Фазы роста и развития зерновых. Фазы роста и развития зерновых культур и их характеристика. Благоприятные и неблагоприятные факторы
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.
Введение
За последние 10-15 лет в технологиях возделывания озимой пшеницы произошли значительные изменения. Азотные удобрения теперь вносятся в 3-4 приема. Защита против сорной растительности проводится как в осенний, так и в весенний период, число обработок фунгицидами возросло с 1 до 2-3-х раз за сезон. Кроме того, неотъемлемыми приемами стали внесение регуляторов роста, применение инсектицидов, микроэлементов, аминокислот и т.д.
Жизненный цикл каждой культуры состоит из ряда периодов, характеризующихся качественными изменениями биохимических реакций, физиологических функций и органообразовательных процессов.
В развитии озимой пшеницы можно выделить 2 основных периода:
1) формирование вегетативных органов – корней, стеблей, листьев, выполняющих важнейшие функции питания, фотосинтеза, дыхания, водоснабжения и передвижения веществ в организме;
2) формирование генеративных органов – соцветий, цветков и органов размножения.
Каждая стадия характеризуется четко выраженными внешними морфологическими изменениями (фаза прорастания семян, появления всходов, роста стебля, цветение, образования и созревания плодов и семян). В связи с этим были разработаны шкалы, позволяющие ранжировать и идентифицировать стадии развития с учетом особенностей развития культуры.
Существует много различных шкал для определения стадий развития злаковых культур: Фикеша (1954), Келлера и Баггиолини (1954), Задокса, Чанга и Конзака (1974) и др. На сегодняшний день наиболее широкое практическое применение получила унифицированная расширенная шкала – код ВВСН .
Название кода ВВСН является сокращением от названия организаций, стоявших у истоков его разработки:
В
– Biologische Bundesanstalt for Land – und Forstwirtschaft (Биологическое федеральное учреждение сельского и лесного хозяйства);
В
– Bundessortenamt (Федеральное сортовое управление);
СН
– Chemische Industrie (Химическая промышленность в составе Объединения аграрной промышленности).
В русскоязычной версии код ВВСН известен как «Десятичный код» (ДК) .
Основой для определения стадий по данной шкале являются видимые невооруженным глазом фенологические признаки образования органов:
- прорастание;
- развитие листьев;
- кущение;
- трубкование;
- выколашивание колоса;
- цветение;
- созревание.
В свою очередь, созревание подразделено на три этапа в зависимости от анатомических и химических преобразований формирующейся зерновки:
- молочная спелость;
- восковая спелость;
- созревание.
Каждая стадия по шкале обозначается по принципу двухзначного числового кодирования от 0 до 9
.
Первая цифра числа – макростадия
, а вторая цифра – микростадия
(рис. 1). Такое деление обусловлено тем, что стадия в полной мере не отражает фенологических особенностей развития злаковых культур.
Несмотря на довольно высокую информативность данной шкалы, у нее есть один недостаток – необходимо иметь определенный опыт, чтобы правильно понять значения цифрового кода или его текстовую интерпретацию в описывании морфологических признаков. Схематические рисунки также дают приблизительное представление о наступлении той или иной стадии (рис. 1).
В то же время неквалифицированное определение стадии развития растений не позволит в полной мере реализовать потенциал препарата или вообще может привести к снижению продуктивности. Так, например, при однократном применении регуляторы роста рекомендуется вносить в стадию ДК 31 (обнаруживается первый узел стебля), а при повторном применении – в стадию ДК 37-39 (появление флагового листа, в лигула флагового листа становится заметной). Продолжительность стадии ДК 31 составляет несколько дней, и на высоких фонах азотного питания опоздание со сроком применения регулятора роста может снизить эффективность препарата и привести к полеганию культуры.
Данное методическое пособие содержит детально расписанные стадии развития озимой пшеницы по шкале ВВСН с фотографиями каждой макро- и микростадии и призвано помочь избежать ошибок в интерпретации стадий развития культуры.
Рис. 1. Десятичный код развития злаковой культуры
Стадия “Прорастание”, ДК 00-09
С момента уборки на протяжении определенного времени зерно находится в состоянии покоя, длительность которого обусловлена сортовыми различиями. По истечении периода покоя зерно может прорасти. Необходимым условием для наступления стадии прорастания является наличие влаги, тепла и воздуха в зоне расположения зерновки. При сочетании данных факторов зерно набухает и начинает прорастать. Первым в рост трогается зародышевый корешок (рис. 2), затем начинает расти стебелек. Растущий стебелек покрыт прозрачным чехликам, или колеоптиле, предохраняющим его от повреждений. Прорвав семенную оболочку, стебелек пробивается на поверхность.
Итак, исходя из фенологических особенностей, первая макростадия классифицируется следующим образом:
ДК 00
– Сухая зерновка.
ДК 01
– Начало набухания.
ДК 03
– Полное набухание.
ДК 05
– Появление зародышевого корешка из зерновки.
ДК 06
– Увеличение длины зародышевого корешка, видны боковые корни.
Рис. 2. Этапы макростадии “прорастание семян”, ДК 00-06
Диагностическим признаком микростадии ДК 07 является появление колеоптиле (рис. 3).
