Фазы развития зерновых культур кратко

Обновлено: 02.07.2024

Фенологические фазы растений представляют последовательные этапы индивидуального развития, характеризующиеся четко выраженными внешними морфологическими признаками, связанными с образованием новых органов (листьев, стеблей, соцветий, цветков, плодов).

В процессе роста и развития зерновые проходят ряд фенологических фаз. У зерновых культур отмечают следующие фазы роста и развития: набухание и прорастание семян, всходы, кущение, выход в трубку, колошение, цветение и созревание. Началом фазы считают день, когда в нее вступает не менее 10% растений; полная фаза отмечается при наличии соответствующих признаков у 75 % растений. У озимых культур первые два этапа органогенеза и две фазы при благоприятных условиях протекают осенью, остальные – весной и летом следующего года; у яровых – весной и летом в год посева.

Всходы. По мере набухания семена начинают прорастать, пepвыми трогаются в рост зародышевые корешки, а затем стеблевой побег. Прорвав семенную оболочку, у голозерных хлебов стебель появляется возле щитка, у пленчатых он проходит под цветковой чешуей и выходит у верхней части зерна, начиная пробиваться на поверхность почвы. Сверху он покрыт тонкой прозрачной пленкой в виде чехлика, называемого колеоптиле. Колеоптиле – видоизмененный первичный влагалищный лист растения – предохраняет молодой стебель и первый лист от механических повреждений во время роста их в почве. Как только стебелек выйдет на поверхность почвы, под действием солнечного света колеоптиле прекращает рост и под давлением растущего лист разрывается, наружу выходит первый настоящий лист.

Кущение – образование побегов из подземных стеблевых узлов. Сначала из них развиваются узловые корни, затем – боковые побеги, которые выходят на поверхность почвы и растут так же, как и главный стебель. Кустится растение в верхнем узле главного стебля, который расположен на глубине 1-3 см и называется узлом кущения. Он является важным органом растения, повреждение узла приводит к ослаблению роста или гибели растения.

Выход в трубку – период начала роста стебля и формирования генеративных органов растения. Началом выхода в трубку считают такое состояние растений, когда внутри листового влагалища главного стебля на высоте 3-5 см от поверхности почвы легко прощупываются стеблевые узлы – бугорки. В этот период начинается усиленный рост растения, поэтому его необходимо хорошо обеспечить влагой, элементами питания и т.д.

Колошение – период появления соцветия из влагалища верхнего листа. Поскольку в это время усиленно растут листья, стебель и формируется колос (метелка), растения предъявляют повышенные требования к условиям произрастания.

В процессе индивидуального роста и развития зерновые культуры проходят ряд фенологических фаз и этапов органогенеза, каждый из которых характеризуется образованием новых органов и определенными внешними морфологическими признаками.

В течение вегетации у зерновых культур отмечают следующие фазы роста и развития: всходы, кущение, выход в трубку, колошение (или выметывание), цветение, налив и созревание. Началом фазы считают день, когда в нее вступает не менее 10 % растений; полная фаза отмечается при наличии соответствующих признаков у 75 % растений. У озимых культур первые два этапа органогенеза и две фазы при благоприятных условиях протекают осенью, остальные - весной и летом следующего года; у яровых - весной и летом в год посева.

Всходы - первая фаза роста и развития. По мере набухания семена начинают прорастать. Вначале трогаются в рост зародышевые корешки, а затем - стеблевой побег. Прорвав семенную оболочку у голозерных хлебов, стебель появляется возле щитка, у пленчатых культур он проходит под цветковой чешуей и выходит у верхней части зерна, начиная пробиваться на поверхность почвы. Сверху он покрыт тонкой прозрачной пленкой в виде чехлика, называемого колеоптилем (coleoptile). Колеоптиль - видоизмененный первичный влагалищный лист растения - предохраняет молодой стебель и первый лист от механических повреждений во время их роста в почве. Как только стебелек выйдет на поверхность почвы, под действием солнечного света колеоптиль прекращает рост и под давлением растущего листа разрывается, наружу выходит первый настоящий лист. В момент выхода первого зеленого листа у зерновых культур отмечается фаза всходов.

Через 10. 14 дней после появления всходов у растений образуется несколько листьев (чаще 3, реже 4). Одновременно с их ростом развивается корневая система. Ко времени образования 3. 4 листьев зародышевые корни разветвляются и проникают в почву на глубину 30. 35 см, рост стебля и листьев временно приостанавливается, начинается новая фаза развития растений - кущение.

