Содержание
Глава 1.Морфологические и биологические особенности ячменя
а)Ботаническое и морфологическое описание растений
б)Биологические особенности ячменя.
в) Требованиеячменя к условиям произрастания
Глава II. Экспериментальная часть
1. Задача, объекти методика исследований
2. Методика исследований
Заключение
Литература
Введение
Ячмень — важная зерновая культура. Разностороннее использование зернаячменя на кормовые, пищевые цели и в качестве сырья для пивовареннойпромышленности определяет его важное значение в зерновом балансе нашей страны. Главныйпуть увеличения производства его зерна — дальнейшее повышение урожайности засчет осуществления комплекса агротехнических и организационно-экономическихмероприятий на основе внедрения новых высокоурожайных сортов, научнообоснованных систем ведения сельского хозяйства и перспективной технологиивыращивания с учетом почвенно-климатических особенностей.
Ячмень принадлежит к числу древнейших возделываемых растений земногошара. И. Персиваль считает началом введения ячменя в культуру и даже XV тысячелетия до нашей эры В. Египтеего начали возделывать за 5тыс лет до.н э. и широко использовали его дляприготовления хлеба и спиртосодержащих напитков. В Англии ячмень выращивали всередине IV тысячелетия, а в Дании в III тысячелетии до.н. э. В нашей странеячмень известен также очень давно. Археологические раскопки показывают, что на территорииУкраины и Молдавии Ячмень возделывали еще в IV-III тысячелетияхдо н.э., а на территории Туркмении ячмень выращивали более чем за 3 тыс. летдо. н. э. не только на богаре, но и при орошении. Анализ зерен, обнаруженныхархеологам ими в очагах древнего земледелия на бывшей территории СССРподтверждает, что всюду, где сохранились следы пшеницы, находят ячмень. Отдоисторических времен, до наших дней ячмень прошел длительный путь в своем развитииот первых примитивных форм до современных высокоурожайных сортов.
Значение ячменя в народном хозяйстве велико и разнообразно. Ячмень — важнаякормовая, продовольственная и техническая культура.
Зерно ячменя в среднем содержит 12%белка, 64,65 безазотистыхэкстрактивных веществ, 5,5%клечатки, 2,1% жира, 13%воды, 2,8% золы.
В белках ячменя имеется весь набор незаменимых аминокислот, включая осободефицитные – лизин и триптофан.
Зерно ячменя содержит 83-88% сухого вещества и 12-17% воды. Сухоевещество состоит из ряда химических соединений и имеет довольно сложный состав.
В него входят углерод, азот, кислород, водород, сера, фосфор, калий,кальций, магний, железо, кремний. И в очень небольших размерах имеются йод,бор, цинк, марганец и другие. Последние элементы играют важную роль вфизиологических и биологических процессах, протекающих в живых клетках.
Основным компонентом углеводного комплекса является крахмал, который в видекрахмальных зерен сосредоточен в эндосперме зерновки. Решающая роль во всехжизненных процессах принадлежит белком. Белки ячменя по своему составу неоднородны.По молекулярной массе и свойствам их делят на следующие группы; альбумины-водорастваримые,глобулины-солерастворимые, проламины-спирторастваримые иглютемины-щелочерастворимые. Для пивоварения наиболее ценное зерно ссодержанием белка 9-11%, а зерно с высоким содержнием белка используют накормовые цели.
В зависимости от условий выращивания и сортовых особенностей количество жирав зерне ячменя может изменяться от 1,7 до 4,6%.
Ферменты играют важную роль в жизни растения и в физиолого-биохимическихпроцессах зерна. Ферменты группы диастаз и протеаз при прорастании зернапереводят нерастворимые в воде крахмал и белки в растворимую форму, снабжая легкоусвояемымивеществами развивающиеся из семени молодые растения. Витамины В1, В2, С, Е, каки ферменты, имеют большое значение в процессах жизнедеятельности живых клеток.В золе основная доля приходится на соединения фосфора (35%), кремния (26%),калия (21%) и в небольших количествах содержатся натрий, железо, хлор и другиевещества. Основное количество зерна ячменя (около 70%) в нашей стране используется на кормдля скота. Его особенно в размолотом и дробленом виде, охотно поедают крупныйрогатый скот, овцы, птица и др. В 1кг зерна ячменя содержится 100г переваримогобелка и 1,28 кормовой единицы, тогда как в зерне овса и ржи — только 80гпереваримого белка, а кормовых единиц соответственного 1,0 и 1,18. В соломеячменя почти в 3,5 раза больше переваримого белка, чем в ржаной, и большекормовых единиц, чем в соломе ржи, овца и пшеницы. Особую ценность представляетячмень для беконного откорма свиней, а введение его в рацион птицы повышаетяйценоскость мясную продуктивность.
