Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Биологические особенности картофеля

Картофель относится к семейству пасленовых. Это многолетнее травянистое растение, размножающееся семенами и клубнями.

В практике картофель обычно размножают клубнями, которые содержат много воды и легко повреждаются морозом. Поэтому посадку и уборку картофеля приходится производить ежегодно, как однолетнее яровое растение.

Куст картофеля, выращенный из клубня, состоит из двух -- семи стеблей, каждый из которых имеет свои листья, корни, столоны и клубни и растет независимо от других стеблей, то есть куст является гнездом самостоятельных растений -- стеблей.

Стебли у картофеля узловатые, трех-четырехгранные, зеленые или в разной степени окрашенные антоцианом, прямостоячие или полегающие, что зависит от сорта. Лист непарноперисторассеченный и в зависимости от сорта очень разнообразный по строению. Цветы пятичленные, правильные, собраны в соцветия из двух-пяти завитков. Различают четыре основные окраски венчика у разных сортов: белую, красно-фиолетовую, сине-фиолетовую и синюю.

Плод картофеля -- многосеменная двугнездная ягода диаметром около 2 сантиметров. Молодые ягоды зеленые, при созревании бледнеют и приобретают приятный запах. Ягоды образуются только у немногих сортов, что зависит от преобладающей у картофеля стерильности пыльцы, а также от условий погоды. Семена мелкие. При выгонке из семян рассады картофель в первый же год цветет и образует клубни, но вырастающие растения резко отличаются как друг от друга, так и от сорта, с которого были собраны семена. Поэтому сорта картофеля размножить семенами нельзя, и они высеваются главным образом при выведении новых сортов.

Корневая система у картофеля мочковатая, корни располагаются преимущественно в пахотном слое почвы, и только немногие из них проникают на глубину до 1 метра. В подземной части у картофеля образуются также видоизмененные стебли -- столоны, которые, утолщаясь на конце, переходят в клубни. Часть клубня, которой он прикреплен к столону, называется пуповиной, противоположная часть -- вершиной. Растет клубень вершиной -- наиболее молодой своей частью.

Снаружи клубни покрыты пробковой кожурой, основная окраска которой бывает белой, красной или фиолетовой (синей); некоторые сорта имеют пестрые клубни -- бело-красные или бело-синие.

На клубне по спирали расположены глазки, в углублениях которых помещается чаще всего по три спящие почки. У вершины клубня глазки расположены более тесно, чем у пуповины. Число их зависит от величины клубня и от сорта.

В клубнях картофеля больше всего воды и крахмала. Химический состав клубней зависит от сорта и условий выращивания. В среднем считается, что в клубне картофеля содержится около 75% воды, 20% крахмала, 2% сырого протеина, а остальная часть приходится на сахар, жиры, клетчатку и золу.

Сразу после уборки клубни прорастать не могут: им необходим период "покоя", в течение которого происходят сложные процессы подготовки клубней к прорастанию. Длина периода "покоя" у разных сортов различная: чаще всего она продолжается 2--3 месяца. Прорастание клубней зависит в первую очередь от температуры и может происходить вне почвы. Нормальное прорастание клубней начинается при температуре выше 7° тепла, и вначале оно идет тем быстрее, чем выше температура, а при 25° снова замедляется. Нужно правильно выбрать момент когда садить картофель.

Образующийся росток состоит из почки с чешуйчатыми листочками, у основания которой видны корневые бугорки; по мере роста в длину на ростке образуются боковые почки, располагающиеся по спирали. В темноте или при недостатке света ростки на клубнях вырастают длинными, бледными, легко обламываются и повреждаются (теневые ростки). На свету ростки бывают короткими, толстыми и крепко держатся на клубнях (световые ростки), что используется при яровизации.

На клубнях обычно прорастают только немногие верхушечные глазки, в которых трогается в рост одна почка, остальные глазки и почки остаются спящими. Но если разрезать клубень на части, то прорастут и спящие глазки, а при обламывании ростков прорастают спящие почки. Эти особенности клубней используются при резке семенного материала и при ускоренном размножении.

Картофель -- растение умеренного климата, и самые высокие урожаи он дает при 17--20° тепла. Понижения температур картофель переносит легче, чем повышения.

Ко времени уборки клубни накапливают запасы питательных веществ и вступают в период покоя. Это важное биологическое свойство картофеля, позволяющее сохранять посадочный материал в течение всей зимы без снижения его продуктивной способности.

У большинства сортов период покоя составляет более 2 месяцев. При осенне-зимнем хранении в сухом, прохладном помещении при температуре воздуха 1…3° клубни не прорастают 6…7 месяцев. Если же прорастание почек необходимо ускорить, температуру воздуха повышают до 10…12о и обеспечивают достаточный приток воздуха, но наиболее интенсивно прорастание идет при 20°.

Сортовые особенности картофеля. В зависимости от сорта клубни по форме бывают овальные, круглые, плоские, бочковидные. По цвету -- белые, розовые, красные, красно-фиолетовые с разными оттенками. По окраске мякоти -- белые, кремовые, светло-желтые, сине-фиолетовые, белые с красными пятнами.

По продолжительности вегетационного периода все сорта картофеля делят на несколько групп: ранние -- с формированием урожая клубней через 50…60 дней, среднеранние -- 61…80, среднеспелые-- 81…100, среднепоздние -- 101…120, позднеспелые -- более 120 дней.

Для летне-осеннего потребления наиболее пригодны ранние, среднеранние и среднеспелые сорта, для закладки на хранение и зимне-весеннего использования -- среднеспелые, среднепоздние и позднеспелые.

Строение куста картофеля. Куст картофеля состоит из отдельных стеблей. Их количество различно в зависимости от сорта, уровня плодородия почвы, влажности, освещенности, величины посадочных клубней. Из пазушных почек в подземной части стебля образуются подземные побеги -- столоны, на концах которых развиваются клубни. Корневая система мочковатая. Основная масса корней расположена в верхнем слое почвы, на глубине до 70 см, причем преимущественно в разрыхленном и плодородном пахотном слое.

