2015-08-13
14415
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 посев-ной материал должен быть выровненным. Пленчатое зерно набухает медленнее, чем голозерное. При набухании в семенах проис-ходят 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 син-теза 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 мо-гут прорастать семена зерновых культур, следующие: для хлебов первой группы 1...2 'С (оптимальная — 15...20 'С), для хлебов вто-рой 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...35 'С 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. Помере набухания семена начинают прорастать. Вначале трогаются в рост зародыше-вые корешки, а затем – стеблевой побег. Прорвав семейную обо-лочку 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 поч-вы. 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 прекра-щает рост и под давлением растущего листа разрывается, наружу выходит первый настоящий лист. В момент выхода первого зеле-ного листа у зерновых культур отмечается фаза всходов.
Для выращивания высоких и устойчивых урожаев очень важно получить своевременные, дружные и полноценные всходы опти-мальной густоты. Этого можно добиться путем установления пра-вильной нормы высева, использования высококачественных се-мян, улучшения агротехники и условий произрастания. Густота растений зависит от полевой всхожести, семян. Полевая всхо-жесть — количество появившихся всходов, выраженное в процен-тах к числу высеянных всхожих семян. Полевая всхожесть семян в хозяйствах различных зон Российской Федерации в среднем ко-леблется от 60 до 70 %. При соблюдении технологии возделывания зерновых культур полевая всхожесть значительно повышается и достигает 70;:45 %. Установлено, что снижение полевой всхожес-ти 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, неблагоприят-ные условия в период всходов) проводят пересев в этой фазе. Бо-лее поздний пересев ведет к снижению урожая. Нормальная густо-та всходов — основа хорошего урожая культуры.
Через 10...14 дней после появления всходов у растений образу-ется несколько листьев (чаще 3, реже 4). Одновременно с их рос-том 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 разме-щается в основном в поверхностном слое.
Интенсивность кущения зависит от условий произрастания, видовых и сортовых особенностей зерновых культур. При благо-приятных условиях (оптимальной темпера-туре 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 пони-мают среднее число стеблей, которое приходится на одно растение, независимо от степени их развития. Продуктивная кустистость — среднее число плодоносящих стеб-лей, 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 рас-тения. Узел кущения залегает на глубине 2...'3 см; при более глу-боком залеганий повышается устойчивость зерновых культур к полеганию, озимые меньше страдают от зимне-весенних пони-женных температур.
На глубину залегания узла кущения сильно влияют глубина за-делки 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 глу-бокой заделке семян и при их обработке ретардантами увеличивает-ся глубина залегания узла кущения. Сорта твердой пшеницы закла-дывают узел кущения глубже, чем сорта мягкой пшеницы.
Кущение растений зависит от температуры, наличия влаги, пи-тательных веществ, сроков посева, вида и сорта растения. Куще-ние 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 тем-пературе и влажности почвы кущение в основном происходит осе-нью, у озимой пшеницы и тритикале — осенью и весной. Каждое растение может образовать от одного до нескольких продуктив-ных стеблей, у озимых хлебов их обычно бывает 3...6, у ячменя и овса — 2... 3, а у яровой пшеницы — 1, редко 2. Чем выше продук-тивная кустистость, тем больше выход зерна с растения, но наи-больший 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. Лукьянен-ко и другие исследователи рассматривают кущение как нежела-тельное 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 недоста-точен, чтобы возместить недобор зерна главных стеблей. Лучшим типом яровых культур для засушливых районов эти ученые счита-ют 1...2-стебельные растения.
Другие исследователи (В. Р. Вильямс, В. Е. Писарев, С. А. Мура-вьев, Я. В. Губанов и др.) считают, что при хорошем кущении бла-годаря 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 каче-ства продукции.
Загущенные посевы больше полегают, из-за чего снижается фотосинтетическая деятельность растений, ухудшается налив зер-на и увеличиваются потери при уборке. Оптимальная густота про-дуктивного 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 поверхнос-тью 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 эле-ментами питания, так как закладываются генеративные органы и начинается усиленный рост.
Рост стебля начинается с удлинения нижнего междоузлия, рас-положенного непосредственно над узлом кущения. Интенсивный рост первого междоузлия продолжается 5...7 дней, затем рост за-медляется и заканчивается на 10...15-й день: Почти одновременно начинает расти второе междоузлие. После приостановки его роста удлиняются третье и последующие междоузлия. Каждое междоуз-лие 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 пло-щадь листьев в этой фазе достигает 30...40тыс. м /га, ФП— 2,0...2,5 млн м. кв* дни/га, накапливается до 50...60 % сухого веще-ства от общей массы за весь период вегетации. Эта фаза характе-ризуется интенсивным развитием корневой системы, к ее концу глубина проникновения корней в почву может достигать 1,5...2,5 м.