Кущение -это образование побегов из подземных стеблевых узлов. Сначала из них развиваются узловые корни, затем - боковые побеги, которые выходят на поверхность почвы и растут так же, как и главный стебель. Верхний узел главного стебля, который расположен на глубине 1. 3 см от поверхности почвы, где происходит этот процесс, называют узлом кущения. Узел кущения - важный орган, его повреждение приводит к ослаблению роста или гибели растения. Одновременно с образованием боковых побегов формируется вторичная (узловая) корневая система, которая размещается в основном в поверхностном слое.

Выход в трубку характеризуется началом роста стебля и формированием генеративных органов растения. Началом выхода в трубку считают такое состояние растений, когда над поверхностью почвы на высоте 3. 5 см внутри листового влагалища главного стебля легко прощупываются стеблевые узлы - бугорки. В этот период растению требуется хорошая обеспеченность влагой и элементами питания, так как закладываются генеративные органы и начинается усиленный рост.

Рост стебля начинается с удлинения нижнего междоузлия, расположенного непосредственно над узлом кущения. Интенсивный рост первого междоузлия продолжается 5. 7 дней, затем рост замедляется и заканчивается на 10. 15-й день. Почти одновременно начинает расти второе междоузлие. После приостановки его роста удлиняются третье и последующие междоузлия. Каждое междоузлие растет своей нижней частью. Заканчивается рост междоузлий к концу цветения - началу налива зерна.

В фазе выхода в трубку интенсивно нарастает ассимилирующая поверхность. Площадь листьев увеличивается на протяжении всей фазы выхода в трубку, достигая максимума в фазе колошения или цветения. На нормально развитых посевах зерновых культур площадь листьев в этой фазе достигает 30. 40 тыс. м2/га, ФП- 2,0. 2,5 млн м2·дни/га, накапливается до 50. 60% сухого вещества от общей массы за весь период вегетации. Эта фаза характеризуется интенсивным развитием корневой системы, к ее концу глубина проникновения корней в почву может достигать 1,5. 2,5м.

Колошение, или выметывание, характеризуется появлением соцветия из влагалища верхнего листа. Первыми появляются соцветия на главных побегах, через 2. 3 дня -на боковых. По сроку наступления этой фазы надежнее всего можно определить скороспелость сортов.

В этой фазе усиленно растут листья, стебли и формируется колос (метелка). Растения предъявляют повышенные требования к условиям произрастания. Недостаток влаги в почве, сухая и жаркая погода в этот период приводят к нарушению формирования генеративных органов и образованию в колосе большого числа недоразвитых и стерильных цветков.

Цветение у зерновых культур наступает во время или вскоре после колошения (выметывания). Так, у ячменя цветение проходит еще до полного колошения, когда колос не вышел из влагалища листа; у пшеницы - через 2. 3 дня, у ржи - через 8. 10 дней, у тритикале - через 7. 12 дней после колошения.

По способу опыления зерновые хлеба делят на самоопыляющиеся (пшеница, ячмень, тритикале, овес, просо, рис) и перекрестноопыляющиеся (рожь, гречиха, кукуруза, сорго). Растения-самоопылители опыляются преимущественно при закрытых цветках своей пыльцой.

У колосовых культур (пшеница, рожь, тритикале, ячмень) цветение начинается со средней части колоса, у метельчатых (овес, просо, сорго) - с верхней части метелки.

Спелость наступает вслед за цветением. Процесс образования зерна у хлебов Н.Н. Кулешов делит на три периода: формирование, налив и созревание. И.Г. Строна разделил первый период на два: образование и формирование семян. Образование семян - период от оплодотворения до появления точки роста, семя способно дать слабый росток, масса 1000 семян 1 г, продолжительность периода 7. 9 дней.

Формирование семян продолжается до достижения окончательной длины зерна. К концу периода заканчивается дифференциация зародыша, содержимое зерна из водянистого превращается в молочное, в эндосперме появляются крахмальные зерна, цвет оболочки из белого переходит в зеленый. Влажность зерна 65. 80%, масса 1000 семян 8. 12 г, продолжительность периода 5. 8 дней.

Налив - период от начала отложения крахмала в эндосперме до прекращения этого процесса. Влажность зерна снижается до 37. 40 %, продолжительность периода 20. 25 дней.

Хлебные злаки в процессе вегетации проходят несколько ступеней развития. Каждый из этапов характеризуется формированием определенных органов.