Клубень картофеля представляет собой видоизмененный утолщенный подземный стебель, превращенный в орган запаса. В самом раннем возрасте на клубне имеются мелкие чешуйчатые листочки, которые не развиваются. В пазухах чешуйчатых листочков -- глазках -- закладываются покоящиеся почки -- по 3 и более в каждом глазке. Зачастую прорастает только одна из них. Если появившиеся ростки обломать, прорастают остальные почки. Обычно у целого клубня прорастают почки не всех глазков, а только верхних. Если же удалить верхнюю часть клубня, прорастают почки и нижних глазков. Глазки могут быть мелкие (поверхностные), средние и глубокие. В хозяйственном отношении наиболее ценны мелкоглазковые клубни, которые удобнее чистить и мыть.

При прорастании на свету на клубнях образуются короткие плотные темно-зеленые ростки. В темноте вырастают ростки длинные, этиолированные (бесцветные), ломкие.

Корневая система мочковатая, слаборазвитая (7…7,5% массы всего растения), формируется из глазков маточного клубня, из почек стеблевых узлов подземной части стебля и столонов. Основная масса корней расположена в пахотном горизонте. Отдельные корни проникают на глубину до 200 см.

В пазухах зачаточных листьев на подземной части стебля растения образуют подземные побеги -- столоны, которые, утолщаясь в верхушечной части, образуют новые клубни. На каждом стебле образуется шесть-семь столонов длиной 15--20 см. Молодые клубни снаружи покрыты слоем эпидермиса, который по мере роста и созревания клубней заменяется плотной, опробковевшей, не пропускающей воздуха кожурой (покровная ткань перидерма). На кожуре клубня размещены небольшие отверстия -- чечевички, через которые клубень дышит.

На поверхности молодого клубня имеются зачаточные недоразвитые чешуйчатые листочки, в пазухах которых закладываются глазки с тремя-четырьмя покоящимися почками, а иногда и больше в каждом. Глазки размещаются по клубню спирально, причем в верхней части их больше, чем в средней и особенно в нижней, пуповинной части клубня. При созревании клубней почки переходят в состояние покоя, а при наступлении благоприятных условий начинают рост. Прорастает в глазке обычно центральная почка, а при ее удалении -- остальные. В зависимости от сорта клубни бывают различного размера, массы, формы и окраски.

Растения, выросшие из клубня, образуют куст высотой 50…80 см с тремя -- шестью стеблями. Вначале стебли прямостоячие, затем изогнутые, угловатые или округлые, диаметром до 20 мм, зеленой окраски. Листья простые, непарноперисторассеченные.

Соцветия состоят из двух -- четырех завитков, расположенных на цветоносе, который у раннеспелых сортов закладывается в пазухе шестого -- восьмого листа, а у позднеспелых -- выше. Цветки пятичленные различной окраски в зависимости от сорта (белые, красно-фиолетовые или сине-фиолетовые, синие). Тычинок пять с желтыми или оранжевыми пыльниками. Завязь верхняя, обычно двухгнездная, плод -- двухгнездная ягода различной формы, содержащая большое количество (до 200) очень мелких семян (масса 1000 шт. 0,5…0,6 г). Картофель -- самоопылитель, перекрестное опыление наблюдается очень редко.

Фазы роста картофеля. В процессе роста и развития растений отмечают фазы всходов, роста стеблей и листьев, клубнеобразования, бутонизации, цветения, усыхания или отмирания ботвы.

После окончания периода покоя при наличии необходимой температуры и влажности почвы почки прорастают -- появляются ростки и корни, которые первое время растут за счет использования питательных веществ материнского клубня. После появления всходов формируется ассимиляционный аппарат -- стебли и листья. На 20…30-й день после появления всходов начинают образовываться клубни. Начало этой фазы обычно совпадает с цветением растений, а у скороспелых сортов еще раньше. Одновременно с формированием новых клубней, бутонизацией и цветением продолжается энергичный рост надземной массы растений. С образованием ягод с семенами рост растений замедляется, затем приостанавливается. Сначала нижние, а затем средние и верхние листья желтеют, начинается подсыхание, а впоследствии и отмирание стеблей и листьев. Клубни растут интенсивно до пожелтения листьев и стеблей, затем они прекращают рост и переходят в состояние покоя.

Вегетационный период (от появления всходов до технической зрелости клубней) у ранних и среднеранних сортов 40…60 дней, среднеспелых -- 70…75, среднепоздних -- 90…105, позднеспелых -- 105…120 дней.

Прорастание почек клубней в почве начинается при 5-8 °C (оптимальная температура для прорастания картофеля 15-20 °C). Для фотосинтеза, роста стеблей, листьев и цветения -- 16-22 °C. Наиболее интенсивно клубни образуются при ночной температуре воздуха 10-13 °C. Высокая температура (ночная около 20 °C и выше) вызывает тепловое вырождение. Из семенных клубней развиваются растения с резко пониженной продуктивностью. Всходы и молодые растения повреждаются при заморозках в ?2 °C. Транспирационный коэффициент картофеля в среднем 400--500.

Наибольшее количество воды растение потребляет во время цветения и клубнеобразования. Избыток влаги вреден для картофеля.

На формирование надземной части и клубней расходуется много питательных веществ, особенно в период максимальных приростов вегетативной массы и начала клубнеобразования. При урожае 200--250 ц с 1 га растения извлекают из почвы 100--175 кг азота, 40-50 кг фосфора и 140--230 кг калия.

Лучшие для картофеля почвы -- чернозёмы, дерново-подзолистые, серые лесные, осушенные торфяники; по механическому составу -- супеси, лёгкие и средние суглинки. Почва для картофеля должна быть рыхлой: в уплотнённой почве формируются мелкие и деформированные клубни.

Лучшими удобрениями служат калийные соли, затем костяная мука, известь, навоз. Избыток азотных удобрений в почве нежелателен, так как это способствует разрастанию ботвы в ущерб образованию клубней.

Картофель -- светолюбивое растение. В затененных местах при ослаблении освещения происходят вытягивание стеблей, пожелтение ботвы и задержка образования клубней. При сильном затенении растений отмечается резкое снижение роста клубней. В таких условиях образуется лишь ботва с хрупкими и вытянутыми стеблями, а в почве -- длинные белые столоны с небольшим утолщением на конце.

Поглощение солнечной энергии листьями зависит от ориентации рядов. При направлении рядов с севера на юг растения равномернее освещаются в течение дня по сравнению с западно-восточным направлением, что приводит к увеличению урожайности и содержания крахмала в клубнях на 1…2%.

Столоны и клубни могут образовываться и на поверхности почвы при укрытии ее светонепроницаемой пленкой. Это свойство в будущем может быть широко использовано в картофелеводстве для получения ранней продукции и облегчения уборки урожая. В этом случае нет необходимости заделывать в почву семенные клубни, их можно раскладывать на поверхности и укрывать светонепроницаемой пленкой.

Если картофель посадить неглубоко, рост подземных побегов задерживается и тогда кусты необходимо окучивать при высоте 15--20 см.

Клубни картофеля, хранящиеся после уборки урожая на свету, через несколько дней зеленеют, в них образуется хлорофилл. Для семенного картофеля такое озеленение полезно, так как клубни слабее поражаются болезнями и не повреждаются грызунами во время хранения. Продовольственный картофель подвергать озеленению нельзя.

Картофель -- растение прохладного лета. Вместе с тем он пластичен и может возделываться в довольно контрастных условиях. Клубни прорастают при температуре 7...8 °, но пробуждение почек начинается при 5 °. Посадка клубней в недостаточно прогретую почву вызывает задержку появления всходов и частично потерю всхожести вследствие поражения ризоктониозом.

Лучшая температура для роста надземной части и цветения картофеля около 21 °. Ботва ранних сортов не переносит заморозков и гибнет уже при температуре -- 1...2 °. Оптимальная температура для цветения 16...22 °. При более высокой температуре 28...35 ° бутоны и цветки опадают. Для клубнеобразования наиболее благоприятна дневная температура около 18 ° и ночная 12...14°.

При снижении температуры до 2° и повышении ее до 26…29° формирование и рост клубней прекращаются, а при температуре ниже минус 1…1,5° и выше 35° они сильно повреждаются. Длительное повышение среднесуточной температуры в период клубнеобразования до 23…25° вызывает экологическое вырождение клубней, которое приводит к образованию нитевидных ростков и пониженной продуктивности выращенных из них растений. Это явление особенно широко распространено в южных районах России и учитывается в семеноводческой практике картофеля. Вырождение может быть вызвано и вирусными болезнями.

Корни у картофеля образуются при температуре выше 7°. При более низкой температуре клубни долго лежат в почве без корней, более того, на их поверхности за счет имеющихся питательных веществ могут образовываться новые клубни, которые не дают побегов. Такое явление часто отмечается при посадке картофеля в холодную, переувлажнённую почву или, наоборот, в слишком сухую при температуре выше 25°.

Растения картофеля расходуют большое количество воды. Один куст в зависимости от сорта, влажности почвы, температуры воздуха, величины урожая и других причин испаряет за лето 60…71 кг воды. Для образования 1 кг клубней растение в средней полосе России расходует не менее 80…100 кг воды. При появлении всходов растения обходятся сравнительно небольшим количеством влаги, но по мере их роста, особенно после вступления в фазу цветения, потребность в ней резко увеличивается.

Особенно важно своевременное снабжение картофеля водой во время интенсивного образования и роста клубней, которое обычно происходит с момента полной бутонизации и до прекращения роста ботвы. В этот период влажность почвы должна составлять 70…85 % полной полевой влагоемкости. При более высокой влажности наблюдается прекращение клубнеобразования. Продолжительный период переувлажнения почвы нередко приводит к загниванию клубней от недостатка кислорода. Первый сигнал переувлажнения почвы и кислородного голодания -- разрастание на поверхности клубней рыхлых белых чечевичек. В конце развития, когда увядает ботва и снижается прирост клубней, картофелю требуется меньше влаги, чем в предыдущие периоды. При теплой сухой погоде в эту пору на клубнях образуется крепкая толстая кожура, которая предохраняет их от механических повреждений во время уборки и обеспечивает лучшую сохранность в зимний период. Дождливая погода затягивает созревание клубней, на них образуется очень нежная кожура, они легко повреждаются при уборке и плохо хранятся.

2. Физиологические основы зимостойкости. Развитие озимых культур осенью и весной

Хлебные злаки разделяют на две биологические группы - озимые и яровые. Озимые хлеба (озимая рожь, озимая пшеница, озимый ячмень) высеваются осенью и дают урожай только после перезимовки, на следующий год. Яровые же хлеба (яровая пшеница, рожь ярица, яровой ячмень, овес, все просовидные хлеба) высеваются весной и образуют зерно в год посева. Озимые при весеннем посеве обычно только кустятся, но не выколашиваются.

Наследственные отличия озимых и яровых форм растений были вскрыты Т.Д. Лысенко на основе стадийного развития.

В полевых условиях стадия яровизации озимых культур протекает длительный период осенью при относительно низких температурах (0 - 30) и ассимиляции осеннего света, в то время как яровые культуры проходят эту стадию в короткий срок, при сравнительно высоких температурах (5 - 100 и выше) и ассимиляции условий весеннего освещения. В течение осеннего периода озимые приобретают закалку (устойчивость к зимним условиям). Закалка и яровизация - два взаимно связанных процесса. Именно ассимиляция осенних условий, а не зимних, является основным фактором формирования свойств озимости растений, закаливания осенью против зимних невзгод.

Озимыми нужно считать такие растения, которые имеют относительно длинную стадию яровизации и проходят ее при пониженных температурах. Их высевают осенью. Растения же, обладающие относительно короткой стадией яровизации и проходящие ее при повышенных температурах, будут яровыми. Эти растения нормально развиваются при весеннем посеве. Таким образом, основное отличие озимых форм от яровых заключается в разных требованиях, предъявляемых к условиям внешней среды для прохождения стадии яровизации.

Озимые хлеба являются страховыми культурами, обеспечивающими устойчивость и подъем зернового хозяйства в целом.

