Благоприятные факторы формирования корневой системы пшеницы
Издавна, пшеница занимает важное место в хозяйстве человека. Посев пшеницы — это время, когда закладывается фундамент будущей зерновой культуры — формируется корневая система. От нее зависит продуктивность растения, сопротивляемость внешним факторам, а следовательно и урожай.
Корневая система пшеницы не только обеспечивает поступление в растение воды и питательных веществ, она синтезирует фитогормоны, нуклеопротеиды, аминокислоты и другие вещества, а также управляют процессами роста и функционирования растения. На данный момент, существует множество способов благоприятного влияния на развитие корневой системы пшеницы, а значит и на количество и качество урожая. Но чтобы понять как это делается, желательно разобраться в физиологии этого растения.
Особенности строения корней
Корневая система у пшеницы эффективно выполняет свои функции, но поглощает воду она не всей поверхностью. На концах ответвлений корней имеется зона всасывания, которая состоит их тоненьких волосков, толщиной 0,1 мм и длиной 1-10 мм. Эти волоски покрыты слизью, что существенно повышает эффективность поглощения воды и питательных веществ. Рядом расположена зона деления, которая обеспечивает прорастание корневой системы. Длина корня пшеницы может достигать двух метров, но наиболее эффективное всасывание воды и питательных веществ происходит на глубине до 30 см.
Строение корневой системы пшеницы также характеризуется высочайшей плотностью. Один гектар поля, засеянный озимой пшеницей, содержит около 300000 км корней в своей почве.
Тип корневой системы
Пшеница имеет мочковатый тип корневой системы, характерный для однодольных растений. Мочковатая корневая система представляет собой несколько первичных корней, выходящих из семени и придаточные, выходящие из стебля. Имеет очень ветвистую структуру.
Кущение пшеницы
Когда пшеница находится на стадии роста, при которой над почвой уже видны 3-4 листочка, под землей имеется утолщение стебля, называемое узлом кущения. Во время этапа накопления, в нем образуются питательные элементы и зачатки будущих частей растения. Из узла кущения обычно произрастает основной и несколько стеблей второго порядка. По всей длине стебля формируются утолщения — узлы. Длина участков между ними — междоузлий увеличивается к верхней части стебля. Каждый побег образует пару корешков, которые разрастаются в почву и питают всё растение. Дополнительные стебли при кущении могут образовывать колосья, тем самым повышая урожай. Кущение может положительно влиять на сопротивляемость растения внешним неблагоприятным факторам и обеспечивает ему выживание. Искусственно усилить интенсивность кущения можно применением морфорегуляторов и ранней азотной подпиткой.
Развитие и рост корневой системы пшеницы
Незадолго после посадки семян в почву, начинается их прорастание. Развитие корневой системы озимой пшеницы начинается с появления главного зародышевого корешка, а далее, с интервалами в 2-3 дня прорастает по одному первичному корешку, пока их число не достигнет пяти. При благоприятных условиях выращивания, возможно появление шестого и седьмого корешков, они прорастают перпендикулярно первым пяти. При засухе, не подходящей температуре или бедной почве, первичных корешков прорастает всего три. Это сигнал о том, что не стоит ждать большого урожая.
После формирования узла кущения развиваются вторичные корни пшеницы. Они прорастают из почек, расположенных возле соединения листьев и стебля. Узловые корни отличаются от первичных наличием более жесткой структуры.
Скорость прорастания корней во время трубкования и колошения может достигать 2-3 см в сутки.
Наиболее интенсивный их рост отмечается в верхних слоях почвы. При проникновении в более глубокие слои, скорость роста корней замедляется из-за более низкой температуры в тех местах.
Факторы, влияющие на развитие корневой системы
- Температура почвы.
- Сроки посева.
- Влажность.
- Структура почвы.
- Кислотность среды.
- Используемые удобрения.
Чтобы получать воду и питательные вещества, корневой системе требуется прорастать в глубь почвы. Скорость прорастания зависит от влажности почвы, наличия в ней удобрений и температуры окружающей среды.
Экспериментально выявлено, что масса корней может увеличиваться даже при температуре таянья льда. Конечно такая низкая температура препятствует зарождению первичных корешков, наиболее благоприятная температура для развития корневой системы пшеницы — 15-20 градусов.
Еще один важный фактор — влажность почвы. При не достаточном увлажнении есть высокая вероятность пересыхания верхних слоев почвы, где находится узел кущения. Это препятствует формированию вторичных корней до тех пор, пока дожди не исправят ситуацию. В свою очередь, замедление роста корней негативно влияет на кущение, в плоть до его полной остановки в условиях сильной засухи.
Избыточная влажность тоже вредит развитию корневой системы. Это происходит из-за нарушения газообмена в земле. Оптимальная влажность — 60-70%.
Экспериментально выявлено, что идеальные условия для формирования корневища, достигаются при постепенном небольшом понижении влажности субстрата по мере развития растения.
Скорость и глубина разрастания корней зависит также от рыхлости земли. Если в ней есть трещинки, туннели, вырытые червями, корешки успешно прорастают через них. Они также способны образовывать свои туннели через влажную почву. Столкновение с плотной, сухой почвой приводит к утолщению кончика корня и увеличению его разветвленности.
Повышенная кислотность среды, в которой прорастает корневая система, может негативно влиять на количество и качество урожая. Она поражает поглощающую часть корня, уменьшая проницаемость протоплазмы его клеток. Тем самым, кислотность препятствует полноценному поступлению питательных веществ, а следовательно и развитию растения.
Опытным путем было выявлено оптимальное время посева — первая половина сентября.
Растения, посеянные в такой срок, имеют высокую физиологическую активность и успевают к зимовке сформировать достаточную корневую систему. Более ранний посев обеспечивает несколько большее накопление массы корневища, но конечный урожай получается меньший. Более поздний посев не позволяет корневой системе в достаточной мере разрастись к концу осеннего вегетативного периода.
По мере роста, поглотительная способность корней меняется. В начале вегетации, она максимальна. В конце — имеет отрицательную величину, то есть происходит выброс в почву минеральных веществ корневой системой.
В таблице представлены измерения показателей корневой системы в разные периоды роста.
Корневая система озимой пшеницы
Озимая пшеница относится к семейству злаковых (Gramineae Suss.) , которое включает несколько ее видов и большое количество разновидностей и форм.
Основными являются два вида пшеницы: мягкая (Triticum aestivum L., синоним Triticum vulgare Host.) и твердая (Triticum durum Desf.).
Корневая система озимой пшеницы состоит из зародышевых (первичных) корней, развивающихся из зародыша семени, и узловых (вторичных), образующихся из почек, находящихся у основания листа. Зародышевые корни появляются после прорастания семени. Сначала виден один корешок, через 3—4 дня выше первого (пониже основания стебля) — второй и третий, затем — четвертый и пятый, которые располагаются в плоскости, параллельной щитку.
При благоприятных условиях из точки, лежащей выше четвертого и пятого корешков, образуются шестой и седьмой корешки. Они растут почти под прямым углом по отношению к первым корешкам. Таким образом, семена озимой пшеницы прорастают несколькими корешками.
Некоторые исследователи (Новацкий, 1930, и др.) считают, что семена озимой и яровой пшеницы прорастают пятью корешками. Этот признак служил для распознавания по проросткам пшеницы и ржи, прорастающей тремя четырьмя корешками, а также ячменя, образующего семь корешков.
