какие температурные условия необходимы озимой пшенице для прохождения стадии яровизации
Яровизация
Яровизация – это процессы приспособления растений к сезонному понижению атмосферной температуры в умеренной климатической зоне. Такие адаптационные физиологические процессы искусственно вызываются в ходе специальной обработки, проводимой с целью ускорения созревания семян.
Сущность процессов яровизации
Семена, клубни или луковицы подвергаются охлаждению до температур от +2°С до +10°C. Для каждой разновидности и даже сорта культурных растений индивидуально опытным путём подбирается оптимальная температура яровизации.
Яровизации подвергаются следующие многолетние, двулетние и другие сельскохозяйственные культуры:
С физиологической точки зрения, сущность яровизации заключается в реактивации заторможенных физиологических обменных процессов (диапаузы) с помощью воздействия холода.
Физиологические механизмы яровизации
Реагируя на изменение атмосферной температуры и светового режима, растения способны на адаптацию к условиям окружающей среды. При этом корректируются благоприятные сроки появления цветков и созревания плодов. Обязательными условиями эффективного протекания яровизации, связанной с поступлением в ткани растения кислорода, являются следующие:
Если, например, растение испытывает дефицит углеводов, процесс яровизации замедлится, хотя и способен дойти до завершения.
Потребность в яровизации разных групп растений
С точки зрения потребности сельскохозяйственных растений в яровизации международная классификация делит их на типы:
Разные классы и сорта растений нуждаются в определённых температурах для образования цветков:
Эффективность яровизации отмечается при условии длительного охлаждения. Для разных растений нужен определённый период воздействия пониженными температурами:
На длительность яровизации влияют климатические условия, отмечающиеся на родине растения. Однако если температура воздуха поднимается выше +15°С или не соблюдаются требования к продолжительности проведения обработки, яровизация замедлится или не произойдёт совсем.
Чтобы остановить процессы яровизации, необходимы температуры от +25°С до +40°С, но в таком случае утрачивается способность мерисистемы к формированию цветков.
Качественная и количественная реакция растений на охлаждение
В науке различается два вида яровизации:
Особенности формирования цветка и цветения зависят от информации, заложенной в генетическом коде озимых и яровых сельскохозяйственных культур. Один ген, которым различаются озимые сорта ржи от яровых её сортов, определяет разные сроки их цветения.
Кроме воздействия пониженными температурами, на развитие растения можно оказывать влияние изменением светового режима (фотопериодизмом). Если изменять длительность светлой части дня и тёмного периода, в тканях листьев в результате реакций фотопериодизма происходит образование особых веществ (фитогормонов и гиббереллинов), которые стимулируют цветение, попадая в зачаточные почки цветков.
Кроме того, в сельском хозяйстве используется последовательное воздействие на озимые злаки холодом и после этого изменением освещённости (например, на рожь и пшеницу).
Какие температурные условия необходимы озимой пшенице для прохождения стадии яровизации
Яровизация – это сложный физиологический процесс, который происходит в организмах озимых растений под действием положительных низких температур. Благодаря этому процессу растения способны закалиться до холодов и перейти в пассивное состояние, сохраняя свои свойства до наступления тепла. От скорости прохождения культурами процесса яровизации зависит их морозостойкость. Таким образом, для тех сортов растений, которые проходят ускоренный яровизационный процесс, перезимовка может быть сложной, ведь становятся пассивными они слишком рано, а выходят из этого состояния еще ранней весной, из-за чего могут плохо расти и развиваться.
Способны ли озимые колоситься осенью?
У многих фермеров возникает вопрос по поводу того, могут ли переросшие растения озимых колоситься с осени. Ответ на этот вопрос достаточно прост. Только типичные яровые культуры, или сорта-двуручки, для которых не требуется стадия яровизации, возможен ее ускоренный вариант, могут начать колошение осенью. Когда же в пшенице начинают появляться колосковые бугорки – ее зимостойкость и морозостойкость значительно ослабляется. Поэтому если культура завершит яровизационный период еще осенью – ее морозостойкость будет достаточно малой, а с наступлением даже не очень низких температур растение погибает. Итак, если озимая пшеница перерастает с осени, то ее закалка значительным образом уменьшается, однако образование колоса осенью невозможно.
