Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


Определение фазы созревания хлебных злаков



По Н.Н. Кулешову, внесшему большой вклад в разработку вопросов зернообразования злаков, процесс образования зерна включает три этапа: формирование, налив и созревание. Этапы зернообразования делятся на фазы развития: студенисто-жидкое, молочное и тестообразное состояние, восковая и полная спелость. Фазы развития, начиная с восковой спелости, делятся на периоды созревания зерна: начало, середина и конец восковой спелости, начало полной спелости, полная спелость. В разные этапы, фазы и периоды развития зерно характеризуется определенным строением и уровнем влажности. Именно влажность зерна является основным показателем определения его состояния, фазы развития и спелости (см. табл. 6).

Обратите внимание на то, что в данном случае речь идет о зерне, используемом на товарные цели.

 

Таблица 6 — Схема зернообразования озимой пшеницы (по Г.В. Кореневу)

 

Этапы образования зерна Фаза развития Период созревания Влажность зерна, % Признаки зерна Признаки растений Продолжительность фазы, дни Этап органогенеза
Формирование Студенисто-жидкое состояние   ____ 80-65 Зеленое, щуплое. Эндосперм студенистый в начале, мутноводянистый в конце фазы Зеленые 10-12 X
Налив Молочное состояние   ____ 65-50 Зеленое, полной длины, эндосперм жидкомолочный Зеленые, нижние листья желтеют 8-10 XI
  Тестообразное состояние   ____ 50-40 Крупное, блестящее, желтеющее со спинки, эндосперм тестообразный. При нажиме на зерно эндосперм выдавливается Пожелтевшие, зеленая окраска сохраняется у верхних листьев, в узлах стеблей и чешуях колосков 4-8 XI
Созревание Восковая спелость Начало восковой спелости 40-36 Желтое, эндосперм восковидный, не выдавливается, режется ногтем, скатывается в шарик Желтые листья отмирают, стебли гибкие, зерно из колоса не выпадает 2-4 XII
    Середина восковой спелости 35-25 Желтое, эндосперм мучнистый или стекловидный, режется ногтем   2-3 XII
    Конец восковой спелости 24-21 Ногтем не режется, но след на зерне остается   1-2 XII
               
               
Окончание таблицы 6
  Полная спелость Начало полной спелости 20-18 Твердое, размер, цвет и форма характерны для сорта Соломисто-желтые, стебли не ломаются, зерно не выпадает 1-2 XII
    Полная спелость 17 и менее Очень твердое, при обмолоте травмируется Стебли ломкие, колосья могут обламываться, а зерно осыпаться 5-6 XII

 

Какая взаимосвязь между этапами образования, фазами развития, периодами созревания зерна и этапами органогенеза хорошо видно из таблицы 6. Ее надо переписать в рабочую тетрадь и выучить.

Укажем лишь, что на десятом этапе органогенеза идет формирование зерновки.

На одиннадцатом этапе происходит накопление питательных веществ в зерновках (налив), идет их рост в толщину и ширину. На двенадцатом этапе органогенеза рост зерновки прекращается, наступают восковая, затем полная (для товарного зерна) или твердая (для семян) спелость. Накопленные в зернах питательные вещества превращаются в запасные.

А сейчас рассмотрим особенности развития семени (семяобразования) хлебных злаков.

И.Г. Строна детализировал выделенные Н.Н. Кулешовым этапы зернообразования (формирование, налив и созревание) на более мелкие периоды и фазы. Он разделил первый этап на два периода (образование и формирование семян) и включил в единый процесс развития семени периоды послеуборочного дозревания и полной спелости. Итого 6 периодов развития семян. Рассмотрим их на примере пшеницы.

1. Образование – от оплодотворения до образования точки роста. Семя образовалось, т.е. при отделении от растения оно способно дать росток слабый, но жизнеспособный. Масса 1000 семян 1 г, продолжительность периода 7-9 дней. В нем выделяют эмбриональную фазу, характеризующуюся содержанием в семени 85-82% общей влаги и отношением свободной воды к связанной как 10: 1, накоплением 2-5% сухого вещества от полной спелости.

