Ріст і розвиток зернових хлібів, пшениця

Під. ростом рослини розуміють збільшення її маси незалежно від того, за рахунок яких органів воно відбулося; під розвитком – якісні зміни, які відбуваються у житті рослини від проростання насіння до утворення нового насіння.

Умови вирощування, сприятливі для росту рослин, не завжди сприяють їх розвитку. Прикладом може бути сівба озимої пшениці або озимого жита навесні. Такі посіви протягом літа збільшують свою масу, тобто ростуть, але насіння не утворюють, і, отже, їх розвиток не закінчується.

Протягом вегетації зернові культури проходять такі фенологічні фази росту: проростання, сходи, кущення, вихід у трубку, колосіння або викидання волоті, цвітіння, формування і достигання зерна. За початок фази вважають той день, коли вона відмічається приблизно у

10% рослин, за повну фазу – коли її ознаки проявляються у 75-80% рослин.

Проростання насіння. Висіяне у грунт насіння за сприятливих умов проростає. Прорости насіння може при поглинанні такої приблизно кількості води (у відсотках до повітряно-сухої маси насіння): пшениці 47-48%, жита 58-65%, ячменю 48-57%, вівса 60-76%, кукурудзи 37-44%, проса й сорго 25-38%, рису 37-44%.

Поглинувши воду, насіння спочатку бубнявіє, а потім за допомогою ферментів складні запасні речовини зернівки перетворюються на прості, внаслідок чого починають рости зародкові корінці і листки. З появою на поверхні ґрунту першого справжнього листка починається нова фаза – сходи.

Сходи. Дружність проростання і поява сходів залежать від температури посівного шару Грунту. Мінімальною температурою для з'явлення сходів насіння хлібів першої групи є 2-5°С, другої 10-12°С, оптимальною – відповідно 20-25 і 25-30°С. При оптимальній температурі й вологості ґрунту сходи з'являються на 6-8-й день.

Кущення починається після утворення рослиною 3-4 листків, приблизно через 23-27 днів після появи сходів (ІІ-ПІ етапи органогенезу) завдяки активному фотосинтезу та притоку мінеральних поживних речовин. На підземних стеблових вузлах, особливо на вузлі, який знаходиться ближче до поверхні ґрунту, закладаються вторинні, або вузлові, корені та бічні пагони (рис. 2.1.8).

Вузол кущення є найголовнішим органом рослини, з його відмиранням відмирає рослина. Залягає він у ґрунті на глибині 1,5-3,0 см. Глибина залягання вузла кущення залежить від факторів життя, індивідуальних особливостей рослин, способів їх вирощування.

Наприклад, при недостатньому освітленні рослин, що спостерігається у загущених посівах, він залягає ближче до поверхні ґрунту; при понижених температурах, а в деяких культур при глибокому загортанні насіння (озима пшениця) вузол кущення залягає глибше.

Глибина залягання вузла кущення відіграє важливу роль у житті рослин: чим глибше він залягає в озимих культур, тим вони морозостійкіші; при глибшому його заляганні у рослин підвищується стійкість до вилягання (рис. 2.1.9).

Рис. 2.1.8. Початок вегетації злакових: А – проростання (а -пшениці, б – вівса, в – жита, г – ячменю, д – проса, е – кукурудзи; Б – сходи (1 – зародкові корінці, 2 – колеоптиль, 3 – перший листок); В – кущення (1 – зернівка, 2 – первинні корінці, 3 – вузол кущення, 4 – колеоптиль, 5 – вторинні корені)

Дружне кущення у злакових рослин відбувається при температурі 10-15°С, достатньому забезпеченні їх водою, поживними речовинами га достатній площі живлення. За сприятливих умов кожна рослина утворює до 5-10 і більше пагонів. Частина з них безпосередньо формують урожай зерна, утворюючи суцвіття з виповненим зерном – продуктивні пагони, частина – так званий підгін, не утворюють суцвіть і не беруть участі у формуванні урожаю зерна. У зв'язку з цим виділяють продуктивну і непродуктивну кущистість злакових рослин. Як недостатнє, так і сильне кущення знижує урожайність зерна: у першому випадку через малу кількість продуктивних пагонів, у другому – через можливість вилягання рослин. При вирощуванні зернових культур першої групи максимальний урожай зерна забезпечує густота продуктивних пагонів 500-700 шт./м2.

Рис. 2.1.9. Глибина залягання вузла кущення у пшениці за різної глибини загортання (від 3 до 15 см)

Вихід у трубку (трубкування). Ріст стебла починається з нижнього міжвузля, яке протягом 10-15 днів видовжується, піднімаючи догори у листковій трубці друге і наступні міжвузля. Початком фази трубкування (IV-VII етапи органогенезу) вважається той період, коли стебловий вузол першого міжвузля піднімається на висоту 2-3 см від поверхні ґрунту. Ця фаза настає через 42-50 днів після появи сходів. У цю фазу спостерігається інтенсивний ріст вегетативної маси, формування та диференціація суцвіть, репродуктивних органів, їх інтенсивний ріст. У цей період рослини дуже вибагливі до поживних речовин та вологи. Тривалість фази 42-50 днів.

Колосіння і викидання волоті. Ця фаза вегетації відповідає VIII етапу органогенезу. Вона триває 5-7 днів. Внаслідок інтенсивного росту стебла, особливо його верхнього міжвузля, з листкової трубки назовні з'являється колос (пшениця, жито, ячмінь, тритикале) або волоть (овес, просо, рис, сорго, чоловіче суцвіття у кукурудзи). У фазу колосіння та викидання волоті завершується формування усіх органів суцвіть.

Цвітіння настає на IX етапі органогенезу і триває 4-6 днів. У жита воно починається через 8-10 днів після колосіння, а в ячменю закінчується до колосіння.

Під час цвітіння відбувається запилення квіток. Зернові культури за характером запилення поділяються на самозапильні (пшениця, тритикале, овес, ячмінь, просо, рис) і перехреснозапильні (жито, кукурудза, сорго), у яких пилок переноситься на приймочки маточок вітром. У колосових культур цвітіння починається з квіток середньої частини колоса, у волотевих – з квіток верхньої частини волоті. У цю фазу припиняється ріст вегетативної маси.

Формування і достигання зерна. Після запліднення на Х-ХІІ етапах органогенезу настає фаза формування зерна – його ріст в довжину до розміру, типового для кожного сорту або гібриду. Маса 1000 зернин в цей час мала – всього 8-12 г. За формуванням зерна настає фаза наливання зерна і його молочна стиглість. Тривалість цього періоду 40-45 днів. При наливанні у зерно надходять поживні речовини, зерно досягає типового розміру за товщиною та шириною. В цей період зерно за консистенцією нагадує молоко (розчин органічних речовин). Кількість води у зерні становить 50% і більше. За молочною стиглістю настає воскова, за якої зерно за консистенцією нагадує віск, набирає типового кольору, вологість його знижується до 30-32%. Повна стиглість – це кінцевий етап вегетації рослин. У цій фазі вологість зерна знижується до 20-15% і воно повністю втрачає зв'язок з материнською рослиною.

Пшениця – основна зернова культура хлібів першої групи. Це найцінніша і найбільш розповсюджена зернова продовольча культура. Існують три цивілізації, які формувались на основі найважливіших трьох зернових культур – пшениці, рису, кукурудзи. Більше половини населення світу використовує на харч зерно пшениці.

Пшеничний хліб відрізняється неперевершеними смаковими якостями і за поживністю й перетравністю переважає хліб із борошна всіх інших зернових культур. У 100 г доброго пшеничного хліба міститься 240-260 ккал, а макаронів, манної крупи, різних видів печива – 350- 360 ккал. В зерні пшениці 11-20% білка, 62-74% крохмалю, 2-3% жиру, приблизно стільки ж клітковини й золи. Засвоюваність продуктів, вироблених із пшеничного борошна, 94-96%. Відходи борошномельного виробництва – висівки, борошняний пил, а також солому і полову використовують на корм худобі.

Озима пшениця є хорошим раннім зеленим кормом. З неї можна заготовляти також силос і сінаж.

У світовому рослинництві площа посівів пшениці сягає 232 млн га, а врожайність, у середньому, близько 23 ц/га. Як дуже пластична культура пшениця росте в широкому зональному діапазоні, включаючи вертикальну зональність.

Види пшениці

Пшениця, рід Triticum L. Включає 22 види, з них найпоширеніші м'яка і тверда. З 22 видів трапляються також гілляста, культурна однозернянка, зандурі, полба (двозернянка), дика, польська, маха, спельта, карликова остиста, карликова безоста, круглозерна, ванська – загалом 15 видів (рис. 2.1.10).

М'яка, або звичайна, пшениця (Tr. aestivum L.) має довгий нещільний колос, лицьова сторона якого ширша за бічну. Колос може бути безостим і остистим, остюки коротші за колос і розходяться в боки (рис. 2.1.11). Зерно має чітко виражений чубок, до зародка воно трохи ширше. Зародок виділяється нечітко. Зерно залежно від умов вирощування (особливо азотного фону живлення) може бути борошнистим, напівскловидним або скловидним. Має ярі, напівозимі та озимі форми. Маса 1000 зерен від 30 до 55 г. Найбільш цінні для випікання хліба сорти сильної м'якої пшениці.

Тверда пшениця (Тг. durum Desf) відрізняється від м'якої великим щільним колосом, у розрізі квадратним або дещо стиснутим, з більш широкою бічною стороною. Ості довші за колос, спрямовані паралельно до нього. Зерно крупне (45-65 г), подовжене, донизу звужується, у поперечному розрізі кутасте, переважно скловидне, із слабковираженим чубком, зародок чітко виділяється. Верхнє міжвузля соломи заповнене, листя не опушене.

Рис. 2.1.10. Види пшениць: 1 – м'яка безоста: 2 – м'яка остиста; 3 – тверда; 4 – гілляста; 3 – культурна однозернянка; 6 – зандурі; 7 – полба (двозернянка); 8 – дика; 9 – польська; 10 – маха; 11 -спельта; 12 – карликова остиста; 13 – карликова безоста; 14 – круглозерна; 15 – ванська

Рис. 2.1.11. Колос і зерно пшениці: а – м'якої; б – твердої

Тверда пшениця дає високоякісне борошно – крупчатку для виробництва макаронів, вермішелі, манної крупи. У землеробстві домінують ярі форми, хоч уже виведено й озимі.

М'яка і тверда пшениці, а також інші (полонікум, тургідум, карликова, персикум, круглозерна) – це голозерні пшениці з неламким колосовим стрижнем. Після дозрівання колос не розпадається на окремі колоски. Зерно при обмолоті звільняється від колосових і квіткових лусок.

Полб'яні (плівчасті) види пшениці – ламкоколосі. Колос після дозрівання легко розпадається на колоски, зерно при обмолоті залишається в колосках і відділяти його треба на крупорушках. Сюди належать дика і культурна однозернянки, двозернянка, спельта та ін.