Рис. 3. Появление видоизмененного первого листа (колеоптиле), ДК 07
Характерным признаком следующей микростадии (ДК 08 ) является появление колеоптиле на поверхности почвы (рис. 4).
Рис. 4. Колеоптиле появилось на поверхности почвы, ДК 08
Отличительный признак завершающей микростадии (ДК 09 ) – появление листа на конце колеоптиле (рис. 5).
Рис. 5. Колеоптиле появилось на поверхности почвы, на конце колеоптиле показывается лист, ДК 09
ДК 00
– обработка семян (протравители, стимуляторы роста и микроэлементы).
ДК 01-07
– обработка гербицидом с почвенным механизмом действия.
Стадия “Рост проростка”, ДК 10-19
С момента выхода колеоптиле на поверхность почвы наступает очередная макростадия – “всходы”, или “рост проростка”.
Классификация второго этапа основана на подсчете листьев, которые развернуты на растении.
ДК-10 – Первый лист пробивается через колеоптиле, а затем разворачивается (рис. 6).
Рис. 6. Первый лист пробивается через колеоптиле, ДК 10
Характерные признаки стадии ДК 11 (стадия 1-го листа) – развертывается первый настоящий лист, показывается верхушка 2-го листа (рис. 7).
Рис. 7. Развернут первый лист, ДК 11Микростадия ДК 12 (стадия двух листьев) наступает, когда развертывается второй настоящий лист и показывается верхушка 3-го листа (рис. 8).
Рис. 8. Развернуто два листа, ДК 12
ДК 13 – Стадия трех листьев: развертывается третий настоящий лист, показывается верхушка 4-го листа (рис. 9).
ДК 14
– Стадия четырех листьев: развертывается четвертый настоящий лист, показывается верхушка 5-го листа (рис. 9).
Каждая последующая микростадия соответствует числу развертывающихся листьев.
ДК 19 – Развернуто 9 и более настоящих листьев.
С момента окончания микростадии ДК 13-14 пшеница переходит к следующей макростадии – кущение.
Рис. 9. Развернуто три листа и четыре листа, ДК 13
и ДК 14
Агротехнологическое значение макростадий
ДК 11-12
– защита посевов гербицидами почвенного механизма действия;
ДК 12-15
– обработка посевов инсектицидами (при наличии вредителей);
ДК 13-14
– защита посевов гербицидами с комбинированным механизмом действия (почвенным и листовым).
Стадия “Кущение”, ДК 20-29
Макростадия «кущение» у озимой пшеницы обычно начинается после того, как у растения появился четвертый лист.
Кущение – это образование побегов из подземных стеблевых узлов, однако наступлению данной стадии предшествует образование стеблевого узла. Он играет в процессе развития растений озимой пшеницы очень важную роль, так как здесь размещаются все части будущего растения. Именно во время кущения происходит закладка побегов, колосков, происходит интенсивный рост корней. Поэтому повреждения узла кущения вследствие неблагоприятной погоды или вредителями приводят к гибели растения. Живой узел кущения обеспечивает отрастание этих органов.
Формируется узел кущения следующим образом. Когда первый лист появляется над почвой, почки зародыша слегка приподнимаются вверх от центра зародыша и от основания колеоптиле. Участок ткани, который лежит ниже основания первого листа, начинает удлиняться, перемещая к поверхности почвы главную почку и основание листьев с почками в их пазухе. Основание же колеоптиле остается почти на том же месте или слабо приподнимается. Одновременно с перемещением эти почки увеличиваются в объеме и спустя несколько дней образуют несколько выше основания колеоптиле узкий молочного цвета поясок, с каждым днем увеличивающийся в размере. Это новообразование продвигается вверх, пока не дойдет до предельной глубины. Здесь новообразование еще сильнее увеличивается в размере, принимая неправильную шарообразную форму и образует узел. Как раз к этому времени формируется третий или четвертый лист.
Общий вид растения к моменту наступления фазы кущения:
- вниз от семени пшеницы отходит прядь зародышевых корешков;
- колеоптиле засыхает, сохраняя у основания почку;
- над колеоптиле формируется упругое бесцветное новообразование – корневидное междоузлие, над которым размещается узел с отходящими вверх листьями.
Озимая пшеница, высеянная в оптимальные сроки сева, к моменту прекращения осенней вегетации обычно образует в среднем по 3-4 побега на одно растение. В случае продолжительной осенней вегетации побегов может быть 6-8 и больше. Пшеница может продолжить кущение и весной после возобновления вегетации. Появление новых побегов будет продолжаться до тех пор, пока есть условия для их образования. В то же время боковые побеги, как самостоятельные растения, начинают образовывать новые побеги. При комплексе благоприятных факторов побегов на одном растении при оптимальной норме высева может быть 10-12 штук и больше (рис. 10).
Рис. 10. Хорошо раскустившееся растение озимой пшеницы
За основу классификации третьей стадии развития (кущение) взят принцип количества побегов кущения.
Характерным признаком стадии ДК 21
является наличие главного побега и одного побега кущения (рис. 11).