Важность стадии яровизации озимых
Яровизация для озимых культур является весьма важной стадией, ведь от ее течения зависит дальнейшая судьба растений и их способность к колошению, а следовательно и урожайность. Доказано, что значительное влияние на зимо- и морозостойкость растения имеет не столько прохождение ею всего процесса яровизации, сколько его течение. Культуры, в которых яровизация проходит медленно, являются более закаленными к низким температурам, а те, в которых этот процесс ускорен, входят в генеративное состояние еще в начале зимы, а не приобретая достаточной закалки. Как результат, вымерзание культур и уменьшение их урожайности. Таким образом, изучение процесса яровизации новых сортов сельскохозяйственных культур является весьма важной составляющей нормальной зимостойкости озимых.
Зимний посев озимых
С воевременно посеять озимые зерновые – сложно. По трем причинам: а) слишком сухо; б) очень мокро; в) не успели убрать предшествующую культуру. Каждой из них вполне достаточно для констатации печального факта: сеять уже поздно. Совсем поздно.
Как и в политике, в сельском хозяйстве принято обвинять в возникших проблемах «папередников». Но выбор «папередника» и очевидные последствия этого выбора – не стихийное бедствие, а добровольное и (якобы) осознанное решение. И на кого жаловаться? На себя самому себе на то, что весной решил: «маловато будет» и засеял поля более продуктивными, но позднеспелыми сортами сои или подсолнечника.
С погодой сложнее. Предсказать ее трудно, а изменить невозможно. Поэтому очередной погодный «сюрприз» может остановить, прекратить или отложить сельхозработы на длительный срок. Как выражаются юристы, «форс-мажорные обстоятельства»: не обвинить, не изменить, не избежать.
Проливные дожди вынуждают ждать до тех пор, пока почва не подсохнет и не приобретет «физическую спелость». Длительная засуха, иссушившая верхний слой почвы, тоже неплохо тренирует терпение агрономов. К сожалению, перемен к лучшему иногда ждать приходится слишком долго. И они происходят слишком поздно. Когда «зима близко» – не цитата из сериала, а суровая правда жизни.
Конечно, можно изменить планы и в очередной раз посеять вместо озимой пшеницы подсолнечник. Или яровой ячмень. Но такое изменение планов неизбежно вызывает дополнительные затраты. Да и куда девать протравленные семена озимых?
А если их все-таки высеять? Например, поздней осенью. Или в конце зимы. Будет ли хоть какой-то прок от зимнего посева озимых?
ЛУЧШЕ ПОЗЖЕ, ЧЕМ НИКОГДА?
Покойник
Был такой разбойник,
Такой подлец, мошенник, плут,
Что смерти вы его не верьте,
Покуда трупа не найдут!
С. Маршак
Исследователи из Канзасского государственного университета на протяжении семи лет (1985-1991 гг.) изучали влияние поздних сроков посева на урожайность озимой пшеницы. Опыты проводились на опытном поле рядом с Гарден-Сити, штат Канзас. Посев озимой пшеницы с нормой высева 90 кг/га проводили с 1 октября по 1 апреля, с интервалом в один месяц.
Оптимальной датой посева для этой местности считается 1 октября. Урожайность пшеницы, высеянной 1 октября, была использована как «точка отсчета» для сравнения с зимними и весенними датами посева.
Урожайность озимой пшеницы, высеянной с 1 ноября по 1 января включительно, в отдельные годы достигала уровня «октябрьского» посева. Но в менее благоприятных для вегетации условиях урожайность посевов снижалась до 50% от урожайности оптимальной даты посева.
При посеве до 1 марта включительно растения формировали колос, но посев 1 апреля из-за недостаточного периода яровизации был бесплодным. Растения не переходили к генеративной фазе развития за все время проведения опыта.
Иногда лучше позже, чем никогда. Зимний посев озимой пшеницы рядом с обычным осенним
При посеве озимой пшеницы в поздние сроки цветение и формирование зерна проходили позже, чем в контрольном варианте. При этом уменьшалась продолжительность налива зерна – в среднем на 1,7 дня за каждый месяц «опоздания» с посевом. При анализе структуры урожая было заметно, что растения пшеницы поздних сроков посева хуже кустились, формировали меньше зерен с меньшей, чем при посеве осенью, массой 1000 шт. семян.
Необходимо отметить, что в отдельные годы урожайность озимой пшеницы, посеянной с 1 ноября по 1 января, не уступала или уступала незначительно урожайности пшеницы, высеянной 1 октября. Поэтому иногда риск проведения посева значительно позже оптимальных сроков можно считать оправданным (таблица 1).
