1. Краткая характеристика жизненного цикла пшеницы. Физиология прорастания семян, рост и развитие проростка
 Скачать 96.12 Kb.
|
|
ПШЕНИЦА 1. Краткая характеристика жизненного цикла пшеницы . 2.Физиология прорастания семян, рост и развитие проростка. 3. Строение, рост и ярусная изменчивость листьев, междоузлий. 4. Фотосинтез пшеницы. 5. Дыхание пшеницы. 6. Минеральное питание пшеницы. 7. Водообмен пшеницы. 8. Урожай и качество зерна. 9. Физиологическая устойчивость пшеницы (морозоустойчивость ,холодоустойчивость, жароустойчивость, зимостойкость ). 1. Краткая характеристика жизненного цикла пшеницы. Стебель-соломина ,разделённая на узлы и междоузлия. Плод зерновка. Это однолетний злак с мочковатой корневой системой. Листья состоят из влагалища и листовой пластинки. Это однолетнее монокарпическое растение по продолжительности жизненного цикла делится на озимые и яровые ,полуозимые и двуручки . Онтогенез состоит из двух периодов: вегетативный (корень, стебель, лист ) и генеративный ( колос, колоски, цветки, зерновка, семена). Выделяют следующие фенофазы:набухание семян, прорастание, всходы, появление третьего листа, кущение, выход в трубку, стеблевание, колошение, цветение, молочная, восковая и полная спелость . В ходе онтогенеза у растений пшеницы протекают органообразные процессы ,выделяют 12 этапов органогенеза, по международной шкале bbch выделяется 10 макростадий: первая стадия) прорастания; вторая) рост проростка; третья) кущение; четвёртая) удлинение стебля; 5) трубкование; шестая) колошение ;7) цветение; восьмое) созревания зерна;9) восковая спелость; десятая )созревание. Пшеница растение длинного дня, для развития требует длины дня 16-18 часов. 2. Физиология прорастания семян. В зерновке различают: зародыш расположенный у основания, состоящий из щитка ,почечки и зачаточных бугорков(корешка). В одной зерновке может формироваться 2-3 зародыша. Различают: эндосперм снаружи покрыт алейроновым слоем, сама зерновка покрыта плодовыми оболочками. Оптимальные условия для прорастания зерновок когда они поглощают 47% воды. Оптимальная температура зависит от сорта и влажности, и колеблется в пределах 18- 25 градусов ,минимальная 1-2 градусов. Важное значение для прорастания занимает кислород и после набухания семян активируются ферменты такие как альфа-амилаза, бета- амилаза, Q-фермент. Которые расщепляют крахмал эндосперма, семя активно дышит и формирует органы для прорастания. 3. Строение, рост и ярусная изменчивость листьев. Листья пшеницы разделяют на зародышевые, прикорневые, стеблевые. Все стебли и листья пшеницы закладываются до начала дифференциации колоса. Рост листьев и развертывание листовых пластинок происходит до дружного цветения и оплодотворения. На главном побеге формируется 8-10 листьев, на боковых на 1-3 листа меньше. Общее число листьев до 120 штук. Листья разных ярусов отличаются по анатомическим признакам, нижние имеют меньшее число устьиц, во влажные годы закладывается большее количество устьиц, но меньше количества сосудистых пучков. При благоприятных условиях последние листья образуют наибольшую листовую пластинку. Листовая пластинка расширяется от яруса к ярусу. Содержание хлорофилла у высокопродуктивной пшеницы ( его максимальное содержание в шестом - седьмом листу снизу ) менее продуктивном (только в шестом) . У высокопродуктивных сортов на стадии цветения и оплодотворение продолжается процесс накопления хлорофилла. У менее продуктивных уже фазе колошения содержание хлорофилла не увеличивается. Для продуктивности важное значение имеет увеличение размеров наиболее полезных листьев. 