Ячмень – ценная продовольственная культура. Ячменная мука используется вдомашнем хлебопечении в северных и высокогорных районах. Однако качество хлебаиз ячменной муки невысокая. Поэтому, в промышленном хлебопечении ячменную муку используюткак добавку (до 25-30%), к пшеничной или ржаной Из зерна ячменя делают крупы(ячневую и перловую), ячменный кофе, а также получают мальц –экстракт –продукт,необходимый в хлебопекарной, кондитерской, фармацевтической лакокрасочной текстильнойи кожевенной промышленности. Зерно ячменя служит основным сырьем для пивоваренногопроизводства.
Глава 1. Морфологическиеи биологические особенности ячменя
а)Ботаническое и морфологическое описание растений
Ячмень относится к роду Гордеум, который включает много видов дикого иодин вид культурного ячменя – Гордеум – сативум.
Культурныйячмень – однолетнее растение с яровым или озимым типом развития. Известно триподвида ячменя: многорядный, двухрядный и промежуточный, различающиесястроением колоса (по числу плодоносящих колосков на каждом уступе колосовогостержня).
У многорядных ячменей все колоски плодоносны.
У двурядного ячменя из трех колосков на каждом уступе колосового стержня только одинцентральный дает зерно, а два боковых бесплодны. У большинства форм двурядного ячменябоковые колоски развиты слабо, цветочные чешуи представлены в виде небольших узкихчешуй или пленок.
У промежуточного подвида ячменя на уступах колосового стержня находиться различноеколичество плодоносных колосков — от одного до трех.
Многорядныеячмени более засухоустойчивы и скороспелы, чем двурядные их можно выращивать в засушливыхюжных районах страны а также на Крайнем Севере.
Культурный ячмень насчитывают около 200 разновидностей. Разновидности характеризуютсяразличными признаками; пленчатостью зерна, остистостью, плотностью колоса, окраскойколоса и остей и другие.
Наибольшие площади посева занимают разновидности нутанс из двурядных и паллидумиз многорядных ячменей.
Растение ячменя состоит из подземной (корни первичные и вторичные) инадземной (стебел листья соцветие плод ) частей.
Корневая система ячменя, как и других злаков не имеет главного стержневогокорня. Она мочковатая, состоит из множества мелких нитевидных корней. Припрорастании зерна в начале появляются первичные или зародышевые корни (отчетырех до семи и более ), которые начинаются непосредственно от зародыша. Онииграют важную роль в снабжении молодых растений влагой и питательными веществами.В засушливые годы зародышевые корни проникают в глубокие слои почвы, остаются живымидо конца вегетации и выполняют основные функции по снабжению растении элементамипитания и влагой.
В период кушения из подземных стеблевых узлов образуются вторичные(узловые) корни. При оптимальных условиях увлажнение и питания растений вторичныекорни более развиты, чем первичные.
Зародышевые и узловые корни покрыты корневыми волосками, через которые крастению поступают из почвы влага и питательные вещества.
Развитие корневой системы тесно связано с общим ростом вегетативной надземноймассы. У мощных растений, как правило, большая корневая система. Приблагоприятных условиях интенсивный рост корневой системы начинается с фазы кушениядо начала колошения и заканчивается в период налива зерна.
Стебель ячменя – соломина (полая) разделенная поперечными перегородками — стеблевыми узлами. Цвет этих узлов зависит от фазы роста растений до созреванияячменя, узлы зеленые или фиолетовые, после созревания – соломенно или красновато– желтые. На стебле обычно бывает 5-7 узлов, междоузлия неодинаковой длины. Нижнеемеждоузлие стебля самое короткое, а верхнее самое длинное. По мере ростарастений длина всех междоузлий увеличивается.
Длина стебля ячменя зависит от условий его выращивания и от сорта. При благоприятныхусловиях выращивания стебель ячменя достигает длины 50-100см и более толщины–2, 5-4мм. Толщина уменьшается от основания к вершине стебля.
Лист состоитиз влагалища листовой пластинки и язычка. Длина листьев второго яруса (сверху)12-25см, а ширина – 8-22мм. Листовое влагалище взрослых растений покрывает междоузлие,образуя трубку с несрастающимися по длине краями. Большая облиственность ячменяобусловливают его возделывание на зеленый корм. Листья образуются из стеблевых узлов,которые располагаются на стебле поочередно в двух рядах. На месте перехода влагалищав листовую пластинку находиться язычок (лигула), который плотно облегает стебель.В зависимости от биологических особенностей сорта и условий выращивания длина язычкасоставляет 1 5- 5мм, кроме того, по краям и на месте изгиба листового влагалищанаходятся роговидные, широкие ушки, которые охватывают стебель. Длина их 2-5мм.По этим ушкам ячмень можно легко отличить от пшеницы и овса.
Соцветие у ячменя – колос который состоит из коленчатого стержня и одноцветковых колосковрасположенных на выемках стержня. Колосовой стержень у ячменя сравнительно прочныйпри созревании, не распадается на отдельное колоски. Сбоку стержень напоминает ступенчатуюзигзагообразную линию. Он составлен как бы из отдельных члеников длина каждого2-5мм. Чем короче членики колосового стержня, тем колос плотнее и наоборот, чемони длиннее, тем рыхлее. Боковые поверхности члеников колосового стержня бываютнеопушенные или покрытые волосистым или войлочным опушением. На каждом выступе колосовогостержня расположены три одноцветковых колоска. При полном созревании растенийцвет колоса у разных форм и разновидностей ячменя бывает соломенно-желтый, редкооранжевый, черный, темно-серый и фиолетовый.