2. Формирование – от образования до установления окончательной длины зерна. Дифференциация зародыша заканчивается, цвет зерна зеленый, начинают появляться крахмальные зерна. В нем много свободной воды и мало сухого вещества. Масса 1000 семян 8-12 г. Главное в этот период не накопление запасных веществ, а формирование всех частей зерна. Продолжительность периода 5-8 дней. В этом периоде выделяют фазу роста. Ее характеризуют наличие в семени 82-80% влаги, соотношение свободной и связанной воды 6-8: 1, накопление 5-12% сухого вещества.

3. Налив – от начала отложения крахмала в эндосперме и до его прекращения. В этот период увеличивается толщина и ширина зерна до максимума, полностью сформировывается ткань эндосперма, влажность зерна снижается до 50-42%, так как накапливается сухое вещество. Продолжительность периода в среднем 20-25 дней.

В периоде налива выделяют 4 фазы: водянистую, предмолочную, молочную, тестообразную.

Фаза водянистая – начало формирования клеток эндосперма. Зерно заполнено водянистой жидкостью, влажность его 80-75%. Свободной воды в 5-6 раз больше, чем связанной. Сухое вещество составляет 12-15% максимального. Длительность фазы 6-7 дней.

Фаза предмолочная – содержимое водянистое с молочным оттенком, так как откладывается крахмал в эндосперме, оболочка зеленоватая, влажность 75-70%, свободной влаги в 3-4 раза больше, чем связанной. Накоплено 15-35% сухого вещества. Продолжительность фазы 6-7 дней.

Фаза молочная – зерно содержит молокообразную белую жидкость. Влажность его 60-50%, отношение свободной воды к связанной 1, 5: 1. Сухого вещества накоплено 35-65% массы зрелого семени. Длительность фазы от 7-10 до 15 дней.

Фаза тестообразная – эндосперм имеет консистенцию теста. Хлорофилл разрушен и содержится только в бороздке. Влажность 50-42%. Отношение свободной воды к связанной 1: 1. Сухого вещества накоплено 65-82% максимального.

4. Созревание – начинается с прекращения поступления пластических веществ. В это время преобладают процессы полимеризации и подсыхания. Влажность снижается до 18-20 и даже до 8%. Количество свободной воды резко уменьшается, вплоть до полного исчезновения. Зерно созрело и пригодно для технического использования, но развитие семени еще не закончено, поскольку оно не обладает нормальной всхожестью.

В периоде созревания выделяют две фазы спелости семян – восковую и твердую.

Фаза восковой спелости – эндосперм восковидный, упругий, оболочки желтые, хлорофилла нет и в бороздке, влажность снижается до 40-21%. Объем к концу фазы становится максимальным и прекращается прирост сухого вещества. Соотношение свободной и связанной воды 1: 2-3. Длительность фазы 3-6 дней.

Фаза твердой спелости – эндосперм твердый, в изломе мучнистый или стекловидный, оболочка плотная, кожистая, окраска типичная, влажность в зависимости от зоны и метеорологических условий 8-20%, в том числе свободной воды 1-8%. Продолжительность фазы 3-5дней. Затем начинается процесс постепенной потери вещества.

5. Дозревание – в семени происходят сложные биохимические преобразования различных соединений. Заканчивается синтез высокомолекулярных белковых соединений, свободные жирные кислоты превращаются в жиры, укрупняются молекулы углеводов, ингибиторы прорастания превращаются в другие вещества, затухает деятельность ферментов, увеличивается воздухо- и водопроницаемость семенных оболочек. Влажность семян становится равновесной с относительной влажностью воздуха. Дыхание затухает.

В начале периода всхожесть семян низкая, а в конце она становится нормальной. Продолжительность периода зависит от особенности культуры и внешних условий: она изменяется от нескольких дней до нескольких месяцев.

В периоде дозревания выделяют одну фазу – послеуборочную.

6. Полная спелость и фаза с аналогичным названием – начинается с момента наступления полной всхожести, т.е. семена во всех отношениях готовы начать новый цикл жизни растений. Идет медленное старение коллоидов, которое сопровождается слабым дыханием. В таком состоянии они находятся до прорастания или до полной их гибели вследствие старения при длительном хранении.

Длительность каждого периода и фазы, их характер обусловливаются не только видовыми и сортовыми особенностями, но и условиями, в которых развиваются семена, что и отражается на их физических свойствах, посевных и урожайных качествах.

