Озима пшениця в Притисянській низовині: зимостійкість і морозостійкість деяких сортів. Реферат
Фізіологічні основи морозо-зимостійкості пшениці. Морозостійкість кореневої системи в різних сортів озимої пшениці. Ґрунтове живлення і зимостійкість
В успішному розвитку зернового господарства велике значення має отримання високих і стійких урожаїв озимої пшениці, яка займає значну вагу в зерновому балансі країни.
При використанні агротехніки і внесенні добрив озима пшениця зимостійких сортів забезпечує отримання високих і стійких врожаїв в основних зонах її вирощування.
Озима пшениця, розвиваючись з осені, більше використовує осінні і ранньовесняні запаси вологи в ґрунті, краще переносить несприятливі умови весняно-літньої вегетації і дозріває раніше ярових колосових культур. В меншій мірі піддається шкідливій дії високих температур і суховіїв в період формування і наливання зерна.
Важливо відмітити, що в одних і тих самих кліматичних умовах різниця в попередниках, строках посіву, виборі того чи іншого сорту, внесення органічних і мінеральних добрив призводить до того, що в одному й тому ж році на одному полі озимі хліба добре перезимовують і дають високий врожай, а на інших – гинуть або зменшуються в кількості. (Ястрембович Н. И., 1962)
Найбільш висока зимостійкість при різному сполученні осінньо-зимніх умов формується після багаторічних трав, гороху, зібраного на зерно. По цим попередникам в умовах оптимальної вологості ґрунту і поживного режиму в осінній період формується оптимальний габітус пшеничного куща з 5-7 стеблами на одній відстані, висота якого досягає 22-27 см. Такі посіви краще переносять низькі температури і при довгій сніжній зимі менше піддаються вимочуванню.
Дослідження показали, що внесення органічних і мінеральних добрив під озимі посіви значно послаблює негативний вплив несприятливих умов зимівлі. Внесення добрив в помірні по умовах зимівлі роки підвищувало зимостійкість і врожай озимої пшениці, а перерослі з осені посіви випрівали значно більше, ніж оптимально розвинуті посіви в варіантах без добрив.
Більш всього змінюються умови проростання озимої пшениці в залежності від строків посіву.
Низькі врожаї зерна при ранніх строках посіву в основному пояснюються значним пошкодженням перерослих з осені рослин також в умовах сприятливої зими.
Більш міцними вважають рослини оптимальних строків посіву. Вони мають найбільший коефіцієнт кущіння і укорінення, помірну висоту рослин і достатньо високу масу.
Оптимальний розвиток вегетативної маси пшениці являється важливою умовою високого врожаю зерна.
Фізіологічні основи морозо-зимостійкості пшениці
Висока зимостійкість сорту тієї чи іншої культури залежить від його пластичності. Ця властивість рослинного організму виражається в швидкому пристосуванні рослини до різних умов середовища. Завдяки цьому забезпечується нормальний ріст, висока продуктивність, навіть при несприятливих умовах посухи, морозів, ґрунтового засолення та інших факторів.
Одним із фізіолого-біохімічних показників зимостійкості являється стан пластидного апарату і пігментної системи протягом зимівлі.
У зимостійких сортів пластидний апарат піддається перетворенню. В кожній клітині міститься певна кількість хлоропластів, які розпадаються на велику кількість гранул. Виникнення їхнє пов'язане з вицвітанням хлорофілу, так як вони залишаються зеленими, внаслідок чого пігментна система у зимостійких сортів не вицвітає.
Перетворення пластид виявляється являється одним із своєрідних резервів, які підвищують стійкість сортів до морозів. На прикінці зими і ранньою весною проходить зворотне перетворення пластид, структура їх відновлюється, гранули об'єднуються, що веде до повного відновлення хлоропластів.
