Жизнеспособные семена сорных растений содержатся практически во всех видах органических удобрений. Внесение некачественных органических удобрений на поля может привести к увеличению численности сорных растений в посевах сельскохозяйственных культур. Покой семян может быть нарушен скарификацией, световыми, температурными и иными факторами. Хорошим способом подавления активности находящихся в навозе семян сорных растений является анаэробная (биогазовая) обработка навоза. В статье приведены новые экспериментальные данные по степени потери жизнеспособности семенами пырея ползучего в зависимости от времени и температуры анаэробного сбраживания органических отходов в лабораторной биогазовой установке.
Ключевые слова: семена сорных растений, жизнеспособность, обработка в лабораторной биогазовой установке.
Пырей ползучий (Elytrigia repens), сем. Мятликовые (рис. 1). Стебель прямой, гладкий, высотой 50–120 см. Листья линейно-ланцетные, по краям короткоопушенные. Соцветие — прямой узкий колос с жесткореснитчатой остью на нижней цветковой чешуе. Корневая система в виде подземных стеблей (корневищ). Плод — пленчатая удлиненная зерновка ладьеобразной формы. Наружная цветковая чешуя пленчатая, с пятью продольными жилками, с заострением или короткой остью. Стерженек слабо утолщенный на верхушке. Поверхность продольно-бороздчатая, грязновато-соломитсая, иногда с антоциановым оттенком. Длина зерновок 7–10 мм, ширина 1,3–1,75 мм. Масса 1000 зерновок 3–4 г. Первые листья длиной 50–100 (150), шириной 1–4 мм. Язычок пленчатый, ушек нет. Первый лист узколинейный с многочисленными продольными жилками, короткоопушенный. Второй лист похож на первый. Всходы темно-зеленые с фиолетовым оттенком. Плодоносит в июле-сентябре. Одно растение может дать до 10000 семянок, которые могут сохранять всхожесть до 10 лет. Засоряет практически все культуры [1].
Рис. 1. Пырей ползучий (Elytrigia repens)
Для установления степени потери жизнеспособности семенами пырея ползучего (Elytrígia répens) в зависимости от температуры анаэробного сбраживания нами проведено сбраживание помещенных в тканевые мешочки семян вместе с органическими отходами в разработанной нами лабораторной биогазовой установке (Заявка № 2017/ЕА/0089 на выдачу евразийского патента на изобретение «Лабораторный анаэробный биогазовый реактор» от 31.10.2017г. Автор изобретения Сатишур В. А.). Лабораторная биогазовая установка выполнена в виде герметичной металлической ёмкости со средством нагрева и средством перемешивания помещённых в ёмкость органических отходов, снабжённой датчиками температуры, загрузочным устройством для органических отходов, выходным устройством для сброженной органической массы и выходным штуцером для биогаза, связанным с приёмной ёмкостью (рис. 2).
Рис. 2. Лабораторная биогазовая установка
Сбраживание семян пырея ползучего (Elytrígia répens) провели в течение 6, 12, 18, 24 суток при двух температурных режимах 20–250С и 40–450С. Для определения всхожести и жизнеспособности семян сорных растений отобраны образцы по 50 штук, которые высеяны на фильтровальную бумагу в растильнях, заполненных на 2/3 водой. Высевались семена как не обработанные в биогазовой установке, так и семена, которые прошли сбраживание в лабораторной биогазовой установке. После посева подсчитано количество проросших семян на 5; 10 и 15 день, а также жизнеспособность семян (таблица 1).
При обработке семян пырея ползучего в лабораторной биогазовой установке при температуре 20–250С в течение шести суток уменьшилось количество проросших семян и их жизнеспособность на 4 % по сравнению с необработанными семенами.