Цветок ячменя характерен тем, что в отличие от многоцветковых колосков пшеницыи овса или парных цветков у ржи, каждый колосок у ячменя одноцветковый иобразует одну зерновку. Колосок ячменя имеет две колосковые и две цветочные чешуи(наружная и внутренняя) одну завязь, три тычинки и две лодикулы.
Колосковыечешуи расположены у основания наружной цветочной чешуи и прочно прикреплены кколосовому стержню. Они защищают цветок и сохраняются на колосовом стержне послеудаления зерновки.
Внутренняя цветочная безостоя чешуя прилегает к колосовому стержню. Наружнаяв верхней части переходит в ость, зазубренную или гладкую, длинную иликороткую. (рис)
Если уячменя вместо остей имеются лопастные трехвильчатые придатки – фурки ячмень называетсяфуркатным. Иногда у цветочной чешуи нет ни остей, ни фурок, завязь ячменя одногнездная,внутри нее находиться полость занятая одной семяпочкой яйцевидной формы. Из верхнейчасти завязи выходят два перисто-образных рыльца, покрытых многочисленнымиволосками.
Плод ячменя – зерновка длиной 7-10мм шириной и толщиной 2-3мм. Она может быть пленчатаяи голая. У пленчатого ячменя цветочная чешуя срастается с зерновкой и при обмолотезерно остается в цветочных чешуйках. У голозерных форм этого явления ненаблюдается и при обмолоте зерно легко освобождается от цветочных чешуй.
б) Биологическиеособенности ячменя
Растения ярового ячменя проходят следующие фазы роста: прорастание семян,всходы, кушение, выход в трубку, колошение, цветение, формирование и созреваниезерна.
Прорастание. Для прорастания требуется воды 48-70% от массы сухих семян. Вблагоприятных условиях фаза прорастания длится 2-5дней. В этот период ячмень чувствителенк неблагоприятным факторам среды, недостатку влаги, низким температурам, избыточномуувлажнению высокой плотности почвы и другие.
Обеспечение оптимальных условий для прорастания- один из важных приемов агротехники
Всходы. Время от посева до появления всходов зависит от агротехники влажности итемпературы почвы.
Продолжительность этого периода может колебаться от 5 дней до 2-3 недель.Глубокая заделка семян и почвенная корка вредно отражаются на всхожести ячменя.Если в почве мало кислорода, семена могут погибнуть. При прорастании, вначале появляютсязародышевые корни, затем первый зародышевый лист, защищенный со всех сторон бесцветнымколеоптиле. Когда колеоптиле достигает поверхности почвы, свернутый первый листпрорывает верхушку и разворачивается. На дружность прорастания семян большое влияниеоказывает качество посевного материала. Выровненные, хорошо выполненные семена имеютвысокую энергию прорастания и дают дружные всходы.
Кушение. Следующая после всходов фаза роста растений – появление новых побегов изузла кушения (кушение). Главный узел кушения расположен в зависимости от типа ивлажности почвы на глубине 1-3 см. Начало кушения у ячменя обычно совпадает споявлением третьего листа. В дальнейшем часть стеблей нормально развиваются(особенно первые побеги), другая часть из-за неблагоприятных факторов остаетсябесплодной. Кустистость различают общую (включают все стебли) и продуктивную –только стебли с продуктивным колосом. Кустистость ячменя зависит от глубинызалегания узла кушения, света, влаги и питательных веществ. Надо избегать какчрезмерно глубокой, так и слишком мелкой заделки семян. При глубокой заделкиростки с трудом пробиваются на поверхность почвы, становятся ослабленными, ачасть не в состоянии пробиться и кустистость снижается. При мелкой заделкечасто наблюдается недостаток влаги в верхнем слое почвы и вторичные (узловые)корни не могут успешно развиваться. Большое влияние на кустистость оказываетплодородие почвы. Ячмень вообще кустится значительно сильнее, чем овес и яроваяпшеница, но на малоплодородных землях он почти не кустится.
В период кушения (через 8-12 дней после всходов) заканчиваетсяформирование зачаточного колоса. Недостаток питательных веществ и влаги в почвев начале вегетатации ведет к снижению урожая. В период от кушения до выхода втрубку ячмень наиболее интенсивно потребляет из почвы питательные вещества. Вфазы всходов и кушения протекает важный процесс корнеобразований ячменя.Первичные корни в период кушения проникают на глубину 50-60 см., а вторичныеначинают образовываться одновременно с появлением новых боковых побегов.Основная масса корней находится в пахотном слое.
Выход в трубку. Фаза выхода в трубку наступает примерно через 3-4 неделипосле появления полных всходов. У основания главного стебля образуетсянебольшая выпуклость – бугорок первого стеблевого узла. В этот периодзаканчивается формирование колоса, колосков и цветков, недостаток влаги и светаприводит к частичной стерильности и уменьшению числа зерен в колосе.