Фенологическими наблюдениями агроном регистрирует основные фазы развития хлебов, но они не дают возможности осмыслить все те сложные органообразовательные процессы, которые проходят в растении. У всех покрытосеменных растений, в т.ч. и злаковых, Ф.М. Куперман выделила 12 этапов органогенеза. Рассмотрим как взаимосвязаны фенофазы, этапы органогенеза и элементы продуктивности хлебных злаков (рис. 14).

На первом этапе в набухшем от влаги семени начинают активно образовываться зародышевые органы. Сначала при прорастании зерновки трогается в рост главный зародышевй корешок. Через одни-двое суток появляются зародышевые корни. Конус нарастания (точка роста) остается недифференцированным. Завершается этап образованием второго листа и прорастанием семени. Элементы продуктивности — полевая всхожесть и густота стояния растений.

Рис. 14. Этапы органогенеза и их связь с элементами продуктивности растений.

Фенологическая фаза   Этап органогенеза   Элемент продуктивности  
               
Прорастание семян, всходы 1. Дифференциация и рост зародышевых органов Полевая всхожесть, густота стояния растений  
           
Третий лист, кущение 2. Дифференциация основания конуса нарастания на зачаточные узлы, междоузлия и стеблевые листья Габитус растения (высота, число листьев), коэффициент кущения, зимостойкость  
           
      3. Дифференциация главной оси зачаточного соцветия и брактей Число члеников колосового стержня  
           
Начало выхода в трубку 4. Образование конусов нарастания второго порядка (колосковых бугорков) Число колосков в колосе, засухоустойчивость  
       
Выход в трубку – начало стеблевания   5. Закладка покровных органов цветка, тычинок и пестиков   Число цветков в колосках  
       
      6. Формирование соцветия и цветка (микро – макроспорогенез)      
       
               
      7. Гаметофитогенез, рост покровных органов, удлинение члеников колосового стержня   Фертильность цветков, плотность колоса, жаростойкость  
         
         
Окончание рисунка 14  
               
Колошение 8. Гаметогенез, завершение процессов формирования всех органов соцветия и цветка        
     
         
Цветение 9. Оплодотворение и образование зиготы Озернённость колоса  
           
      10. Рост и формирование зерновки   Величина зерновки  
           
Налив семени, молочное состояние   11. Накопление питательных веществ в зерновке        
       
Масса зерновки, устойчивость к суховеям  
       
Восковая и полная спелость   12. Превращение питательных веществ в запасные питательные вещества в зерновке    
     
       
                   

На втором этапе происходит дифференциация основания конуса нарастания на зачаточные узлы, междоузлия и стеблевые листья. Элементы продуктивности — высота растения и число листьев, коэффициент кущения.

На третьем — вытягивается и сегментируется конус нарастания — зачаточная ось колоса. Элемент продуктивности — число члеников колосового стержня (чем больше их, тем длиннее колос).

На четвертом формируются колосковые бугорки, т.е. конусы нарастания второго порядка. Активно растут нижние междоузлия. Элемент продуктивности — число колосков в колосе.

На пятом этапе идет формирование цветков и колосков. Первыми диффенцируются колосковые бугорки средней части колоса. На данном этапе активно растут нижние междоузлия и окончательно определяется потенциально возможное число цветков в колосках.

На шестом этапе органогенеза формируются пыльниковые мешки и завязь пестика. Идет рост тычинок, пестика и покровных органов цветка. Усилено растут средние междоузлия. Элемент продуктивности — число цветков в колосках.

На седьмом этапе завершается процесс формирования пыльцы. Усиливается рост тычиночных нитей. Начинается интенсивный рост члеников соцветия и покровных органов цветка, а также верхних междоузлий. Элемент продуктивности — фертильность цветков, плотность колоса.

Восьмой этап связан с завершением процесса формирования всех органов соцветия и цветка. Усилено растет самое длинное верхнее междоузлие. Элементы продуктивности те же, что формируются на седьмом этапе — фертильность цветков и плотность колоса.

Суть девятого этапа — цветение, оплодотворение и образование зиготы. Рост междоузлий стебля прекращается. Элемент продуктивности — озерненность колоса.

