Рост и развитие хлебных злаков. Фазы развития

По продолжительности вегетации зерновые хлеба делят на растения с короткой вегетацией - 60-80 суток (ячмень, просо), со средней - 90-110 (овес, яровая пшеница) и длинной - 120-140 суток (кукуруза, рис).

У зерновых культур различают следующие биологические формы: озимые, яровые и двуручки. Озимые хлеба проходят стадию яровизации в начальный период при невысоких температурах - от 1 - 100С в течение 20-50 суток. Их высевают осенью за 50-60 суток до наступления устойчивых морозов. При посеве весной растения кустятся, но не образуют стебля.

Яровые проходят яровизацию при температуре 5-20 С в течение 7-20 суток. Их высевают весной.

Двуручки проходят яровизацию при температуре 3-15°С в течение 15-20 суток и могут быть посеяны как весной, так и осенью. Двуручки плохо переносят суровые зимы, и их высевают в юго-западных районах России. В Сибири их не возделывают.

Потребность в свете наблюдается у зерновых культурах от начала полных всходов до начала восковой спелости. С увеличением размеров растения, особенно листовой поверхности, потребность в количестве и качестве света возрастает. Максимум всего спектра солнечной радиации требуется растениям в момент окончания роста листьев. Для хорошего развития растений злаков до образования генеративных органов требуется продолжительный световой день не менее 14-15 часов. С увеличением длины дня до 17-18 часов зерновые культуры ускоряют свое развитие, т.е. раньше на дневную поверхность выходят соцветия. Развитие цветковых органов происходит с качественным изменением спектрального состава света. Большее образование цветков связано с большим поглощением синей и фиолетовой части спектра. Налив и созревание зерна требуют увеличения красной, длинноволновой, части спектра. Окончание периода старения растения проходит независимо от количества и качества света. Однако в Сибири обнаружена некоторая закономерность влияния красной окраски колоса на зрелость зерна пшеницы. Поглощая больше длинноволновой части спектра, красноколосые пшеницы созревают быстрее и период их послеуборочного дозревания более короткий, лабораторная всхожесть семян выше [11].

У зерновых культур отмечают следующие фазы роста: всходы, кущение, выход в трубку, колошение или выметывание, цветение и созревание (молочная, восковая и полная спелость). Началом фазы считают день, когда в нее вступает не менее 10% растений; полная фаза отмечается при наличии признаков фазы у 75% растений.

Всходы - первая фаза роста. После набухания зерна вначале трогаются в рост зародышевые корни, а затем - стеблевой побег. Он покрыт тонкой прозрачной пленкой - колеоптилем. видоизмененным первичным влагалищным листом. Как только стебелек выйдет на поверхность почвы, колеоптиль прекращает рост и разрывается под давлением растущего листа.

Полевая всхожесть семян в России составляет 60-70%, а в Сибири от 55 до 80%, снижение полевой всхожести на 1% приводит к снижению урожайности зерновых на 1,5-2,0%.

Через 10-14 суток после появления всходов образуется 3 листа, а первичные корни разветвляются и проникают в почву на глубину 50-55 см, происходит укоренение зерновых культур. Этот период наиболее благоприятен для боронования по всходам с целью уничтожения сорняков.

Кущение - это образование побегов из подземных стеблевых узлов. Верхний узел главного стебля, который расположен на глубине 1-3 см от поверхности почвы, называют узлом кущения. Различают общую кустистость - среднее число стеблей, которое приходится на одно растение без учета степени развития. Продуктивная кустистость - среднее число плодоносящих стеблей, приходящееся на одно растение.

Стеблевые побеги, образующие соцветия, но не успевшие к уборке сформировать семена, называют подгоном, а побеги без соцветий - подседом.

Динамика формирования побегов кущения и новых корней у зерновых культур не одинаковая. У овса и ржи кущение и укоренение протекают одновременно при появлении 3-4-го листа. У ячменя и пшеницы кущение начинается в фазе 3-го, а укоренение в фазе 4-5-го листа; побеги кущения у проса образуются при 5-6 листьях, кукурузы 6-7 и у сорго 7-8 листьях, тогда как укоренение у них идет раньше при 3-4 листьях. В узле кущения имеются все зачаточные формы растения и откладываются запасные питательные вещества. Наиболее дружное кущение бывает при температуре 10-15°С и хорошем увлажнении.

В Сибири кущение при 5°С и температурах выше 20°С проходит слабо и быстро.

Выход в трубку отмечается, когда у поверхности почвы на высоте 4-5 см появляется первый узел (прощупываются стеблевые узлы). В это время площадь листьев может достигать до 30-40 тыс. м /га. В фазу выхода в трубку растения зерновых культур накапливает до 50-60% сухого вещества от общей массы за весь период вегетации.

Колошение, или выметывание, характеризуется появлением соцветия из влагалища верхнего листа. Недостаток влаги в это время снижает число цветков и увеличивает их стерильность.

Цветение у зерновых наступает во время или вскоре после колошения или выметывания. У ячменя цветение часто проходит в обертке верхнего влагалища (флагового листа), у пшеницы оно наступает на 2-3-и сутки после полного колошения, а у ржи на 8-14-е сутки. У колосовых культур (пшеница, рожь, ячмень) цветение начинается с колосков средней части и распространяется вниз и вверх, у метельчатых (овес, просо, сорго) - с верхней части метелки. Созревание начинается с прекращения поступления пластических веществ.

Созревание делится на фазы молочной, восковой и полной (твердой) спелости. В Сибири в отдельные годы созревание затягивается, и посевы попадают под заморозки. Морозобойное зерно имеет низкие посевные и технологические качества [12].

У зерновых хлебов в онтогенезе наблюдается 12 этапов органогенеза.

Знание этапов органогенеза позволило в значительной степени регулировать ход формирования элементов структуры урожая. Контроль за содержанием основного элемента в растении - азота в различные фазы и этапы органогенеза позволяет регулировать накопление органических веществ в растении и, прежде всего, белка. В Сибири диагностика азота на посевах пшеницы в фазу кущения - начала образования трубки показала, что даже при содержании его в листьях от 3,5 до 5,5% требуется проведение некорневых подкормок, которые увеличивают сбор зерна.

Определение азота в стеблях и листьях в период цветения - начала налива дает возможность управления формированием не только количества белка и клейковины в зерне, но и улучшения технологических качества зерна пшеницы и других зерновых культур.

Фазы роста, этапы органогенеза и формирование элементов продуктивности пшеницы