Рис. 11. Визуальные признаки стадии ДК 21
(главный побег и 1 побег кущения)
Рис. 12. Визуальные признаки стадии ДК 22
(главный побег и 2 побега кущения)
Рис. 13. Визуальные признаки стадии ДК 23
(главный побег и 3 побега кущения)
Рис. 14. Визуальные признаки стадии ДК 24
(главный побег и 4 побега кущения)
Рис. 15. Визуальные признаки стадии ДК 25
(главный побег и 5 побегов кущения)
Рис. 16. Визуальные признаки стадии ДК 29
(главный побег, а также 9 и более побегов кущения)
Агротехнологическое значение макростадий
ДК 21-29
- защита посевов от сорной растительности;
ДК 21-29
- обработка посевов инсектицидами (при наличии вредителей);
ДК 21-23
(осень) - внесение регулятора роста для снижения высоты растений и усиления кущения;
ДК 22-24
(осень) - внесение фунгицидов для борьбы с листовой инфекцией и снежной плесенью;
ДК 21-22
(весна) - внесение регулятора роста усиления кущения;
ДК 21-24
(весна) - подкормка азотными удобрениями.
Стадия «Удлинение стебля», ДК 30-39
Со стадии «удлинение стебля» начинается генеративная фаза развития культуры. В эту стадию происходит удлинение и утолщение междоузлий стебля, которые растут в результате деления меристематических клеток и их последующего растяжения. Стадия начинается с удлинения нижнего междоузлия, находящегося над узлом кущения. Почти одновременно с этим удлиняется второе междоузлие. Его длина при нормальных условиях роста превышает длину первого междоузлия. Удлинение третьего и четвертого междоузлий протекает так же, как и второго, – во время энергичного удлинения одного междоузлия лежащее выше междоузлие растет медленно (рис. 17). Когда нижнее междоузлие почти прекращает рост, вышележащее дает максимальный прирост.
Рис. 18. Этапы трубкования озимой пшеницы
Кроме того, в данную стадию происходит интенсивный рост колоса (рис. 18).
Рис. 18. Этапы формирования колоса
Рис. 19. Визуальные признаки стадии начала трубкования, ДК 31
За основу классификации четвертой стадии развития (удлинение стебля) взято количество узлов, которые можно обнаружить на растении и появление флагового листа. У озимой пшеницы в зависимости от сорта обычно формируется 4-5 узла.
Отличительным признаком стадии ДК 30 (начало выхода в трубку) является момент, когда главный побег и побеги кущения, распрямившись, начинают удлиняться. Расстояние от колоса до узла кущения должно быть не более 1 см.
Стадия ДК 31 (стадия 1-го узла) диагностируется следующим образом: первый узел виден на поверхности земли или он находится от узла кущения на расстоянии 1 см (рис. 19).
Отличительный признак стадии ДК 32 (стадия 2-го узла) – наличие второго узла, который расположен на расстоянии от первого узла не менее 2 см (рис. 20).
Стадия ДК 33 (стадия 3-го узла) диагностируется следующим образом: третий узел расположен на расстоянии не менее 2 см от 2-го узла (рис. 20).
Рис. 20. Визуальные признаки стадии второго и третьего узла, ДК 32 и ДК 33
Наступление стадии ДК 34 (стадия 4-го узла) происходит при условии, если четвертый узел расположен на расстоянии не менее 2 см от третьего узла (рис. 21).
Рис. 21. Визуальные признаки стадии четвертого узла, ДК 34 и ДК 33
ДК 35 – Стадия 5-го узла: пятый узел расположен на расстоянии не менее 2 см от четвертого узла.
ДК 36 – Стадия 6-го узла: шестой узел расположен на расстоянии 2 см от пятого узла (во многих современных сортах данная стадия отсутствует).
Появление неразвернутого флагового листа является характерным признаком стадии ДК 37 (рис. 22).
Рис. 22. Визуальные признаки стадии ДК 37
Стадия ДК 39 (стадия флаг-лист) наступает в тот момент, когда лигула флагового листа становится заметной, а флаговый лист полностью развит (рис. 23).
Рис. 23. Визуальные признаки стадии ДК 39
Агротехнологическое значение макростадий
ДК 31-32
ДК 37-39
Стадия “Трубкование”, ДК 40-49
В данную стадию происходит визуально диагностируемый интенсивный рост колоса внутри флагового листа.
В стадию ДК 41
удлиняется влагалище флагового листа (рис. 24).
Рис. 24. Визуальный признак стадии ДК 41
в динамике
Последующие микростадии стадии трубкования диагностируются следующим образом:
ДК 43
– Колос внутри стебля сдвинут вверх, влагалище флагового листа чуть заметно вздуто (рис. 25).
ДК 45
– Влагалище флагового листа вздуто.
ДК 47
– Раскрытие влагалища флагового листа.
ДК 49
– Видны первые ости колоса или остевидные отростки.
Рис. 24. Визуальный признак стадии трубкования, ДК 41-49
Стадия “Появление колоса” (колошение), ДК 50-59
За основу классификации шестого этапа (более распространенное название – стадия колошения ) взят удельный объем колоса, вышедшего из влагалища флагового листа (рис. 26).
ДК 51
– Первый колосок колоса едва заметен над влагали щем флагового листа или выступает сбоку из листового влага лища.
