Биологические особенности ячменя.

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 7Следующая ⇒

Ячмень принадлежит к роду Hordeum входящему в семейство злаковых. Этот род насчитывает значительное количество видов. Среди них – диплоидные (2п=14), тетраплоидные (2п=28) и гексоплоидные (2п=42) виды, однолетние и многолетние. Преобладают диплоидные и тетраплоидные виды.

Возделываемый ячмень большинство ботаников – систематиков объединяют в два вида - H. distichon L (двухрядный) и H. Vulgare L (многорядный). Теперь эти два вида объединены в один - H. Vulgare. Каждый из подвидов двурядного и многорядного ячменя делится на две группы – пленчатую и голозерную.

Наиболее близко к культурному двухрядному ячменю стоит двухрядный дикий ячмень с ломким колосом Hordeum spontaneum G.Koch. Вероятно, культурный двухрядный ячмень произошел от этого вида [28].

Культурный ячмень – однолетние растение с яровым или озимым типом развития. Разделение его на два вида или подвида основано на особенности строения колоса по числу плодоносящих колосков на каждом уступе колосового стержня.

У двурядного ячменя из трех колосков, расположенных на уступе колосового стержня, только центральный дает зерно, два боковых бесплодны. У большинства форм боковые колоски довольно развиты и имеют пыльники, содержащие нормальную пыльцу.

У многорядного ячменя на каждом уступе колосового стержня все три колоска плодовитые и дают зерно. В зависимости от степени развития зерна среднего и бокового колосков многорядный ячмень делят на шестирядный и четырехрядный. Колос шестирядного ячменя более плотный и имеет в поперечном сечении вид шестилучевой звезды, так как все колоски расположены в шесть правильных рядов.

У четырехрядного ячменя колос рыхлый и вследствие специфического размещения колосков поперечник его представляет собой четырех гранную фигуру.

Встречается также ячмень, у которого на уступах колосового стержня содержится различное число плодовитых колосков – один, два, три. Эту группу иногда выделяют в самостоятельный вид h. intermedium (промежуточный).

При разделении двухрядного и многорядного ячменя на разновидность принимают во внимание пленчатость зерна, плотность колоса, остистость, окраску колоса и остей, характер остей и др. [2]

Корневая система ячменя мягковатая, хорошо развита. Различают корни первичные (зародышевые) и вторичные (узловые). Зародышевые корни берут начало непосредственно от зародыша. Зародышевые корни ячменя продолжают развиваться и сохраняют свои функции до конца вегетации растений. Вторичные корни возникают из нижних подземных узлов стебля у поверхности почвы. Таких узлов иногда бывает несколько. Сближнность их в приземном ярусе нередко создает впечатление единого узла над землей, заглубляясь на ее поверхности.

Развитие корневой системы тесно связано с общим ростом вегетативной надземной массы. У мощных растений наблюдается, как правило, и больший вес корней. Интенсивный их рост при благоприятных условиях идет от момента кущения до начала колошения и останавливается в период налива зерна.

Стебель ячменя имеет цилиндрическую форму и состоит из полых междоузлий, разделенных плотными узлами, из которых развиваются листья. У основания стебля междоузлие короче, а по направлению к вершине они постепенно увеличиваются. [2].

Общая длина стебля варьирует в значительных приделах в зависимости от условий роста и сорта. Она колеблется от 7, 5 – 10 см. [4].

Лист – ячмень образует листья из узлов стебля. Они расположены поочередно на двух противоположных рядах. Каждый лист состоит из листового влагалища и листовой пластинки. Влагалище прикреплено к стеблевому узлу и охватывает междоузлие в виде трубки, что важно для защиты развивающихся органов, а в дальнейшем и для поддержки стебля.

Листовая пластина отгибается от стебля обычно под острым углом, образуя с боковых сторон у своего основания роговидные ушки, заходящие концами друг за друга. Ушки имеют белесоватую окраску, иногда окрашены антоцианом в фиолетовый цвет. Форма и окраска ушек является сортовыми признаками.

