ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.2 Биологические особенности культуры
Пшеница (Triticum) насчитывает 22 вида. Triticum aestivum L. является одним из крупнейших и древнейших видов культурных растений, среда обитания которого простирается почти на всех материках, что указывает на обширность данного вида. Высота однолетнего травянистого растения может составлять от 60 до 180 см. Для него характерна мочковатая корневая система. Мощность корневой системы и глубина её проникновения в почву оказывает непосредственное влияние на урожай пшеницы. Выделяют три вида корней: зародышевые, колеоптильные и узловые. Зародышевые корни возникают из семени, а колеоптильные - из колеоптильного подземного узла (колеоптиль - это первый лист, появляющийся после семядоли). Совместно они организуют первичную корневую систему, прорастающую на предельную глубину, но относительно слабо ветвляющуюся в верхних слоях почвы. Вторичные (узловые, или стеблевые) корни развиваются через 12-18 суток после всходов, в период кущения. Узловые корни формируются из подземных сближенных узлов на главном и боковых побегах и размещаются в верхних слоях почвы. Обычно в благоприятные годы питание растения в основном осуществляется благодаря узловым корням, а в засушливые периоды эти корни плохо развиваются или совсем не прорастают. Растение обогащается водой и минеральными веществами лишь благодаря первичной корневой системе. Зону кущения (узел кущения) образуется подземными сближенными узлами. В этом месте образуются боковые побеги. Чем меньше глубина залегания узла кущения, тем интенсивнее кущение естественно в условиях достаточной влажности, но влияние засухи тоже будет сильнее.
Стебель полый или заполнен рыхлой паренхимной тканью. Он состоит из узлов и междоузлий. Главные составляющие листа - влагалище, охватывающее стебель, и линейная листовая пластинка. В месте отгиба листовой пластинки есть язычок (лигула). Язычок служит защитой внутренней части влагалища от капель дождя (имеются и формы без язычка). Нижняя часть влагалища крепится к основанию стеблевого узла, тем самым образуя листовой узел.
Соцветием является сложный колос. Он составляется из колосового стержня и колосков, сидячих на его выступах. Всякий колосок насчитывает по две колосковых чешуи и 3-4 цветка. Число развитых цветков в колоске доходит до 5-6. Самые развитые колоски находятся чуть ниже середины колоса. На конце колоса, как правило, есть 1-2 недоразвитые колоски. Наиболее прогрессивными цветками в колоске являются первый и второй. Верхние цветки не развивают зерна, так как являются недоразвитыми. Цветковые чешуи цветка делятся на два вида - наружная и внутренняя. Рассмотрев строение цветка, также можно заметить пестик с 2-мя тычинками и лодикулы, то есть две тонкие пленки у основании завязи. Во время цветения лодикулы набухают, раздвигая наружную и внутреннюю чешуи. После чего развивается плод, а именно - зерновка.
Тысяча зёрен может достигать массы в промежутке от 20 до 70 грамм. Две плодовые и две семенные оболочки составляют зерновку. В плоде расположены зародыш и хохолок. Эндосперм заполняет значительную область и снабжает питательными веществами зародыш. По мере прорастания вещества эндосперма активно потребляются, вследствие чего остается одна оболочка плода. Выделяются 2 слоя эндосперма - наружный (алейроновый) и внутренний (мучнистая часть зерна). Наружный слой составляет приблизительно 6% от общего веса плода и располагается под его оболочкой. Мучнистая, или как её ещё называют крахмалистая, часть находится под алейроновым слоем. Она заполняет 80-90 % плода. Бо?льший объём зерна приходится на белок и крахмал. В нижней, наиболее широкой части зерна располагается зародыш, составляющий всего 2% от всего веса. Щиток разделяет эндосперм и зародыш.
1.3 Строение зерновки пшеницы
Особенность, свойственная семенам данной группы, – наличие бороздки у плода. У зерновок есть основание и вершина. Место, где расположен зародыш – это основание. А противоположную основанию часть именуют вершиной. Та сторона, где находится зародыш, называется спинкой, а противоположная ей сторона – брюшком. Бороздка располагается на брюшке. Бороздка, то есть место соединения стенок плодолистиков, лежит вдоль зерновки, в центре брюшка. Поперечное сечение ее свойственно для различных сортов и в комплексе с другими признаками предопределять вид, а в кое-каких случаях и сорт.
Рисунок 1. Морфологическая и размерная характеристика зерновки пшеницы: А – вид со стороны зародыша; Б – вид со стороны спинки: 1 – хохолок, 2 – спинная сторона, 3 – зародыш, 4 – брюшная сторона, 5 – бороздка; а – длина зерновки, в – ширина зерновки [21].
