Яровизация озимой пшеницы что такое
Для того, чтобы семена давали хорошие всходы, перед посевом рекомендуется их обрабатывать. Способов предпосевной подготовки семян ныне существует немало (калибровка, закалка, дезинфекция, стратификация и т. д.), и одним из них как раз и является яровизация. Что же это такое, в чем состоит суть яровизации и какую пользу она может принести семенам и будущему урожаю?
Знакомьтесь – яровизация!
Яровизацией называется мероприятие, направленное на побуждение семян либо растений к активному росту и развитию посредством кратковременного воздействия низких температур (и хотя температура в данном случае обязательно должна быть достаточно низкой, она неизменно остается положительной). Кстати, в научной литературе яровизацию порой величают и вернализацией.
Отличия от закалки
От закалки яровизация отличается исключительно температурой. Яровизация всегда проводится только при положительных температурах, в то время как закалка допускается и при отрицательных. А в остальном данные способы предпосевной подготовки семян очень похожи.
Отличия от стратификации
Безусловно, яровизация имеет некоторое сходство и со стратификацией, однако есть между ними и определенные отличия. Стратификация – это довольно длительный процесс, при котором активно используются самые разнообразные температурные диапазоны. Яровизация же занимает относительно немного времени и может проводиться лишь при положительных температурах.
Еще одно отличие заключается в том, что яровизация может проводиться как в отношении семян, так и в отношении растений (если хочется, чтобы они поскорее зацвели и т. д.), стратификация же охватывает только семена.
С чем еще можно спутать яровизацию?
Как это ни странно, данный способ предпосевной подготовки семян путают не только с охлаждением, но еще и с прогреванием. По крайней мере, такая путаница нередко встречается в статьях, повествующих о предпосевной подготовке нашего второго хлеба – картофеля.
Конечно, и охлаждение, и прогревание имеют общую цель – дать семенам либо растениям хорошую температурную встряску, вот только температуры в данном случае сильно отличаются.
Как проводить яровизацию?
Сначала заранее подготовленные семена замачивают в воде комнатной температуры, а как только они станут набухать, их сразу же помещают в холодильник. При этом время их нахождения в холодильнике может сильно варьироваться: если сельдерею или хризантеме вполне хватит однодневной либо двухдневной выдержки, то семена лука, петрушки и морковки придется продержать в холодильнике значительно дольше – от десяти до пятнадцати дней.
Можно провести яровизацию и по-другому: смоченные в воде и начавшие прорастать семена репчатого лука, сельдерея, петрушки или морковки рассыпают слоем в три-пять сантиметров и выдерживают на льду при температуре от нуля до одного градуса. Каждые пару-тройку дней их обязательно перемешивают, а непосредственно перед посевом немного подсушивают.
Самыми оптимальными сроками яровизации до момента посева семян считаются: для сельдерея – за 20 – 24 дня, петрушки – за 18 – 22 дня, а для лука с морковкой – за 15 – 20 дней.
Важно не забывать и о том, что все предназначенные для яровизации семена обязательно должны быть очищены от примесей любых иных культур и от сора, а также от больных, слишком мелких, щуплых и битых экземпляров. А заготавливать их необходимо только от здоровых культур, отличающихся высокой урожайностью. Только в этом случае можно будет добиться наилучших результатов.
Яровые и озимые. Вопросы бывшего студента, оставшиеся без ответа
Споры вокруг колоритной фигуры Трофима Денисовича Лысенко не утихают уже несколько десятилетий. Одни считают его шарлатаном и лжеученым, погубившим всю советскую биологию, другие обращают внимание на многочисленные предложеные им агротехнические приемы, нашедшие широкое применение в практике. Почему этот человек так волнует русскоязычную, и не только, общественность даже теперь, спустя несколько десятилетий после его смерти?
А, все дело в том, что с именем Лысенко связаны некоторые животрепещущие вопросы, далеко выходящие за рамки биологии и сельского хозяйства. Так уж вышло исторически, что дело академика Лысенко в эпоху перестройки и последующих за ней «реформ», путем активной пропаганды сделали примером, якобы демонситрирующим «нежизненность» советского строя. Дескать советская система закономерно порождает таких «мутантов» как Лысенко и губит настоящих ученых, тем самым только усугубляя свою отсталость.
