В озимых посевах в Беларуси возделывается вид мягкой пшеницы Triticum aestivum L., представленный разными разновидностями. Этот вид относится к семейству Мятликовые (Злаковые).
Озимая пшеница предъявляет высокие требования к условиям произрастания. Зерно озимой пшеницы способно прорастать при температуре 1...2 0 С, а ассимиляционные процессы начинаются при 3...4 0 С. Быстро и дружно всходы появляются при температуре 15...18 0 С.
Кущение у озимой мягкой пшеницы начинается примерно через 15 дней после появления всходов; оно протекает осенью и весной. Продолжительность осеннего периода кущения при нормальных условиях составляет в среднем 25...35 дней, весеннего – 30…40 дней, таким образом, без учета зимнего покоя кущение озимой пшеницы проходит примерно на уровне 55...75 дней.
Для хорошего кущения нужна влага в верхнем слое почвы. Резко повышается кустистость при внесении азотных удобрений и при посеве крупными семенами. При оптимальном сроке посева у пшеницы с осени развиваются 3...6 побегов. Такого состояния они могут достигнуть, если посев проводят не позже чем за 50...60 дней до прекращения осенней вегетации, а сумма среднесуточных температур за этот период составляет 500...550 0 С, из которых на долю фазы кущения приходится около 200 0 С. Наиболее продуктивны обычно те растения, которые в фазе налива и созревания зерна имеют общую кустистость 4...5 побегов, а продуктивную – 2.
Развитие корневой системы взаимосвязано с ростом надземной массы. При благоприятных условиях до ухода в зиму у озимой пшеницы хорошо развиваются первичные корни, которые проникают на глубину до 100 см и распространяются вширь до 30...40 см. В фазе кущения одновременно с закладкой и ростом боковых побегов формируется узловая (или вторичная) корневая система. Вторичные корни к концу вегетации углубляются до 20...50 см, а к уборке – на 80...100 см. С увеличением числа узловых корней продуктивность растений возрастает.
Выход в трубку у озимой пшеницы наступает в первой половине мая при температуре не менее 10 0 С. Колошение начинается с появления колоса из пазухи последнего листа. В зависимости от погодных условий оно наступает на 25...35 день после начала выхода в трубку. Продолжительность периода от весеннего пробуждения до колошения пшеницы колеблется от 55 до 75 дней.
Цветет пшеница около недели, а формирование, налив и созревание зерна продолжается 30...40 дней. Недостаток влаги и питательных веществ в почве в этот период ухудшает налив зерна, увеличивает череззерницу и снижает урожайность.
Наиболее благоприятны для формирования зерна пшеницы относительно высокие температуры воздуха в период колошение - восковая спелость. В это время растениям необходима температура 18...20 0 С. При повышении температуры воздуха в фазе созревания зерна до 22...25 0 С содержание белка в зерне возрастает.
Сроки наступления полной спелости зерна зависят от многих факторов, среди которых немалая роль принадлежит почвенно-климатическим условиям, приемам возделывания и сортовым особенностям. В Гродненской области полная спелость озимой пшеницы обычно наступает в конце июля - первых числах августа. При прохладной и дождливой погоде в весенне-летний период вегетации увеличивается продолжительность всех фаз, задерживается созревание зерна, сухая же и жаркая погода ускоряет созревание зерна.
Требования к условиям произрастания. Среди зерновых культур озимая пшеница – одна из наиболее требовательных к факторам внешней среды. К тому же ни один из факторов не может быть заменен другим, свет - теплом, температура - влагой и т.д. Учет этих условий позволяет правильно определить насколько климат конкретного района соответствует условиям и требованиям произрастания культуры. Требования озимой пшеницы к этим факторам на протяжении вегетации не остаются постоянными. Они меняются в зависимости от возраста растений, состояния их, погодных условий и других причин.
Требования к свету. Одним из основных элементов климата, от которого зависит уровень развития и интенсивность физико-географических процессов, проходящих на земле, является свет и солнечная радиация. К.А. Тимирязев (1937) считал, что предел плодородия земли определяется не количеством вносимых удобрений и потребляемой воды, а количеством световой энергии, посылаемой солнцем на данную поверхность. Поглощая с помощью зеленого пигмента - хлорофилла громадное количество солнечной энергии, растения преобразуют ее в энергию органических соединений, в массу своего “тела”. Поэтому основная задача земледельцев- заставить растение наилучшим образом утилизировать энергию солнца для запасания органических веществ. Следовательно, от объема фотосинтетической деятельности растений, от величины коэффициента использования ими солнечной энергии зависит их продуктивность и в конечном счете урожай.
Приход радиации определяется астрономическими и метеорологическими факторами. Продолжительность солнечного сияния оказывает большое влияние на продуктивность.
Пшеница относится к растениям длинного дня. В весенний период вегетации продолжительный световой день (не менее 13-14 ч) способствует накоплению большого количества пластических веществ и формированию вегетативной массы растений.
Интенсивное освещение в конце фазы кущения – начале выхода в трубку обеспечивает формирование мощной ассимилирующей поверхности. Продуктивность фотосинтеза в солнечную погоду в этот период может подниматься до 10 – 14 г/м 2 в сутки.
Солнечная погода в начале фазы выхода в трубку способствует формированию коротких, но прочных нижних междоузлий, что повышает устойчивость стеблей к полеганию. На сильно загущённых посевах через травостой проникает не более 10% солнечных лучей. На таких полях возможно полегание даже в годы, когда в начале фазы выхода в трубку были солнечные дни.
Сочетания солнечной и ясной погоды с хорошей обеспеченностью растений влагой и оптимальными температурами (18 – 22 0 С) в период формирования и созревания зерна – один из важнейших факторов получения высокого урожая. Продуктивность фотосинтеза сохранившей жизнедеятельность ассимилирующей поверхности в этот период может подниматься до 18 – 30 г/ м 2 в сутки. Благодаря этому зерно формируется крупным и полновесным.
Требования к температуре. Наряду со светом основным фактором жизни растений является тепло. Влияние тепла сказывается на развитии растений от момента набухания семян в почве, до созревания нового урожая, при этом рост и развитие растения в каждый период его жизни протекает только в определенном диапазоне температур. К тому же каждое растение для развития требует определенного количества тепла.
С учетом того, что озимая пшеница для созревания или технической спелости требует примерно 1400...1500 0 С сумм эффективных температур, можно заключить, что на всей территории Беларуси вполне хватает тепла для выращивания этой культуры. Более того, по средним многолетним данным после уборки урожая озимых остаются неиспользованными суммы температур выше 10 0 С; на севере республики около 700 0 С, в средней части – 800…900 0 С, на юге – 1000…1100 0 С, что составляет соответственно 32...34, 37...40 и 42...43% имеющихся ресурсов биологически активного тепла.
Большое влияние на формирование урожая и высококачественного зерна пшеницы оказывает режим температур в период вегетации растений.
В разные периоды вегетации озимая пшеница предъявляет неодинаковые требования к температурным условиям. В период всходов и кущения оптимальной является температура от 12 до 14 0 С. В переходном к зиме периоде наиболее благоприятна для развития пшеницы сухая ясная и тёплая погода: днём 10 – 12 0 С с понижением температуры ночью до 0 0 С и ниже. Такая температура способствует хорошей закалке растений пшеницы, что повышает её выносливость в зимне - весенний период.
Устойчивость озимой пшеницы к отрицательным температурам во время перезимовки в значительной мере зависит от степени развитости растений, условий, сопровождающих закалку, влажности верхнего слоя почвы и других факторов. Наибольшую устойчивость к низким отрицательным температурам она приобретает в фазе кущения, когда имеется 2 – 4 побега. В таком состоянии в зависимости от сортовых особенностей озимая пшеница может переносить морозы до 17 – 22 0 С. При непродолжительном их действии озимая пшеница в большинстве случаев не вымерзает. Однако если почва переувлажнена, а также при резком переходе от положительных температур к низким отрицательным возможна гибель посевов озимой пшеницы и при значительно меньших морозах.
От действия отрицательных температур могут погибнуть отдельные листья и даже стебли, но, несмотря на это, растения способны сохранять свою жизнеспособность и в последующем обеспечивать нормальный урожай зерна. Наиболее уязвимым местом является узел кущения, где размещаются точки роста. Снижение температуры в месте расположения узла кущения до минус 17 – 19 0 С на продолжительный срок приводит к гибели растений.
В зимы с достаточным снежным покровом озимая пшеница хорошо переносит морозы 35 0 С и более.
На устойчивость растений к низким температурам в период перезимовки влияют и другие факторы внешней среды. Значительная роль принадлежит условиям минерального питания в осенний период, прежде всего обеспеченность растений фосфором и калием. При достаточном фосфорном и калийном питании растения больше накапливают сахаров, что способствует повышению концентрации клеточного сока и устойчивости к низким температурам.
Возделываемые в нашей республике сорта озимой пшеницы различают по устойчивости к низким температурам в осенне-зимний период. Наибольшей зимостойкостью отличаются сорта Капылянка, Гродненская 23, близки к ним по устойчивости к низким температурам Каравай, Гродненская 7 и другие. Меньшей морозостойкостью отличаются сорта: Саква, Центос.
К окончанию зимнего покоя постепенно снижается устойчивость озимой пшеницы к отрицательным температурам. В начале весенней вегетации она может повредиться заморозками минус 6 - 8 0 С, а в фазе выхода в трубку – при снижении температуры до минус 4 0 С.
Выпревание наблюдается при слабом закаливании растений озимой пшеницы, когда снег выпадает на непромерзлую землю. Выпреванию способствуют мощный снеговой покров и повышение температуры под снегом до 0 0 С. При этом в растениях усиливаются физиологические и биохимические процессы, происходит их истощение вследствие потери пластических веществ на дыхание. Ослабленные растения поражаются снежной плесенью и другими болезнями. Выпревание озимой пшеницы в Белоруссии отмечается главным образом на тяжёлых суглинистых почвах с плохой водопроницаемостью, на торфяниках, а также в районах с большим накоплением снега и продолжительным периодом его залегания. Для предупреждения гибели озимой пшеницы от выпревания необходимо проводить посев в оптимальные сроки, не допускать завышения норм высева семян, не вносить избыточное количество азотных удобрений. На посев использовать устойчивые сорта к выпреванию.
Требования к влаге. Влага, равно как и тепло, имеет первостепенное значение для развития растений. Основным источником накопления запасов влаги в почве являются атмосферные осадки. Распределение их по территории Беларуси и изменение в течение года весьма существенно. Это зависит главным образом от циклонической деятельности, а их количество и продолжительность выпадения убывает в направлении с северо-запада на юго-восток. В пределах республики наблюдается неравномерное выпадение осадков из года в год по месяцам, что неблагоприятно сказывается на росте и развитии растений.
Максимум осадков приходится на июль и август, минимум – на январь и февраль; исключение составляет юго-запад, где больше осадков выпадает в июне. От года к году возможны отклонения. В целом за теплый период выпадает примерно 70% годовой суммы осадков, т.е. в 2,3...2,6 раза больше, чем за холодный. Максимальное отклонение количества осадков от нормы на северо - западе Беларуси составляет в среднем + 325 мм, на юго-востоке + 275 мм.
Продолжительные засушливые периоды в Беларуси, как правило, бывают редко. Если они случаются, то в такие годы дефицит влаги становится одной из наиболее существенных причин резкого снижения урожайности не только озимой пшеницы, но и других сельскохозяйственных культур.
По данным М.К. Каюмова (1977) определение возможного урожая озимой пшеницы в конкретной зоне можно проводить по влагообеспеченности посевов, учитывая при этом возможные годовые осадки, запасы продуктивной влаги для растений и коэффициент водопотребления. Так, при наличии 400 мм продуктивной влаги за период вегетации озимой пшеницы и коэффициента водопотребления 375 мм возможный урожай биомассы составляет около 125 ц/га, что равноценно сбору 50 ц/ га зерна. В засушливые и увлажнённые годы колебания урожайности зерна будут иметь отклонения в ту или другую сторону.
Вполне понятно, что эти данные весьма условные и усреднённые, однако они могут быть использованы в качестве ориентира для учёта агрометеорологических ресурсов конкретной зоны и планирования получения действительно возможного урожая в зависимости от влагообеспеченности посевов. В Республике Беларусь она позволяет получать повсеместно достаточно высокие урожаи зерна.
Требования к почве. Озимая пшеница предъявляет повышенные требования к почвам. Наиболее пригодными почвами для пшеницы являются дерново-карбонатные, дерново-подзолистые легко- и среднесуглинистые, а также связные супеси с неглубоким подстиланием моренным суглинком. Рекомендуемые параметры агрохимических показателей почвенного плодородия: рН – не менее 6,0, содержание гумуса – не менее 2%, содержание подвижных соединений фосфора и калия – не менее 150 мг/ кг почвы. Не следует размещать озимую пшеницу на песчаных и супесчаных почвах подстилаемых песками, переувлажненных тяжелосуглинистых и глинистых почвах и на плохо осушенных торфяниках.
Требовательность к питательным веществам. Высокий урожай зерна с хорошим качеством можно получить только при сбалансированном питании озимой пшеницы. Озимая пшеница очень отзывчива на макро- и микроудобрения.
Азот – основной элемент питания, необходимый для формирования зерна с высоким содержанием белка. Недостаток его проявляется в светло-зеленой окраске растения, слабом кущении и малых размерах как вегетативных, так и репродуктивных органов пшеницы. Азотные удобрения вносят дробно в критические периоды потребности растений в этом элементе питания. Большую роль в формировании качественного зерна играют и другие элементы питания: фосфор, калий и микроэлементы.
Фосфор способствует равномерному появлению всходов, активизирует рост корневой системы, ускоряет созревание. Фосфор не является составной частью запасных белков, а входит в состав сложных белков – нуклеопротеидов, составляющих структурную основу клеточного ядра и протоплазмы. Являясь аккумулятором и переносчиком энергии, соединения фосфорной кислоты стимулируют процессы фотосинтеза, дыхания и оказывают непосредственное влияние на углеводный обмен. Недостаток фосфора в растениях тормозит передвижение углеводов и снижает синтез белков. Высокий уровень фосфора усиливает развитие корневой системы, повышает использование азота и сокращает период созревания пшеницы, способствует улучшению физических свойств зерна. Фосфорные удобрения наиболее интенсивно используются растениями в первые 35 дней их вегетации, поэтому их вносят главным образом под основную обработку почвы.
Калий занимает важное место в балансе питания пшеницы. Его недостаток в растении снижает фотосинтетическую активность, нарушает углеводный обмен, усиливает поражение грибными заболеваниями и тем самым отрицательно влияет на содержание белка в зерне. Калий улучшает перезимовку растений, уменьшает поражение посевов корневыми гнилями и ржавчиной. Калийные удобрения наиболее полно используются растениями при внесении их под основную обработку в полной норме.
В условиях интенсивного возделывания озимой пшеницы возрастает роль микроэлементов (меди, бора, цинка, марганца и др.). Это связано с тем, что с ростом урожая вынос их из почвы увеличивается. Микроудобрения улучшают обмен веществ, повышают урожайность и улучшают качество зерна.
У зерновых культур принято выделять следующие фенологические фазы:
Прорастание семян считается сложным биологическим процессом, который включает в себя несколько физиолого-биохимических превращений и заканчивается появлением на поверхности почвы первого зеленого листа. Для прорастания требуются вода, тепло и воздух.
У различных культур необходимо следующее количество воды от их массы: овес - 60, пшеница и рожь — 56%, ячмень - 48, кукуруза - 44, просо, сорго, чумиза - 25%. Более крупному зерну с плотной оболочкой, а также с высоким содержанием белка и жира требуется больше времени для набухания. Прорастание может задерживаться или совсем прекращаться, если ограничивается поступление воды, тепла и воздуха. С помощью ферментов в набухшем зерне происходит гидролиз запасных питательных веществ эндосперма. При этом выделяются специальные ферменты (цитаза и амилаза), которые расщепляют крахмал и гемицеллюлозу эндосперма в более простые углеводы (декстрин, мальтоза). Фермент инвертаза превращает тростниковый сахар в глюкозу и фруктозу, которые после их распада используются на дыхание и рост клеток. Фермент протеаза преобразует белки в аминокислоты и аммиак, а липаза - жиры в жирные кислоты и глицерин.
При прорастании зерна происходит распад запасных питательных веществ и образование новых соединений, из которых формируются все органы растения. Вначале начинается рост зародышевых корешков, а затем стебелька. Он покрыт специальным прозрачным чехликом (колеоптиле), который защищает его и первый зеленеющий листочек. При выходе на поверхность почвы он разрывает чехлик. При появлении всходов хлебных злаков у них бывает различная окраска: пшеница - зеленая, рожь - фиолетово-коричневая, ячмень - синевато-дымчатая, хлеба II группы - бледно-зеленая. Появление всходов связано со многими факторами: особенности культуры, влажность, температура, гранулометрический состав и плотность почвы, глубина посева и энергия прорастания семян. Быстрому появлению всходов (через 4-6 дней) способствует теплая и влажная погода, а резкое похолодание тормозит этот процесс.
Кущение . Сначала из подземных узлов стебля образуются придаточные (узловые) корни, а затем появляются боковые побеги.
Чаще всего они формируются из самого верхнего, который называется узлом кущения и находится на глубине 1-3 см от поверхности почвы. Именно на нем образуется большинство боковых побегов и придаточных корней, которые принято называть мочковатой корневой системой. Первый подземный узел формируется на 5-7-й день после появления всходов у большинства хлебов I группы (рожь, пшеница и ячмень) или одновременно с ними - у хлебов II группы (просо, сорго, кукуруза, рис) и овса.
Узел кущения является очень важным органом у злаковых растений, так как от степени его развития зависят формирование надземной массы и корневой системы, засухоустойчивость, зимостойкость и др. Частичное повреждение его приводит к задержке роста растений, а отмирание - к их полной гибели. Общей кустистостью называется число стеблей (побегов), приходящихся на одно растение. В полевых условиях у озимых культур формируются 5-8 стеблей в одном кусте, у яровых — 2-3, а при благоприятных условиях их число может достигать до 5-10 и больше. Продуктивная кустистость определяется числом стеблей на одном растении, которые дают зерно. Если боковые побеги формируются поздно, то на них не успевает образоваться и созреть зерно. Побеги с недозревшим зерном называются подгоном, а неколосящиеся - подседом. При оптимальных почвенно-климатических условиях высокая урожайность зерновых культур бывает, если общая кустистость составляет 5- 8 побегов, в том числе продуктивная - 2-3. На таких стеблях формируются крупные колосья и зерна. Энергия кущения и кустистость зависят от многих факторов (водно-воздушный, тепловой, пищевой и световой режимы, вид и сорт растения, качество семян, срок посева, норма высева и др.). У отдельных культур начало кущения отмечается в разное время (хлеба I группы - при образовании 3-4 листьев, хлеба II группы — в фазе 5-8 листьев).
