Рост растений, периодичность и фазы роста. Фазы роста растений
Фазы роста и этапы органогенеза
В. Лихочвор Р. Проць
Особенность озимой пшеницы состоит в том, что при севе ее весной получают хорошие всходы, растения кустятся, но не образовывают стебли и колос. Для нормального роста и развития озимая пшеница должна пройти стадию яровизации при определенной температуре (0-3 °С) в течение 35-60 дней. В процессе развития озимая пшеница «переживает» фазы, которые и определяют количество и качество урожая.
Рост и развитие растений
Озимая пшеница на протяжении вегетационного периода проходит соответствующие фазы развития, связанные с образованием новых органов или их формированием. Прохождение фаз развития, интенсивность роста и продуктивность растений находятся в определенной зависимости от условий существования. Лучше всего растения развиваются при оптимальном обеспечении всем необходимым процессов их жизнедеятельности и качественном выполнении всех агротехнических мероприятий. В процессе развития озимая пшеница проходит такие основные фазы: всходы, кущение, выход в трубку, колошение, цветение, созревание (молочная, восковая и полная спелость).
Всходы
Наиболее интенсивно семена озимой пшеницы прорастают при температуре 20-25 °С. Всходы при этом появляются через 7-8 дней. Тем не менее оптимальная температура для получения максимального количества всходов значительно меньше, чем для процессов роста, и должна быть в пределах 12-17 °С. Выход первого листка на поверхность почвы характеризует не только фазу всходов, а и переход растения в качественно новое состояние. Если до этого рост корней и зачаточного стебля обеспечивался запасными веществами эндосперма, то с появлением зеленого листка в росте принимают участие пластические вещества, которые образуются в результате фотосинтеза. Продолжительность фазы всходов в нормальных условиях колеблется от 15 до 25 дней.
При поздних сроках сева растения входят в зиму, имея один-три листика. В таком случае фаза всходов продлевается весной при возобновлении вегетации, а ее общая продолжительность вместе с периодом зимнего покоя может составлять 100-150 дней.
Получение высокой полевой всхожести — одна из важнейших задач агротехники, поскольку от нее зависит дальнейший уход за посевами и уровень будущего урожая. При выращивании озимой пшеницы по интенсивной технологии полевая всхожесть должна составлять 8090%, тогда как в хозяйствах, согласно статистическим данным, она не превышает 50-70%, т.е. половина семян не дает всходов.
Кущение
Характерной биологической особенностью хлебных злаков является свойство куститься. Кущение — это появление боковых ростков и узловых корней у растений. Оно наступает после образования 3-4 листьев. Самая оптимальная температура для кущения озимой пшеницы 13-18 °С, а при 2-4 °С кущение почти приостанавливается. Узел кущения является основным органом, при его отмирании растение гибнет. В почве он размещается на глубине 1,5-3,0 см и выдерживает морозы до минус 1720 °С. В зависимости от срока сева бывает осеннее и весеннее кущение. Число стеблей на одном растении принято называть коэффициентом кущения.
По количеству стеблей на одном растении определяют общее кущение, а по количеству стеблей, которые дают урожай — продуктивное. Исследование А.И. Носатовского показали, что за два месяца вегетации при теплой погоде и достаточных запасах в почве питательных веществ и воды одно растение может дать до сотни ростков.
В обычных условиях высокие урожаи формируются при продуктивном кущении 2-3 стебля. Коэффициент кущения и необходимую густоту продуктивного стеблестоя (500-700 шт/м2) можно регулировать с помощью агротехники. Заделывание семян на глубину свыше 4 см уменьшает процесс образования ростков. Интенсивность кущения падает при высоких нормах высева, недостаточном обеспечении растений питательными веществами и влагой. Кустистость озимой пшеницы — это также сортовая особенность.
Способность зерновых куститься нужно рассматривать как положительное свойство. Большая часть сортов формируют 30-50% урожая на боковых стеблях. На изреженных посевах доля боковых продуктивных ростков составляет до 60-70% урожая зерна.
Выход в трубку
Началом фазы считают момент, когда на главном ростке появляется первый стебельный узел на расстоянии 2-5 см от поверхности почвы. Наступает эта фаза через 25-35 дней после возобновления весенней вегетации. Длится 25-30 дней. Холодная и облачная погода замедляет рост стебля.
Во время выхода в трубку интенсивно нарастает вегетативная масса. Формируются генеративные органы. Поэтому в этот период роста пшенице необходим максимум воды и питательных веществ. Недостаток их в почве приводит к значительному снижению урожая.
Установлено, что для получения высокопродуктивных посевов площадь листовой поверхности на 1 га должна составлять 50-60 тыс. м2 и более. Величина листовой поверхности и продолжительность ее фотосинтетической деятельности зависят от удобрения, нормы высева, сорта и других агротехнических мероприятий. Особенно важно обеспечить высокую фотосинтетическую активность верхнего листка, который дает до 70% ассимилянтов.
Колошение
Одновременно с интенсивным ростом стебля, вследствие резкого удлинения предпоследнего междоузлия, происходит выход колоса из влагалища верхнего листка, который означает наступление фазы колошения. Продлевается формирование репродуктивных органов, нарастание вегетативной массы и сухого вещества. Интенсивность процессов роста зависит от обеспеченности влагой и питательными элементами. Это наиболее эффективный период для обработки посевов фунгицидами с целью защиты озимой пшеницы от болезней.
Цветение
При нормальных условиях вегетации через 4-5 дней после выколашивания наступает цветение, которое длится 3-6 дней. Начинается цветение с середины колоса и постепенно переходит к его низу и верхушке. В колоске сначала цветут боковые (нижние) цветки, а затем средние. В первых сроках цветения образуется зерно. Пшеница зачастую самоопыляющаяся культура. На качество зерна сильно влияют метеорологические условия в период от опыления до фазы полной спелости зерна.