Особенно большую ценность представляет озимая пшеница. Урожаи ее в ряде районов страны (в частности, на юге и в центральных черноземных областях) более устойчивы, чем яровой, и нередко превосходят урожаи озимой ржи. По хлебопекарным качествам зерна лучшие сорта озимой пшеницы не отличаются от сортов мягкой яровой пшеницы.

Более высокая урожайность озимых хлебов по сравнению с яровыми объясняется биологическими особенностями и прежде всего их озимостью. При своевременном посеве озимые используют дожди и теплый осенний период (60 - 80 дней). До зимы они успевают развить мощную корневую систему, уходящую в глубину на 100 см и более, и хорошо раскрутиться (4 - 6 стеблей).

Закалившиеся всходы озимых способны переносить суровые условия зимовки. Перезимовавшие кусты озими весной быстро трогаются в рост, в то время как яровые еще только высевают.

Озимые хлеба весной быстрее развиваются и созревают на 10 - 15 дней раньше яровых. Эта особенность дает возможность озимым лучше использовать осенне-зимне-весенние запасы влаги и пищи. Ни одна из яровых колосовых культур не может так хорошо использовать условия весны, как озимые хлеба. Именно в возможности получения ранней весной раскустившихся растений и кроются причины более высоких урожаев озимых.

Обгоняя в росте сорняки, озимые хлеба (особенно рожь) заглушают их, а поэтому посевы озимых бывают обычно чище посевов яровых.

Осенний посев и более ранняя уборка озимых позволяют уменьшить напряженность посевных и уборочных работ. Ранняя уборка дает возможность раньше взлущить и вспахать на зябь площади, освободившиеся из-под озимых. Это имеет большое значение в очищении полей от сорняков и повышении урожайности последующих культур. После уборки озимых остается еще достаточно времени, чтобы на той же площади осенью получить урожай пожнивных культур (главным образом на корм).

Все преимущества озимых хлебов могут быть использованы лишь тогда, когда они успешно перезимуют и им будут созданы благоприятные условия для весенне-летнего развития. Поэтому зимний и ранневесенний периоды являются решающими в жизни озимых культур.

Причины повреждений и гибели озимых в этот период разнохарактерны. Они могут быть вызваны сильными морозами, резкими колебаниями температуры, излишне глубоким снежным покровом, долго не тающим весной, застоем на поверхности почвы воды, ледяными корками, выпиранием озими на тяжелых почвах, механическими повреждениями, грибными болезнями и другими причинами.

Способность растений переносить разнообразные неблагоприятные условия в зимний и ранневесенний периоды называется зимостойкостью. Под холодностойкостью же, или морозостойкостью, понимается способность растений противостоять низким температурам.

Неблагоприятные метеорологические условия зимнего и ранневесеннего периодов вызывают ежегодно изреживание, а иногда и полную гибель посевов озимых культур. Озимая пшеница, как более требовательная культура, чаще, чем озимая рожь, подвергается повреждениям и гибели.

В период с 1936 по 1945 г. в среднем по СССР гибель озимой пшеницы составляла 8,6% посевной площади. Наибольшая гибель ее наблюдалась в 1928 г. - 46% и в 1929 г. -31,6 % посевной площади. В 1939 и 1943 гг. на юго-востоке размеры гибели пшеницы достигали 72 - 76%. Значительная гибель посевов озимых была в 1959/60 гг.

Основоположником подлинно научного подхода к изучению вопросов зимостойкости растений по праву нужно считать И.В. Мичурина. Им дано теоретическое обоснование зимостойкости растений и разработаны верные способы выведения зимостойких сортов плодовых деревьев.

Большое значение в повышении зимостойкости озимых имеет сорт. Однако было бы неверно рассматривать зимостойкость тех или иных сортов как неизменный наследственный признак.

Зимостойкость является биологическим свойством приспособляемости, изменяющимся и развивающимся под влиянием условий жизни.

Условия осеннего развития того или иного сорта озимого хлеба определяют и способность его к перезимовке. При низкой агротехнике может погибнуть от зимних невзгод любой сорт. Чем выше агротехника, тем в меньшей степени перезимовка озимых хлебов зависит от природных условий.

Озимыми культурами зимостойкость приобретается только осенью и в начале зимы. Подготовка их к зимовке - закалка (развитие устойчивости к зимним невзгодам) - является комплексом физиологических и биохимических процессов, протекающих осенью в озимых растениях.

Прохождение стадии яровизации и закалка озимых хлебов - разные, но взаимно связанные процессы.

По И.И. Туманову, закалка озимых протекает в две фазы. В первую фазу, осенью, при солнечной погоде и температурах днем 8 - 150 и при прохладных ночах (около 00) идет усиленное накопление углеводов (сахара) в узлах кущения и влагалищах листьев озими. Синтезированные за день углеводы не расходуются полностью на построение зеленой массы и на дыхание вследствие торможения ростовых процессов в прохладные ночи.

Длительность первой фазы закалки зависит от природы растений и условий. Яровые злаки, как правило, имеют короткую стадию яровизации. При осеннем посеве они до зимы проходят стадию яровизации и не ослабляют ростовых процессов. В этом, очевидно, одна из причин плохой зимостойкости их при осеннем посеве. Озимые же в осенний период ослабляют ростовые процессы и не успевают пройти стадию яровизации. Ясная, солнечная погода с теплыми днями и прохладными ночами, наоборот, задерживает этот процесс. Накопляемые углеводы играют роль защитных веществ; вместе с тем они являются запасным материалом для поддержания жизни озими и строительным материалом весной, когда озимь трогается в рост. В конце первой фазы закалки в растениях накопляется сахара в 2 - 3 раза больше, чем в начальный период. Однако сводить закалку только к накоплению сахаров нельзя.

Во вторую фазу закалки, в конце осени, в замерзших растениях при слабых морозах (0- 50) как на свету, так и в темноте (ночами и под снегом) происходит некоторое обезвоживание тканей, переход части воды в связанное состояние, повышение концентрации клеточного сока и изменение свойств протоплазмы клеток.

Опытами Всесоюзного института растениеводства установлено, что для второй фазы закалки также необходим свет. Сахара задерживают коагуляцию коллоидов плазмы и понижают точку замерзания клеточного сока. Вместе с тем сахара участвуют в сложных физиологических изменениях протоплазмы клеток.

Прямой зависимости между содержанием сахара и степенью морозостойкости нет. Объяснение защитного действия сахаров следует искать в том, что они способствуют предупреждению осаждения и денатурации (повреждению) белков плазмы вследствие обезвоживания. При пониженных температурах в клетках накапливаются относительно простые соединения. В связи с этим возрастает осмотическое давление, сосущая сила и водоудерживающая способность клеток. Таким образом, процесс закалки идет и в других направлениях. В клетках уменьшается содержание свободной воды, увеличивается водоудерживающая способность коллоидов. В период второй фазы закалки в клетках создаются условия переохлаждения растворов, способных длительное время не замерзать при очень низких температурах. Вместе с тем в период закалки происходит переход сложных белков в более простые формы, устойчивые против свертывания при морозах. По исследованию М.И. Салтыковского, наивысшую закалку способны приобретать только молодые, малодифференцированные ткани (узла кущения, влагалищ листьев). Более старые клетки (вакуолизированные) менее устойчивы к морозам.

Зимостойкость озимых культур зависит от степени озимости сорта и степени прохождения с осени стадии яровизации. Способностью к закалке растения обладают только в стадии яровизации. Чем в большей степени озимые растения пройдут эту стадию, тем ниже будет их зимостойкость. Однако, помимо озимости, необходимо еще и наличие условий для развития в растениях свойства высокой зимостойкости. В солнечную осень озимые хлеба лучше закаляются, чем в условиях преобладания пасмурной погоды. По окончании стадии яровизации способность к закалке утрачивается. В силу этого ко времени весенних оттепелей и удлиненного дня озимь резко повышает чувствительность к низким температурам. Вместе с тем после окончания стадии яровизации озимь в 1,5 - 2 раза меньше накопляет сахаров. Если стадия яровизации у озимых растений прошла в начале осени и они продолжают еще долгое время расти после этого, то такие растения резко понижают способность к закалке. Они сильно повреждаются зимой или погибают.

Исследования В.И. Разумова показали, что в полевых условиях стадия яровизации у большинства сортов озимых заканчивается в зимнее время (декабрь, январь). Озимая пшеница и рожь способны заканчивать эту стадию при температуре -60 и ниже. Дояровизация при отрицательных температурах - приспособительный процесс в биологии озимых злаков, возделываемых в районах с суровыми зимами.

С переходом в световую стадию способность озими закаляться исчезает. При удлинении весеннего дня и повышения температуры начинается быстрое образование новых листьев, стеблей, и озимь становится уже не зимостойкой. Этим главным образом и объясняется вредное влияние морозов после длительных оттепелей во второй половине зимы. Зимостойкие сорта пшеницы, как правило, имеют более длинную стадию яровизации и при соответствующих условиях закалки обладают высокой зимостойкостью. Однако не всякие длинностадийные сорта бывают морозостойкими. Таким образом, зимостойкость озимых нужно рассматривать как результат взаимодействия растений с внешней средой, как развивающийся процесс приспособления под влиянием изменяющихся условий.

Озимые культуры - однолетние растения, нормальное развитие которых связано с условиям перезимовки - действием пониженной температуры (от 0 до 10°С) в течение 30--70 суток и более. Озимые культуры высевают осенью и получают урожай зерна на следующий год. При весеннем посеве озимые культуры формируют корневую систему и надземные вегетативные органы -- листья, побеги кущения, но не плодоносят. Посеянные весной яровизированными семенами (подвергнутыми воздействию пониженной температуры), озимые культуры дают урожай в год посева. Озимые культуры имеют 2 периода активной вегетации: осенний (45--50 сут.) и весенне-летний (75--100 сут). Между этими периодами растения находятся в состоянии покоя. Осенью в результате сложных биохимических и физиологических процессов растения приобретают закалку, т. е. устойчивость к низким температурам и др. неблагоприятным условиям. Существуют так называемые двуручки (некоторые сорта пшеницы, овса, ячменя и др.), представляющие промежуточную форму между озимыми и яровыми растениями. Они нормально развиваются и дают урожай зерна как при осеннем, так и при весеннем посеве.

Группа озимых культур включает хлеба -- озимые пшеницу, рожь, ячмень; масличные растения семейства крестоцветных -- озимые рапс, сурепицу, рыжик; бобовые -- озимую вику. В мировом земледелии наиболее распространена озимая пшеница -- основное хлебное растение Европы и США. Озимую рожь выращивают в европейских странах, США, Турции, Канаде, Аргентине; озимый ячмень -- в южных районах Европы и Азии; озимый рапс -- в Индии, Японии, ГДР, Франции, Швеции, Северной Африке, США и др.; озимую сурепицу -- в основном в ГДР и ФРГ; рыжик -- в Западной Европе и Северной Америке; озимую вику -- в Европе, Малой Азии, США, Японии и др. Выращивание озимой культуры приурочено к районам с относительно мягкими зимами и устойчивым снежным покровом.

Зимостойкость растений - способность растений переносить без повреждений неблагоприятные зимние условия. При сильных морозах в результате образования льда в клетках или межклетниках может произойти вымерзание растений. Появляющаяся на посевах при оттепелях ледяная корка ухудшает аэрацию клеток и ослабляет морозостойкость растений. Озимые посевы, долго находящиеся под глубоким снегом при температуре около 0 °С, страдают от истощения и поражения плесневыми грибами. Вследствие образования в почве ледяной прослойки, разрывающей корни, происходит выпирание растений. Часто наблюдается одновременное действие многих из этих неблагоприятных факторов.