Однако, как показали исследования Л. И. Посатовского (1965), озимая и яровая пшеницы в зависимости от сорта могут образовать от двух до восьми корешков.
По данным А. Г. Литовченко (1939), семена озимой пшеницы прорастают в среднем 3—4 корешками (с колебаниями от 2 до 6). По исследованиям И. Г. Строны (1966), у 30 районированных сортов озимой пшеницы количество корешков колебалось от 1 до 7. По нашим наблюдениям (1969—1970 гг.), сорт пшеницы Мироновская 808 прорастает в среднем четырьмя корешками (с колебаниями от 3 до 7).
Количество зародышевых корешков зависит от крупности семян, плодородия и влажности почвы, сроков посева и других факторов.
Первичные корни от начала появления их до конца вегетации играют важную роль в жизни растения. Через них поступают питательные вещества и вода к вегетативным органам.
После образования узла кущения (иногда одновременно с появлением боковых побегов) начинают развиваться узловые стеблевые (вторичные) корпи. По данным некоторых исследователей (Гусев, 1926), вторичные стеблевые корни озимой пшеницы образуются через 20 дней после всходов. По нашим наблюдениям (Мичуринск), в благоприятном 1964 г. (запасы продуктивной влаги в почве на глубине 10 см 19 мм, среднесуточная температура на глубине заделки семян 16,2° С) узловые корни появились через 18 дней после всходов, в засушливом 1965 г. — через 25 дней, в 1966 г. (температура на глубине заделки семян 12,9° С) — через 28 дней и в 1971 г. — через 30 дней.
Вторичные корпи, как и вновь появляющиеся побеги, образуются из почек, находящихся у основания листьев. Корин проходят через основание листа и проникают вглубь и в стороны почвенного горизонта. При их формировании наблюдается интересное явление: каждый вновь появившийся побег образует пару корешков, следующий за ним — вторую и т. д. Следовательно, каждый побег обеспечен собственной корневой системой.
Первая пара узловых корешков размещается в той же плоскости, что и шестой зародышевый корешок. Следующие корни располагаются в плоскостях, перпендикулярных к плоскости размещения предыдущих. Это обеспечивает равномерное распределение корней в почве. Вторичные корни можно отличить в первое время от зародышевых тем, что они бывают покрыты частицами почвы, или же по анатомическому строению: первичные корни имеют более рыхлое строение, чем узловые.
На концах разветвлений зародышевых и узловых корней имеется большое количество корневых волосков. Они выполняют важную физиологическую функцию. Не вся корневая система участвует в поглощении питательных веществ и воды, а только те участки, которые покрыты волосками. По мере развития растений корни постепенно разветвляются и переплетаются между собой, образуя мочковатую корневую систему, проникающую па различную глубину.
Назначение корневой системы озимой пшеницы, как и других растений, заключается в усвоении из почвы воды и питательных веществ и снабжении ими других органов растений. Кроме того, исследованиями советских ученых (Курсапов, 1954; Сабинин, 1955, и др.) с помощью меченых атомов установлено, что корни являются местом синтеза аминокислот и сложных органических соединений, из которых создается белок.
На рост и развитие корневой системы оказывает влияние ряд факторов, в частности температура, влажность почвы, содержание питательных веществ в ней и др.
Многочисленные исследования (Григорьева, 1952) показывают, что у пшеницы корни могут увеличиваться в весе и размерах при температуре в несколько десятых градуса выше нуля. С. С. Рубин и В. А. Ильченко (1966) в условиях тяжелосуглинистых оподзоленных черноземов юга лесостепи Украины (Умань) при размещении озимой пшеницы сорта Украинка после кукурузы па силос и зеленый корм наблюдали в 1957—1959 гг. рост корней на глубине 100 см при минимальных положительных температурах (в феврале—марте) 1,2— 1,7° С. По наблюдениям исследователей, рост корней отмечается ниже глубины промерзания при минимальной температуре почвы 1,2° С. Прирост корней в этот период составлял 2,7—6,4 мм в сутки.
По С. Топоркову (1899) и А. И. Носатовскому (1965), корни пшеницы растут при температуре 2° С, а у прорастающего зерна пшеницы — даже при температуре таяния льда. Однако при такой низкой температуре рост корней идет медленно. Оптимальной температурой считается 14—16° С.
По мере углубления в почву корни попадают под действие более низких температур, при которых рост их замедляется. В весенне-летний период, основная масса корней растет при температуре почвы 18—22° С, которую следует считать наиболее благоприятной для развития корневой системы пшеницы. Пониженная температура оказывает отрицательное действие на образование зародышевых корешков.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Кущение озимой пшеницы и ее урожайность
Для формирования оптимальной густоты продуктивных стеблей важно реализовать способность озимой пшеницы в кущении. По результатам исследований ученых, масса зерна главного колоса в одностебельном растении составляла 1,33 г, а в четырестебельном выросла до 2,45 г
Дякуємо, що завітали на сайт тов “ОДІН АГРО ТРЕЙД”
Для отримання консультації та замовлення товару Телефонуйте!
Або ЗАЛИШТЕ ПОВІДОМЛЕННЯ
✆0676613009 ✆0662156358 Телеграм каналViber чат
Подобається сайт – можете ВІДДЯЧИТИ!
Количество стеблей на одном растении может колебаться в значительных пределах 1-3 и до 10 и более. Однако потенциальные возможности образования боковых побегов чрезвычайно высоки. Продуктивная кустистость при создании соответствующих условий жизнедеятельности может достигать 100 и более колосьев. Кусты пшеницы с площадью питания 30х70 см давали до 100 стеблей с урожайностью 100-120 г. В искусственных условиях удавалось вырастить растения, которые имели 300 и более стеблей.
Для формирования высокой урожайности озимой пшеницы важное значение имеет кущение. В фазе 3-4 листов на подземной части стебля пшеницы образуется утолщение, которое называется узлом кущения. Потенциал кущения растений программируется, прежде всего, силой развития узла кущения. Этот орган растения представляет собой несколько приближенных друг к другу подземных узлов. При нормальных условиях выращивания он находится на глубине 1-3 см. В узле кущения с самого начала располагаются все части будущего растения. Это самый важный орган озимой пшеницы.
Узел кущения залегает чаще всего на глубине 2—2,5 см. Попытки существенно изменить глубину залегания узла кущения разной заделкой семян не дают ожидаемых результатов. В проводившихся опытах при изменении глубины заделки семян от 2—3 до 10—12 см глубина залегания узла кущения изменяется лишь от 1,5—2,0 до 2,5—3,5 см. Это связано с тем, что колеоптиле и эпикотиль растут параллельно, и хотя колеоптиле опережает эпикотиль в росте, гормональный сигнал от колеоптиле, вышедшего на свет (обусловливающий прекращение роста эпикотиля), поступает, когда сближенные узлы стебля, лежащие выше эпикотиля, находятся уже недалеко от поверхности почвы.
Оптимальная глубина посева 2-3см.
Как происходит кущение?
Почка, лежащая у основания первого листа, увеличивается, отодвигает лист и формирует первый боковой побег. В дальнейшем в пазухах нижних листьев боковых побегов закладываются новые почки, которые могут давать побеги 2-го, 3-го и большего порядка. Одновременно с образованием боковых побегов из узла кущения формируется вторичная корневая система. Вторичная корневая система хорошо развивается при наличии почвенной влаги и при наличии доступной формы фосфора. В сухом верхнем слое вторичные стебли и корни не образуются. К концу кущения растения поглощают около 50% азота и фосфора и 75% калия от общего потребления.
