Группировка хлебных злаков

Зерновые злаки по современной классификации относят к ботаническому семейству мятликовые, которое разделено на три подсемейства: бамбуковые, мятликовидные и просовидные.

Бамбуковидные злаки в России не возделывают. Они произрастают в тропиках и субтропиках. К мятликовидным относят следующие ботанические роды: пшеницу, рожь, тритикале, ячмень, овес. Это – типичные хлеба, или хлеба первой группы. Их также называют колосовид­ными (кроме овса).

Просовидные (просо обыкновенное, кукуруза, сорго, рис, а так­же итальянское, японское, африканское просо и др.) - хлеба второй группы.

Зерновые культуры первой и второй групп имеют ряд общих и отличительных особенностей

Фазы развития зерновых хлебов

Прорастание (посев - всходы). И.Г. Строна процесс прораста­ния семян разделяет на 5 периодов: водопоглощение, набухание, рост первичных корешков, развитие ростка, становление пророст­ка. Для прорастания семян требуются в достаточном количестве влага, тепло и кислород воздуха, а также необходимы первоклассные семена, равномерный их высев, оптимальная глубина посева. При набухании семян разных зерновых культур им требуется раз­личное количество воды. Проростки различных культур форми­руют разное количество зародышевых корешков.

Зерновка поглощает воду всей поверхностью, но зародыш – быстрее эндосперма. Скорость набухания зерна прямо зависит от влажности, температуры и аэрации почвы и обратно - от концент­рации почвенного раствора.

Минимальные температуры, при которых могут прорастать се­мена зерновых культур, следующие: для хлебов первой группы – 1-2°С (оптимальная 20-25°С), для хлебов второй группы – 8-12°С (оптимальная 25-30°С).

Рис. 1 Проростки семян хлебных злаков: 1 - ржи; 2 - яровой пшеницы; 3 - озимой пшеницы; 4 -ячменя; 5 - овса; 6 - проса; 7 - кукурузы

Рис.2 Всходы пшеницы: 1 - зерно; 2-первичные корни; 3-колеоптиле, 4- первый лист

Проросток злака, проби­вающийся через слой почвы, покрыт видоизмененным про­зрачным листом в виде чехлика, называемого колеоптиле. Он защищает молодой росток от повреждения. Как только проросток выйдет на поверх­ность почвы, под влиянием солнечного света колеоптиле прекращает рост и разрывает­ся появляющимся первым настоящим листом. В это время и отмечают фазу всхо­дов. При чрезмерно глубоком посеве колеоптиле часто не достигает поверх­ности почвы. Всходы при этом бывают бесколеоптильными (ненормальными) или не появляются вовсе.

Кущение. По мере роста зародышевого побега удли­няется первое (базальное) междоузлие, отдаляя от зерновки и вынося ближе к поверхности почвы почки, которые находились в зародыше, и образуя таким образом первичный узел, к которому прикрепляются 1, 2, 3-й и другие зародышевые листья главного побега (точнее, каждый из этих листьев прикрепляется к своим узлам, которые все очень сближены). Почки в пазухах этих листьев трогаются в рост, образуя узлы и боковые побеги 2-го порядка, у которых, в свою очередь, в пазухе каждого листа могут заклады­ваться узлы и побеги 3-го и более высоких порядков.

Рис. 3 Кущение пшеницы: 1 - зерно; 2 - первичные корни; 3 - узел; 4 - колеоптиле; 5 - узловые корни

У хлебов 2-й группы узловые корни образуются раньше (при образовании 3-4 листьев), чем побеги кущения, которые у проса появляются при форми­ровании 5-6-го листьев, у куку­рузы - 6-7-го и у сорго - 7-8-го листьев. Это обусловливает лучшую корнеобеспеченность и повышенную засухоустойчи­вость хлебов 2-й группы.

Узловые корни образуются только во влажной почве, иначе появление их задерживается до выпадения осадков. При этом яровая пшеница и ячмень формируют узловые корни главным образом в фазу куще­ния, а озимые хлеба, овес и просовидные злаки могут обра­зовывать узловые корни и в фазу трубкования, хорошо используя в этом случае более поздние дожди.

Кущение считается начавшимся, как только кончики первых листьев боковых побегов появились из влагалищ листьев главного побега. Озимые формы пшеницы и ячменя могут продолжить ку­щение весной, после успешной перезимовки. Озимая рожь весной почти не кустится.

Кущение сильно зависит от агротехнических и погодных усло­вий. Различают общую и продуктивную кустистость.