Особенность морфологического строения места носит приспособительный характер и отражает процесс эволюции видов и сортов. Степень облиственности растений, форма и цвет листьев служит характерными признаками для определения экологической дифференциации сортов. [37].

Соцветие ячменя – колос, без конечного плодоносного колоса. Колос состоит из коленчатого плоского колосового стержня и сидячих колосков (цветков), расположенных попеременно в его выемках. Длина члеников колосового стержня колеблется от 2 (плотноколосые формы) до 4-5 мм (рыхлоколосные).

Различают узкие и широкие членики колосового стержня и разную степень опушения на их боковых гранях. Колосовой стержень у культурных ячменей сравнительно прочный, у диких форм при созревании распадающейся по отдельным колоскам. Важным признаком, определяющим продуктивность колоса, является его плотность (d), характеризующая числом члеников на 4 см. колосового стержня. [26].

Плод ячменя - зерновка. Размер зерновки культурного ячменя довольно крупные: длина от 7 до 10 мм и толщина от 2 до 3 мм. Форма зерновки, обычно определяемая с боковой его стороны, может быть ромбическая, удлиненная и эклиптическая. Различают пленчатые и голозерные ячмени.

При продольном ее разрезе можно наблюдать покровные ткани алейроновый слой, эндосперм и зародыш.

Алейроновый слой, примыкающий к эндосперму зерновки, богат белковыми веществами и жирами. Полагают, что в нем заключено повышенное количество незаменимых аминокислот, особенно лизина.

Зародыш расположен на спинной стороне зерновки у ее основания. К нему примыкает щиток. Зародыш вместе со щитком представляет живую часть зерновки. Эндосперм включает важнейшие питательные вещества, необходимые растению в первый период жизни. Помимо щитка, зародыш имеет в заточном состоянии 3-4 зародышевых листа, покрытых влагалищем, колеоптиле и зародышевые корни, защищенные колеоризой. [33].

В развитии ячменя отмечают следующие фазы развития:

Прорастание семян. Развитие ячменя начинается с прорастания семян, которое характеризуется сложным биологическим процессом, заканчивающимся появлением всходов. Зерну ячменя, как и другим семенам для прорастания необходимо кислород, воздух, вода и определенная температура. Для набухания и прорастания зерна ячменя должно впитать в себя меньше влаги, чем другие хлебные злаки (48-65% от всего сухого вещества). В оптимальных условиях фаза прорастания длится 2-5 дней.

Первым из зерна появляется главный корешок. Почти одновременно с ним оболочку зерна прорывают и другие зародышевые (первичные) корешки. В это время в зерне происходит биологические изменения. Усиливается дыхание зерна и в нем возрастает количество и активность ферментов. Начинается расход запасных питательных веществ, отложенных в эндосперме и зародыше. Как только в поисках воды и пищи первичные корешки начнут свой путь в почве, конус нарастания зародыша начинает расти вверх.

В процессе прорастания колеоптиль (бесцветная пленка), в которой свернут в трубочку первый лист, приодолевает давления почвы и выходит на ее поверхность. Под влиянием света она прекращает рост, а свернутый лист, продолжая свой путь, разрывает колеоптиль и под лучами солнца приобретает зеленую окраску. С этого времени начинает процесс ассимиляции. Образовавшиеся в результате ассимиляции в первом листе ячменя питательные вещества идут на образование листьев, которые находятся в зачаточном состоянии в конусе нарастания [38].

Выход первого зеленого листа наружу в практике считают фазой появления всходов. Чтобы ускорить прохождение этой фазы, высевают семена с высокой энергией прорастания, правильно выбирают срок и глубину посева. После появления первого нормального листа выходит второй и за ним третий, как только образуются три листа, рост растений в высоту замедляется, а рост подземной части и укоренения ускорятся. В это время стеблевой побег формирует узлы, из которых возникают вторичные корни и новые стебли [8].

