ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 19.08.2024
Просмотров: 48
Скачиваний: 0
1.2 Биологические особенности ярового ячменя
Ячмень относится к семейству злаковых или мятликовых (Graminea или Poaceae), роду Hordeum, включающему один вид культурного ячменя и обширную группу дикорастущих. Культурный ячмень представлен двумя основными подвидами – двухрядным и шестирядным, и включает более 200 ботанических разновидностей, из которых наиболее распространены около 20. Ячмень принадлежит к числу древнейших возделываемых растений земного шара. Началом введения ячменя в культуру считается Х и даже XV тысячелетие до новой эры (Трофимовская, 1972).
Достоверно точных данных о географической родине ячменя пока никому доказать не удалось. Но большинство исследователей склонны принять точку зрения академика Н.И. Вавилова, 1986, который в своем труде «Центры происхождения культурных растений», указывает, что родиной ячменя являются, в первую очередь, Абиссиния, Северо-Восточная Африка, затем Юго-Восточная Азия, Китай, Япония и часть Тибета.
По продолжительности освещения ячмень относится к растениям длинного дня. При укороченном световом дне его колошение сильно затягивается. Для прохождения растениями световой стадии большое значение имеет не только продолжительность, но и интенсивность освещения. Ячмень – наиболее скороспелая культура, типичный самоопылитель.
Цветение его начинается во время нахождения колоса во влагалище листа, а у некоторых его форм оно там и завершается. В сухие, жаркие дни цветение наступает рано и заканчивается до полного выколашивания. В умеренно влажные, прохладные дни цветение ячменя наступает позже и заканчивается после полного выхода колосьев из влагалища листа. При хорошей погоде ячмень цветет дружно, начиная со средней части колоса, одновременно вверх и вниз.
Зерна ячменя начинают прорастать при температуре 1-2оС. Оптимальная температура для прорастания 18-25оС. Всходы выдерживают заморозки до 7-8оС. Но в период цветения и созревания ячмень очень чувствителен даже к небольшим заморозкам. Для зародыша зерновки в период налива опасны заморозки 1,5-3оС. Морозобойное зерно теряет всхожесть. Холодостойкость сортов ячменя неодинакова (Гриценко, 1984; Вавилов, 1986).
Среди хлебов первой группы ячмень считается наиболее засухоустойчивым. Транспирационный коэффициент ячменя, по данным института сельского хозяйства Юго-востока, равен 403. В засушливых районах ячмень дает более высокие урожаи, чем пшеница. Повышенной жароустойчивости ячменя благоприятствует его скороспелость, а также способность интенсивно использовать питательные вещества в ранние фазы роста. К недостатку воды ячмень наиболее чувствителен в фазе выхода в трубку. Если в этот период в почве не будет содержаться необходимое количество влаги, колос не сможет нормально развиваться и это приводит к снижению урожая. Ячмень возделывается в самых различных почвенно-климатических зонах. Для ячменя более предпочтительны плодородные структурные почвы с глубоким пахотным горизонтом. С супесчаными и песчаными почвами ячмень мирится плохо. Для ячменя малопригодны также кислые торфяные почвы; он лучше развивается при рН 6,8-7,5. На сильно засоленных почвах ячмень не удается. На слабо засоленных почвах лучше удаются сорта Персикум 64 и Уманский (Долгачева, 1999).
Ячмень культура малотребовательная к теплу. Сумма активных температур (5-10оС), необходимая для его развития составляет 1300-1400оС.
Семена начинают прорастать при температуре почвы +1…+2оС, но биологический минимум для вегетативного роста составляет +4…+5оС. Всходы ячменя выдерживают заморозки - 3…- 4оС, иногда до - 9оС, при этом повреждаются листья, но сохраняется узел кущения.
Вегетационный период ярового ячменя колеблется в широких пределах в зависимости от сорта и условий выращивания от 65 до 115 дней. По его длине сорта ячменя подразделяют на скороспелые, среднеспелые и позднеспелые.