ДК 53
– Появилась 1/4 часть колоса.
ДК 55
– Появилась 1/2 часть колоса.
ДК 57
– Появилась 3/4 часть колоса.
ДК 59
– Колос появился полностью.
Интенсивность ростовых процессов зависит от обеспеченности посевов влагой и элементами питания.
Рис. 26. Идентификационные признаки фазы колошения, ДК 51-59
Агротехнологическое значение макростадий
ДК 31-32
- внесение азотных удобрений и микроудобрений, фунгицидов, регуляторов роста;
ДК 37-39
- внесение азотных удобрений и микроудобрений, фунгицидов, регуляторов роста и инсектицидов.
Стадия “Цветение”, ДК 60-69
Рис. 27. Размеры зерновок пшеницы в пределах одного колоса
К моменту наступления этой стадии цветки на колосе бывают развиты неодинаково, поэтому цветение цветков в пределах одного колоса протекает неодновременно. Как следствие, развитие цветков и созревание зерна даже в пределах одного колоска также происходит асинхронно (рис. 27).
Первыми зацветают цветки, расположенные несколько ниже середины колоса, а затем цветут выше и ниже лежащие. Верхние и нижние цветки обычно отцветают в последнюю очередь. В среднем период цветения одного колоса составляет 3-5 дней, а поля – 6-7 дней, но в зависимости от погодных условий период цветения может превысить 10 дней.
Цветение делится на 3 четко диагностируемые стадии (рис. 28):
ДК 61
– Начало цветения. Появляютс первые тычинки.
ДК 65 – Середина цветения. 50% зрелых тычинок.
ДК 69 – Завершение цветения.
Рис. 28. Классификационная шкала фазы “цветение”, ДК 61-69
В период цветения происходит оплодотворение завязей, после чего в зерновке формируется окончательное число зерен в колосе. С этого момента начинается стадия образования зерновки, которая длится до момента, пока зерновка не достигнет своей формы (рис. 29), после чего наступает стадия созревания.
Рис. 29. Динамика формирования зерновки пшеницы
Агротехнологическое значение макростадий
ДК 61-65 - защита колоса против болезней и вредителей.
Созревание зерна, ДК 71-99
Созревание зерна пшеницы происходит на протяжении трех макростадий, которые обозначаются, как молочная спелость, восковая спелость и созревание. Переход от молочной спелости к восковой визуально легко диагностируется – цвет колоса изменяется из зеленого в желтоватый, а затем в желтый. Наряду с колосом, изменяются цвет и консистенция зерна (рис. 30). Эти признаки легко и надежно диагностируются, поэтому они и были взяты за основу классификации последних трех этапов развития культуры.
Рис. 30. Визуальные признаки созревания зерна и колоса, ДК 75-85
Стадия “Молочная спелость”, ДК 70-79
Стадия молочной спелости диагностируется следующим образом:
ДК 71
– Первые зерна достигли половины окончательного размера. Характерный признак данной микростадии – при раздавливании зерновки выделяется жидкость прозрачного цвета (рис. 31).
ДК 73 – Ранняя молочная спелость – выделяется жидкость молочного цвета, благодаря чему данная стадия и получила свое название.
ДК 75 – Средняя молочная спелость. Содержание зерновок молочное, однако при раздавливании зерновки выделяется более густая, чем раньше, жидкость молочного цвета. Зерна еще зеленые.
Стадии ДК 73 и ДК 75 отличаются между собой и по размеру зерновки (рис. 31). Это связано с тем, что в молочную спелость усиленно поступают минеральные и органические вещества в зерно, которое продолжает увеличиваться в размере.
ДК 77 – Поздняя молочная спелость. К окончанию стадии молочной спелости изменяются цвет зерновки, ее консистенция и размер. К этому моменту зерно достигает своего окончательного размера. Кроме того, ощущаются изменения консистенции при растирании зерновки пальцами.
Агротехнологическое значение макростадий
ДК 75-79 - обработка посевов против стекания зерна (щавелевая или янтарная кислота); внесение азотных удобрений (недостаток питания в данную фазу приводит к снижению массы 1000 зерен).
Стадия “Восковая спелость”, ДК 80-89
Данное название эта макростадия получила вследствие того, что зерно имеет консистенцию воска и легко разламывается. Легкое разламывание зерна объясняется тем, что клетки эндосперма к этому времени уже полностью заполнены крахмалом, но в оболочках клеток и между клетками еще сохраняется влага, которая и способствует отставанию клеток при разламывании зерна.
Следует отметить, что для стадии «ранняя восковая спелость» еще присуще наличие в небольших количествах хлорофилла в колосе, в то время как на более поздних стадиях он отсутствует (рис. 31). Поэтому принцип диагностирования в данную макростадию основан на определении консистенции (плотности) зерновки и цвета колоса.
ДК 83
– Ранняя восковая спелость. Характерный признак- при надавливании ногтем на зерно отпечаток не сохраняется.
ДК 85
– Мягкая восковая спелость. Содержание зерновок еще мягкое, но сухое. Вмятина от ногтя выпрямляется.
ДК 87
– Твердая восковая спелость. Вмятина от ногтя не выпрямляется.
