Морфологические признаки яровой пшеницы

Пшеница относится к семейству мятликовых (Poaceae), род - Triticum. Насчитывается свыше 20 различных видов яровой пшеницы, различающихся по окраске колоса, остистости, опушенности колосовых пленок, плотности колоса, окраске зерна и остей. Наибольшее распространение получили 2 вида: мягкая (Triticum aestivum L.), дающая муку высоких хлебопекарных качеств (сорта сильных и ценных пшениц), и твердая (Triticum durum L.) - с повышенным содержанием белка в зерне, используемая для изготовления высококачественных макарон и вермишели.

Стебель яровой пшеницы – соломина высотой от 0,2 до 2 метров в зависимости от биологических особенностей и условий выращивания, состоит из 4-7 узлов (утолщение на стебле) и междоузлий (участки стебля между узлами). Длина междоузлий к низу постепенно уменьшается. Стебли бывают разной прочности, что зависит от строения и состава механической ткани.

Лист состоит из пластинки и влагалища. Листовое влагалище выходит из узла и облегает стебель. Внутри листового влагалища, непосредственно у стебля, находится тупозазубренная, средних размеров лигула (листовой язычок). Пшеница имеет два типа листьев - 4-5 прикорневых, возникающие из подземных узлов, и 3-5 стеблевых, формирующиеся у надземной части стебля. Оптимальная площадь листьев в период наибольшего их развития для получения высокого урожая при хорошем обеспечении пищей и влагой 35-40 тысяч на 1га, а при недостаточном увлажнении - 15-25тысяч.

Корневая система - мочковатая, состоящая из 3-5-ти первичных (зародышевых, образующихся при прорастании зерна) и вторичных (узловых) корней, которые появляются через 12-18 дней после всходов. Основная масса корней сосредоточена на глубине 15-25 см, но часть корней проникает в почву до 1,5-2 метров.

Соцветие яровой пшеницы - колос, который состоит из стержня, а стержень - из отдельных члеников. Широкая сторона колоса называется лицевой, а узкая - боковой. На уступе колоса расположено по одному колоску, состоящему из двух колосковых чешуй. В колосковую чешую входят киль, зубец, плечо. Внутри колоска расположено 3-5 цветков. У каждого цветка есть две цветковые чешуи, между которыми находится пестик с завязью и двулопастным перистым рыльцем и три тычинки, имеющие тонкую нить и двухгнездные пыльники с пыльцой. У основания завязи, рядом с тычинками, расположены две пленки (лодикуле). Пленки при цветении набухают, что способствует открытию цветка и его оплодотворению.

Плод яровой пшеницы – зерновка. Она состоит из трех частей: оболочки (формируется из стенок завязи и стенок семяпочки, предохраняющей зерно от неблагоприятных внешних условий и механических повреждений), эндосперма (основная внутренняя часть зерна, в котором содержатся питательные вещества для прорастающего зародыша) и зародыша (находится с одной стороны зерновки, с другой - хохолок из коротких волосков). Эндосперм состоит из двух частей: наружной - алейроновой и внутренней - мучнистая и крахмалистая часть (80-90% массы зерна). Зародыш находится в нижней, более широкой части зерна и отделен от эндосперма щитком. Он состоит из почки, зародышевого стебля и корешков. Всасывающие клетки щитка передают питательные вещества из эндосперма прорастающему зародышу. В нем вырабатывается фермент диастаз, при помощи которого крахмал переводится в сахар. Зародыш составляет около 2% массы зерна.

 

Биологические особенности яровой пшеницы

Отношение к теплу

Семена яровой пшеницы начинают прорастать при температуре 1…2 ^оС, однако ранние и дружные всходы появляются при температуре 5…7 ^оС. Наиболее благоприятная температура для прорастания 12…15 ^оС. Сумма активных температур за период посев - всходы составляет 100…130 ^оС. Всходы переносят непродолжительные заморозки до -8…9 ^оС. Наибольшую устойчивость к низким температурам яровая пшеница проявляет в самые ранние фазы (в период прорастания зерна переносит заморозки до -13 ^оС, в фазе кущения – до -5…8 ^оС). Во время цветения и налива зерна повреждается заморозками -1…-2 ^оС.Кущение лучше проходит при температуре 10…12 ^оС. В фазе колошения и молочного состояния зерна наиболее благоприятная температура 16…23 ^оС. К высоким летним температурам она относительно устойчива, особенно при наличии влаги в почве. Неблагоприятно действует на растение яровой пшеницы температура 38…40 ^оС и сухие ветры; в этом случае через 10…17 часов наступает паралич устьиц, что снижает урожай и качество зерна.