Колошение. Фаза колошения наступает с появлением колоса из влагалищалиста. В засушливые годы начало колошения отмечают при появлении остей колоса.К началу колошения ячмень полностью сформировывает генеративные органы –пыльники и пестик с рыльцами.
На севере ячмень выколашевается быстрее, чем на юге, из-за болеедлительного дня, короткий день на юге задерживает наступление фазы колошения,благоприятно сказывается на ускорении фазы колошения повышенная температуравоздуха. Во время формирования колоса условия внешней среды оказывают большоевлияние на длину колоса, число колосков и продуктивность.
Цветение и оплодотворение. Ячмень относится к самоопыляющимся растениям, ноиногда опыляется перекрестно. В каждом развитом цветке находится мужские иженские органы. Цветение ячменя чаще всего совпадает с началом колошения и реже(через 1-3 дня) после него. В засушливые годы цветение ячменя происходит по влагалищелиста.
Созревание зерна. В процесс созревания зерна у ячменя различают три фазы:спелости, молочную, восковую и полную. Влажность спелого зерна не должнапревышать 14-16%.
Вегетативный период. Длина вегетативного периода ячменя (от всходов до созревания)зависит от сорта и условий выращивания. Из злаковых культур ячмень созреваетраньше всех. Раннеспелые сорта ярового ячменя созревают в течение 53-60 дней, апозднеспелые за 100-120 дней.
в) Требованиеячменя к условиям произрастания
Требования к почвам, Вследствие быстрого прохождения фаз роста и короткого вегетационногопериода ячмень требователен к плодородию почвы. В начальный период развития он поглощаетиз почвы большое количество питательных веществ. Через три недели после всходовон содержит почти половину всей дозы фосфора и две трети калия, хотя органическоймассы накапливается к этому времени меньше пятой части. Высокая требовательностьячменя к почвам обусловлена его биологическими особенностями относительно слаборазвитой корневой системой и ее низкой усвояющей способностью. Наиболее высокиеурожаи ячменя получают на плодородных почвах с глубоким пахотным слоем снейтральной реакцией почвенного раствора.
Почвы, отводимые под ячмень должны быть однородными по содержанию питательныхвеществ, влагоемкости и водопроницаемости. Для получения высоких урожаев важно обеспечитьрастения в начале вегетации достаточным количеством легкодоступных, питательныхвеществ
Требование к свету. Ячмень относится к группе культур длительногоого дня, поэтомув северных районах вегетационный период меньше, чем на юге, где световой денькороче. Так, например, продолжительность вегетационного периода у сорта ячменя Полярный- 14 в Хибинах составляла 70 дней, в Ленинградской области -78, в Ташкенте-82дня.
Требование к температуре. Требования ячменя к температуре на различных этапах ростаи развития неодинаковый. Зерно ячменя может прорастать при 1-3С, тепла, нонаиболее благоприятная температура 15-20 С. Всходы ячменя переносят заморозки до-6С, а после хорошей закалки до10-12 С мороза. Однако длительное похолодание иувлажнение вызывают задержку роста и угнетение растений. Опасны заморозки вовремя цветения и созревания зерна. Завязь и пыльники повреждаются при 1-2 Смороза. В период кущения и корнеобразования полезна невысокая температура. Ячменьсильно страдает от быстрого наступления высокой температуры в фазе выхода втрубку, когда проходит формирование продуктивности колоса. В период выхода втрубку – колошение – наиболее благоприятная средняя температура 20-22 С, а при созревании–23 –24 С. При температуре ниже 13-14 С налив и созревание зерна задерживаются.
Резкие колебания температуры, а также высокая температура в сочетании снизкой влажностью воздуха в период налива зерна отрицательно сказываются навыполненности зерновки, снижается масса 1000 зерен и ухудшаются пивоваренные свойстваячменя. Сумма активных температур, необходимых для полного цикла развития ячменя,составляет около 2000С.
Требование к влаге. Ячмень менее требователен к воде, более экономно расходует влагу,чем пшеница, рожь и овес. Транспирационный коэффициент (расхода воды наобразование единицы сухого вещества) ячменя составляет 350-450. В засушливых условияхон обычно дает более высокие урожаи. Однако из-за слабого развития корневой системыячмень плохо переносит весеннюю засуху. Много влаги ячмень расходует в фазе кушения,когда идет энергичный рост подземных и надземных частей растения и особенно впериод выход в трубку – колошение растений. Недостаточное увлажнение в этотпериод приводит к уменьшению количества зерен в колосе и снижению урожайности.
Для получения высокого урожая ячменя необходимо улучшать водный режимпочвы путем агротехнических приемов, заботиться о накоплении почвенной влаги и экономномее расходовании. Поэтому в районах недостаточного увлажнения большое значение имеюттакие приемы, как своевременная и качественная обработка почвы, снегозадержание,ранее весеннее боронование и оптимальные сроки посева ячменя.
Глава IIЭкспериментальная часть
1. Задача,объект и методика исследований
Ячмень – важная зерновая культура. Разностороннее использование зерна ячменяна кормовые пищевые цели и в качестве сырья для пивоваренной промышленности определяетего важное значение в зерновом балансе республики.