Что влияет на глубину залегания узла кущения?
- Свет.При недостатке света узел кущения залегает ближе к поверхности.
- Глубина заделки семян, тип почвы.
- Температура. При пониженной температуре воздуха узел кущения заглубляется.
- Сорт.
Во время кущения происходят закладка побегов, колосков и цветочков, а также обильный рост корней.
ЧТО МОЖЕТ НАНЕСТИ ВРЕД КУЛЬТУРЕ В ЭТУ ФАЗУ?
Центрами регенерации и новообразования органов является меристема узлов кущения с запасом энергетических и активных веществ. При истощении они не могут генерировать новые ткани и органы. Гибель узла из-за неблагоприятных условий или повреждения его вредителями приводит к уничтожению целого растения. В случае отмирания части или даже всех листьев, либо повреждения части корневой системы при живом узле кущения растение сохраняет возможность дальнейшего роста и развития. У нее остается неповрежденным конус нарастания и боковые почки, длительное время в фазе осеннего и весеннего кущения (до выхода в трубку) находятся в узле кущения ниже поверхности почвы. Это эволюционное естественное приспособление злаков переносить неблагоприятные условия.
На энергию кущения сильное влияние оказывает продолжительность кущения, т. е. время от фазы всходов до выхода в трубку. Продолжение фазы кущения способствует образованию большего количества боковых побегов.
Периоды кущения
Озимая пшеница может иметь два периода кущения – осенний и весенний, в зависимости от сроков сева и других факторов. Осенью кущение продолжается до падения среднесуточных температур до 2-3°С. Продолжительность осеннего кущения при нормальных условиях составляет 25-30 дней, весеннего – 30-35 дней.
В озимой пшенице оптимальных сроков посева при температуре воздуха 13-15°С период кущения наступает несколько раньше – через 14-15 дней после появления полных всходов. При продвижении посевов озимой пшеницы в более северные районы или же в южные районы, продолжительность этого периода оптимальных сроков посева практически не изменяется. Это объясняется тем, что при оптимальных сроках посева сумма средних суточных температур -210-220°С остается одинаковой как в северных, так и южных районах.
По данным Носатовского, Кулешова, Лукьянеко и др. исследователей для образования 3-4-х побегов на растении требуется 50-55 дней с общей суммой среднесуточных температур 500-550°C. Этот период состоит:
– появление всходов – 6-8 дней, сумма г – 110-120°,
– появление узла кущения и придаточных корней – 15-20 дней, сумма t° – 200-220°;
– образование второго побега – 12-15 дней, сумма t° – 100-110°;
– образование третьего побега – 9-10 дней, сумма t° – 50-55°;
– образование четвертого побега – 8-9 дней, сумма t° – 40-45°.
Важным фактором, определяющим продолжительность периода всходы – кущение, является влажность почвы в поверхностном (20 см) слое. Недостаток влаги – удлиняет период всходы – кущение, поэтому может значительно увеличить и сумму средних суточных температур за этот период до 320-350°С.
Сроки посева. У яровой пшеницы с запаздыванием сроков посева температурный режим повышается, вследствие этого период от всходов до кущения сокращается до 10 дней. В озимой пшенице, поздние сроки посева значительно удлиняют период всходы – кущение – до 170 дней и начало кущения, в этих случаях, приходится на весну
У озимой пшеницы кущение лучше всего проходит при температурах воздуха: +6-10°С; +7-11°C; +11-12°С. Более интенсивному кущению способствует и влажность почвы – 65-75% полевой влагоемкости. При таких условиях озимая пшеница дает 3-5 стеблей на растение.
С увеличением влажности почвы, кустистость возрастает. При высыхании верхнего слоя до влажности, близкой к величине коэффициента завядания, кущение прекращается.
Внесение удобрений усиливает кустистость. Особенно это резко проявляется при внесении азотного питания. Во время осеннего кущения до ухода в зиму озимая пшеница потребляет не более 20% азота от общего количества. В осенний период азот вносится на легких и слабогумусированных почвах; после плохого (по выносу питательных веществ из почвы) предшественника; если нет достаточной густоты стеблестоя; а также при заделке в почву большого количества соломы и растительных остатков. Во всех других случаях озимые зерновые имеют достаточное количество азота для своего развития осенью.
Так, в отдельные годы повышенное внесение азотных удобрений, при достаточном количестве влаги в почве и сортовых особенностей, у некоторых растений пшеницы способствовало образованию второго узла кущения, отходящего от основания корневого междоузлия ближе к зародышевым корням
Растения с двумя узлами кущения легче переносят неблагоприятные условия зимнего и весеннего периодов, лучше сохраняются до уборки, в результате они оказываются более продуктивными, чем растения с одним узлом кущения.
Одним из эффективных приемов, помогающих растениям максимально полно реализовать свой генетический потенциал, считается достижение азотного и фосфорного баланса при питании культур. Он способствует увеличению как общей продуктивности, так и качества озимых хлебов. Решить данную задачу можно за счет использования специальных удобрений.
Целесообразность осенних подкормок зерновых
Целесообразность осенних или даже зимних подкормок отечественные ученые исследовали еще в 60-70-е годы прошлого века. По их выводам, на Полесье и на легких, оподзоленных почвах Лесостепи азотные подкормки лучше проводить рано весной. На остальной территории Лесостепи и в степной зоне по влиянию на урожай зерна озимой пшеницы ранневесенние и осенние подкормки равноценны. А за равнинного рельефа и отсутствия снежного покрова возможно проводить и зимние подкормки озимых.
Доза внесения азотных удобрений в позднеосенних подкормках составляет 30-50 кг д.в./га, или условно 50% запланированной на весну нормы (доза весной плюс доза в фазе кущения). Поскольку невозможно заранее предсказать погодные условия, которые сложатся зимой и ранней весной, то полную, то есть 100% – ную, весеннюю норму азота применять осенью нецелесообразно – чтобы снизить финансовые потери в случае возникновения необходимости пересева озимых, уменьшить вероятность непроизводительных потерь азота и сохранить возможность корректировки питания растений весной эффективным способом, учитывая текущее состояние посевов и агрометеорологическую ситуацию. +
Также ученые института проверили возможность проведения азотных подкормок в «зимние окна». Так, в 2014 году в конце февраля, после схода основной части снежного покрова, удобрения внесли поверхностно в дозе N102. В результате урожай зерна озимой пшеницы вырос до 70,6 ц/га – благодаря применению карбамида и до 71,9 ц/га – аммиачной селитры. Почти идентичные показатели получены при переносе этого агромероприятия на середину марта.
Параметры качества зерна оказались лучше именно при условии зимней подкормки.
Как известно, во временя вегетации озимых культур ключевое значение приобретает рациональное распределение элементов питания. Помочь в этом может применение жидкого комплексного удобрения N11P37 (ЖКУ) в ранневесенней подкормке, поскольку оно способствует более быстрому восстановлению растений после перезимовки и равномерному прохождению ими критических фаз роста, в результате чего формируется больший урожай. За счет высокой эффективности усвоения как через листья, так и корневую систему входящего в препарат фосфора такой прием быстро устраняет дефицит питания во время развития растения.
