Физиология и урожайность пшеницы

Кустистость зерновых колосовых культур

Кустистость зерновых колосовых культур

В процессе своего роста и развития, а также в течение всего периода вегетации в растениях происходят сложные физиологические преобразования, в результате которых культура формирует собственную урожайность. При этом на развитие растения на определенной стадии существенно влияют как экзогенные, так и эндогенные факторы. Собственно процесс развития происходит генетически заложенной схеме, поэтому знание особенностей растения в то или иной период и возможное влияние на нее определенное время может стать залогом высокой урожайности.

[]
1 Step 1
ПОЛУЧАЙТЕ ЦЕНЫ НА СЕМЕНА ПРЯМО НА ВАШ EMAIL
keyboard_arrow_leftPrevious
Nextkeyboard_arrow_right

Общеизвестно, что семена озимой пшеницы начинают прорастать при температуре почвы 4 -6 ° С. Наиболее интенсивно прорастания происходит при температуре 20- 25 ° С. При таких условиях первые заметные всходы появляются уже меньше чем через неделю после посева. Однако оптимальную температуру прорастания следует определить в диапазоне 12 -17 ° С, тогда при нормальных условиях продолжительность фазы всходов колеблется от двух до трех недель. Знание физиологии растений дает возможность достаточно точно определить дату прорастания и достаточно надежно рассчитать дальнейшее развитие растения, зная особенности ее роста. Следует помнить, что для прорастания при благоприятных условиях, то есть наличия влаги, хорошего контакта с грунтом и присутствии воздуха, семени необходимо, чтобы сумма суточных температур в почве достигла 90 ° С. Итак, если после высева средняя дневная температура в посевном горизонте стабильно держится на уровне 9 ° С, то первые всходы можно ожидать уже через 10 дней. Также по сумме температур можно рассчитать время листообразования. Для формирования одного листа растение зерновых должна накопить в среднем сумму температур в 70 ° С. В общем разделяя факторы влияния на посев на эндо и экзогенные, к первым следует отнести собственную фитогормональную регуляцию растений, их генотип, обеспеченность питательными веществами и структуру посевов а к внешним – воздействие температуры, ход яровизации, а также действие света и продолжительность светового дня. Для формирования одного листа растение зерновых должна накопить в среднем сумму температур в 70 ° С. В общем разделяя факторы влияния на посев на эндо и экзогенные, к первым следует отнести собственную фитогормональную регуляцию растений, их генотип, обеспеченность питательными веществами и структуру посевов а к внешним – воздействие температуры, ход яровизации, а также действие света и продолжительность светового дня. Для формирования одного листа растение зерновых должна накопить в среднем сумму температур в 70 ° С. В общем разделяя факторы влияния на посев на эндо и экзогенные, к первым следует отнести собственную фитогормональную регуляцию растений, их генотип, обеспеченность питательными веществами и структуру посевов а к внешним – воздействие температуры, ход яровизации, а также действие света и продолжительность светового дня.

Фазы развития озимой пшеницы.

Большое значение при выращивании имеет возможность управлять развитием насаждений и влиять на формирование зерна и таким образом на урожайность именно за счет учета внешних факторов. Конечно, изменить погодные условия человек не в состоянии, но благодаря пониманию их влияния на растение может хорошо спланировать ее развитие. При этом речь идет прежде всего о правильном выборе времени сева, что имеет решающее значение для дальнейшего развития озимой пшеницы . Именно от него зависит, на какой именно стадии развития она войдет к зимнему покою и насколько высокими будут ее шансы к перезимовке, как быстро начнется дальнейшее развитие и когда можно ожидать полный урожай.

Стадии развития растений как общую классификацию развития зерновых в 1989 году предложили компании BASF, Bayer AG, Ciba Geigy AG и Hoechst AG в рамках совместной работы под названием BBCH- код. Согласно ему стадии развития объединены в девять макростадий, в каждой из которых входит по девять микростадий.

