ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ. Потенциал мягкой пшеницы по таким признакам как скороспелость, полегание, прорастание в валках и на корню и т.д в настоящее время практически исчерпан.
В связи с этим возросла необходимость обогащения генофонда Triticum persicum за счет редких видов пшеницы. Наиболее ценной в этом отношении является персидская пшеница. Кроме скороспелости достоинствами Triticum persicum, по мнению Н. И. Вавилова (1964 г.), является устойчивость к низкой температуре, прорастанию на корню и в валках, комплексный иммунитет к болезням, высокое содержание белка в зерне. Устойчивость к прорастанию зерен в колосьях до жатвы и в валках, по мнению Н. И. Вавилова (1964 г.), связанное с естественным отбором в условиях избыточного увлажнения горных районов Кавказа.
Персидская пшеница отзывчива на орошение, мирится с повышенной влажностью в период созревания. Ось цветка называется цветоложем. На основании цветоложа к верхушке формируется чашелистики, лепестки, тычинки и плодоножки. Чашелистики формируют чашечку, лепестки – венчик, тычинки –андроцей, плодолистики – шнецей. У большинства растений цветение характеризуется раскрыванием цветков (хазмоганные цветки), обусловленные сильным ростом основания цветка с внутренней стороны и появлением осмотического давления.
Но цветение может происходить и при закрытых цветках (клестоганные цветки). Цветок раскрывается из-за набухания ладикула (околоцветковая пленка), принимающих форму полушарий. От начала раскрытия цветка до полного смыкания цветковых чешуй проходит не более 20 минут. Цветок открывается быстро менее чем за 1 минуту, примерно в течение 2 – 3 минут у цветка появляются пыльники.
Замыкание цветка идет 15 – 20 минут. Колос мягкой пшеницы цветет в зависимости от погоды 2 – 6 дней, твердой озимой – 4 – 9 дней. По данным Курганского сельскохозяйственного института продолжительность открытого цветения у мягкой пшеницы составляла 11,2 до 15,4 минут, кастрированных – 30,7 до 73 минут. В Азербайджане твердая и мягкая пшеница цветут круглосуточно с утренним максимум с 1 до 11 часов и вечерним максимумом с 16 – 17 часов, слабое количество 8 – 10% цветков открывается ночью. У твердой пшеницы в Курганской области при засушливом лете продолжительность открытого цветения колебалась от 22 до 78 минут, а кастрированных 51 – 138 минут.
Озимая мягкая пшеница, как и хазмоганно, так и клестоганно, но в основном хазмоганно (78 – 97% озимой мягкой пшеницы и 52 – 92% озимой твердой пшеницы). Цветение сортов мягкой пшеницы зависит от сорта, температуры, облачности и других метеоусловий. Многолетними исследованиями установлено, что фологении рода Triticum – хазмогания является первичной, а клестогания является вторичной.
По мере цветения плоидности у пшениц чаще встречается закрытое цветение. Так, диплоидные пшеницы образуют 12 – 17,6 тыс. пыльцевых зерен на цветок, тетраплоидные – 7,6 – 12,8 тыс гексаплоидные – 5,3 –8,7 тыс. Цветки хлебных злаков развиваются в колосках, которые в свою очередь собраны в общие соцветия – колос, плетенку и початок. Обычно на оси колоска формируются колосковые и цветковые чешуи, лодикулы, пестик, тычинки.
Число цветков в колосе, так же как и число колосков в колосе варьируется у разных видов злаков. В колоске пшеницы развиты нормально не все цветки, есть и недоразвитые (их число варьирует и зависит от вида пшеницы), которые проходят только какую-то часть этапов развития. Например, у некоторых форм мягкой пшеницы в колоске закладывается более 10 цветков, но только 2 – 4 развиваются нормально, образуя зерновки (Абрамова З. В Елимбаева Е. М 1973 г.). Цветок злаков – единая сложная целостная интегрированная система.