Выход в трубку . Во время кущения у зерновых культур начинает формироваться стебель (соломина).
Междоузлия, вначале имеющие вид поперечных рубчиков у основания зачаточного колоса (метелки), удлиняются. Началом выхода в трубку считается то время, когда внутри листового влагалища главного стебля на высоте 5 см от поверхности почвы можно прощупать стеблевой узел. Иногда фазой выхода в трубку ошибочно считается простое удлинение листового влагалища (например, такое явление часто бывает осенью у переросших озимых культур). Вначале удлиняется нижнее междоузлие, затем второе, третье и т. д., причем каждое новое обгоняет в росте предыдущее. Такое формирование стебля (соломины) у злаков принято называть вставочным (интеркалярным). Соломина у хлебов первой группы - полая, у хлебов второй группы заполнена сердцевиной.
Колошение (выметывание) . Колос (метелка) и колоски начинают закладываться еще в фазе кущения. Фаза колошения считается наступившей, когда колос (метелка) на 1/3 часть выходит из влагалища верхнего (флагового) листа главного стебля. Формирование метелок (султанов) у кукурузы происходит раньше по сравнению с женскими соцветиями (початками). Дальнейшая дифференциация колоса (метелки) начинается при температуре +15°С и выше. От выхода в трубку до выколашивания (выметывания) зерновые культуры предъявляют повышенные требования к теплу, свету, влажности почвы и питательным веществам, так как в это время идет усиленный рост и формирование колоса (метелки).
Цветение - оплодотворение . Почти у всех зерновых культур (кроме озимой ржи) цветение начинается вскоре после выколашивания (выметывания).
При засухе и других неблагоприятных условиях цветение у ячменя может происходить во влагалище листа. В это время начинают раскрываться цветковые чешуи и появляются созревшие пыльники и рыльца. У ржи и пшеницы цветение начинается в средней части колоса. У проса, сорго и овса этот процесс от верхних колосков постепенно переходит к основанию метелок. Установлено, что цветение очень быстро реагирует на неблагоприятные экологические условия (резкое повышение и понижение температуры, засуха, дожди и сильные ветры). При этом происходит неполное опыление, что приводит к частичной озерненности колосьев, метелок, початков (череззерница).
Созревание . Развитие завязи и формирование зерна начинается после оплодотворения цветка.
Ускорению созревания хлебов способствуют ранние сроки сева, повышенная густота стеблестоя, применение фосфорно-калийных удобрений, а также теплая ясная и сухая погода. Наоборот, влажная погода и орошение, а также изреженные посевы тормозят этот процесс. Высокая температура, воздушная и почвенная засуха в период налива способствуют «запалу» или «захвату» зерна. При этом налив уменьшается, а зерно формируется щуплым и морщинистым, что приводит к резкому снижению урожая и его качества. Очень дождливая и теплая погода способствует «стеканию» зерна за счет гидролиза крахмала в нем и выщелачивания водой растворенных веществ. Установлено, что для нормального созревания зерновых культур требуется определенная сумма активных температур. Если в дождливую погоду уборка сильно затягивается, то это может привести к прорастанию зерна в колосьях на корню и в валках. На севере Европейской части страны и в Сибири при дождливой и холодной погоде уборка часто проходит с большим запозданием, что приводит к повреждению заморозками недозревшего зерна. Это является причиной резкого снижения урожая такого «морозобойного» зерна и его качества. Массовое распространение различных болезней и вредителей также может способствовать уменьшению урожая и ухудшению качества зерна.
Известно, что основной причиной полегания хлебов является недостаточная освещенность нижних междоузлий при мощном росте и развитии надземных вегетативных органов.
Это приводит к вытягиванию клеток и уменьшению толщины их стенок. Нижние ослабленные междоузлия не выдерживают большой тяжести надземной массы, в результате чего растения полегают. Если это произошло рано, то за счет разрастания листовых узлов еще может произойти выпрямление соломины; при полегании после выколашивания никаких изменений в посеве уже не происходит. Чтобы не допустить полегания зерновых культур, рекомендуется применять специальные препараты (ретарданты). Так как они хорошо растворяются в воде и свободно проникают в растения, то нижние междоузлия становятся более короткими и толстыми. При этом высота растений уменьшается на 15-25 см, что способствует повышению устойчивости их к полеганию. Установлено также, что эти препараты способствуют повышению устойчивости к засухе и заболеваниям корневыми гнилями за счет стимулирования роста корневой системы.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .
Все растения в течение вегетационного периода от прорастания семени до созревания новых семян, проходят определенные фазы, которые тесно связаны между собой и последовательно сменяют друг друга. Наступление каждой фазы устанавливают глазомерно по внешним морфологическим признакам растения, характеризующим количественные и качественные изменения, происходящие в живом организме. Такие наблюдения называют фенологическими . На каждом этапе роста и развития растения испытывают различные потребности в питании, влаге и других факторах жизни. Поэтому знание фаз роста позволяет осуществлять контроль за состоянием посевов и своевременно осуществлять необходимые агротехнические мероприятия, направленные на удовлетворение потребности растений в том или ином факторе жизни.
В процессе развития растения зерновых хлебов последовательно проходят следующие фазы: всходы, кущение, выход в трубку, колошение (или вымётывание) цветение и созревание. В западных странах принята другая фенологическая шкала Задокса, которая представляет собой десятичный код развития злаков. Весь цикл развития растений разбит на 10 основных фаз, которые пронумерованы от 0 до 9. Каждая фаза разделена на 10 микрофаз (рис.9). Такая классификация является более предпочтительной, так как позволяет более точно определить этап развития растений и проводить компьютерную обработку результатов наблюдений. Начало фазы отмечают, когда в нее вступает не менее 10 % растений, а полное наступление фазы - при наличии соответствующих признаков у 75 % растений.
Появлению всходов предшествует набухание семян и их прорастание. Скорость набухания посеянного зерна зависит от влажности, температуры и аэрации почвы. Для набухания семян пшеницы и ржи требуется воды около 55 % от массы сухого зерна. Для ячменя этот показатель равен 50, для овса - 65, для кукурузы - 40, проса - 25. Влага активизирует деятельность ферментов семени, зародыш выходит из состояния покоя и переходит к активной жизнедеятельности. Семена начинают прорастать. Сначала трогаются в рост зародышевые корешки. Их количество зависит от вида растения. У пшеницы 3 - 5 корешков, у ржи - 4, у ячменя 5 - 8, у овса 3 - 4, хлеба 2 группы прорастают одним корешком (рис.3.13).
Рисунок 3.12. Фазы роста озимой пшеницы и этапы органогенеза по Задоксу
Рисунок 3.13. Прорастание зерновых: 1 - ржи; 2 - овса; 3 - кукурузы; 4 - пшеницы; 5 - ячменя
Вслед за первичными корешками начинает расти стеблевой побег. У хлебов 1 группы, первый лист, пробивающийся сквозь слой почвы, покрыт прозрачным чехликом - колеоптилем , который предохраняет росток от повреждения (рис.3.14-а). При выходе на поверхность почвы колеоптиль прекращает рост, разрывается и первый зеленый лист выходит в образовавшуюся трещину (рис.3.14-б). Размер колеоптиля ограничен, и поэтому при чрезмерно глубоком посеве он часто не достигает поверхности почвы. Незащищенный лист погибает, или бесколеоптильные входы бывают ослабленными.
Для того чтобы получились дружные, равномерные всходы, необходимо, чтобы семена были заделаны на оптимальную глубину, а почва содержала достаточное количество влаги и воздуха (рис.3.14).
| а |
| б |
Рисунок 3.14. Прорастание первого листа и выход из колеоптиля
Обеспечивается это тщательной подготовкой почвы. Посевной слой должен быть рыхлым, зернистым, семенное ложе плотным и влажным, поверхность почвы ровной.
Рисунок 3.15.. Всходы озимой пшеницы 10-20 этап по Задоксу
Кущение у зерновых хлебов начинается с появлением 3 - 4 листа. Его фиксируют, когда из влагалищ листьев главного побега показываются кончики первых листьев боковых побегов. Нарастание новых побегов происходит за счет подземного ветвления стебля, а узел, в котором происходит этот процесс называют узлом кущения
, От узла кущения начинают формироваться вторичные (узловые корни), а на поверхности почвы формируется куст, состоящий из нескольких стеблей (рис.12).
Количество стеблей (побегов), образующих растение называют общей кустистостью . Различают еще и продуктивную кустистость - количество стеблей на одном растении, давших созревшее зерно. Стеблевые побеги, на которых образовались колосья (метелки) но зерно не успело созреть, называют подгоном, а побеги без соцветий - подседом. Подгон и подсед нежелательны в посевах, так как они расходуют на себя влагу с элементами питания и затрудняют уборку.
Рисунок 3.16. Кущение озимой пшеницы: а - зерно; б - первичные корни; в - стеблевой побег; г - боковые побеги из зародышевого узла; д - узел кущения; е - узловые корни; ж - главный стебель; з - боковые побеги
Степень кустистости хлебных злаков обусловлена прежде всего биологическими особенностями вида и сорта. Кроме того, кустистость зависит от площади питания растения, влажности почвы, времени и глубины посева, плодородия и качества обработки почвы, температуры, освещения. На плодородных почвах и при высокой агротехнике кущение протекает более энергично. При загущенном посеве и глубокой заделке семян растения кустятся хуже (рис.3.17).
При недостатке влаги кущения не проис-ходит, вторичная корневая система не образуется, что ведет к резкому снижению урожая. Фактором, сдерживающим куще-ние, может быть недостаток азота в почве.
Рисунок 3.17. Влияние глубины посева на развитие растений пшеницы
Если гибнет узел кущения, отмирает все растения. Особенно подвержен опасности узел кущения у озимых, поэтому сохранение его от неблагоприятных условий зимовки - основная задача осеннего и зимнего периода. Если узел кущения сохраняется, из него могут восстановиться погибшие зимой побеги и корни.
Выход в трубку (трубкование) отмечают, когда верхний узел главного стеблевого побега поднимается над поверхностью почвы на 5 см (рис.14). На этой высоте его можно прощупать пальцами.
Трубкование - очень важный этап в развитии зерновых хлебов. В это время усиленно нарастает вегетативная масса - соломина, листья, корни. Растения испытывают повышенную потребность во влаге и питательных веществах. Этот период является критическим, поэтому создание в период выхода в трубку благоприятных условий для роста растений в значительной мере определяет величину урожая зерна.
Рисунок 3.18. Начало выхода в трубку и трубкование пшеницы
Колошение (выметывание) (рис.3.19) начинается с появлением из листового влагалища верхнего листа 1/3 колоса (метелки). В эту фазу растения тоже очень требовательны к условиям питания и увлажнения. В сухую жаркую по-году может нарушиться формирование органов цветков, что приведет к ухудшению озернённости колосьев (метелок). Холодная, дождливая погода в период колошения растягивает срок прохождения данной фазы, а, следовательно, растягивает сроки созревания и уборки.
Рисунок 3.19. Колошение пшеницы
Цветение (рис. 3.20) у большинства зерновых хлебов наступает вслед за колошением (у ячменя оно иногда бывает до выколашивания). По характеру цветения зерновые делятся на самоопыляющиеся (ячмень, пшеница, овес, просо, рис) и перекрестноопыляющиеся (рожь, кукуруза, сорго). У колосовых культур (пшеница, рожь, ячмень) цветение начинается со средней части колоса, распространяясь затем вверх и вниз. Именно в средней части колоса формируются самые крупные зерна.
Метельчатые хлеба (просо, овес, сорго, рис) зацветают с верхней части метелки. Продолжительность фазы цветения различна у разных культур. У пшеницы, например, цветение одного колоса длится 3 - 5 дней, а всего поля 6 - 8 дней. Этот период может увеличиваться в холодную дождливую погоду и сокращаться, если жарко и сухо. Экстремальные погодные условия отрицательно сказываются на оплодотворение перекрестноопыляемых культур. При неполном опылении наблюдается череззерница.
Рисунок 3.20. Цветение пшеницы
После цветения и оплодотворения рост стебля листьев и корней практически прекращается. Образовавшиеся к этому времени пластические вещества используются на формирование и налив зерновок. В это время очень важно сохранить листья от поражения болезнями и продлить их функционирование. Это способствует формированию более крупного зерна высокого качества.
Зернообразование и созревание. Процесс зернообразования включает три этапа - формирование, налив и созревание зерна.
Формирование зерновки начинается вскоре после оплодотворения. Первым образуется зародыш, следом - эндосперм (рис. 3.21). За 10 - 12 дней зерновка вырастает до окончательной длины.
Рисунок 3.21. Формирование и налив зерновки
Ее содержимое в это находиться в студенисто-жидком состоянии, рост в длину приостанавливается начинается налив. Толщина и ширина зерновки увеличивается, внутреннее содержимое переходит в фазу молочного , а затем тестообразного состояния. К концу налива влажность зерна уменьшается до 40 %. В это время прекращается приток к зерну пластических веществ, оно переходит к созреванию.
Созревание делиться на 2 этапа: фазу восковой спелости и фазу полной спелости (рис.3.22). В начале восковой спелости зерно полностью теряет зеленую окраску, содержимое зерна не выдавливается, но легко скатывается в шарик. В середине восковой спелости влажность зерна снижается до 35 - 25 %, эндосперм зерна можно разрезать ногтем. К концу восковой спелости при надавливании ногтем на зерне остается след, но разрезать зерно уже невозможно.
Рисунок 3.22. Стадии созревания пшеницы: молочная, восковая и полная спелость
Скашивание хлебов в валки при раздельной уборке начинают в середине (рожь - в конце) восковой спелости (рис.3.23).
В фазу полной спелости в зерне снижается влажность до 17 - 16 %, оно легко вымолачивается из колосьев, но еще не осыпается. Эндосперм твердый, на изломе мучнистый или стекловидный. В это время проводят однофазную уборку хлебов (рис.3.24).
Рисунок 3.23. Скашивание в валки
При запоздании с уборкой (перестое) неизбежны потери зерна вследствие его осыпания.
Зерно, убранное в полной спелости, не является еще физиологически зрелым и может иметь пониженную всхожесть. Послеуборочное дозревание может продолжаться еще от 3 недель до 2 месяцев. Это свойство необходимо учитывать при использовании на посев свежеубранных семян озимых культур
В период налива и созревания зерна случаются явления, которые вызывают нарушения нормального процесса развития растений.
Рисунок 3.24. Однофазная уборка
Полегание хлебов (рис.3.25) случается в загущенных посевах при избытке азотного питания и влаги, в результате ливня, града сильного ветра. Полегшие растения хуже освещены, на них могут развиваться грибковые заболевания. При этом уменьшается отток ассимилянтов в зерно, оно формируется мелким, качество низкое.
Запал растений наступает при сильной жаре и суховеях, когда устьица теряют способность закрываться. При этом влага испаряется так быстро, что корни не успевают ее подавать к листьям, и она отсасывается из соцветий. Аналогичное явление возникает и при захвате растений, который связан с отсутствием влаги в почве (а не жарой только). Часто запал и захват случаются одновременно. В результате зерно формируется мелким, щуплым с небольшим количеством крахмала.
Рисунок 3.25. Полегшие посевы пшеницы
Цель работы : Изучить фазы роста зерновых хлебов на примере озимой пшеницы
Материалы и оборудование : Законсервированные образцы растений, справочная литература, плакаты и рисунки.
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http :// www . allbest . ru
ВВЕДЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ВВЕДЕНИЕ
У зерновых злаков принято отмечать следующие фазы развития (фенофазы), связанные с образованием отдельных органов или частей растения (листьев, стеблей, соцветий, плодов): всходы, в том числе фаза 3-го листа; кущение; выход в трубку; колошение, или вымётывание; цветени; созревание (молочная, восковая и полная спелость).
Ф.М. Куперман установила, что в процессе жизни зерновые хлеба проходят 12 этапов органогенеза. Каждый этап характеризуется образованием соответствующих органов, а также своими требованиями к условиям, влияющим на рост этих органов (элементов продуктивности). Началом фазы считают тот момент, когда в неё вступает не менее 10% растений, полным наступлением фазы фазы - когда ее достигли 75% растений в посевах. Этапы органогенеза внешне проявляются через фазы роста.
Для разработки эффективных приемов минерального питания важно знать этапы органогенеза, т.е. образования органов. Было разработано несколько систем для числового наименования стадий роста и развития. Среди этих систем, в России наиболее часто пользуются шкалой Куперман.
зерновой культура органогенез
1. ФАЗЫ РАЗВИТИЯ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР
По мере набухания семена начинают прорастать и вступают в фазу всходов: вначале трогаются в рост зародышевые корешки, а затем - стеблевой побег. Прорвав семенную оболочку, стебель появляется возле щитка или под цветковой чешуей и выходит у верхней части зерна, начиная пробиваться на поверхность почвы. Сверху он покрыт тонкой прозрачной пленкой в виде чехлика, называемого колеоптиле - это видоизмененный первичный влагалищный лист растения - предохраняет молодой стебель и первый лист от механических повреждений во время роста их в почве. После выхода на поверхность почвы, под действием солнечного света колеоптиле прекращает рост, разрывается под давлением растущего листа и наружу выходит первый настоящий лист. В момент выхода первого зеленого листа у зерновых культур отмечается фаза всходов.
Через 10 - 14 дней после появления всходов у растений образуется несколько листьев (3 - 4). Всходы пшеницы обычно зеленые, ржи - фиолетово-коричневые, ячменя - сизовато-дымчатые, овса - светло-зеленые, хлебов второй группы - зелёные. Одновременно с ростом листьев развивается корневая система: зародышевые корни разветвляются и проникают в почву на глубину 30 - 35 см, рост стебля и листьев временно приостанавливается, начинается новая фаза развития растений - кущение.
Кущение представляет собой процесс подземного ветвления стебля и образование новых побегов (второго, третьего порядка) из подземных стеблевых узлов. Сначала из них развиваются узловые корни, затем - боковые побеги, которые выходят на поверхность почвы и растут так же, как и главный стебель. Верхний узел главного стебля, где происходит этот процесс, называется узлом кущения. Одновременно формируется вторичная корневая система, которая размещается в основном в поверхностном слое.
Динамика формирования побегов кущения и узловых корней у зерновых культур неодинакова. У ржи и овса кущение и укоренение протекают одновременно с ростом листьев. У ячменя и пшеницы побеги кущения появляются раньше начала укоренения, кущение происходит в период появления 3 листа, а укоренение - 4 - 5 листа. У проса побеги кущения образуются в период появления 5 - 6 листа, у кукурузы - 6 - 7 и у сорго - 7 - 8 листа. Вторичные корни у этих культур начинают развиваться при образовании 3-4 листа. Этим в значительной степени объясняется способность хлебов второй группы лучше переносить недостаток влаги в начальный и (кроме кукурузы) в последующие периоды роста и развития.
В узле кущения размещаются все части будущего растения, одновременно он служит вместилищем запасных питательных веществ. Отмирание узла кущения приводит к гибели растения. Узел кущения залегает на глубине 2 - 3 см; при более глубоком залегании повышается устойчивость зерновых культур к полеганию, озимые меньше страдают от зимне-весенних пониженных температур.
На глубину залегания узла кущения сильно влияют глубина высева семян, тип почвы, обработка семян, свет, температура и сорт. При недостатке света узел кущения залегает ближе к поверхности почвы, при пониженной температуре, при более глубокой заделке семян и при их обработке ретардантами увеличивается глубина залегания узла кущения. Сорта твердой пшеницы закладывают узел кущения глубже, чем сорта мягкой пшеницы. Наиболее дружное кущение хлебов первой группы идет при температуре 10 - 15 °С. При более высокой температуре период кущения заканчивается быстро, побегов образуется меньше.
С началом роста стебля и формированием генеративных органов растения начинается фаза выхода в трубку. Началом выхода в трубку считают такое состояние растений, когда у поверхности почвы на высоте 3 - 5 см внутри листового влагалища главного стебля легко прощупываются стеблевые узлы. В этот период растению требуется хорошая обеспеченность влагой и элементами питания, так как закладываются генеративные органы и начинается усиленный рост. Эта фаза характеризуется интенсивным развитием корневой системы, к ее концу глубина проникновения корней может достигать 1,5 - 2,5 м.
Стебель растет нижней частью междоузлий (интеркалярный рост). При полегании хлебов они способны подняться за счет роста междоузлий. Заканчивается рост к концу цветения - началу налива зерна. У хлебов первой группы образуется 4 - 7 междоузлий, кукурузы и сорго - 16 - 20.
Колошение, или выметывание, характеризуется появлением соцветия из влагалища верхнего листа. Первыми появляются соцветия на главных побегах, через 2 - 3 дня на боковых.
В этой фазе усиленно растут листья, стебли и формируется колос (или метелка). Растения предъявляют повышенные требования к условиям произрастания. Недостаток влаги в почве, сухая и жаркая погода в этот период приводят к нарушению формирования генеративных органов и образованию в колосе большого числа недоразвитых и стерильных цветков.
Цветение у зерновых культур наступает во время или вскоре после колошения. Так, у ячменя цветение проходит еще до полного колошения, у пшеницы - через 2 - 3 дня, у ржи - через 8 - 10 дней после колошения.
По способу опыления зерновые хлеба делятся на самоопыляющиеся (пшеница, ячмень, овес, просо, рис) и перекрестноопыляющиеся (рожь, гречиха, кукуруза, сорго). Растения-самоопылители опыляются преимущественно при закрытых цветках своей пыльцой. У пшеницы иногда (в жаркую погоду) цветки раскрываются и может происходить перекрестное (спонтанное) опыление. Перекрестноопыляющиеся - опыляются при открытых цветах ветром.
Фаза спелости делится на три периода: формирование, налив и созревание. Формирование семян - период от образования до достижения окончательной длины зерна. К концу периода заканчивается дифференциация зародыша, содержимое зерна из водянистого превращается в молочное, в эндосперме появляются крахмальные зерна, цвет оболочки из белого переходит в зеленый. Продолжительность периода 5 - 8 дней, в зерне много воды и мало сухого вещества.
Налив - период от начала отложения крахмала в эндосперме до прекращения этого процесса. Влажность зерна снижается до 37 - 40 %, продолжительность периода 20 - 25 дней. Период налива делят на четыре фазы: 1) фаза водянистого состояния - сухое вещество составляет 2 - 6 %, продолжительность 6 дней; 2) фаза предмолочная - сухого вещества до 10 %, продолжительность 6 - 7 дней; 3) фаза молочного состояния - зерно содержит белую молокообразную жидкость, содержание сухого вещества - 50 %, продолжительность 7 - 15 дней; 4) фаза тестообразного состояния - сухого вещества 85 - 90 %, продолжительность - 4 - 5 дней.
Созревание начинается с прекращения поступления пластических веществ. Влажность зерна снижается до 12 - 18 и даже до 8 %. Зерно созрело и пригодно для посевных, технических и хозяйственных целей, но развитие семени еще не закончено.
Период созревания делят на две фазы:
· восковой спелости - эндосперм упругий, оболочка зерна приобретает желтый цвет. Влажность снижается до 30 %. Длительность фазы 3 - 6 дней. В этой фазе приступают к двухфазной (раздельной) уборке;
· твердой спелости - эндосперм твердый, на изломе мучнистый или стекловидный, оболочка плотная, кожистая, окраска типичная. Влажность в зависимости от зоны 8 - 22 %. Продолжительность фазы 3 - 5 дней. В этой фазе протекают сложные биохимические процессы, после чего появляется новое свойство семени - нормальная всхожесть.
Поэтому дополнительно выделяют еще два периода: послеуборочное дозревание (заканчивается синтез высокомолекулярных белковых соединений, углеводов) и полная спелость (начинается с момента, когда всхожесть семян достигает максимальной и они готовы начать новый цикл).
2. ЭТАПЫ ОРГАНОГЕНЕЗА ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР
Фенологическими наблюдениями регистрируются основные фазы развития, однако они не отражают всех сложных органообразовательных процессов, происходящих в растении. Формирование каждого органа, как и растения в целом, включает ряд этапов. В развитии злакового растения М. Ф. Куперман установлено двенадцать основных этапов органогенеза.
1. В набухшем от влаги семени начинается активное образование зародышевых органов. При прорастании зерновки трогается в рост главный зародышевый корешок. Через сутки двое появляются зародышевые корни. Конус нарастания (точка роста) недифференцированный. Этап завершается прорастанием семени Элементы продуктивности -- полевая всхожесть и густота стояния растений.
2. Дифференциация основания конуса нарастания на зачаточные узлы, междоузлия и стеблевые листья. Элементы продуктивности -- высота и число листьев, коэффициент кущения.
3. Вытягивание и сегментация конуса нарастания -- зачаточной оси колоса. С началом кущения образуются вторичные (узловые) корни. Элемент продуктивности -- число члеников колосового стержня.
4. Формирование колосковых бугорков (конуса нарастания второго порядка). Растут нижние междоузлия. Элемент продуктивности -- число колосков в колосе.
5. Формирование цветков и колосков. Первыми начинают дифференцироваться колосковые бугорки средней части колоса. На этом этапе окончательно определяется потенциально возможное для сорта число цветков в колосках.
6. Формирование пыльниковых мешков и завязи пестика. Идет рост тычинок, пестика и покровных органов цветка. Усиленно растут средние междоузлия. Элемент продуктивности -- число цветков в колосках.
7. Завершение процесса формирования пыльцы. Усиливается рост тычиночных нитей. Начинается интенсивный рост члеников соцветия и покровных органов цветка, а также верхних междоузлий. Элементы продуктивности -- фертильность цветков, плотность колоса.
8. Завершается процесс формировании всех органов соцветия и цветка. Усиленно растет самое длинное верхнее междоузлие. Элементы продуктивности -- фертильность цветков, плотность колоса.
9. Цветение, оплодотворение, образование зиготы. Рост междоузлий стебля прекращается. Элемент продуктивности -- озерненность колоса.
10. Формирование зерновки. К концу этапа зерновки достигают типичных для сорта размеров по длине. Элемент продуктивности -- величина зерновки.
11. Накопление питательных веществ в зерновках (налив), идет их рост в толщину и ширину. Элемент продуктивности -- величина зерновки.
12. Рост зерновки прекращается, наступают восковая и полная спелость. Накопленные в зернах питательные вещества превращаются в запасные. Элемент продуктивности -- масса зерновки.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Таланов И.П. Практикум по растениеводству; М.: КолосС, 2008.
2. Гатаулина Г. Г.. Практикум по растениеводству. - М.: КолосС, 2014. - 304 с.
3. Посыпанов Г.С., и др.; Растениеводство Под ред. Г. С. Посыпанова. - М.: КолосС, 2006. - 612 с.
Размещено на Allbest.ru
...Роль высококачественного семенного материала в росте урожайности сельскохозяйственных культур. Хозяйственная и биологическая характеристика интенсивных сортов озимой пшеницы. Фазы роста и развития зерновых культур, вегетативный период в жизни растения.
контрольная работа , добавлен 20.05.2011
Особенности ресурсосберегающей технологии возделывания зерновых культур. Описание новых сортов яровой мягкой пшеницы. Районирование некоторых сортов. Функциональная геномика зерновых культур. Деятельность ведущих ученых в области зерновых культур.