Зная, что происходит с растениями на определенной стадии роста, можно верно планировать их дальнейшее развитие. Так, одним из критических периодов роста пшеницы является стадия ВВСН 13 (стадия развития трех листьев). Неблагоприятные условия в этот период могут значительно навредить посевам и даже уничтожить их. Именно на стадии ВВСН 13 происходит переход растения от питания за счет запасов питательных вещественных в семени к питанию за счет собственной корневой системы. Следовательно, если на этой стадии пшеница переходит в зиму, ее чувствительность к низким температурам, застоя влаги и изменений в почве значительно увеличивается. Поэтому при расчете оптимального времени сева следует учитывать не только особенности раннего или позднего сорта, но и запланированный ход изменений погодных условий в соответствующем регионе и время наступления в нем периода зимнего покоя.

Кущение

Характерной биологической особенностью хлебных злаков является их свойство куститься, что определяется появлением боковых побегов и узловых корней. Обычно в стадии кущения пшеница переходит после образования 3 4 листьев – с ВВСН 13 -14 до ВВСН 21. Наиболее благоприятной температурой для кущения озимой пшеницы 13-18 ° С, а при 2 4 ° С кущения почти полностью приостанавливается. Узел кущения является основным органом растения, и если он отмирает, растение погибает. Как правило он размещен в почве на глубине 1,5 -3,0 см и способен выдерживать значительные низкие температуры – почти – 20 ° С.

В зависимости от срока сева и развития растения до времени наступления зимы может наблюдаться как осенние, так и весеннее кущение. Число стеблей, образующихся при кущения на одном растении, принято называть коэффициентом кущения. При этом общее количество образованных стеблей обозначается как общая кустистость, а количество хорошо развитых стеблей, на которых будет формироваться колосок – как производительная. Растение способно при благоприятных условиях давать очень много боковых побегов. При этом хозяин должен регулировать их необходимое количество, или способствуя кущения, подавляя апикальную доминанту, давая возможность жидким посевам доразвиться за счет использования соответствующих регуляторов роста, или прореживать посевы, способствуя отмиранию – редукции слабых ненужных непроизводительных побегов, которые только стоить растению питательных веществ и влаги , но не будут участвовать в формировании урожайности. В обычных условиях высокая урожайность формируется при продуктивной кустистости в 2 -3 стебля. При выборе желаемой кустистости также принимают во внимание особенности сорта – формирование урожайности за счет количества колосков или их наполнения (или количества зерен или их размера). В среднем плотность продуктивного стеблестоя колеблется от 500 до 700 стеблей на м2 .

Следует отметить, что интенсивность кущения значительной степени зависит от глубины посева. При посеве семян на глубину более 4 см процесс кущения значительно подавляется. К тому же слишком глубокий висел вообще очень неблагоприятно влияет на развитие пшеницы. На прорастание, особенно при неблагоприятных условиях, растения тратят слишком много энергии. Согласно запасы питательных веществ в семени заканчиваются раньше, чем растение приобретает способность приобретать их за счет собственных корней, поэтому значительная часть посева погибает.

Также интенсивность кущения снижается при слишком высоких нормах высева. Многие хозяйства пытаются компенсировать значительный отход растений уже во время сева, увеличивая норму высева, но делают обычно этим еще большую ошибку. Слишком плотный посев увеличивает конкуренцию между растениями за питательные вещества, свет и прежде всего воды. Много слабых растений так или иначе на определенной стадии развития отмирают, но забирают предварительно на свой рост значительное количество ценных резервов. Растения, особенно при несоответствующей подготовке почвы и плохой его структуре, недополучат необходимый им пространство для развития. Оптимальным расстоянием между растениями пшеницы считается 3 см. Соответственно в зависимости от ширины междурядья можно высчитывать оптимальное количество растений на м 2: При 12 см – 160 -400 растений; при 16 см – 120 -300 растений; при 25 см – 80 200 растений. Прореживания же посевов для исправления ошибки, заложенной уже во время высева, просто экономически неоправданным. Поэтому интенсивность высева должна просчитываться заранее с учетом условий соответствующего места для выращивания, наличия питательных веществ и влаги, а также особенностей определенного сорта. Собственно способность к кущения зерновых очень положительным свойством растений. Большая часть сортов формирует до 50% их урожайности именно на боковых побегах.