Главный путь увеличения производства его зерна дальнейшее повышение урожайностиза счет осуществления комплекса огратехнических и организационно- экономическихмероприятий на основе внедрения новых высокоурожайных сортов, научно-обоснованных систем ведения сельского хозяйства и перспективной технологий выращиванияс учетом почвенно – климатических особенностей.
Исходя из вышеизложенного мы ставили перед собой задачу. Во-первых,изучить особенности роста и развития ячменя в зависимости отхода метеорологическихусловии погоды. Во-вторых, изучить формирование вегетативных органов, в течениевсего онтогенеза, в зависимости от темпа прохождения этапов органогенеза.
Объект и методика исследований.
Биологические особенности ячменя определяют его положительную роль внаборе культур полевого севооборота, он экономно расходует влагу на образованиесухого вещества, обладает сравнительно коротким вегетационным периодом, следовательно,рано освобождает занятые площади. Кроме того его используют как надежную страховуюкультуру в случае пересева погибших озимых культур. Мы проводили свои экспериментына примере ярового ячменя, сорт Донецкая – 8, районированной для нашей республики.
Сорт среднеспелый. Вегетационный период 79-96 дней. Средняя урожайность 38,5-40,5ц.ГА. Масса 1000 зерен 43-54г на 2-6г больше чем у стандартных сортов, покрупяным качеством имеют близкие показатели и стандарту. К полеганию устойчив средне,как и стандартные сорта. Колос двухрядный с длиной 6-7см, рыхлый (на 4смколосового стержня приходит 10-11 члеников). Ости длинные гладкие или слабошероховатые, соломенно-желтые. Зерно эллиптическое, крупное.
Методика исследований.
Сельскохозяйственное производство все еще в значительной степени зависит отпогодных условий. Все еще велики колебания урожайности, обусловленныеметеорологическими факторами. В то же время, увеличения арсенала средств, помогающихпреодолевать воздействие сложившихся и ожидаемых неблагоприятных метеорологическихусловий и позволяющих более полно использовать их благоприятные сочетания. Так,например ранняя диагностика состояния озимых посевов дает возможность заблаговременноопределять площади пересева погибших посевов и возможность дифференцированного подходапри подкормке озимых. Наблюдения за этапами развития растений, ходом метеорологическихусловий и динамикой запасов продуктивной влаги дают возможность установить наиболеерациональные сроки и нормы поливов сроки внесения удобрений (подкормки) и рациональногоиспользования гербицидов определять сроки и способы уборки зерновых укоса многолетнихтравит
В настоящее время для диагностики состояния посевов используются агрометеорологическиенаблюдения на сети метеорологических станций привлеченных к обслуживанию сельскогохозяйства.
Для диагностики состояния посевов необходим метод, позволяющий устанавливатькак состояние и продолжительность этапов развития органов, ради урожая которых возделываютсярастения, так и точные границы между этапами, поскольку каждый из них характеризуетсяопределенной реакцией на условия внешней среды.
Такой метод диагностики, (метод морфофизиолигическиого анализа растений)разработан коллективом сотрудников лаборатории развития растений московскогогосударственного университета (1950-1970гг). В сельскохозяйственной практике онизвестен как метод биологического контроля за развитием и ростом растений илиметод микрофеналогии. На основании этих наблюдений можно значительно точнее ираньше, исходя из состояния посевов, применять агротехнические приемы,способствующие оптимизации условий произрастания растений.
Для изучения особенностей роста и развития ярового ячменя в зависимостиот хода метеорологических условий погоды и изучения формирования вегетативныхорганов ячменя в зависимости от темпа прохождения этапов органогенеза, намииспользовался вышеизложенный метод биологического контроля за развитием иростом растений.
Влияние метеорологических условий погоды на органо-образовательныепроцессы ярового ячменя, сорт Донецкая-8.
Формирование какого-либо нового органа у растений обусловливаетвозникновение морфологических структур в его индивидуальном изменении.Формирование продуктивности колоса ячменя в основном зависит от темпов особенностейпрохождения этапов органогенеза в связи с ходом элементов метеорологическихусловий погоды. При нормальных сроках сева у пшеницы по данным А.И.Носатовского (1965) продолжительность периода от посева до всходов колеблетсяот 14 до 16 дней, сумма средних суточных температур около 120 С, а средниесуточные температуры за этот период от 14,6 до 16,3С (табл.№1, график №1).Результаты наших исследований с яровым ячменем сорт Донецкая-8, по продолжительностипериода посев-всходы составлял 14-17 дней при сумме среднесуточных температурза указанный период 209,1С, а среднесуточная температура за этот периодсоставила 14,9С, среднесуточная влажность воздуха 60,9 %, при продолжительностидня 13часов 21 минута. Период прорастания всходов растений находится еще напервом этапе органогенеза (Ф.М, Куперман, 1969). В обычных условиях первый этапорганогенеза у многих видов растений длится сравнительно недолго – от одного донескольких дней и растения быстро переходят во второй этап органогенеза.