Продолжительные осенние засухи достаточно часто огорчают фермеров провинции Манитоба (Канада).
Таблица 1. Влияние позднего посева на урожайность озимой пшеницы в 1985-1991 гг. (Garden City, Kansas State University study).
На некоторых полях семена пшеницы перед уходом в зиму успевают только набухнуть. Местная консультационная служба опубликовала таблицу, по которой фермеры могут оценить примерные риски и перспективы «опоздавших» всходов.
Таблица 2. Влияние срока посева озимой пшеницы на урожайность в Канаде (Linnell, Bob and Wendy Schatz, «Assessment of Winter Wheat Survival», 2013)
В Манитобе климат типично континентальный и весьма суровый. Поэтому ориентироваться на даты в этой таблице аграрию из более теплой Украины бессмысленно. Но стоит обратить внимание на фазу развития посевов в момент окончания осенней вегетации. Высокий урожай вполне возможен даже в том случае, когда семена успели только наклюнуться перед зимовкой. И даже тогда, когда семена даже не успели набухнуть.
Успешные опыты с зимним посевом озимой пшеницы проводились в конце прошлого века в Селекционно-генетическом институте УААН. Колошение и созревание «зимней» озимой пшеницы задерживалось на 8-12 дней по сравнению с пшеницей рекомендованных сроков. В годы с неблагоприятными погодными условиями такие посевы сильно угнетались весенне-летней засухой и формировали урожай 15-20 ц/га. Но в годы с влажной весной урожайность зимних посевов озимой пшеницы была на уровне осенних.
Подобные опыты проводили и на Кубани. В опытах, проведенных на базе Краснодарского НИИСХ им. Лукьяненко в 1993-94 гг., урожайность озимой пшеницы сорта Юна при посеве 3-4 марта составила в среднем 64,8 ц/га.
ОЗИМЫЙ ЯЧМЕНЬ В «ФЕВРАЛЬСКИЕ ОКНА»
Всему на свете истинную цену
Отменно знает время – лишь оно
Сметает шелуху, сдувает пену
И сцеживает в амфоры вино.
И. Губерман
Озимый ячмень потенциально более урожайный чем яровой. Он эффективно использует осенне-зимние осадки и сравнительно легко переносит летние засухи. Он созревает на пару недель раньше ярового, и, соответственно, раньше освобождает поле для последующей культуры. Но обладает существенным недостатком – относительно невысокой морозостойкостью. Суровые морозы «прореживают» растения, а иногда вызывают полную гибель посевов.
В Крыму в 1968-1969 гг. на базе Крымской областной опытной станции попытались помочь посевам озимого ячменя «разминуться» с зимними холодами. Озимый ячмень высеяли в конце зимы и рано весной, одновременно с яровыми зерновыми культурами. Результаты не впечатлили – урожайность сортов озимого ячменя при весеннем посеве уступала урожайности яровых сортов на 9-10 ц/га, а озимый сорт Одесский ранний вообще не выколосился.
Тем не менее, опыт повторили в 1982-1984 гг. Но с существенным отличием – посев ячменя (и озимого, и ярового) проводили в «январские» и «февральские окна». Отличался и результат: в среднем за три года урожайность озимого ячменя была на уровне или немного выше ярового. Был сделан вывод о том, что при отсутствии семян яровых зерновых культур погибшие озимые можно пересевать в середине-конце зимы озимым ячменем.
Третья и наиболее успешная серия исследований была сделана в начале 2000-х годов С.В Лыковым. Использовался типичный сорт озимого ячменя Циклон, двуручки Росава и Тайна, а в качестве контроля – яровой двурядный ячмень Одесский 100. Сорта высевались в 4-е срока: 1-я декада октября; 2-3-я декада февраля; 1-я декада марта; 2-3-я декада марта. Норма высева – 4,5 млн всхожих семян на гектар, предшественник – занятый пар.
Таблица 3. Влияние сроков сева на урожайность сортов озимого ячменя, т/га (опыты С.В. Лыкова, 2001-2004 гг., Крым).
