Биологические ресурсы льна: научные основы рационального использования

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ

ТОМСКИЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ – 

ФИЛИАЛ ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО БЮДЖЕТНОГО 

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО 

ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «НОВОСИБИРСКИЙ 

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

СИБИРСКИЙ НИИ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ТОРФА

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Ю. В. Чудинова

БИОЛОГИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ ЛЬНА: 

НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ 

РАЦИОНАЛЬНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

Монография

Новосибирск 2013

УДК 633.521:631.5 (571.1)
ББК  42.161:41.2

Ч 842

Рецензенты:  Н.Н. Наплекова, д-р. биол. наук, профессор,

Н.Д. Сорокин, д-р. биол. наук, профессор

Одобрено на заседании кафедры агрономии и технологии 

производства и перереботки сельскохозяйственной продукции
ТСХИ НГАУ (протокол № 6 от 23.01.2013 г.)

Рекомендовано редакционно-издательским советом ТСХИ – 

филиала ФГБОУ ВПО «НГАУ» (протокол № 1 от 20.05.2013 г.)

Ю. В. Чудинова

Ч 842    Биологические ресурсы льна: научные основы раци
онального использования: монография. – Новосибирск: 
Изд-во НГАУ. – 2013. – 349 с.

ISBN 978-5-94477-140-7

Монография написана на основании собственных исследований ав
тора о разработке научных основ управления урожайностью и качеством 
продукции волокна и семян льна культурного при его возделывании в условиях лесостепной и подтаёжной зон Западной Сибири. Автором изложены научно обоснованные технологические решения, внедрение которых 
позволяет реализовать биологический потенциал ресурсов почв и сортов 
льна, направленных на повышение эффективности развития льноводства. 
Определены биологические ресурсы и оценена роль микробных сообществ почв и ризосферы сортов и гибридов льна, эпифитной микрофлоры 
в формировании продуктивности. Доказано положительное действие бактеризации и биологических препаратов на урожайность льна. Установлено, что на формирование продуктивности семян и волокна льна оказывают 
влияние тип почвы, климатические условия, микробный пул почв, ризосферная и эпифитная микрофлора льна, предшественники (озимая рожь, 
кормовые культуры), химические и биологические препараты. Экспериментальные материалы раскрывают положение двух фундаментальных, 
общебиологических законов: единства «организм-среда» и физиологических взаимодействий А. Тинемана.

Книга предназначена для специалистов в области льноводства, биоло
гических ресурсов, преподавателей и студентов агрономического профиля

УДК 633.521:631.5 (571.1)

© Ю. В. Чудинова, 2013
©  Новосибирский государственный 

аграрный университет, 2013
ISBN 978-5-94477-140-7

СОДЕРЖАНИЕ

1. ВВЕДЕНИЕ .............................................................................5

Экология и агротехника льна культурного (Linum usitatissimum L.) ..................................................................................8
Биологическая активность почвы.
Почвенное утомление ...........................................................22
Биологические препараты. 
Их использование в льноводстве. 
Ферментативная активность почвы ....................................37
Селекционно-генетические исследования льна .................54

2.  ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ, ОБЩАЯ 

ХАРАКТЕРИСТИКА ПРИРОДНЫХ УСЛОВИЙ, 
ПРИГОДНЫХ ДЛЯ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ЛЬНА. 
ХАРАКТЕРИСТИКА ЗОНЫ ЛЬНОСЕЯНИЯ ....................69
Объекты .................................................................................75
Микробиологические методы ..............................................77
Селекционные методы ..........................................................80
Изучение препаратов с помощью световой техники .........85
Статистические методы анализа экспериментальных 
данных ....................................................................................85