Отношение к влаге

Для прорастания семян мягкой пшеницы требуется 50…60 % воды от массы сухого зерна; семенам твердой пшеницы требуется воды на 5…7 % больше, так как они содержат больше белка. Первый период ее развития характеризуется слабым ростом надземной массы и корней. Кущение наступает через 12…17 дней после появления всходов. Рост ускоряется после выхода в трубку: образуются репродуктивные органы, площадь листовой поверхности увеличивается. Поглощение влаги по фазам развития примерно следующее: при появлении всходов-5…7%, во время кущения – 15…20%, выхода в трубку и колошения – 50…60%, молочной спелости – 20…30% и восковой спелости -3…5% от общего количества потребляемой за вегетационный период воды. Отсюда видно, что потребление воды яровой пшеницей в течение вегетационного периода неравномерно. Критические периоды по отношению к влаге - выход в трубку - колошение, то есть периоды образования репродуктивных органов(1V…V11 этапы органогенеза). Недостаток влаги в это время увеличивает бесплодность колосков, а при формировании и наливе зерна снижает выполненность и крупность зерна, что приводит к значительному снижению урожайности. Повреждение растений, вызванное сильной сухостью воздуха и суховеями, называется захватом (или запалом) растений, когда листья не получают достаточно влаги от корней, отвлекают ее от соцветий, в результате зерно становится щуплым. Транспирационный коэффициент 400…415. Наиболее благоприятна для растений влажность почвы в пределах 70…75% наименьшей влагоемкости.

Отношение к свету

Яровая пшеница – культура длинного светового дня. Поскольку яровая пшеница – растение длинного дня и выколашивание ее задерживается при длине дня меньше 16ч., период всходы - колошение одного и того сорта в зависимости от широты и районов возделывания продолжительность указанного периода может быть короче на 10-24 дня. Вместе с тем на эту закономерность накладывается еще и влияние режима увлажнения и температурного режима, а также интенсивность и качество света, получаемого посевами. Преобладание ясной погоды, относительно низкое стояние солнца над горизонтом обусловливает интенсивное освещение растений лучами красной части спектра. При осадках за этот период свыше 100 мм и преобладании пасмурной погоды, развитие пшеницы задерживается на 10-12 дней по сравнению с развитием ее в континентальных восточных районах, расположенных на той же широте, то есть при одинаковой длине дня. Точно так же малое количество осадков (около 50мм) наряду с наиболее высокими температурами обусловливают уменьшение периода всходы - колошение в восточных районах по сравнению с продолжительностью его в западных районах. Таким образом, континентальность климата, возрастающая с запада на восток, сокращает продолжительность периода всходы – колошение. Что касается периода колошение - восковая спелость, то он совершенно не зависит от длины дня и продолжительность его целиком определяется температурным режимом и условиями увлажнения. Здесь континентальность климата сказывается с особой силой.

Отношение к почвам

Яровая пшеница выделяется повышенной требовательностью к гранулометрическому составу и плодородию почвы. Это обусловлено слабым развитием корневой системы и пониженной усвояющей способностью ее. Пшеница страдает от повышенной почвенной кислотности. Хорошие урожаи она дает на слабокислых и нейтральных (рН 6,0…7,5) почвах. Из особенностей яровой пшеницы следует отметить недружность и изреженность ее всходов. Причинами этого могут быть недостаточная влажность верхнего слоя почвы, а также повышенная ее кислотность. Лучшими для яровой пшеницы в условиях республики считаются дерново-карбонатные, дерново-подзолистые среднесуглинистые почвы, подстилаемые с глубины 0,8…1,0 м моренным суглинком. Можно возделывать ее и на глубокозалежных, хорошо окультуренных торфяных почвах. Не рекомендуется выращивать яровую пшеницу на песчаных и супесчаных почвах, подстилаемых песками, переувлажненных тяжело-суглинистых и глинистых, а также плохо осушенных торфяниках. Оптимальными агрохимическими показателями почвы считаются: содержание гумуса не менее 1,8 %, подвижных форм фосфора и обменного калия не менее 150 мг на 1 кг почвы, рН 6,0…7,5.

Фазы роста

Прорастание - прорастание семян отмечают при разрывании оболочки набухшей зерновки, появлении корешка и ростка длиной не менее половины длины семени (зерновки). Для прорастания семян необходимы вода, тепло и кислород воздуха. Потребность в воде у прорастающих семян различных хлебных злаков неодинакова. Зерна пшеницы поглощают около 48 % воды (от массы зерна). При прорастании зерна первыми трогаются в рост зародышевые, или первичные, корни, а затем зародышевый стебелек.

