Вторичная корневая система озимой пшеницы
Обновлено: 15.09.2024
Растения благодаря корням закрепляются в земле, поглощают воду и минеральные элементы из почвенного слоя. Корневая система, образованная совокупностью корней, бывает двух типов. Корневую систему пшеницы относят к мочковатому типу. Такой вид, занимающий вширь значительную площадь земли, характерен для злаковых однодольных растительных культур (ячмень, рожь).
Какая корневая система формируется у пшеницы
Типы корней, образующих мочковатую корневую систему, делятся на придаточные и главные:
- первичные корни появляются на стадии прорастания посадочного материала. Их число может варьироваться в пределах 3-5 отростков, что определяется сортовыми особенностями культуры. Примечательно, что на первых порах вегетации растение питается, в основном, за счет этих корней;
- вторичные (стеблевые, узловые) корневые отростки формируются на стадии кущения пшеницы. Как правило, от стебля отрастает по два вторичных отростка, обеспечивающих питание боковых побегов. Если в связи с засухой у растений не сформируется мощная корневая система, питательную функцию продолжают выполнять первичные корни.
В случае благоприятных погодных условий первичные корневые отростки не отмирают, а обеспечивают питание главного побега пшеничного кустика. Но основную функцию по добыче влаги и питательных элементов из грунта выполняют именно многочисленные вторичные корни. Поэтому урожайность пшеницы зависит, прежде всего, от мощности узловых отростков.
Основные особенности
Развитие корней пшеницы значительно зависит от внешних факторов. Основные показатели:
- влажность грунта. Установлено, что избыток влаги отрицательно влияет на развитие пшеницы. Поскольку существенно снижаются воздухопроводимость земли, доступ кислорода к корням. Засуха также является негативом – останавливается формирование стеблевых корней. Оптимальный параметр влажности грунта – 60-75 %;
- температура воздуха. Корневая мочковатая система яровых сортов лучше развивается в случае сева при +13-16 °С. У озимых сортов она активно развивается при посеве при температуре +15-20 °С;
- севооборот также играет важную роль. Лучшим предшественником для злаковой культуры является горох или черный пар – в этих случаях наблюдается интенсивное формирование вторичных корней. Нежелательный вариант – посев озимых сортов после кукурузы, поскольку в верхнем почвенном слое сохраняется мало продуктивной влаги.
Также нужно принимать во внимание глубину заделки посевного материала. Оптимальный параметр – глубина 3-4 см. В этом случае интенсивно образуются стеблевые корни, что повышает продуктивность пшеницы. Урожайность снижается при севе зерна на глубину 5-8 см, поскольку замедляется процесс формирования мочковатой корневой системы.
Как растет и развивается корень
Сорта пшеницы подразделяются на яровые и озимые. Поскольку культуры высевают при разных погодных условиях, то можно отметить некоторые особенности формирования корней.
Рекомендуемый период сева озимых сортов пшеницы – конец сентября-первые числа октября. Растения успевают образовать корневую систему, пустить побеги, формируется устойчивость к низким температурам. Как правило, к началу зимы первичные корни углубляются на 90-95 см, а стеблевые разрастаются в почвенном слое толщиной 35-60 см. Как только повышается температура весенними днями, развитие подземной части растения возобновляется, преимущественно за счет вторичных корневых отростков.
При севе яровой пшеницы важным фактором, влияющим на развитие корневой системы, является влажность грунта. Так как узловые корни отрастают позже, то при засушливой весне наблюдается снижение урожайности культуры.
Влияние удобрений
Естественно, что минеральный состав почвы оказывает влияние на развитие, рост растения и является залогом урожайности.
Азотные добавки в большей степени способствуют росту надземной зеленой части растения, чем подземной. Однако отмечается значительный рост корней у пшеницы, выращиваемой на черноземах.
Фосфорные добавки способствуют росту корневой системы. Эту особенность учитывают при севе зерна на площадях с недостаточным уровнем увлажнения. Поскольку развитые корни обеспечивает растения влагой с более глубоких слоев земли. Важно обеспечить питание растений фосфором на ранней стадии развития.