Десятый этап связан с формированием зерновки. К концу этапа зерновки достигают типичных для сорта размеров по длине. Элемент продуктивности — величина зерновки.

На одиннадцатом этапе идет активное накопление питательных веществ в зерновках (фаза налива), они растут в толщину и ширину. Элемент продуктивности — величина зерновки.

И, наконец, на двенадцатом этапе органогенеза рост зерновки прекращается, наступают восковая и твердая (полная — для товарного зерна) спелость. Накопленные в зерновках питательные вещества превращаются в запасные. Элемент продуктивности масса зерна.

Знания об этапах органогенеза используются при осуществлении адаптивных технологий возделывания зерновых культур, в частности, при применении средств защиты растений, ретардантов (химических веществ, уменьшающих рост растений), регуляторов роста, прикорневых и некорневых азотных подкормок, десикантов.

Фенологические наблюдения

Фазы, которые растения проходят в онтогенезе, называют фенологическими. Отсюда получили свое название и наблюдения за датами их наступления.

Агроном, так же как и научный сотрудник, должен вести регулярные наблюдения за прохождением фаз развития хлебных злаков, вести записи, что поможет более точно спланировать сроки проведения нужных технологических операций и в результате получать высокие, стабильные урожаи при хорошем качестве зерна.

Как проводить фенологические наблюдения – описано выше. Отметим лишь, что начало и полную фазу в производстве достаточно определить глазомерно. Но, скажем, при закладке производственных опытов лучше делать более точный учет. Для этого в пяти местах поля (по диагонали) отсчитывают без выбора по 10 растений и определяют, сколько из них вступило в очередную фазу развития. Затем вычисляют процент их от общего числа, то есть от 50 растений.

Наблюдения заносят в таблицу 7, имеющую следующую примерную форму:

Таблица 7 — Фенологические наблюдения по зерновым хлебным культурам (озимая пшеница в сухостепной зоне каштановых почв

Волгоградской области)

Культура Озимая пшеница Сорт Ермак Год 2009/10

Вариант опыта Дата посева Дата массового наступления фенофаз * Вегетационный период, дни
Всходы 3-й лист Кущение Прекращение вегетации Возобновление вегетации Выход в трубку Колошение Молочное состояние Восковая спелость Полная спелость
Черный пар 1.09 10.09 17.09 25.09 2.11 6.04 30.04 1.06 18.06 24.06 30.06

* При определении продолжительности межфазного периода даты его начала и конца считают за один день.

У кукурузы различают следующие фазы развития: всходы — появление первого листа; фаза третьего листа — переход растения к питанию полностью за счет фотосинтеза; кущение (ветвление) — появление боковых побегов (пасынков) из пазух нижних листьев; выход в трубку — появление нижнего стеблевого узла над поверхностью почвы; фазы 7-9-11 листьев — отмечают в момент развертывания каждого из них; выметывание — при появлении метелки из пазухи верхнего листа; цветение метелки — в начале высыпания пыльцы из пыльников; цветение початков — при появлении из-под обвертки нитевидных столбиков; молочное состояние зерна — обвертки зеленые, в зерне появляется молочко; тестообразное состояние зерна — эндосперм имеет консистенцию теста, хлорофилл разрушен и остается немного в обвертках; восковая спелость — обвертки желтеют и подсыхают, зерновки в середине початка восковой консистенции; полная спелость — зерновки затвердевают, растение засыхает.

У проса отмечают всходы — через 7-10 дней после посева; третий лист — рост приостанавливается, развиваются вторичные корни; кущение — наступает позднее, чем у других злаков (на 15-20 день после всходов); выход в трубку — на 10-12 день после кущения (идет интенсивный рост надземной массы и корней, дифференциация генеративных органов; выметывание — через 20-25 дней после кущения (протекает растянуто); цветение — на 2-6 день от выметывания (начинается с верхних цветков и продолжается 7-16 дней); созревание — длится 15-20 дней и так же как цветение протекает сверху вниз и от периферии к центру метелки.

