Культура с перекрестным опылением пшеница
Обновлено: 18.09.2024
Информационно-аналитический портал
для крестьянских фермерских хозяйств
13 Ноябрь 2012 г. 16:25
Зерновые культуры строение и развитие
ЗЕРНОВЫЕ КУЛЬТУРЫ
Зерновые культуры выращивают для получения зерна, которое используют для приготовления важнейших продуктов питания человека хлеб, крупа и различные кондитерские изделия, а такжё как концентрированное сырье для легкой промышленности. Зерно идет на корм животным в чистом виде и в различных смесях комбикормах. Из зерна вырабатывают крахмал, спирты, аминокислоты, лекарственные средства и другие изделия. Побочную продукцию - солому и полову - используют на корм и в качестве подстилки скоту. Многие зерновые культуры выращивают для получения зеленого корма, сена, силоса, сенажа.
Зерновые культуры подразделяют на зерновые и зерновые бобовые культуры. У первых зерном называют плоды - зерновки, а у вторых - семена. Основная доля в производстве зерна приходится на зерновые культуры. К ним относятся пшеница, рожь, тритикале, ячмень, овес, кукуруза, сорго, рис, просо, гречиха. Обычно зерновыми культурами называют только эту группу культур, поэтому в дальнейшем мы и будем их так называть. Зерно ячменя, овса, кукурузы, сорго используется в основном на корм скоту, поэтому эти культуры обычно называют зернофуражными. Из зерна риса, проса и гречихи изготовляют в основном крупы, эти культуры называют крупяными.
По морфологическим признакам (по строению и форме) и биологическим особенностям зерновые культуры дёлят следующим образом:
хлеба первой группы (типичные хлеба) - пшеница, рожь, ячмень, овес и тритикале;
хлеба второй группы (просовидные хлеба) - кукуруза, просо, сорго, рис, гречиха;
зернобобовые культуры - горох, фасоль, соя, бобы, чечевица, чина, нут, люпин.
Строение и развитие зерновых культур
По современной терминологии зерновые культуры относит к семейству мятликовых, а не злаковых. Однако, как еще принято, их называют и хлебными злаками. Но одна зерновая культура не является членом семейства мятликовых, а относится к семейству гречишных - гречиха.
Строение важнейших органов (корни, стебли, листья, соцветия) у хлебных злаков очень сходно.
Корневая система у злаков мочковатая. Зерно при прорастании сначала образует зародышевые, или первичные, корни. Затем из подземных стеблевых узлов развиваются вторичные корни, которые при наличии влаги начинают быстро расти. Первичные корни не отмирают, а играют главную роль в снабжении растений водой и пищей. Корни хлебных злаков проникают в почву на глубину 100 - 120 см и распространяются в ширину до 100 см, однако преобладающая их масса находится на глубине 20 - 25 см. У кукурузы и сорго из ближайших к поверхности надземных узлов развиваются опорные, или воздушные, корни.
Стебель у хлебных злаков - соломина, состоящая из 5…6 междоузлий. Количество междоузлий равно количеству листьев. Стебель растет всеми междоузлиями. Первым трогается в рост нижнее междоузлие, затем последующие. Верхнее междоузлие длиннее нижнего.
Соломина большинства хлебных злаков полая и лишь у кукурузы и твердой пшеницы она заполнена губчатой тканью. В почву погружена нижняя часть стебля со стеблевыми узлами. Из них развиваются вторичные стебли и корни - эту часть называют узлом кущения (рис. 34). Повреждение узла кущения приводит к гибели растения.
Листья злаков линейные (у пшеницы, ржи, овса, тритикале и риса), средние (у ячменя) или широкие кукурузы, сорго, проса). Различают зародышевые, прикорневые (розеточные) и стеблевые листья.
Лист состоит из листовой пластинки и влагалища, охватывающего стебель (рис. 35). В месте перехода влагалища в листовую пластинку находится пленчатое образование – язычок.
Соцвётие у пшеницы, ржи, ячменя, тритикале - сложный колос (рис. 36); у овса, проса, сорго, риса - метелка; у кукурузы на одном растении образуется метелка с мужскими цветками (султанами) и початок с женскими цветками (рис. 37, а, б).
Цветки у злаков мелкие, обычно зеленоватые, имеют две цветковые чешуйки - внешнюю, у остистых форм переходящую в ость, и внутреннюю. Внутри цветка между его чешуйками находятся пестик, состоящий из завязи с двумя перистыми рыльцами, и три тычинки. Цветки у всех хлебов обоеполые. Число цветков в колоске различно.