Калийные добавки содействуют росту и развитию боковых корневых отростков. Удобрения вносят в грунт при основной подготовке, смешивая с другими минеральными веществами. Рекомендуется также небольшую часть калийных добавок через некоторое время вносить непосредственно в корневые зоны растений.
Вторичная корневая система у озимой пшеницы
Развитие злаковой культуры зависит от сорта, погоды. Оптимальные условия для сева озимой пшеницы: температурный режим: +14-17 °С, достаточная увлажненность верхнего почвенного слоя. В этом случае стеблевые корни активно и полноценно развиваются вглубь и в стороны, поскольку снабжены влагой и питательными веществами. При похолодании развитие стеблевых отростков замедляется. Прекращается рост корней при снижении температуры до +2 °С.
Засушливой осенью развитие вторичных корней тормозится. При отсутствии дождей наблюдается отсутствие кущения пшеницы. Весной скорость формирования корневой системы замедляется. При этом в разные периоды вегетации наблюдается отличие в развитии корневой системы по горизонтальным слоям грунта.
На этапе выхода пшеницы в трубку основная часть корней – 55-60 %, сосредоточена в верхнем почвенном слое (глубина – до 20 см). Примерно 30 % корневой массы развивается на уровне 25-40 см. В фазе цветения масса корневой системы в верхнем слое грунта сокращается до 40-45 % и увеличивается в почвенном горизонте, находящемся на уровне 45-80 см.
Нельзя недооценивать влияние степени развития корневой системы пшеницы на рост надземной части, урожайность. Нужно учитывать воздействие внешних факторов на деятельность корней. Регулированием формирования корневой системы удается повысить продуктивность злаковой культуры.
Окончил Херсонский экономико-правовой институт. С 2008 года занимается выращиванием ягод и саженцев малины, клубники и ежевики. Сейчас владелец небольшого питомника "Заречье Плант".
7446 Семеноводство и гибридизация
Вторичная корневая система зерновых
Все говорят, что чтобы получить максимальный урожай, озимые должны с осени раскуститься, и иметь оптимальный стеблестой для максимального фотосинтеза. Но мы не всегда обращаем внимание на то, что происходит с корнями, будет ли растениям чем поглощать и усваивать. И сегодня мы поговорим о вторичной корневой системе.
В последние годы агрономы заметили – на начальных фазах вегетации озимых погодные условия часто были стрессовыми при засушливой погоде. Это спровоцировало неравномерные всходы. Где-то растение уже кустится, а в другом месте на поле только начинает прорастать. Таким образом зимовать этой культуре будет трудно, в отличие от той, что сеялась при оптимальных условиях.
Иногда мы излишне заботимся об интенсивности вегетации, забывая о том “что в земле” – о корнях растения. Растение – сложный слаженный механизм, части которого существовать отдельно не могут.
Вместе с элементами питания вода транспортируется по стеблю культуры от корней к листьям, а затем, вместе с продуктами фотосинтеза – назад, к корням.
Основной массой питательных элементов культуру обеспечивает вторичная корневая система, ведь ею из почвы поглощается больше минеральных веществ и воды.
Когда пшеницу озимую высевают в оптимальные сроки, то к началу зимы первичные корни способны проникать вглубь на 1 м, а вторичные – на 30-60 см. С восстановлением весенней вегетации рост корневой системы тоже возобновляется и продолжается до фазы восковой спелости.
Какие же факторы влияют на развитие вторичной корневой системы?
Прежде всего – это влажность. При ее недостатке рост корней или значительно тормозится, или они не образуются совсем. Лучшие условия для развития – когда влажность субстрата составляет 60-70% полной влагоемкости. Не менее важным для развития корней является температура окружающей среды, и соответственно, самой почвы.
Предшественник также играет важную роль в формировании вторичных корней. Установлено, что наименьший прирост вторичной системы был при посеве озимой пшеницы после кукурузы на силос и после стерневого предшественника. Ведь после них сохраняется наименьший запас продуктивной влаги в полутораметровом слое почвы.
Кроме того, глубина заделки семян – не последнее дело в планировании урожая. Например, оптимальная глубина посева озимых – 3-4 см. Это слой почвы, который достаточно прогревается, создавая хорошие условия для развития корней. А вот на глубине 6-8 см процессы коренетворення могут тормозиться.
Ну и как же без основной тройки удобрений? Азот, фосфор и калий – стимулируют развитие вторичной корневой системы, особенно в осенний период. В первую очередь внесение азота влияет на физиологическую активность корней, формирование надземной массы, хорошего стеблестоя. А вот фосфор и калий напрямую влияют на корнеобразование , в большей степени, чем на развитие надземной массы.
В последние годы осенние и весенние засухи создают экстремальные условия для развития озимых в начальные фазы вегетации. Низкое содержание продуктивной влаги в период посева озимой пшеницы приводит к задержке прорастания семян. В таком случае посевы имеют пестрый вид: рядом с растениями в начальной стадии кущения есть места, где семена только прорастают. Такие посевы не всегда удачно зимуют, поэтому их урожайность уступает озимым, сев которых проводили при оптимальных условиях.
Корневая система озимой пшеницы и других злаков состоит из первичных (зародышевых) корней, образующихся в эмбриональном гипокотеле семян, находящегося в стадии прорастания, и стеблевых (вторичных, узловых), развивающиеся из узлов кущения. Количество первичных корней у пшеницы колеблется в пределах трех-шести (в среднем - пять, их количество зависит от сортовых особенностей). Касательно всей корневой системы на первичные корни приходится 1-14%. На начальных этапах вегетации растения пшеницы питаются только с их помощью. Во время кущения от каждого нового стебля обычно отрастает по два вторичных корешка. Эти корни обеспечивают питание боковых побегов растений. По сути, интенсивность образования вторичных корней и кущения растений тесно связаны между собой. Роль первичных корней в этот период несколько снижается, однако они не отмирают, а функционируют до конца вегетации и обеспечивают питание главного побега. В случае, если растение не образовало вторичных корней (из-за засухи), они берут на себя основную функцию питания. Однако основная масса воды и минеральных веществ при нормальных условиях вегетации поглощается именно вторичными корнями, поэтому будущая производительность посева больше всего зависит именно от них.
Когда пшеницу озимую высевают в оптимальные сроки, то к началу зимы первичные корни способны проникать вглубь до 1 м, а вторичные - на 30-60 см. С восстановлением весенней вегетации рост корневой системы возобновляется и продолжается до фазы восковой спелости. Наиболее интенсивно растет корневая система (до 2,5 см / сут) в период осенней вегетации. Весной скорость корневого нарастания постепенно спадает: так, в фазе колошения она не превышает 1-1,5 см / сутки. В разные периоды органогенеза растений пшеницы распределение корней грунтовыми горизонтами также неодинаково. Так, в период выхода культуры в трубку основная масса корней (до 60%) размещена на глубине до 20 см, в горизонте 20-40 см содержится 25-30%, 40-60 см - 6%, 60-80 см - 3% , 80-100 см - 2% корней растения. В период цветения пшеницы относительное их количество в горизонте 0-40 см уменьшается до 50%, а в горизонте 40-80 см увеличивается до 45%. В более глубоких слоях почвы также несколько увеличивается количество корней.
Интенсивность развития первичной и вторичной корневой системы зависит от ряда факторов. Установлено, что на переувлажненных почвах вследствие нарушения газообмена первичные и вторичные корни развиваются слабо и лишь в поверхностных слоях почвы. При низкой влажности тормозится развитие вторичных корней, а в случае значительного дефицита влаги они вообще не образуются. Лучше растут вторичные корни, когда влажность субстрата составляет 60-70% полной влагоемкости. При низкой влажности почвы общая масса корней уменьшается, но в пересчете ко всей массе растений их доля увеличивается. При таких условиях корневая система глубже проникает в почву.
На интенсивность развития корневой системы также оказывает влияние температура. Ее снижение интенсивнее тормозит рост надземной части, чем корней.
