РОСЛИННИЦТВО

Ріст і розвиток зернових культур

Нормальний життєвий цикл зернових культур, як і всіх вищих рослин, складається із ряду періодів, які характеризуються якісними змінами біохімічних реакцій, фізіологічних функцій і органоутворюючих процесів. В розвитку рослин можна виділити два основних періоди: формування

вегетативних органів (коріння, стебел, листя), який характеризує кількісні зміни; утворення генеративних органів (суцвіть, квіток, подів, насіння), який характеризує якісні зміни. Ріст рослин - це збільшення їх маси (кількісні зміни), а розвиток - якісні зміни, які відбуваються в процесі життя рослин від проростання до утворення насіння.

Зернові культури протягом вегетації проходять такі фенологічні фази росту: проростання, сходи, кущіння, вихід в трубку, колосіння або викидання волоті, цвітіння, формування і достигання зерна.

Проростання насіння це складний біологічний процес, який складається із послідовних фізіологічних і біохімічних перетворень і закінчується появою сходів. Для проростання необхідні вода, тепло, повітря. Для проростання зерно поглинає з ґрунту таку кількість води (% від повітряно-сухої маси насіння): пшениці, тритикале, ячменю, жита - 48-55, вівса 55-60, кукурудзи, рису - близько 40, проса і сорго - 25-30.

Проростання насіння значною мірою залежить від температури. Так, насіння зернових першої групи найактивніше проростає при встановленні оптимальної температури 17-230С, другої - 25-300С. Мінімальна температура проростання насіння хлібів першої групи - 1-20С, кукурудзи і проса - 7-80С, рису і сорго - 11-120С. Надто високі температури (35-400С) спочатку затримують, а згодом припиняють проростання насіння.

Проростання розпочинається з бубнявіння зерна. В набубнявілому зерні під дією ферментів запасні поживні речовини ендосперму зернівки перетворюються на прості, внаслідок поглинання яких починається ріст зародкового коріння і листків. З появою на поверхні ґрунту першого справжнього листка рослини переходять у фазу сходів.

Сходи. Швидкість появи сходів залежить від особливостей культури, енергії проростання насіння, вологості, температури, щільності ґрунту, глибини сівби. Мінімальна температура появи сходів хлібів першої групи -

2- 50С, другої - 10-120С, оптимальна - відповідно 20-250С і 25-300С. При оптимальній температурі сходи з'являються на 6-8 день після сівби.

Кущення це процес утворення бічних пагонів і вторинних (вузлових) коренів на підземному вузлі, який знаходиться ближче від поверхні ґрунту. Цей вузол називається вузлом кущення і є важливим органом рослини(рис. 7). При його пошкодженні і відмиранні рослина гине. Глибина залягання вузла кущення залежить від інтенсивності освітлення. При недостатньому освітленні, що часто буває в загущених посівах, він залягає ближче від поверхні ґрунту. Глибина його залягання залежить від глибини загортання насіння, сорту, особливостей ґрунту і температури. Від глибини його залягання залежить морозостійкість. При більш глибокому заляганні озимі культури переносять більші морози, підвищується стійкість рослин до вилягання. Починається кущення після утворення 3-4 листків. Дружне кущення спостерігається при температурі 10-150С за умови достатнього зволоження, забезпечення поживними речовинами та оптимальної площі живлення.

Кожна рослина може утворити кілька пагонів - до 5-10 і більше. Пагони, на суцвіттях яких утворюється виповнене зерно, називаються продуктивними. У озимих хлібів продуктивних пагонів буває 3-6, у ячменю і вівса - 2-3, у ярої пшениці не більше 2.

Посіяні в оптимальні строки озимі культури кущаться при сприятливій температурі і вологості в основному восени.

При надмірному і недостатньому кущенні врожайність погіршується: в першому випадку внаслідок можливого вилягання рослин, у другому - через незначну кількість продуктивних пагонів. Оптимальною вважається густота продуктивних пагонів зернових культур першої групи 500-700шт/м.

Вихід в трубку. Ріст стебла починається з нижнього міжвузля, що знаходиться над вузлом кущіння і подовжується 10-15 днів. Одночасно видовжується друге міжвузля. Після закінчення його росту інтенсивно видовжується третє і наступні міжвузля. В зв’язку з тим, що кожне міжвузля росте нижньою частиною, такий тип росту називається вставним (інтеркалярним). Початком фази трубкування вважається період, коли стебловий вузол першого міжвузля піднімається на висоту 3-5 см від поверхні ґрунту. В цій фазі інтенсивно ростуть листя, стебла, формуються репродуктивні органи суцвіття.

Колосіння та викидання волоті - це період, коли в результаті інтенсивного росту стебла, особливо його верхнього міжвузля, з листкової трубки назовні з'являється колос (пшениця, жито, ячмінь, тритикале), або волоть (овес, просо, сорго, рис, чоловіче суцвіття кукурудзи).

Період від виходу в трубку до колосіння (викидання волоті) дуже важливий в розвитку зернових культур. В цей час інтенсивно ростуть стебла і листя, формується колос і генеративні органи, в результаті чого рослини вимогливі до наявності в ґрунті вологи і поживних речовин.

Цвітіння у більшості зернових культур настає слідом за колосінням і викиданням волоті. Ячмінь зацвітає ще до повного колосіння, лише у жита ця фаза починається через 8-10 днів після колосіння. Залежно від характеру цвітіння зернові культури діляться на самозапильні (ячмінь, пшениця, просо, сорго, рис) і перехреснозапильні (жито, кукурудза, сорго), у яких пилок переноситься на приймочки маточок вітром. У колосових культур цвітіння починається з колосків середньої частини колоса, через що тут утворюється більш крупніше зерно з кращими насіннєвими якостями. У хлібів, які мають суцвіття волоть, цвітіння починається з верхньої частини суцвіття, де утворюється і краще зерно.

Формування і достигання зерна. Після запліднення починається формування зерна. В цей період в зерні багато води і мало сухих речовин. Маса 1000 зернин 8-12 г. Після формування настає налив зерна, який характеризується накопиченням крохмалю в ендоспермі і вологістю зерна 37-40%.

В молочній стиглості зерно за товщиною і шириною набуває типового розміру, в ньому ще не закінчились процеси накопичення поживних речовин.

Консистенція зерна нагадує молоко, в йому накопичується біля 50% сухої речовини від маси дозрілого насіння.

Дозрівання починається з закінченням надходження в зерно пластичних речовин. У восковій стиглості зерно за консистенцією нагадує віск, стає типовим за кольором, легко ріжеться нігтем, вологість його зменшується до 30%. Тривалість фази 3-6 днів.

Повна стиглість - це кінцевий етап вегетації рослин. У цій фазі ендосперм затвердіває, на перерізі борошнистий або скловидний, забарвлення типове, вологість зерна в залежності від зони знижується до 15-20% і воно втрачає зв’язок з материнською рослиною.

Етапи органогенезу. Життєвий цикл зернових культур складається з періодів, які характеризуються відповідними кількісними і якісними змінами (біохімічними, фізіологічними), що протікають у рослинах при формуванні вегетативних і генеративних органів. Ф. М. Куперман розрізняє в онтогенезі рослин дванадцять етапів органогенезу (табл. 8).

Знання етапів органогенезу має велике практичне значення. По них визначають оптимальні строки внесення азотних добрив, строки поливів при зрошенні та ін.