Общее потребление воды растением ячменя возрастает в фазе колошения, при максимуме в фазе выхода в трубку. Недостаток влаги в этот критический период приводит к резкому снижению урожайности (Беляков, 1990).
Для формирования высокого урожая и ценных свойств зерна имеет большое значение равномерный, оптимальный процесс его налива. Вынужденное быстрое созревание, усыхание зерна приводит к низкому накоплению крахмала, снижению его ценных фракций. Длительная дождливая погода в период налива зерна удлиняет срок созревания и снижает его товарные свойства. Особенно опасно прорастание зерна на корню, которое приводит к потере пищевых, кормовых и пивоваренных качеств его, а также посевных свойств в связи с утратой всхожести (Трофимовская, 1972).
1.3 Общая характеристика регуляторов роста и их использование в растениеводстве
Интенсификация сельскохозяйственного производства предусматривает разработку и внедрение новых, прогрессивных и экономически выгодных приёмов относится применение регуляторов роста (Галиакберов, Дозоров и др., 2002).
Регуляторы роста растений определяют как органические соединения, которые влияют на физиологические процессы роста и развития растений и, в отличие от удобрений, применяются в низких концентрациях, и не являются источником питания. Для практических целей регуляторы роста растений можно определить как природные и синтетические химические вещества, которые применяют для обработки семян и растений, чтобы изменить процессы жизнедеятельности или структуру с целью улучшения их качества, увеличения урожайности или облегчения уборки (Верзилов, 1971; Кефели, 1974; Степановских, 1975; Гамбург, Кулаева и др.,1979).
Большинство разрабатываемых, испытываемых и применяемых синтетических регуляторов роста растений относят:
к аналогам ауксина и препаратам, связанным с метаболизмом и реализацией фитогормонального эффекта гиббереллинов;
к аналогам гиббереллина и препаратам, связанным с метаболизмом и реализацией фитогормонального эффекта гиббереллинов;
к препаратам, связанным с обменом этилена (этиленпродуценты, ингибиторы этилена);
к цытокининам и цытокининоподобным регуляторам роста и развития растений;
к активаторам и ингибиторам метаболизма (стимуляторы дыхания, фотосинтеза, ингибиторы синтеза каротиноидов, хлорофилла и др.).
Естественно, что такое подразделение условно, особенно у регуляторов метаболизма, механизм множественного действия которых наиболее сложен в идентификации (Баскаков, 1984).
Проблема регулирования физиологических процессов у растений издавна привлекала внимание исследователей. Впервые высказал предположение о наличии в растении физиологически активных веществ в 1880 году Ч. Дарвин, изучая фото- и геотропизм растений. Ч. Дарвин рассматривал действие светового раздражения на ростовые движения колеоптилей мятликовых злаков. Он установил, что восприятие светового раздражения осуществляется верхушкой колеоптиля, при этом из него распространяется вещество, перемещающееся до зоны изгиба и способствующее повышению физиологической активности и ростовых изменений. Ф.В. Вент действительно обнаружил такое вещество в диффузатах из верхушек колеоптилей, он объяснил корреляционную природу тропизма и эндогенную регуляцию скорости роста под действием этого вещества (Леопольд, 1968). Одновременно и независимо от Вента такое объяснение дал Н. Г. Холодный (1939). Вещество, способное стимулировать рост корешков проростков, получило название – ауксин.
Синтетические регуляторы роста находят самое разнообразное применение:
Стимуляция укоренения черенков. (Леопольд, 1968; Гавва, и др., 1983; Кириллов, Немченко, Думанская, 2001).
Получение партенокарпических (бессменных) плодов и стимуляция плодообразования.
Уменьшение предуборочного опадания плодов. Обработка кроны яблонь, груш и других задерживает образование отделительного слоя в плодоножках и существенно снижает потери урожая.
Прореживание цветков и завязей у плодовых.
Уничтожение сорняков. 2,4 – Д и другие хлорфеноксикислоты используют для уничтожения широколистных сорняков в посевах пшеницы, риса, кукурузы и других культур.