Высокая температура воздуха усиливает дыхание растений, способствует чрезмерным затратам углеводов, вследствие чего увеличивается накопление белка в зерне. При более низкой температуре дыхание растений ослабляется, увеличивается накопление углеводов.
Фазы спелости
После цветения и оплодотворения из стенок завязи образуется оболочка зернышка. Рост стебля, листьев и корней почти прекращается и пластические вещества поступают только к зерну. Период формирования зерна длится 12-16 дней и под конец этого периода отмечают наступление молочной
спелости. Зерно в этой фазе уже нормальной величины, но еще зеленое, молокообразной консистенции. Влажность зерна в молочной фазе спелости — 60-40%.
В восковой фазе спелости консистенция зерна напоминает воск, влажность зерна составляет 4020%. В конце этой фазы зерно приобретает нормальную окраску, поступление питательных веществ в зерно и его рост прекращаются. В этот период начинают раздельную уборку.
При полной спелости влажность зерна снижается до 20-14%, оно становится твердым и теряет связь с материнским растением. Собирать озимую пшеницу можно прямым комбайнированием. В случае опоздания с обмолотом наиболее ценное зерно, которое созревает раньше, легко осыпается, что приводит к потерям урожая.
Этапы органогенеза
Фенологические наблюдения фиксируют основные фазы развития пшеницы, тем не менее они не отображают сложных процессов формирования новых органов. Каждый орган, как и растение в целом, проходит несколько этапов во время своего индивидуального развития (органогенеза).
Органогенез — формирование органов растения в их эмбриональном зачаточном состоянии. Ф. М. Куперман выделила 12 этапов органогенеза озимой пшеницы. Зная соответствие фаз развития этапам органогенеза, можно целенаправленно применять агротехнические мероприятия и влиять на необходимый элемент продуктивности — увеличивать количество растений или стеблей на 1 м2, количество зерен в колосе и колоске, массу 1000 зерен, качество зерна и др. (табл. 1, 2).
У растений озимой пшеницы первый этап органогенеза начинается с прорастания семян и заканчивается образованием второго листка. Конус нарастания еще не дифференцирован на отдельные органы. Продолжительность этого этапа — 20-30 дней. Пока растения не завершат стадию яровизации, конус нарастания, как правило, остается в состоянии первого этапа органогенеза. В этот период устанавливается начальная густота растений.
На втором этапе растет конус нарастания за счет вытягивания его верхней части. Отсутствие нормального соотношения важнейших элементов питания приводит к задержке дифференциации конуса на узлы, междоузлия и листья. Рост стебля, его стойкость к полеганию, таким образом, определяются очень рано — условиями роста на втором этапе органогенеза.
На втором этапе из почек развиваются ростки кущения. Происходит развитие узловых (вторичных) корней. В зависимости от сроков сева и метеорологических условий этот этап проходит осенью и частично весной. Продолжительность этапа — 35-40 дней.
Третий этап органогенеза наступает, как правило, в самом начале весенней вегетации. Этот этап характеризуется вытягиванием верхней части конуса, нарастанием и дифференциацией нижнего его участка на отдельные сегменты, зачатки будущих члеников стержня колоса. Чем больше сегментов формируется на III этапе, тем больше может быть члеников колосового стержня, длинным будет колос, больше может образоваться в будущем колосков. Хорошая заправка почвы элементами питания под пахоту и ранневесенняя подкормка азотными удобрениями способствуют увеличению числа члеников, в итоге — колосков в колосе. Длина и продуктивность колоса возрастают также при длительном пребывании растений на этом этапе органогенеза.
Четвертый этап совпадает с началом выхода растений в трубку. Это критический период для озимой пшеницы относительно обеспечения влагой и питательными веществами, которые нужны как для роста вегетативной массы, так и для закладывания колосковых бугорков. От них зависит количество колосков в колосе. Своевременное внесение удобрений почти удваивает зернистость колоса, особенно при умеренной температуре. После прохождения IV этапа увеличить размеры колоса и число колосков в нем уже невозможно. Подкормка обеспечивает также выживание большего количества колосоносных синхронно развитых стеблей.
Пятый этап совпадает по времени с ростом второго междоузлия. Он характеризуется началом формирования цветков в колоске. В колоске может образовываться до 7-9 цветочных бугорков. Первыми начинают дифференцироваться колосковые бугорки в средней части колоса, а затем процесс идет вверх и вниз вдоль оси. Хорошая обеспеченность растений питательными веществами, влагой, световой день продолжительностью не менее 13-15 часов при температуре 1520 °С обеспечивают закладывание большого количества хорошо развитых цветков в колосках и колосе.
По данным Ф.М. Куперман, если при переходе к пятому этапу усилить питание растений, то можно уменьшить разрыв в темпах формирования двух первых и размещенных выше цветков в колосках. Тогда больше цветков в колосе будет образовывать полноценное зерно, увеличится зернистость колоска и колоса. Когда вместо обычных 2-3 цветков будут нормально развиты 4-5 цветков и в них образуются зерновки, то урожайность возрастет вдвое.
Шестой этап проходит у растений, когда они находятся в фазе стеблевания, и совпадает по времени с интенсивным ростом третьего - пятого междоузлий стебля. Он характеризуется формированием пестиков, пыльцевых зерен, зачаточного мешка и столбика рыльца. В этот период особенно важное значение имеют выровненность стеблестоя растений, а также отсутствие сорняков, которые затеняют посевы пшеницы. Фосфорные удобрения, внесенные под пахоту, положительно влияют на формирование генеративных органов еще и на шестом этапе. Заканчивается дифференциация всех частей колоса.