Колошение, или выметывание, характеризуется появле-нием 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 жар-кая погода в этот период приводят к нарушению формирования генеративных органов и образованию в колосе большого числа не-доразвитых и стерильных цветков.
Ц в е т е н и е у дерновых культур наступает во время или вскоре «осле колошения (выметывание). Так,у ячменя цветение прохо-дит еще до полного колошения, когда колос не вышел и влагали-ща 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 самоопыляю-щиеся (пшеница, ячмень, тритикале, овес, просо, рис) и крестноопыляю-ющиеся (рожь, гречиха, кукуруза, сорго). Расте-ния-самоопылители опыляются преимущественно при закры-тых цветках своей пыльцой. У пшеницы иногда (в жаркую погоду) цветки раскрываются и может происходить перекрест-ное (спонтанное) опыление. У перекрестноопыляющихся расте-ний во время цветения с помощью набухших лодикул раздвига-ются цветковые чешуи и появляются созревшие пыльники и рыльца пестиков. Пыльца переносится с помощью ветра или на-секомых, опыление лучше протекает в теплую ясную погоду. При неблагоприятных условиях в период цветения снижается за-вязываемость семян; у такой культуры, как рожь, череззерница может достигать 25...30 % и более, что вызывает снижение уро-жайности.
У колосовых культур (пшеница, рожь, тритикале, ячмень) цве-тение начинается со средней части колоса, у метельчатых (овес, просо, сорго) — с верхней части метелки.
Спелость наступает вслед за цветением. Процесс образова-ния зерна у хлебов Н. Н. Кулешов делит на три периода формиро-вание, 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 спо-собно дать слабый росток, масса 1000 семян 1 т, продолжитель-ность периода 7...9 дней.
Формирование семян продолжается до достижения оконча-тельной длины зерна. К концу периода заканчивается дифферен-циация зародыша, содержимое зерна из водянистого превращает-ся 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 эн-досперма; сухое вещество составляет 2...3% максимального ко-личества; длительность фазы 6 дней;
2) предмолочного состояния — содержимое семени водянистое с молочным оттенком; сухого вещества накапливается 10 %; про-должительность фазы 6...7 дней;
3) молочного состояния — зерно содержит молокообразную бе-лую жидкость; содержание сухого вещества 50 % массы зрелого се-мени; 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 плас-тических веществ. Влажность зерна снижается до 18....12 % и даже до '8'%. Зерно созрело и пригодно для посевных, технических и хо-зяйственных целей, но развитие семени еще не закончено.
Период созревания делят на две фазы:
1) восковой спелости — эндосперм восковидный, упругий, обо-лочка зерна приобретает желтый цвет. Влажность снижается до 30 %. Длительность фазы 3...6 дней. В этой фазе приступают к двух-фазной (раздельной) уборке;
2) твердой спелости — эндосперм твердый, на изломе мучнис-тый или стекловидный, оболочка плотная, кожистая, окраска ти-пичная. Влажность в зависимости от зоны 8...22 %. Продолжи-тельность фазы 3...5 дней. В этой фазе протекают сложные биохи-мические процессы, после чего появляется новое и самое главное свойство семени — нормальная всхожесть. Поэтому дополнитель-но выделяют еще два периода: послеуборочное дозревание и пол-ная спелость.
Во время послеуборочного дозревания заканчивается синтез высокомолекулярных белковых соединений, свободные жирные кислоты превращаются в жиры, укрупняются молекулы углево-дов, дыхание затухает. В начале периода всхожесть семян низкая, в конце — нормальная. Продолжительность этого периода колеб-лется 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, возни-кающих в условиях высокой температуры и низкой влажности. Налив зерна в таких условиях прекращается, происходит «запал» или «захват», зерно становится морщинистым, щуплым, невыпол-ненным, что приводит к резкому снижению урожая. Основные средства борьбы с суховеями — ' расширение полевого лесонасаж-дения, применение агротехнических приемов, способствующих накоплению влаги в почве.
В условиях дождливой и теплой погоды в период налива и созре-вания может происходить «стекание» (чаще наблюдается у пшени-цы) из-за выщелачивания растворимых веществ из зерна, в этом случае зерно теряет массу и его технологические свойства ухудша-ются.
В Западной и Восточной Сибири в отдельные годы период со-зревания затягивается и посевы попадают под заморозки, в резуль-тате снижается урожайность, получают морозобойное зерно с низ-ким качеством. В этих районах для получения более высоких уро-жаев зерна хорошего качества применяют двухфазную уборку с первой половины восковой спелости, а также используют скоро-спелые сорта.