Было установлено, что урожайность озимого ячменя и двуручек при севе в «февральские окна» незначительно уступает осенним срокам сева, но превосходит по урожайности яровой ячмень, высеянный в эти же сроки. Поэтому при неблагоприятных для посева условиях в осенний период озимый ячмень в условиях Крыма можно сеять зимой. А также использовать двуручку или озимый ячмень для пересева погибших озимых. При условии, что посевная завершится до конца февраля, а норма высева составит до 4 млн семян/га.
Посев озимого ячменя в марте месяце – рискованное мероприятие, так как нет гарантии успешного прохождения яровизации. Озимый ячмень выведен из зимующих ячменей, и практически все озимые ячмени в той или иной степени проявляют свойства двуручности. Но не стоит рисковать с весенними посевами озимых, особенно в условиях ранней теплой весны. У многорядных ячменей яровизация прорастающих семян при температуре 0-5°С происходит в течении 5-7 суток, но при более высокой (до 10-12°С) требуется намного больше времени. И его может не хватить.
ЯРОВИЗАЦИЯ: ТЕМПЕРАТУРА, ВРЕМЯ, СОРТ
Дорого вовремя время.
Времени много и мало.
Долгое время – не время,
Если оно миновало.
С. Маршак
Растения озимой пшеницы и ячменя используют механизм акклиматизации к зимним холодам, который регулируется светом и температурой. Реакция на продолжительность дня (фотопериодизм) и потребность в низкой положительной температуре (яровизация) – это адаптивные механизмы, которые позволяют растениям озимых культур пережить зиму в относительно «неуязвимой» стадии развития.
Яровизация «разблокирует» программу генеративного развития озимых. Пока не завершилась яровизация, меристематические ткани зачатка генеративных органов не растут и не развиваются.
Продолжительность этого процесса составляет 1-2 месяца. Это исключает фатальную для озимого растения ошибку – переход к цветению в конце обманчиво теплой осени или во время продолжительной зимней оттепели. Процесс яровизации проходит не только в молодых растениях, но и в набухших семенах. Именно поэтому возможен посев озимых поздней осенью или зимой.
При посеве озимых в конце зимы или начале весны длинный период яровизации может стать проблемой. Озимые, которые не прошли яровизацию, не выколашиваются. Но активно продолжают заведомо бесплодную вегетацию, формируя новые стебли и листья. Эту особенность развития озимых при весеннем посеве используют при выращивании озимой ржи или озимого рапса на зеленый корм. Но если целью было получение урожая зерна, то ошибка в определении критической даты посева обходится очень дорого.
Реакция растений на яровизацию зависит от температуры окружающей среды и продолжительности воздействия. На продолжительность процесса оказывают влияние и другие факторы: фаза развития (от проростка до раскущенного растения), индивидуальная реакция сорта, влажность, воздействие света. Но для приблизительной оценки продолжительности периода, достаточного для прохождения яровизации, обычно используют «календарь и термометр».
Существует минимальный температурный порог, ниже которого яровизация не происходит. Это температура менее
– 1,5°С. При О°С яровизация вполне возможна, но проходит медленно. При повышении температуры от О°С до 8°С скорость яровизации увеличивается линейно, и, соответственно, сокращается время процесса.
Оптимальный диапазон температур – от 3 до 10°С, идеальной температурой яровизации в «советское» время считали 5°С. Канадские ученые имеют другое мнение, и считают лучшей температурой яровизации интервал от 5 до 11°С. При низкой положительной температуре растения злаков должны быть физиологически активны, а это возможно при температуре выше 5°С.
Верхним температурным пределом яровизации является 13-14°С. В таком диапазоне температур яровизация проходит медленнее, чем при 8-10°С. При повышении температуры более 15°С растения не яровизируются.
В США и Канаде для учета температурных условий прохождения яровизации используют показатель VD (effective vernalization days), то есть сумму низких положительных температур. Сколько длится яровизация?
В штате Небраска (США) местные агрономы считают, что для прохождения яровизации вполне достаточно 45 суток с ночной температурой менее 6°С. Поэтому даже при посеве в начале марта в холодную затяжную весну озимая пшеница успевает «переключиться» на генеративное развитие.
В «советское» время продолжительность периода яровизации озимой пшеницы считали равной 50 суткам. Но она зависит не только от условий, но и от индивидуальных особенностей сорта. Например, в исследованиях первой половины прошлого века было установлено, что озимая пшеница Новокрымка проходила стадию яровизации за 35 дней, Кооператорка – за 40, а Украинка – за 50 дней.