В наше время это противоречие обрело материальную основу, которой не было никогда ранее. Огромная часть общества связана с западным миром производственными отношениями и крайне негативно воспринимает все, что не вписывается в западные культурные рамки, начиная от селедки под шубой и заканчивая геополитикой. Наверное противоречие между «почвенниками» и «западниками» даже больше сегодня влияет на политические процессы в «бывшем» СССР, чем спящие до поры классовые противоречия.
Лысенко ругали в свое время очень много, написаны целые романы о борьбе добропорядочных ученых с «лысенковщиной», сняты художественные фильмы.
Однако в последнее время начались робкие попытки его реабилитации и не только со стороны одиозных писателей вроде Ю.Мухина. К примеру, доктор биологических наук Л.А. Животовский издал книгу «Неизвестный Лысенко», где деятельность народного академика разбирается без огульного поливания грязью. Эта книга сразу же вызвала резко негативную реакцию в определенных кругах.
Какой кошмар! Они хотят создать суверенную науку! Это же преступление перед всем прогрессивным человечеством! И почему-то невдомек уважаемому профессору, что конкуренцию с «нормальной наукой» мы проигрываем как раз по той причине, что не способны мыслить и действовать самостоятельно, без оглядки на авторитетное мнение из «нормальных стран». Ведь способность генерировать новые идеи, ставить смелые эксперименты, которые еще никто нигде не ставил, как раз и является основным признаком нормальной науки.
В книге Животовского много интересного написано, но как и в других современных книгах и статьях, касающихся этой темы, как-то обойден стороной главный вопрос. А именно: были ли в действительности Т.Д. Лысенко и его последователями установлены какие-либо факты, которые не вписывались в существовавшие тогда представления о наследственности и изменчивости, но которые можно объяснить с позиции наших сегодняшних знаний? Если нет, если все их опыты были фальсифицированы, как об этом много писали позже, то тут и говорить не о чем. Но если да, если Мичурин, Лысенко, Глущенко, Ремесло и другие действительно могли наблюдать и наблюдали то, о чем писали и говорили, то в этом случае мы должны будем признать, что им принадлежит честь научных открытий. Причем их теоретические ошибки, значимости этих открытий нисколько не могут умалить, поскольку наука всегда опирается прежде всего на факты, установленные экспериментальным путем, и если эти факты не согласуются с теорией, тем хуже для теории.
Для начала давайте договоримся: нас в этом посте не будет интересовать восстановление честного имени почившего академика. Лысенко грешен. Это не оспаривается. Он применял политическую демагогию в научных спорах, может быть даже он накапал на Вавилова, чтобы занять его место. Нас эти вопросы не будут интересовать. Нет никакого смысла также возрождать наивные и неверные теоретические взгляды Лысенко, или, к примеру, так называемый «ламаркизм». Все это давно уже устарело и никому не интересно.
Я не являюсь профессиональным биологом и не могу рассуждать как профессионал. Но в свое время я закончил биологический факультет университета, готовился к карьере научного сотрудника (которая не состоялась по причине действительного разгрома российской биологии рыночными реформаторами, хотя это другая история). Поэтому я считаю, что вполне могу рассуждать как студент, который пытается разобраться. И в этом качестве меня интересует ряд вопросов, связанных с работами Т.Д Лысенко и его последователей, на которые, к сожалению, профессора, ругающие Лысенко на чем свет стоит, не дают вразумительного ответа.
Превращение яровых в озимые и обратно
Центральный постулат мичуринской биологии состоит в том, что управляя условиями среды, человек может менять наследственность живых организмов. Именно этот тезис, отстаиваемый Лысенко, вызвал в 30-е-40-е годы жесткое противодействие со стороны значительной части генетиков. Они основывали свою точку зрения на выводах Моргана, который экспериментируя с дрозофилой, убедительно показал, что наследственные признаки передаются с половыми клетками и не зависят от условий среды. Сейчас любой школьник твердо знает, что «приобретенные признаки не наследуются».
