Периоды и фазы развития семян

Процесс зернообразования делят на несколько периодов и фаз, которые наиболее подробно изучены у зерновых культур. Н.Н. Кулешов и Г.В. Коренев делили весь процесс развития зерна на 3 этапа: формирование, налив и созревание (табл. 5).

И.Г. Строна детализировал этот процесс на более мелкие периоды и фазы. Он разделил первый этап на два периода (образование и формирование семян) и включил в единый процесс развития семени периоды послеуборочного дозревания и полной спелости. Итого 6 периодов развития семян. Рассмотрим их на примере пшеницы.

1. Образование — от оплодотворения до образования точки роста. Семя образовалось, т.е. при отделении от растения оно способно дать росток слабый, но жизнеспособный. Масса 1000 семян 1 г, продолжительность периода 7-9 дней. В нём выделяют эмбриональную фазу, характеризующуюся содержанием в семени 85-82% общей влаги и отношением свободной воды к связанной как 10:1, накоплением 2-5% сухого вещества от полной спелости.

2. Формирование — от образования до установления окончательной длины зерна. Дифференциация зародыша заканчивается, цвет зерна зелёный, начинают появляться крахмальные зёрна. В нём много свободной воды и мало сухого вещества. Масса 1000 семян 8-12 г. Главное в этот период не накопление запасных веществ, а формирование всех частей зерна. Продолжительность периода 5-8 дней. В этом периоде выделяют фазу роста. Её характеризуют наличие в семени 82-80% влаги, соотношение свободной и связанной воды 6-8:1, накопление 5-12% сухого вещества.

3. Налив — от начала отложения крахмала в эндосперме и до его прекращения. В этот период увеличиваются ширина и толщина зерна до максимума, полностью сформировывается ткань эндосперма, влажность зерна снижается до 38-40%, так как накапливается сухое вещество. Продолжительность периода в среднем 20-25 дней.

В периоде налива выделяют 4 фазы: водянистую, предмолочную, молочную, тестообразную.

Фаза водянистая — начало формирования клеток эндосперма. Зерно заполнено водянистой жидкостью, влажность его 80-75%. Свободной воды в 5-6 раз больше, чем связанной. Сухое вещество составляет 12-15% максимального. Длительность фазы 6-7 дней.

Фаза предмолочная — содержимое водянистое с молочным оттенком, так как откладывается крахмал в эндосперме, обо­лочка зеленоватая, влажность 75-70%, свободной влаги в 3-4 раза больше, чем связанной. Накоплено 15-35% сухого вещества. Продолжительность фазы 6-7 дней.

Фаза молочная — зерно содержит молокообразную белую жидкость. Влажность его 60-50%, отношение свободной воды к связанной 1,5:1. Сухого вещества накоплено 35-65% массы зрелого семени. Длительность фазы от 7-10 до 15 дней.

Фаза тестообразная - эндосперм имеет консистенцию теста. Хлорофилл разрушен и содержится только в бороздке. Влажность 50-42%. Отношение свободной воды к связанной 1:1. Сухого вещества накоплено 65-82% максимального.

4. Созревание — начинается с прекращения поступления пластический веществ. В это время преобладают процессы полимеризации и подсыхания. Влажность снижается до 18-22 и даже до 8%. Количество свободной воды резко уменьшается, вплоть до полного исчезновения. Зерно созрело и пригодно для технического использования, но развитие семени ещё не закончено, поскольку оно не обладает нормальной всхожестью.

В периоде созревания выделяют две фазы спелости семян — восковую и твёрдую.

Фаза восковой спелости — эндосперм восковидный, упругий, оболочки жёлтые, хлорофилла нет и в бороздке, влажность снижается до 42-32%. Объём к концу фазы становится максимальным и прекращается прирост сухого вещества. Соотношение свободной и связанной воды 1:2-3. Длительность фазы 3-6 дней.