Таблица 1
Жизнеспособность семян пырея ползучего при обработке вбиогазовой установке
|
Температура, 0C |
Экспозиция, сутки |
Количество проросших семян, шт. |
Жизнеспособность семян,% | |||
|
5 день |
10 день |
15 день |
Всего | |||
|
20–250С |
0 |
0 |
8 |
17 |
25 |
50 |
|
6 |
2 |
9 |
12 |
23 |
46 | |
|
12 |
3 |
5 |
3 |
11 |
22 | |
|
18 |
5 |
0 |
0 |
5 |
10 | |
|
24 |
0 |
2 |
0 |
2 |
4 | |
|
30–350С* |
0 |
1 |
9 |
18 |
28 |
56 |
|
6 |
4 |
8 |
10 |
22 |
44 | |
|
12 |
0 |
10 |
9 |
9 |
18 | |
|
18 |
5 |
1 |
0 |
3 |
6 | |
|
24 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 | |
|
40–450С |
0 |
0 |
8 |
17 |
25 |
50 |
|
6 |
4 |
1 |
0 |
5 |
10 | |
|
12 |
2 |
0 |
0 |
2 |
4 | |
|
18 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 | |
|
24 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 | |
|
50–550С* |
0 |
1 |
9 |
18 |
28 |
56 |
|
6 |
6 |
2 |
0 |
8 |
16 | |
|
12 |
0 |
1 |
0 |
1 |
2 | |
|
18 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 | |
|
24 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 | |
* Использованы экспериментальные данные, полученные Сатишуром В. А. в 2013–2015 гг. в ходе выполнения проекта БРФФИ № Б13М–075.
Более длительная экспозиция семян пырея ползучего в лабораторной биогазовой установке в течение восемнадцати суток привела к снижению количества проросших семян и жизнеспособности до 10 %. В результате сбраживания в течение двадцати четырех суток семена пырея ползучего сохранили свою жизнеспособность на уровне 4 %.
Увеличение температуры анаэробного сбраживания семян пырея ползучего в лабораторной биогазовой установке до 40–450С и экспозиция их в течение шести суток привело к снижению всхожести семян на 40 % по сравнению с необработанными семенами. Экспозиция семян пырея ползучего в течение двенадцати суток при 40–450С снизила жизнеспособность семян на 46 % (до 4 %). Дальнейшая обработка семян в течение восемнадцати суток привела к полной потере их жизнеспособности.
Интерпретировав полученные экспериментальные данные как временные ряды, что обусловлено последовательностью измерений в определенные моменты анаэробного сбраживания семян, мы смогли установить трендовую зависимость жизнеспособности семян пырея ползучего от продолжительности их пребывания в лабораторной биогазовой установке. Нами получены уравнения регрессии, отражающие зависимость жизнеспособности семян пырея ползучего от длительности анаэробного сбраживания отходов (рис. 3): y=-2,1333x+52 для t=20–250C; y=-2,5x+54,8 для t=30–350C, y=-1,8333x+34,8 для t=40–450C, y=-2,1333x+40,4 для t=50–550C, где х — время сбраживания.
Рис. 3. Зависимость жизнеспособности семян пырея ползучего от длительности анаэробного сбраживания отходов в биогазовой установке
Установлено, что полная гибель семян пырея ползучего наступает при анаэробном сбраживании отходов в лабораторной биогазовой установке на 25 сутки при температуре 20–250С, на 22 сутки при температуре 30–350С, на 19 сутки при температуре 40–450С и 50–550С (таблица 2).
Таблица 2
Степень потери жизнеспособности семенами пырея ползучего взависимости от длительности обработки влабораторной биогазовой установке
|
Экспозиция, сутки |
Жизнеспособность семян,% | |||
|
20–250С |
30–350С |
40–450С |
50–550С | |
|
y=-2,1333x+52 |
y=-2,5x+54,8 |
y=-1,8333x+34,8 |
y=-2,1333x+40,4 | |
|
1 |
49,9 |
52,3 |
33,0 |
38,3 |
|
2 |
47,7 |
49,8 |
31,1 |
36,1 |
|
3 |
45,6 |
47,3 |
29,3 |
34,0 |
|
4 |
43,5 |
44,8 |
27,5 |
31,9 |
|
5 |
41,3 |
42,3 |
25,6 |
29,7 |
|
6 |
39,2 |
39,8 |
23,8 |
27,6 |
|
7 |