Началом каждой фазы созревания хлебных злаков считается момент вступления в неё не менее 10% всех растений в посевах.

Фенофазы

Зерновые культуры проходят через следующие фенофазы:

прорастание зерна, всходы;
конус нарастания дифференцируется на зачаточные узлы, междоузлия, стеблевые листья;
конус нарастания сегментируется и вытягивается, образуя зачаточную ось колоса;
формирование колосковых бугорков. Идет интенсивный рост нижних междоузлий;
формирование цветков и колосков;
образование завязи пестика и пыльниковые мешки. Активно растут тычинки, покровные органы цветка и пестик. Быстро растут средние междоузлия;
окончание формирования пыльцы, интенсивный рост тычиночных нитей. Также трогаются в рост членики соцветия, верхние междоузлия и покровные части цветка;
завершение формирования органов цветков и соцветий. Активно растёт верхнее междоузлие;
цветение, оплодотворение, образование зиготы. Прекращается рост междоузлий стебля;
формирование зерновки;
накопление питательных соединений и элементов в зерновке (фаза налива);
зерновка перестает расти, она дошла до этапа восковой и твердой спелости.

Этапы органогенеза агрономы изучают и применяют в целях осуществления адаптивных технологий культивирования зерновых злаков.

Фазы созревания зерна

Процесс образования зерна включает в себя три основных этапа: формирование, налив, созревание. Каждая из этих ступеней имеет свои этапы. Зернообразование состоит из следующих фаз развития:

студенисто-жидкое состояние;
молочная стадия;
тестообразное зерно;
восковая спелость;
полная спелость.

Этапы развития, начиная с восковой спелости, делят на такие ступени созревания:

начало восковой спелости;
середина восковой спелости;
конец восковой спелости;
начало полной спелости;
полная спелость.

На каждом этапе зерно характеризуется определенным уровнем влажности и строением. При этом влажность зерна остается главным показателем его состояния, спелости и фазы развития. Вот что происходит во время:

образования зерновки. Этап начинается с оплодотворения и заканчивается формированием точки роста. Влажность при этом 85-82%, накапливается 2-5% сухого вещества. Длительность периода 7-9 дней;
формирования. Длится до установления окончательной длины зерновки. Цвет зелёный. Зародыш сформирован, появляются крахмальные зерна. В нём еще мало сухого вещества (5-12%) и много воды (82-85%). Период длится 5-8 дней;
налива. Период продолжается 20-25 дней. Начинается отложение крахмала. Фаза завершается с прекращением его накопления. Ширина и толщина зерновки достигает максимума. Завершается формирование ткани эндосперма. Влажность снижается до 50-42%.

Этап налива делится на следующие фазы:

Водянистая. Начало образования клеток эндосперма. Зерно заполнено водянистой субстанцией с влажностью 80-75%. Сухое вещество содержится в количестве 12-15% от максимально возможного. Длится период 6-7 дней.

Предмолочная. Внутри зерновки водянистая жидкость молочного цвета. Это связано с началом накопления крахмала. Влажность 75-70%. К этому моменту уже накопилось 15-35% сухого вещества. Длительность периода 6-7 дней.

Молочная. Зерновка наполнена молокообразной жидкостью белого цвета. Влажность 60-50%, сухого вещества 35-65% от созревшего семени. Длительность фазы 7-15 дней.

Тестообразная. Эндосперм напоминает тесто. Хлорофилл уже разрушился, он виден лишь в бороздке. Сухое вещество на уровне 65-82%, влажность составляет 50-42%.

Период созревания делится еще на 2 фазы спелости:

Восковая характеризуется упругим восковидным эндоспермом, желтыми оболочками и отсутствием хлорофилла. Влажность 40-21%, сухие вещества перестают накапливаться. Фаза длится 3-6 дней.

После этого начинается процесс дозревания и наступает полная спелость зерна. В это время заканчиваются основные биохимические процессы в зерновке, прекращается деятельность ферментов, дыхание практически прекращается. Зерно становится всхожим. Этот период длится от нескольких дней до нескольких месяцев в зависимости от культуры.

Информационно-аналитический портал
для крестьянских фермерских хозяйств

13 Ноябрь 2012 г. 16:25

Зерновые культуры строение и развитие

ЗЕРНОВЫЕ КУЛЬТУРЫ

Зерновые культуры выращивают для получения зерна, которое используют для приготовления важнейших продуктов питания человека хлеб, крупа и различные кондитерские изделия, а такжё как концентрированное сырье для легкой промышленности. Зерно идет на корм животным в чистом виде и в различных смесях комбикормах. Из зерна вырабатывают крахмал, спирты, аминокислоты, лекарственные средства и другие изделия. Побочную продукцию - солому и полову - используют на корм и в качестве подстилки скоту. Многие зерновые культуры выращивают для получения зеленого корма, сена, силоса, сенажа.

Зерновые культуры подразделяют на зерновые и зерновые бобовые культуры. У первых зерном называют плоды - зерновки, а у вторых - семена. Основная доля в производстве зерна приходится на зерновые культуры. К ним относятся пшеница, рожь, тритикале, ячмень, овес, кукуруза, сорго, рис, просо, гречиха. Обычно зерновыми культурами называют только эту группу культур, поэтому в дальнейшем мы и будем их так называть. Зерно ячменя, овса, кукурузы, сорго используется в основном на корм скоту, поэтому эти культуры обычно называют зернофуражными. Из зерна риса, проса и гречихи изготовляют в основном крупы, эти культуры называют крупяными.

По морфологическим признакам (по строению и форме) и биологическим особенностям зерновые культуры дёлят следующим образом:

хлеба первой группы (типичные хлеба) - пшеница, рожь, ячмень, овес и тритикале;

хлеба второй группы (просовидные хлеба) - кукуруза, просо, сорго, рис, гречиха;

зернобобовые культуры - горох, фасоль, соя, бобы, чечевица, чина, нут, люпин.

Строение и развитие зерновых культур

По современной терминологии зерновые культуры относит к семейству мятликовых, а не злаковых. Однако, как еще принято, их называют и хлебными злаками. Но одна зерновая культура не является членом семейства мятликовых, а относится к семейству гречишных - гречиха.

Строение важнейших органов (корни, стебли, листья, соцветия) у хлебных злаков очень сходно.

Корневая система у злаков мочковатая. Зерно при прорастании сначала образует зародышевые, или первичные, корни. Затем из подземных стеблевых узлов развиваются вторичные корни, которые при наличии влаги начинают быстро расти. Первичные корни не отмирают, а играют главную роль в снабжении растений водой и пищей. Корни хлебных злаков проникают в почву на глубину 100 - 120 см и распространяются в ширину до 100 см, однако преобладающая их масса находится на глубине 20 - 25 см. У кукурузы и сорго из ближайших к поверхности надземных узлов развиваются опорные, или воздушные, корни.

Стебель у хлебных злаков - соломина, состоящая из 5…6 междоузлий. Количество междоузлий равно количеству листьев. Стебель растет всеми междоузлиями. Первым трогается в рост нижнее междоузлие, затем последующие. Верхнее междоузлие длиннее нижнего.

Соломина большинства хлебных злаков полая и лишь у кукурузы и твердой пшеницы она заполнена губчатой тканью. В почву погружена нижняя часть стебля со стеблевыми узлами. Из них развиваются вторичные стебли и корни - эту часть называют узлом кущения (рис. 34). Повреждение узла кущения приводит к гибели растения.

Листья злаков линейные (у пшеницы, ржи, овса, тритикале и риса), средние (у ячменя) или широкие кукурузы, сорго, проса). Различают зародышевые, прикорневые (розеточные) и стеблевые листья.

Лист состоит из листовой пластинки и влагалища, охватывающего стебель (рис. 35). В месте перехода влагалища в листовую пластинку находится пленчатое образование – язычок.

Соцвётие у пшеницы, ржи, ячменя, тритикале - сложный колос (рис. 36); у овса, проса, сорго, риса - метелка; у кукурузы на одном растении образуется метелка с мужскими цветками (султанами) и початок с женскими цветками (рис. 37, а, б).

Цветки у злаков мелкие, обычно зеленоватые, имеют две цветковые чешуйки - внешнюю, у остистых форм переходящую в ость, и внутреннюю. Внутри цветка между его чешуйками находятся пестик, состоящий из завязи с двумя перистыми рыльцами, и три тычинки. Цветки у всех хлебов обоеполые. Число цветков в колоске различно.

Колос состоит из стержня, на уступах которого поочередно с обеих сторон формируются колоски. Метелка имеет ветви первого, второго и третьего порядка, на концах, которых также расположены колоски.

Плод у хлебных злаков - односемянная зерновка, которую называют зерном. ГIленчатые хлеба (овес, ячмень, просо, сорго, рис) имеют зерна, покрытые чешуйками.