Понятие и важность процесса яровизации.

Важной особенностью пшеницы, как и большинства озимых зерновых, необходимость прохождения ею процесса яровизации. Это физиологическая реакция растений на охлаждение, вызванная адаптацией к сезонным изменениям умеренного климата. Для цветения и образования семян – перехода к генеративного развития – эти растения должны подвергаться воздействию низких температур (от 2 до 10 ° C) в течение определенного периода. Яровизация является холодовым раздражающим фактором, при котором температура играет столь же важную роль, как и продолжительность ее воздействия. Так, для озимой пшеницы для успешного прохождения яровизации необходима температура на уровне 0 -1 ° C в течение 40 70 дней для озимого ячменя – 0 -3 ° C, 20 -40 дней для озимой ржи 0- 5 ° C, 30 -50 дней для тритикале – 0 -3 ° C в течение 40- 50 дней.

Реакция растений на температурные и световые изменения позволяет им адаптироваться к условиям существования, используя при этом наиболее благоприятные сроки цветения и образования семян. Переход пшеницы к генеративного развития происходит в две фазы: индукции и эвокация. В фазу индукции растение реагирует на внешние изменения – температуру (яровизация) и изменение продолжительности светового дня (фотопериодизм), а также возраст растения (эндогенная регуляция). Эти изменения действуют на растительный организм как стимул к подготовке к цветению. В фазу эвокация в верхушечных меристемах происходят количественные и качественные биохимические изменения, результатом которых является закладка цветов.

Пшеница, как и все озимые культуры, относится к первой из трех общих групп растений, не может перейти к цветению без предварительного воздействия низких температур. Второй группе растений низкие температуры необходимы для ускорения перехода к цветению, однако для их общего развития феномен яровизации не является необходимым. Третий же группе растений, к которым относят все яровые культуры, между прочим, и яровую пшеницу, влияние низких температур для индукции генеративного развития вообще не нужен. Поэтому способность к цветению в яровых и озимых культур заложена еще в их генетическом коде. Например, генетическая разница между озимым и яровым рожью заключается в одном гене, который именно отвечает за сроки цветения растений.

Также различают качественную и количественную реакцию растений на холодовой раздражитель. Качественная реакция свойственна многолетним растениям, которые вообще не способны зацвести без прохождения яровизации. Количественная же реакция присуща однолетним и ускоряет срок их цветения, отделываясь еще в прорастающих семенах. Холодовой раздражитель вызывает ожидаемый эффект только при определенной продолжительности действия. Яровизация замедляется или вообще не происходит, если период охлаждения слишком короткий или температура превышает 15 ° С. Яровизацийни изменения могут быть свернутыми, если растение действовать высокие температуры (25 -40 ° С) на момент подготовки к генеративной фазы. При таких температурах способность меристемы в закладки цветочков теряется. Таким образом, наблюдая за развитием растения, можно с достаточной точностью выявить,

Явление фотопериодизма.

С яровизацию также тесно связано явление фотопериодизма– реакции растений на соотношение продолжительности темного и светлого периодов суток (фотопериодов). В ходе реакции растений на фотопериодизм в их листьях образуются фитогормоны – гиббереллины, также стимулируют цветения, попадая в вегетативных почек – зачатков будущих цветков. Для пшеницы и ржи – озимых зерновых – реакция сначала на температурные раздражители, а затем на смену освещения может быть последовательной. Вообще пшеница является растением длинного светового дня. То есть, если сев был осуществлен так, что растение еще до зимы получила соответствующий стимул для перехода к генеративного развития и это еще пришлось на период, когда световой день длиннее ночь, то есть до равноденствия, выход в трубку и закладки колоса может начаться уже осенью. В результате высокие растения с заложенным колоском становятся слишком чувствительными к заморозкам и других повреждений.

Чувствительность растения к изменению продолжительности светового дня следует учитывать и при планировании необходимых агротехнических мероприятий. Так, если вегетации весной на определенных местах выращивания из-за позднего роста температур наступает уже тогда, когда световой день больше ночь (возможно, где-то на 5 апреля, когда световой день достигает уже 14 часов), растение может сразу же перейти к стадии выхода в трубку с закладкой генеративных зачатков, не давая таким образом хозяину необходимого времени для улучшения плотности посевов, то есть практически исключая весеннее кущение.