Характерним показником зимостійкості є також підвищення вмісту непластидних пігментів-антоціанів, особливо в осінній період і ранньою весною. (Шаповал О. І., 1965)
Успішна зимівля озимих культур визначається або залежить від їх фізіолого-біохімічного складу і напряму метаболічних процесів. Цей напрямок пов'язаний з активним перетворенням нерозчинних вуглеводів в розчинні цукри.
Зимостійкість залежить від вмісту в зимуючих органах рослин не тільки розчинних цукрів, але й інших захисних сполук. До них відносяться високоатомні спирти, глюкозиди та інші речовини. Максимальний вміст їх виявлений у всіх випадках в найбільш відповідальний період зимівлі, що свідчить про визначений напрямок метаболічних процесів. У менш зимостійких сортів ці речовини або відсутні, або виявляються в незначній кількості.
Вивчаючи природу морозостійкості, необхідно звернути увагу на інтенсивність перетворення білкових речовин і активність протеолітичних ферментів. Показовим в цьому відношенні є утворення при дії морозів амінокислот, їх склад, динаміка, утворення амідів. Захисне значення мають деякі амінокислоти, імінокислоти, особливо пролін та аміди. Їх утворення залежить від активності і напрямку дії протеолітичних ферментів. Дослідження, в цьому напрямку тісно пов'язані з умовами зовнішнього середовища для вияснення сортових відмінностей і особливо протікання цих процесів протягом зими. (Белкин Н. И., 1957)
Різні перетворення проходять зимою також і при сильних морозах. Вони потребують затрати енергії.
Інтенсивність перетворення і активність життєдіяльності у різних сортів неоднакова, а отже і енергетичні процеси виражаються різними величинами. Тому одним із показників стійкості організму до впливу морозу і заморозків є інтенсивність дихального процесу. У різних сортів вона може порушуватись при дії морозів як при поглиненні кисню, так і при виділенні вуглекислоти.
Також слід звернути увагу на оводненість листка, вузла кущіння, кореневої системи і на динаміку води в ґрунті протягом зими. Вміст води обумовлює особливості фізико-хімічних сполук протоплазми та її органоїдів.
Проблема морозостійкості озимої пшениці являється одною з найважливіших в економіці сільського господарства, рішення якої буде сприяти збільшенню зернового балансу в країні.
Морозостійкість кореневої системи в різних сортів озимої пшениці
При вивченні морозостійкості озимої пшениці основна увага дослідників була направлена на вивчення стану вузла кущіння, який є основною складовою частиною рослини, в якому зорієнтовані процеси регенерації. (Туманов, 1940; Васильев, 1956; Власюк и др., 1959; Белкин, 1961)
Коренева система рослин в зимній період знаходиться в сприятливих умовах, так в ґрунті вона захищена від шкідливої дії морозу.
При пошкодженні кореневої системи процеси регенерації рослин озимої пшениці проходять слабше (Власнюк и др., 1959), так як вона безпосередньо приймає участь в обміні речовин і відіграє важливу роль в рості і розвитку рослин (Сабинин, 1949; Курсанов, 1954, 1961; Рубин, 1963).
В зв'язку з відсутністю даних по морозостійкості кореневої системи озимої пшениці по сортам в Інституті фізіології рослин АН УРСР проведено вивчення цього питання. Були взяті сорти Одеська 16, Миронівська 808, Безоста 1, різні по морозостійкості і широко розповсюджені на Україні.
П. А. Власюк, Д. Ф. Проценко, М. А. Гурилева (1959) встановили, що при заморожуванні рослин озимої пшениці при температурах – 4 і – 60С протягом 24 годин ушкоджень не спостерігається. Для того, щоб встановити фізіологічну характеристику морозостійкості кореневої системи окремих сортів озимої пшениці, проводили заморожування шляхом пропускання вегетаційних судин з рослинами через холодильні камери при низьких температурах: - 12, - 14, - 16 і - 180С протягом 24 годин.