Зерно пшеницы снаружи покрыто семенной оболочкой, под которой находится мучнистая ткань - эндосперм, которая служит для питания растения при прорастании (рис. 38). Эндосперм содержит до 80 % углеводов и до 22 % белка от массы зерна. Наиболее ценная часть зерна - белок - определяет пищевое и кормовое достоинство хлебных злаков.

Под семенной оболочкой, в нижнем левом углу зерновки расположены почечка зародыша и зародышевый корешок.

Сухие зерна не теряют всхожести даже после погружения в жидкий водород, т. е. переносят 8 охлаждение до -250 °С. Прорастающее зерно не выдерживает охлаждения до -3. -5 °С. Что касается способности семян переносить обезвоживание, то они остаются жизнеспособными даже тогда, когда теряют почти всю воду. В период активного роста зерновые культуры очень чувствительны к потере воды и погибают при значительно меньшем обезвоживании.

Фазы вегетации злаков. Период от начала появления всходов до созревания семян называют вегетационным. За это время растения проходят определенные фазы роста и развития, выражающиеся во внешних морфологических изменениях.

В развитии хлебных злаков отмечают следующие фазы роста - всходы, кущение, выход в трубку, колошение, цветение и созревания - молочная, восковая и полная спелости (рис. 39).

Развитие растений начинается с фазы всходы - прорастание семян. У хлебов первой группы прорастание начинается при температуре почвы 1. 2 °С, у хлебов второй группы- при 8. 10 °С. Прорастание семян сопровождается поглощением воды, набуханием, появлением первичных корешков и зародышевого стебелька. У злаковых зерновых культур над поверхностью почвы появляется колеоптиль (от гр. koleos- ножны + prilon - перо) - первый зародышевый лист, подобно футляру защищающий почку проростка и первым пробивающий почву. Появление первых зеленых листьев и есть развитие фазы всходов.

Фаза кущения - появление первых боковых побегов - листьев и узловых корней - гипокотилей (от гр. hupo - внизу, снизу, под + kotyle - впадина, углубление) - подсемядольных колен - частей стеблей в зародыше или проростке между корнем и первыми листьями (семядолями).

Фаза выхода в трубку (трубкования) характеризуется началом интенсивного роста стебля и появлением первого стеблевого узла над поверхностью почвы, который называют эпикотиль (от гр. epi - на, над, сверх + kotyle - впадина, углубление) – надсемядольное колено - часть стебля в зародыше или в проростке, находящаяся между семядолями и первыми листьями.

Фаза колошения (у растений с соцветием колосков) или выметывания (у растений с соцветием метелок) наступает с появлением соцветий на верхушках стеблей.

Фаза цветения отмечается выбрасыванием пыльцы из пыльников.

У овса и ячменя цветение может происходить до полного появления соцветия. В период цветения пыльца попадает на рыльца пестиков и оплодотворяет находящиеся в завязях семяпочки, из которых образуются семена.

У ячменя, овса, пшеницы, проса, риса цветение протекает таким образом, что пыльца всегда или в большинстве случаев попадает на рыльце пестика в том же цветке, поэтому эти культуры относят к самоопыляющимся. Перекрестное опыление, характеризующееся переносом пыльцы с цветков одного растения на цветке другого, происходит у ржи, кукурузы и сорго.

В фазе молочной спелости (формирование зерна) зерно еще зеленое. Имеет влажность 50. 65 %. На растении в это время начинают желтеть и отмирать нижние листья.

Фаза восковой спелости наступает через 10. 15 дней после наступления фазы молочной спелости. К этому времени зерно приобретает желтую окраску, легко режется ногтем, влажность уменьшается до 25 . 40 %.

Фаза полной (твердой) спелости наступает при подсыхании зерна, которое становится твердым и приобретает свойственную ему окраску. В зависимости от зоны возделывания влажность спелого зерна составляет 8. 10 %. В начале фазы полной спелости желательно начинать уборку зерновых комбайнами. В фазу полной спелости зерно легко высыпается из цветочных чешуек.

По сезонным особенностям роста и развития зерновые делятся на озимые и яровые.

Озимые культуры проходят полный цикл развития после перезимовки в почве. При весеннем посеве они не образуют вегетативных органов и, следовательно, не могут дать урожая зерна.

Яровые культуры не могут перезимовывать и проходят полный цикл развития при весеннем или летнем посеве.

У некоторых зерновых культур есть сорта, обладающие свойствами озимых и яровых растений. Их можно возделывать как осенью, так и весной. Такие сорта зерновых культур называют двуручками.

Читайте также: