Морфологическая и биологическая характеристики озимой пшеницы

Озимая пшеница относится к семейству Мятликовые. К настоящему времени наукой установлено всего 22 вида озимой пшеницы, из которых наибольшее распространение имеют 2: пшеница твердая (Triticum durum) и пшеница мягкая (Triticum sativa). Они имеют большое количество разновидностей, форм и сортов. Как правило, к твердой пшенице больше относится яровая пшеница.

Пшеница представляет собой однолетнее прямостоячее злаковое растение высотой от 0,3 до 1,2 м. Размножается семенами (зерновками), которые прорастают 3-6 зародышевыми корнями, играющими большую роль в жизнедеятельности растения.

Корневая система - мочковатая, располагается в верхнем пахотном слое почвы, но проникает на глубину 120-200 см.

Стебель озимой пшеницы - соломина, округлой формы, полый и по всей длине разделен узлами (кольцеобразные утолщения) на 5-6 участков (междоузлия), длина которых возрастает вверх по стеблю. Стебель имеет наибольшую толщину в средней части, наименьшую - в верхней. Прочность стебля разная, она зависит от состава механической ткани. Стебель обладает способностью образовывать боковые побеги из подземных стеблевых узлов.

Лист состоит из листового влагалища и листовой пластинки. На месте перехода влагалища в пластинку имеется тонкая бесцветная пленка, называемая язычком. Язычок, плотно прилегая к стеблю, препятствует проникновению воды внутрь листового влагалища. У основания листового влагалища образуются двусторонние линейные ушки, или рожки, охватывающие стебель. Язычок у пшеницы короткий, ушки небольшие, ясно выраженные, часто с ресничками. По строению язычка и ушек большинство хлебных злаков различаются между собой в ранней фазе развития – кущения [19].

Цветок имеет две цветковые чешуи - нижнюю, или наружную (у остистых сортов она несет ость), и верхнюю, или внутреннюю, более тонкую, нежную и плоскую. Между цветковыми чешуями расположены завязь с одной обратной семяпочкой и двумя перистыми рыльцами и три тычинки; у основания цветковых чешуи имеются еще две небольшие тонкие пленки, набухание которых во время цветения обусловливает раскрытие цветка.

Цветение у пшеницы наступает сразу вслед за колошением. Оно начинается с центра колоса, затем распространяется одновременно вверх и вниз. Цветение может быть закрытым (при пасмурной или дождливой погоде) или открытым. Преобладает самоопыление.

Плод пшеницы – голая зерновка (зерно). Эндосперм зерновки представляет собой ткань с запасными питательными веществами. Наружный слой эндосперма, непосредственно примыкающий к оболочке, наполнен алейроновыми зернами, богатыми азотистыми веществами. Под ним находятся клетки, наполненные крахмальными зернами. Зародыш расположен у основания зерновки, на выпуклой стороне. Он состоит из щитка, соединяющего его с эндоспермом, почечки, покрытой зачаточными листьями, первичного стебля и корешка. Зародыш по сравнению с эндоспермом невелик и составляет у пшеницы 1,5-2,5% массы зерновки. Масса 1000 зерен - 30-50 г [28].

Биология культуры является основой построения ее технологии возделывания (комплекс агротехнических приемов, выполняемых в определенной последовательности, направленный на удовлетворение требований биологии культуры и получения высокого урожая заданного качества). С учетом этого необходимо знать биологические особенности возделываемой культуры, т.е. отношение ее к факторам жизни (свет, тепло, влажность, питание, воздух).

Среди зерновых культур озимая пшеница является наиболее требовательной к факторам внешней среды. В отдельные годы при резком отклонении погодных условий от оптимальных наблюдается гибель ее посевов на значительной площади. Требования озимой пшеницы к почвам, температуре, влаге и другим факторам в течение вегетационного периода изменяются в зависимости от возраста растений, погодных условий.

Озимая пшеница требовательна к свету и относится к растениям длинного дня. Под действием солнечного света происходят процессы фотосинтеза, благодаря которым в растительном организме накапливаются белки, жиры, углеводы.

При оптимальном количестве солнечного света растения хорошо кустятся, листья принимают зеленую окраску.

Недостаток освещения в осенний период способствует разрастанию первого (нижнего) междоузлия и образованию листа кущения ближе к поверхности почвы, что снижает зимостойкость растения.Недостаточная весенняя освещенность растений приводит к чрезмерному вытягиванию нижних междоузлий и полеганию растений. При недостаточном освещении во время налива и созревания ухудшается качество зерна, что зачастую происходит в загущенных посевах. Освещенность посевов зависит от густоты стояния растений на 1 га. Загущенные посевы снижают освещенность.

Температура является важным фактором развития. В разные периоды вегетации озимая пшеница предъявляет неодинаковые требования к температурному режиму.