37,1 |
37,3 |
22,0 |
25,5 |
|
8 |
34,9 |
34,8 |
20,1 |
23,3 |
|
9 |
32,8 |
32,3 |
18,3 |
21,2 |
|
10 |
30,7 |
29,8 |
16,5 |
19,1 |
|
11 |
28,5 |
27,3 |
14,6 |
16,9 |
|
12 |
26,4 |
24,8 |
12,8 |
14,8 |
|
13 |
24,3 |
22,3 |
11,0 |
12,7 |
|
14 |
22,1 |
19,8 |
9,1 |
10,5 |
|
15 |
20,0 |
17,3 |
7,3 |
8,4 |
|
16 |
17,9 |
14,8 |
5,5 |
6,3 |
|
17 |
15,7 |
12,3 |
3,6 |
4,1 |
|
18 |
13,6 |
9,8 |
1,8 |
2,0 |
|
19 |
11,5 |
7,3 |
0 |
0 |
|
20 |
9,3 |
4,8 |
0 |
0 |
|
21 |
7,2 |
2,3 |
0 |
0 |
|
22 |
5,1 |
0 |
0 |
0 |
|
23 |
2,9 |
0 |
0 |
0 |
|
24 |
0,8 |
0 |
0 |
0 |
|
25 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Нами получены уравнения регрессии, отражающие зависимость жизнеспособности семян пырея ползучего от изменения температуры анаэробного сбраживания отходов (рис. 4): y=0,12x+48,8 при экспозиции 0 суток; y=-1,24x+72,4 при экспозиции 6 суток, y=-0,74x+37,4 при экспозиции 12 суток, y=-0,36x+16,6 при экспозиции 18 суток, при y=-0,12x+5,2 при экспозиции 24 суток, где х — температура сбраживания.
Рис. 4. Зависимость жизнеспособности семян пырея ползучего от температуры анаэробного сбраживания отходов в биогазовой установке
Установлено, что полная гибель семян пырея ползучего наступает при анаэробном сбраживании отходов в лабораторной биогазовой установке при 6–12 суточной экспозиции при увеличении температуры до 600С, при 18–24 суточной экспозиции при увеличении температуры до 500С (таблица 3).
Таблица 3
Степень потери жизнеспособности семенами пырея ползучего взависимости от изменения температуры обработки влабораторной биогазовой установке
|
Температура, 0С |
Жизнеспособность семян,% | ||||
|
0 сутки |
6 сутки |
12 сутки |
18 сутки |
24 сутки | |
|
y=0,12x+48,8 |
y=-1,24x+72,4 |
y=-0,74x+37,4 |
y=-0,36x+16,6 |
y=-0,12x+5,2 | |
|
20 |
51,2 |
47,6 |
22,6 |
9,4 |
2,8 |
|
30 |
52,4 |
35,2 |
15,2 |
5,8 |
1,6 |
|
40 |
53,6 |
22,8 |
7,8 |
2,2 |
0,4 |
|
50 |
54,8 |
10,4 |
0,4 |
0 |
0 |
|
60 |
56,0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Хорошим способом подавления активности находящихся в навозе семян сорных растений является анаэробная (биогазовая) обработка навоза. В результате проведенных экспериментальных исследований установлена степень потери жизнеспособности семенами пырея ползучего в зависимости от времени и температуры анаэробного сбраживания органических отходов в лабораторной биогазовой установке.
Полная гибель семян пырея ползучего наступает при анаэробном сбраживании отходов в лабораторной биогазовой установке на 25 сутки при температуре 20–250С, на 22 сутки при температуре 30–350С, на 19 сутки при температуре 40–450С и 50–550С.
Полная гибель семян пырея ползучего наступает при анаэробном сбраживании отходов в лабораторной биогазовой установке при 6–12 суточной экспозиции при увеличении температуры до 600С, при 18–24 суточной экспозиции при увеличении температуры до 500С.
Литература:
1. Босак, В. Н. Органические удобрения: Монография / УО «Полесский государственный университет». — Пинск: ПолесГУ, 2009. — 256 с..
2. Терещук, В. С. Сохранение жизнеспособности семян сорных растений в навозе при анаэробной его ферментации / ВС. Терещук // Защита растений: сб. науч. трудов / Белорус, научно-исслед. ин-т защиты растений. — Минск, 1997. –Вып. 20. — С. 109–117.
3. Сатишур, В. А. Засорение полей при применении отходов биогазовых установок: на примере биогазовой установки СГЦ «Западного» Брестского района / В. А. Сатишур, А. А. Регилевич. — Saarbrucken (Deutschland): LAP LAMBERT Academic Publishing, 2015. — 120 c.