В наших экспериментах у ячменя Донецкая-8, продолжительность третьегоэтапа органогенеза, а следовательно и фаза кушения, проходила в течении 6-8дней, при среднесуточной температуре от 18,6 до 19,7С, при относительнойвлажности воздуха от 58,3 до 62,9%, с продолжительностью дня 13 часов 47 минут.В период прохождения растениями ячменя третьего этапа органогенеза выпал дождьв объеме 16,1 мм.
У ячменя, в переход к четвертому этапу органогенеза совпадает обычно сконца фазы кушения и в период фазы выхода в трубку (растяжение нижнегонадземного междоузлия). На четвертом этапе происходит формирование иокончательное определение количества колосков колосе. В наших опытах у ячменяДонецкая-8, формирование колоса (4 этап) прошел с 5 по 11 мая, присреднесуточной температуре 18,6С относительной влажности в воздухе 62,9 %, припродолжительности дня 15 часов 07 минут.
На первом этапе органогенеза обычно закладывается колосовые и цветковыечешуи, тычиночные и пестичные бугорки в цветках. ПО нашим наблюдениям за сортомДонецкая-8, конус нарастания увеличивается в размерах 1,2 в конце четвертогоэтапа до 3 мм к концу пятого этапа органогенеза.
На шестом этапе органогенеза происходит формирование пыльников иобразование в них микроспор. Формируется завязь с макроспорой. Шестой этапорганогенеза у Донецкая-8 проходила в фазе стеблевания с 15 по 21 мая, присреднесуточной температуре 20,1-22,2С, относительной влажности воздуха 58,8%,при продолжительности дня 15 часов 20 минут.
При переходе к седьмому этапу наблюдается усиленный рост всех частейколоса, колосков и цветков. По нашим наблюдениям, у сорта Донецкая-8 на седьмомэтапе колос увеличивался в 3-4 раза за 5-6 дней. В конце седьмого этап особенноусиленно растут остья, тычиночные нити и лопасти рыльца у пестика в среднемколоске.
Восьмой этап органогенеза у ячменя Донецкая-8 проходит в фазе колошения,завершается процесс формирования колоса, колосков, цветков и всех их органов.
Иногда девятый этап цветения у ячменя бывает открытым и наблюдаетсяперекрестное опыление. Однако, очень часто цветение у ячменя происходит тогда,когда колос полностью или частично находится еще во влагалище верхнего листа. Вэтом случае (8-9 этапы) завершение процессов формирования цветка ( образованиеспермиев и пыльцевом зерне), опыление и оплодотворение проходят довыколашивания, в закрытом цветке, то есть имеет место самоопыления.
Результаты наших исследований дали следующие данные: у сорта Донецкая-8восьмой, девятый этапы органогенеза проходили с 28 мая по 13 июня, присреднесуточной температуре воздуха 22,7С, относительная влажность воздуха 56%,при сумме среднесуточных температур за 8 и 9 этапы 364,3С. Продолжительностьдня за указанный период составила 15 часов 26 минут. С началом формирования зерновкирастение переходит к десятому этапу органогенеза. Длительность 10 этапа в нашихопытах 7 дней (с 13 по 19 июня). С переходом к 11 этапу органогенеза начинаетсяпроцесс усиленного накопления запасных питательных веществ в зерновке(«налив»). 12 этап органогенеза характеризуется процессами превращения питательныхвеществ в запасные вещества семени начало его совпадают с переходом семян вфазу восковой зрелости конец с фазой полной зрелости. В наших опытах, у ячменяДонецкая-8 фенологическая фаза «созревание зерна»
проходила с 22 июня по 20 июля, при среднесуточной температуре 27,9С,сумма среднесуточных температур за 11и 12 этапы органогенеза – 809,6С,относительная влажность воздуха 53,5%, при продолжительности дня — 15 часов 34минуты.
Таким образом, систематически наблюдая, за процессом формирования органову растений ячменя Донецкая-8 можно своевременно с учетом конкретных условийпогоды проводят необходимые агротехнические мероприятия тогда, когда растениябольше всего нуждаются в этом, и тем самым активно воздействовать на величину икачество урожая. У ячменя, сорт Донецкая-8, формирование продуктивности колоса,в основном зависит от темпов и особенностей прохождения этапов органогенеза всвязи с ходом, элементов метеорологических условий погоды. Выше изложенныематериалы дают нам возможность высказаться, что биологический контроль зарастениями ячменя позволяет очень рано определять их потенциальнуюпродуктивность и следить за ее реализацией в течении вегетационного периода всвязи с ходом погодных условий.
О закономерных связях между прохождением этапов органогенеза и изменениемростовых процессов стебля и листьев у ярового ячменя сорт Донецкая-8.