Після цього посуд поміщають в теплицю для вирощування. Для вияснення характеру пошкодження перевіряли стан кореневої системи.
При порівнянні отриманих даних видно, що Безоста 1 є менш морозостійкою, ніж Одеська 16 і Миронівська 808. Однак, Одеська 16 більш морозостійка, ніж Миронівська 808.
Після 20 діб була проведена статистична обробка рослин, що загинули. Пошкодження визначали по природному забарвленню. Непошкоджені частини первинних коренів мали світло-сірий колір, а вторинних коренів – білий. Пошкоджені корені ставали бурими. У неморозостійкої пшениці Безоста 1 корені починали гинути вже при – 120С, у Миронівської 808 загибель коренів була незначною, у Одеської 16 загибель коренів взагалі не спостерігалася. При – 180С кореневі системи у всіх трьох сортів гинули повністю.
При порівнянні даних загибелі первинних і вторинних коренів ми можемо бачити, що у різних сортів вони пошкоджуються нерівномірно. Необхідно також відмітити, що у всіх сортів в основному гинули ті вторинні корені, які мали довжину до 5 см. У більш довгих коренів спостерігалося пошкодження тільки нижньої частини.
Умови, які створилися під час розвитку кореневої системи сприяють тому, що розміщені глибше частини кореня слабше пристосовуються до низьких температур. В зимовий період температура ґрунту з підвищенням глибини підвищується. Тому, промерзання ґрунту на велику глибину в без снігові зими може призвести до значного пошкодження кореневої системи, особливо в нижній і середній частинах, в той час коли для вузла кущіння такі морози не шкідливі.
Цікаво також відмітити, що при - 180С коренева система повністю гинула. Однак, вузли кущіння рослин Одеської 16 та Миронівської 808, які не були пошкоджені, зберегли здатність до регенерації вторинних коренів.
Так, через 20 діб відростання у Одеської 16 з'явилося в середньому 2, а у Миронівської – 1,8 корінців на кожну рослину. Деякі рослини у обох сортів мали по 3 корінці. Рослини, вузли кущіння яких були сильно пошкоджені не були в змозі дати нових коренів.
Ґрунтове живлення і зимостійкість
Природу зимостійкості зернових культур потрібно розглядати в зв'язку з умовами ґрунтового живлення. Повітряне живлення знаходиться в тісному взаємозв'язку з зимостійкістю, так як процес загартування обумовлює, насамперед накопичення пластичних речовин, серед яких є розчинні цукри, які в свою чергу є продуктами фотосинтезу.
Нажаль, питання про залежність зимостійкості рослин від умов живлення недостатньо розроблене, але вивчення його має не лише практичний сільськогосподарський інтерес, але і промисловий інтерес, тому що сорти озимих зернових культур висівають на великих площах в різних ґрунтово-кліматичних умовах країни.
Цьому питанню особливу увагу приділяють в своїх роботах Мосолов [146], Авдоник [1,2] та ін.
В південних і центральних районах країни поширені чорноземи, малогумусні, середньогумусні, темно-каштанові та інші.
В цих умовах цілий комплекс агрозаходів повинен бути направлений на повне використання рослинами високої природної врожайності, що досягається своєчасним правильним обробітком і доглядом за ґрунтом.
Підвищенню стійкості до низьких температур при внесенні добрив приділяли мало уваги. Туманов, вивчаючи вплив мінеральних добрив, які вносили перед посівом, прийшов до висновку, що мінеральне живлення не показує помітного впливу на морозостійкість. Також проводили дослідження в цьому напрямку такі вчені, як Шаффнит і Вільгельм; які прийшли до висновку, що внесення добрив не підвищує морозостійкість сортів рослин.
На відміну від них Кукса встановив, що найбільший вплив має калій. Відсутність однієї думки про вплив мінеральних добрив відіграло негативну роль в розробці цього питання і в постановці дослідів в промислових умовах по вивченню впливу різних систем добрив під озимі культури з метою підвищення стійкості протягом зимівлі.