ДК 89
– Ранняя полная спелость. Зерно твердое, с трудом можно разломить ногтем большого пальца
Стадия созревание, ДК 90-99
Более емко данную макростадию можно охарактеризовать, как полная спелость. В данный период развития растения проявляются все показатели спелого зерна: завершены биохимические процессы, зерновка уже приобретает твердую консистенцию, а также происходит естественное отмирание надземной массы.
ДК 92
– Поздняя полная спелость. Зерновка твердая (не режется ногтем большого пальца).
ДК 93
– Зерновки осыпаются днем.
ДК 97
– Растение полностью отмершее. Солома ломается.
ДК 99
– Собранный урожай зерна (послеуборочная доработка).
КРАТКИЙ УКАЗАТЕЛЬ ФАЗ РАЗВИТИЯ ЗЕРНОВЫХ ПО ШКАЛЕ ВВСН
0 Прорастание (00 – 09)
00
Сухое семя.
01
Начало набухания семени.
03
Завершение набухания семени.
05
Появление из семени зародышевого корешка.
07
Появление из семени видоизмененного первого листа (колеоптиль).
09
Появление всходов: колеоптиль выходит на поверхность почвы, на конце колеоптиля показывается лист.
1 Развитие листьев (10-19)
10
Появление из колеоптиля первого листа.
11
Стадия 1 -го листа: развертывается 1-й настоящий лист, показывается верхушка 2-го листа.
12
Стадия 2-х листьев: развертывается 2-й настоящий лист, показывается верхушка 3-го листа.
13
Стадия 3 листьев: развертывается 3-й настоящий лист, показывается верхушка 4-го листа.
Стадии вплоть до:
19
развернуты 9 и более настоящих листьев. Кущение может происходить, начиная со стадии 13;
в этом случае перейти к стадии 21
!
2 Кущение (21 – 29)
21
Показывается 1-й побег кущения: начало кущения.
22
Видны 2 побега кущения.
23
Видны 3 побега кущения.
Стадии вплоть до 29-й:
29
видны 9 и более побегов кущения.
Выход в трубку может начаться и раньше; в этом случае перейти к стадии 30!
3 Выход в трубку (верхушечный побег) (30 – 39)
30
Начало стеблевания: верхушечный побег и побег кущения, как следует распрямившись, начинают удлиняться. Колос находится на расстоянии не меньше 1 см от узла кущения.
31
Стадия 1-го узла: 1-й узел прощупывается близко к поверхности почвы, на расстоянии не меньше 1 см от узла кущения.
32
Стадия 2-х узлов: 2-й узел прощупывается, находится на расстоянии не меньше 2 см от 1 -го узла.
33
Стадия 3-х узлов: 3-й узел находится на расстоянии не меньше 2 см от 2-го узла.
34
Стадия 4-х узлов: 4-й узел находится на расстоянии не меньше 2 см от 3-го узла.
37
Появление последнего листа (флагового листа); последний лист еще не развернулся.
39
Стадия лигулы (язычка): как раз показалась лигула флагового листа, последний лист полностью развернулся.
4 Набухание колоса/метелки (41 – 49)
41
Влагалище флагового листа удлиняется.
43
Колос/метелка продвинута вверх по стеблю. Влагалище флагового листа начинает набухать.
45
Влагалище флагового листа набухло.
47
Влагалище флагового листа раскрывается.
49
Над лигулой флагового листа показываются верхушки остей.
5 Колошение/образование метелки (51 – 59)
51
Начало колошения/ образования метелки: верхушка колоса/метелки выглядывает сверху или выступает сбоку из листового влагалища.
55
Середина стадии колошения/ образования метелки: основание еще находится в листовом влагалище.
59
Завершение стадии колошения/ образования метелки: колос/метелка полностью видны.
6 Цветение (61 – 69)
61
Начало цветения: показываются первые пыльники.
65
Середина цветения: созрело 50% пыльников.
69
Завершение цветения.
7 Образование плодов (71 – 79)
71
Первые зерна достигли половины своей окончательной величины. Содержимое зерна водянистое.
73
Ранняя молочная спелость.
75
Середина стадии молочной спелости: все зерна достигли своей окончательной величины. Содержимое зерна похоже на молоко, зерна еще зеленые.
77
Поздняя молочная спелость.
8 Спелость семян (81 – 89)
83
Ранняя восковая спелость.
85
Мягкая восковая спелость: содержимое зерна еще мягкое, но сухое, отпечаток ногтя на зерне исчезает.
87
Восковая спелость: отпечаток ногтя на зерне не исчезает.
89
Полная спелость: зерно твердое, с трудом можно разломить ногтем большого пальца.
9 Растение погибает (91 – 99)
92
Полная спелость зерна: на зерне больше не остается отпечатков ногтя, его нельзя больше разломить ногтем большого пальца.
93
В течение дня ослабевает прочность крепления зерновок.
97
Растение полностью погибает, стебли ломаются.
99
Стадия собранного урожая (стадия, означающая послеуборочную обработку, например меры защиты от вредителей запасов урожая).
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
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
...Подобные документы
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).
Международная классификация фаз развития пшеницы (по Задоксу)
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.