Этапы органогенеза отражают изменения морфологических структур, идущие набазе глубоких качественных физиолого-биохимических изменений организмов.Последовательный переход от одного этапа к другому, почти как правилосопровождается значительными количественными изменениями, зачастую носящимискочкообразный характер. При этом значительно изменяется величина, характеризующаясамые различные органы — конуса нарастания, размеры соцветий цветков, покровныхорганов цветка, генеративных органов. В зависимости от этапов органогенезанаибольшие различия появляются либо на резком изменении размеров на данномэтапе основных морфологических структур, либо коррелятивно сними связанныхорганов (междоузлий, стебля, влагалищ, черенков, листьев и т.д.). В последнеевремя появились работы, авторы которых сделали попытки вскрыть закономерностипроцессов закладки и роста междоузлий и узлов стебля в связи со стадийнымразвитием и этапами органогенеза злаков (Синская и др., 1957г, Куперман,Баранов,1958г, Шевелуха, 1958г, Корефова, 1961, Куперман, 1961 и др.).
Известно, что уже в почечке зародыша злаков имеется несколько, оченьсближенных узлов главного зачаточного стебля, несущих зародышевые листья. Послевсходов и разворачивания первых листьев начинается усиленная дифференциациязачаточного стебля с образованием новых узлов. По данным Купермана (1953, 1961)образование новых узлов междоузлий стебля определяется не тольконаследственными особенностями вида и сорта, но и факторами внешней среды впериод прохождения второго этапа органогенеза верхушечных репродуктивныхорганов. Поэтому число узлов и листьев на стебле определяется не тольконаследственными особенностями вида и сорта, но и факторами внешней среды впериод прохождения второго этапа органогенеза, важнейшими из которых являетсяинтенсивность света, температура и обеспеченность растений водой. Чем длиннеевторой этап органогенеза, тем больше узлов и листьев закладывается на стебле.При быстром прохождении второго этапа органогенеза в весьма благоприятныхусловиях развития закладывается меньшее число узлов и листьев. Наряду с этимимеются данные, позволяющие полагать, что закладка узлов на стебле происходитне только на втором этапе органогенеза и что на формирование узлов оказываетвлияние также начальный период формирования оси зачаточного соцветия, домомента возникновения колосковых бугорков. Это можно видеть из того, что в результатенеблагоприятного фото периода (короткий день для пшеницы и длинный день дляпроса) закладывается больше листьев, а следовательно и больше узлов, чем вусловиях нормальных фото периодов для соответствующей группы растений. Вопрос освязи числа узлов и листьев на стебле с темпом прохождения этапов органогенезаявляется очень важным и нуждается, на наш взгляд, в дальнейшей разработке.
Характер роста отдельных междоузлий на разных этапах органогенезарепродуктивных органов ярового ячменя, сорт Доенцкая-8, можно представитьграфически (табл.№2, график №2). До тех пор, пока растения не пройдут второгоэтапа органогенеза, все надземные узлы остаются очень сближенными, и только припереходе растений на третий этап органогенеза начинается разрастание самых нижнихстеблевых междоузлий. На графике №2 видно, что удлинение междоузлий в пределахстебля происходит не одновременно и на разных этапах органогенеза. Отдельныемеждоузлия удлиняются в неодинаковой степени. При оптимальных условияхпрохождения этапов органогенеза наблюдается следующая закономерность, каждоевышележащее междоузлие длиннее нижележащего, и самыми длинными являются самыеверхние междоузлия, удлиняющиеся на седьмом и девятом этапах органогенеза.Прирост стебля у однолетних злаков, как отмечает Куперман (1951) полностьюпрекращается ко времени окончания цветения, то есть на девятом этапеорганогенеза, что и подтвердилось в наших экспериментах на яровом ячмене, сортДонецкая-8 (график №2).
В литературе имеется много указаний по вопросу об изменении размеровполностью выросших листьев, в зависимости от их местоположения на растении(Корнилов, 1951, Балюра, 1959 и др.). Но несмотря на это, нет еще единогопредставления по данному вопросу даже для такой наиболее изученной культуры,как пшеница.
Большинство исследователей считают, что размеры листьев у яровой пшеницысначала постепенно увеличиваются с повышением яруса, а затем уменьшаются,причем уменьшение размеров верхних листьев идет закономерно и обусловленовнутренними физиологическими факторами. Однако у разных авторов самым длиннымоказывается то второй, то третий, то четвертый сверху лист (Носатовский, 1950,Перцивая, 1921и др.). К иному выводу пришел Аксеньтьев (1936). Он нашел, чтонаибольшие размеры имеет самый верхний лист на стебле. Гушин (1950) считает,что каждый последующий лист может быть длиннее и шире предыдущего, так как урастений имеется для этого потенциальные возможности, и только недостатоккакого либо фактора внешней среды не позволяет этим возможностям полностьюреализовываться. Аналогичные высказывания и у Корнилова (1951). Овчинников иШиханова (1964) считают, что предположения Гушина и Корнилова являютсямоловероятными, так как на основании экспериментального материала рядаисследователей (Барышников, 1949, Добрынин 1960 и др.), Можно считатьустановленным тот факт, что для роста листьев разных ярусов в пределах растениясоздаются не одинаковые условия. Нижние листья формируются и растут в фазувсхода – кушения, когда стебель удлиняется крайне медленно и незначительно влияетна рост листьев. В этот период активными центрами роста являются листья, ипоэтому к ним направляется основная часть питательных веществ и создаютсяблагоприятные условия для их роста, причем условия снабжения листьевпитательными веществами улучшаются по мере развития ассимиляционнойповерхности. Верхние листья формируются и растут не только в фазу кушения, но ив фазу выхода в трубку, когда стебель быстро удлиняется и развивается соцветие.Стебель и соцветие становятся активными центрами роста и поглощения питательныхвеществ. В связи с этим ухудшаются условия снабжения все еще растущих верхнихлистьев. Почему и размеры листовых пластинок у самых верхних листьев (первый,второй) меньше чем у ниже расположенных листьев.