В которой в процесс приспособительной эволюции создались наиболее благоприятные условия для обеспечения полового размножения. Во время развития в цветке происходит дифференциация различных взаимосвязанных и взаимообусловленных функционирующих органов и структур, обеспечивающих зарождение и развитие нового организма. Цветок злаков – совокупность стерильных (лодикулы и цветковые чешуи) и фертильных (пестики и тычинки) структур. Пестик, в свою очередь, дифференцируется на нижнюю фертильную часть (завязь) и верхнюю стерильную (столбик и рыльце). У большинства хлебных злаков столбик отсутствует и формируется сидячее перистое рыльце.
В завязи различают гнездо и стенку. В гнезде завязи формируется семязачаток. Тычинки, как и пестики, являются структурами, в которых формируются мужские и женские половые клетки – гаметы. В завязи происходят оплодотворение и развитие зародыша -–первые этапы жизни нового индивидуума. Формирование тычинки и пыльника – единый процесс развития сложной интегрированной системы.
Первой формируется наружная цветковая чешуя, затем внутренняя, и, почти одновременно с последней закладываются тычинки в нижних цветках колосков. В верхних цветках колоска заложение тычиночных бугорков начинается позднее, когда в тычинках нижних цветков происходит мейоз. В развитии пыльника различают 3 периода: в первый период формируется стенка пыльника и пыльцивие гнезда. Во второй происходят дальнейшая дифференциация слоев стенки пыльника и мейоз в микромороцитах (материнских клетках микроспор). В третий период созревает пыльца (Кириченко В. И 1985 г.) Шнецей злаков различают на нижнююю фертильную часть – завязь, и верхнюю стерильную часть – рыльце.
В завязи формируется гнездо, в котором развиваются семяночки (семязачатки); завязь выявляется в виде миристематического бугорка. Развитие завязи и семяпочки злаков идет очень специфично: отсутствует семяножка, наклонное строение семяпочки и завязи и т.д. (Орел Л. И 1982 г.). Исследования реакции растений на действие каких-либо факторов среды позволяют вскрыть критические периоды на разных этапах онтогенеза.
В результате выявлено, что факторы окружающей среды больше всего влияют на развитие генеративных органов (тычинка, пестик); при неблагоприятных условиях процесс их образования, что приводит к снижению продуктивности растений. Потеря урожая зерна зависит также и от длительности действия неблагоприятных факторов (высоких температур и засуху); в фазе кущения – это уменьшение числа продуктивных побегов, некроз закладывающихся колосков в колосе; в фазе трубкования – повреждение ткани закладывающихся цветков и генеративных клеток; в фазе цветения – нарушение процессов опыления и оплодотворения; в фазе налива зерна – снижение его массы.
Критическим периодом в водопотреблении у пшеницы является мейоз пыльника и формирование пыльцы. Снижение уровня зерна при засухе связано с возрастанием количества стерильной пыльцы, появляющейся в результате нарушения редукционного деления.
При длительном и глубоком дефиците влаги возможны нарушения и в женской генеративной сфере (деформирование зародышевого мешка). Эффективное защитное средство в критические периоды – внекорневая подкормка растений, страдающих от недостатка воды в почве, микроэлементами ( в частности, бором) в период формирования репродуктивных органов. В период спорогенеза столь же губителен и избыток влаги в почве. Например, затопление пшеницы, начиная с фазы выхода в трубку, приводит к резко выраженной череззернице.
Влажность воздуха также определяет урожай зерна. Эксперименты показали, что в период формирования цветка и его элементов, наиболее опасна воздушная засуха. Дефицит влаги в период формирования гамет резко снижает фертильность пыльцы, что приводит к бесплодию большого числа цветков и к череззернице. Наблюдение за реакцией растений пшеницы (сорт Диамонт) на снижение температуры в почве до 6 - 7°С показало, что их развитие задерживается на 6 – 14 суток; колосья формируются мелкими, снижается число цветков и зерен. Эмбриологические исследования показали, что на холодных почвах уменьшаются размеры завязи и семязачатки, а это обычно выражается в щуплости зерновки.