По морфологическим признакам зерновки пшеницы, как правило, голые, реже наблюдается пленчатость (полба), не срощены с цветковыми чешуями, форма продолговатая. Поверхность зерновки гладкая, бороздка широкая, есть хохолок (иногда слабо заметен). Имеет различные цвета: белая, янтарно-желтая, коричнево-красная и другие.
Следует отметить, что от глубины бороздки в зерновке зависят мукомольные свойства, проявляющиеся в процессе переработки зерна в муку. С увеличением глубины залегания бороздки выход и качество крупки и муки в целом снижаются.
1. 4 Закономерности индивидуального развития пшеницы
Стадии онтогенеза пшеницы проходят в следующем порядке: сначала идет фаза набухания и прорастания семян, далее появляются всходы, потом идет кущение, стебель формируется в трубку, колошение, цветение и оплодотворение, формируется зерно, которое в свою очередь проходит три эта спелости.
Оптимальными условиями для прорастания зерна в поле являются таковыми: температура почвы должна достигать 12-150С при влажности 18-25% в совокупности.
Фаза появления всходов характеризуется выходом на поверхность зеленого листа. Это начинается на 7-8-ой день при температуре посевного слоя почвы 12-150С, в это время растением усваиваются углекислоты и синтезируются органические вещества. После появления первого нормального листа выходит второй и за ним третий, при образовании всех трех листов, растение замедляет рост в высоту, а рост корней ускорятся. В это время формируются узлы на стеблевом побеге, из них образуются вторичные корни и новые побеги[17].
Кущение начинается после развертывания третьего, а иногда четвертого листьев. После появления вторичной корневой системы формируются боковые побеги. Узел кущения располагается на глубине 1-2 см почвы. У яровой пшеницы слабая кустистость. Число стеблей на одном растении определяют общую кустистость, колосоносные стебли на одном растении - продуктивную кустистость. Общая кустистость обычно бывает равна 3-4, а продуктивная 1,5-2, это оптимальные значения. При хорошеей влажности колос закладывается мощным, тем самым обуславливается высокая урожайность. Кущение может продолжаться от 11 до 26 дней зависимости от условий прорастания [42].
Как только начинается кущение, также начинается развитие стебля с междоузлиями и зачаточного колоса. В этот период ммеждоузлия достаточно коротки, а длина отличается меньшим значение, чем ширина поперечного разреза стебля. Затем в данный период междоузлия начинают активно начинают вытягиваться, тем самым формируя стебель. Зачаточный колос образуется над верхним междоузлием. Развитие трубки определяют с помощью прощупывания первого стеблевого узла [10].
Фаза выхода в трубку протекает 30-36 дней при условиях положительных для роста. Здесь отмечается большое увеличение сухой массы растения, и листья начинают свое формирование [10].
Фаза колошения начинается в момент, когда выходит первый верхний лист, и длится около десяти дней. В это время стебель резко начинает расти, и начинают развитие половые органы. Колошение является решающим этапом в процессе развития пшеницы. Растение переходит на новую ступень в жизни - от образования генеративных и вегетативных органов к плодоношению, благодаря чему измеряется степень урожайности. В периоды выхода пшеницы в трубку и колошения вегетативная масса растения интенсивно увеличивается. Развитие стебля, колоса и листьев завершается с наступлением цветения. Прирост сырой массы наиболее высок в фазу колошения, а сухая масса достигает своего предела в период полной восковой спелости.
Цвести пшеница начинает спустя 3-5 дней после колошения, если условия благоприятны. A в прохладное время — через 8-10 дней. Максимумы цветения можно наблюдать утром с 7 до 11 и вечером в период с 17 до 22 часов.
Фаза цвeтeния начинается при раскрывании цвeтков в средней части колоса. Под давлением набухших лодикул цветки раcкрываются. К данному времени рыльца разрастаются в стороны, они готовы для восприимчивости пыльцы. Тычиночные нити становятся длиннее, зелёные пыльники желтеют, трескаются и осыпают созревшей пыльцой рыльце собственного цветка. По большей части, первыми начинают цветение нижние цветки cрединных колосков. Известны три типа цветения — открытое, закрытое и промежуточное.
Оплодот?ворение проходит соответственним путем: при попадании пыльцы на влаж?ное клейкое рыл?ьце она набу?хает и чер?ез 1-2 часа прора?стает. Из пыльц?евого зернышка вырас?тает тонкая ни?ть. Она направляясь в полость завязи, доходит до семявхода и через него просачивается к зародышевому мешку. Её оболочка разрушается, одна из двух, содержащихся в пыльцевой трубочке, мужских гамет (спермий) оплодотворяет с яйцеклетку, образуя зародыш. Другая гамета сливается с центральным ядром зародышевого мешка и тем самым дает начало эндосперму. Опыление продолжается 4-5 дней. На время опыления растение пшеницы переживает второй стрессовый этап по отношению к влаге.