Позитивний вплив добрив на підвищення зимостійкості пшениці показано в дослідженнях Калоши. Дослідами, проведеними на глибоких чорноземах показано, що загибель листя зимою в залежності від внесення добрив характеризується певними даними. Звідси, випливає, що внесення добрив зменшує загибель листя за зимівлю. Посилення азотного живлення обумовлено тенденцією до загибелі листяного апарату за за зимовий період. Позитивно вплинуло на стійкість рослин до низьких температур внесення навозу в кількості 20 т/га.
Бауман пояснював захисний вплив калійних добрив кращим забезпеченням тканин рослин вуглеводами, які не тільки підвищують концентрацію клітинного соку, але і знижують точку замерзання і є основним джерелом енергетичного матеріалу для дихання.
В процесі окислення вуглеводів при диханні виділяється велика кількість енергії і тепла. Тому достатнє забезпечення рослин калієм сприяє вмісту вуглеводів в тканинах. Такі рослини вимерзають при більш низьких температурах (по Мосолову [146]).
Позитивний вплив мінеральних добрив можна посилити, додаючи їх з невеликими дозами органічних добрив. Найбільш помітно це на малобуферних ґрунтах, де мінеральні добрива підвищують концентрацію ґрунтового розчину. В цих умовах рослини розвиваються слабше, їх стійкість набагато нижче.
Рослини проморожувалися при температурі – 15 і - 170С. На основі середніх даних встановлено, що найменша морозостійкість характерна для рослин, батьківські форми яких вирощувались на неудобрених площах почв. Внесення гною і мінеральних речовин добрив відіграло позитивну роль у розвитку наступних поколінь. Найвища морозостійкість спостерігалася у рослин наступного покоління, батьківські форми яких вирощувалися на ділянках, де перед посівом вносили повний комплекс добрив в кількості 50 кг/га поживних речовин.
При цьому морозостійкість підвищувалася у два рази. Збільшення дози фосфорно-калійного живлення не сприяє подальшому підвищенню морозостійкості в наступному поколінні.
На підвищення морозостійкості можуть впливати деякі елементи, що входять до складу ферментів, які приймають участь в азотному обміні, окисно-відновних та інших процесах.
Внесення мікроелементів може впливати на окремі етапи обміну речовин, тобто посилювати хід тих фізіолого-біохімічних процесів, які позитивно впливають на підвищення морозостійкості рослин.
Різні мікроелементи по-різному впливають на морозостійкість рослин. Одночасово помічена відповідність сортів тим, чи іншим мікроелементам. Так, наприклад, внесення мікроелементу марганцю підвищує морозостійкість сорту пшениці Миронівська 264 і Безоста 1. Внесення йоду не сприяло підвищенню зимостійкості Миронівської 264 і обумовило зниження стійкості Безостої 1.
Позитивний вплив мікроелементів на стійкість до несприятливих умов середовища відмічали багато дослідників. Так, Васильєва і Лебедєва спостерігали позитивний вплив марганцю, цинку та міді на підвищення морозостійкості і врожайності озимої пшениці.
Для широкого застосування мікроелементів в промисловості Власюк і Дарменко розробили метод опудювання насіння солями різних мікроелементів. Цей метод економічно вигідний, і при невеликих витратах дає можливість підвищувати стійкість і продуктивність рослин.
Формування високої стійкості рослин озимої пшениці залежить від правильного співвідношення між поживним речовинами при їх внесенні. Оптимальне співвідношення основних елементів живлення в мінеральних добривах для забезпечення високої морозостїйкості неоднаково на різних ґрунтах і залежить від їх проиродньої врожайності і наявності рухомих форм поживних речовин. Мікроелементи також збільшують стійкість рослин до несприятливих факторів зовнішнього середовища, таких як понижені температури та інші.
18.08.2011