Фенологические фазы развития риса: всходы — от появления первого листа до образования 3-4 листа; кущение — начинается с образования 3-4 листа, длится 25-30 дней и заканчивается при 8-9 листьях. Конус нарастания усилено разрастается, обособливаются ось зачаточной метелки и бугорки ее ветвей; выход в трубку — начинается с появлением 9-10 листа. Отмечается интенсивный рост растений и всех его органов. При температуре 20°С период формирования метелки удлиняется и увеличивается ее продуктивность (снижения температуры добиваются регулированием слоя воды и ее проточностью); выметывание — из влагалища верхнего листа появляется соцветие; цветение — отмечается одновременно с выметыванием и продолжается 5-7 дней (сорта риса есть как с закрытым, так и открытым цветением); созревание — отмечаются фазы молочного состояния и спелости — хрящеватая, мучнистая и полная. Продолжительность созревания 30-40 дней, сильно зависит от температуры воды и воздуха.

У гречихи выделяют такие фенофазы: всходы — через 7-10 дней после посева (подсемядольное колено, разрастаясь, выносит семядоли на поверхность почвы); ветвление — через 8-10 дней после появления всходов образуется второй лист. В пазухах листьев в это время закладываются почки, из которых развиваются ветки; бутонизация — начинается на 10-17 день после появления всходов, почти одновременно с ветвлением; цветение — начинается на 18-28 день после появления всходов в соцветиях основного стебля, а через 4-8 дней и на боковых ветвях; плодообразование — весь период этот растягивается до 30 дней и более; созревание — первые плоды созревают на 25-35 день после начала цветения.

Основные фенофазы у гороха: всходы, ветвление стебля, бутонизация, цветение, образование бобов, налив семян, полный налив семян, начало созревания, полная спелость.

Контрольные вопросы

1. Дайте определения терминам: «рост растений», «развитие растений», «онтогенез», «вегетационный период», «фазы развития растений».

2. Почему под «фазами развития растений» понимают условно выбранные периода онтогенеза?

3. По каким признакам у зерновых культур определяют фазы всходов, кущения, выход в трубку, колошение (выметывание), цветение и созревание?

4. Когда отмечают начало фазы и полную фазу развития?

5. Как определяют зерновые культуры по окраске всходов и повертыванию листьев в разные стороны?

6. Опишите строение растений в фазу выхода в трубку и объясните суть интеркалярного (вставочного) роста злаков.

7. В какую фазу и как определяют хлебные злаки по ушкам и язычкам?

8. Опишите строение колоса и метелки.

9. Опишите этапы и фазы зерно- и семяобразования зерновых культур.

10. Как взаимосвязаны фенофазы, этапы органогенеза и элементы продуктивности хлебных злаков?

11. Перечислите фенологические фазы развития у пшеницы, кукурузы, риса, гречихи, гороха.

 


Поделиться:



Популярное:

  1. II – Предопределение, избрание и свобода воли
  2. IХ.Определение рыночной стоимости затратным подходом
  3. А.1 Определение условий выполнения проекта
  4. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ПРОРАЩИВАНИЯ СЕМЯН. Заполнение документов на анализ семян. определение жизнеспособности семян хвойных пород методом йодистого окрашивания
  5. Анализ электрокардиограммы: определение интервалов, зубцов, положения электрической оси сердца в грудной клетке.
  6. Атрофия: 1) определение и классификация 2) причины физиологической и патологической атрофии 3) морфология общей атрофии 4) виды и морфология местной атрофии 5) значение и исходы атрофии.
  7. Библейское определение покаяния
  8. Билет 10. Дать определение минерала. Расскажите о происхождении минералов.
  9. БУФЕРНЫЕ СИСТЕМЫ. ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ БУФЕРНЫХ И НЕБУФЕРНЫХ СИСТЕМ.ОПРЕДЕЛЕНИЕ БУФЕРНОЙ ЕМКОСТИ РАСТВОРА.ОПРЕДЕЛЕНИЕ рН ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ В БИОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТАХ.
  10. В жизненном цикле багрянок имеются следующие фазы (поколения)
  11. В заключении к работе, для которой определение технико-экономического эффекта невозможно, необходимо указывать народнохозяйственную, научную, социальную ценность результатов работы.
  12. Визуальное определение оптимальных режимов тиснения для всех испытываемых покровных материалов.


Последнее изменение этой страницы: 2016-03-26; Просмотров: 2112; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2024 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.051 с.)
Главная | Случайная страница | Обратная связь