Фенология костреца безостого (Бромопсис инермис) сорта "Пензенский 1"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Фенология костреца безостого (Бромопсис инермис) сорта "Пензенский 1"

Злаки наиболее важное в хозяйственном отношении семейство цветковых растений. Процессы побегообразования играют решающую роль в формировании урожая надземной массы злаков, определяют многолетность и многоукосность их травостоя, и поэтому их изучение представляет как практический, так и научный интерес. Кострец безостый (Bromopsis inermis) - многолетний корневищный верховой рыхлокустовой злак озимо-ярового типа развития, Стебель 60-100 см высотой, высоко облиственный. Метёлка 15-20 см длиной, обычно с поникающими веточками. Колоски 1,2-3 см длиной, 3(6}-12-цветковые; верхний цветок недоразвит. Семена широколанцетные, темно-серые, иногда фиолетовые, длиной 8-12 мм; средний вес 1000 семян 3,5 г. Ежегодное возобновление вегетативных побегов начинается у костреца в конце апреля - начале мая. В этот же период начинает формироваться и соцветие. Цветение побегов наступает в июне - июле и продолжается до сентября. Цветение взрывчатое и порционное. Отдельные метелки цветут 1 - 2 недели, в сухую погоду - быстрее. Первыми в соцветии раскрываются цветки верхних колосков, а в колосках - нижние цветки. Цветет кострец во второй половине дня, между 15 и 20 ч. Продолжительность цветения одного цветка 2-3 ч. После опадения на землю семена дозревают в течение 8 месяцев и более. Всхожесть свежих семян составляет от 5-6 до 80-95%.

Глубина заделки семян 2.5-3,5 см. Корневища длинные, упругие, дающие многочисленные побеги, корневая система углубляется до 1,5-2 м. Используется в травосмесях для луговых газонов, а так же как задернитель на магистралях и откосах. Предпочитает слабокислые и нейтральные, хорошо дренированные, богатые почвы. Не растет в анаэробных условиях, отрицательно реагирует на близость грунтовых вод. Лучше растет на открытых и слабозатененных местах. засухоустойчив, холодостоек и весностоек. Устойчив к грибным заболеваниям. В дерновых покрытиях даже в степной зоне без полива сохраняется до 7-20 лет. Хорошо переносит вытаптывание. Образует выровненные, без кочек, но не густые травостои, имеющие невысокую декоративность.

Широко распространённый на всей территории России,

Размножается и распространяется семенами и вегетативно. Ценное пастбищное и сенокосное растение, хорошо поедаемое всеми видами скота.

Используется для создания культурных пастбищ и сенокосов, закрепления земель, подверженных смыву. Введен в культуру, выведено и районировано много сортов костреца: Дединовский-3; Моршанский-312; Моршанский-760; Моршанец; СИБНИИСХОЗ 189, 88, 99; Пензенский-1 и многие другие

Цель нашего исследования: изучение особенностей развития побега костреца безостого (Bromopsis inermis) сорта "Пензенский 1" .

Свои исследования мы проводили в лесостепной зоне Мордовии, на опытном участке РЦДОД в 2011 г. Мы пользовались полевыми методами исследования. Влажность почвы в опытах поддерживалась на оптимальном уровне за счет регулярных поливов. Кострец безостый посеян узкорядным способом, ширина междурядий 15 см. Площадь делянки: 1м х1м. В своих исследованиях мы проводили наблюдения за продолжительностью фенофаз костреца в зависимости от года вегетации.

Как показали полученные нами данные, имеются определенные различия при прохождении фенофаз костреца (рис. 1,2). В первом году вегетации всходы появились в конце апреля - начале мая 2011 года (29 апрель - 6 май), во втором - сразу же после схода снега, причем всходы сразу же перешли в фазу кущения. В первом году вегетации продолжительность фенофазы кущения приблизительно составило в среднем 10 дней, а во втором - 11 (22 апрель-3 май) дней. В первом году вегетации выход в трубку начался через 12 дней после окончания кущения, во втором через 10 дней (11 май). В первом году вегетации выметывание произошло в среднем через 8 дней после начала выхода в трубку, а во втором - в среднем через 9 дней(18-21 май). В первом году вегетации в среднем через 5 дней началось цветение, как и во втором году(26 май). Молочная зрелость для растений первого года вегетации наступила через 20 дней после цветения, восковая - через 4 дня после молочной, полная - через 13 дней после восковой. А для растений второго года вегетации через 10 (6 июнь), 15(21 июнь) и 4 дня соответственно (25 июнь). Общая продолжительность вегетации в первом году вегетации составила 88- 90 дней, а для растений второго года вегетации она составила 67 дней.

Рис. 1. Фенофазы костреца безостого "Пензинский-1" при первом году вегетации.

Рис. 2. Фенофазы костреца безостого "Пензинский-1" второго года вегетации

Как показали результаты наших исследований, растения второго года вегетации способны быстрее закончить полный цикл вегетативного развития и дать семена. Многие этапы органогенеза, в частности, прегенеративная и генеративная фазы, прошли в более ускоренном темпе развития. В первом году вегетации растениям для полного завершения всех этапов развития понадобится больше времени.