Из данных графика №3 и таблицы №3 видно, что в онтогенетическом развитиирастений ячменя, сорт Донецкая-8 меняется местоположение самого длинного листана стебле, а именно самым длинным является 4-5 листья. Расхождения в выводах иместоположении самого длин0ного листа на стебле обусловлен на наш взгляд,главным образом различными условиями выращивания растений, которые могутоказывать существенное влияние на рост и размеры листьев. Большой фактическийматериал, полученный многими исследователями, достаточно убедительнодоказывает, что у однолетних злаков листья разных ярусов не равнозначны дажепри выращивании растений в строго постоянных условиях внешней среды. Крометого, листья разных ярусов имеют не одинаковое значение для формирования иразвития растения, каждый лист отличается своей характерной физиологической функциейи играет определенную роль, которая меняется на протяжении онтогенеза.
Заключение
1. Систематическиенаблюдения за процессами формирования органов у растений ячменя, сортДонецкя-8, позволяет своевременно, с учетом конкретных условий погоды,проводить необходимые агротехнитечкие мероприятия, тогда, когда растения большевсего нуждается в этом, и тем самым активно воздействовать на величину икачество урожая.
2. У ячменя, сортДонецкая-8, формирование продуктивности колоса в основном зависит от темпов иособенностей прохождения этапов органогенезам в связи с ходом элементовметеорологических условий погоды.
3. Характер ростаотдельных междоузлий в пределах стебля происходит не одновременно, и на разныхэтапах органогенеза отдельные междоузлия удлиняются в неодинаковой степени:каждое вышележащее междоузлие длиннее нижележащих и самыми длинными являютсясамые верхние междоузлия, удлиняющиеся на 7 и 9 этапах органогенеза.
4. Вонтогенетическом развитии растения ячменя, сорт Донецкая-8, меняетсяместоположение самого длинного листа на стебле, а именно самым длинным является4-5 листья, а не самые верхние. Листья разных ярусов неравнозначны и имеютнеодинаковое значение для формирования и развития, каждый отличается своейхарактерной физиологической функцией и играет определенную роль, котораяменяется на протяжении онтогенеза.
Литература
1. Агафонова З.Я.Биологический контроль в защите растений. Россельхозиздат, М.,,1968.
2. Алекперов С.А.Динамика формирования зачаточного колоса в связи со стадийностью развитиярастений. Баку,1939.
3. Баханова С.Г.,Куперман Ф.М., Басов В.М. Количественная оценка развития растений в различныхусловиях вегетации. Вестник МГУ, 1968.
4. Куперман Ф.М.,Дворянкин Ф.А., Ржанова Е.И, Ростовцева З.П. Этапы формирования органовплодоношения злаков. Изд. МГУ, 1955.
5. Куперман Ф.М.Биологический контроль за сельскохозяйственными растениями. Наука и передовойопыт в сельском хозяйстве. №2, 1957.
6. Куперман Ф.М.Биологический контроль за озимыми культурами. Наука и передовой опыт в сельскомхозяйстве. №10, 1958.
7. Ржанова Е.И.некоторые закономерности морфофизиологической изменчивости в онтогенезерастений. Морфогенез растений, т. 1 Изд. МГУ, 1961.
8. Руденко А.И.Определение фаз развития сельскохозяйственных растений. Изд. МОИП, М., 1950.
9. Сапожникова С.А., Чирков Ю.И. Агроклиматические ресурсы СССР. Сб. «Советский Союз». Изд. БСЭ,М., 1967.
10. Уланова Е.С.Методы агрометеорологических прогнозов. Гидрометеоиздат, Л.,1959.
11. Чирков Ю. И.Применение на агрометстанциях метода определения жизнеспособности озимыхкультур по состоянию конуса наростания. Метеорология и гидрология. №5, 1955.
12. Чирков Ю. И.Биологический контроль при установлении агрометеорологических показателей ростаи развития сельскохозяйственных культур. Сб. Морфогенез растений, МГУ, 1961.
13. Чирков Ю. И.Применение фенологических данных для характеристики условий произрастанияразличных по скороспелости условий сортови гибридов кукурузы. Материалы фенологическойкомиссии, Вып. 1. Издательство географического общества СССР,1962.
14. Чирков Ю. И.,Конторищикова О. М. Методологическое пособие по составлению прогноза сроковнаступления фаз развития кукурузы и сахарной свеклы. Гидрометеоздат, Л. 1962.