Предоставим слово самому Лысенко (Новые достижения в управлении природой растений, 1940):
Летом на растениях созреют семена. Спрашивается: будут ли эти семена нормальными, обычными, с нормальной озимой наследственностью? Оказывается, нет. У этих семян старая, установившаяся, консервативная наследственность озимости прервана. В этом поколении она не воспроизводилась так, как воспроизводилась во многих предыдущих поколениях.
Посеем зёрна, собранные с растений, которые заканчивали яровизацию в тепле. Новые организмы для яровизации, оказывается, как свидетельствуют опыты, уже не особенно нуждаются в холоде. У них нет уже этой настоятельной потребности в холоде, как у обычных озимых растений. Старое, консервативное наследственное свойство озимости нами ликвидировано за 10—15 дней, то-есть в то время, когда растения предыдущего поколения заканчивали процесс яровизации в условиях весенней температуры.»
Здесь нет никаких экстравагантных теорий. Только результаты опытов. И нам остается либо поверить экспериментатору (что в 1940 году необходимо влекло за собой пересмотр теоретических положений морганизма), либо объявить, что все это он выдумал, чтобы набить себе цену и заморочить голову начальству.
Именно на этих наблюдениях и экспериментальных данных и были выстроены все теоретические положения мичуринской биологии и именно они были основным объектом критики последователей Моргана, которые считали, что никаких направленных изменений наследственности под воздействием среды быть не может, потому, что не может быть никогда. А следовательно не может быть и превращения яровых форм в озимые.
Теперь считается общепризнанным, что Лысенко фальсифицировал результаты своих исследований, и более того, учил фальсификации научных сотрудников, которые находились у него в подчинении. Возможно так и было. Однако кое-какие известные факты не вяжутся с этой версией.
Так при помощи «переделки» в Мироновском институте пшеницы в середине 60-х, был выведен сорт Мироновская 808 до сих пор считающийся шедевром мировой селекции. Причем, как и любой успешный сорт он породил массу сортов-потомков, которые распространены сегодня повсеместно.
Украина до сих пор гордится выведенными по мичуринской технологии сортами пшеницы, несмотря на декоммунизацию.
О том, как велась работа в Мироновском институте можно прочитать в статье академика В.Н. Ремесло и А.В. Коломацкого «Династия мироновских пшениц», опубликованной в ежегоднике Академии наук СССР «Наука и человечество» в 1980 году. Эта статья предназначена не для специалистов, а для широкого круга научной общественности, поэтому написана в достаточно популярной форме. Интересующимся рекомендую прочитать ее целиком.
Я же приведу только одну цитату:
» Какие методы применяются для создания короткостебельных, высокоурожайных сортов?
Прежде всего — усовершенствованный и качественно дополненный метод направленной переделки яровых форм пшеницы в озимые. «
Академик Ремесло неоднократно говорил и писал, что своими успехами он обязан именно мичуринской биологии. Хотя считаться учеником Лысенко в то время было уже не комильфо, как и сегодняшние хвалебные реляции в адрес В.Н. Ремесло (его именем назван Мироновский институт пшеницы) имени Лысенко не упоминают. Однако известны его собственные письма к Т.Д. Лысенко.
Мне удалось собрать некоторые официальные данные об урожайности озимой пшеницы Мироновская 808 по сортоучасткам и колхозам. Это далеко не полные данные. Но мне хочется эти краткие данные выслать Вам… Всё то хорошее, что сейчас высказывается в адрес Мироновской 808 принадлежит не столько мне, сколько Вам. Без мичуринской науки, без разработанной Вами теории и Ваших рекомендаций и советов Мироновской 808 не было бы…»
Как мы должны расценивать все эти факты? Ведь, как известно, научные данные можно фальсифицировать, но полученную хозяйственную выгоду подделать гораздо труднее. Так вот, противники Лысенко все объясняют просто. Оказывается Ремесло мичуринские методы на самом деле не использовал, а применял стандартные в мировой практике методики. А его высказывания в пользу «мичуринской биологии» стоит расценивать как «покровительственную окраску». Так во всяком случае написано в Википедии. Одно не понятно, что заставляло заслуженного академика применять эту самую мимикрию на склоне лет, в 1980 году? Не иначе опасался, что Трофим Денисович и Иосиф Виссарионович на том свете найдут.
В наше время эксперименты по трансформации озимых форм пшеницы в яровые проводились в, например, в Казахстане. Швидченко В.К. из Казахского агротехнического университета, даже зарегистрировал патент на способ такой трансформации. В патенте детально описана технология превращения озимой пшеницы в яровую, то есть тот самый эффект, который является краеугольным камнем «мичуринской биологии». В Казахстане лаборатория Швидченко известна созданием новых сортов диетического картофеля. Необычная окраска клубней некоторых из них привлекла внимание местных СМИ.
Может быть Швидченко тоже лжеученый и подтасовал результаты опытов? Этого я не знаю. Просто привожу ссылку на документ.
Но выше я говорил, что расуждаю здесь с позиции студента. А студент должен прилежно штудировать учебную литературу.
Возьмем учебник. Например, широко известный в РФ, выдерживший ряд изданий, учебник » Сельскохозяйственная биотехнология» Шевелуха В,С. и др., 2008. В нем есть такой интересный раздел, который называется «Культура изолированных клеток и тканей в селекции растений». В этом разделе описывается ничто иное, как целая технология получения различных наследственных форм растений, в том числе и новых сортов, из генетического материала получаемого при культивировании соматических(!) клеток.
Опишем вкратце, что представляет собой эта технология, тем более ее суть довольно проста. Берут отдельные клетки растения и помещают на специально подготовленную питательную среду. При этом они начинают расти и делитья, не образуя специализированных органов и тканей. В реальности это выглядит примерно, как в вышеприведенном видео из лаборатории Швидченко.
Далее, уже из этой массы, снова выделяют отдельные клетки и помещают в другую питательную среду, где из них прорастают маленькие зелененькие растения. Выглядит это так.
Далее эти растения можно уже высаживать в грунт и смотреть, что из этого вышло.
Если рассуждать с позиций морганизма, т.е. с позиций традиционной генетики 30-х годов, и «современной генетики» изучаемой в школе, то совершенно ясно, что все полученные растения, генетически представляют собой точные копии исходного организма, от которого взята первая клетка. Разумеется, если их не просвечивали гамма-лучами и не подверали обработке жескими химикалиями, вызывающими мутации. И конечно же, мы с вами, как прилежные студенты, которые хорошо учились в школе и получили высокий балл на ЕГЭ уверены в этом на все 100%. Потому, что мы точно знаем, что «приобретенные признаки» то есть наследственная информация возникшая при развитии и митотическом делении соматических клеток, никогда не передается потомству. Это основной закон «современной генетики» и только лжеученые вроде Лысенко восставали против него, но потерпели крах. И действительно, описанная технология как раз и нашла первоначальное применение в том, что с помощью нее массово создавались клоны ценных сортов растений, к тому же свободные от различных заболеваний.
Но продолжаем штудировать учебник. И тут надо действовать осторожно, потому, что у слишком уж усердных студентов может легко возникнуть когнитивный диссонанс. Ведь, оказывается, что с этими клонами все далеко не так однозначно, как логически вытекает из «современной генетики». Что они вовсе не одинаковые, а даже вполне себе отличаются генетически. То есть дают линии, четко различающиеся по наследуемым признакам. Правда, для того, чтобы получить разнообразный генетический материал нужно соблюсти ряд условий. Например, выращивать недифференцированную клеточную ткань на питательной среде слишком длительное время. Или воздействовать на нее фитогормонами, или же стрессовыми условиями среды.
Дальше мы узнаем, что при помощи все тех же условий среды, можно не только создавать генетически разнообразный материал для селекции («расшатывать наследственность») но и отбирать соматические клетки, устойчивые к действию тех или иных факторов. То есть грубо говоря, мы можем поместить массу клеток, например в условия низких температур. При этом часть клеток погибнет, но при этом те, которые останутся дают устойчивые к пониженным температурам линии.
Уважаемый профессор, вы любите поминать недобрым словом на лекциях имя Трофима Лысенко, но если то, что описано в учебнике не есть «направленное изменение природы растений под действием среды», то что это тогда?
