Обоснование и разработка адаптивной ресурсосберегающей технологии выращивания озимой тритикале

Характеристика периода посев - восковая спелость озимого тритикале Таблица 7

Среднесуточная температура воздуха в период посев - вос­ковая спелость и приведенное в таблице количество осадков обес­печивают нормальный рост и развитие растений озимых форм тритикале.

Полная спелость зерна тритикале характеризуется его не­высокой влажностью (18-20%), когда плодоножка отмирает и зерно теряет связь с материнским растением Это значит, что зер­но приобретает такое состояние, когда можно проводить убор­ку урожая прямым комбайнированием. Сроки наступления пол­ной спелости у зерна тритикале определяются многими факто­рами и причинами.

Среди них немаловажная роль принадлежит почвенно-климатическим условиям, применяемым агротехническим приемам I возделывания тритикале, сортовым особенностям. Полная спе­лость зерна тритикале в условиях Центрально-Черноземной зоны наступает во второй - третьей декадах июля. Самые ранние сро­ки уборки тритикале в отдельные годы при сухой жаркой пого­де наступают 10-15 июля. При прохладной и дождливой погоде в весенне-летний период вегетации растений продолжительность наступления всех фаз удлиняется, задерживается созревание зерна и уборка начинается в первой декаде августа.

Выделение отдельных фаз озимых и яровых тритикале не только позволяет лучше изучить особенности роста и развития растений и их требования к факторам внешней среды в разные периоды жизни, но и дает возможность с наибольшей отдачей использовать применяемую систему агротехники.

Стадии развития. В индивидуальном развитии тритика­ле, как и другие зерновые культуры, проходит несколько стадий, для каждой из которых требуется определенный комплекс усло­вий внешней среды. Под воздействием соответствующего комп­лекса факторов изменяются физиолого-биохимические процес­сы в растении, накапливаются новые качественные изменения, обусловливающие переход растений в новое состояние. В насто­ящее время в онтогенезе озимых и яровых форм тритикале, ко­торые получают все более широкое распространение в произ­водстве, ученые выделяют пять стадий развития. Наиболее об­стоятельно изучены условия, необходимые для прохождения пер­вых двух стадий - яровизации и световой.

Стадия яровизации - это первая стадия развития растений. У озимых форм тритикале при благоприятных условиях стадия яровизации может проходить как в прорастающем семени, так и в зеленом растении, включая фазу кущения. Обязательным условием ее прохождения является наличие ростовых процессов. Для прохождения стадии яровизации требуется комплекс фак­торов внешней среды, который постоянно меняется в зависимо­сти от состояния растений тритикале. Если стадия проходит в прорастающем зерне, то непременными факторами являются температура, вода и кислород. Если стадия яровизации прохо­дит в зеленом растении, то к перечисленным факторам добавля­ются свет и элементы минерального питания. Основная часть сор­тов озимых тритикале интенсивнее проходит стадию яровиза­ции при температуре 0-10° С. Однако качественные изменения более быстрые в период прохождения этой стадии при темпера­туре 0-2°С. Многие исследования показывают, что при благо­приятном сочетании основных факторов внешней среды и соот­ветствующем состоянии растений стадия яровизации у растений тритикале может проходить и при более широком диапазоне тем­ператур (от -6 до 12-14°С). Однако как при отрицательных, так и при положительных температурах выше 10°С накопление новых качественных изменений идет медленно и требует значительно более длительный срок для прохождения стадии яровизации. Продолжительность стадии яровизации зависит не только от комплекса факторов внешней среды и состояния растений, но также и от биологических особенностей. Так, у сортов яровых форм тритикале длина стадии яровизации не превышает 12-15 дней, а у сортов озимых форм для ее завершения требуется 30-60 дней. Наиболее интенсивно накапливаются качественные изме­нения в растениях тритикале, если в период прохождения ими стадии яровизации требуемая температура ежесуточно сохраня­ется не менее 20 ч. Считается, что чем меньшее время в течение суток растения получают оптимальную для яровизации темпе­ратуру, тем более длительный требуется срок для ее прохожде­ния. В настоящее время , на основе достижений генетики, биохи­мии, физиологии, иммунологии и других биологических наук, при использовании камер искусственного климата (фитотронов и др.) получены новые материалы о значении продолжительнос­ти световых дней и спектрального состава света в сочетании с температурным режимом в прохождении стадии яровизации. Используя комплексное воздействие факторов на растения три­тикале, удалось существенно сократить продолжительность стадии яровизации и тем самым значительно уменьшить длитель­ность вегетационного периода.

У озимых форм тритикале в полевых условиях стадия яровизации начинается осенью, как только складывается благопри­ятная температура для ее прохождения, а заканчивается до на­ступления устойчивых заморозков. При поздних сроках посева тритикале в осенний период окончание стадии яровизации со­впадает с началом весенней вегетации растений.

Световая стадия начинается только после окончания стадии яровизации. Для ее прохождения необходимы все факторы внешней среды, которые способствуют нормальному росту и развитию растений ( питательные вещества, вода, воздух, темпе­ратура, свет и др.) . Однако решающим является продолжитель­ность светового дня. Тритикале относится к растениям длинно­го дня. Самые благоприятные условия для накопления качествен­ных изменений в растительном организме создаются при непре­рывном световом дне продолжительностью не менее 14-16 ч. В среднем у озимых сортов тритикале световая стадия длится 20-28 дней. В тех случаях, когда некоторые факторы действуют в недостаточных количествах, продолжительность световой ста­дии может быть значительно большей.

Обычно световая стадия начинается весной, после начала отрастания растений озимых тритикале, и заканчивается к окон­чанию периода кущения - начала выхода в трубку. Наряду с про­должительностью светового дня в полевых условиях одним из определяющих факторов оптимального прохождения световой стадии является температура. Это подтверждается тем, что при понижении температуры до 7-9°С световая стадия у растений три­тикале задерживается. Наиболее интенсивно и в короткие сроки световая стадия проходит при температуре, превышающей 18°С. Очень мало еще изучено влияние на длину световой стадии та­кого фактора, как условия питания растений. Из литературы известно лишь о том, что избыточное азотное питание замедля­ет прохождение световой стадии, а фосфорно-калийное; наобо­рот, ускоряет. После окончания световой стадии растения три­тикале теряют способность реагировать на длину светового дня. Однако если в этот период из спектрального анализа света исключить красные коротковолновые и оранжевые лучи, то задер­живается формирование археспориальной ткани.

Некоторые исследователи (Куперман, 1953; Новиков, 1956 и др.) период повышенных требований растений зерновых куль­тур к наличию в спектральном составе света красных и оранже­вых лучей назвали третьей стадией развития однолетних расте­ний. Она начинается с появления тычиночных бугорков и заканчивается образованием материнских клеток пыльцы. Продолжи­тельность третьей стадии определяется условиями произраста­ния и колеблется от 7-8 до 15-20 дней. Проходит эта стадия в фазу выхода в трубку.

В дальнейшем в своем росте и развитии растения тритика­ле предъявляют повышенные требования к интенсивности осве­щения. Этот период ученые относят к четвертой стадии разви­тия (Новиков, 1963 и др.). В период прохождения четвертой ста­дии идет формирование материнских клеток пыльцы и образо­вание тетрад во всех цветках колоса. Продолжительность этой стадии колеблется от 5 до 12 дней.

Очень слабо изученной у растений зерновых культур явля­ется пятая стадия развития. Она приходится на период от цвете­ния и оплодотворения до созревания зерновки. В литературе имеются сведения о том, что в эту стадию, в период физиолого- биологических процессов, происходящих в растениях, основная роль принадлежит минеральному, особенно фосфорному пита­нию растений.

Этапы ограногенеза

Как свидетельствуют многие иссле­дования, в процессе роста на основе изменений, происходящих в растениях при наступлении новых фаз и стадий развития, фор­мируются новые свойства, качества и органы. Появление новых органов, в свою очередь, является необходимым условием для прохождения последующих стадий развития и роста растений. Растения тритикале, как и других злаковых культур, проходят 12 этапов органогенеза. Каждый из них характеризуется обра­зованием и ростом определенных органов растения (Куперман, 1968, 1982; Павлюк, Шевченко, 1988, и др.), имеет связь со ста­дийным развитием растений и фенологическими фазами, про­ходит при определенных условиях внешней среды.

Первый этап органогенеза (недифференцированный конус нарастания) у растений тритикале начинается сразу же после прорастания зародыша и появления всходов и продолжается обычно до начала кущения. Характерным признаком этого эта­па является формирование недифференцированного конуса на­растания (рис. 1). Размеры его у тритикале могут быть неоди­наковыми в зависимости от сортовых особенностей тритикале и условий произрастания.

  Всходы          Третий лист            Кущение                                                    Выход в трубку

       Рост стебля           Выколашивание                Цветение                         Молочная   Восковая   

                                                                                                                             Спелость  Спелость  

Рис. 1. Фазы развития и этапы органогенеза у злаковых культур (по Ф.М. Куперман)

Второй этап органогенеза (дифференциация зачаточного стебля на узлы и междоузлия) характеризуется формированием вегетативной массы растения. Происходит вытягивание верхней части конуса нарастания и дифференциация стеблевых органов на зачаточные узлы, междоузлия и стеблевые листья. Период прохождения второго этапа совпадает со стадией яровизации. В естественных условиях при нормальных сроках посева растения тритикале в это время обычно находятся в фазе кущения.

Третий этап органогенеза (сегментация нижней части ко­нуса нарастания и формирование зачаточных кроющих листь­ев) отличается удлинением, дифференциацией и ростом в длину конуса нарастания. Происходит закладка сегментов колоса. По времени он совпадает с началом прохождения растениями све­товой стадии, когда они переходят от фазы кущения к фазе вы­хода в трубку. Наиболее благоприятные условия для формиро­вания крупного колоса создаются при температуре воздуха 5-10°С и слабооблачной погоде. При таком соотношении факто­ров внешней среды задерживается прохождение световой стадии, удлиняется период формирования колоса, увеличивается число заложенных сегментов.

Четвертый этап органогенеза (начало формирования колос­ковых бугорков) начинается после окончания световой стадии развития и роста средних междоузлий стебля. Во время его про­хождения формируются органы плодоношения - колосковые бугорки. Первыми начинают дифференцироваться колосковые бугорки, расположенные в средней части колоса. Чем выше тем­пература воздуха, длиннее день и интенсивнее освещенность, тем меньше времени продолжается этот процесс, значительно рань­ше появляются цветковые бугорки.

Пятый этап органогенеза (формирование цветков в колос­ках) характеризуется закладкой колосковых чешуи и началом образования цветков в колосках. Самые благоприятные условия для него создаются при длине дня не менее 13- 15ч., температуре воздуха 15-20°С и достаточном обеспечении влагой и элемента­ми минерального питания. По времени этот этап приходится на фазу развития растений - выхода в трубку. У тритикале оконча­тельно определяется потенциально возможное для данного сор­та число цветков в колосках.

Шестой этап (формирование пыльников и пестиков) совпа­дает с окончанием третьей стадии развития и интенсивным рос­том верхних междоузлий стебля. На этом этапе формируются генеративные органы растений тритикале (тычинки со спороген-ной тканью в пыльниках и пестик с семяпочкой). Наиболее бла­гоприятное влияние на формирование пыльцевых зерен и заро­дышевого мешка оказывают такие факторы, как высокая интен­сивность солнечного освещения, хорошая обеспеченность рас­тений влагой и питательными веществами и относительно невы­сокая температура воздуха (15-17°С).

Седьмой этап органогенеза (формирование половых кле­ток - гаметофита, рост в длину члеников колосового стержня, покровных органов - колосковых чешуи, цветков) отличается наиболее интенсивным ростом всех вегетативных органов коло­са. У остистых сортов тритикале формируются ости, на колосо­вых и цветковых чешуях развивается опушение. Одновременно продолжается рост тычиночных нитей и столбика пестика. За­вершается образование органов плодоношения. По времени этот этап органогенеза совпадает с началом выколашивания и про­хождения растениями четвертой стадии развития. Наиболее благоприятными для седьмого этапа являются повышенная темпе­ратура воздуха, усиленное азотное питание растений, достаточ­ная обеспеченность влагой и наличие рассеянного света.

Восьмой этап органогенеза (выколашивание) совпадает с завершением четвертой стадии развития растений и полным вы-колашиванием главных боковых побегов. Одновременно с рос­том стебля и колоса в длину заканчивается формирование всех органов соцветия и цветка на основных и боковых побегах. Этот этап происходит в фазу колошения.

Девятый этап (цветение, оплодотворение, образование зи­готы) характеризуется тем, что после двойного оплодотворения начинается новый этап в жизни растений тритикале - формиро­вание плода. В это время рост вегетативных органов полностью прекращается. Интенсивное прохождение девятого этапа и бо­лее полное оплодотворение происходят при температуре возду­ха не более 20-25°С и наличии достаточного количества влаги в почве в сочетании с повышенной относительной влажностью воздуха.