрыархитектоники и физико-механическихсвойств "идеальных" сортов (гибридов)злаковых растений и формулировка целевыхфункций их селекции путем анализавертикальной устойчивости и изгиба ихстеблей.

3. Предложенные иранжированные, по степени важности,направления селекции устойчивых кполеганию злаковых культур с позицийбиологии, математики и техническоймеханики, состоящие (в зависимости от видаи сорта растений) в уменьшении длиныстебля, увеличения его диаметра ипрочностных свойств в обозначенныхразработанной теорией пределах.

Реализация результатовисследований. Результатынастоящей работы отражены в 3-хмонографиях, 5-ти учебных пособиях (с грифомМинсельхоза России), используемых внаучно-исследовательских и учебных целяхучеными, аспирантами и студентами в вузахМинсельхоза России. Результатыисследований, защищенные ПатентамиРоссийской Федерации "Способ определенияустойчивости злаковых культур к полеганию"и "Жатка" реализованы, соответственно,при проведении НИР в КГАУ и внедрены впроизводство ЗАО АФП "Нива" Белореченскогорайона и ООО "Хопер-Агропродукт"Тихорецкого района Краснодарского края(соответствующие акты даны в приложении кдиссертации).

Апробация работы ипубликация результатов исследований.Основные положения настоящейдиссертационной работы докладывались,обсуждались и были одобрены на 43-хрегиональных, всероссийских имеждународных научных инаучно-практических конференциях,симпозиумах по проблемам научногообеспечения сельского хозяйства, экологии,производства и образования в городах:Краснодаре (1998 - 2007 гг.); Ростове-на-Дону (1999, 2002, 2006 гг.);Ухте (1999 г.); Дубне(2000, 2004 гг.);Астрахани (2000, 2003 гг.); Пущино (2001, 2003 гг.);Алуште (2001, 2004 гг.); Москве (2003, 2007 гг.);Симферополе (2003, 2007 гг.); Владикавказе (2003,2006, 2008 гг.); Харькове (2003 г.); Пензе (2007 г.);Чебоксарах (2007 г.); Волгограде (2008 г.) и вМайкопе (2008 г.). Всего автором, в результатенаучных исследований в области селекции,биологии, технической механики иматематики опубликовано 130 печатных работ,в том числе по теме диссертации 87печатных работ, включая 7 статей в изданиях,реферируемых ВАК РФ, 3 монографии и 2патента на изобретения.

Объем и структураработы. Диссертация изложена на 554 страницахмашинописного текста, включает всего 563рисунка и 56 таблиц, 2 приложения на 196страницах (515 рисунков). Работа состоит извведения, пяти глав, основных выводов ипредложений для селекции, спискалитературы, включающего 540 наименований, втом числе 38 на иностранных языках.

Условия, исходный материал иметодика проведения исследований. Исследованияпроведены в 1998-2007 годах на селекционныхполях Краснодарского НИИ сельскогохозяйства им. П.П. Лукьяненко и на рисовыхчеках учебного хозяйства "Кубань" (КубГАУ)при обычной агротехнике возделывания.Постановка полевых и вегетационных опытовосуществлялась по общепринятым методикам.Климатические условия были обычными.

В качестве исходногоматериала использованы возделываемые наКубани злаки (79 сортов и гибридов), – озимая и яроваяпшеница, рожь, тритикале, озимый и яровойячмень, кукуруза, рис, сорго, а такжебамбук рода листоколосник в возрасте 7– 8 лет (г. Сочи,Адлеровский район). Почвенный покровопытных участков представлен выщелоченныммалогумусным сверхмощнымсреднесуглинистым черноземом.

В качестве минеральныхудобрений использовались мочевина,аммиачная селитра, двойной суперфосфат ихлористый калий.

Отбор растений длялабораторных опытов в трех характерных дляполегания фазах вегетации (цветение,молочно-восковая, полная спелость)производили вручную в различных частяхделянки. Эксперименты по определениюфизико-механических свойств ткани стеблейв лаборатории начинались не позднее 1,5 - 2часов после их сбора.

Вегетационные опыты срисом осуществлялись на вегетационнойплощадке кафедры генетики, селекции исеменоводства растений КГАУ.Использовали лугово-черноземную почвус рисового поля учхоза "Кубань"; передпосевом почву в сосудах по уровнюминерального питания подразделяли наконтрольный опыт и два варианта. В качествеазотных удобрений в опытах применялимочевину, фосфорных – двойной суперфосфат, калийных– хлористыйкалий.

Растущий в естественныхусловиях бамбук срезался в январе 2007 годана плантации в Адлеровском районе г. Сочи.

Создана лабораторнаяустановка и методика определения с еепомощью физико-механических свойстврастений. При анализе экспериментальныхданных и изучении вертикальнойустойчивости, изгиба растенийиспользованы фундаментальные принципыматематики, физики твердого тела итехнической механики.

Вклад автора. Автор работы принималанепосредственное участие в разработкепрограмм, закладке и проведении полевых ивегетационных опытов в период 1998 – 2007 годов в качествеответственного исполнителя ируководителя. Доля личного участия авторав получении и обработке их результатов неменее 80 %. Исследования архитектоники ифизико-механических свойств стеблей, ихвертикальной устойчивости и изгиба,определение направлений селекции растенийи др. автор провела самостоятельно. Авторвыражает искреннюю благодарность д.с-х.н,профессору Зеленскому Г.Л., д. т. н,профессору, Григулецкому В.Г. и д.б.н,профессору Дзюбе В.А. за ценные советы изамечания при подготовке диссертации;сотрудникам Краснодарского НИИ сельскогохозяйства им. П.П. Лукьяненко – д.с-х.н, профессоруБеспаловой Л.А., д.с-х.н, профессору ТолораяТ.Р., д.с-х.н, профессору Салфетникову А.А.,к.с-х.н, Грицай Т.И., Филобок В.А., ДудкоЛ.Ф., Серкину Н.В., Малакановой В.П. заактивную помощь и непосредственноеучастие в проведении полевых опытов иисследований на вегетационнойплощадке.

Содержание работы

Во введении обоснованы актуальность, цель изадачи работы, охарактеризованы методикаисследований, научная новизна полученныхрезультатов, указаны основные положения,выносимые на защиту и практическаяценность работы, приведены сведения ореализации результатов работы, ееапробации, о публикациях по темедиссертации, об объеме и структуре работы;отражен вклад автора в проведенныеисследования.

1. Причины полеганиярастений и уборка полеглых злаковыхкультур

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 10 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»