ФАВ используют для прерывания покоя спящих почек древесных растений в летний и зимний периоды, а также клубней и семян некоторых растений при устранении ингибирующего действия верхушечной почки на рост побегов и подавлении их роста, вызываемого ауксином; повышения устойчивости против обезвоживания различными химическими агентами; облучения; действия пониженных и повышенных температур и вирусной инфекции (Кулаева, 1973).
Отмечена их роль в формировании и поддержании структуры фотосинтетического аппарата, в состоянии устьиц и поступлении углекислоты через мезофилл листа к центрам карбоксилирования, в синтезе пигментов и ферментных систем, регуляции фотовосстановительной активности и углеродного метаболизма (Чернядьев, 2000).
При воздействии неблагоприятных факторов у растений нарушается обмен веществ, снижается интенсивность биосинтеза, особенно белка и РНК, структурно изменяются клетки, мембраны и протоплазма, в результате могут резко уменьшаться адаптационные способности растения (Бочарова, 1987).
В связи с этим особое значение приобретают антистрессовые регуляторы роста, повышающие устойчивость растений к неблагоприятным факторам и тем самым стабилизации урожаев зерновых по годам. В настоящее время широко и с положительными результатами опробована на практике группа отечественных антистрессовых препаратов под общим названием картолин. Картолин синтезирован во ВНИИХСЗР и не имеет аналогов в мире. При обработке им растений продлевается период функционирования фотосинтетического аппарата в экстремальных условиях, повышается их засухоустойчивость. Применение картолина в конце фазы кущения – начале выхода в трубку, в виде 0,25%-ного раствора увеличивает урожайность в засушливые годы.
Физиологически активные вещества повышают устойчивость растений к неблагоприятным факторам среды, они относятся к ауксинам, гиббереллинам и ретардантам. Регуляторами роста нового типа, обладающими многофункциональными действиями в разные фазы онтогенеза растений к антистрессовым эффектам, являются имидазолы, бензимидазолы и их аналоги. Они служат для зерновых и ряда других культур индукторами устойчивости растений к неблагоприятным условиям среды и болезням (Кефели, 1990).
Важную роль в преодолении растениями воздействия засухи имеет не только комплекс адаптационных процессов, протекающих в период ее наступления, но и состояние растений в предшествующий период, а также активность репарационных процессов после ликвидации дефицита влаги. К основной регулируемой стороне состояния растения в период предшествующей засухе относят, прежде всего, формирование фенотипа с повышенной устойчивостью и активностью основных клеточных структур (РНК, белок, синтезирующие системы, хлоропласты, мембраны). Оно одновременно обеспечивает повышение активности репарационных процессов и сохранение жизнеспособности пыльцы. Имеет значение также формирование у растений морфологических особенностей, позволяющих ему легче переносить засуху (Бергман, 1988).
Применение фиторегуляторов на зерновых культурах связано главным образом с предотвращением полегания. Для этой цели широко используют ретарданты, они тормозят вегетативный рост стебля в длину, а также способствуют лучшему развитию корневой системы и более глубокому залеганию узла кущения, что определяет устойчивость растений (Богомолов, Цыганок, 1990).
Перспективным приемом применения фиторегуляторов на яровых зерновых культурах, не склонных к полеганию, является активация прорастания зерна и начальных этапов роста молодых растений. В этом случае достигается лучшее использование почвенной влаги, большая конкурентоспособность в отношении сорняков, а также большая устойчивость к вредителям и болезням. (Шевелуха, Калашникова, 1998).
Стрессовые факторы среды (засуха, низкие и высокие температуры, засоление) и болезни изменяют баланс фитогормонов в растении, снижают интенсивность биосинтетических процессов, вызывают различные структурнофункциональные изменения, что приводит к снижению адаптационных способностей растений и их продуктивности.
В связи с этим, применение антистрессовых синтетических препаратов на посевах зерновых и других культур – это новое направление растениеводства, которое имеет большое значение для экстремальных условий (Ковалев, 1992).