Кущение. После появления третьего листа растения ячменя вступают в фазу кущения. Она начинается примерно через 10-15 дней, а иногда затягивается до 20-25 дней после всходов. Под кущением понимают фазу появления новых стеблей из-под земных стеблевых узлов. Из них образуются вторичные (придаточные) корни и боковые побеги. Чаще всего побеги образуются из верхнего узла, находящегося на 1-3 см ниже поверхности почвы. Этот узел называют узлом кущения. С его деятельностью связана жизнеспособность всего растения: мощность корневой системы, засухоустойчивость. [8].

Чтобы растения имели хорошую кустистость, необходимо обеспечить благоприятные условия формирования узла кущения. Очень важно, чтобы узел кущения находился в увлажненном слое почвы, т.к. только в этих условиях усиленно развиваются вторичные корни, которые определяют степень кустистости.

Значительное влияние на кущение ячменя оказывает сроки сева. Поздно высеваемый ячмень кустится меньше, потому что период кущения проходит при более высокой температуре воздуха и недостатка влаги. Пониженная температура воздуха и повышенная влажность почвы увеличивают интенсивность кущения [29].

Выход в трубку. Стебель и колос у ячменя образуются еще в период кущения. Однако разная дифференциация растения в период кущения. Однако разная диффиренциация растения на отдельные органы начинается лишь в фазе трубкувания, которая начинается спустя 5-4 недели после появления всходов. Внешним морфологическим признаком наступления фазы выхода в трубку считается появления у основания главного стебля небольшого бугорочка (первичный стеблевой узел), который можно прощупать пальцами и увидеть невооруженным глазом. В этой фазе происходит формирование колоса, интенсивный прирост сухой массы растений, чем обусловлена высокая требовательность к хорошей обеспеченности растений азотом, фосфором, калием. [29].

Колошение. Выколашиванием принято называть момент выхода из влагалищной части листа. Эта фаза наступает вслед за трубкованием в среднем на 45-й день после всходов. К началу колошения ячмень имеет уже вполне сформировавшейся колос. Повышенная температура в период всходов – колошения ускоряет наступление фазы колошения [29].

Цветение и оплодотворение. Ячмень относится к самоопыляющимся растениям. Мужские и женские цветки находятся в каждом нормально развитом цветке. Цветение и оплодотворение у ярового ячменя чаще всего происходит до выколошения, когда колос находится еще во влагалище листа. После того как колос выходит наружу, в цветках образуется завязь. Размер ее составляет одну треть части или даже половину цветочных пленок. Оплодотворяется ячмень преимущественно в утренние часы. Сначала цветение начинается со средней части колоса, а затем цветут его верхние и нижние цветки [29].

Созревание Как и у других хлебных злаков, у ячменя различают три фазы спелости: молочную, восковую и полную.

Примерно через 12-15 дней после цветения наступает молочная спелость. В этой фазе растение имеет еще зеленую окраску. Наблюдается пожелтение лишь нижних листьев.

В фазе молочной спелости зерна происходит интенсивное накопления в клетках эндосперма минеральных и арготических веществ (особенно крахмала). В связи с этим зерно ячменя к концу молочной спелости достигает максимальной величины. Влажность его составляет от 40 до 60%. В дальнейшем идет постепенное подсыхание зерна и уменьшение его в объеме. Восковая спелость наступает вслед за молочной. Растение начинает приобретать желтый цвет и лишь у верхних двух - трех стеблевых узлов сохраняется зеленоватый оттенок. Влажность зерна снижается до 20-25%. По своей консистенции оно напоминает воск, легко мнется, разрезается ногтем и дает ровный излом.

При переходе от восковой к полной спелости зерна продолжает тереть влагу и становится твердым. Влажность зерна в сухую погоду бывает около 14-16%. Листья и стебли растения в фазе полной спелости засыхают и отмирают. [2].