Седьмой этап совпадает с ростом последних междоузлий. Идет интенсивный рост в длину всех органов колоса. В конце этапа колос достигает характерных для сорта размера и формы и содержится во влагалище последнего листка. На этом этапе определяется плотность колоса, которая зависит от метеорологических условий. В годы с большим количеством осадков и облачных дней колос будет более рыхлый, чем в годы с безоблачными днями и дефицитом влаги.
Восьмой этап совпадает с фено-фазой колошения. На этом этапе происходит завершение процессов гаметогенеза и формирования колоса, цветков. Продолжает расти наибольшее верхнее междоузлие.
Своевременная азотная подкормка обеспечивает формирование наполненного зерна с высоким содержанием белка и клейковины.
Девятый этап включает цветение, опыление, оплодотворение, образование зиготы и начало формирования эндосперма. Прекращается нарастание вегетативной массы. Этот этап делит жизнь растения на два периода — вегетативный и репродуктивный.
На десятом этапе формируются зерновки. За счет поступления пластических веществ из листьев и стебля зародыш и эндосперм увеличиваются в размерах. В конце этапа зерно достигает типичных для каждого сорта форм. На следующих этапах длина зерновки уже не увеличивается.
Одиннадцатый этап совпадает с фазой молочной спелости. Идет интенсивное накопление пластических веществ в зерновке. Уменьшается влажность зерна, происходит его рост в толщину и ширину. Хорошая обеспеченность влагой и питательными элементами с невысокой (не более 25 °С) температурой увеличивает массу 1000 зерен и урожайность.
Двенадцатый этап органогенеза по времени совпадает с восковой спелостью зерна. В начале этапа продлевается накопление пластических веществ в зерне, которое постепенно слабеет и полностью прекращается в конце этапа. Зерновка перестает увеличиваться в размере и массе. Питательные вещества зерновки превращаются в запасные.
agrotehnology.com
Фазы роста овощей
Рост - это процесс образования клеток, тканей, органов, сопровождающийся увеличением размера, объема и массы растений. У растений идет формирование новых почек, листьев, побегов. При этом увеличиваются высота растений, толщина листьев, побегов. Иногда ростовые процессы протекают незаметно, например, при хранении, когда у растений происходит процесс новообразования и дифференциации почек. В течение своей жизни растении проходят 10 фаз роста и развития.
Первая фаза – покоящееся семя, у которого сильно замедлены процессы жизнедеятельности.
Вторая фаза – набухание семени, которое активно поглощает влагу. Оно увеличивается в объеме, в нем начинается активная деятельность ферментов, которые превращают сложные органические запасные питательные вещества в простые, доступные для зародыша. При этом идет процесс дыхания, поэтому семена нуждаются в доступе кислорода.
Третья фаза – прорастание семени. Начинает функционировать зародыш, образуется корешок, выходящий за пределы семенной оболочки. Прорастание происходит при определенной температуре. Семена редиса, салата, моркови, брюквы и других холодостойких растений прорастают при температуре 2 – 5о; фасоли, сахарной кукурузы, клубни картофеля — при 8 – 10о; огурца, кабачка, тыквы при 12 – 15о; дыни, арбуза, баклажана при 16 – 17о. При недостатке тепла набухшие семена не прорастают и могут загнить.
Четвертая фаза – всходы. Над поверхностью почвы появляются семядольные листочки. К этому времени запасы питательных веществ, находившиеся в семени, истощаются. Растение переходит на самостоятельное питание: листья усваивают углекислый газ из воздуха, а корни поглощают питательные вещества из почвы.
Для успешной жизнедеятельности растению необходим комплекс условий – наличие влаги, воздуха, питательных веществ и света. В этой фазе определяющее значение имеет достаточная освещенность. При недостатке света растение может погибнуть.
Пятая фаза – рост листьев и корней. В этой фазе растение развивает мощную корневую систему и листовую поверхность, благодаря интенсивной деятельности, которых происходит накопление питательных веществ в продуктовых органах вегетативного характера: корнеплодах, клубнях, луковицах, кочанах.
Плодовые овощные растения в этот период накапливают в листьях и стеблях большое количество питательных веществ, необходимых для формирования генеративных органов.
Шестая фаза – рост стебля и боковых ответвлений. На их рост растение расходует большое количество питательных веществ, накопленных в продуктовых органах, а также образующихся в результате фотосинтеза и усвоения питательных веществ из почвы. Образование стеблей и их ответвлений у плодовых овощных растений происходит одновременно с усиленным формированием ассимиляционного аппарата.
Двулетние и много-летние овощные растения переходят к шестой фазе на второй год жизни, а однолетние в первый год.У двулетних растений иногда наблюдается образование цветоносных стеблей в первый год жизни (стеблевание, стрелкование). То же может происходить и у однолетних растений, формирующих стебли ещё до образования продуктовых органов (редис, салат, шпинат).
Седьмая фаза – бутонизация, когда на растении образуются бутоны. В эту фазу происходит активный рост стеблей и листьев на появляющихся стеблях.
Восьмая фаза – цветение. Наступает после распускания бутонов. К атому времени процесс образования листьев и корней постепенно затухает. Происходит опыление цветков. После оплодотворения семяпочек лепестки цветков усыхают или опадают. У многих растений (огурец, тыква, арбуз, дыня, кабачок) цветки опыляются пчелами.
Девятая фаза – рост плодов; характеризуется увеличением размера плодов, вследствие разрастания оплодотворенной завязи. Одновременно с ростом плодов в них происходит формирование семян и накопление питательных веществ. К концу девятой фазы плоды достигают максимальных размеров.
Десятая фаза – созревание плодов. При прохождении этой фазы плоды не увеличиваются в размерах, но в них происходят глубокие физиологические процессы. Семена приобретают характерную окраску и достигают полной спелости.
|
|
|
|
www.rusagroweb.ru
Рост растений, периодичность и фазы роста
Рост растений, периодичность и фазы роста. Покой растений.
Характерной особенностью роста является его необратимость. Растения в отличие от животных растут в течение всей жизни. Рост отдельных органов и организма в целом слагается из роста его клеток.
Выделяют основные этапы роста клеток растений:
1. Деление клеток
4. Рост наложением новых слоев на клеточную оболочку у специализированных клеток - трахеид, волокон и др. размеры клетки при этом не увеличиваются.
Первый этап – это увеличение числа клеток, размер которых в основном остается одним и тем же. Этот этап характеризуется клетками высокой физиологической активности: тонкие клеточные стенки, богатые пектином, сильно развита эндоплазматическая сеть, много рибосом. Второй этап характеризуется тем, что количество клеток не изменяется, а происходит изменение размера, объема и массы клеток. Это связано с особенностями строения клеточной оболочки, которая растягивается. Третий этап характеризуется тем, что происходят существенные изменения в клетке, они специализируются на различных процессах, и клетка даже может терять свое живое содержимое.
Особенности роста различны в органах разных систематических групп растений. У высших растений рост связан, прежде всего, с деятельностью меристем и их локализацией. Стебли и корни растут в длину верхушками и такой рост называют верхушечным. Листья – растут основанием – базальный рост. Стебли злаков удлиняются за счет вставочной или интеркалярной меристемы - данный рост называют интеркалярным или вставочным.
Меристематические клетки тотипотентны, то есть дают начало клеткам, способным развиваться самыми различными путями. Переход меристематических клеток к росту растяжением сопровождается их дифференцировкой, то есть возникновением структурных и функциональных различий. В результате дифференцировки образуются специализированные клетки, присущие отдельным тканям и формируются органы.
Формы и размеры органов растений в целом определяется количеством и локализацией делящихся и растягивающихся клеток, интенсивностью и ориентацией их деления и роста. В процессе роста тканей и органов соседние клетки, связанные плазмодесмами не перемещаются друг относительно друга. Такой рост называют согласованным .
Морфогенез – формообразование у растений, включающее в себя процессы заложения, роста, развития клеток (цитогенез), тканей (гистогенез) и органов (органогенез), которые генетически запрограммированы и скоординированы.
Важная особенность роста растений – его ритмичность, то есть чередование процессов интенсивного и замедленного роста. Скорость роста растений определяется этапами онтогенеза. На разных этапах онтогенеза скорость роста будет меняться.
На скорость роста влияют экзогенные факторы – свет, вода и др. Они вместе с эндогенными факторами обуславливают периодичность роста. У растений наиболее распространены циркадные ритмы с периодом около суток. Они связаны с суточными колебаниями освещенности, температуры. Периодичность роста и развития в течение сравнительно длительного периода, связанного со сменой времен года называют сезонной периодичностью (образование годичных колец). Неблагоприятные условия вызывают:
● изменение в количественных соотношениях веществ цитоплазмы;
● изменения в коллоидных веществах цитоплазмы;
● повышение количества запасных веществ;
● растение переходит в состояние покоя.
Покой – это физиологическое состояние растений, когда все жизненные процессы заторможены. У растений периоды роста чередуются с периодами покоя. Различают покой вынужденный и физиологический. Вынужденный покой обусловлен только факторами внешней среды, например, низкими температурами в зимнее и ранневесеннее время. Физиологический покой обусловлен эндогенными причинами.
Переход в состояние покоя связан со снижением общего уровня гидрофильности коллоидов и обводненности цитоплазмы. Происходят процессы обогащения цитоплазмы жирами и фосфатидами. В результате этих явлений понижается проницаемость тканей, усиливаются гидролитические и ферментативные процессы. Состояние покоя регулируется соотношением фитогормонов: цитокинины и гиббереллины выводят из состояния покоя.
Существует два приема вызывать семена к активной жизнедеятельности:
1) скарификация – используются механические приемы частично разрушающие оболочку семян;
2) старификация – органы растений длительно выдерживают при температуре близкой к нулю и повышенной влажности.
Рекомендуем ознакомится: http://studopedia.ru
worldunique.ru
Рост растений, периодичность и фазы роста. Покой растений.
Количество просмотров публикации Рост растений, периодичность и фазы роста. Покой растений. - 658
Характерной особенностью роста является его необратимость. Растения в отличие от животных растут в течение всей жизни. Рост отдельных органов и организма в целом слагается из роста его клеток.
Выделяют основные этапы роста клеток растений:
1. Деление клеток
2. Растяжение
3. Дифференцировка
4. Рост наложением новых слоев на клеточную оболочку у специализированных клеток - трахеид, волокон и др., размеры клетки при этом не увеличиваются.
Первый этап - ϶ᴛᴏ увеличение числа клеток, размер которых в основном остается одним и тем же. Этот этап характеризуется клетками высокой физиологической активности: тонкие клеточные стенки, богатые пектином, сильно развита эндоплазматическая сеть, много рибосом. Второй этап характеризуется тем, что количество клеток не изменяется, а происходит изменение размера, объёма и массы клеток. Это связано с особенностями строения клеточной оболочки, которая растягивается. Третий этап характеризуется тем, что происходят существенные изменения в клетке, они специализируются на различных процессах, и клетка даже может терять свое живое содержимое.
Особенности роста различны в органах разных систематических групп растений. У высших растений рост связан, прежде всего, с деятельностью меристем и их локализацией. Стебли и корни растут в длину верхушками и такой рост называют верхушечным. Листья – растут основанием – базальный рост. Стебли злаков удлиняются за счёт вставочной или интеркалярной меристемы - данный рост называют интеркалярным или вставочным.
Меристематические клетки тотипотентны, то есть дают начало клеткам, способным развиваться самыми различными путями. Переход меристематических клеток к росту растяжением сопровождается их дифференцировкой, то есть возникновением структурных и функциональных различий. В результате дифференцировки образуются специализированные клетки, присущие отдельным тканям и формируются органы.