Колос состоит из стержня, на уступах которого поочередно с обеих сторон формируются колоски. Метелка имеет ветви первого, второго и третьего порядка, на концах, которых также расположены колоски.
Плод у хлебных злаков - односемянная зерновка, которую называют зерном. ГIленчатые хлеба (овес, ячмень, просо, сорго, рис) имеют зерна, покрытые чешуйками.
Зерно пшеницы снаружи покрыто семенной оболочкой, под которой находится мучнистая ткань - эндосперм, которая служит для питания растения при прорастании (рис. 38). Эндосперм содержит до 80 % углеводов и до 22 % белка от массы зерна. Наиболее ценная часть зерна - белок - определяет пищевое и кормовое достоинство хлебных злаков.
Под семенной оболочкой, в нижнем левом углу зерновки расположены почечка зародыша и зародышевый корешок.
Сухие зерна не теряют всхожести даже после погружения в жидкий водород, т. е. переносят 8 охлаждение до -250 °С. Прорастающее зерно не выдерживает охлаждения до -3. -5 °С. Что касается способности семян переносить обезвоживание, то они остаются жизнеспособными даже тогда, когда теряют почти всю воду. В период активного роста зерновые культуры очень чувствительны к потере воды и погибают при значительно меньшем обезвоживании.
Фазы вегетации злаков. Период от начала появления всходов до созревания семян называют вегетационным. За это время растения проходят определенные фазы роста и развития, выражающиеся во внешних морфологических изменениях.
В развитии хлебных злаков отмечают следующие фазы роста - всходы, кущение, выход в трубку, колошение, цветение и созревания - молочная, восковая и полная спелости (рис. 39).
Развитие растений начинается с фазы всходы - прорастание семян. У хлебов первой группы прорастание начинается при температуре почвы 1. 2 °С, у хлебов второй группы- при 8. 10 °С. Прорастание семян сопровождается поглощением воды, набуханием, появлением первичных корешков и зародышевого стебелька. У злаковых зерновых культур над поверхностью почвы появляется колеоптиль (от гр. koleos- ножны + prilon - перо) - первый зародышевый лист, подобно футляру защищающий почку проростка и первым пробивающий почву. Появление первых зеленых листьев и есть развитие фазы всходов.
Фаза кущения - появление первых боковых побегов - листьев и узловых корней - гипокотилей (от гр. hupo - внизу, снизу, под + kotyle - впадина, углубление) - подсемядольных колен - частей стеблей в зародыше или проростке между корнем и первыми листьями (семядолями).
Фаза выхода в трубку (трубкования) характеризуется началом интенсивного роста стебля и появлением первого стеблевого узла над поверхностью почвы, который называют эпикотиль (от гр. epi - на, над, сверх + kotyle - впадина, углубление) – надсемядольное колено - часть стебля в зародыше или в проростке, находящаяся между семядолями и первыми листьями.
Фаза колошения (у растений с соцветием колосков) или выметывания (у растений с соцветием метелок) наступает с появлением соцветий на верхушках стеблей.
Фаза цветения отмечается выбрасыванием пыльцы из пыльников.
У овса и ячменя цветение может происходить до полного появления соцветия. В период цветения пыльца попадает на рыльца пестиков и оплодотворяет находящиеся в завязях семяпочки, из которых образуются семена.
У ячменя, овса, пшеницы, проса, риса цветение протекает таким образом, что пыльца всегда или в большинстве случаев попадает на рыльце пестика в том же цветке, поэтому эти культуры относят к самоопыляющимся. Перекрестное опыление, характеризующееся переносом пыльцы с цветков одного растения на цветке другого, происходит у ржи, кукурузы и сорго.
В фазе молочной спелости (формирование зерна) зерно еще зеленое. Имеет влажность 50. 65 %. На растении в это время начинают желтеть и отмирать нижние листья.
Фаза восковой спелости наступает через 10. 15 дней после наступления фазы молочной спелости. К этому времени зерно приобретает желтую окраску, легко режется ногтем, влажность уменьшается до 25 . 40 %.
Фаза полной (твердой) спелости наступает при подсыхании зерна, которое становится твердым и приобретает свойственную ему окраску. В зависимости от зоны возделывания влажность спелого зерна составляет 8. 10 %. В начале фазы полной спелости желательно начинать уборку зерновых комбайнами. В фазу полной спелости зерно легко высыпается из цветочных чешуек.
По сезонным особенностям роста и развития зерновые делятся на озимые и яровые.
Озимые культуры проходят полный цикл развития после перезимовки в почве. При весеннем посеве они не образуют вегетативных органов и, следовательно, не могут дать урожая зерна.
Яровые культуры не могут перезимовывать и проходят полный цикл развития при весеннем или летнем посеве.
У некоторых зерновых культур есть сорта, обладающие свойствами озимых и яровых растений. Их можно возделывать как осенью, так и весной. Такие сорта зерновых культур называют двуручками.
Строение цветка у всех злаковых почти одинаковое: 3 тычинки и пестик. Каждый пестик имеет завязь с парой пленок и перистых рыльцев. Такое простое строение позволяет пшенице сократить период цветения и упростить процесс оплодотворения.
Строение пшеничного соцветия
Колос злака представляет собой стержень, по обе стороны которого расположены колоски. Они имеют ответвления 1, 2 и 3-го порядка с усиками на концах. Соцветие пшеницы — прямые сложные колосья, имеющие длину от 3 до 16 см, яйцевидной или продолговатой формы. Ось покрыта колосовыми чешуйками, длиной от 0,4 до 1,6 см без видимых сочленений. Колос у пшеницы состоит из зигзагообразного стержня, который составлен из отдельных колосков и члеников. Место соединения члеников выглядит как плотный узел из 2 слоев клеток.
Каждый колос содержит несколько колосков поменьше, каждый из которых имеет по паре чешуек и от 2 до 8 цветков. Одиночные колосья расположены на оси в два симметричных ряда длиной от 0,4 до 1,9 см.
На колосках может быть как одинаковое, так и разное количество обоеполых цветков.
Мелкие цветки зеленовато-желтого цвета имеют по 2 чешуйки — внешнюю и внутреннюю. У остистой пшеницы внешняя чешуйка переходит в длинную ость, которая соединяется с наружной цветковой чешуйкой. Цветки — это трансформированный вид более коротких побегов, участвующих в образовании семян.
Развитие их на одном колосе происходит по-разному: цветки, находящиеся наверху колоса, часто имеют недоразвитые пестики или цветочные чешуйки, могут не содержать пыльцы.
Формула цветка пшеницы
В конце 19 в. ботаники придумали условное обозначение строения цветков с помощью латинских букв. Формулы стали официальными и были приняты к использованию в научных исследованиях в качестве наглядного примера. Вид формулы зависит от типа растения, строения цветка и его особенностей.
На первом месте стоит пол цветка: мужской с тычинками, женский с плодолистиками или обоеполый. В формулу обязательно включают симметрию. Этот термин обозначает правильность цветка. Она бывает:
- Зигоморфной;
- Актиноморфной;
- Спиральной;
- Дисимметричной;
- Асимметричной.
Для разных частей цветка используются определенные латинские или русские буквы, соответствующие первому символу названия:
- Ч — чашечка;
- В — венчик;
- О — околоцветник простой;
- П — пестик;
- Т — тычинка.
Рядом с буквой ставится число, обозначающее количество данных частей в цветке. В4 переводится как четырехлепестный венчик. Если имеются сросшиеся части, то их количество указывается в скобках. Стрелка обозначает расположение завязи. Если она ставится под числом плодолистиков, то это признак подпестичного цветка. В формуле отображаются также ложные стенки завязи, наличие патологий в строении и прочие необходимые данные.
Формула цветка пшеницы выглядит так: О2+2Т3П1.
Расшифровывается она следующим образом: простой околоцветник, сложный колос зигоморфного типа, имеющий 2 круга по 2 элемента каждый, 3 тычинки, 1 пестик с парой рыльцев и верхнюю завязь.
Цветение пшеницы
Процесс цветения начинается с расхождения чешуек из-за набухания лодикул. Это образует угол расхождения в 25-30`. Величина угла зависит от погоды и влажности воздуха, продолжительности светового дня, почвенных данных, вида и сорта пшеницы. При ясной и влажной погоде угол расхождения может превышать 40`, при сухой — составлять менее 10`.
Раскрытие чешуек сопровождается изменениями в других частях цветка. Начинается рост рыльцев: они выдвигаются в стороны от колоса в горизонтальной плоскости. Удлиняющиеся нити тычинок вырастают с 2 мм до 1,1-1,4 см, что позволяет пыльце выступать над поверхностью колоса. Процесс роста нитей занимает около 30 минут.
Первыми распускаются цветки, находящиеся в нижней части колоса, затем те, что расположены в середине и в конце — самые верхние. В холодную погоду цветение пшеницы выражено слабо. Цветение колосков злака мягких сортов интенсивнее в первой половине дня, а твердых — после полудня. В хорошую погоду среднее время от начала открытия чешуек до закрытия составляет от 15 до 25 минут. В пасмурные и дождливые дни этот процесс может занимать от 48 до 72 часов.