Требование к температуре. Дружные всходы ячменя появляются при температуре +15-20⁰С. Наибольшие заморозки (-5-8⁰С) всходы переносят, хотя верхушки листьев частично оказываются поврежденными.

У ячменя неодинаковые требования к теплу в разные периоды развития растений. Стадия яровизации ячменя происходит при температуре 2-5⁰С. В период от всходов до колошения наиболее благоприятной температурой воздуха является 20-22 ⁰C. А при созревании зерна -23-24⁰С. Полностью вызревшее зерно ячменя при нормальной влажности (13-15%) хорошо сохраняет жизнеспособность даже после действия низких температур. По сравнению с пшеницей и овсом ячмень более жаровыносливая культура.

Требование к влаге. Из хлебов злаков ячмень наиболее засухоустойчивая культура. Транспирационный коэффициент его 300-450. Однако из-за слабого развития корневой системы весеннюю засуху он переносит хуже. Для него требуется увлажненная почва. Появление дружных всходов весной может быть при условии, если высеянные семена впитывают в себя влаги не менее 50% их веса. Недостаток влаги в этот период ведет к запаздыванию всходов и их изреживанию.

При влажности почвы менее 30% полной влагоемкости прорастание семян ячменя почти прекращается. Установлено, что при запасе в почве воды ниже двойной гигроскопической влажности полностью приостанавливается рост и формирование органов растений.

Много влаги ячмень расходует в фазе кущения и особенно во время выхода в трубку до колошения. Недостаток влаги в этот период отрицательно сказывается на развитии растений. Установлено, что чем выше уровень агротехники, тем ниже трансперационный коэффициент, то есть тем экономнее расходуется почвенная влага. На почвах хорошо окультуренных, высокоплодородных расход воды на единицу сухого вещества меньше, чем на малоплодородных.

Требование к почве. Ячмень – довольно требовательная к плодородию почвы культура. На легких песчаных и супесчаных почвах он растет плохо. При крайней необходимости размещение посевов ячменя на таких почвах под него необходимо вносить органические и минеральные удобрения в достаточном количестве. На кислых почвах ячмень удается плохо. Повышенная кислотность угнетается жизнедеятельностью почвенных микроорганизмов. Поэтому почву с повышенной кислотностью надо предварительно произвестковать.

Сравнительно высокая требовательность ячменя к плодородию почвы вытекает из его биологических особенностей: корневая система развитее значительно слабее, чем у других хлебных злаков. Эта культура нуждается легкоусваемых формах питательных веществ.

Яровой ячмень хорошо растет при РН 6, 8-7, 5.

Требование к свету. Солнечное освещение, несомненно, является одним из решающих факторов в жизни растения. Имеются довольно много экспериментальных данных, свидетельствующих о глубочайших изменениях, которым подвергается растение, если его выращивать при одном или другом режиме освещения. В тех случаях, когда создаются все возможности для благоприятного прохождения световой стадии и в особенности последующей стадии, на которой протекает формирование генеративных органов, но при этом имеет место ограниченность условий для роста (недостаточность водоснабжения, органического и минерального питания и освещения), тогда в колосе успевают развиться лишь центральные колоски, боковые же остаются в разной степени недоразвитыми, т.е. формируются разновидности.

В первую группу отнесены ячмени с длинной световой стадией, т.е. те, которые на 14-часовом дне колосятся на 16-20 дней позже, чем на 24-часовом дне. Во второй группе оказались ячмени со средней продолжительностью световой стадии, т.е. при вышеуказанных условиях они опаздывали с колошением на 11-15 дней. В третьей группе – ячмень с короткой световой стадией, у которых задержка с колошением установлена в 8-10 дней. В четвертом – ячмени с очень короткой световой стадией, задержка колошения на 6-7 дней. При температуре 18-20 ⁰С быстрота прохождения световой стадии увеличивается, а понижение температуры, наоборот, задерживает прохождение световой стадии [29].

⇐ Предыдущая 123 4 5 6 7 Следующая ⇒