На самом деле, формула о наследовании или ненаследовании «приобретенных признаков», которая была объектом спора «морганистов» и «мичуринцев» мягко говоря, неадекватна реальным биологическим процессам, а вообще-то попросу бессмысленна. Правильнее ставить вопрос, в какой момент может происходить изменение генетической информации. Возможно ли это только при половом процессе? Или же генетические изменения происходят и при развитии соматических клеток? Могут ли на это влиять фитогормоны («обмен веществ»), температура, наличие различных солей, металлов и т.д? Данные по сомаклональной вариабельности отвечают на последние два вопроса утвердительно и тем самым подтверждают результаты, полученные Лысенко.
Отметим, что речь идет не о каких-то сомнительных экспериментах отдельных «лжеученых», а о практике, распространенной теперь повсеместно, как в б. Советском Союзе, так и за рубежом. Изменение наследственности растений под влиянием условий среды в почве, с общебиологической точки зрения, в сущности ничем не отличается от такого же ее изменения в пробирке. И там и там одни и те же клетки растения. Недифференцированные клетки в пробирке, это в сущности клетки зародыша, который развивается, например, в прорастающем зерне пшеницы.
Но если все так просто, то можно легко проверить лженаучные опыты Лысенко с превращением яровых в озимые. Нужно вырастить культуру клеток пшеницы, поместить в стрессовые условия среды и получить из нее клоны. Но прежде, чем идти в лабораторию, давайте сначала сходим в библиотеку и проверим, может быть кто-то, где-то уже делал подобные опыты?
Так вот, оказывается, что исследования по получению соматических клонов озимой и яровой пшеницы проводились самой Бутенко (ставшей тогда уже академиком) в конце 80-х годов. Вот, что она пишет.
Но извините, профессор, если в пробирке удалось получить озимые формы пшеницы из яровых, почему тогда опыты Лысенко, подтвержденные десятками других авторов до сих пор считаются лженаучными?
Однако, самое интересное на мой взгляд в книге Бутенко не имеет прямого отношения к растениям и их клеткам. Скорее это относится к другой области, к тому, о чем я писал в самом начале. Это «самое интересное» читается между строк.
Бутенко указывает, что, оказывается, именно в нашей стране (в СССР) были получены клоны растений, явно различающиеся между собой генетически. Эксперименты проводились в 1971 году с табаком сорта Трапезунд. Были получены растения, отличающиеся по своим морфофизиологическим свойствам от исходного сорта и значительно различающиеся между собой и потомство они давали соответствующее. То есть в начале 70-х в Советском Союзе уже зарождалась клеточная инженерия, но, однако, не получила развития и того признания, которое заслужила сегодня эта отрасль. Интересно почему?
А теперь, внимание! Цитата из книги Бутенко:
«Общий интерес к возможности получения сомаклональных вариантов возник гораздо позже, после опубликования австралийскими исследователями П. Ларкином и В. Скоукрофтом в 1984 году статьи о сомаклональной изменчивости, как источнике генетического разнообразия в создании новых форм растений. Число работ, выполненных на разных видах экономически важных растений, после этого резко возросло.»
То есть когда в Советском Союзе был получен генетически разнообразный материал из соматических клонов, никто не обратил на это внимание. Всем было плевать. Но зато когда это было сделано на благословенном Западе, все сразу ринулись выращивать культуры клеток и получать из них сомаклоны. Прекрасная иллюстрация того, чем отличается нормальная наука от науки эпигонов и подражателей, в которую превратили советскую биологию борцы с «лысенковщиной».
Тут можно провести такую параллель. В свое время некто Христофор Колумб утверждал, что нашел короткий морской путь в богатую пряностями, драгоценными камнями и другими дорогими товарами Индию. Он много рассказывал о своих открытиях королю и королеве Испании, получил из казны много денег на освоение этого пути и был назначен большим чиновником. Но на деле оказалось, что он открыл всего-навсего несколько островов, населенных первобытными племенами, у которых не было ничего кроме попугаев и небольшого количества золота, которое вообще-то можно было найти и в Испании. Означает ли все это, что Колумб был на самом деле шарлатаном, что его путь вел в тупик, и что Испании не следовало по нему идти, а следовало, подражая португальцам двигаться вокруг Африки?
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.