3.  БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ПОЧВ И МИКРО
ФЛОРА ЛЬНА ........................................................................86
Микробиологические особенности почв до посева льна ... 86
Микробиологические особенности ризосферы льна 
перед уборкой ........................................................................92
Микробиологические особенности почв разных предшественников льна..............................................................103
Эпифитная микрофлора листьев льна .............................. 113
Эпифитная микрофлора семян льна..................................120
Корневые выделения гибридов льна 
и их родительских форм .....................................................149
Ферментативная активность почв .....................................152
Влияние внешних факторов на антагонизм бактерий 
в ризосфере льна к фитопатогенным грибам ...................157
Влияние микроорганизмов из ризосферы льна 
на всхожесть семян и рост ростков и корней редиса .......164

Влияние микромицетов из ризосферы льна
на рост проростков редиса и льна .....................................171

4.  ВЛИЯНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИХ ПРЕПАРАТОВ 

НА ПРОДУКТИВНОСТЬ ЛЬНА-ДОЛГУНЦА 
НА РАЗНЫХ ТИПАХ ПОЧВ .............................................176
Эффективность биологических препаратов на продуктивность льна-долгунца на темно-серых оподзоленных 
почвах ...................................................................................177
Эффективность биологических препаратов на продуктивность льна-долгунца на серой лесной оподзоленной 
среднесуглинистой почве ...................................................234
Эффективность биологических препаратов на продуктивность разных сортов льна-долгунца на серой лесной 
оподзоленной среднемощной слабосмытой тяжелосуглинистой почве ....................................................................243
Влияние биологических препаратов на продуктивность 
льна-долгунца на светло-серой лесной почве ..................250
Разработка экспресс-метода определения эффективности 
применения биопрепаратов для повышения продуктивности перспективных сортов льна-долгунца ........................254
Расчет экономической эффективности возделывания 
льна .................................................................................. 267

5.  ИЗУЧЕНИЕ ГЕНОТРОФИИ В РАЗНЫХ ПОЧВЕННО
КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ ....................................272
Выявление генотрофных линий льна-долгунца ...............273
Сравнение высокопродуктивных линий льна ..................286

6.  ВЛИЯНИЕ ПОЧВЕННО-КЛИМАТИЧЕСКИХ 

УСЛОВИЙ НА ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ 
ПРОДУКТИВНОСТИ .........................................................291
Комплексный статистический анализ влияния почвенноклиматических условий на элементы продуктивности ...291
Влияние абиотических, биотических, нтропогенных 
факторов на продуктивность льна .....................................316

ЗАКЛЮЧЕНИЕ .......................................................................321
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ....................................326

1. ВВЕДЕНИЕ

Основные посевы льна в условиях Западной Сиби
ри сосредоточены в лесостепной зоне Приобья и подтаежной зоне Томской области. Для разработки научных 
основ рационального использования биологических 
ресурсов льна на почвах разного генезиса следует использовать все приемы и подходы к повышению его 
продуктивности. Это биологические особенности почв, 
агротехнические мероприятия и агрохимические приемы, в том числе активное применение стимуляторов роста биологической природы (Белопухов и др., 2010; Виноградов и др., 2010; Захаренко и др., 2009а; Захарова, 
Кудрявцев, 2010; Фатыхов и др., 2010). Важным является использование перспективных сортов и гибридов 
льна (Жученко и др., 2009; Понажев, 2010; Семеницкая, 
Петракова, 2011).

Научные подходы к управлению урожайностью льна 

в настоящее время не разработаны. Сорт льна может 
создавать лишь предпосылки, а определяющее влияние в условиях резко-континентального климата Западно-Сибирского региона имеет комплекс агротехнических 
мероприятий, снижающих или повышающих действие 
природных экологических факторов (Крепков, 2004). 
Уникальной особенностью льна является то, что у некоторых сортов после выращивания в течение одного поколения в четко заданных условиях среды обнаруживаются наследственные изменения (Cullis, 1981; Durrant, 
1962, 1971). Возникающие стабильные линии, названные 
генотрофами, отличаются одна от другой и от исходного 
сорта. Это позволяет оценивать лен как чрезвычайно интересную модель в плане исследования эпигенетических 
механизмов регуляции генома.

Особую роль в решении проблемы реализации ге
нетического потенциала имеет разработка вопросов 
управления генотипической изменчивостью растений 
льна как важного биологического ресурса, востребованного сельским хозяйством. Одно из центральных 
мест принадлежит сорту, как динамичной биологической системе, способной реализовать потенциал генотипа на разных почвах (Цильке, 1983, 2002, 2003). 
В этой связи приоритетным направлением в изучении 
биологических ресурсов льна и других культурных 
растений в настоящее время является проблема повышения эффективности микробно-растительного взаимодействия (Петров, 2002). В ходе эволюции между 
растениями и почвенными микроорганизмами, обитающими в прикорневой зоне растений, формируются 
взаимоотношения, взаимовыгодные как для растений, 
так и для микроорганизмов, обеспечивающие устойчивое существование экосистемы (Вернадский, 1977; 
Заварзин, 2003; Звягинцев, 1987; Мишустин, 1972; Сорокин, 1993; Тихонович, Проворов, 2005; Clark, Paul, 
1970 и др.). Поскольку прикорневая микрофлора оказывает большое влияние на рост и развитие растений 
продуктами своего метаболизма, растения сами могут 
изменять микрофлору почвы (Архипова, 1999). Для 
улучшения фитосанитарного состояния посевов сельскохозяйственных культур нужен системный подход 
на базе интегрированной защиты растений. В основе 
его должен находиться агротехнический метод: ранние 
сроки посева, соблюдение места в севообороте (Торопова и др., 2002; Торопова, 2005).

Вопросы почвенной и эпифитной микрофлоры льна, 

сохранения и поддержания плодородия почв при получении устойчивых, высоких урожаев льнопродукции изуче

ны недостаточно. Настоящее исследование было направлено на выявление роли и связи протокооперативных, 
генетических и экологических факторов в восстановлении плодородия почв и возможностей использования 
потенциала ризосферной микрофлоры льна для формирования продуктивности сортов и гибридов в условиях 
лесостепной и подтаежной зон Западной Сибири с целью 
управления урожайностью.

Целью настоящего исследования явилась разработка 

научных основ управления урожайностью и качеством 
продукции волокна и семян льна культурного при его 
возделывании в условиях лесостепной и подтаежной зон 
Западной Сибири.

В основу монографии легли следующие положения:
Биологические ресурсы почв разного генезиса явля
ются основой продуктивности сортов и перспективных 
гибридов льна-долгунца в условиях лесостепной и подтаежной зон Западной Сибири.

Микробные препараты и экологически безопасные 

стимуляторы роста и развития растений избирательно 
оказывают позитивное влияние на показатели продуктивности льна-долгунца.

Генотрофия как биологический ресурс повышения 

продуктивности льна-долгунца.

Комплексная статистическая оценка влияния абио
тических, биотических (генетических, протокооперативных), антропогенных факторов на основные показатели 
продуктивности льна.

Для написания монографии послужили собственные 

исследования, выполненные автором в 1995–2012 гг.

Экология и агротехника льна культурного 

(Linum usitatissimum L.)

Возделывание любой сельскохозяйственной культу
ры должно рассматриваться только в связи с условиями 
той зоны (абиотическими факторами), в которой оно проводится, так как выбранные агромероприятия для сорта 
должны согласовываться с диктуемыми действиями природы. От уровня обеспечения растений светом, теплом, 
влагой в определенных диапазонах в прямой зависимости находятся все физиологические и биохимические 
процессы растения – дыхание, фотосинтез, транспирация, усвоение питательных веществ из почвы, отношение к свету и теплу. Для каждого вида растения существует определенный набор параметров окружающей 
среды, в частности, это относится к популяциям льна 
(Крепков, 2004). Лен имеет невысокую экологическую 
пластичность, и при изменении диапазонов факторов 
среды значительно снижается качество льнопродукции 
(Тихвинский и др., 2005).

В настоящее время для нужд народного хозяйства ис
пользуют все органы льна-долгунца. Лен-долгунец – ценная техническая культура. Потребность текстильной промышленности в льняном волокне велика, так как многие 
изделия из него полностью не могут быть заменены изделиями из химических волокон. Волокно льна состоит из 
пучков, образованных элементами луба (длинные веретенообразные клетки, на концах заостренные, с узкой полостью и утолщенными стенками, склеенные между собой пектиновым веществом, образующие пучки, идущие 
вдоль стебля). Качественные ткани могут быть получены 
из льняного волокна с длинными, ровными, тонкими лубяными пучками. Стебель должен быть длинным, иметь 
мало разветвлений, так как их обилие увеличивает число 

разрывов в пучках и понижает качество выхода волокна при обработке. Тонкость волокна зависит от времени 
уборки (Снегирева и др., 2010; Чернова, 2007). При очень 
ранней уборке волокно получается тонкое и эластичное, 
с небольшим выходом; ко времени созревания семян качество волокна снижается, оно становится грубым, хрупким, выход волокна повышается (Горшкова и др., 2010; 
Земит, 1934; Писарев, 1937; Полная энциклопедия, 1901; 
Сизов, 1956).

Из семян, содержащих 35–37 % жира, получают льня
ное масло, применяемое в лакокрасочной, химической, 
консервной промышленности, кулинарии, медицине (Степанова, Котик, 2006). Для кормления животных используют жмых, содержащий до 7 % сырого жира, 34 % сырого 
протеина. В 1 кг льняного жмыха содержится в среднем 
1,15 кормовых единиц и 260 г переваримого белка. Льняная костра содержит до 64 % целлюлозы, поэтому применяется в картонно-бумажной промышленности (Объедков, 1979).

Лен относится к роду Linum семейства льновых, кото
рое объединяет более 200 видов. В сельскохозяйственном 
производстве значение имеет один вид – лен обыкновенный (Linum usitatissimum L.), состоящий из 5 географических типов: долгунца, кудряша, межеумка, стелющегося, 
крупносемянного. Вид четко различается по хозяйственному использованию, по высоте, ветвистости, числу коробочек. Такой полиморфизм вида обусловлен тем, что 
с доисторических времен культура льна в разнообразных 
эколого-географических условиях подвергалась активному селективному воздействию (Крепков, 2004).

Лен обыкновенный – это яровые или полуозимые, од
ностебельные или ветвящиеся растения. Стебли цилиндрические, прямостоячие или стелющиеся, покрытые 

восковым налетом, высотой до 100 см и более. Окраска 
стеблей изменяется по фазам роста и развития от светло-зеленой до темно-зеленой.

Лен-долгунец отличается высокорослостью (70–

125 см), преимущественно одностебельностью, сравнительно слабо ветвится, цветочная часть короткая. 
В основном вся группа долгунцов характеризуется раннеспелостью (70–90 дней). Корневая система стержневая, слабо развитая – 8–10 % от массы растений. Особенность корневой системы – густое расположение боковых 
корней первого порядка в верхней части главного корня. 
Продуктивная часть растения – стебель, используется на 
получение волокна.

Крупносемянный лен относится к средиземноморской 

группе льна по фенотипическим проявлениям. Это среднерослое, близкое внешне к межеумкам растение. Отличается крупными цветками, коробочками, семенами.

В настоящее время лен-долгунец районирован в 40 

областях, краях, автономных республиках страны (Объедков, 1979). Задача районирования – подбор для каждого 
льноводного района лучших селекционных сортов (Фадеева, 2008). Существенная особенность селекционных 
долгунцов – повышенное качество волокнистой продукции. Лучшие селекционные долгунцы в сравнении с рядовыми отличаются заметно выраженной малосемянностью (Коллинс и др., 1934).

Важная роль в повышении урожайности и качества 

льняного волокна в Сибирском регионе принадлежит 
сортам. Одним из основных мероприятий, направленных на увеличение валового сбора и улучшение качества 
льнопродукции, является также выведение и внедрение 
в производство новых высокопродуктивных, устойчивых 
к полеганию и болезням сортов льна-долгунца (Креп