К увеличению кустистости ведет также и крупное зерно, у которого в сравнении с мелким имеется большее количество питательных веществ в эндосперме. Особенно это хорошо заметно при выращивании растений из крупного (со средней части) и мелкого (нижней и верхней части) зерна одного и того же колоса. Растения, выросшие из крупных зерен, давали в среднем до 11 стеблей; из мелких – только 6,8 стебля.
Весной кущение возобновляется с началом весенней вегетации и продолжается до начала выхода в трубку, когда среднесуточная температура поднимается до 10-12°С. При поздних сроках сева и отсутствии осеннего кущения густота стеблестоя формируется за счет весеннего кущения. Его можно значительно усилить за счет применения морфорегуляторов (ретарданты) и первой азотной подпитки.
Насколько при выращивании зерновых нужны ретарданты, являются ли они обязательным элементом технологии?
На самом деле все зависит от того, на какие урожаи ориентируется хозяйство. Если планируется урожайность зерновых культур на уровне 10 т/га, это означает, что оно использует сорта интенсивного типа. То есть здесь применяют высокие нормы внесения минеральных удобрений, растения более интенсивно растут, формируют мощную вегетативную массу, у них больший вес колоса. Соответственно, риск полегания посевов значительно выше. Поэтому для предприятий с интенсивным ведением сельского хозяйства ретарданты становятся обязательным элементом технологии. Если же говорить о хозяйствах, которые сегодня используют устойчивые к полеганию сорта, вносят низкие нормы удобрений (до 60 кг/га д.в. азота) и при этом получают уровень урожайности не выше 4-5 т/га, то здесь можно обойтись и без использования ретардантов.
МОДДУС ® – регулятор роста для зерновых колосовых культур с широкими возможностями и физиологическим действием на растение.
Применение МОДДУС ® рекомендуется в норме 0,3-0,4 л/га в фазу начала осеннего кущения озимой пшеницы или озимого ячменя. При дробном внесении эффективно применение 0,2 л/га осенью (начало кущения) и столько же весной, при прощупывании второго узла над поверхностью земли. Оптимальный температурный режим для обработки: +7…24 ºС на момент применения – при условии, что в течение суток после опрыскивания не прогнозируются заморозки.
В результате осеннего применения МОДДУС ® останавливает рост стеблей в высоту, перераспределяет транспорт питательных веществ, формируя развитую корневую систему, которая позволяет получить максимальное количество побегов кущения. Увеличение сухой массы подземной части озимых – дополнительная гарантия успешной перезимовки, так как объем корневой системы значительным образом влияет на зимостойкость: улучшая интенсивность накопления сахаров и их количество, оптимизируя закладку и сохранение узла кущения. МОДДУС ® при осенней обработке увеличивает концентрацию пластических веществ (сахаров) в растении в среднем на 30-35 % (по сравнению с необработанными растениями). Большая концентрация сахаров в клетках озимых способствует сохранению целостности тканей растения, помогает посевам перенести низкие температуры при перезимовке; таким образом МОДДУС ® снижает гибель растений в условиях неустойчивого снежного покрова или малоснежной зимы и сохраняет заданную густоту стояния.
Многолетние данные осеннего применения МОДДУС ® показывают увеличение объема корневой системы обработанных растений на 20-85 % в зависимости от сорта, что в значительной степени помогает растениям перенести неблагоприятные засушливые условия осени, перезимовать и быстро стартовать весной. За счет более комфортного периода перезимовки у подобных растений наблюдается более дружный рост и кущение весной, сохранение стеблей в среднем от 100 до 200 шт./м 2 (по сравнению с необработанными вариантами). Посевы, обработанные МОДДУС ® с осени, с большим эффектом используют корневые подкормки из-за более развитой корневой системы, что позволяет успешно проходить наиболее уязвимые фазы развития, противостоять атакам вредителей и болезней, а также максимально действенно использовать почвенную влагу.
Таким образом, осенний МОДУС ® агротехнически необходим, и его применение экономически целесообразно в случаях, если присутствуют хотя бы два из нижеприведенных факторов: перерастающие посевы с осени; низкая зимостойкость сорта; ранний срок сева; развитые посевы перед уходом в зиму в зонах с типичным отсутствием устойчивого снежного покрова. Без сомнения, применение МОДДУС ® оправданно и в условиях прогнозируемой нехватки почвенной влаги в осенний период, который является критическим, на средне- и высокорослых сортах, а также в системах с интенсивными нагрузками средств защиты растений на агроценоз.
Продолжительность периода всходы – конец кущения или перехода растения в новую фазу – выхода в трубку, тесно связан со стадийным развитием растения: чем скорее у растения пройдут стадии яровизации и световая, тем короче будет период от формирования узла кущения до выхода растения в трубку, тем слабее будет кустистость. Отсюда одни и те же факторы по-разному влияют на кустистость у разных сортов пшеницы: у сортов с длинной стадией яровизации и световой кустистость будет большей, чем у сортов с короткими стадиями.
Особенно важен этот фактор для озимой пшеницы, у которой период от полных всходов до выхода растения в трубку разделяется на два этапа: период осенней и весенней вегетации.
Период осенней вегетации можно удлинить или сократить разными сроками посева. Наряду с этим его удлинение или сокращение может обуславливаться и временем появления всходов и датой прекращения осенней вегетации (датой наступления устойчивой среднесуточной температуры в 5°С).
Потенциал урожайности озимой пшеницы определяется только плотностью колосков. Поэтому, с семени должен формироваться куст, состоящий из главного и двух-трех боковых стеблей с хорошо развитой вторичной корневой системой. При таком развитии куст дает несколько продуктивных стеблей, которые развиваются почти одновременно. Это наиболее здоровый и мощный тип куста, устойчивый к полеганию, болезням и тому подобное. Важно не допустить образования стеблей второго и последующих порядков.
Первые пять побегов – главный, колеоптильний и три из почек первых трех настоящих листьев – образуют колосья, которые по производительности мало уступают главному колосу. Производительность колосьев других побегов ниже.
Боковые побеги, которые даже не образуют зерна и являются временными конкурентами в борьбе за питательные вещества, свет и влагу, положительно влияют на урожайность. Они формируют дополнительную корневую систему, которая после их отмирания работает на растение. Благодаря побегам растет ассимилирующий аппарат, который накапливает больше пластических веществ, которые позднее перемещаются в колосоносном стебле и повышают производительность.
При наличии в одноколосового растения одного безколосого побега производительность возрастает в два раза, а при трех-пяти непроизводительных стеблях – в три и более раз.
Дополнительные производительные стебли повышают урожайность на 30-50%. На сжиженных посевах доля боковых побегов составляет до 60-70% урожая зерна.
Существует распространенное мнение относительно того, что весеннее кущение почти не дает продуктивных стеблей, однако это касается только тех посевов, где высокая плотность стеблестоя была сформирована осенью, или в условиях низких запасов влаги.
У хорошо кустистых с осени растений корневая система будет весной работать на осенние побеги, которые забирают основную часть питательных веществ и, таким образом, ограничивают весеннее кущение совсем или ослабляют развитие весенних побегов. В случае отсутствия осенних побегов вся сила роста и развития растения направлена на формирование сильных, хорошо развитых весенних побегов, которые могут обеспечить производительность колосса на уровне производительности побегов, образованных осенью. Разумеется, что для полной реализации производительности весенних побегов необходима технология, адаптированная к конкретным метеорологическим условиям с постоянным контролем на протяжении всей весенне-летней вегетации. Главным же является обеспечение развития высокоурожайного растения.
Пшеница мягкая: морфология и биология
Triticum aestivum L.
14-28 (редко до 32);
колоски 3-8 цветковые,
в них развивается 2-3,
реже 5-6 зерновок
Ширина 0,8 – 2,2 мм
Толщина 1,5 – 3,5 мм
ширина 0,7-2,5 см
покрыты шипиками (шероховатые)
опушены очень короткими
волосками (бархатистые)
Морфология
Всходы появляются после прорастания семени. Вначале трогаются в рост зародышевые корешки, затем – стебель. Сверху он покрыт видоизмененным влагалищным листом, называемым колеоптиле. Когда колеоптиле выходит на поверхность почвы, его рост прекращается. Первый настоящий лист разрывает колеоптиле и выходит наружу, образуя всходы. Всходы пшеницы мягкой сизовато-зеленые, темно-зеленые, желтовато-зеленые. [5]
Листья прикорневые (зародышевые) и стеблевые. Поверхность листовых пластинок гладкая, шероховатая или бархатистая (у опушенных форм). Листовые влагалища опушенные или голые. Окраска листьев желтовато – зеленая, темно – зеленая, синевато – зеленая. Длина листовой пластинки составляет 8…35 см, ширина – 0,7…2,5 см. На границе влагалища и листовой пластинки располагается язычок (лигула), по обеим его сторонам образуются ушки. Имеются безлигульные формы. [21] [11]
Стебель соломина, полая по всей длине, высотой 30-200 м. Имеет 5-7 узлов, голых или опушенных.
Длина междоузлий увеличивается вверх по стеблю. Последнее междоузлие, несущее колос, является самым длинным. [41] [32]
Соцветие колос длиной 5 – 17 см. форма булавовидная, веретеновидная, пирамидальная или цилиндрическая. Лицевая сторона колоса (черепитчатая) более широкая, чем боковая (двурядная). С двурядной стороны колоса просматривается стержень. Плотность колосьев варьирует от плотных (23 – 28 колосков на 10 см длины колосового стержня) до рыхлых (10 – 22 колоска).Колосковые чешуи не полностью закрывают цветковые. Киль узкий, довольно длинный (до 5 см), остевидный. У остистых форм длина остей составляет 4 – 13 см. Ости не длиннее колоса, расходятся веерообразно. [11] [10]
Плоды зерновки различной окраски, овальной или яйцевидной формы, с продольной бороздкой на брюшной стороне. Хохолок ясно выражен, консистенция мучнистая, полустекловидная, стекловидная. Длина зерновок составляет 5,0 – 8,5 мм. [40]
Корень мочковатый. При прорастании образуются зародышевые (первичные корни), позднее развиваются придаточные (узловые) корни. Корневая система пшеницы мягкой развивается быстрее, чем у пшеницы твердой: узловые корни образуются на 3-6 дней раньше. [11] [43]
Яровая: май
Яровая:июль
Яровая:август
Биология и развитие
Прорастание происходит при минимальной температуре+1…+2°С. Для дружного прорастания оптимальной является температура +12…+15°С. Всходыпоявляются при температуре +4…+5°С, оптимальная температура для их формирования составляет +6…+12°С. Во время прорастания образуются зародышевые корни. Колеоптиль проходит поверхность почвы, а лист достигает кончика колеоптиля. Всходы способны переносить непродолжительные заморозки до -10°С. [32]
Развитие листьев начинается с появлением из колеоптиля первого листа и продолжается вплоть до развертывания девяти настоящих листьев. После появления третьего листа рост растений в высоту замедляется. Рост подземной части, наоборот, ускоряется: формируются подземные узлы, необходимые для дальнейшего развития растений. [27]
Кущение сопровождается образованием боковых побегов и вторичной корневой системы. Всего образуется до девяти побегов кущения. В период кущения происходит закладка цветков и колосков. Пшеница мягкая имеет большую продуктивную кустистость, чем пшеница тургидная. [20] [29]
Выход в трубку начинается в момент, когда первый узел уже виден на поверхности почвы. Растение переходит к генеративной стадии развития. Внутри стебля происходит интенсивный рост колоса. После появления четвертого узла разворачивается самый верхний (флаговый) лист. [43]
Набухание колоса сопровождается набуханием влагалища флагового листа, над лигулой которого показываются верхушки остей. [33]
Колошение начинается с появления 25% колоса, завершаясь его полным выбрасыванием. Оптимальная температура для колошения составляет +18…+20°С. [40]
Цветение отмечается при появлении первых пыльников. К середине фазы созревает 50% тычинок. Цветение протекает наиболее благоприятно при температуре воздуха +14. +19°С и хорошей влагообеспеченности. Перегревы и суховеи в этот период снижают озерненность колоса. [19]
Образование зерен идет с момента оплодотворения. При водянистой консистенции зерна содержание воды достигает 80%. В период от молочной до молочно-восковой спелости влажность зерна снижается до 50%. Зерно мягкое, сдавливается под ногтем. Верхние листья и стебель еще зеленые. [36]
Созревание зерен охватывает период восковой спелости (от мягкой до твердой). В состоянии мягкой восковой спелости вмятина от ногтя выпрямляется, при поздней – уже нет. Листья и стебель желтые, стебли еще сохраняют гибкость. [10]
Отмирание растения означает полную спелость зерна. Начало полной спелости совпадает с отвердением зерна, влажность которого составляет 17-20%. При поздней полной спелости узлы соломы сухие, влажность зерна снижается до 16-17%. [43]
Особенности развития. Вегетационный период пшеницы мягкой составляет:
- 275 – 350 дней для озимой формы (включая зиму);
- 85-115 дней для яровой формы. [32]
Для получения оптимального урожая необходимо, чтобы растения пшеницы за вегетацию (от посева до полной спелости) прошли общую сумму положительных температур:
- 1850…2200°С для озимой формы;
- 1500. 1750°С для яровой формы. [4][40]
Корневая система пшеницы: какой у неё тип и как она развивается, особенности корней озимой пшеницы (содержание серы, вторичное образование)
Корень и корневые системы относятся к основным вегетативным органам растений. Они отличаются довольно сложным строением и как часть целостной системы растительного организма находятся в тесной взаимосвязи с наземными органами растений [8]. Корневая система не только снабжает растение водой и питательными веществами, но в корнях происходят процессы образования сложных органических веществ из минеральных составляющих (N, P, K) и ряд других биохимических превращений [5, 8]. В связи с этим корневая система является одним из индикаторов на различные по интенсивности и продолжительности антропогенные нагрузки в агроэкосистеме. Для предотвращения возможности необратимых изменений важно предвидеть результат этих воздействий, основываясь на реакции развития корневой системы растений.
Чтобы оценить эффективность применяемых технологий при возделывании зерновых культур – озимой ржи, яровой пшеницы, ярового ячменя и овса, необходимо учитывать реакцию корневой системы на антропогенное воздействие, в частности на применяемые приёмы основной обработки серой лесной почвы под эти культуры. Одним из факторов ответной реакции на агрогенное воздействие является формирование массы корневой системы сельскохозяйственных растений и проникновение её вглубь пахотных и подпахотных горизонтов почвы.
Это особенно актуально для Опольной зоны, так как в отдельные годы абиотические условия в первой половине лета обуславливают пересыхание верхних слоёв почвы, а во вторую – их увлажнение [6]. Поэтому только интенсивность роста и беспрепятственное проникновение корневой системы в глубь подпахотных слоёв может надёжно гарантировать растениям снабжение их водой и питательными веществами в неблагоприятные погодные периоды.
Целью наших исследований стала необходимость изучить влияние приёмов основной обработки на формирование массы и распространение корневой системы озимой ржи, яровой пшеницы, ярового ячменя и овса в пахотном и подпахотных горизонтах серой лесной почвы.
Материалы и методы исследования
На серой лесной среднесуглинистой почве во Владимирском НИИСХ (г. Суздаль) в 1986 году был заложен полевой многолетний опыт по изучению приёмов основной обработки в зернотравяном севообороте (овес + мн. травы (клевер + тимофеевка) – мн. травы 1 г. пользования – мн. травы 2 г. пользования – озимая рожь – яровая пшеница – ячмень). С 2009 по 2012 гг. исследования проводили на следующих вариантах: 1 – ежегодная отвальная вспашка на глубину 20–22 см; 2 – ежегодная плоскорезная обработка на глубину 6–8 см; 3 – ежегодная плоскорезная обработка на глубину 20–22 см; 4 – ярусная вспашка на глубину 28–30 см под озимую рожь, под остальные культуры в севообороте – плоскорезная обработка на глубину 6–8 см.
Изучение распространения корневой системы озимой ржи (Память Кондратенко), яровой пшеницы (МиС), ярового ячменя (Зазерский 85) и овса (Астор) проводили с использованием метода «бура» на глубину до 150 см [5]. Для характеристики динамики плотности почвы в слое 0–20 см использовали метод цилиндров по С.И. Долгову [1].
Результаты исследований и их обсуждение
Запасы продуктивной влаги на всех изучаемых вариантах в пахотном слое (0–20 см) в период посева озимой ржи отмечались в пределах от 20,3 до 24,2 мм, яровой пшеницы – 37,0–41,2 мм, ярового ячменя – 33,6–37,7 мм и овса – 38,6–42,7 мм, что обеспечивало дружные всходы изучаемых культур. Приёмы основной обработки и их системы при высоком увлажнении посевного слоя почвы оказали одинаковое влияние и на густоту всходов зерновых культур.
Плотность сложения является одним из важных показателей физического состояния пахотного слоя, регулируемых обработкой почвы. Обрабатывая почву, мы стремимся за счёт её рыхления сформировать оптимальные показатели сложения для произрастания культурных растений, что в свою очередь оказывает влияние не только на водный, воздушный, тепловой режимы, биологическую активность но и в конечном итоге на развитие и проникновение корневой системы в пахотные и под пахотные слои почвы [2, 3].
В начальный период развития озимой ржи низкие показатели плотности сложения формируются в агроэкосистемах с гомогенным (отвальная вспашка на 20–22 см) и гетерогенным (ярусная вспашка на 28–30 см) строением пахотного слоя – 1,24 и 1,25 г/см3 (табл. 1).
Влияние приемов основной обработки в зернотравяном севообороте на плотность сложения почвы в слое 0–20 см, г/см3
На вариантах с безотвальной обработкой она была значительно выше – 1,32–1,34 г/см3. В этот период плотность сложения почвы под посевами озимой ржи зависела от приёма основной обработки и увеличивалась на вариантах в следующем порядке 1 → 4 → 3 → 2. Наиболее высокие её показатели отмечались на варианте с ежегодной безотвальной обработкой на 6–8 см – 1,34 г/см3. К колошению культуры пахотный слой активно уплотняется на ежегодной отвальной вспашке на 20–22 см и достигает в этот период уровня плотности сложения на вариантах с безотвальной обработкой.
После посева яровой пшеницы плотность сложения почвы на вариантах опыта увеличивалась в следующем порядке – 1 → 3 → 4 → 2. Максимальная плотность, как и на озимой ржи, закономерно формировалась на вариантах с безотвальной обработкой на 6–8 см, независимо от глубины предшествующей обработки. Более низкие показатели плотности отмечаются на варианте с гомогенным строением пахотного слоя (ежегодная отвальная вспашка на 20–22 см) – 1,30 г/см3. К колошению культуры плотность на вариантах опыта увеличивается и достигает одного уровня независимо от приёма и глубины основной обработки.
Появление всходов и развитие растений ячменя и овса в начальный период происходило в условиях, когда уровень плотности сложения пахотного слоя находился в пределах 1,18–1,37 г/см3. Низкие показатели, как и под предыдущими культурами, отмечены на варианте с гомогенным строением пахотного слоя – ежегодной отвальной вспашке на 20–22 см – 1,21–1,25 г/см3. Высокие показатели плотности в этот период за счёт минимального воздействия на почву формировались на варианте с ежегодной обработкой на глубину 6-8 см. Под ячменём плотность сложения пахотного слоя по вариантам увеличивалась в следующем порядке 1 → 3 → 4 → 2, под овсом – 3 → 1 → 4 → 2. К колошению культур плотность сложения на всех вариантах закономерно увеличивалась. Максимальное уплотнение почвы – 1,37–1,51 г/см3 ‒ отмечалось на вариантах с безотвальной обработкой на 6–8 см независимо от глубины предшествующей обработки.
Изучение развития корневой системы зерновых культур в сложившихся условиях проводили в периоды, когда прекращался её прирост или он был ничтожен. Так, прирост корневой системы озимой ржи прекращается или становится незначительным в период цветения-созревания культуры [7]. Проведённые исследования показали, что корневая система озимой ржи во всех агроэкосистемах проникла на глубину отбора почвенных образцов до 150 см (рис. 1).
а
б
Рис. 1. Распределение корневой системы в профиле серой лесной почвы: а – озимая рожь; б – яровая пшеница, г/м2: 1 – ежегодная отвальная вспашка на 20–22 см (контроль); 2 – ежегодная плоскорезная обработка на 6–8 см; 3 – ежегодная плоскорезная обработка на 20–22 см; 4 – ярусная вспашка под озимую рожь на 28–30 см, под остальные культуры плоскорезная обработка на 6–8 см
Выявлено, что распределение корней по слоям и их масса зависели от плотности сложения пахотного слоя, формируемой приёмами основной обработки почвы в период после посева. Это подтверждается коэффициентом корреляции между плотностью сложения в слое 0–20 см в этот период и массой корней озимой ржи в изучаемом профиле, который составил r = –0,91. На варианте с рыхлением на 6–8 см из-за высокой плотности сложения пахотного слоя основная масса корней – 3,2 т/га или 57,0 % от общей её массы была сосредоточена в слое 0–20 см (табл. 1). При безотвальной обработке и отвальной вспашке на глубину 20–22 см эти показатели составили – 2,7 и 4,0 т/га, а по отношению к общей массе корней их в этом слое было меньше – 36,0 и 50,0 % соответственно.
Распределение корневой системы зерновых культур в зависимости от приёма основной обработки
Исследования показали, что основная масса корней озимой ржи на изучаемых вариантах сосредоточена в слое 0–50 см – 73,0–78,0 %. В слое 0–100 см её количество составляет – 5,1–7,4 т/га (91,0–94,5 %). До глубины 100–150 см проникает только 4,0–8,0 %. В слое 140–150 см корневые остатки составляют – 0,03–0,13 т/сга (0,4–1,6 %). При ярусной обработке на 28–30 см за счёт гетерогенного расположения слоёв почвы корневая система озимой ржи в слое 0–80 см располагается более равномерно в отличие от других вариантов. Масса корней озимой ржи в изучаемом полутораметровом слое по вариантам опыта возрастает в порядке снижения плотности сложения в пахотном слое в период посева в следующем порядке вариантов – 2 → 3→ 4 → 1.
Корневая система яровой пшеницы, как и у озимой ржи, представлена зародышевыми и узловыми корнями [4]. Размещение корневой системы по горизонтам, как отмечает ряд исследователей, зависит от типа почвы. На подзолистых почвах Дальнего Востока в слое 0–10 см сосредотачивается до 85 % веса всех корней. На чернозёмных почвах более увлажнённых районов до 20–40 % корней размещается в пахотном слое [4]. На южных карбонатных чернозёмах глубина проникновения зародышевых корней зависела не от приёма и глубины основной обработки, а от глубины промачивания почвенного профиля перед посевом яровой пшеницы [2].
Изучение корневой системы яровой пшеницы в условиях Ополья показало, что её развитие имеет свои особенности в отличие от озимой ржи (рис. 1, в). В верхнем 0–20 см слое объём корней составляет 2,1–4,1 т/га или 36,0 % – 41,0 % от общей массы корневой системы. В слое 0–50 см их масса находится на уровне 3,4–8,1 т/га и, в отличие от озимой ржи, содержание её составило 58,0–69,0 %. Наиболее высокая масса корней в этом слое отмечается на вариантах с ежегодной плоскорезной и отвальной обработкой на 20–22 см – 6,9–8,1 т/га·г/см2. В слое 0–100 см эта величина по вариантам опыта составляет – 5,2–11,2 т/га, а в процентном отношении от 88,0 до 90,0 % от общей массы корней.
Масса корневой системы яровой пшеницы на вариантах опыта, как и озимой ржи, обратно пропорциональна плотности сложения пахотного слоя в период после посева: 2 → 4 → 3 → 1. Эту зависимость подтверждает коэффициент корреляции между массой корней в слое 0–150 см и плотностью сложения в слое 0–20 см после посева r = – 0,87. Наиболее высокая масса корневой системы отмечается на вариантах с ежегодной плоскорезной обработкой и отвальной вспашкой на глубину 20–22 см (9,9–12,4 т/га).
У ячменя, как и у других колосовых зерновых культур, корневая система мочковатая и состоит из зародышевых и стеблевых или вторичных корней. Распространение корневой системы в изучаемом слое в период колошения так же, как и у предыдущих культур, определялось плотностью сложения слоя 0–20 см в период после посева, это подтверждает коэффициент корреляции, который составил r = –0,92 (рис. 2). Масса корней ячменя также увеличивается по мере снижения плотности сложения пахотного слоя на вариантах опыта в период после посева – 2 → 4 → 3 → 1 (рис. 2, а). На варианте с периодической ярусной вспашкой она (9,0 т/га) была на уровне агросистемы с ежегодной плоскорезной обработкой на 6–8 см (8,1 т/га).
Рис. 2. Распределение корневой системы в профиле серой лесной почвы: а – ячмень, б – овёс, г/м2: 1 – ежегодная отвальная вспашка на 20–22 см (контроль); 2 – ежегодная плоскорезная обработка на 6–8 см; 3 – ежегодная плоскорезная обработка на 20–22 см; 4 – ярусная вспашка под озимую рожь на 28–30 см, под остальные культуры плоскорезная обработка на 6–8 см
Распределение корней ярового ячменя по слоям происходило следующим образом. В слое 0–20 см она составила 3,0–4,2 т/га (32,8–39,2 %). Максимальные значения её отмечались на вариантах с ежегодной отвальной и безотвальной обработкой 20–22 см соответственно, как 4,2 и 4,2 т/га г/см2. В слое 0‒50 см масса корней на изучаемых вариантах составила 59,8–62,2 %, а в слое 0–100 см – 7,3–11,2 т/га (86,0–89,8 %). С глубиной масса корневой системы уменьшалась и в слое 100–150 см была на уровне – 0,9–1,6 т/га.
При распространении корневой системы овса сохраняются те же закономерности, что и у предшествующих культур. Особенностью развития корневой системы овса можно считать резкое снижение содержания её массы на варианте с периодической ярусной вспашкой, особенно в слоях почвы, расположенных ниже 60 см (рис. 2, б). На остальных вариантах она располагается белее равномерно на глубину до 140 см. В связи с высокой плотностью сложения в пахотном слое в период посева овса на вариантах с плоскорезной обработки на 6–8 см в слое 0–20 см было сосредоточено от 1,5 до 2,6 т/га (32,0–33,2 %) корней, а в слое 0–30 см около половины массы корней растений – 40,5‒46,9 %. На ежегодной безотвальной обработке и отвальной вспашке на глубину 20–22 см в этих слоях соответственно сосредоточено, как 21,3 и 40,8, 21,9 и 36,9 %.Основная масса корневой системы овса в изучаемом профиле расположена в слое 0–50 см – 51,7–77,4 %. В слое 0–100 см её содержание составляет – 80,0–90,7 %, а в слое 100–150 см – 11,1–19,7 %.
Масса корневой системы в изучаемом профиле почвы уменьшается от пахотного слоя к слою 90–100 см до 1,3–8,9 %, затем происходит дальнейшее снижение её массы и на глубине в 150 см её содержание соответствует – 1,1–3,7 %. В изучаемом полутораметровом слое масса корней на изучаемых вариантах зависела от плотности сложения в пахотном слое в период после посева. Она увеличивалась по вариантам опыта по мере снижения плотности в этот период в следующем порядке – 4 → 2 → 1 → 3.
Заключение
Проведённые исследования на серых лесных почвах Опольной зоны показали, что глубина проникновения корней озимой ржи, яровой пшеницы, ячменя и овса в пахотные и подпахотные слои серой лесной почвы составляет не менее 150 см.
Формирование массы корневой системы в пахотных и подпахотных слоях агроэкосистем зависит от плотности сложения почвы в пахотном слое в период после посева культуры.
Наиболее высокая масса корневой системы у озимой ржи, ярового ячменя и овса формируется в агроэкосистеме с ежегодной отвальной вспашкой на 20–22 см, у яровой пшеницы – на вариантах с ежегодной отвальной вспашкой и плоскорезной обработкой на 20–22 см.
Рецензенты:
Мищенко Н.В., д.б.н., профессор кафедры биологии и экологии, ГОУ ВПО «Владимирский ГУ им. Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых», г. Владимир;
Шеин Е.В., д.б.н., профессор, заведующий кафедрой физики и мелиорации почв факультета почвоведения, МГУ им. М.В. Ломоносова Министерства образования и науки РФ, г. Москва.
Кущение озимой пшеницы и ее урожайность
Для формирования высокой урожайности озимой пшеницы важное значение имеет кущение. В фазе 3-4 листов на подземной части стебля пшеницы образуется утолщение, которое называется узлом кущения. Потенциал кущения растений программируется, прежде всего, силой развития узла кущения. Этот орган растения представляет собой несколько приближенных друг к другу подземных узлов. При нормальных условиях выращивания он находится на глубине 1-3 см. В узле кущения с самого начала располагаются все части будущего растения. Это самый важный орган озимой пшеницы.