Общая кустистость – общее число продуктивных и непродук­тивных стеблей, в среднем приходящееся на одно растение. Непро­дуктивные побеги называют подседом (без соцветий) или подгоном (с соцветием, не достигшим плодоношения).

Рис. 4 Начало выхода в трубку: 1- стеблевой побег (из зерна); 2 - засохший ко-леоптиле; 3 - узел кущения; 4 - узлы будущей соломины; 5 - зачаток колоса

Продуктивная кустистость – среднее число стеблей на одном растении, давших созревшее зерно. Сильнее кустятся озимые фор­мы (особенно рожь и тритикале), слабее - твердая яровая пшеница и особенно кукуруза.

Трубкование (выход в трубку). В фазе кущения каждый развитый побег злака уже имеет сформированный стебель (у основания конуса нараста­ния со всеми сближенными узлами и междоузлиями). Рост соломины (трубкование) начинается с удлинения нижнего (над узлом кущения) междо­узлия. Вслед за первым тро­гается в рост второе, а затем третье междоузлия и т.д. Начало удлинения первого междоузлия можно обнару­жить, последовательно удаляя с глав­ного побега все листья.

В нашей стране условно принято за начало фазы трубкования считать момент, когда верхний стеблевой узел поднимается над поверхностью почвы на высоту 5 см и его можно прощу­пать через влагалище листа или уви­деть, вскрыв листовую трубочку.

Колошение (выметывание). Колос или метелка злака, формиро­вание которых начинается в фазе кущения и заканчивается в фазе трубкования, выносятся наружу из влагалища верхнего (флагового) листа последним удлиняющимся междоузлием.

За начало колошения или выметывания в России принят момент появления из листового влагалища 1/3 колоса (метелки) у 10% растений. В эту фазу злаки тоже очень требовательны к условиям погоды и чувствительны к неблагоприятным воздействиям.

Цветение наступает вскоре после выколашивания или выметывания (у ячменя оно нередко бывает до выколашивания).

У колосовых хлебов цветение начинается от середины и распро­страняется вверх и вниз по колосу. Первыми зацветают цветки в средних колосках главного колоса.

У метельчатых злаков первыми зацветают верхние и перифе­рийные колоски в метелке. Цветение распространяется сверху вниз и от периферии к центру метелки.

Пшеница, ячмень, овес, просо и рис - самоопылители; рожь, тритикале, кукуруза и сорго - ветроопыляемые перекрестники.

После цветения и оплодотворения рост стебля, листьев и корней практически прекращается. Ассимиляты в это время используются на формирование и налив зерновок. В этот период очень важно уберечь листья (особенно флаговые) от повреждений и продлить их жизнедеятельность. Это обусловливает формирование более круп­ного и высококачественного зерна.

Зернообразование и созревание. По Г.В. Кореневу, процесс зернообразования включает три этапа - формирование, налив и со­зревание зерна, которые делятся на фазы.

Формирование зерновки начинается вскоре после оплодотворе­ния. Первым образуется зародыш, чуть позже - эндосперм. Через 10-12 дней зерновка достигает окончательной длины и находится в фазе студенисто-жидкого состояния. Рост ее приостанавливается, начинается налив. Увеличивается толщина и ширина зерновок. Консистенция их переходит в фазу молочного, а затем тестообраз­ного состояния. В них постепенно возрастает содержание сухих веществ. К концу налива влажность зерна снижается до 40%. Даль­нейший приток пластических веществ в зерно прекращается. Оно переходит к созреванию, проходя две фазы спелости - восковую и полную.

Фаза восковой спелости имеет три периода созревания: начало, середина и конец. В начале восковой спелости зерно полностью теряет зеленую окраску, влажность его - 40-36%, эндосперм не выдавливается, легко режется ногтем. В середине восковой спело­сти хлеба 1-й группы полностью желтеют, соломина их еще гибкая, зерна из колосьев не выпадают. Эндосперм зерна режется ногтем, влажность - 35-25%. В конце восковой спелости влажность зерна снижается до 24-21%, зерно ногтем не режется, но след от него остается. Раздельную косовицу хлебов часто начинают в середине (рожь - в конце) восковой спелости.

В полной спелости зерна тоже выделены два периода - начало и конец. В начале полной спелости влажность зерна составляет 20-18%. В полную спелость она снижается до 17-16%, легко вымола­чивается, но еще не осыпается. Это лучший период для однофазной уборки.

При перестое хлебов влажность зерна может снизиться до 7-8%, соломина становится ломкой, зерна слабо удерживаются в ко­лосках. При запоздалой уборке неизбежны потери и травмирование зерна.