5-6 лист-обеспечивает рост верхних междоузлий и прохождение колошение и цветение; 7-8 лист-формируют зерновку в фазе созревания. Ко время формирования зерна нижние листья до 5-листа -практически бесполезны. Пшеница обладает закономерной последовательностью роста отдельных междоузлий. Длина первого междоузлия при оптимальных условиях составляет 2-4 см. После приостановки роста первого( 5-6 дней) начинается рост 2 междоузлия (6-12 см), затем третьего ( 10 -18 см )и так далее. Средняя скорость роста междоузлий 1-1,5 см в сутки, а после фазы колошения может достигать 5 см в сутки. При дефиците влаги укорачивается. При неблагоприятных условиях в фазу колошения колос может не выйти из влагалища листа наружу. Главный стебель формирует 5-6 междоузлий ,боковые меньше. Негативные явление это полегание, которое чаще всего наблюдается в конце молочной спелости. Различают два вида полегания: прикорневое и стеблевое. Прикорневое происходит при избытке азотного питания, загущённом посеве. Стеблевое полегание связано с недостаточным развитием механических тканей. Чаще всего изгибается второе междоузлие. Основные меры борьбы: оптимальные сроки сева, дробное внесение азотных удобрений, использование ретардантов. 4.Фотосинтез пшеницы. В процессе фотосинтеза принимают участие у пшеницы: листовые пластинки , соломина , листовое влагалище, колос. Условно пшеницу можно отнести к листовому типу, потому что основной вклад в ассимиляцию углекислого газа 57% вносят листья, особенно флаг-лист, затем колос и на последнем месте соломина. 50 -60% фотосинтетической продуктивности приходится на три верхних листа, а после колошения 2/3 всей работы листьев, выполняют только 2 верхних листа. Изменение ЧПФ по фазам развития яровой пшеницы.  К фазе молочной спелости основная роль отводится соломине и колосу. У пшеницы наблюдается 2 максимума интенсивности фотосинтеза: 1) конец выхода в трубку -начало колошения; 2 )цветение-налив зерна. После налива зерна интенсивность фотосинтеза снижается. Фотосинтетические органы отличаются по степени использования ассимилянтов для формирования зерна. Вся продуктивность фотосинтеза колоса попадает в зерновку, в то время как из верхнего листа около 50%, 2 сверху около 20%. Продуктивность у флаг листа концентрируется в зерновке, а второго сверху- и в колосе и в зерновки. Содержание хлорофилла: его максимум отмечается в листовой пластинке фазе колошения- цветения, минимум в фазе кущения .Содержание хлорофилла отмечается в листьях различного яруса. Теоретически возможная продуктивность пшеницы или фотосинтетическая продуктивность составляет 0,68 г /кг углекислого газа. Любые болезни, низкие температуры, снижает интенсивность фотосинтеза. Остистые формы и сорта пшеницы могут давать более высокий урожай в засушливых условиях. При возделывании пшеницы необходимо учитывать :площадь листьев ,время функционирования, хлорофилловый индекс , болезни и вредители. 5.Дыхание пшеницы. Среди всех растений пшеница отличается очень высоким уровнем дыхания. Дыхание листьев в 3-5 раз выше дыхания некоторых зерновых культур. Одна из характеристик дыхания-это дыхательный коэффициент. У пшеницы он может изменяться от < 1до >1.В прорастающих семенах ДК=1. Оптимальная температура для процессов дыхания зерна находится в пределах 50-55 градусов(для зерна влажностью не выше 17%) с повышением влажности температурный оптимум повышается. При повышении температуры возрастает влажность , что сопровождается резким изменением дыхания. Группа ферментов которые активируют кислород в тканях пшеницы относятся к классу оксидоредуктаз. Основную роль выполняют медь и железо протеиды, полифенолоксидаза, аскорбат оксид, каталаза, пероксидаза, цитохромоксидаза. Дыхание пшеницы осуществляется по гликолитическому и пентозофосфатному пути. Важная роль принадлежит гликолизу. Пентозофосфатный путь в начальный период выражен слабо, а к созреванию составляет 1/3 часть. Кета кислоты которые образуются в результате цикла Кребса являются основой для прорастания. Высокоурожайные сорта более интенсивно вторично используют АТФ, чем низко урожайные. Дыхание тесно связано с поглощением питательных веществ и наличием кислорода. Особенности дыхания пшеницы: высокий уровень дыхания, лабильная культура к изменению условий среды, преобладает гликолитический путь дыхания, на последних этапах развития сдвигается в пентозофосфатный цикл. 6.