В первые 4 дня отмечается максимальное количество раскрывшихся цветков, затем их число постепенно снижается. Если погода благоприятная, то весь цветение пшеничных растений продолжается не более 3-4 дней. В холодное и сырое лето пшеница может цвести более недели, а в сухое и жаркое — 1-2 дня.
Как опыляется пшеница
Опыление цветка пшеницы — это половое размножение злака, заключающееся в процессе переноса пыльцы из пыльников на рыльцах пестиков. К какому способу опыления приспособлена пшеница: к самоопылению. Это означает, что злаковая культура опыляется собственной пыльцой, не нуждается в помощи пчел и других насекомых-посредников, а также ветра. Этот способ позволяет улучшить урожайность и сохранность семени.
Каждая тычинка состоит из пыльника, связника и тычиночной нити. Две половинки пыльника называют пыльцевыми мешками, которые соединяются специальной тканью — связником. Пыльцевой мешок можно представить как пару гнезд, в которых образуются клетки густой плазмы. Продолжительность открытого состояния мешков зависит от степени готовности пыльцы к воспроизводству. Цветок пшеницы с фертильной или готовой к оплодотворению пыльцой может раскрыться на 3-15 минут. Если же у цветка пыльца стерильная, то они остаются раскрытыми на несколько часов и даже дней.
Опыляется пшеница, когда часть пыльцы из пыльников попадает на рыльце цветка. В ветреную погоду некоторое количество пыльцы может попадать на рыльце соседних цветков и даже других растений. Это позволяет пшенице опыляться перекрестным способом и может привести к нежелательному скрещиванию сортов.
Когда спадает напряжение оболочек тканей нитей тычинок, оставшаяся пыльца высыпается.
Поникшие пыльники свидетельствуют о том, в них не осталось пыльцы. Начинается процесс сближения и закрытия цветковых чешуек.
Процесс оплодотворения пшеницы
Оплодотворение наступает при наличии зрелых рыльцев, которые имеют сладкий сок. Его нормальная концентрация создает оптимальные условия для налипания пыльцы и формирования среды для ее прорастания.
Результаты оплодотворения также зависят от:
- Возраста цветка — у стареющих цветов шансы на оплодотворение ниже;
- Количества пыльцы — оно должно превышать потребности семяпочек;
- Погодных условий — в дождливую погоду, засуху, жару и при резком похолодании пыльца погибает.
Образование завязей происходит в нижних утолщенных частях пестика. Плод пшеницы — односемянная зерновка. Зерна покрыты прочной оболочкой, под которой расположены эндосперм и мучнистая ткань.
Понимание строения и особенностей опыления пшеничного растения необходимо в сельском хозяйстве.
Ориентируясь на сроки цветения пшеницы и погодные условия, на которые оно выпало, можно спрогнозировать предварительную урожайность с каждого из полей. Еще одно агротехническое преимущество — распределение сортов по посевным так, чтобы цветение проходило постепенно и сорта не смешивались друг с другом. Переопыление приводит к снижению урожая, качеству зерна и появлению стерильных семян.
6478 Другие сферы
Перекрестный посев
Спасибо Александру за вопросы.
Перекрестный посев зерновых предусматривает два мероприятия сеялки с одинаковой нормой высева по одной площади. При этом второй проход сеялки размещается к первому под углом около 90 °. Строки будто перекрещиваются между собой, поэтому посев называется перекрестным.
Для чего применяют перекрестный посев?
В первую очередь нужно понимать, откуда он взялся и для чего. А появление его связано с технологическими особенностями С33,6. Много лет назад, еще при союзе, агрономы обратили внимание на тот факт, что при использовании качественного посевного материала с большой массой семян и необходимости высеять более 5 млн семян на га С33,6 не может обеспечить качественный посев. Причиной является большая физическая масса семян. При массе 1000 семян более 50 гр и гектарной норме высева 6 млн физический вес посевного материала на гектар переваливал за 300 кг. Чтобы посеять такое количество семян, специально настраивали сеялки, уменьшали скорость движения, но все равно – большое количество семян оставалось на поверхности почвы, а распределение семян по глубине и вдоль строки – оставляло желать лучшего. Но еще удобрения надо высеять. Здесь и возник перекрестный способ сева. Скорость агрегата и качество высева семян увеличивалась. Увеличивались и затраты, потому что это два прохода техники, но конечный результат стоил того. Качественный посев!
Стоит ли использовать перекрестный посев сегодня?
Наше мнение, что при наличии качественных сеялок в хозяйстве – перекрестный посев не имеет никакого смысла. Просто следуйте рассчитанной норме высева. А как ее рассчитать самостоятельно – смотрите на нашем канале в предыдущих выпусках.
Читайте также: