Фазы роста и развития зерновых культур и их характеристика

В процессе индивидуального роста и развития зерновые культуры проходят ряд фенологических фаз и этапов органогенеза, каждый из которых характеризуется образованием новых органов и определенными внешними морфологическими признаками.

В течение вегетации у зерновых культур отмечают следующие фазы роста и развития: всходы, кущение, выход в трубку, колошение (или выметывание), цветение, налив и созревание. Началом фазы считают день, когда в нее вступает не менее 10 % растений; полная фаза отмечается при наличии соответствующих признаков у 75 % растений. У озимых культур первые два этапа органогенеза и две фазы при благоприятных условиях протекают осенью, остальные — весной и летом следующего года; у яровых — весной и летом в год посева.

Всходы — первая фаза роста и развития. По мере набухания семена начинают прорастать. Вначале трогаются в рост зародышевые корешки, а затем — стеблевой побег. Прорвав семенную оболочку у голозерных хлебов, стебель появляется возле щитка, у пленчатых культур он проходит под цветковой чешуей и выходит у верхней части зерна, начиная пробиваться на поверхность почвы. Сверху он покрыт тонкой прозрачной пленкой в виде чехлика, называемого колеоптилем (coleoptile). Колеоптиль — видоизмененный первичный влагалищный лист растения — предохраняет молодой стебель и первый лист от механических повреждений во время их роста в почве. Как только стебелек выйдет на поверхность почвы, под действием солнечного света колеоптиль прекращает рост и под давлением растущего листа разрывается, 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 (чаще 3, реже 4). Одновременно с их ростом развивается корневая система. Ко времени образования 3...4 листьев 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 —это образование побегов 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, который расположен на глубине 1...3 см от поверхности почвы, где происходит этот процесс, называют узлом кущения. Узел кущения — важный орган, его повреждение приводит к ослаблению роста или гибели растения. Одновременно с образованием боковых побегов формируется вторичная (узловая) корневая система, которая размещается в основном в поверхностном слое.

Выход в трубку характеризуется началом роста стебля и формированием генеративных органов растения. Началом выхода в трубку считают такое состояние растений, когда над поверхностью почвы на высоте 3...5 см внутри листового влагалища главного стебля легко прощупываются стеблевые узлы — бугорки. В этот период растению требуется хорошая обеспеченность влагой и элементами питания, так как закладываются генеративные органы и начинается усиленный рост.

Рост стебля начинается с удлинения нижнего междоузлия, расположенного непосредственно над узлом кущения. Интенсивный рост первого междоузлия продолжается 5...7 дней, затем рост замедляется и заканчивается на 10... 15-й день. Почти одновременно начинает расти второе междоузлие. После приостановки его роста удлиняются третье и последующие междоузлия. Каждое междоузлие растет своей нижней частью. Заканчивается рост междоузлий к концу цветения — началу налива зерна.

В фазе выхода в трубку интенсивно нарастает ассимилирующая поверхность. Площадь листьев увеличивается на протяжении всей фазы выхода в трубку, достигая максимума в фазе колошения или цветения. На нормально развитых посевах зерновых культур площадь листьев в этой фазе достигает 30...40 тыс. м²/га, ФП— 2,0...2,5 млн м²·дни/га, накапливается до 50...60% сухого вещества от общей массы за весь период вегетации. Эта фаза характеризуется интенсивным развитием корневой системы, к ее концу глубина проникновения корней в почву может достигать 1,5...2,5м.

Колошение, или выметывание, характеризуется появлением соцветия из влагалища верхнего листа. Первыми появляются соцветия на главных побегах, через 2...3 дня —на боковых. По сроку наступления этой фазы надежнее всего можно определить скороспелость сортов.

В этой фазе усиленно растут листья, стебли и формируется колос (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 (выметывания). Так, у ячменя цветение проходит еще до полного колошения, когда колос не вышел из влагалища листа; у пшеницы — через 2...3 дня, у ржи — через 8... 10 дней, у тритикале — через 7... 12 дней после колошения.

По способу опыления зерновые хлеба делят на самоопыляющиеся (пшеница, ячмень, тритикале, овес, просо, рис) и перекрестноопыляющиеся (рожь, гречиха, кукуруза, сорго). Растения-самоопылители опыляются преимущественно при закрытых цветках своей пыльцой.

У колосовых культур (пшеница, рожь, тритикале, ячмень) цветение начинается со средней части колоса, у метельчатых (овес, просо, сорго) — с верхней части метелки.

Спелость наступает вслед за цветением. Процесс образования зерна у хлебов Н.Н. Кулешов делит на три периода: формирование, налив и созревание. И.Г. Строна разделил первый период на два: образование и формирование семян. Образование семян — период от оплодотворения до появления точки роста, семя способно дать слабый росток, масса 1000 семян 1 г, продолжительность периода 7...9 дней.

Формирование семян продолжается 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. Влажность зерна 65...80%, масса 1000 семян 8...12 г, продолжительность периода 5...8 дней.

Налив — период от начала отложения крахмала в эндосперме до прекращения этого процесса. Влажность зерна снижается до 37...40 %, продолжительность периода 20...25 дней.