Введение. 
Фазы развития зерновых культур

У зерновых злаков принято отмечать следующие фазы развития (фенофазы), связанные с образованием отдельных органов или частей растения (листьев, стеблей, соцветий, плодов): всходы, в том числе фаза 3-го листа; кущение; выход в трубку; колошение, или вымётывание; цветени; созревание (молочная, восковая и полная спелость).

Ф.М. Куперман установила, что в процессе жизни зерновые хлеба проходят 12 этапов органогенеза. Каждый этап характеризуется образованием соответствующих органов, а также своими требованиями к условиям, влияющим на рост этих органов (элементов продуктивности). Началом фазы считают тот момент, когда в неё вступает не менее 10% растений, полным наступлением фазы фазы — когда ее достигли 75% растений в посевах. Этапы органогенеза внешне проявляются через фазы роста.

Для разработки эффективных приемов минерального питания важно знать этапы органогенеза, т. е. образования органов. Было разработано несколько систем для числового наименования стадий роста и развития. Среди этих систем, в России наиболее часто пользуются шкалой Куперман.

зерновой культура органогенез.

ФАЗЫ РАЗВИТИЯ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР

По мере набухания семена начинают прорастать и вступают в фазу всходов: вначале трогаются в рост зародышевые корешки, а затем — стеблевой побег. Прорвав семенную оболочку, стебель появляется возле щитка или под цветковой чешуей и выходит у верхней части зерна, начиная пробиваться на поверхность почвы. Сверху он покрыт тонкой прозрачной пленкой в виде чехлика, называемого колеоптиле — это видоизмененный первичный влагалищный лист растения — предохраняет молодой стебель и первый лист от механических повреждений во время роста их в почве. После выхода на поверхность почвы, под действием солнечного света колеоптиле прекращает рост, разрывается под давлением растущего листа и наружу выходит первый настоящий лист. В момент выхода первого зеленого листа у зерновых культур отмечается фаза всходов.

Через 10 — 14 дней после появления всходов у растений образуется несколько листьев (3 — 4). Всходы пшеницы обычно зеленые, ржи — фиолетово-коричневые, ячменя — сизовато-дымчатые, овса — светло-зеленые, хлебов второй группы — зелёные. Одновременно с ростом листьев развивается корневая система: зародышевые корни разветвляются и проникают в почву на глубину 30 — 35 см, рост стебля и листьев временно приостанавливается, начинается новая фаза развития растений — кущение.

Кущение представляет собой процесс подземного ветвления стебля и образование новых побегов (второго, третьего порядка) из подземных стеблевых узлов. Сначала из них развиваются узловые корни, затем — боковые побеги, которые выходят на поверхность почвы и растут так же, как и главный стебель. Верхний узел главного стебля, где происходит этот процесс, называется узлом кущения. Одновременно формируется вторичная корневая система, которая размещается в основном в поверхностном слое.

Динамика формирования побегов кущения и узловых корней у зерновых культур неодинакова. У ржи и овса кущение и укоренение протекают одновременно с ростом листьев. У ячменя и пшеницы побеги кущения появляются раньше начала укоренения, кущение происходит в период появления 3 листа, а укоренение — 4 — 5 листа. У проса побеги кущения образуются в период появления 5 — 6 листа, у кукурузы — 6 — 7 и у сорго — 7 — 8 листа. Вторичные корни у этих культур начинают развиваться при образовании 3−4 листа. Этим в значительной степени объясняется способность хлебов второй группы лучше переносить недостаток влаги в начальный и (кроме кукурузы) в последующие периоды роста и развития.

В узле кущения размещаются все части будущего растения, одновременно он служит вместилищем запасных питательных веществ. Отмирание узла кущения приводит к гибели растения. Узел кущения залегает на глубине 2 — 3 см; при более глубоком залегании повышается устойчивость зерновых культур к полеганию, озимые меньше страдают от зимне-весенних пониженных температур.

На глубину залегания узла кущения сильно влияют глубина высева семян, тип почвы, обработка семян, свет, температура и сорт. При недостатке света узел кущения залегает ближе к поверхности почвы, при пониженной температуре, при более глубокой заделке семян и при их обработке ретардантами увеличивается глубина залегания узла кущения. Сорта твердой пшеницы закладывают узел кущения глубже, чем сорта мягкой пшеницы. Наиболее дружное кущение хлебов первой группы идет при температуре 10 — 15 °C. При более высокой температуре период кущения заканчивается быстро, побегов образуется меньше.