Особенности возделывания озимой пшеницы
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.
Фазы роста и этапы органогенеза
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.
Представители злаков
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.
Особенности выращивания озимой пшеницы
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.
В течение вегетации у зерновых культур отмечают следующие фазы роста и развития: всходы, кущение, выход в трубку, колошение (или выметывание), цветение, налив и созревание. Началом фазы считают день, когда в нее вступает не менее 10 % растений; полная фаза отмечается при наличии соответствующих признаков у 75 % растений. У озимых культур первые два этапа органогенеза и две фазы при благоприятных условиях протекают осенью, остальные - весной и летом следующего года; у яровых - весной и летом в год посева.
Набухание и прорастание семян предшествуют фазе всходов. Для того чтобы семена проросли, они должны набухнуть-, т.е. поглотить определенное количество воды, которое зависит от их крупности и химического состава. Например, смена ржи поглощают 55…65% воды от их массы, пшеницы – 47…48, ячменя – 48..57, овса – 60…75, кукурузы – 37…44, проса и сорго – 25…38%. Для набухания семян зерновых бобовых культур требуется 100…125% - воды от их абсолютно сухой массы.
На поглощение воды оказывают влияние температура среды, концентрация почвенного раствора, структура и крупность зерна. Наиболее благоприятная температура в период набухания семян 10...21 °С. На почвах с повышенной концентрацией солей набухание, а затем и прорастание затягиваются. Мучнистое зерно пшеницы и мелкие семена поглощают воду быстрее, чем стекловидное и крупное зерно, поэтому для получения дружных всходов посевной материал должен быть выровненным. Пленчатое зерно набухает медленнее, чем голозерное. При набухании в семенах происходят биохимические и физиологические процессы. Под воздействием ферментов сложные химические соединения (крахмал, белки, жиры и др.) переходят в простые, растворимые соединения. Они становятся доступными для питания зародыша и через щиток перемещаются в него.
Д. Н. Прянишников установил, что находящийся в эндосперме белок расщепляется с образованием аминокислот, и небольшого количества аспарагина и глютамина. Азотистые вещества вступая в реакции с продуктами расщепления углеводов, служат для синтеза новых белков в растущем зародыше.
Получив питание, зародыш из состояния покоя переходит к активной жизнедеятельности. Семена начинают прорастать. В это время им необходимы влага, кислород и определенные температурные условия. Минимальные температуры, при которых могут прорастать семена зерновых культур, следующие: для хлебов первой группы 1...2 °С (оптимальная - 15...20 °С), для хлебов второй группы 8...12°С (оптимальная - -25...30 С).
В климатических условиях нашей страны при посеве в оптимальные сроки температура колеблется в интервале 6...12 °С для хлебов первой труппы и 15...22 °С для хлебов второй группы, хотя оптимальная температура значительно выше. Температура выше 30...35С отрицательно сказывается на прорастании семян и даже может вызвать их гибель.
Недостаток или избыток влаги, пониженные или повышенные температуры, слабый доступ воздуха в почву задерживают прорастание семян. Избыточное увлажнение почвы, глубокая заделка семян, особенно на тяжелых почвах, образование корки на поверхности почвы затрудняют доступ воздуха к проросткам, от чего резко снижаются прорастание семян и появление всходов.
Всходы - первая фаза роста и развития. По мере набухания семена начинают прорастать. Вначале трогаются в рост зародышевые корешки, а затем – стеблевой побег. Прорвав семейную оболочку у голозерных хлебов, стебель появляется возле щитка, у пленчатых культур он проходит под цветковой чешуей и выходит у верхней части зерна, начиная пробиваться на поверхность почвы. Сверху он покрыт тонкой прозрачной пленкой в виде чехлика, называемого колеоптилем. Колеоптиль – видоизмененный первичный влагалищный лист растения - предохраняет молодой стебель и первый лист от механических повреждений во время их роста в почве. Как только стебелек выйдет на поверхность почвы, под действием солнечного света колеоптиль прекращает рост и под давлением растущего листа разрывается, наружу выходит первый настоящий лист. В момент выхода первого зеленого листа у зерновых культур отмечается фаза всходов.
Для выращивания высоких и устойчивых урожаев очень важно получить своевременные, дружные и полноценные всходы оптимальной густоты. Этого можно добиться путем установления правильной нормы высева, использования высококачественных семян, улучшения агротехники и условий произрастания. Густота растений зависит от полевой всхожести, семян. Полевая всхожесть - количество появившихся всходов, выраженное в процентах к числу высеянных всхожих семян. Полевая всхожесть семян в хозяйствах различных зон Российской Федерации в среднем колеблется от 60 до 70 %. При соблюдении технологии возделывания зерновых культур полевая всхожесть значительно повышается и достигает 70;:45 %. Установлено, что снижение полевой всхожести на 1 % приводит к уменьшению урожая зерновых на 1,5...2,0 %.
Агрономическое значение фазы всходов заключается в том, что при изреживании посевов (некачественные семена, неблагоприятные условия в период всходов) проводят пересев в этой фазе. Более поздний пересев ведет к снижению урожая. Нормальная густота всходов - основа хорошего урожая культуры.