Центрами регенерации и новообразования органов является меристема узлов кущения с запасом энергетических и активных веществ. При истощении они не могут генерировать новые ткани и органы. Гибель узла из-за неблагоприятных условий или повреждения его вредителями приводит к уничтожению целого растения. В случае отмирания части или даже всех листьев, либо повреждения части корневой системы при живом узле кущения растение сохраняет возможность дальнейшего роста и развития. У нее остается неповрежденным конус нарастания и боковые почки, длительное время в фазе осеннего и весеннего кущения (до выхода в трубку) находятся в узле кущения ниже поверхности почвы. Это эволюционное естественное приспособление злаков переносить неблагоприятные условия.
Количество стеблей на одном растении может колебаться в значительных пределах. По типовой технологии она составляет 1-3 стебля, и только на сжиженных посевах может достигать 10 и более. Однако потенциальные возможности образования боковых побегов у озимой пшеницы чрезвычайно высоки. Продуктивная кустистость при создании соответствующих условий жизнедеятельности может достигать до 100 колосьев и выше. Кусты пшеницы с площадью питания 30х70 см дают до 100 стеблей с производительностью 100-120 г. А в искусственных условиях можно получить растения, имеющие более 300 стеблей. К примеру, в специальном опыте у сорта Одесская 3 выросло 334 побега.
На способность озимой пшеницы куститься и значение этого явления для урожая существуют два противоположных взгляда. Отдельные исследователи считают кущения важным резервом роста урожайности. Другие утверждают, что увеличение количества побегов влияет на уменьшение урожайности, т. е. отрицают целесообразность кущения. По их мнению, для озимой пшеницы свойственна асинхронность в развитии побегов, что приводит к их редукции на поздних фазах роста. Побеги кущения, сохранившиеся к уборке, менее продуктивны по сравнению с главным. Кроме того, вторичные стебли, которые не дают зерна, непродуктивно используют влагу, свет и питательные вещества.
Второстепенная роль кущения в формировании урожая позволила ученым прийти к выводу о целесообразности выведения сортов с невысоким коэффициентом кущения, быстро растущим первым (главным) стеблем и ранней редукцией боковых побегов, то есть преимущественно одностеблевых. Для достижения однородности продуктивного стеблестоя, в котором не будет конкуренции между сильнораскущенными многостеблевыми и слаборазвитыми одностеблевыми растениями необходимо применять определенные элементы технологии, в частности – повышать норму высева.
Но если подойти к этой проблеме с другой стороны, то обнаружим, что при больших нормах высева есть возможность повлиять только на такой показатель структуры урожая, как густота продуктивного стеблестоя. Потенциал урожайности озимой пшеницы определяется только плотностью посевов. Почти невозможно в таких загущенных агрофитоценозов повысить коэффициент кущения. Проблематичным является увеличение элементов продуктивности колоса, особенно количества зерен в колосе, и его массы, вследствие чего сильно ограничиваются возможности управления структурой урожая. Поэтому большинство ученых опровергают концепцию одностеблевого растения.
Таким образом, из семени должен формироваться куст, состоящий из главного и двух-трех боковых стеблей с хорошо развитой вторичной корневой системой. При таком развитии куст дает несколько продуктивных стеблей, которые развиваются почти одновременно. Это наиболее здоровый и мощный тип куста, который устойчив к полеганию, болезням. Важно не допустить образования стеблей второго и последующих порядков.
Первые побеги – главный и три из почек первых трех настоящих листьев – образуют колосья, которые по производительности не уступают главному. При достаточной площади питания первые 4-5 побегов кущения почти не отличаются ни по размеру соломы, ни по размеру колоса, ни количеством колосков и зерен в них.
Есть много экспериментальных данных, в которых доказана ценность не только боковых продуктивных побегов. По мнению исследователей, боковые побеги, которые даже не образуют зерна и являются временными конкурентами в борьбе за питательные вещества, свет и влагу, положительно влияют на урожайность культуры. Они формируют дополнительную корневую систему, которая после их отмирания работает на растение. Корневая система растения передает через узел кущения воду и питательные вещества во все побеги. Поглощающие сила, мощность работы корневой системы в процессе сброса части побегов усиливается. На ту же по размерам корневую систему остается меньше побегов, а значит, обеспечиваются их лучшие рост и развитие. С помощью побегов увеличивается ассимилирующий аппарат, накапливается больше пластических веществ, которые позднее перемещаются в колосоносные стебли и повышают их производительность.
Многостеблевые растения имеют лучше развитую наземную массу и корневую систему, более устойчивы к неблагоприятным условиям роста и способны формировать более высокую производительность по сравнению со слаборазвитыми одностеблевыми растениями. Сброс отдельных побегов во время выхода в трубку у сильно кустистых растений неравноценен отмиранию целого слабораскущенного растения при большой густоте стеблестоя. Выпадение растений создает изреженность и неравномерность размещения их и стеблей. Редукция части стеблей, наоборот, способствует формированию равномерно размещенного стеблестоя, поскольку их основная часть выпадает в загущенных местах. Поэтому кустистость положительно влияет на урожайность озимой пшеницы.
Интенсивность кущения зависит от многих факторов. Прежде всего, это те природные факторы, которые почти не поддаются регулированию человеком, но имеют первоочередное влияние на кущение. Сюда относятся плодородие почвы, обеспеченность влагой, температурный режим, интенсивность освещения, длина светового дня и т. д.
На энергию кущения сильное влияние оказывает продолжительность кущения, т. е. время от фазы всходов до выхода в трубку. Продолжение фазы кущения способствует образованию большего количества боковых побегов.
Озимая пшеница может иметь два периода кущения – осенний и весенний, в зависимости от сроков сева и других факторов. Осенью кущение продолжается до падения среднесуточных температур до 2-3°С. Продолжительность осеннего кущения при нормальных условиях составляет 25-30 дней, весеннего – 30-35 дней.
Весной кущение возобновляется с началом весенней вегетации и продолжается до начала выхода в трубку, когда среднесуточная температура поднимается до 10-12°С. При поздних сроках сева и отсутствии осеннего кущения густота стеблестоя формируется за счет весеннего кущения. Его можно значительно усилить за счет применения морфорегуляторов (ретарданты) и первой азотной подпитки.
Существует распространенное мнение относительно того, что весеннее кущение почти не дает продуктивных стеблей, однако это касается только тех посевов, где высокая плотность стеблестоя была сформирована осенью, или в условиях низких запасов влаги.
У хорошо кустистых с осени растений корневая система будет весной работать на осенние побеги, которые забирают основную часть питательных веществ и, таким образом, ограничивают весеннее кущение совсем или ослабляют развитие весенних побегов. В случае отсутствия осенних побегов вся сила роста и развития растения направлена на формирование сильных, хорошо развитых весенних побегов, которые могут обеспечить производительность колосса на уровне производительности побегов, образованных осенью. Разумеется, что для полной реализации производительности весенних побегов необходима технология, адаптированная к конкретным метеорологическим условиям с постоянным контролем на протяжении всей весенне-летней вегетации. Главным же является обеспечение развития высокоурожайного растения.
Загрузка...