Культура эта холодостойкая. Зерно озимой пшеницы прорастает при 1-2°С, а ассимиляционные процессы начинаются при 3-4°С. Но для нормального прорастания и появления всходов оптимальна температура в 12-15°С. При температуре 14-16°С и достаточной увлажненности почвы, первые всходы появляются через 7-9 дней. Благоприятный для посева пшеницы календарный срок со среднесуточной температурой воздуха 14-17°С.

Зимой, при хорошем закаливании, пшеница выдерживает понижение температуры на глубине узла кущения до минус 16-18°С, а высоко морозостойкие сорта - до минус 20°С. Однако высокой морозостойкостью отмечается только те растения, которые хорошо раскустились (2-4 побега) и накопили в узлах кущения до 30-35% сахаров. Переросшие растения, образовавшие осенью 5-6 побегов, теряют морозоустойчивость, повреждаются или погибают. В зимний период озимая пшеница вымерзает при минус 17-19°С без снежного покрова, а с ним выдерживает до минус 25°С.

Весной при возобновлении роста для озимой пшеницы благоприятной является 12-15°С, выше 25°С отрицательно влияет на прохождение отдельных фаз роста растений.

В фазу выхода в трубку требуется 15-16°С, при минус 7-9°С - повреждается главный стебель и растение может погибнуть.

В период колошения (цветения), озимой пшенице необходимо 18-20°С, при 35-40°С и большой сухости воздуха во время налива зерна, оно получается мелким и щуплым [11].

В период созревания зерна благоприятной температурой считается 22-25°С.

Озимая пшеница требовательна к влаге в течение всей вегетации. Однако потребление влаги в течение вегетации идет неравномерно и зависит от возраста, интенсивности роста и развития, густоты растений, температуры, развития корневой системы и наличия влаги в почве. Озимая пшеница лучше использует осенние и зимние осадки, потребляет значительно больше влаги, чем яровая. Это связано с тем, что у нее более продолжительный вегетационный период, и она формирует более высокий урожай сухой массы.

Коэффициент транспирации – 400-500. В благоприятные по влажности годы он снижается до 300, а в неблагоприятные повышается до 600-700. Лучшая влажность почвы 70-80% [10].

При прорастании семян, поглощает воды 50-55% от своей массы. Большой вред посевам наносит недостаток влаги в почве во время прорастания семян и появления всходов. Всходы при таком состоянии увлажнения будут изреженные. Дефицит влаги в период кущения снижает продуктивную кустистость.

До 70% всей влаги, потребляемой за вегетацию, озимая пшеница расходует в период от весеннего отрастания до колошения. Критический период по отношению к влаге – выход в трубку-колошение. Дефицит влаги в период колошения и цветения снижает зернистость колоса. При продолжительном увлажнении снижаются темпы роста.20% влаги озимая пшеница расходует в период от цветения до восковой спелости зерна.

Высокий урожай озимой пшеницы можно получить при условии, если весенние запасы влаги в метровом слое почвы составляют 200 мм, а на период колошения – не менее 80-100 мм [20].

Хорошо растет озимая пшеница и формирует высокую урожайность на плодородных почвах с высоким содержанием гумуса (не ниже 2%) и элементов минерального питания. Лучшими для пшеницы являются черноземные, каштановые, темно-серые оподзоленные почвы среднесуглинистые механического состава с нейтральной реакцией среды (рН 6,0-7,5). Плохо удается на кислых почвах тяжелого механического состава.

Озимая пшеница кустится осенью и весной. Пониженная температура воздуха (до 6-10°С) при достаточной влажности, а также повышенная облачность задерживают общее развитие растений, но способствуют более интенсивному кущению. Кущение значительно повышается при внесении азотных удобрений и при посеве крупными семенами. В благоприятных условиях произрастания одно растение образует 3-5 стеблей.

В переходный осенне-зимний период для развития озимой пшеницы наиболее благоприятна сухая ясная и теплая погода днем (до 10-12°С) с понижением до отрицательных температур ночью, это способствует большему накоплению углеводов, прохождение закалки и лучшей перезимовке.

При понижении среднесуточной температуры воздуха до 4-5°С осенний рост озимой пшеницы приостанавливается. Весной при повышении температуры до 5°С пшеница начинает расти и дополнительно кустится. Для озимой пшеницы очень опасны резкие колебания температуры ранней весной, когда днем она поднимается до 10°С, а ночью падает до минус 10°С.

Выход в трубку (4-7 этапы органогенеза) у озимой пшеницы начинается через 25-35 дней после весеннего отрастания, колошение (8 этап органогенеза) – через 30 дней после выхода в трубку. Цветение (9 этап органогенеза) пшеницы начинается через 2-3 дня после колошения и продолжается около недели. Продолжительность формирования, налива и созревания зерна (10-11 этапы органогенеза) около 30-35 дней, зависит от погодных условий и особенностей сорта. При дождливой и прохладной погоде этот период удлиняется, а при засушливой – сокращается.

Общая сумма положительных температур от посева до полной спелости составляет 1850-2200°С. Продолжительность вегетационного периода (включая зиму) составляет – 275-350 дней [11].