реферат , добавлен 30.10.2014
Народнохозяйственное значение производства зерна, особенности его производства в Амурской области. Современное состояние развития зернового хозяйства. Динамика урожайности и валовых сборов зерновых культур. Эффективность новых сортов зерновых культур.
курсовая работа , добавлен 11.12.2012
Влияние биологических особенностей зерновых культур, кислотности почвы и других ее агрохимических показателей на поступление 90Sr в растения. Анализ накопления стронция-90 в зерне и соломе зерновых культур, выращенных на почвах дерново-подзолистой зоны.
курсовая работа , добавлен 30.08.2015
Агротехнические и технологические требования к посеву зерновых культур при интенсивной технологии возделывания. Современные сеялки для посева зерновых культур. Образование технологической колеи при посеве. Применение комбинированных машин для посева.
контрольная работа , добавлен 29.06.2015
Комбайновая и некомбайновая технологии уборки зерновых культур. Технология уборки зерновых культур методом очеса на корню. Анализ влияния конструктивно-кинематических параметров жатки на надежность и качество выполнения технологического процесса.
дипломная работа , добавлен 06.06.2011
Зарождение Российского государства, начало возделывания зерновых культур. Зерно в Древней Руси. История выращивания зерновых культур с XVI по XX вв. Выращивание зерновых в современной России. История и пути развития зерновой промышленности в Алтае.
дипломная работа , добавлен 23.05.2010
Теория академика Н.И. Вавилова о центрах происхождения культурных растений. Задачи селекции, понятие о сорте, его значение. Химический состав и питательность злаковых культур. Страны-производители зерновых. Характеристика основных злаковых культур.
дипломная работа , добавлен 01.06.2010
Анализ применяемых способов уборки зерновых культур и выбор наиболее рациональных. Технологический процесс комбайна Дон-1500, его эксплуатация, переоборудование и комплектование органов. Организация работ на уборке зерновых нераздельным способом уборки.
дипломная работа , добавлен 09.01.2010
Динамика урожайности зерновых культур. Индексный анализ валового сбора и средней урожайности зерновых ТОО "Вязовское" по усреднённым данным за два периода. Корреляционный анализ урожайности зерновых культур. Расчёт урожайности на перспективу.
Источник «Агро Плюс Груп»
В течение вегетации у зерновых культур отмечают следующие фазы роста и развития: всходы, кущение, стеблевание, выход в трубку, колошение (колосовые) или выметывание (сорго, овес), цветение и созревание. У озимых культур первые две фазы развития при благоприятных условиях протекают осенью, остальные - весной и летом следующего года; у яровых - весной и летом в год посева.
Фазы вегетации растений зерновых культур занимают довольно значительный интервал времени, в течение которого развивающиеся органы проходят ряд стадий. Для разработки эффективных приемов минерального питания важно знать этапы органогенеза, т.е. образования органов. Было разработано несколько систем для числового наименования стадий роста и развития. Среди этих систем, в России наиболее часто пользуются шкалой Куперман, а во всем мире, как правило, системами Фикса, Задокса (Z) или Науна (Feekes, Zadoks, Naun).
При набухании в семенах происходят биохимические и физиологические процессы способствующие прорастанию. По мере набухания семена начинают прорастать. Ко времени образования 3–4 листьев зародышевые корни разветвляются и проникают в почву на глубину 30–35 см, рост стебля и листьев временно приостанавливается, происходит дифференциация зачаточного стебля на узлы и междоузлия. В этот период существует опасность повреждения растений корневыми гнилями, особенно, если всходы попадают в ситуацию переувлажнения, низкой температуры почвы, глубокой заделки семян. Чем крепче растение, тем меньше будет оно подвержено влиянию патогенных микроорганизмов.
Интенсивность кущения зависит от условий произрастания, видовых и сортовых особенностей зерновых культур. При оптимальной температуре (10–15°С) и влажности почвы период кущения растягивается, а число побегов увеличивается. В обычных условиях озимые культуры образуют 3–6 побегов, яровые - 2–3. На количество побегов влияют также плодородие почвы, особенно азот до начала фазы стеблевания.
Динамика формирования побегов кущения и узловых корней у зерновых культур неодинакова. У ржи и овса кущение и укоренение протекают одновременно в период появления 3–4 листа. У ячменя и пшеницы побеги кущения появляются раньше начала укоренения, кущение происходит в период появления 3 листа, а укоренение - 4–5 листа. У проса побеги кущения образуются в период появления 5–6 листа, у сорго - 7–8 листа. Узловые корни у этих культур начинают развиваться при образовании 3–4 листа. Одновременно с образованием боковых побегов формируется вторичная корневая система, которая размещается в основном в поверхностном слое почвы. В этот период происходит закладка будущего урожая - формирование колосковых бугорков.
Побеги, произведенные в фазу кущения должны выжить для увеличения урожайности. Развитие колоса и начало удлинения стебля требуют большое количество ресурсов растения, поэтому плохо сформированные побеги быстро отмирают. Засуха, тепловой стресс, заморозки в период удлинения стебля (фаза стеблевания) и в фазу выхода в трубку увеличивают количество отмерших побегов из–за ограничения ресурсов растения. Часто только главный побег остается для репродукции в условиях засухи. Если засуха прекращается или в этот период вносится дополнительная азотная подкормка, нарушается синхронизация развития растения и оно производит множество поздно созревающих колосьев, что также является проблемой при уборке.
Величина урожая в значительной мере зависит также от размеров колоса и его озерненности. Колос начинает закладываться на третьем этапе органогенеза (Z 25–29), что по времени совпадает с фазами кущения и стеблевания. В период кущения растения должны быть в достаточной степени обеспечены элементами питания, особенно азотом, который резко увеличивает ростовые процессы формирующихся продуктивных органов.
Четвертый этап органогенеза (начало выхода в трубку, Z 30) практически определяется ощупыванием первого стеблевого узла, который находится на высоте 2–3 см от поверхности почвы. Это критический период для озимых по обеспеченности влагой и питанием, когда формируются колосовые бугорки, от чего зависит количество колосков в колосе.
Пятый этап (Z 31–33) совпадает с серединой фазы выхода в трубку и характеризуется началом образования и дифференциации цветков, идет закладка тычинок, пестиков и покровных органов цветка. Фенологическим его признаком является появление второго стеблевого узла. На этом этапе органогенеза окончательно определяется потенциально возможное для сорта количество цветков в колосках.Некорневая подкормка будет эффективной и обеспечит закладку крупного колоса, если охватит период
Z 25–33, причем, чем раньше она будет проведена, тем лучше конечный результат.
Выход в трубку (Z 34-50)
Окончание дифференциации конуса нарастания приходится на шестой и седьмой этапы органогенеза (Z 37–50), что совпадает со второй половиной фазы выхода в трубку до колошения (Губанов В.Я., 1986). В этот период растения поглощают наибольшее количество питательных веществ, в результате чего увеличивается количество продуктивных стеблей, колосков и зерен в колосе. В это время вносится вторая доза азотных удобрений и некорневая подкормка (появление флагового листа перед цветением). Такая подкормка значительно повышает урожай за счет повышения жизнеспособности пыльцы и образованию зерен в колосе.Цветение у зерновых культур наступает во время или вскоре после колошения. Так, у ячменя цветение проходит еще до полного колошения, когда колос не вышел из влагалища листа, у пшеницы - через 2–3 дня, у ржи - через 8–10 дней после колошения.
Колошение (Z 50-59)
Абиотические стрессы перед появлением флагового листа могут привести к потере колосков развивающегося колоса. При благоприятных условиях на каждом колоске может развиться до 12 цветков. Однако, поздно сформировавшиеся цветки опадают и на колоске остаются только от двух до четырех цветков, способных дать зерно. Цветение начинается в нижней части колоса и постепенно распространяется вверх. При экстремальных условиях все цветки колосков вверху и внизу колоса могут отмереть еще до цветения. Количество побегов и цветков, завязавшихся на пшенице обычно намного больше колосьев и зерна, которое может вырастить растение. Как известно, снижение потенциальной урожайности начинается при потере побегов в конце кущения и продолжается отмиранием цветков еще до цветения. Погодные условия во время этих периодов, называемых критическими, определяют величину потерь потенциальной урожайности.
Цветение (Z 60-69)
Последняя корректировка потенциальной урожайности происходит в период налива зерна (Z 70–80), когда определяется его крупность и масса. Некорневая подкормка в этот период (после цветения при наличии ассимилирующих листьев) увеличивает массу зерна и улучшает его качество.
Продолжительность периода созревания напрямую коррелирует с урожайностью: чем дольше происходит накопление пластических веществ, тем крупнее зерновка и тем выше сбор зерна. Высокие температуры в этот период приводят к ускоренному созреванию, образованию щуплых зерен. Слишком низкие температуры также негативно влияют на урожайность, так как замедляют процессы оттока ассимилятов в зерновку, задерживаются сроки уборки. Обильные дожди приводят к полеганию посевов, прорастанию зерна, снижению качества зерна (стеканию клейковины), затруднению уборки урожая. Задержка уборки в условиях повышенных температур приводит к сильному снижению влажности зерна, усилению трещиноватости и осыпанию зерна.
Стадии созревания
На каждом этапе образования и роста органов растение затрачивает колоссальное количество энергии. Обеспечение растения элементами питания, вспомогательными продуктами (аминокислоты, стимуляторы роста) в нужное время и в необходимом количестве для бесперебойной работы физиологических реакций в обмене веществ способствуют максимальной реализации генетического потенциала растения.
Улучшая условия прохождения той или иной фазы с помощью соответствующего агрофона, созданного с помощью точных расчетов под планируемый урожай, обработки семян и некорневых подкормок, основанных на регулярной диагностике современными приборами, повышая иммунитет к заболеваниям и вредителям, мы сохраняем активную корневую систему, продуктивные побеги, ассимилирующую поверхность, цветки и обеспечиваем полноценный налив зерна - сохраняем урожай!
СЛЕДУЮЩАЯ СТРАНИЦА
ОБСУДИТЬ НА ФОРУМЕ
Через несколько дней после всходов растения пшеницы образуют 3-4 листа. С этого момента рост стебля и листьев заменяется и начинается новая фаза у развития - кущение .
Оно представляет собой образование побегов из подземных стеблевых узлов. Процесс кущения заключается в том, что из подземных узлов стебля сначала развиваются узловые корни, а затем боковые побеги, которые выходят на поверхность почвы и растут так же, как и главный стебель.
Боковые побеги могут образоваться из узловых корней, находящихся ближе к поверхности почвы. Верхний узел главного стебля (расположенный на 1-3 см глубже поверхности почвы), от которого отходят боковые побеги, называется узлом кущения. Это важнейший орган растения озимой пшеницы.
Повреждение его приводит к ослаблению роста или гибели растения.
По характеру кущения у растений различают общую и продуктивную кустистость. Под общей кустистостью понимается среднее количество развитых и недоразвитых побегов, приходящихся на куст. Под продуктивной кустистостью понимают среднее количество плодоносящих стеблей, приходящихся на куст.
Общая кустистость, как правило, бывает больше, чем продуктивная, так как не все побеги становятся плодоносящими. Поэтому большое практическое значение имеет продуктивная кустистость, от которой значительно зависит урожай.
Дополнительные продуктивные стебли, образовавшиеся осенью или весной, повышают урожай пшеницы на 30-50% и более. Поэтому чем больше продуктивная кустистость (наряду с другими элементами продуктивности), тем выше урожай.
В наших опытах в 1970 г. наивысшая урожайность (56,4 ц с 1 га) пшеницы Мироновской 808 получена на черном удобренном пару при посеве 25 августа и продуктивной кустистости 2,9 стебля на куст; после гороха на зерно и кукурузы на силос значительно ниже: соответственно 44,8 и 2,6; 42,5 и 2,5.
Однако в сухие годы высокая кустистость может оказать отрицательное влияние на урожай и качество зерна.
Продолжительность периода от всходов до кущения бывает различной, в зависимости от температуры, влажности почвы, предшественников и других условий.
В северо-западных районах (Новгородская, Ленинградская области) кущение озимой пшеницы начинается в среднем через 14 дней после всходов (Денисов, Стихии, 1965). В Ростовской области (но Ангельеву и др.) длительность периода от всходов до начала кущения колеблется от 14 до 23 дней на чистых парах и от 27 до 30 дней по колосовым предшественникам.
В некоторые годы при недостатке влаги в почве осенью озимая пшеница кустится весной.
В наших опытах продолжительность периода от всходов до начала кущения в среднем за восемь лет (1958- 1962 и 1969-1971) составила на черном пару от 9 (1961 г.) до 20 (1969 г.) дней и после гороха на зерно в среднем за четыре года (1963-1966) от 12 (1964 г.) до 25 (1966 г.) дней, в зависимости от температуры воздуха, влажности почвы и сроков посева.
В отдельные годы (1958, 1959, 1960 и 1963) при поздних сроках посева (10, 7 и 5 сентября) пшеница осенью не успевала раскуститься. В таких случаях кущение ее проходило весной.
Главными факторами, влияющими на процесс кущения озимой пшеницы, являются влажность почвы и температура воздуха.
Если осенью в почве недостаточно влаги или пониженная температура или же один из этих факторов находится в минимуме, период от всходов до кущения растягивается.
По нашим данным, нормальное кущение озимой пшеницы происходит при температуре воздуха от 7 до 11° С, по Руденко (1950) - от 6 до 10° С, по Носатовскому (1965) - от 11 до 12° С. Временные понижения температуры воздуха, а также повышенная облачность задерживают развитие растений, но способствуют более интенсивному кущению.
Вегетация озимой пшеницы осенью прекращается при температуре воздуха 5°С и ниже.
Оптимальная влажность почвы, при которой интенсивнее протекает процесс кущения, 65-75% полевой влагоемкости.
При благоприятных условиях произрастания озимая пшеница дает в среднем 3-4 стебля на куст и более. При широкорядных посевах кустистость может достигать 45-60, иногда 100 стеблей.
В 1968 г. в наших опытах в учхозе «Комсомолец» Мичуринского плодоовощного института на широкорядном посеве (междурядья 30 см) озимой пшеницы по черному пару, удобренному навозом (30 т на 1 га), в одном кусте некоторых растений было до 36-40 плодоносящих колосьев и до 1872-2040 зерен.
Поэтому для ускоренного размножения перспективных и ценных сортов озимой пшеницы (при недостатке семян) целесообразно применять широкорядные способы посева с междурядьями 30 или 45 см.
В некоторые годы в зависимости от влажности почвы, сроков посева, глубины заделки семян и сортовых особенностей у растений озимой пшеницы образуется второй узел кущения, отходящий от зародышевых корней (ближе к поверхности почвы).
Растения с двумя узлами кущения легче переносят неблагоприятные условия зимнего и весеннего периодов, сохраняются до уборки, в результате их продуктивность повышается. В наших опытах в 1961-1962, 1964-1965 и 1970 гг. растений озимой пшеницы с двумя узлами кущения было до 25-40%, в зависимости от сорта, а в вариантах с обработкой семян ростовыми веществами - до 75%. Так, семена пшеницы сорта Степная 135, обработанные перед посевом калийной солью гетероауксина, образовали от 50 до 75% растений с двумя узлами кущения, препаратами БФК-2 - от 40 до 65%, БФК-19 - от 24 до 55% и КШ-3 - от 20 до 40%, в зависимости от концентрации растворов и продолжительности обработки семян.
Контрольных растений с двумя узлами кущения было от 20 до 25% общего их количества.
Кустистость озимой пшеницы зависит также от плодородия почвы. Чем почвы богаче питательными веществами, тем коэффициент общей и продуктивной кустистости выше. Большую роль в увеличении кустистости играют предшественники, удобрения, сроки посева.
В наших опытах (1970-1971 гг.) на слабовыщелоченном мощном черноземе учхоза «Комсомолец» (механический состав почвы - тяжелый суглинок, мощность перегнойного горизонта A-B больше 80 см, рН 6, содержание подвижного фосфора, по Кирсанову, 5,62 мг на 100 г почвы, подвижного калия, по Бровкиной, 17,6 мг, гидролитическая кислотность 6,5 м.-экв.
на 100 г почвы, степень насыщенности основаниями 84,1%, степень обеспеченности фосфором малая) общая и продуктивная кустистость сорта пшеницы Мироновская 808 на удобренных фонах черного и занятого паров были выше, чем на контроле.
Более высокая продуктивная кустистость (перед уборкой) была на черном удобренном пару при посеве 25 августа, наименьшая - на контроле занятого кукурузного пара при посеве 5 сентября. При посеве 5 сентября растения осенью не всегда (в зависимости от зоны) успевают образовать дополнительные побеги, и кущение пшеницы при благоприятных условиях происходит весной.
По данным академика В. Н. Ремесло (1964), общая и продуктивная кустистость Мироновской 808 в 1962 г.
была выше по гороховому пару при оптимальных сроках посева соответственно: 5 сентября 3,8 и 3,5; 15 сентября 3,9 и 3,6; наименьшая - при раннем (25 августа) 3,3 и 2,9 и позднем сроке (25 сентября) 3,3 и 3,1 стебля на куст.
Значительно слабее кустилась пшеница по занятому вико-овсяному пару, что связано, по-видимому, с большим иссушением почвы.
При посеве 25 августа общая кустистость составила 3,0 и продуктивная 2,3; 5 сентября соответственно 2,8 и 2,4; 15 сентября - 2,5 и 2,5 и 25 сентября - 2,5 и 2,2.
Интенсивность кущения озимой пшеницы в разных зонах страны бывает неодинаковой. Наиболее высокая кустистость наблюдается в районах с недостаточным увлажнением.
Это связано главным образом с пониженной нормой посева семян, применяемой в этих районах, при которой увеличивается площадь питания растений. В условиях орошения общая и продуктивная кустистость пшеницы значительно повышается. Ниже приведены некоторые данные (по А. И. Носатовскому, 1957) об интенсивности кущения озимой пшеницы в отдельных зонах в зависимости от продолжительности периода всходы - прекращение вегетации, температуры воздуха и количества осадков.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Вконтакте
Одноклассники
Семейство злаки принадлежит классу однодольных покрытосеменных растений. Злаки включают более 10 тысяч видов. Много среди них растений, имеющих сельско-хозяйственное значение для человека (пшеница, рис, рожь, кукуруза, сахарный тростник и др.). Большинство злаков многолетние травы.
Для злаков характерна преимущественно мочковатая корневая система.
Отличительной особенностью злаков является то, что их стебли нарастают в длину не только верхушкой, но и в основаниях междоузлий, т. е. вставочным ростом. У многих видов злаков стебель в междоузлиях полый (пшеница). Это стебель соломина. У других видов междоузлия не полые (кукуруза).
Отличаются злаки и своими листьями, которые у них длинные и узкие. Жилкование в основном параллельное. Листья имеют так называемые влагалища, представляющие собой основания листьев в виде трубки, которая охватывает стебель.
Влагалища защищают образовательную ткань в основаниях междоузлий.
Цветки у злаков мелкие и невзрачные. Преимущественно распространены самоопыление или опыление ветром. Цветки собраны в соцветия, обычно колос, сложный колос, метелку из колосков. Количество цветков в колосках зависит от вида, бывает от одного до множества.
Строение самих цветков у злаков особенное. У многих видов цветок состоит из двух чешуй и двух пленок.
Тычинок в цветке 3, пестик 1 с двумя рыльцами.
Плодом у злаков является зерновка. У зерновок околоплодник срастается с семенной кожурой. В семени злаков эндосперм находится с одной стороны от зародыша, прилегая к его семядоли-щитку. Зерновки злаков все вместе называют зерном.
Пшеница возделывалась человеком с древних времен (более 10 тысяч лет назад).
В пищу и на переработку идут зерновки пшеницы, из которых получают муку. Из муки пекут хлеб, изготавливают макаронные изделия и крупы. Пшеница - это не один вид. Существует более 20 видов пшеницы, каждый из которых может включать множество сортов.
У одного растения пшеницы может быть от нескольких до более десятка стеблей.
Соцветием является сложный колос, состоящий из колосков. Каждый колосок включает несколько цветков. В цветках пшеницы еще до их распускания происходит самоопыление.
Существуют пшеницы твердые и пшеницы мягкие.
Отличается их эндосперм. У твердой пшеницы он более плотный, содержит клейковину (растительный белок). Твердая пшеница более требовательная к теплу, свету и плодородию почвы.
Высевают ее ранней весной в более южных регионах, чем мягкую пшеницу. Мягкая пшеница бывает озимой (высевают осенью).
У ржи соцветием также является сложный колос. Однако каждый колосок состоит из двух цветков и одного недоразвившегося. Рожь опыляется ветром. Различаются и зерновки пшеницы и ржи. У ржи они более удлиненные. Ржаная мука по цвету темнее пшеничной.
У овса соцветие метелка, состоящее из колосков.
В каждом колоске по 2-3 цветка. Для овса характерно самоопыление. Из овса изготавливают овсяную крупу, толокно, геркулес и др.
Просо имеет соцветие метелку, его стебли ветвятся. Из проса изготавливают пшено.
Рис требователен к теплу и влаге.
Кукуруза имеет высокий стебель около 2 м, ее корни уходят в глубину более чем на 1 м.
Была завезена из Южной Америки. Требовательна к теплу. Используется как кормовая и продовольственная культура.
Для кукурузы характерны раздельнополые цветки.
Пестичные цветки образуют сложный початок, расположенный в пазухах листьев и обернутый видоизмененными листьями. Столбики пестиков длинные, выносят рыльца из початков. Тычиночные цветки формируют метелку на верхушке стебля. В каждом колоске метелки по два цветка. У кукурузы происходит перекрестное опыление с помощью ветра.
Среди дикорастущих злаков следует отметить ковыль, пырей, тимофеевку .
Цветение - IX этап органогенеза - обычно наступает через несколько дней после колошения, но при засухе, когда верхнее междоузлие слабо вытягивается, цветение может наступить одновременно с колошением и даже в трубке влагалища верхнего листа.
Цветение каждого отдельного цветка протекает очень быстро: от раскрытия до закрытия цветковых чешуй проходит около получаса.
За это время лопасти рыльца выходят из цветковых чешуй наружу, расходятся и растут в стороны, тычиночные нити быстро удлиняются, пыльники выносятся вверх, растрескиваются снизу и высыпают пыльцу на рыльца.
После этого цветковые чешуи закрываются. У пшеницы они часто не открываются - цветение носит закрытый характер. Все поле всухую, теплую погоду отцветает за 5-7 дней, во влажную погоду цветение растягивается на 10-12 дней.
Пшеница не относится к числу аблигатных самоопылителей, но и не обнаруживает существенной отрицательной реакции на повторяющееся из поколения в поколение самоопыление.
Процент завязываемости семян при принудительном автогамном (опыление рыльца пыльцой того же цветка) опылении, как правило, высок (75-85%), но все же ниже завязываемости семян при свободном опылении (90-95%).
Закрытое цветение, например, при засухе, когда колос не выходит из влагалища, может быть одной из причин череззерницы в связи с более низкой завязываемостью семян.
Наличие открытого цветения делает в принципе возможным возникновение спонтанных межсортовых и межвидовых гибридов при соседстве разных форм в посевах.
Ho фактический процент перекрестного опыления очень низок, что связано с избирательностью оплодотворения. Установлено, что при попадании на рыльце смеси пыльцы скорость роста пыльцевых трубок разных сортов различна, причем быстрее всего обычно растут пыльцевые трубки собственной пыльцы, и, таким образом, пшеница и при открытом цветении все же остается самоопыляющимся растением.
Основным же источником спонтанных гибридов, по мнению А.З.
Латыпова, следует считать возникновение пыльцестерильных растений, которые, таким образом, могут быть опылены только пыльцой других растений, в том числе и иного сорта или вида. Это обстоятельство нужно учитывать при работе с межвидовыми гибридами, у которых вероятность возникновения пыльцестерильных форм значительно больше и в некоторых случаях может возникнуть необходимость их пространственной изоляции.
Попавшая на рыльце пыльца уже через несколько минут начинает прорастать и пыльцевая трубка врастает в рыльце.
На одном рыльце обычно прорастает несколько штук пыльцы, но лишь одна пыльцевая трубка через вход семяпочки (микропиле) проникает в зародышевый мешок и изливает в него свое содержимое - два спермий, осуществляющих двойное оплодотворение. Один спермий оплодотворяет яйцеклетку, а второй - центральную клетку зародышевого мешка. Из оплодотворенной яйцеклетки (зиготы) в дальнейшем развивается зародыш, а из оплодотворенной центральной клетки - эндосперм.
Семенная оболочка образуется из покровов семяпочки, а плодовые оболочки - из стенок завязи.
На завязываемость семян у пшеницы оказывает влияние возраст рыльца, что важно установить при искусственном опылении. Общее правило здесь таково: если во время кастрации рыльца были в состоянии полной зрелости (распушились и имели развитые лопасти), опыление можно проводить сразу и во всяком случае не позже 2-3 дней после кастрации.
Если же рыльце не распушилось, лучшая завязываемость семян будет получена, если выждать 3-5 дней после кастрации.
Н.Л. Удольская приводит следующие данные о завязываемости семян в зависимости от состояния рылец в момент опыления (табл. 11).
Из внешних факторов на завязываемость семян влияют в первую очередь температура и относительная влажность воздуха.
Оптимальные температуры в период опыления и оплодотворения лежат в пределах 15-25°С, а относительная влажность воздуха - от 40 до 70%. Фертильность цветков пшеницы и общая пыльцепродуктивность возрастают при улучшении минерального питания растений.
Оптимальные для опыления и оплодотворения температура, влажность и световой режим могут иметь существенное практическое значение при выращивании материала, подлежащего гибридизации, в закрытом грунте. Последний приобретает в настоящее время все большее значение в селекционной работе, так как названные параметры могут регулироваться и можно добиться лучшей завязываемости гибридных семян.
Например, есть данные о том, что продолжительность дня более 16 ч (а в теплицах часто применяется круглосуточное освещение растений) отрицательно сказывается на фертильности цветков и завязываемости семян. К сожалению, пока эти вопросы изучены недостаточно.
Один из способов оценки, фертильности пыльцы основан на определении содержания крахмала. Собранную пыльцу помещают в пробирку с раствором йода в йодистом калии и встряхивают в течение двух минут. Затем под микроскопом на предметном стекле со счетной камерой подсчитывают процент различно окрашенных зерен.
Фертильная пыльца окрашивается в темно-бурый цвет, стерильная (с низким содержанием крахмала) - в светло-коричневый или желтый.
Нередко в селекции и генетических исследованиях приходится иметь дело с сортами, цветущими с большой разницей во времени.
Способность к оплодотворению и завязыванию семян женские генеративные элементы сохраняют от 8 до 12 дней, реже до 15. В свою очередь пыльца может быть сохранена в течение многих недель в вакууме при температуре 1-4°С.
При той же температуре без вакуума в стеклянных бюксах (лучше без крышек) пыльцу можно хранить несколько дней, но завязываемость семян при использовании такой пыльцы намного ниже, чем свежесобранной. При комнатной температуре жизнеспособность пыльцы резко снижается уже через сутки после сбора.
Наибольший процент завязываемости обеспечивает, конечно, свежесобранная пыльца и пестик в период оптимума своей зрелости.
Этот оптимум охватывает период от 1-2 дней до начала цветения (раскрытия цветковых чешуй) до 1-2 дней после цветения, то есть практически 3-5 дней. Завязываемость семян при опылении через 3-4 дня после цветения падает в 2-3 раза, а при дальнейшей задержке опыления - во много раз.