Экспериментально подтверждено, что внесение никотиной кислоты оказывает положительное влияние на образование высокого урожая. На формирование генеративных структур оказывают отрицательное действие высокие температуры воздуха. Наиболее чувствительным периодом в онтогенезе растений к высокой температуре оказался процесс формирования колоса; аномалии наблюдаются при развитии пыльника.
Повреждения пыльника, выявленные при воздействии высоких температур, обычно приводили к увеличению стерильности колоса, уменьшению его озерненности и, тем самым, к снижению урожая. Развитие женских генеративных органов происходит без особых аномалий. Корневая подкормка микроэлементами (цинк, бор, кобальт) благоприятно влияет на развитие генеративных структур и является одним из возможных путей ослабления их повреждения при высокой температуре воздуха (Абрамова З. В Орлова И. Н Вишнякова М. А Константиновна Л. Н Орел Л. И Огородникова В. Ф 1987 г.). ГЛАВА 2. УСЛОВИЯ, МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ОПЫТА 2.1. Условия, место проведения опыта.
Природно-климатические условия Тюменской области значительно отличаются от условий соседних областей они и определили существенный набор сортов мягкой яровой пшеницы. Климат резко континентальный.
Основными чертами температурного режима являются холодная продолжительная зима; теплое непродолжительное лето (периодически засушливое, с короткими переходными сезонами весной и осенью; поздние весенние и ранние осенние заморозки. Наблюдается резкое колебание температур в течение года, месяца и даже суток. Средняя температура января –17,2°С; средняя температура воздуха июля +17,6°С. самое интенсивное накопление снега происходит в ноябре и декабре. Относительная влажность воздуха в весенний сезон низкая (54-64% в годичном цикле), а за год составляет 75-78% (высокая). Наибольшее число ясных дней в марте, наименьшее в июле. Годовое количество осадков в среднем 374 - 415мм. Погодные условия в годы исследований по обеспеченности растений теплом и влагой были разными.
Весна 1998 года была прохладной. Сумма эффективных температур за период вегетации составила 236°С. в июне выпало 68,3 мм осадков, что больше средней многолетней на 16,1% (рис. 1). В целом 1998 год был теплым и влажным, что способствовало дружному развитию растений и созданию хорошего урожая.
В 1999 году весна была затяжной. Среднемесячная температурная составила 10,4°С, что на 9,4% больше средней многолетней 10°С (рис. 2). Август был холодным и влажным. Что затруднило уборку зерновых культур. Осадки, мм Месяцы вегетации Рис. 1. Количество осадков за годы исследований (1998 – 1999 гг.). Почвы, на которых проводится опыт – выщелочный чернозем. Среднесуглинистый, среднегумусовый, безкарбонатный, только ближе к материнской породе карбонаты, почва утяжелена физической глиной.
Отчетливо заметна биогенная аккумуляция кальцием и магнием в гумусовом горизонте, их миграция по профилю. Карбонатный горизонт содержит небольшое количество натрия. Содержание гумуса – удовлетворительное, 6% от общей на пашне. Общий запас 340-350т/га, состав гумуса – гуматный, преобладают гумат кальция. Высокая емкость поглощения. Чернозем выщелочный имеет нейтральную реакцию (рН 6,5 – 7,0). Профиль не засоленен.
Наименьшая влагоемкость более или менее постоянная и увеличенная в гумусовом горизонте (Нв = 70-75% от общей влагоемкости). Структура комковатая или пылевато-комковатая, неводопрочная. Водопроницаемость от отличной до удовлетворительной по слоям. В агрохимических свойствах черноземы выщелочные обладают высоким потенциальным плодородием, но они не вполне благополучны, имеют большое содержание фосфора и удовлетворительное содержание калия и неустойчивый режим азота. Важный фактор повышения этих показателей – это внесение удобрений.
Но на ряду с минеральными удобрениями применяется весь комплекс агротехнических приемов. 2.2.