Минеральное питание пшеницы. Пшеница требовательная культура к плодородию почв, выносит за вегетацию 125 кг азота, 76 кг фосфора, 150 кг калия. Особенно интенсивно минеральные элементы поглощаются от фазы кущения до молочной спелости. Для пшеницы необходим высокий уровень фосфора с первых дней прорастания до колошения. Критический период 4-5 недель после всходов. В калии пшеница нуждается до цветения. Наиболее эффективно дробное внесение азота. Чем позднее давали азот тем больше он влияет на качество зерна. Минеральные формы азота аммонийный и нитратный , переводится в органическую форму и подается в наземную часть. При одновременном присутствии аммонийный азот поглощается быстрее. Пшеница требовательна в азоте до молочной спелости. Фосфор поглощается в виде солей ортофосфорной и пирофосфорной кислот. Могут использоваться органические соединения фосфора такие как фитин, нуклеотиды, атф, нуклеиновые кислоты. Но содержание их в почве мало. Для пшеницы необходим высокий уровень фосфорного питания с первых дней прорастания. Разработаны приемы припосевного внесения гранулированного суперфосфата. Калий принимает участие в дыхании, фотосинтезе, образовании сложных органических соединений, активирует ряд ферментов. Все функции пшеницы зависят от обеспеченности калием. Нуждается в калии до цветения. Наибольшая эффективность в повышении урожая зерна и содержании в нём белка достигается при дробном внесение удобрений, когда основное внесение сочетается с подкормками. Для эффективного использования элементов питания необходимо четко использовать фазы развития. Дробное внесение улучшает качество зерна повышая белок. Аминокислотный состав пшеницей меняется в зависимости от формы азота- при нитратном питании возрастает содержание ароматических аминокислот, при аммонийном -цистина и тирозина. Важную роль играют микроэлементы. Наибольший производственный эффект дают медные удобрения, а также прибавку к урожаю . Рекомендуется вносить по 50 г на гектар в фазу конец кущение либо флаг лист. Также на урожай положительно влияют такие микроэлементы как бор, кобальт, молибден. Они повышают устойчивость к неблагоприятным факторам среды, грибным и бактериальным заболеваниям, влияют на процесс фотосинтеза, дыхания, повышают урожай и качество зерна. 7.Водообмен пшеницы. Содержание воды в фазу кущения может достигать 90%. По мере старения растений в листьях, стеблях, и в колосе содержание воды снижается, а в корне сохраняется стабильно. Как и все культуры положительно отзывается на орошение, которое в сочетании с удобрениями дает значительную прибавку к урожаю. Дефицит влаги на четвертом этапе органогенеза( формирование колосовых бугорков -фаза начало выхода в трубку ) резко снижает число колосков в колосе. Критическим периодом является формирование пыльцы (шестой -седьмой этап )и формирование и налив зерна (10-12 этап). Основная роль водообеспеченности принадлежит корневой системе, которая залегает до 1,5 м в глубину и зависит от температуры, длинны дня, микробиологической деятельности, агротехнических мероприятий. Важными моментами в агротехнике являются оптимальные сроки сева, глубина заделки, засухоустойчивость сорта. При снижении аэрации корневой системы, могут накапливаться токсичные продукты анаэробного дыхания. После того как у растений развернулась 2-3 листа, поглощение зависит от транспирации. Пшеница характеризуется высокой интенсивностью транспирации. На 1г надземной массы затрачивается 1,3 г воды. Достаточная обеспеченность элементами минерального питания позволяет снизить транспирационный коэффициент. К концу вегетации интенсивность транспирации резко снижается ,максимальный транспирационный коэффициент приходится на утренние часы. 8.Урожай и качество зерна пшеницы. При выращивании пшеницы первостепенное значение уделяется созданию условий для накопления запасных белков. Среднее содержание белка колеблится от 9 до 18%. А при создании оптимальных условий достигает до 25%. Химический состав зависит от климата, плодородия, агротехники, сортовых особенностей. Наибольший эффективность в повышении белка достигается за счёт дробного внесения удобрений особенно азота. Негативные факторы: 1) истекание зерна-вызывается неблагоприятными факторами внешней среды такими как: обильные осадки, обильные росы, туманы, неблагоприятные температуры. Этот процесс обратимый, и может остановиться при возобновлении благоприятных факторов. Различают два этапа истекания зерна: а)неинфекционный этап-оводненность семян, накопление первичных продуктов синтеза сахаров, нарушение целостности оболочки, когда образуются микротрещины, на поверхности происходит изливание сахаров, что является питательной средой для грибов и бактерий. б)Инфекционный этап -стадия истощения семени пшеницы. На поверхности происходит прорастание грибов и бактерий, затем начинают вырабатываться ферменты, эти ферменты расщепляют запасные вещества. Основная роль в борьбе с истеканием это секционный метод . 