Современные сорта озимой пшеницы степного сортотипа имеют более короткий период яровизации, чем «старые» высокостебельные сорта. Масштабные исследования этого вопроса проводились в Селекционно-генетическом институте (В.И.Файт, 2006).
Сорта II-IV сортосмены (СГИ, Одесса) типа Одесской 16 и Мироновской 808 требовали относительно продолжительной (50-60 суток) яровизации. Современным сортам вполне достаточно 30-40 суток, а иногда даже меньше.
Продолжительность яровизации обусловлена генетическими особенностями сортов. За длительность реакции растений «ответственны» два главных неаллельных гена, с неодинаковой экспрессивностью доминантных аллелей. Их обозначают как Vrd (vernalization requirement duration). При этом ген сортов Norin1 и Ольвия получил обозначение Vrdl, а ген сорта Чайка — Vrd2.
В генотипах сортов Альбатрос одесский, Безостая 1, Бригантина, Бриз, Буревестник одесский, Виктория одесская, Злагода, Золотава, Лузановка одесская, Любава одесская, Нагорода одесская, Никония, Обрий, Одесская 130, Ольвия, Одесская красноколосая, Одесская остистая полуинтенсивная, Одесская полукарликовая, Сирена одесская, Скороспелка 3б, Струмок, Украинка одесская, Федоровка, Юбилейная 75, Юннат одесский, Triple Dirk C, Norin1, Nunbu Komugi — присутствует доминантный аллель гена Vrdl. Поэтому этим сортам для прохождения яровизации достаточно 30 суток.
У сортов Аврора, Знахидка одесская, Одесская 66, Одесская 132, Прибой, Селянка, Степова, Якорь одесский непродолжительная (35-40 суток) яровизация обусловлена наличием доминантного аллеля гена Vrd.
У десяти сортов (Застава одесская, Лада одесская, Порада, Прибайкальская, Прима одесская, Прогресс, Прометей, Тира, Фантазия одесская, Червона) в генотипе находятся доминантные аллели двух генов Vrdl и Vrd2. И это существенно сокращает время яровизации этих сортов.
Такая особенность современных сортов озимой пшеницы селекции СГИ позволяет проводить зимний посев в январе-феврале с минимальным риском «сбоя» яровизации.
ПРАВИЛА ЗИМНЕГО ПОСЕВА
Нам дружно всем не нравится эпоха.
Не вовремя! Мы поздно родились!
Но умирать наверно тоже плохо,
поэтому мы выбираем жизнь…
И. Бродский
Состояние пшеницы, высеянной под зиму в Сумской области, на I декаду апреля 2016
1. Для зимнего посева озимых целесообразно использовать сорта с относительно коротким периодом яровизации – не более 40 дней. В этом случае посев до 2-3-й декады февраля позволит набухшим семенам успеть «переключить программу» растения на генеративное развитие.
2. Не стоит безоговорочно верить календарю – иногда его стоит проверить с помощью термометра. Подзимний (ноябрьский или декабрьский) посев необходимо начинать только после того, как температура поверхности почвы опустится меньше 3°С. Или, что еще лучше, до 0°С.
3. Если метеорологи дружно прогнозируют раннюю весну, то лучше сеять озимые не в конце февраля, а в январе. Перенос начала климатической весны (с возобновлением вегетации озимых) на середину февраля – достаточно частое явление. Для того, чтобы яровизация прошла успешно, лучше поспешить с посевом, чем опоздать.
4. Экономия на семенах неуместна! При зимнем посеве озимых рекомендуется (в т.ч. и специалистами из США) сеять не менее 4,5 млн семян/га, а лучше – на 20-25% больше. «Зимние» посевы хуже кустятся, а условия прорастания могут оказаться неблагоприятными. Поэтому изначально стоит компенсировать такие проблемы за счет густоты посева.
5. Глубина заделки – стандартная. Вполне достаточно заделать семена на 3,5-5 см в почву.
6. Всходы, появившиеся в холодной почве, имеют проблему с фосфорным питанием. Этот элемент растения эффективно усваивают при температуре почвы не менее 14°С, но начало их вегетации проходит в менее теплых условиях. Для облегчения снабжения растений фосфором необходимо припосевное внесение фосфорных удобрений максимально близко к семенам.