В значительной степени развитие вторичной корневой системы пшеницы озимой зависит от предшественника. Установлено, что наименьший прирост вторичной корневой системы был при посеве озимой пшеницы после кукурузы на силос и после стерневого предшественника. Также известно, что после этих предшественников на время сева пшеницы сохраняется наименьший запас продуктивной влаги в полутораметровом слое почвы. При размещении озимых после черного пара или гороха прирост вторичных корней происходил значительно интенсивнее.
Существенное влияние на интенсивность образования вторичных корней производит глубина заделки семян. Известно, что посев озимых в оптимальные сроки на глубину 3-4 см способствует формированию большого количества вторичных корней и продуктивного стеблестоя. При высеве на большую глубину - 6-8 см - процессы корнеобразования тормозятся. Это объясняется тем, что при оптимальных сроках сева на небольшую глубину, почва лучше прогревается, а достаточное количество влаги создает благоприятные условия для формирования вторичной корневой системы.
Во время роста корни проявляют положительный хемотропизм, то есть быстрее растут там, где есть высокая концентрация минеральных элементов. На развитие вторичных корней наибольшее влияние оказывает в осенний период фосфор, калий, а также смеси этих удобрений. Азот обеспечивает повышение физиологической активности корней, увеличение надземной массы и производительности пшеницы. Фосфор и калий, в свою очередь, в большей степени способствуют нарастанию массы первичных и вторичных корней, чем надземной части. Применение минеральных удобрений в основное внесение и по фазам вегетации значительно повышает количество образованных вторичных корней на озимой пшенице. Лучше всего они развиваются при подкормке минеральными удобрениями в диапазоне норм использования N60P60K60 - N120P75K75. Внесение фосфора и калия в предпосевную культивацию и строчным способом - при высеве в сочетании с небольшим количеством азота создает оптимальные условия именно для нарастания вторичной корневой системы. Внесение азота в весенние фазы вегетации в большей степени стимулирует рост уже сложившихся вторичных корней.
Кроме NPK, на интенсивность развития вторичной корневой системы влияет наличие достаточного количества микроэлементов. Такие микроэлементы, как бор и молибден, в больших количествах накапливаются в молодых органах пшеницы (побеги, корни), находящихся в стадии активного роста. Благодаря бору улучшается синтез углеводов в листьях и дальнейшее их перемещение к точкам роста корней. При дефиците бора постепенно снижается интенсивность роста верхушек побегов и корней. Наибольшая концентрация молибдена также наблюдается в точках роста - побегах, верхушках корня. Дефицит этого элемента похож на проявление азотного голодания: в частности, значительно тормозится развитие вегетативных органов. Для стимуляции развития вторичной корневой системы целесообразно проводить предпосевную обработку семян борной кислотой (на 1 т семян - 300-500 г микроудобрения) или бор-магниевым порошком (в количестве 10-20 кг / т семян). Кроме обработки семян, положительные результаты дает внесение в предпосевную культивацию борного суперфосфата. Для обеспечения пшеницы озимой молибденом проводят предпосевную обработку семян молибдата аммония - до 75 г гектарную норму семян или путем внекорневой опрыскивания посевов осенью - 150-300 г молибдата аммония на 1 га посева.
Выводы
Таким образом, для формирования достаточно развитой вторичной корневой системы у растений озимой пшеницы посев культуры целесообразно проводить в оптимальные сроки после лучших предшественников. Развитию вторичных корней способствует не только оптимальный температурный режим и достаточное влагообеспеченности, но и правильное распределение минеральных элементов в течение осени и в весенне-летний период, разрушение почвенной корки, что будет способствовать достаточный аэрации и сохранению продуктивной влаги.
В. Ходаницкий, канд. биол. наук, А. Ходаницкая, канд. сельскохозяйственных наук
Информация для цитирования
Вторичные корни пшеницы озимой и урожай / В. Ходаницкий, А. Ходаницкая // Пропозиція. - 2017. - № 2. - С. 64-65
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.
Читайте также: