1.3 Рост и развитие растений
Индивидуальное развитие растений или онтогенез — это процесс непрерывных, качественных изменений, в ходе которого происходит формирование их урожая. Одно и то же растение в разные периоды жизни от посева до созревания требует неодинаковых условий. Развитие его в течение жизни не однотипно. В процессе вегетации полевых культур различают стадии и фазы их развития. Кроме этого, в жизни растений выделяют периоды и этапы органогенеза, которые приходятся на определенные фазы образования и развития органов растений.
Растение и необходимые для его жизни условия составляют единство, основой которого является обмен веществ между растением и внешней средой. Во взаимодействии со средой происходит непрерывное развитие растения через приспособление, изменчивость, отбор и наследственное закрепление свойств и признаков.
Растение мы представляем себе как организм в развитии: оно рождается, живет, формирует семена (плоды), отмирает.
Каждое растение обладает определенными требованиями к условиям жизни и способностью, так или иначе, реагировать на изменения этих условий. Наконец, каждый вид и сорт по-разному ассимилирует условия среды и строит свои органы согласно закономерностям индивидуального развития.
Изменяя условия жизни, можно управлять развитием и продуктивностью растений.
Стадии развития. Жизнь растения складывается из качественно отличимых этапов — стадий. В период прохождения этих стадий развиваются части и органы растения, различные его свойства и качества. Рост и развитие — процессы не тождественные.
Под ростом подразумевается увеличение массы, объема, высоты растений, связанных с новообразованием растительной ткани. Основа для него — ассимиляция.
Развитие — это процесс качественных изменений (содержимого клеток и органообразовательных процессов), который растение проходит от прорастания семени до созревания новых семян.
В то же время рост и развитие связаны между собой. Рост — это одно из свойств развития и предпосылка развития растения. Рост свойственен только развивающемуся организму. Пока семя не тронется в рост, растение не может начать стадийного развития. В зависимости от стадии развития изменяется и характер роста: идет образование различных органов.
Быстрота развития не всегда зависит от скорости роста. В практике можно наблюдать быстрый рост и медленное развитие (озимые, посеянные весной, быстро растут, но медленно развиваются); возможно и обратное явление: медленный рост и относительно быстрое развитие (озимые, высеянные осенью, вначале медленно растут, но успевают к весне пройти стадию яровизации, а затем и световую стадию). Возможны и такие случаи, когда растение будет быстро расти и быстро развиваться или, наоборот, медленно расти и медленно развиваться.
Требования растений к условиям развития и роста определяются исторически сложившейся наследственностью.
Скорость прохождения каждой стадии, зависит от количественного выражения факторов, входящих в необходимый комплекс, и от состояния растения.
Качественные изменения в точках роста растения проходят в строгой последовательности до определенного предела, и процесс этот необратим. Эти изменения передаются в процессе роста новым клеткам и органам растения, образовавшимся из изменившихся клеток (путем деления и новообразования), и не могут обычно передаваться в соседние, даже близко расположенные, но ранее сформировавшиеся части того же растения. Разные участки стебля могут быть в разных стадиях развития, (ткани нижней части стебля бывают обычно стадийно более молодыми, чем выше расположенные части стебля). Стадийное развитие идет от возрастно более старых к молодым клеткам (тканям), а не наоборот.
Так как стадии развития растения образуют общебиологические этапы индивидуального развития, то эти стадии являются базой развития органов и признаков растения.
Знание прохождения посевами отдельных стадий развития позволяет своевременно и эффективно применять необходимые технологические приемы по формированию высоких урожаев. Все агротехнические мероприятия следует проводить точно по стадиям формирования урожая и их требованиям к условиям питания. Отклонения от этого вызывают потери урожая.
Фазы развития. В процессе жизненного цикла у растений наблюдаются внешние морфологические изменения. Так, у сельскохозяйственных культур в процессе роста различают фенологические фазы, связанные с морфологическими изменениями органов и образованием новых частей: прорастание семян, всходы, кущение, выход в трубку, колошение (выметывание) у злаковых, ветвление стебля у бобовых, капустных и других культур; цветение, формирование семян, налив, созревание у злаковых; бутонизация, цветение, образование бобов, созревание, полная спелость у бобовых культур.
Озимые растения первые три фазы проходят при благоприятных условиях осенью, остальные – весной и летом следующего года; яровые весной и летом в год посева. У двулетних кормовых корнеплодных растений (свеклы, брюквы, турнепса и др.) в первый год вегетации растений формируются корнеплоды, а на второй год рост и развитие направлены на формирование семян. У многолетних трав такой цикл повторяется 3-10 и более лет.
Межфазный период составляет 7…12 дней и зависит преимущественно от температуры. Чем выше температура в период фазы, тем короче межфазный период.
Начало фазы развития отмечается в момент ее наступления у 10-15% растений.
После колошения (или выметывания) у злаковых или бутонизации у бобовых и других двудольных растений ускоряются процессы накопления сухих веществ: азотистых соединений, белка, крахмала, сахара, жира, фосфора, калия, макро- и микроэлементов. Вследствие их различного содержания и распределения в зерне изменяется соотношение протеина и его фракций, а также соотношение между самими фракциями, что сопровождается изменением качества зерна.
Формирование зерна сопровождается резким снижением влажности растений, усыханием листьев и стеблей. Растения приобретают желтую, коричневую и бурую окраску. У бобовых культур эти процессы происходят более медленнее.
Для снабжения зерна продуктами ассимиляции СО2, очень важно чтобы сам колос, верхняя часть стебля и флаговый лист, как можно больше находились в здоровом, зеленом состоянии.
Преждевременное прекращение их функций засухой или болезнями приводит к образованию щуплого зерна за счет снижения, прежде всего, доли эндосперма (мучнистого тела), в то время как зародыш и алейроновый слой страдают меньше.
Когда зерно достигает своего максимального объема, с этого момента морфологической спелости начинается его созревание. С уменьшением влажности по мере созревания зерен уменьшается их масса. Окончательная масса зерен зависит от вида, сорта, а также условий выращивания. Различают следующие стадии созревания зерновых культур: молочная, молочно-восковая, восковая, начало полной, полная спелость. Сроки наступления полной спелости зерна зависят от многих факторов, среди которых немалая роль принадлежит почвенно-климатическим условиям, приемам возделывания и сортовым особенностям. В Беларуси полная спелость зерновых культур обычно наступает в конце июля — первых числах августа. При прохладной и дождливой погоде в весеннее-летний период вегетации увеличивается продолжительность всех фаз, задерживается созревание зерна, сухая же и жаркая погода ускоряет созревание зерна.
Длительность фаз созревания отличается у разных видов. Вследствие засухи или поражения болезнями посевы могут быстрее созревать (преждевременное созревание). В таких условиях образуются неполноценные зерна (щуплые, сморщенные). Физиологическая спелость достигнута, когда зерна в состоянии прорасти, т.е. они достигли полной всхожести. Период покоя у разных зерновых выражен по-разному. У ржи и тритикале период покоя очень короткий и при достижении полной спелости достаточно незначительной влаги, чтобы вызвать прорастание.
Время от посева до полного формирования урожая у разных видов разное, как и длительность отдельных фаз. В табл. 1.3.1 представлена характеристика фаз вегетации озимой мягкой пшеницы.
Характеристика фаз вегетации озимой пшеницы
Набухание и прорастание семян
Источник
Фазы роста и развития сельскохозяйственных культур
Фазы роста и развития сельскохозяйственных культур, последовательные этапы индивидуального развития растения, характеризующиеся определ. внеш. (морфол.) признаками (отражают внутр. состояние на каждом этапе онтогенеза и позволяют его контролировать). Выделяют фазы прорастания семян, появления всходов, соцветий, цветков, плодов, семян и др. В растениеводстве у однолетних однодольных (овёс, пшеница) культур различают фазы: всходы, кущение, выход в трубку, колошение (вымётывание), цветение, налив и созревание зерна (имеет 3 этапа: молочной, восковой и твёрдой спелости); у двудольных (горох, фасоль) — первую пару настоящих листьев, формирование побега, бутонизацию, плодоношение; у многолетних травянистых и озимых культур также — кон. осенней и нач. весенней вегетации; у корнеплодов — первую, вторую, третью пары настоящих листьев, смыкание листьев в рядках, междурядьях, размыкание листьев; у овощных культур, возделываемых рассадой (баклажан, капуста, томат и др.), — первую пару настоящих листьев, смыкание рассады, полное формирование рассады (рассадный период вегетации), укоренение, формирование вегетативных органов, бутонизацию, техн. (уборочную) спелость (в полевой период). Для оценки влияния внеш. условий на процессы роста и развития, продуктивность с.-х. культур используются фенологич. наблюдения (см. Фенология), к-рые ведутся на агрометеорол. ст., сортоиспытат. участках. В Башкортостане систематич. наблюдения за фенофазами медоносных растении велись в кон. 19 в. А.А.Юрьевым. В Аграрном университете иссл. фенофаз с.-х. культур осуществляются с 50-х гг. 20 в.: установлены закономерности изменения продолжительности межфазных периодов в зависимости от температуры воздуха и составлены карты времени наступления фенофаз осн. полевых культур (Р.Р.Исмагилов). В Биологии институте описаны фазы роста и развития интродуцир. и лекарственных растений (Е.В.Кучеров).
Источник
ФАЗЫ РОСТА И РАЗВИТИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР
ФАЗЫ РОСТА И РАЗВИТИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР, последовательные этапы индивидуального развития растения, характеризующиеся определ. внеш. (морфол.) признаками (отражают внутр. состояние на каждом этапе онтогенеза и позволяют его контролировать). Выделяют фазы прорастания семян, появления всходов, соцветий, цветков, плодов, семян и др. В растениеводстве у однолетних однодольных (овёс, пшеница) культур различают фазы: всходы, кущение, выход в трубку, колошение (вымётывание), цветение, налив и созревание зерна (имеет 3 этапа: молочной, восковой и твёрдой спелости); у двудольных (горох, фасоль) — первую пару настоящих листьев, формирование побега, бутонизацию, плодоношение; у многолетних травянистых и озимых культур также — кон. осенней и нач. весенней вегетации; у корнеплодов — первую, вторую, третью пары настоящих листьев, смыкание листьев в рядках, междурядьях, размыкание листьев; у овощных культур, возделываемых рассадой (баклажан, капуста, томат и др.), — первую пару настоящих листьев, смыкание рассады, полное формирование рассады (рассадный период вегетации), укоренение, формирование вегетативных органов, бутонизацию, техн. (уборочную) спелость (в полевой период). Для оценки влияния внеш. условий на процессы роста и развития, продуктивность с.‑х. культур используются фенологич. наблюдения (см. Фенология), к‑рые ведутся на агрометеорол. ст., сортоиспытат. участках. В Башкортостане систематич. наблюдения за фенофазами медоносных растений велись в кон. 19 в. А.А.Юрьевым. В Аграрном университете иссл. фенофаз с.‑х. культур осуществляются с 50‑х гг. 20 в.: установлены закономерности изменения продолжительности межфазных периодов в зависимости от т‑ры воздуха и составлены карты времени наступления фенофаз осн. полевых культур (Р.Р.Исмагилов). В Биологии институте описаны фазы роста и развития интродуцир. и лекарственных растений (Е.В.Кучеров).
Лит.: Кучеров Е.В. Календарь природы Башкирии. Уфа, 1984; Атлас Республики Башкортостан. Уфа, 2005.
Источник