7. No-Till сеялка позволяет проводить «зимний» посев по подмерзшей почве и стерне предшественника. Помехи для ее работы – снег и грязь. Поэтому «зимний» посев имеет естественные погодные ограничения. Но на Юге Украины, в мягкие и малоснежные зимы это несущественно.
8. «Зимние» посевы необходимо «кормить» и защищать. Поэтому необходимо проведение 2-х азотных подкормок, своевременная борьба с сорняками и вредителями.
Фазы роста и этапы органогенеза озимой пшеницы
Особенность озимой пшеницы состоит в том, что при севе ее весной получают хорошие всходы, растения кустятся, но не образовывают стебли и колос. Для нормального роста и развития озимая пшеница должна пройти стадию яровизации при определенной температуре (0-3 °С) в течение 35-60 дней. В процессе развития озимая пшеница «переживает» фазы, которые и определяют количество и качество урожая.
Рост и развитие растений
Озимая пшеница на протяжении вегетационного периода проходит соответствующие фазы развития, связанные с образованием новых органов или их формированием. Прохождение фаз развития, интенсивность роста и продуктивность растений находятся в определенной зависимости от условий существования. Лучше всего растения развиваются при оптимальном обеспечении всем необходимым процессов их жизнедеятельности и качественном выполнении всех агротехнических мероприятий. В процессе развития озимая пшеница проходит такие основные фазы: всходы, кущение, выход в трубку, колошение, цветение, созревание (молочная, восковая и полная спелость).
Всходы
Наиболее интенсивно семена озимой пшеницы прорастают при температуре 20-25 °С. Всходы при этом появляются через 7-8 дней. Тем не менее оптимальная температура для получения максимального количества всходов значительно меньше, чем для процессов роста, и должна быть в пределах 12-17 °С. Выход первого листка на поверхность почвы характеризует не только фазу всходов, а и переход растения в качественно новое состояние. Если до этого рост корней и зачаточного стебля обеспечивался запасными веществами эндосперма, то с появлением зеленого листка в росте принимают участие пластические вещества, которые образуются в результате фотосинтеза. Продолжительность фазы всходов в нормальных условиях колеблется от 15 до 25 дней.
При поздних сроках сева растения входят в зиму, имея один-три листика. В таком случае фаза всходов продлевается весной при возобновлении вегетации, а ее общая продолжительность вместе с периодом зимнего покоя может составлять 100-150 дней.
Получение высокой полевой всхожести — одна из важнейших задач агротехники, поскольку от нее зависит дальнейший уход за посевами и уровень будущего урожая. При выращивании озимой пшеницы по интенсивной технологии полевая всхожесть должна составлять 8090%, тогда как в хозяйствах, согласно статистическим данным, она не превышает 50-70%, т.е. половина семян не дает всходов.
Кущение
Характерной биологической особенностью хлебных злаков является свойство куститься. Кущение — это появление боковых ростков и узловых корней у растений. Оно наступает после образования 3-4 листьев. Самая оптимальная температура для кущения озимой пшеницы 13-18 °С, а при 2-4 °С кущение почти приостанавливается. Узел кущения является основным органом, при его отмирании растение гибнет. В почве он размещается на глубине 1,5-3,0 см и выдерживает морозы до минус 1720 °С. В зависимости от срока сева бывает осеннее и весеннее кущение. Число стеблей на одном растении принято называть коэффициентом кущения.
Общее кущение определяют по количеству стеблей на одном растении, а по количеству стеблей, которые дают урожай — продуктивное. Исследование А.И. Носатовского показали, что за два месяца вегетации при теплой погоде и достаточных запасах в почве питательных веществ и воды одно растение может дать до сотни ростков.
В обычных условиях высокие урожаи формируются при продуктивном кущении 2-3 стебля. Коэффициент кущения и необходимую густоту продуктивного стеблестоя (500-700 шт/м2) можно регулировать с помощью агротехники. Заделывание семян на глубину свыше 4 см уменьшает процесс образования ростков. Интенсивность кущения падает при высоких нормах высева, недостаточном обеспечении растений питательными веществами и влагой. Кустистость озимой пшеницы — это также сортовая особенность.
Способность зерновых куститься, нужно рассматривать как положительное свойство. Большая часть сортов формируют 30-50% урожая на боковых стеблях. На изреженных посевах доля боковых продуктивных ростков составляет до 60-70% урожая зерна.
Выход в трубку
Началом фазы считают момент, когда на главном ростке появляется первый стебельный узел на расстоянии 2-5 см от поверхности почвы. Наступает эта фаза через 25-35 дней после возобновления весенней вегетации. Длится 25-30 дней. Холодная и облачная погода замедляет рост стебля.
Во время выхода в трубку интенсивно нарастает вегетативная масса. Формируются генеративные органы. Поэтому в этот период роста пшенице необходим максимум воды и питательных веществ. Недостаток их в почве приводит к значительному снижению урожая.
Установлено, что для получения высокопродуктивных посевов площадь листовой поверхности на 1 га должна составлять 50-60 тыс. м2 и более. Величина листовой поверхности и продолжительность ее фотосинтетической деятельности зависят от удобрения, нормы высева, сорта и других агротехнических мероприятий. Особенно важно обеспечить высокую фотосинтетическую активность верхнего листка, который дает до 70% ассимилянтов.
Колошение
Одновременно с интенсивным ростом стебля, вследствие резкого удлинения предпоследнего междоузлия, происходит выход колоса из влагалища верхнего листка, который означает наступление фазы колошения. Продлевается формирование репродуктивных органов, нарастание вегетативной массы и сухого вещества. Интенсивность процессов роста зависит от обеспеченности влагой и питательными элементами. Это наиболее эффективный период для обработки посевов фунгицидами с целью защиты озимой пшеницы от болезней.
Цветение
При нормальных условиях вегетации через 4-5 дней после выколашивания наступает цветение, которое длится 3-6 дней. Начинается цветение с середины колоса и постепенно переходит к его низу и верхушке. В колоске сначала цветут боковые (нижние) цветки, а затем средние. В первых сроках цветения образуется зерно. Пшеница зачастую самоопыляющаяся культура. На качество зерна сильно влияют метеорологические условия в период от опыления до фазы полной спелости зерна.
Высокая температура воздуха усиливает дыхание растений, способствует чрезмерным затратам углеводов, вследствие чего увеличивается накопление белка в зерне. При более низкой температуре дыхание растений ослабляется, увеличивается накопление углеводов.
Фазы спелости
После цветения и оплодотворения из стенок завязи образуется оболочка зернышка. Рост стебля, листьев и корней почти прекращается и пластические вещества поступают только к зерну. Период формирования зерна длится 12-16 дней и под конец этого периода отмечают наступление молочной
спелости. Зерно в этой фазе уже нормальной величины, но еще зеленое, молокообразной консистенции. Влажность зерна в молочной фазе спелости — 60-40%.
В восковой фазе спелости консистенция зерна напоминает воск, влажность зерна составляет 4020%. В конце этой фазы зерно приобретает нормальную окраску, поступление питательных веществ в зерно и его рост прекращаются. В этот период начинают раздельную уборку.
При полной спелости влажность зерна снижается до 20-14%, оно становится твердым и теряет связь с материнским растением. Собирать озимую пшеницу можно прямым комбайнированием. В случае опоздания с обмолотом наиболее ценное зерно, которое созревает раньше, легко осыпается, что приводит к потерям урожая.
Этапы органогенеза
Фенологические наблюдения фиксируют основные фазы развития пшеницы, тем не менее они не отображают сложных процессов формирования новых органов. Каждый орган, как и растение в целом, проходит несколько этапов во время своего индивидуального развития (органогенеза).
Органогенез — формирование органов растения в их эмбриональном зачаточном состоянии. Ф. М. Куперман выделила 12 этапов органогенеза озимой пшеницы. Зная соответствие фаз развития этапам органогенеза, можно целенаправленно применять агротехнические мероприятия и влиять на необходимый элемент продуктивности — увеличивать количество растений или стеблей на 1 м2, количество зерен в колосе и колоске, массу 1000 зерен, качество зерна и др. (табл. 1, 2).
У растений озимой пшеницы первый этап органогенеза начинается с прорастания семян и заканчивается образованием второго листка. Конус нарастания еще не дифференцирован на отдельные органы. Продолжительность этого этапа — 20-30 дней. Пока растения не завершат стадию яровизации, конус нарастания, как правило, остается в состоянии первого этапа органогенеза. В этот период устанавливается начальная густота растений.
На втором этапе растет конус нарастания за счет вытягивания его верхней части. Отсутствие нормального соотношения важнейших элементов питания приводит к задержке дифференциации конуса на узлы, междоузлия и листья. Рост стебля, его стойкость к полеганию, таким образом, определяются очень рано — условиями роста на втором этапе органогенеза.