Всходы - Признаком фазы всходов служит развертывание первого листа. После прорастания семян на поверхности почвы появляется стебелек в виде шильца, покрытого прозрачным влагалищем - чехликом (колеоптиле). Под давлением растущего стебелька колеоптиле разрывается продольной трещиной и выпускает наружу первый зеленеющий лист. В фазе всходов формируются два-три листа и первичная корневая система (зародышевые корни). Всходы отличаются окраской: у пшеницы она зеленая, у ржи фиолетово-коричневая, у овса светло-зеленая, у ячменя сизовато-дымчатая и у всех хлебов второй группы зеленая или светло-зеленая.

Кущение - образование боковых побегов и придаточных (вторичных) корней из подземной части стебля (узла кущения). Начало фазы отмечают при появлении первого бокового побега длиной 1 см. Узел кущения - жизненно важный орган, от его развития зависят все части будущего растения. Гибель узла кущения ведет к гибели всего растения. Находится он обычно на глубине 2-3 см от поверхности почвы.

Выход в трубку – в эту фазу усиленно растут все органы растения стебель, корни, листья и соцветия. Поэтому в эту фазу зерновые культуры. Очень требовательны ко всем условиям роста (теплу, свету, воздуху, питательным веществам и влаге).

Колошение (выметывание) - характеризуется выходом соцветия из влагалища верхнего листа: колоса - у пшеницы, ржи и ячменя, метелки - у овса, проса, риса и сорго. Эта фаза у зерновых культур в различных климатических условиях наступает в разные сроки, у яровых - чаще через 30 - 45 дней после фазы появления всходов. В фазу колошения (выметывания) для формирования высококачественного урожая зерна растения должны быть обеспечены необходимыми питательными веществами и влагой.

Цветение – фаза, когда появляются пыльниковые мешочки и пыльца начинает из них высыпаться. Происходит это сразу (примерно 0,5 филохрона) после колошения и длится примерно 3-5 дней. Цветение -это переход от колошения до начала налива зерна. Оно начинается примерно с середины колоса и продолжается по направлению вверх и вниз на тех участках и в той последовательности, что и формирование двойных вершин и колосков.

Созревание – после опыления (оплодотворения) цветка начинается фаза созревания: развитие завязи, формирование семян, зародыша и накопление запасных веществ в эндосперме. В фазу созревания в зерне происходят глубокие качественные изменения: морфологические, анатомические и химические. Образование зерна делят на три периода: формирование, налив и созревание.

Ø Формирование зерна начинается с оплодотворения. Во время этого периода формируются составные элементы зерновки (зародыша, эндосперма и оболочек). Зерновка интенсивно растет, увеличивается количество воды. Прирост сухих веществ идет относительно слабо. Содержимое зерна жидкое, влажность составляет 70...75%. Фаза формирования заканчивается достижением зерном окончательных размеров по длине.

Ø Налив — период от начала отложения крахмала в эндосперме до прекращения этого процесса. Влажность зерна снижается до 38...40%. Налив продолжается 20...25 дней. Период налива делят на четыре фазы, между ними нет четкой грани — они постепенно переходят одна в другую: фаза водянистого состояния, фаза предмолочная, фаза молочного состояния, фаза тестообразного состояния.

Ø Созревание начинается с прекращения поступления пластических веществ. Влажность зерна снижается до 12...18% и даже до 8%. Зерно созрело и пригодно для технического использования, но развитие семени еще не закончено. В периоде созревания различают две фазы:

фаза восковой спелости — эндосперм восковидный, упругий, оболочки желтые. Влажность снижается до 30%. Продолжительность фазы три-шесть дней.

В период созревания в поле образование семени не заканчивается. Завершение сложных биохимических процессов, протекающих в зерне, требует дополнительного времени для получения нового и самого главного свойства семени — нормальной всхожести. Поэтому после уборки урожая семена должны пройти два периода: послеуборочное дозревание, которое продолжается от нескольких дней до нескольких месяцев, в зависимости от культуры и внешних условий, и полную спелость, которая начинается с момента, когда семена готовы начать новый цикл жизни растений, т. е. когда всхожесть достигает максимальной величины.

 

 

Раздел III Программирование урожайности яровой пшеницы

Программирование урожайности предусматривает определение величины урожая по приходу солнечной энергии (ФАР) или потенциальной урожайности (максимально возможной) и определение действительно возможной (реальной) урожайности по влагообеспеченности посевов (ДВУ).