За один день роста в благоприятных условиях на 1 га посевов получают прирост сухого вещества (сухая масса зерна, соломы и корни растений) в размере примерно 100 кг

Фаза выхода в трубку

Во время прохождения фазы выхода в трубку или стеблевания у растений интенсивно нарастает вегетативная масса, формируются генеративные органы. Именно поэтому очень важно, чтобы в этот период роста пшеница получила необходимые питательные вещества и воду. Если же растение страдает от их дефицита – наблюдается значительное снижение урожайности.

Началом выхода в трубку считают время, когда на главном побеге появляется первый стеблевой узел на расстоянии 2 -5 см от поверхности почвы (ВВСН 31). Генеративная фаза развития начинается с закладки колоса на стадии двух узлов (ВВСН 32). Именно в этот период растение снова становится очень чувствительной к внешним воздействиям и проведения различных мероприятий. При обычных условиях пшеница переходит к фазе выхода в трубку через 25- 35 дней после возобновления весенней вегетации и в зависимости от погодных условий находится в ней до 25 -30 дней.

Установлена ​​важность соответствующей площади листовой поверхности и ее фотосинтетической активности для получения высокопродуктивных посевов. Особенно важно при этом обеспечить именно высокую интенсивность фотосинтеза верхнего дисковым листка (ВВСН 37), который дает растению до 70% ассимилятов. С этого времени первоочередной задачей должно стать сохранение его от болезней и повреждений.

Срок ассимиляции

В общем продолжительность вегетационного периода (Ассимиляции) – между появлением всходов и достижением зрелости – непосредственно связана с полученной урожайностью. В среднем можно считать, что за один день роста в благоприятных условиях на 1 га посевов получают прирост сухого вещества (сухая масса зерна, соломы и корни растений) в размере примерно 100 кг. То есть по продолжительности вегетации определенных посевов в общем объеме в течение 120 или 160 дней можно ожидать от них урожайность на уровне 120 и 160 центнеров соответственно. При этом фактором, ограничивающим урожайность, может быть неоптимальное соотношение в растении зерна к соломе. Современная селекция развивается в направлении наибольшего возможного сдвига этого соотношения в пользу зерна. Еще в 1950-х годах соотношение зерна к соломе составляло 1: 1,2, а сейчас в Украине оно достигло в среднем 1: 1,1, в то время как в Западной Европе – 1: 0,7.2 листьев приходится на 1 м 2 поверхности почвы) и соответствует образованию посевами 7- 8 тонн соломы на гектар.

Стоит заметить, что избыточное образование листовой массы посевами не только вызывает больший объем пожнивных остатков, измельчать и заворачивать которые в почвы может быть трудно, но и связано с большим испарением растениями ценной влаги, более активным затенением ними друг друга, уменьшением, таким образом , доли нетто ассимиляции, и в конце концов – снижением общей урожайности зерна.

Следующим важным фактором, влияющим на урожайность, является время, что имеет растение от цветения до восковой спелости для налива зерна. На севере, где температуры ниже и световой день длится дольше, пшеница может иметь для этого лучшие предпосылки и закладывать в день до 220 кг / га, в то время как на юге, где более жарко, – всего 120 кг / га. То есть, чем раньше растение начинает цвести и чем дольше при этом в благоприятных условиях происходит ее созревания, тем выше потенциальную урожайность можно получить. Важно помнить, что во время цветения пшеница очень чувствительна к применению любых химических препаратов, и все мероприятия по защите растений и влияния на их рост следует завершать еще до ВВСН 61, чтобы не навредить опылению и закладке зерен.

ВОДА – ВАЖНЫЙ ФАКТОР РАЗВИТИЯ

В этом ракурсе одним из важнейших ограничительных факторов для развития можно рассматривать воду. В течение генеративной фазы для образования урожайности в 1 т / га пшеницы необходимо получить 30 л / 2 влаги. Но рассчитывая, на сколько хватит воды, не стоит забывать о влиянии на ее потери испарения и особенностей подготовки почв: 3 л / м 2 – по стерне, 5 л / м 2 – при глубокой культивации с использованием катка и 6 л / 2 – при вспашке с обратным уплотнением. К тому же по содержанию воды решающими является характеристика почв, а также их состав и структура (накопления и удержания влаги, а также капиллярное поднятие).

НЕДОСТАТОК ВЛАГИ НА МОМЕНТ НАЛИВА ЗЕРНА МОЖЕТ ПРИВОДИТЬ К ПРЕЖДЕВРЕМЕННОМУ ЕГО СОЗРЕВАНИЯ С ОБРАЗОВАНИЕМ МАЛЫХ ИЛИ НЕПОЛНЫХ СЕМЯН

Рядом с прохождением биологических процессов и поддержанием структуры углеводов и белков, а также тургора клеток и ткани большое количество влаги растению в формировании урожая нужна для поглощения и переноса питательных элементов, фитогормонов и ассимилятов, а также защиты от перегрева. На почвах с высокой сорбционной активностью растение раньше начинает страдать от недостатка питательных веществ, которые не может усвоить без воды. Именно недостаток влаги может на момент налива зерна приводить к преждевременному созреванию с недостаточным переносом в зерен ассимилятов и образованием малых или неполных семян. Высокие температуры также неблагоприятными на момент налива зерна. Средняя летняя температура в 30 ° С в тени соответствует 45 -50 ° С в посевах на уровне колосьев. Высокие температуры способны вызвать коагуляцию белков растительных клеток, из-за чего рост и развитие остановятся. Если такая жара> 30 ° С держится менее 4 дней – заметных изменений по урожайности не замечается, но уже 10 дней высоких температур сокращают урожайность за день на 50 -100 кг / га.

Обычно ранний срок сева уменьшает риск снижения урожайности из-за жары. Наиболее критически на растения пшеницы высокая температура действует в течение первых 20 дней после цветения. Таким образом агроном должен сам наблюдать за изменениями температур, характерными для соответствующего региона, и по возможности стараться избегать припадание наиболее критических периодов роста растений на неблагоприятные внешние условия выращивания.

Выводы

Длительность роста озимой пшеницы в среднем составляет около 300 дней. При этом на прорастание и начальное развитие может приходиться до 30 дней, на кущения – до 150, на развитие стебля – 48, на выдвижение колоска – 6, на цветение – 11 и на созревание – до 50 дней. Конечно, в зависимости от условий выращивания продолжительность различных фаз развития пшеницы меняется, но в каждой из них в агронома есть возможность соответствующим образом повлиять на посев. Так, во время высева можно заложить примерное количество растений, будут выращиваться на 1 м 2 ; в период кущения – повлиять на количество образованных боковых побегов; стеблевание или выхода в трубку – окончательно установить количество продуктивных побегов, то есть колосьев на растение или на 1 м 2, Укоротить посевы. Во время цветения определяется количество образованных зерен и тех, что подвергнутся редукции. При этом количество колосков в колосе и зерен в колосьях закладывается еще раньше из зачатков цветков. Какое же количество из них полностью развиваться, будет зависеть от многих внешних условий и наличия питательных веществ и влаги. А уже во время налива зерна определяется его наполненность, в дальнейшем – вес тысячи семян и, соответственно, общая урожайность на гектар.

Таким образом, учет изменений и потребностей растений пшеницы на определенных стадиях их развития позволяет целенаправленно и успешно влиять на их рост, достигая желаемого результата по урожайности, предотвращая причинению вреда и экономя производительные средства. Именно такая система предварительно спланированного вмешательства в развитие растений может называться управлением посевами и благодаря пониманию физиологических особенностей и процессов, которые происходят в растениях, давать возможность хозяйствам получать высокие урожаи.

Мария Ярошко, по материалам К. Бремер, независимая консалтинговая фирма NUAgrar GmbH, Германия

Опубликовано в журнале “Агроном”, 2012

Мы используем файлы cookie, чтобы подбирать для вас подходящий контент. Продолжая использовать этот сайт, вы соглашаетесь с использованием cookie-файлов.
Принять