На втором этапе из почек развиваются ростки кущения. Происходит развитие узловых (вторичных) корней. В зависимости от сроков сева и метеорологических условий этот этап проходит осенью и частично весной. Продолжительность этапа — 35-40 дней.
Третий этап органогенеза наступает, как правило, в самом начале весенней вегетации. Этот этап характеризуется вытягиванием верхней части конуса, нарастанием и дифференциацией нижнего его участка на отдельные сегменты, зачатки будущих члеников стержня колоса. Чем больше сегментов формируется на III этапе, тем больше может быть члеников колосового стержня, длинным будет колос, больше может образоваться в будущем колосков. Хорошая заправка почвы элементами питания под пахоту и ранневесенняя подкормка азотными удобрениями способствуют увеличению числа члеников, в итоге — колосков в колосе. Длина и продуктивность колоса возрастают также при длительном пребывании растений на этом этапе органогенеза.
Четвертый этап совпадает с началом выхода растений в трубку. Это критический период для озимой пшеницы относительно обеспечения влагой и питательными веществами, которые нужны как для роста вегетативной массы, так и для закладывания колосковых бугорков. От них зависит количество колосков в колосе. Своевременное внесение удобрений почти удваивает зернистость колоса, особенно при умеренной температуре. После прохождения IV этапа увеличить размеры колоса и число колосков в нем уже невозможно. Подкормка обеспечивает также выживание большего количества колосоносных синхронно развитых стеблей.
Пятый этап совпадает по времени с ростом второго междоузлия. Он характеризуется началом формирования цветков в колоске. В колоске может образовываться до 7-9 цветочных бугорков. Первыми начинают дифференцироваться колосковые бугорки в средней части колоса, а затем процесс идет вверх и вниз вдоль оси. Хорошая обеспеченность растений питательными веществами, влагой, световой день продолжительностью не менее 13-15 часов при температуре 1520 °С обеспечивают закладывание большого количества хорошо развитых цветков в колосках и колосе.
По данным Ф.М. Куперман, если при переходе к пятому этапу усилить питание растений, то можно уменьшить разрыв в темпах формирования двух первых и размещенных выше цветков в колосках. Тогда больше цветков в колосе будет образовывать полноценное зерно, увеличится зернистость колоска и колоса. Когда вместо обычных 2-3 цветков будут нормально развиты 4-5 цветков и в них образуются зерновки, то урожайность возрастет вдвое.
Седьмой этап совпадает с ростом последних междоузлий. Идет интенсивный рост в длину всех органов колоса. В конце этапа колос достигает характерных для сорта размера и формы и содержится во влагалище последнего листка. На этом этапе определяется плотность колоса, которая зависит от метеорологических условий. В годы с большим количеством осадков и облачных дней колос будет более рыхлый, чем в годы с безоблачными днями и дефицитом влаги.
Восьмой этап совпадает с фено-фазой колошения. На этом этапе происходит завершение процессов гаметогенеза и формирования колоса, цветков. Продолжает расти наибольшее верхнее междоузлие.
Своевременная азотная подкормка обеспечивает формирование наполненного зерна с высоким содержанием белка и клейковины.
Девятый этап включает цветение, опыление, оплодотворение, образование зиготы и начало формирования эндосперма. Прекращается нарастание вегетативной массы. Этот этап делит жизнь растения на два периода — вегетативный и репродуктивный.
На десятом этапе формируются зерновки. За счет поступления пластических веществ из листьев и стебля зародыш и эндосперм увеличиваются в размерах. В конце этапа зерно достигает типичных для каждого сорта форм. На следующих этапах длина зерновки уже не увеличивается.
Одиннадцатый этап совпадает с фазой молочной спелости. Идет интенсивное накопление пластических веществ в зерновке. Уменьшается влажность зерна, происходит его рост в толщину и ширину. Хорошая обеспеченность влагой и питательными элементами с невысокой (не более 25 °С) температурой увеличивает массу 1000 зерен и урожайность.
Двенадцатый этап органогенеза по времени совпадает с восковой спелостью зерна. В начале этапа продлевается накопление пластических веществ в зерне, которое постепенно слабеет и полностью прекращается в конце этапа. Зерновка перестает увеличиваться в размере и массе. Питательные вещества зерновки превращаются в запасные.