3. Жизненный цикл зерновых злаков.

Лекция 1. БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ
ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР
План
1. Значение и состояние производства зерновых
культур.
2. Группирование зерновых культур.
3. Жизненный цикл зерновых злаков.
4. Факторы, нарушающие налив и созревание зерна.
1. Значение и состояние производства
зерновых культур.
В мировом земледелии зерновые культуры
занимают в сравнении с другими культурами
наибольшую площадь - 736,6 млн. га, т. е. около 55 %
пашни. Широко возделывают пшеницу, рис, кукурузу,
просо, сорго, ячмень, овес, рожь. Валовое производство
зерна в мире составляет около 3 млрд. т, средняя
урожайность - около 3,6 т/га. Значение зерновых
культур огромно и разнообразно в продовольственном,
кормовом и агротехническом отношениях, в качестве
сырья для многих отраслей легкой промышленности,
как предмета импорта и экспорта, а также в медицине.
Зерно хлебных злаков, крупяных и
зернобобовых культур наряду с мукомольным,
кондитерским и хлебопекарным производством
широко используют в крупяной, макаронной,
крахмалопаточной, пивоваренной, спиртовой и
комбикормовой отраслях промышленности.
Фуражное зерно это основа кормовой базы
для животноводства и птицеводства. Наряду с
комбикормами при кормлении скота широко
используют солому, полову, отруби и зеленые
корма, получаемые при возделывании зерновых
культур.
Основные регионы производства зерна в России:
Северо-Кавказский, Центрально-Черноземный, Нижне- и
Средневолжский, Уральский, Западно-Сибирский и ряд
областей Нечерноземья.
Урожайность зерновых культур в России повышается
ежегодно, за счет внедрения новых технологий
возделывания и новых сортов и гибридов. Среди зерновых
более высокоурожайны озимые ячмень и пшеница.
2. Группирование зерновых культур.
Наибольшее распространение и многообразие форм среди
зерновых культур имеют хлебные злаки и крупносемянные
бобовые растения.
Все зерновые культуры подразделяются на четыре
подгруппы.
1. Типичные хлеба (хлеба 1-й группы): пшеница, рожь,
тритикале, ячмень, овес. Их относят к ботаническому семейству
мятликовых (злаковых). Представлены озимыми и яровыми
формами. Быстрее развиваются в условиях длинного дня.
2.Просовидные хлеба (хлеба 2-й группы): просо
(обыкновенное, головчатое и др.), сорго, кукуруза, рис. Растения
просовидных хлебов имеют только яровые формы. Они
теплолюбивы и жаростойки, страдают от заморозков,
засухоустойчивы (кроме риса), светолюбивы, короткого дня.
3. Зерновые бобовые (зернобобовые)
крупносеменные культуры из семейства бобовых: горох,
чина, чечевица, бобы, фасоль, соя, арахис, нут, люпин и др.
Биологические особенности зернобобовых культур
разнообразны. Среди них есть малотребовательные к теплу (горох,
чина, чечевица), всходят при 4-5°С, средне требовательные (люпин,
бобы, нут) при 5-6°С и теплолюбивые (фасоль, соя, арахис) - при
10-13°С; влаголюбивые (бобы, люпин, горох, фасоль, соя) и
засухоустойчивые (нут, чина, отчасти чечевица) культуры.
К почвам многие зернобобовые высоко требовательны.
Однако люпин желтый и горох полевой отличаются
пескостойкостью. Менее требовательны к плодородию почвы также
нут, чина и чечевица. Все зернобобовые высокочувствительны к
сорнякам, особенно чечевица, чина, нут, соя, бобы и др., в меньшей
степени страдают от них вика и горох.
4. Прочие зерновые культуры, основным представителем
которых является гречиха (менее распространены амарант и киноа),
принадлежат к иным ботаническим семействам. Некоторые авторы не
выделяют эти зерновые культуры в самостоятельную группу, поскольку
амарант чаще используют как кормовую культуру, киноа в России не
возделывают, а гречиху относят ко второй группе хлебов и рассматривают
ее вместе с другими крупяными культурами.
3. Жизненный цикл зерновых злаков.
В процессе жизненного цикла зерновые хлеба проходят
следующие основные фазы развития:
Набухание и прорастание. Посеянное во влажную почву
зерно набухает, поглощая воду всей поверхностью. Набухание
ускоряется при повышении влажности и температуры почвы, а
замедляется при увеличении концентрации почвенного раствора.
Для прорастания помимо влаги и тепла нужен кислород воздуха.
Запасы материнского семени используются на первоначальный рост
зародышевых корешков и ростка.