Зимостойкость растений, и в частности их морозостойкость, развиваются к началу зимы в процессе закаливания растений. Растения могут переносить морозы: озимая рожь до --30°С, озимая пшеница до --25°С, яблоня до --40°С. Устойчивость растений к выпреванию обеспечивается: накоплением в них к началу зимы большого количества сахаров и др. запасных веществ; экономным расходованием растениями (при температуре около 0°С) запасных веществ на дыхание и рост; защитой растений от грибных болезней. Устойчивость растений к выпиранию обусловливается мощностью и растяжимостью корней. Выпирание наблюдается чаще на плотных, перегнойных и влажных почвах при повторном их замерзании и оттаивании, поэтому для посева очень важно правильно выбрать участок. Опасен и осенний застой воды на полях (вымокание растений); при нём ухудшается закаливание растений и они легче повреждаются морозами. Ещё более губителен застой воды весной; ослабленные и поврежденные зимой растения отмирают при недостатке аэрации, поэтому необходимо улучшать физические свойства пахотного слоя почвы.

Закаливание растений - приобретение растениями устойчивости к неблагоприятным условиям -- морозам, холоду, засухе, засолению и др. Возникающие при закаливание растений свойства обусловливаются изменениями обмена веществ. Закаливание растений к морозу происходит только осенью, когда растения под влиянием короткого дня прекращают рост и переходят в состояние глубокого покоя, а также зимой при слабых и умеренных морозах. Поэтому деревья, выдерживающие зимой морозы до --60°С (лиственница, ель, сосна и др.), летом погибают при температуре от --7 до --8°С. Первая фаза закаливания растений проходит при температуре около 0°С в условиях освещения, когда в растениях накапливаются углеводы в результате снижения интенсивности дыхания. Вторая фаза протекает при слабых и умеренных морозах и сопровождается потерей клетками воды вследствие образования льда. При этом происходит обособление протопласта и образование на его поверхности липоидно-белковых слоев; плазмодесмы втягиваются внутрь клетки, и живое содержимое клетки становится нечувствительным к давлению льда в межклетниках. Закаливание растений применяется и для повышения холодостойкости огурцов, томатов, хлопчатника, кукурузы и др. растений. Впервые русский огородник Е. А. Грачев применил в 1875 году закаливание растений, выдерживая семена кукурузы перед их посевом при 0°С (на снегу) в течение двух недель; в результате он получал зрелые початки кукурузы в условиях Петербурга. Предложено также переменное воздействие на семена растений (томатов) низкими и повышенными температурами. Для закаливания растений против засухи применяют предпосевное намачивание и последующее подсушивание семян. Закаливание происходит и у вегетирующих растений под влиянием засухи в природной обстановке, но урожай их при этом снижается. Разработаны также методы закаливания к засолению почвы -- хлоридному, сульфатному или карбонатному (содовому) -- путём выдержки семян в соответствующих солевых растворах.

Фазы роста и развития: Всходы; Кущение; Выход в трубку (стеблевание); Колошение; Цветение; Созревание; молочая спелость; восковая спелость; полная спелость

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 …-10°С. Озимая пшеницы может выдержать температуру в зоне узла кущения …-16…-18°С.

Выход в трубку (4-7 этапы) у озимой пшеницы начинается через 25-35 дней после весеннего отрастания, колошение (8 этап) - через 30 дней после выхода в трубку. Цветение (9 этап) пшеницы начинается через 2-3 дня после колошения и продолжается около недели. Продолжительность формирования, налива и созревания зерна (10-12 этапы) 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.

3.Технология возделывания твердой пшеницы в условиях лесостепной зоны Самарской область

Яровая пшеница -- одна из основных продовольственных культур. Ее зерно характеризуется высоким содержанием белка (18...24 %) и клейковины (28...40 %), отличными хлебопекарными качествами. Из муки мягкой пшеницы выпекают высококачественный хлеб, а из твердой изготавливают манную крупу, макаронные изделия -- лапшу, вермишель, макароны. Муку твердой пшеницы используют в хлебопечении в качестве улучшителя.

Отходы мукомольной промышленности (отруби) -- ценный концентрированный корм для животных. Соломой и половой также кормят скот.

Яровая пшеница -- одна из древнейших и наиболее распространенных культур на земном шаре. Ее возделывают во всех частях света -- от Полярного круга до крайнего юга Америки и Африки. Наибольшие площади посева сосредоточены в Российской Федерации. По посевным площадям и валовому сбору зерна она занимает первое место среди других зерновых культур. Площадь посева яровой пшеницы в 2003 г. составила около 14,8 млн га. Основные площади посева яровой пшеницы сосредоточены в Западной и Восточной Сибири, Поволжье и на Южном Урале. В этих регионах получают наиболее ценное зерно с высоким содержанием белка и клейковины. Возделывают яровую пшеницу в Центрально-Черноземной и Нечерноземной зонах, где она дает хорошие урожаи, но качество зерна несколько ниже.

В культуре яровой пшеницы распространено два вида: мягкая (Triticum aestivum L.), дающая муку высоких хлебопекарных качеств, и твердая (Triticum durum L.) -- с повышенным содержанием белка в зерне, используемая для изготовления высококачественных макарон и вермишели.

Средняя урожайность яровой пшеницы сравнительно невысокая, что связано с особенностями почвенно-климатических условий в основных районах ее возделывания (ограниченное количество осадков -- 250...350 мм, высокие летние температуры). В РФ в 2003 г. она составила 1,48 т/га. Применяя современную технологию возделывания, можно получать и более высокую урожайность зерна.

Требования к теплу

Яровая пшеница относится к культурам, малотребовательным к теплу, она хорошо растет и развивается при умеренных температурах (16-20 С). Семена ее способны прорастать даже под слоем тающего льда при температурах, близких к 0°С, а в лабораторных условиях семена наклевываются в намоченном состоянии при температуре 1-2 С. Жизнеспособные всходы пшеницы появляются при температуре почвы 5-7 С. Наиболее благоприятной для прорастания семян считается температура 12-15°С. В зависимости от прогреваемости почвы всходы яровой пшеницы появляются в различные сроки. Например, при температуре на глубине заделки семян в 5 С всходы появляются на 21-е сутки, при 7-8°С на 14, при 9-10°С на 9-10 и при 15 С на 6-7-е сутки.

Сумма активных температур за период посев - всходы составляет 100-130°С. Всходы пшеницы в фазе 2 листьев способны выдерживать кратковременные (4-6 час.) заморозки до -8 -10°С, а проростки даже до -13 С. В фазе 3 листьев и начале кущения заморозкостойкость снижается и растения повреждают температуры -6 -9 С; в фазе выхода в трубку опасны температуры -4°С; во время цветения и начале налива зерна губительны температуры -1 -2°С. Твердые пшеницы в фазе кущения не переносят заморозков силой -1°С.

Кущение яровой пшеницы лучше проходит при температуре 10-12 С. Пониженная температура почвы в этот период положительно влияет на образование и развитие узловых корней. В период от начала колошения до восковой спелости более благоприятны среднесуточные температуры воздуха 16-23°С. Сумма активных температур, необходимых для развития пшеницы в Восточной Сибири, зависит от биологии сорта и составляет от 1400 до 1750°С. В засушливые годы сумма активных температур уменьшается на 300-400°С.

Высокие температуры яровая пшеница переносит плохо, при температуре 38-40°С через 10-15 часов наступает паралич устьиц.

В Сибири все сорта приспособлены к резкой смене среднесуточных температур воздуха, особенно в период от начала налива до созревания. Сибирские пшеницы полнее используют для роста и развития и повышенные дневные температуры, ускоряя свое развитие. Однако при дневных температурах 25 С и выше фотосинтез сибирских пшениц замедляется, и все температуры выше 30 С приводят к снижению урожая зерна.

В период молочной и начале восковой спелости зерно пшеницы повреждается заморозками ниже 0°С. Морозобойное зерно имеет низкие посевные и технологические качества.

Требования к влаге

Яровая пшеница Сибири считается культурой влаголюбивой. За вегетационный период оптимальной влажностью почвы считается 70-100% ППВ. Большое значение имеет почвенный запас влаги в метровом слое перед посевом. Оптимальным считается запас влаги не менее 180 мм, при запасах 100 мм высокой урожайности добиться невозможно, так как эффективность минеральных удобрений резко снижается, а при запасе в 80 мм и ниже они практически не оказывают влияния на урожай.

Для прорастания семян пшеницы требуется 50-60% воды от массы абсолютно сухого семени. Твердая пшеница для прорастания семян требует воды на 5-7% больше. Транспирационный коэффициент мягкой пшеницы 415, а твердой - 406. Потребление воды по фазам роста изменяется в значительных размерах. Для нормального появления всходов требуется 5-7%, кущения 15-220%, выхода в трубку и колошения 50-60%, молочной спелости 20-30% и начала восковой спелости 3-5% к общему потреблению воды за вегетацию.

Период кущения - выхода растений в трубку - критический для яровой пшеницы. Недостаток влаги в почве в это время увеличивает количество бесплодных колосков, что часто наблюдается в Восточной Сибири. Даже обильные осадки в начале второй половины лета не могут исправить этого положения. В таких условиях пшеница ускоренно переходит от одной фазы к другой, и урожай резко снижается.

Яровая пшеница относится к культурам с повышенными требованиями к плодородию и гранулометрическому составу почвы. Корневая система у нее имеет слабую усвояющую способность, а вегетационный период интенсивного потребления питательных элементов очень короткий. Лучшими почвами для нее считаются структурные черноземные и каштановые, а также плодородныедернооподзолистые. На тяжелых глинистых и легких супесчаных почвах без внесения высоких норм удобрений она растет плохо.

Тип почвы и ее гранулометрический состав сильно влияют на глубину залегания и распространения корневой системы. Корни мягкой пшеницы больше распространяются вширь, а твердой -вглубь.

При недостатке влаги в нижних слоях почвы рост корней в глубину прекращается. В Восточной Сибири основная масса узловых корней находится на глубине 30 см и предельная средняя глубина их проникновения редко превышает 40-50 см.

Особенностью яровой пшеницы являются относительная недружность и изреженность всходов. Причина этого в "чутком реагировании" на горизонтальную неравномерность распределения семян по глубине и недостаток увлажнения слоя почвы, в котором происходит процесс прорастания. На снижение полевой всхожести оказывают влияние повышенная кислотность, пораженность семян фузариозно-гельминтоспориозными гнилями, разнокачественность семян и их невыравненность, неравномерная плотность пахотного горизонта и т.д.

Вследствие замедленного развития всходов и слабого кущения яровая пшеница сильно страдает от угнетения сорняками. Узловые корни хорошо развиваются только при наличии влаги на глубине узла кущения. Сухость почвы снижает не только развитие узловых, но и задерживает развитие зародышевых корней, что резко снижает урожай.

Вегетационный период яровой пшеницы в Сибири колеблется от 75 до 110 суток и состоит из нескольких межфазных периодов.

Посев - всходы. Период колеблется от 11 до 18 суток в зависимости от увлажнения и температуры почвы. На ранних и сверхранних сроках посева (в конце апреля - начале мая) всходы появляются дольше (до 21-30 суток).

Всходы - кущение. Обычно фаза кущения наступает на 10-15-е сутки. Среднесуточная температура в этот период колеблется в пределах 12-15 С. На интенсивность кущения, кроме тепла и влаги, существенно влияет минеральное питание. На высоком агрофоне пшеница кустится лучше.

На энергию кущения влияет и крупность зерна. Крупные семена дают большее число продуктивных побегов.

Кущение - колошение. К моменту развития 4-6 листьев начинается удлинение нижнего междоузлия. В зависимости от сорта и зоны возделывания яровой пшеницы этот период составляет 22-36 суток. Самым критическим для пшеницы в Восточной Сибири является отрезок времени в 15-20 суток перед цветением. Он чаще всего определяет высоту урожая. Позднеспелые сорта могут иметь этот период до 41 и более суток, а очень скороспелые - 25-28 суток.

Колошение - восковая спелость. Продолжительность периода колеблется от 29 до 44 суток. Колошение отмечается после появления одной трети колоса из влагалища верхнего листа. Через двое суток у пшеницы начинается цветение. В зависимости от размеров колоса и условий погоды цветение длится 4-12 суток. После его окончания через 1-2 суток прекращается рост стебля в длину, начинаются интенсивный рост зерновки в длину, наполнение и налив зерновки крахмалистыми веществами. Полная спелость у пшеницы в Восточной Сибири наступает при влажности зерна 20-22%. Зерно пшеницы очень чувствительно к заморозкам в начале созревания. Так, при тестообразной спелости заморозки в -2 С больше чем наполовину снижают всхожесть семян; в начале восковой спелости опасны заморозки силой - 2-4 С.

Яровая пшеница - растение длинного дня. При продвижении ее с севера на юг продолжительность вегетации удлиняется.

Агротехнические мероприятия по возделыванию культуры

Программирование урожайности

Расчет действительно возможной урожайности абсолютно сухого вещества биомассы культуры (ДВУ):

ДВУ - действительно возможная урожайность по влагообеспеченности посевов, ц/га;

Кm - коэффициент хозяйственной эффективности при стандартной влажности (0,455);

W - запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы к началу вегетации яровых, мм (200);

Кn - коэффициент использования продуктивной почвенной влаги (0,80-0,85);

Р - сумма осадков за период вегетации культуры, мм (170-210);

Кo - коэффициент использования влаги осадков посевами (0,7);

KW - коэффициент водопотребления культуры (435-525).

ДВУ = * 100 = 43 ц/га

Перерасчет урожайности абсолютно сухого вещества биомассы на основную продукцию:

Уосн.прод. = ;

Где :

У осн. прод. - урожайность основной продукции, ц/га;

Wcm - стандартная влажность, % (14);

б - сумма частей основной и побочной продукции (2,2).

Уосн.прод. = = 23 ц/га

Размещение культуры в севообороте

Лучшими предшественниками для нее являются все виды паровых полей, пропашные культуры, чистые от сорняков зерновые бобовые, сидеральные и сидерально-отавные донниковые пары, рано убранные однолетние травы. Вторым хлебом после пара яровую пшеницу стараются не высевать, т.к. она резко снижает урожай зерна. В большинстве случаев ее лучше размещать в короткоротационных севооборотах, где меньше засорение сорняками «Сибирское растениеводство » / Ведров Н.Г, Дмитриев В.Е, Халипский А.Н. ; учеб. Пособие / Красноярск. Гос. Аграр. ун-т - Красноярск, 2002. Стр - 91.

Схема севооборота:

1. Пласт многолетних трав (люцерна)

2. Яровая пшеница

3. Ячмень

полевой севооборот (сборное поле); вид - зернотравяной трехпольный.

В данном севообороте яровую пшеницу размещают по пласту многолетних трав. Пласт многолетних трав после снятия последнего укоса тотчас же обрабатывают дисковыми орудиями в двух направлениях на глубину 8--10 см, после чего (при необходимости) проводится текущая планировка, вносятся удобрения и спустя 8--10 дней, когда подсохнут корневые шейки люцерны, поднимается пласт плугами с предплужниками на глубину 30--32 см.

Весной, при созревании почвы, ее боронуют в 2-- 4 следа под углом к направлению пахоты. На структурной, мало уплотнившейся почве (после многолетних трав) и при поливе дождеванием этим, как правило, и ограничиваются. По другим предшественникам, особенно после влажной осени или при осеннем влагозарядковом поливе, кроме боронования обязательна культивация на 8--10 см с одновременным боронованием.

Система обработки почвы

В районах достаточного увлажнения, где яровую пшеницу возделывают после зерновых, зернобобовых, многолетних бобовых трав или пропашных культур, основную обработку почвы начинают с лущения поля дисковыми или лемешными лущильниками сразу после уборки предшественника на глубину 5...7 см. Если поле засорено корнеотпрысковыми и корневищными сорняками, то глубину лущения увеличивают до 12... 14 см и повторяют в поперечном направлении. После появления всходов сорняков проводят глубокую зяблевую вспашку плугом с предплужниками на глубину 20...25 см, а на почвах с мелким пахотным слоем пашут на полную его глубину. Более эффективно зяблевую вспашку проводить в ранние сроки, так как это способствует лучшему накоплению влаги и питательных веществ, очищению поля от сорняков, получению более высокого урожая.

Зябь в большинстве районов не боронуют, а оставляют ее на зиму в гребневом состоянии «Растениеводство»/ Г.С. Посыпанов, В.Е. Долгодворов, Б.Х. Жеруков и др.; Под рд. Г.С Посыпанова. - М.: КолосС, 2006. Стр 216..

Предпосевную обработку почвы начинают весной по мере подсыхания почвы. Проводят боронование зяби в два следа, поперек вспашки или по диагонали для выравнивания поверхности почвы и закрытия влаги. Через 2...3дня осуществляют культивацию на глубину высева семян (5...6 см) с одновременным боронованием и сразу же проводят посев. Наиболее качественную предпосевную обработку почвы обеспечивает применение комбинированных агрегатов.

При предпосевной обработке почвы необходимо соблюдать следующие агротехнические требования: отклонение фактической глубины от заданной при обработке культиваторами не должно превышать ±1 см, дисковыми лущильниками -- ±1,5 и лемешными--±2 см; полное подрезание сорных растений (100%); перекрытие смежных проходов не более 10... 15 см, не допускаются огрехи, вынос нижних слоев почвы на поверхность, необработанные полосы и наличие комков диаметром более 10 см.

Система удобрений

Яровая пшеница очень отзывчива на внесение удобрений. Больше всего пшеница извлекает из почвы азота, меньше калия и еще меньше фосфора. В первый период жизни она слабо отзывается на повышенные дозы азота. Во время кущения и выхода в трубку, когда формируются дополнительные стебли, корни, колосья и цветки, потребность в азоте резко увеличивается. В период формирования и налива зерна потребность в нем несколько сокращается.

Наибольшая потребность в фосфоре наблюдается в период от начала кущения до выхода в трубку. Фосфорное питание оказывает большое влияние на развитие корневой системы и колосков и меньшее - на развитие стеблей и листьев. Калий оказывает значительное влияние во время колошения и налива зерна Он ускоряет передвижение углеводов из стеблей и листьев в зерно, снижает заражение ржавчиной, вследствие чего зерно получается крупнее и более выполненное.