2)полегание-прикорневое и стеблевое. Причина прикорневого полегания избыток азотного питания. Стеблевое-недоразвитие механических тканей. 9.Физиологическая устойчивость пшеницы. Морозоустойчивость. Основная причина повреждения от низких температур это механическое повреждение клеток кристаллами льда. Основное защитное действие у растений это образование сахаров, которые снижают точку замерзания. Морозоустойчивость приобретают растения в процессе подготовки их к зиме. Осенью идёт повышенный синтез сахаров в узлах кущения, которые зимой используются как материал для дыхания, при этом снижается температура замерзания. Морозоустойчивые сорта характеризуются большим накоплением сахаров и при гибели листьев зимой эти сахара могут использоваться новыми побегами весной . В условиях оттепелей количество сахаров резко уменьшается. Морозоустойчивые сорта более экономично расходует сахара при перезимовке. Во время прохождения 2 фазы закалки растения пшеницы приобретают морозоустойчивость и способны переносить температуру без повреждения доминус 20 минус 25 градусов. Наибольшей морозоустойчивостью у пшеницы обладает узел кущения по сравнению с листьями и корнями. Узел кущения залегает на 1,5 -2 см. Морозоустойчивые сорта характеризуются следующими свойствами: большим содержанием сахаров перед уходом в зиму, сниженной интенсивностью дыхания, высокой прочностью связывания хлорофилла с белками, деятельностью сахаров , длительное сохранение зеленых пигментов. Холодоустойчивость. Сорта пшеницы которые можно высевать поздней осенью или ранней весной (озимые, двуручки)могут переносить пониженное положительные температуры и даже до минус 10 градусов без повреждения узла кущения. Такие подвиды как твердая пшеница и круглозернаямогут повреждается при температуре близких к нулю (конус нарастание погибает + 1 + 2 градуса). Значительно снижается холодоустойчивость у яровой пшеницы при переходе в фазу выхода в трубку. Низкая температура почвы снижает поступление воды в корни, тормозит поглощение азота и фосфора, замедляется развитие растений и накапливается аммиак, который вызывает отмирание клеток конуса нарастания. Наибольший вред приносят пониженные температуры в фазу колошения, незначительное действие температуры около 0 градусов образует фертильную пыльцу. При снижении температуры до 12 градусов в фазу молочной спелости твердая пшеница не созревает. По устойчивости пшеница уступает ячменю, овсу, в период всходов-созревание, при повышенном внесения фосфорных и калийных удобрений плюс плодородие почвы. Жароустойчивость. Растения пшеницы могут несколько часов выдерживать при температуре плюс 45 градусов, однако при температуре плюс 50 градусов через 25 минут наблюдаются повреждения ,образуются желто бурые пятна на листьях (называется запал) повышается транспирация, снижается вязкость протоплазмы, увеличивается интенсивность дыхания , образуется аммиак и другие токсичные промежуточные вещества. Выпревание. Наблюдается в районах с длительным залеганием снега (четыре пять месяцев) избыточным покровом при неглубоком промерзание почвы. Погибает конус нарастания ,растения могут образовывать колос, но иногда полностью погибают. Ледяная корка образуется в районах с нейтральным снежным покровом в результате чередования оттепели и заморозков. Различают висячую и притёртую ледяную корку. Висячая выражается в виде пленки над растениями. Притертая образуется как единый снежный слой. Гибель происходит узла из-за отсутствия кислорода или от тяжести снежной корки. Выпирание узла кущения-вызывается сменой оттепелей морозами, когда ледяная прослойка приподнимает верхний слой почвы, а затем оседает. При этом оголяется узел кущения, обезвоживается растения. Меры борьбы: посев в хорошо осевшую почву, прикатывание. |