Проросток пшеницы по всей длине покрывает и предохраняет от
повреждений прозрачный колпачек - колеоптиль.
Всходы. Колеоптиль, выйдя на поверхность почвы под действием света,
прекращает рост, и на месте большого верхушечного отверстия вскоре
прорывается первый зеленый листок. Это означает появление всходов.
Затем поочередно развертываются второй и третий зародышевые листья.
Кущение. Начинается через 10-15 дней после начала всходов. При этом из
пазушных почек зародышевых листьев главного стебля образуются узлы и
побеги второго порядка, а из их пазух формируются узлы и побеги
третьего порядка и т. д. Таким образом, кущение - это процесс подземного
ветвления стебля. (Начало кущения наступает при появлении кончиков
первых листьев боковых побегов из почек главного побега.)
Кущение сильно зависит от вида культуры, сорта, агротехники и
погоды. Различают кустистость общую и продуктивную. Общая кустистость
общее число побегов кущения, приходящихся на одно растение. У озимых
хлебов она достигает 10—12 побегов и более. Продуктивная кустистость - это
среднее число стеблей на одном растении, давших зрелое зерно.
Кущение пшеницы:
1 - узел кущения;
2 - колеоптиль;
3 - зародышевые корни;
4 - подземное междоузлие.
Трубкование (выход в трубку). Зачатки соломины с узлами,
междоузлиями и соцветиями имеются в узлах кущения и конусах
нарастания уже в фазе кущения. Рост соломины (трубкование)
начинается с удлинения нижнего над основанием узла кущения
междоузлия. Вслед за ним трогаются в рост второе, затем третье
междоузлия и т. д. Каждое последующее междоузлие обгоняет в
росте предыдущее. Началом фазы трубкования считают момент,
когда верхний стеблевой узел поднимается над поверхностью почвы
на высоту 5 см и его можно прощупать или увидеть, вскрыв
листовую трубочку. В этой фазе происходит интенсивный рост
стебля, листьев и элементов колоса. В фазе трубкования резко
увеличивается потребность растений во влаге и питании. Этот
период является критическим. Растения в это время очень
чувствительны к условиям погоды и агротехнике. В этой фазе
формируется продуктивность колосьев (метелок).
Колошение (выметывание). Колос или метелка злака,
формирование которых начинается в фазе кущения и заканчивается
с окончанием трубкования, выносятся наружу из почек самого
верхнего листа последним удлиняющимся междоузлием.
Цветение. Наступает после выколашивания (выметывания).
У ячменя оно бывает и до выколашивания.
У колосовых хлебов цветение начинается от середины и распространяется вверх или вниз по колосу. Первыми зацветают
нижние цветки в средних колосках главного колоса.
У метельчатых злаков первыми зацветают верхние и
периферийные колоски в метелке. Цветение распространяется
сверху вниз и от периферии к центру метелки.
Пшеница, ячмень, овес, просо и рис- самоопылители
(хотя перекрестное опыление у них отчасти возможно при
раскрытии цветков). Рожь, тритикале, кукуруза и сорго перекрестноветро-опыляемые растения.
Зернообразование, налив и созревание. Это завершающие
процессы формирования величины и качества урожая.
4.Факторы, нарушающие налив
и созревание зерна.
А). Полегание хлебов вызывается различными
причинами. Оно может быть следствием вытягивания и
ослабления соломин в загущенных посевах, особенно
при избытке влаги и азотного питания. Часто полегание
происходит в результате сильного ветра, ливня, града,
повреждения соломины вредителями и болезнями. При
полегании снижаются продуктивность фотосинтеза,
урожайность и ухудшается качество зерна.
Предотвратить полегание можно применением
правильной нормы высева, оптимального питания,
применением низкорослых сортов, защиты растений от
вредителей и болезней.
Б) Захват и запал растений - повреждения, вызванные
сильной засухой, суховеем и жарой. Они связаны с нарушением
водного баланса в растениях. Щуплость зерна вызывается и во
влажную погоду сильным поражением растений.
В) Стекание зерна наблюдается при длительной жаркой
погоде и высокой влажности воздуха. При этом усиливается
дыхание растений и происходит расход питательных веществ с
возможностью вымывания их из зерновки.
Г) Энзимомикозное истощение семян (ЭМИС)
наблюдается при повышенной влажности. Ему подвергается в
основном зрелое зерно при уборке и неправильном хранении.
Д) Травмирование зерна
происходит в
процессе обмолота, очистки, перевалки и т. д.
Е) Подмораживание зерна наблюдается при раннем
понижении температур. Оно снижает энергию
прорастания, всхожесть семян, ухудшает товарные
качества зерна.