Через 10...14 дней после появления всходов у растений образуется несколько листьев (чаще 3, реже 4). Одновременно с их ростом развивается корневая система. Ко времени образования 3...4 листьев 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 - это образование побегал 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 который расположен на глубине 1…3см от поверхности почвы, где происходит этот процесс, называют узлом кущения. Узел кущения - важный орган, его повреждение приводит к ослаблению роста и гибели растения. Одновременно с образованием боковых побегов формируется вторичная (узловая) корневая система, которая размещается в основном в поверхностном слое.
Интенсивность кущения зависит от условий произрастания, видовых и сортовых особенностей зерновых культур. При благоприятных условиях (оптимальной температуре и влажности почвы) период кущения растягивается, а число побегов увеличивается. В обычных условиях озимые культуры образуют 3...6 побегов, яровые - 2...3.
Различают общую и продуктивную кустистость. Под общей кустистостью понимают среднее число стеблей, которое приходится на одно растение, независимо от степени их развития. Продуктивная кустистость - среднее число плодоносящих стеблей, приходящееся на одно растение. Продуктивная кустистость имеет большое практическое значение, от нее в значительной степени зависит урожайность. Стеблевые побеги, образовавшие соцветия, но не успевшие к уборке сформировать семена, называют подгоном, а побеги без соцветий - подседом.
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-го листа. У ячменя и пшеницы побеги кущения появляются раньше начала укоренения, кущение происходит в период появления 3-го листа, а укоренение - 4...5-го листа. У проса побеги кущения образуются в период появления 5...6-го листа, у кукурузы - 6...7-го и у сорго- 7...8-го листа. Узловые корни у этих культур начинают развиваться при образовании 3...4-го 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, и одновременно он служит вместилищем запасных питательных веществ. Отмирание узла кущения всегда приводит к гибели растения. Узел кущения залегает на глубине 2...3 см; при более глубоком залеганий повышается устойчивость зерновых культур к полеганию, озимые меньше страдают от зимне-весенних пониженных температур.
На глубину залегания узла кущения сильно влияют глубина заделки семян, обработка семян ретардантами, температура, свет, тип почвы и сорт. При недостатке света узел кущения заплетает 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.
Кущение растений зависит от температуры, наличия влаги, питательных веществ, сроков посева, вида и сорта растения. Кущение хлебов первой группы может происходить при температуре около 5°С, но в этих случаях энергия кущения бывает слабой. Наиболее дружное кущение бывает при температуре 10...15 С. При более высокой температуре период кущения заканчивается быстро и побегов образуется меньше.
У своевременно посеянной озимой ржи при оптимальной температуре и влажности почвы кущение в основном происходит осенью, у озимой пшеницы и тритикале - осенью и весной. Каждое растение может образовать от одного до нескольких продуктивных стеблей, у озимых хлебов их обычно бывает 3...6, у ячменя и овса - 2... 3, а у яровой пшеницы - 1, редко 2. Чем выше продуктивная кустистость, тем больше выход зерна с растения, но наибольший урожай с единицы площади получается при небольшой кустистости и оптимальной густоте растений.
О значении кущения зерновых хлебов в литературе нет единого мнения. П. Н. Константинов, А. И. Носатовский, П. П. Лукьяненко и другие исследователи рассматривают кущение как нежелательное явление, особенно в засушливых районах. Они считают, что на образование вторичных стеблей затрачивается много воды и питательных веществ, из-за чего ухудшается снабжение ими главных стеблей. При этом урожай со вторичных стеблей недостаточен, чтобы возместить недобор зерна главных стеблей. Лучшим типом яровых культур для засушливых районов эти ученые считают 1...2-стебельные растения.
Другие исследователи (В. Р. Вильямс, В. Е. Писарев, С. А. Муравьев, Я. В. Губанов и др.) считают, что при хорошем кущении благодаря нарастанию листовой поверхности накапливается большее количество органического вещества, которое используется для формирования зерна. При благоприятных условиях боковые стебли дают 30...50 % урожая зерна, на изреженных посевах - до 60...70 %. Однако сильное кущение может привести к полеганию, особенно в увлажненной зоне, к снижению урожайности и качества продукции.
Загущенные посевы больше полегают, из-за чего снижается фотосинтетическая деятельность растений, ухудшается налив зерна и увеличиваются потери при уборке. Оптимальная густота продуктивного стеблестоя для зерновых хлебов составляет 500...600 растений на 1 м.кв., что обеспечивает урожайность 4...5 т/га.
Выход в трубку характеризуется началом роста стебля и формированием генеративных органов растения. Началом выхода в трубку считают такое состояние растений, когда над поверхностью почвы на высоте 3...5 см внутри листового влагалища главного стебля легко прощупываются стеблевые узлы - бугорки. В этот период растению требуется хорошая обеспеченность влагой и элементами питания, так как закладываются генеративные органы и начинается усиленный рост.
Рост стебля начинается с удлинения нижнего междоузлия, расположенного непосредственно над узлом кущения. Интенсивный рост первого междоузлия продолжается 5...7 дней, затем рост замедляется и заканчивается на 10...15-й день: Почти одновременно начинает расти второе междоузлие. После приостановки его роста удлиняются третье и последующие междоузлия. Каждое междоузлие растет своей нижней частью. Заканчивается рост междоузлий к концу цветения - началу налива зерна.