Целью нашей работы является изучение биоморфологии бореальных многолетних кормовых злаков и разработка на этой основе классификации их жизненных форм, ритмотипов, а также принципов их интродукции в различные районы.

Отчуждение надземной массы злаков производится тогда, когда продуктивность их травостоя достаточно высокая. По времени это совпадает с фазой выхода в трубку или началом колошения. После отчуждения травостоя разные побеги злаков отрастают неодинаково. Первыми отрастают укороченные побеги. Скорость прироста этих побегов у всех видов очень высокая и в сутки может доходить до 7-9 см.

Отрастание укороченных побегов происходит за счет продолжения роста надрезанных листовых пластинок или влагалищ и образования нетронутым апексом новых фитомеров. Из срезанных побегов у быстро вегетирующих злаков обычно формируются удлиненные структуры. Превращение вегетативных побегов в генеративные обусловлено переходом к этим структурам доминирующей роли, что подтверждается их интенсивным кущением сразу после отчуждения.

Корневищно-столоновидные побеги после среза растут быстро, расширяя сферу своего влияния за счет удлинения осевого и образования боковых побегов. Переход их боковых почек в рост почти совпадает по времени с отрастанием укороченных побегов. у Bromopsis inermis верхушечная почка побега принимает апогеотропное направление роста, на 7-12-ый день после среза.

Разнообразие типов побегов в составе особей бореальных злаков обусловило формирование ими большого количества почек, отличающихся рядом особенностей. Образование разнотипных побегов в пределах особи и формирование значительного количества почек возобновления, отличающихся степенью развития, обеспечивает большинству бореальных злаков быстрое отрастание, относительно равномерное накопление урожая в течение вегетации и полицикличность развития.

Выделенные группы почек отличаются размерами, массой, биохимическим составом. Мы определили массу почек у ряда злаков следующим образом: у выкопанных особей каждого вида срезали почки, очищали от чешуй и помещали в каждый пакетик по десять штук в соответствии с группой. По каждой группе брали 10 пакетиков (100 почек). После высушивания определяли массу отдельных почек. В пределах особи почки отдельных видов заметно различаются по своей массе. Заметно выделяются своей массой "луковички" зоны кущения, корневищ и апогеотропных в несколько раз превосходя аналогичные почки других видов.

Масса различных групп почек (Мордовия, 2012)

Соотношение масс различных групп почек некоторых злаков (мг СВ/почка) (Мордовия, 2012).

Заметно различаются выделенные группы почек и по своей емкости. Этот показатель мы определяли в Мордовии летом и весной (злаки выращены на опытном участке "Республиканского Центра дополнительного образования детей" (ГБОУРМДОД "РЦДОД" в г. Саранске). Отбирали по 10-12 типичных почек и делали срезы, которые просматривали под микроскопом и подсчитывали количество листовых образований или их зачатков. Следует отметить высокую вариацию емкости в пределах отдельных групп почек. По нашим наблюдениям, зрелость почки (переход в растущее состояние) при разных условиях вегетации растений и в зависимости от их возраста различная.

2 - Емкость почек некоторых злаков (Мордовия, 2010-11)

Примечание: ор ? открытая растущая; зр ? закрытая растущая; зп - закрытая покоящаяся.

Осенью емкость соответствующих почек на 2-3 метамера меньше, чем летом, что связано, очевидно, с замедлением митоза и общим изменением энергетико-вещественного обмена в растении и переходом почек в состояние покоя. Результаты наших исследований емкости почек бореальных злаков значительно пополняют информацию о злаках.

Отмеченные расхождения между почками коррелируют с их потенциальными возможностями в формировании побеговых структур. Это подтверждается также данными наших исследований за отрастанием костреца безостого сорта "Пензенский-1" (Bromopsis inermis) в весенний и летний периоды года в Мордовии. Растения срезали на высоте 10 см, спустя 30 дней брали произвольно по 25 побегов, образованных разными почками, и производили их анализ.

Таблица 3 - Характеристика побегов костреца безостого, образованных почками разных групп

Примечание: уд. - удлиненные; ук. - укороченные.

Образованные разными группами почек побеги заметно различаются по характеру роста (прирост, масса и т. д.). Мощным накоплением урожая в летний период выделялись побеги подземного происхождения, а весной - побеги, образованные апикальными почками, а также почками корневищ и зоны кущения. Отмеченные особенности в формировании отавы при участии различных групп почек имеют большое практическое значение, указывая на необходимость тщательного подхода к вопросу об уровне дефолиации пастбищ.

Несмотря на большие различия почек отдельных групп по ряду показателей (масса, емкость, биохимический состав и т. д.), следует отметить известную условность такого деления, что связано с широким варьированием биометрических характеристик почек и их различной степенью развития в пределах отдельных групп.

Параметры почек разных метамеров в подземной и надземных частях заметно варьируют, что свидетельствует о разной степени их развития. Наиболее крупными являются почки средних метамеров, которые раньше других переходят в рост. Следует отметить определенную закономерность в степени развития почек в зоне кущения и в надземной части апогеотропного побега: крайние верхние и нижние почки (самые ранние и поздние) отстают в росте от срединных и нередко останавливаются на этом этапе развития. Средние почки зоны кущения и надземной части образуют боковые структуры в период жизнедеятельности материнского побега. Нижние почки удлиненных фитомеров и некоторые почки зоны кущения остаются в покоящемся состоянии и раскрываются после отчуждения надземной части, причем первыми в рост трогаются почки надземных фитомеров, а затем зоны кущения.

Анализ отрастания злаков показывает, что формирование отавы после отчуждения травостоя обусловлено их биологическими особенностями и прежде всего структурой формируемых особей, а также размещением почек возобновления и уровнем развития последних.

Травостой срезали на высоте 6-8 см с последующим подсчетом числа образовавшихся побегов на 100 отросших в 5-6-кратной повторности в летний период.

Таблица 5 - Отрастание злаков в летний период

Отавность злаков существенно изменяется в зависимости от того, в какую фазу вегетации отчуждается их надземная масса. Исследования, проведенные со злаками умеренной зоны показали, что фестукоиды лучше всего отрастают после отчуждения в вегетативный период развития (кущение, выход в трубку). Аналогичная зависимость характерна и для бореальных злаков. Дефолиация в разные фазы вегетации растений влияет на характер их отрастания: изменяет число побегов, потерявших или сохранивших способность к отрастанию, определяет соотношение различных групп почек, участвующих в формировании отавы и т. д. Это подтверждается и результатами нашего изучения отрастания. Срезание корневищного злака в различные фазы вегетации сопровождается весьма сильным изменением количественного соотношения групп почек, участвующих в формировании отав. При скашивании на разных этапах развития в формировании отавы преобладают надземные (апикальные и боковые) почки; по мере развития особей возрастает роль почек корневищ, в основном боковых.

Дефолиация в разные фазы вегетации злаков влияет на отрастание различных типов побегов, о чем свидетельствуют наши наблюдения (табл. 7).

Таблица 7 - Отрастание побегов Bromopsis inermis по фазам вегетации

По мере развития особей число отросших побегов заметно снижается. Чаще гибнут генеративные побеги, отрастание которых снижается до 27 %. Меньше всего отмирают после отчуждения удлиненные вегетативные - до 18%. Высокий процент гибели вегетативных укороченных побегов при срезании в фазе колошения и цветения связан, очевидно, с перераспределение в этот период питательных веществ для формирования репродуктивных органов. Анализ погибших побегов показал, что многие из них образовались в позднее время и не сформировали своей корневой системы. Побеги, образовавшие корневую систему, хорошо отрастали после срезания. Активным отрастанием выделяются удлиненные побеги (свыше 80 %) независимо от сроков дефолиации.

Отавность злаков меняется по периодам года, что связано с особенностями в их развитии под влиянием колебаний температуры, света и т. д. У многих фестукоидов характер побегообразования от сезона к сезону сильно варьирует, что сказывается на их отавности и прежде всего на соотношении групп почек, участвующих в формировании урожая [99].

Отрастание растений зависит от их биологических свойств, времени скашивания, степени обеспеченности растений запасными питательными веществами. Отавность может существенно изменяться в зависимости от условий произрастания (климата, почвы, от степени обеспеченности его водой, светом и т. д.). Кроме того, отавность злаков меняется по сезонам года и зависит от изменяющихся условий развития в течение года. Наиболее количество побегов отрастает при скашивании в ранние фазы вегетации. Побеги в фазе кущения находятся внутри листовых влагалищ у поверхности земли, поэтому даже при скашивании на низком срезе верхушки их не затрагиваются. Отава в этот период быстро формируется благодаря интенсивному развитию не только скошенных побегов, но и вновь возникающих из почек. При скашивании в более поздние фазы, рост срезанных побегов прекращается или сильно задерживается, и тогда начинают вегетировать почки, находящиеся у основания этих побегов. Разные виды злаковых культур обладают неодинаковой способностью отрастать при скашивании. А при их отрастании, безусловно, участвуют разные группы почек.

Выводы

кострец безостый злак вегетация

1. Отрастание злаков определяется особенностями их побегообразования и формирования отдельных групп почек. По местоположению и роли в образовании отавы после дефолиации травостоя почки выделяются на пять групп: апикальные, боковые почки диагеотропных побегов, боковые почки апогеотропных побегов, почки зоны кущения и почки корневищ, различающиеся биометрическими и биохимическими характеристиками.

2. Характерной чертой бореальных злаков является их высокая способность к отрастанию боковыми почками надземных апогеотропных побегов. Злаки, относящиеся к группе корневищно-столонообразующих и корневищных, отличаются широким участием в формировании отавы боковых почек апогеотропных побегов (корневищ и столоновидных).

3. Экологические факторы (высота и частота среза, удобрения и др.) влияют на динамику питательных веществ в запасающих органах, изменяют долевое участие отдельных групп почек в формировании отавы и интенсивность ее отрастания, что проявляется через изменение соотношения типов побегов в структуре особей.

Размещено на Allbest.ru