Формы и размеры органов растений в целом определяется количеством и локализацией делящихся и растягивающихся клеток, интенсивностью и ориентацией их деления и роста. В процессе роста тканей и органов соседние клетки, связанные плазмодесмами не перемещаются друг относительно друга. Такой рост называют согласованным.
Морфогенез – формообразование у растений, включающее в себя процессы заложения, роста͵ развития клеток (цитогенез), тканей (гистогенез) и органов (органогенез), которые генетически запрограммированы и скоординированы.
Важная особенность роста растений – его ритмичность, то есть чередование процессов интенсивного и замедленного роста. Скорость роста растений определяется этапами онтогенеза. На разных этапах онтогенеза скорость роста будет меняться.
На скорость роста влияют экзогенные факторы – свет, вода и др. Размещено на реф.рфΟʜᴎ вместе с эндогенными факторами обуславливают периодичность роста. У растений наиболее распространены циркадные ритмы с периодом около суток. Οʜᴎ связаны с суточными колебаниями освещенности, температуры. Периодичность роста и развития в течение сравнительно длительного периода, связанного со сменой времен года называют сезонной периодичностью (образование годичных колец). Неблагоприятные условия вызывают:
● изменение в количественных соотношениях веществ цитоплазмы;
● изменения в коллоидных веществах цитоплазмы;
● повышение количества запасных веществ;
● растение переходит в состояние покоя.
Покой - ϶ᴛᴏ физиологическое состояние растений, когда все жизненные процессы заторможены. У растений периоды роста чередуются с периодами покоя. Различают покой вынужденный и физиологический. Вынужденный покой обусловлен только факторами внешней среды, к примеру, низкими температурами в зимнее и ранневесеннее время. Физиологический покой обусловлен эндогенными причинами.
Переход в состояние покоя связан со снижением общего уровня гидрофильности коллоидов и обводненности цитоплазмы. Происходят процессы обогащения цитоплазмы жирами и фосфатидами. В результате этих явлений понижается проницаемость тканей, усиливаются гидролитические и ферментативные процессы. Состояние покоя регулируется соотношением фитогормонов: цитокинины и гиббереллины выводят из состояния покоя.
Существует два приема вызывать семена к активной жизнедеятельности:
1) скарификация – используются механические приемы частично разрушающие оболочку семян;
2) старификация – органы растений длительно выдерживают при температуре близкой к нулю и повышенной влажности.
referatwork.ru
Закономерности роста растений
Каждый живой организм подвергается постоянным количественным и качественным изменениям, которые прекращаются только при известных условиях периодами покоя.
Рост – это количественные изменения в ходе развития, которые заключаются в необратимом увеличении размеров клетки, органа или целого организма.
Развитие – это качественные изменения компонентов организма, при которых имеющиеся функции преобразуются в другие. Развитие – это изменения, которые происходят в растительном организме в процессе его жизненного цикла. Если этот процесс рассматривать как установление формы, то он называется морфогенезом.
Примером роста может служить разрастание ветвей благодаря размножению и увеличению клеток.
Примерами развития являются образование проростков из семян при прорастании, образование цветка и т. д.
Процесс развития включает в себя целый ряд сложных и очень строго скоординированных химических превращений.
Кривая, характерная для роста всех органов, растений, популяций и т. д. (от сообщества до молекулярного уровня) имеет S-образный, или сигноидный вид (рис. 6.1).
Эту кривую можно разделить на ряд участков:
– начальная лаг-фаза, протяжение которой зависит от внутренних изменений, которые служат для подготовки к росту;
– логарифмическая фаза, или период, когда зависимость логарифма скорости роста от времени описывается прямой;
– фаза постепенного снижения скорости роста;
– фаза, на протяжении которой организм достигает стационарного состояния.
Рис 6.1.S-образная кривая роста: I – лаг-фаза; II – логарифмическая фаза; III– снижение скорости роста; IV – стационарное состояние
Протяженность каждой из слагающих S-кривую фаз и ее характер зависит от ряда внутренних и внешних факторов.
На длительность лаг-фазы прорастания семян влияет отсутствие или излишек гормонов, присутствие ингибиторов роста, физиологическая неспелость зародыша, недостаток воды и кислорода, отсутствие оптимальной температуры, световой индукции и др.
Протяженность логарифмической фазы связано с рядом специфических факторов и зависит от особенностей генетической программы развития, закодированной в ядре, градиента фитогормонов, интенсивности транспорта питательных элементов и т. д.
Торможение роста может быть результатом изменения факторов окружающей среды, а также определяться сдвигами, связанными с накоплением ингибиторов и своеобразных белков старения.
Полное торможение роста обычно связывают со старением организма, т. е. с тем периодом, когда скорость синтетических процессов идет на убыль.
Во время завершения роста происходит процесс накопления ингибирующих веществ, растительные органы начинают активно стареть. На последней стадии все растения или отдельные его части прекращают рост и могут впадать в состояние покоя. Эта конечная стадия растения и срок прихода стационарной фазы часто бывает задан наследственностью, но эти характеристики могут в какой-то степени изменяться под воздействием окружающей среды.
Кривые роста свидетельствуют о существовании разных типов физиологической регуляции роста. В период лаг-фазы функционируют механизмы, связанные с образованием ДНК и РНК, синтезом новых ферментов, белков, а также биосинтезом гормонов. В период логарифмической фазы наблюдается активное растяжение клеток, появление новых тканей и органов, увеличение их размеров, т. е. происходят этапы видимого роста. По наклону кривой можно часто довольно успешно судить о генетическом фонде, который определяет ростовой потенциал данного растения, а также определяет, насколько хорошо соответствуют условия потребностям растения.
В качестве критериев роста используют увеличение размеров, количества, объема клеток, сырой и сухой массы, содержание белков или ДНК. Но для измерения роста целого растения трудно найти подходящий масштаб. Так при измерении длины не обращают внимания на ветвление; навряд ли можно точно измерить объем. При определении количества клеток и ДНК не обращают внимания на размеры клетки, определение белка включает и запасные белки, определение массы также включает запасные вещества, а определение сырой массы, кроме всего включает и транспирационные потери и т. д. Поэтому в каждом случае масштаб, который можно использовать для измерения роста целого растения – это специфическая проблема.
Скорость роста побегов составляет в среднем 0,01 мм/мин (1,5 см/день), в тропиках – до 0,07 мм/мин (~ 10 см/день), а у побегов бамбука – 0,2 мм/мин (30 см/день).
biofile.ru
Рост и развитие растений
Количество просмотров публикации Рост и развитие растений - 398
И, наконец, твоя книга почти готова к выпуску или ты бы хотел еще дополнить её интересной информацией? Спасибо большое за то, что уделил время.
Моя книга ещё в разработке, и, кажется, DVD-проект ʼʼМоя система оставаться в формеʼʼ будет закончен раньше, чем книга.
Индивидуальное развитие растений, или онтогенез, — это процесс непрерывных, качественных изменений, в ходе которого происходит формирование их урожая. Одно и то же растение в разные периоды жизни от посева до созревания требует неодинаковых условий. Развитие его в течение жизни не однотипно. В процессе вегетации полевых культур различают стадии и фазы их развития. Вместе с тем, в жизни растений выделяют периоды и этапы органогенеза, которые приходятся на определенные фазы образования и развития органов растений. Изменяя условия жизни, можно управлять развитием и продуктивностью растений. Жизнь растения складывается из качественно отличимых этапов — стадий.
В период их прохождения развиваются части и органы растения, различные его свойства и качества. Рост и развитие — процессы не тождественные.
Процессы роста и развития являются определяющими для урожайности. Рост — это прибавка сухой массы. Основа для него — ассимиляция. Развитие — это образование специализированных органов и частей растения для выполнения своей основной основные законы земледелия биологической функции — сохранение своего вида.
Зерновые проходят разные стадии развития (см. приложение ʼʼСтадии развития зерновыхʼʼ). Этот процесс у пшеницы, ржи, тритикале и ячменя приблизительно одинаков. Знание прохождения посевами отдельных стадий развития зерновых позволяет своевременно и эффективно применять необходимые оперативные, адаптированные к конкретным ситуациям агротехнические мероприятия для формирования высоких урожаев (азотные удобрения, микроэлементы, регуляторы роста͵ гербициды, фунгициды).
В своем развитии до выхода в трубку, или стеблевания, до ст. 30 зерновые находятся в вегетативном периоде развития; от начала стеблевания до конца цветения (ст. 31—69) — в генеративном и от первой стадии созревания до полной спелости ст. 71—92 — в репродуктивном периоде. Вегетативный период совпадает с системным ростом вегетативной массы, генеративный период — с ростом продукта͵ то есть зерна.
Зрелое зерно находится в более или менее выраженной стадии покоя. У тритикале и ржи она отсутствует или слабо выражена; пшеница, ячмень имеют длинный период покоя, в связи с этим у ржи и тритикале большая опасность прорастания зерен в колосе при влажной погоде до уборки.
При посеве семена, попадая в почву, поглощают воду примерно половины своей массы (зерно пшеницы — 45%, ржи — 58%, ячменя — 48%). Энергия прорастания семян — важный признак качества семенного материала.
При проникновении колеоптиля через верхний слой почвы и с выходом его на поверхность появляются всходы (ст. 10—13). Вскоре развертывается первый лист, который заканчивает рост через 6—14 дней после появления всходов. Примерно через неделю после развертывания первого листа из его пазухи появляется второй, а затем с такими же интервалами третий и четвертый листья. Одновременно с их ростом развивается корневая система.
Формирование побегов кущения и узловых корней у хлебов неодинаково. У озимой ржи кущение и укоренение протекают одновременно, в период появления 3—4-го листа. У озимых ячменя и пшеницы побеги кущения появляются раньше начала укоренения; кущение у этих культур происходит в период появления третьего листа͵ а укоренение —при появлении 4-5 листьев.
Отрезок, соединяющий зерно и узел кущения, принято называть подсемядольным коленом (гипокотилем). Его длина зависит от глубины заделки семян: чем он длиннее, тем хуже дальнейшее развитие растения.
При кущении (ст. 21— 29) образуется большее или меньшее количество побегов. Из узла кущения главного побега развиваются боковые побеги следующего порядка. Как правило, зерновые могут образовывать побеги до 5-го порядка.
Кущение у озимых — ячменя, ржи и тритикале — исходя из времени посева и местности, проходит обычно осенью и, кроме озимого ячменя, частично продолжается весной. У озимой пшеницы и тритикале начинается осенью и заканчивается весной
Во время кущения происходит закладка побегов, а также обильный рост корней, который сильно опережает рост надземных частей растения. Чем суше почва в этой фазе до определенного оптимального уровня, тем сильнее развивается корневая система. Существует генетически фиксированная корреляция между высотой стебля и мощностью корневой системы.
Процесс закладки колосков и цветков начинается на главном побеге и продолжается на побегах низшего уровня. На верхушке конуса нарастания образуются колосковые бугорки. Начало стадии двойного кольца считается началом генеративной фазы развития зерновых. Она наступает у озимых зерновых в разной стадии, обычно в конце кущения.
Как правило, стадия двойного кольца наступает весной с началом вегетации. Стадия двойного кольца — одна из критических для формирования урожая. В этой фазе зерновое растение очень чувствительно к внешним условиям. Это нужно учитывать при проведении таких агротехнических мероприятий, как внесение удобрений и химических средств защиты растений.
При переходе вегетативного периода в генеративный зерновые проходят фазу редукции, когда из обычно большого числа побегов, образовавшихся в фазе кущения, выделяются продуктивные (колосонесущие). Уменьшение числа боковых побегов за счёт отмирания слаборазвитых — это нормальный физиологический процесс у зерновых.
Причиной редукции должна быть конкуренция между растениями зерновых, а так же конкуренция с сорняками. Поражение вредителями и болезнями также может вызвать редукцию. Во время цветения растения имеют свое окончательное число продуктивных стеблей. У пшеницы их число колеблется от 400 до 700 шт/м2 посева. Оптимальное — 500—600, у ржи диплоидной — 500—600, у тетраплоидной —450—500, тритикале — 400—450, у ячменя — 700—800 шт/м2.
Генеративная стадия начинается с выхода в трубку ст. 31—70. Выход в трубку или стеблевание вызывается усиленным делением клеток. Его интенсивность зависит от продолжительности светового дня. Пшеница, рожь, тритикале — растения длинного дня, ᴛ.ᴇ. они требуют для перехода в генеративную фазу более 12 часов освещения в сутки.
У пшеницы, ржи, тритикале и ячменя встречаются озимые и яровые формы. Первые требуют для перехода в генеративную фазу вернализации (ранее называлась яровизация), ᴛ.ᴇ. обеспечения потребности в холоде многолетних или зимующих культур на стадиях жизни (включая семена).
Вскоре после появления псевдостебля при выходе в трубку развивается первый и второй узел (ст. 31—32), и происходит дальнейший рост стебля. Это так называемый большой период роста͵ когда начинается интенсивное удлинения стебля и колоса внутри стебля. За короткое время он может достичь 10 см.
Стеблевание заканчивается с окончанием формирования колосьев, и начинается колошение (ст. 51—59). Прохладная погода замедляет данный процесс, теплая — ускоряет. Вскоре после колошения, а у ячменя одновременно с ним, начинается цветение (ст. 61—69). От условий цветения зависит количество зерен в колосьях. Пшеница, ячмень и тритикале — самоопыляющиеся культуры с частичным перекрестным опылением. Рожь — перекрестноопыляющееся растение. Полегание ржи до цветения сильнее снижает урожай, чем у остальных зерновых. Как закладка колосков и цветков, так и цветение начинается с середины колоса и продолжается оттуда равномерно к основанию и верхушке. Цветение одного колоска длится 30—60 минут, а цветение колоса может длиться от 6 до 14 дней.
После оплодотворения формируется окончательное число зерен в колосе. Процессы формирования урожая зависят от длительности ассимиляции. В этой фазе производства и накопления резервных веществ (репродуктивный период) растение должно производить больше половины зерновой массы. Длительность налива у разных видов зерновых и даже генотипов выражена по-разному. На нее сильно влияют погодные условия, почвенная влага, болезни и вредители. В этой фазе главными производителями и поставщиками продуктов ассимиляции СО2 являются флаговый лист, первый подфлаговый лист, часть стебля от флагового листа до колоса, колосковые чешуйки и ости. Οʜᴎ в короткое время (2—3 недели) должны наполнить зерна резервными веществами. По этой причине в данный период флаговый лист, подфлаговый лист, колосковые чешуйки, ости и часть стебля от флагового листа до колоса должны быть здоровыми.
Каждый этап органогенеза совпадает с определенной фазой роста и развития зерновых культур, на каждом этапе формируются определенные элементы продуктивности.
Целью интенсивных технологий является максимальная реализация потенциальной продуктивности растений. Урожайность зерновых культур прогнозируют по числу продуктивных побегов, по элементам колоса (по числу колосков и цветков), заложившихся в стадии 31—32, по числу зерновок в колосе, достигших к стадии 75 оптимального количества.
Как правило, высокая потенциальная продуктивность современных сортов реализуется не полностью, уровень реализации зависит от создания оптимальных условий. Первый период (до ст. 29).Прорастают семена, появляются всходы, определяется число побегов кущения, зародышевых и узловых корней, величина конуса нарастания. Чем синхроннее идет кущение, тем больше образуется продуктивных стеблей.
У озимых культур ст. 21—29 длится в течение всей осени, в связи с этим число продуктивных побегов определяется продолжительностью и энергией
осеннего кущения и выживаемостью осенних побегов в зимний период. У большинства сортов озимых культур гибель осенних побегов зимой может компенсироваться весенним кущением. При этом растения в условиях относительно быстрого нарастания температуры воздуха ускоренно проходят стадию кущения, дают побеги с меньшей продуктивностью, не превосходящие побеги яровых культур.
Наибольшее число побегов из пазушных почек на растении формируется тогда, когда главный побег находится в ст. 30—31. При переходе главного побега к 32 стадии идет массовое отмирание пазушных почек, и приостанавливается развитие побегов кущения, которые отставали от главного на 2—3 этапа органогенеза.
Второй период (ст. 29—30). Урожайность зависит от интенсивности дифференциации зачаточного колоса и синхронности закладки колосков в данный период. Нарушение синхронности закладки колосков может возникнуть даже при незначительном дефиците влажности почвы или воздушной засухе и привести к быстрой редукции уже заложившихся колосков.
Третий период (ст. 31—69). Относительно синхронно идет развитие цветков. У пшеницы в колосках формируется 3—5 цветков, у ржи — 2—3, у ячменя — по одному.х
Большая часть цветков в колосках пшеницы отстается в развитии и редуцируется, достигнув 31—36 стадии. На 37—51 стадии развития можно установить различия, свойственные сортам. У ржи также идет редукция цветков в колосках, и у большинства сортов остаются по 2, реже — по 3—4 развитых цветка.
Засушливые условия во время прохождения 30—32 стадии приводят, в первую очередь, к редуцированию верхних колосков и нередко самых нижних.
Засушливая погода на стадии 71 приводит к укорачиванию зерновок, на 75 стадии — к получению щуплых, невыполненных зерен.
Контроль за формированием урожая дает возможность оценивать потенциальную продуктивность растений на разных стадиях развития; определять и сравнивать за счёт каких элементов слагается потенциал продуктивности.
Азотные подкормки в фазы конец кущения — начало трубкования. В это время заканчивается закладка колосков в колосе и начинается дифференциация их на цветки. Недостаток азота в данный период приводит к сокращению числа цветков и тем самым — к уменьшению количества зерен в колосе. Хорошая обеспеченность азотом в данный период способствует также формированию колоса на боковых побегах и обеспечивает хороший рост фитомассы. Установлено, что в период роста последнего флагового листа на растениях должно быть 4—5 хорошо развитых листьев. При меньшем количестве листьев снижается количество колосков в колосе за счёт отмирания слаборазвитых и, как следствие, снижается, урожайность. У пшеницы, тритикале и ржи отмирает в нижней части, у ячменя — в верхней. Проведение азотной подкормки в данный период, в ст. 29—31 (конец кущения — начало трубкования), обеспечивает выживание продуктивных стеблей и прибавку урожая 4,2—7,0 ц/га. В сумме две подкормки должны составлять 100—160 кг N/га. Вторая подкормка для озимой пшеницы составляет 60—80 кг N/га, для тритикале и ржи — 40—70 кг N/га исходя из плодородия почвы и планируемого урожая 5—9 т/га.
От конца кущения (ст. 29) до колошения (ст. 51) в большом периоде роста посевы озимой пшеницы на плодородных почвах требуют до 100 кг N/га, ᴛ.ᴇ. ежесуточно 2—4 кг/га. Так как зерновые при здоровом колосе и ненарушенном ассимиляционном аппарате от конца колошения до созревания еще поглощают 50—70 кг N/га исходя из плодородия почвы, то позднее внесение азотных удобрений имеет большое значение.
Внесение азотных удобрений в фазу последнего листа в засушливых условиях и в ст. 51 во влажных условиях, как правило, покрывает потребность в азоте при наступлении последующих фаз развития растений. Азотная подкормка в данный период обеспечивает повышение урожайности за счёт сохранения листового аппарата͵ улучшения фотосинтеза растений, налива зерна; повышается также содержание протеина в зерне.
Поздняя 3-я азотная подкормка чаще всего дает прибавку урожая зерна 2,5—3,0 ц/га озимых ржи и тритикале и 5—8 ц/га озимой пшеницы. Доза этой подкормки у пшеницы должна составлять 40—60 кг N/га, у ржи и тритикале — 20—40 кг N/га. В сухих условиях третья подкормка у ржи и тритикале твердыми удобрениями не проводится, а рекомендуется внекорневая подкормка азотными удобрениями совместно с внесением фунгицидов.
При этом поздние подкормки неэффективны, в случае если своевременно не сформировался достаточный биологический потенциал урожайности (число продуктивных побегов менее 400 шт./м2), или почвы испытывают недостаток влаги, не гарантирована защита растений от болезней, сохранилось на растении менее трех здоровых листьев.
мок вПри остром недостатке этих элементов можно предотвратить снижение урожайности внекорневой подкормкой 0,5—1,0 л Сu/га осенью и до ст. 32 весной 1,0—1,5 Сu/га, а также 1,0—1,5 л Мn/га в ст. 37—49 при внесении этих микроэлементов в хелатной форме в виде эколиста.
С помощью регуляторов роста можно укоротить и укрепить стебли зерновых, и этим снизить опасность полегания. Стабилизация стеблей позволяет повысить эффективность внесения азотных удобрений и, как следствие, урожайность. Все регуляторы роста͵ которые сегодня применяют на посевах зерновых, включаются в систему действия гормона роста гиббереллина. При этом препараты на базе хлормекватхлорида, тринексапакэтила и азолов тормозят образование гиббереллина, препараты на базе этефона тормозят активность действия гиббереллина.
В процессе роста существуют сложные взаимосвязи в активности всех ростовых гормонов, и если гиббереллины способствуют растяжению клеток, то цитокинины стимулируют деление клеток. Οʜᴎ влияют друг на друга, значит регуляторы роста следует использовать очень аккуратно с учетом степени развития стеблестоя.
Слишком сильное снижение, к примеру, концентрации гиббереллина в растении во время кущения вызывает чрезмерное кущение. В случае если данный эффект наступает поздно, образуется подгон. Кроме этого, снижается масса 1000 зерен и число колосков. Регуляторы роста в определенной мере подавляют и рост корней. Ошибки при применении регуляторов роста вызывают снижение урожайности.
Так как Хлормекватхлорид ® 750 подавляет образование гиббереллина, он укорачивает только то междоузлие, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ образуется во время или после обработки. Действует препарат лучше всего тогда, когда озимая пшеница находится в ст. 29, а тритикале — в ст. 30. Хлормекватхлорид ® 750 следует применять на пшенице, ржи и тритикале до начала роста в длину. У ячменя укоращивающее действие его очень малое.
Этефон снижает активность гиббереллина. По этой причине он действует и при позднем внесении и укорачивает нижние и верхние междоузлия, т.к. их окончательная длина фиксируется только после цветения. Лучшее действие достигается, когда происходит интенсивный рост стеблей в длину. Действие ретардантов ограничивается в основном двумя неделями.
Опрыскивание следует проводить в конце фазы выхода в трубку интенсивно растущих посевов. Тринсекапакэтил имеет оптимум своего действия тоже при внесении до начала роста растения в длину ст. 31—32, но он достаточно хорошо действует и на более поздних стадиях развития растений до ст. ВВСН 37—39.
применение
referatwork.ru
Фазы роста зерновых культур и их характеристика
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.
biofile.ru