Фаза твёрдой спелости — эндосперм твёрдый, в изломе мучнистый или стекловидный, оболочка плотная, кожистая, окраска типичная, влажность в зависимости от зоны и метеорологический условий 8-22%, в том числе свободной воды 1-8%. Продолжительность фазы 3-5 дней. Затем начинается процесс постепенной потери вещества.

5. Дозревание — в семени происходят сложные биохимические преобразования различных соединений. Заканчивается синтез высокомолекулярных белковых соединений, свободные жирные кислоты превращаются в жиры, укрупняются молекулы углеводов, ингибиторы прорастания превращаются в другие вещества, затухает деятельность ферментов, увеличивается воздухо- и водопотребляемость семенных оболочек. Влажность семян становится равновесной с относительной влажностью воздуха. Дыхание затухает.

В начале периода всхожесть семян низкая, а в конце она становится нормальной. Продолжительность периода зависит от особенности культуры и внешних условий: она изменяется от нескольких дней до нескольких месяцев.

В периоде дозревания выделяют одну фазу — послеуборочную.

6. Полная спелость и фаза с аналогичным названием — начинается с момента наступления полной всхожести, т.е., когда семена во всех отношениях готовы начать новый цикл жизни растений. Идёт медленное старение коллоидов, которое сопровождается слабым дыханием. В таком состоянии они находятся до прорастания или до полной их гибели вследствие старения при длительном хранении.

Длительность каждого периода и фазы, их характер обусловливаются не только видовыми и сортовыми особенностями, но и условиями, в которых развиваются семена, что и отражается на их физических свойствах, посевных и урожайных качествах.

ПШЕНИЦА

Определение видов пшеницы

Пшеница — Triticum L. — представляет обширный и богатый формами род хлебных злаков. Число видов, составляющих этот род, не установлено. П.М. Жуковским дано описание 22 видов пшеницы, объединяющих как культурные, возделываемые, так и дикорастущие виды, и имеющих весьма различное распространение и значение.

Все виды пшеницы разделяются им на четыре генетически обособленные группы. В пределах групп рассмотрим 10 видов.

I. Диплоидная группа (2 n =14), имеющая в соматических клетках 14 хромосом (или 7 в половых).

1. Triticum monococcum………………..культурная однозернянка

II. Тетраплоидная группа 2 n =28.

2. Triticum Timopheevi Zhuk………………………………зандури

3. Triticum dicoccum Schubl…………………...полба двузернянка

4. Triticum durum Desf…………………………..твёрдая пшеница

5. Triticum turgidum L…………………………пшеница тургидум

6. Triticum polonicum L………………………пшеница полоникум

III. Гексаплоидная группа (2 n =42).

7. Triticum speltaL……………………………….пшеница спельта

8. Triticum aestivum L...…………………………..мягкая пшеница

9. Triticum compactum Host…………………карликовая пшеница

IV. Октаплоидная группа (2 n =56)

10. Triticum fungicidum Zhuk……………...грибобойная пшеница

Для практических целей удобнее деление, основанное только на морфологических и хозяйственно важных признаках. В этом случае выделяют только две группы: 1) настоящие пшеницы и 2) полбяные пшеницы.

У настоящих пшениц стержень колоса неломкий, т.е. колос при созревании не распадается на отдельные колоски. Зёрна при обычных способах обмолота легко освобождаются из чешуи, в которых они заключены.

Полбяные пшеницы имеют стержень ломкий, колос при созревании довольно легко распадается на отдельные колоски, каждый — с члеником стержня. Зёрна при обычных способах молотьбы не освобождаются из цветковых и колосковых чешуи. Таким образом, при обмолоте этих пшениц получается не голое зерно, а целые колоски, подлежащие дальнейшей обдирке для освобождения зёрен.

К первой группе из 10 рассмотренных видов пшеницы относятся твёрдая, тургидум, полоникум, мягкая, карликовая и грибобойная, ко второй — остальные виды.

Наибольшие площади в культуре, как в России, так и на всём земном шаре занимают мягкая и твёрдая пшеницы.