С началом роста стебля и формированием генеративных органов растения начинается фаза выхода в трубку. Началом выхода в трубку считают такое состояние растений, когда у поверхности почвы на высоте 3 — 5 см внутри листового влагалища главного стебля легко прощупываются стеблевые узлы. В этот период растению требуется хорошая обеспеченность влагой и элементами питания, так как закладываются генеративные органы и начинается усиленный рост. Эта фаза характеризуется интенсивным развитием корневой системы, к ее концу глубина проникновения корней может достигать 1,5 — 2,5 м.

Стебель растет нижней частью междоузлий (интеркалярный рост). При полегании хлебов они способны подняться за счет роста междоузлий. Заканчивается рост к концу цветения — началу налива зерна. У хлебов первой группы образуется 4 — 7 междоузлий, кукурузы и сорго — 16 — 20.

Колошение, или выметывание, характеризуется появлением соцветия из влагалища верхнего листа. Первыми появляются соцветия на главных побегах, через 2 — 3 дня на боковых.

В этой фазе усиленно растут листья, стебли и формируется колос (или метелка). Растения предъявляют повышенные требования к условиям произрастания. Недостаток влаги в почве, сухая и жаркая погода в этот период приводят к нарушению формирования генеративных органов и образованию в колосе большого числа недоразвитых и стерильных цветков.

Цветение у зерновых культур наступает во время или вскоре после колошения. Так, у ячменя цветение проходит еще до полного колошения, у пшеницы — через 2 — 3 дня, у ржи — через 8 — 10 дней после колошения.

По способу опыления зерновые хлеба делятся на самоопыляющиеся (пшеница, ячмень, овес, просо, рис) и перекрестноопыляющиеся (рожь, гречиха, кукуруза, сорго). Растения-самоопылители опыляются преимущественно при закрытых цветках своей пыльцой. У пшеницы иногда (в жаркую погоду) цветки раскрываются и может происходить перекрестное (спонтанное) опыление. Перекрестноопыляющиеся — опыляются при открытых цветах ветром.

Фаза спелости делится на три периода: формирование, налив и созревание. Формирование семян — период от образования до достижения окончательной длины зерна. К концу периода заканчивается дифференциация зародыша, содержимое зерна из водянистого превращается в молочное, в эндосперме появляются крахмальные зерна, цвет оболочки из белого переходит в зеленый. Продолжительность периода 5 — 8 дней, в зерне много воды и мало сухого вещества.

Налив — период от начала отложения крахмала в эндосперме до прекращения этого процесса. Влажность зерна снижается до 37 — 40%, продолжительность периода 20 — 25 дней. Период налива делят на четыре фазы: 1) фаза водянистого состояния — сухое вещество составляет 2 — 6%, продолжительность 6 дней; 2) фаза предмолочная — сухого вещества до 10%, продолжительность 6 — 7 дней; 3) фаза молочного состояния — зерно содержит белую молокообразную жидкость, содержание сухого вещества — 50%, продолжительность 7 — 15 дней; 4) фаза тестообразного состояния — сухого вещества 85 — 90%, продолжительность — 4 — 5 дней.

Созревание начинается с прекращения поступления пластических веществ. Влажность зерна снижается до 12 — 18 и даже до 8%. Зерно созрело и пригодно для посевных, технических и хозяйственных целей, но развитие семени еще не закончено.

Период созревания делят на две фазы:

• · восковой спелости — эндосперм упругий, оболочка зерна приобретает желтый цвет. Влажность снижается до 30%. Длительность фазы 3 — 6 дней. В этой фазе приступают к двухфазной (раздельной) уборке;
• · твердой спелости — эндосперм твердый, на изломе мучнистый или стекловидный, оболочка плотная, кожистая, окраска типичная. Влажность в зависимости от зоны 8 — 22%. Продолжительность фазы 3 — 5 дней. В этой фазе протекают сложные биохимические процессы, после чего появляется новое свойство семени — нормальная всхожесть.

Поэтому дополнительно выделяют еще два периода: послеуборочное дозревание (заканчивается синтез высокомолекулярных белковых соединений, углеводов) и полная спелость (начинается с момента, когда всхожесть семян достигает максимальной и они готовы начать новый цикл).