В фазе выхода в трубку интенсивно нарастает ассимилирующая поверхность. Площадь листьев увеличивается на протяжении всей фазы выхода в трубку, достигая максимума в фазе колошения или цветения. На нормально развитых посевах зерновых культур площадь листьев в этой фазе достигает 30...40тыс. м /га, ФП - 2,0...2,5 млн м. кв* дни/га, накапливается до 50...60 % сухого вещества от общей массы за весь период вегетации. Эта фаза характеризуется интенсивным развитием корневой системы, к ее концу глубина проникновения корней в почву может достигать 1,5...2,5 м.
Колошение, или выметывание , характеризуется появлением соцветия из влагалища верхнего листа. Первыми появляются соцветия на главных побегах, через 2...3 дня - на боковых. По сроку наступления этой фазы надежнее всего можно определить скороспелость сортов.
В этой фазе усиленно растут листья, стебли и формируется колос - (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 дерновых культур наступает во время или вскоре «осле колошения (выметывание). Так, у ячменя цветение проходит еще до полного колошения, когда колос не вышел и влагалища листа; у пшеницы - через 2...3 дня, у ржи - через 8...10 дней, у тритикале - через 7...12 дней после колошения.
По способу опыления зерновые хлеба делят на самоопыляющиеся (пшеница, ячмень, тритикале, овес, просо, рис) и крестноопыляюющиеся (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. У перекрестноопыляющихся растений во время цветения с помощью набухших лодикул раздвигаются цветковые чешуи и появляются созревшие пыльники и рыльца пестиков. Пыльца переносится с помощью ветра или насекомых, опыление лучше протекает в теплую ясную погоду. При неблагоприятных условиях в период цветения снижается завязываемость семян; у такой культуры, как рожь, череззерница может достигать 25...30 % и более, что вызывает снижение урожайности.
У колосовых культур (пшеница, рожь, тритикале, ячмень) цветение начинается со средней части колоса, у метельчатых (овес, просо, сорго) - с верхней части метелки.
Спелость наступает вслед за цветением. Процесс образования зерна у хлебов Н. Н. Кулешов делит на три периода формирование, налив и созревание. И. Г. Стропа разделил первый период на два: образование и формирование семян. Образование семян- период от оплодотворения до появления точки роста, семя способно дать слабый росток, масса 1000 семян 1 т, продолжительность периода 7...9 дней.
Формирование семян продолжается 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. Влажность зерна 65...80%, масса 1000 семян 8...12г, продолжительность периода 5...8 дней.
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) водянистого состояния - начало формирования клеток эндосперма; сухое вещество составляет 2...3% максимального количества; длительность фазы 6 дней;
2) предмолочного состояния - содержимое семени водянистое с молочным оттенком; сухого вещества накапливается 10 %; продолжительность фазы 6...7 дней;
3) молочного состояния - зерно содержит молокообразную белую жидкость; содержание сухого вещества 50 % массы зрелого семени; длительность фазы 7...15 дней;
4) тестообразного состояния - эндосперм имеет консистенцию теста; содержание сухого вещества 85...90 % максимального коли-чества; продолжительность фазы 4...5 дней.
Созревание начинается с прекращения поступления пластических веществ. Влажность зерна снижается до 18....12 % 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:
1) восковой спелости - эндосперм восковидный, упругий, оболочка зерна приобретает желтый цвет. Влажность снижается до 30 %. Длительность фазы 3...6 дней. В этой фазе приступают к двухфазной (раздельной) уборке;
2) 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 и самое главное свойство семени - нормальная всхожесть. Поэтому дополнительно выделяют еще два периода: послеуборочное дозревание и полная спелость.
Во время послеуборочного дозревания заканчивается синтез высокомолекулярных белковых соединений, свободные жирные кислоты превращаются в жиры, укрупняются молекулы углеводов, дыхание затухает. В начале периода всхожесть семян низкая, в конце - нормальная. Продолжительность этого периода колеблется от нескольких дней до нескольких месяцев в зависимости от особенностей культуры и внешних условий.
В южных и юго-восточных районах страны посевы зерновых культур в период налива подвергаются действию суховеев, возникающих в условиях высокой температуры и низкой влажности. Налив зерна в таких условиях прекращается, происходит «запал» или «захват», зерно становится морщинистым, щуплым, невыполненным, что приводит к резкому снижению урожая. Основные средства борьбы с суховеями - расширение полевого лесонасаждения, применение агротехнических приемов, способствующих накоплению влаги в почве.
В условиях дождливой и теплой погоды в период налива и созревания может происходить «стекание» (чаще наблюдается у пшеницы) из-за выщелачивания растворимых веществ из зерна, в этом случае зерно теряет массу и его технологические свойства ухудшаются.
В Западной и Восточной Сибири в отдельные годы период созревания затягивается и посевы попадают под заморозки, в результате снижается урожайность, получают морозобойное зерно с низким качеством. В этих районах для получения более высоких урожаев зерна хорошего качества применяют двухфазную уборку с первой половины восковой спелости, а также используют скороспелые сорта.