1.1. Биологические особенности культуры

Яровая пшеница – самоопыляющееся растение длинного дня, в процессе роста и развития она проходит те же фазы и этапы органогенеза, что и озимая пшеница. После всходов (1 и 2 этапы) яровая пшеница развивается медленно и сильнее угнетается сорняками, чем озимая. Корневая система характеризуется более слабым развитием (особенно у твердой пшеницы) и пониженной усваивающей способностью. Средняя продуктивная кустистость колеблется в пределах 1,22-2. Зерно сравнительно крупное. Масса 1000 зерен у мягкой пшеницы – 35-45г, у твердой – 40-45г.

Требования к температуре.

Прорастание семян яровой пшеницы возможно уже при температуре 1-2°С, а появление жизнеспособных всходов - при 4-5°С. Однако процессы прорастания и появления всходов протекают еще очень медленно. При температуре почвы на глубине заделки семян 5°С всходы появляются на 20-й день, при 8°С - на 13-й, при 10°С - на 9-й, при 15°С - на 7-й день. Они переносят непродолжительные заморозки до 10°С. Наибольшую устойчивость к низким температурам яровая пшеница проявляет в самые ранние фазы. Например, в период прорастания зерна она переносит заморозки до 13°С, в фазе кущения-до 8-9°С. Но во время цветения и налива зерна повреждается заморозками в 1-2°С.

Кущение яровой пшеницы лучше проходит при температуре 10-12°С. Пониженная температура почвы в этот период положительно влияет на образование и развитие узловых корней, а тем самым и на высоту урожая пшеницы. В фазе колошения и молочного состояния зерна наиболее благоприятна температура 16-23°С. Сорта мягкой пшеницы устойчивее к весенним заморозкам, чем твердой. Наиболее выносливы к высоким температурам сорта мягкой пшеницы, районированные в Средней Азии и на Юго-востоке, а также твердые пшеницы.

Требования к влаге.

Для прорастания семян мягкой пшеницы требуется 50-60% воды от массы сухого зерна; семенам твердой пшеницы требуется воды на 5-7% больше, так как они содержат больше белка. Транспирационный коэффициент мягкой пшеницы равен примерно 415, а твердой - 406.

Потребление воды по фазам развития яровой пшеницы распределяется примерно следующим образом: в период всходов - 5-7% общего потребления воды за весь вегетационный период, в фазе кущения 15-20, выхода растений в трубку и колошения 50-60, молочного состояния зерна 20-30 и восковой спелости 3-5%. Период кущения и выхода растений в трубку- критический для яровой пшеницы. Недостаток влаги в почве в этот период увеличивает количество бесплодных колосков. Последующие даже обильные осадки не могут исправить положение. В таких условиях пшеница ускоренно переходит от одной фазы развития к другой, и урожай резко снижается. При ранних сроках посева критический период проходит в более благоприятных погодных условиях, чем при поздних сроках.

Наиболее благоприятна для растений влажность почвы в пределах 70-75% наименьшей влагоемкости.

Требования к почве.

Яровая пшеница весьма требовательна к наличию в почве легкодоступных питательных веществ, что объясняется ее сравнительно коротким вегетационным периодом и пониженной усвояющей способностью корневой системы. Ход потребления яровой пшеницей питательных веществ аналогичен потреблению растениями воды.

Наиболее высокие требования к плодородию, чистоте и структурности почвы предъявляет твердая пшеница, которая лучше удается на почвах черноземных и каштановых; для мягкой пшеницы особенно благоприятны все виды черноземов, каштановые, средне- и слабоподзолистые, темноцветные суглинки. На подзолистых почвах необходимо вносить известь, органические и минеральные удобрения.

Пшеница страдает от повышенной почвенной кислотности. Хорошие урожаи ее можно получить на почвах слабокислых и нейтральных (рН 6,0-7,5).

В первый период жизни корни мягкой пшеницы быстрее распространяются в ширину, а у твердой пшеницы они энергично проникают в глубину.

На глубину проникновения корней яровой пшеницы сильно влияет тип почвы. Масса ее корней в фазе восковой спелости в подзолистой почве на глубине 20 см составляла 68% их общей массы, в темно-каштановой - 52, в южном черноземе - 40%. При недостатке влаги в глубоких слоях почвы рост корней в глубину приостанавливается.

Из особенностей яровой пшеницы следует отметить недружность и изреженность ее всходов. Причинами этих явлений в южных и юго-восточных районах могут быть недостаточная влажность верхнего слоя почвы, а в северных - повышенная кислотность почвы и поражение семян фузариозом. Вследствие замедленного развития всходов и слабого кущения, особенно твердой пшеницы, посевы яровой пшеницы часто угнетаются сорняками.

Узловые корни у яровой пшеницы хорошо развиваются только при наличии влаги на глубине узла кущения. В основных районах ее возделывания ранневесенние засухи иссушают верхний слой почвы, вследствие чего могут недостаточно развиваться не только узловые, но и зародышевые корни, что снижает урожаи.

Одной из существенных причин изреживания яровой пшеницы могут быть повреждения, причиненные проволочником, блошками, шведской и гессенской мухами и другими вредителями, а также болезнями, преимущественно фузариозом.

Вегетационный период яровой пшеницы 75-115 дней.

Отношение к свету.

Яровая пшеница – растение длинного дня. Для ее полноценного и здорового развития требуется 12 часов светового дня (Куперман Ф.М., 1953 ).

Требования к элементам минерального питания.

Яровая пшеница более требовательна к плодородию почвы по сравнению с яровыми культурами. При урожае 25 ц зерна и 37 ц соломы 1 га она выносит из почвы примерно следующее количество питательных веществ: азота – 95 кг, фосфора – 30 кг и калия – 60 кг. Больше других пшеница извлекает из почвы азота, затем калия и меньше – фосфора. Потребление питательных веществ пшеницей в разные фазы роста и развития неодинаково. Например, азота она поглощает меньше в первый период роста и больше – в фазе кущения, выхода в трубку, колошения, вплоть до молочной спелости зерна.

При достаточной обеспеченности азотом в этот период образуются дополнительно узловые корни, цветки и колоски. Во время налива зерна потребность в азоте уменьшается. Фосфора больше требуется в период от начала кущения до выхода в трубку, так как в это время он оказывает большое влияние на развитие корневой системы и генеративных органов. Наибольшая потребность в калии у пшеницы наступает в период от выхода в трубку до налива зерна (Пруцков Ф.М., 1977).

Особенности роста и развития.

При выращивании зерновых особое значение имеют те процессы роста и развития, которые лежат в основе формирования зерен. Знание прохождения посевами зерновых отдельных стадий развития позволяет своевременно и эффективно применить необходимые оперативные, адаптированные к конкретным ситуациям агротехнические мероприятия для формирования высоких урожаев (азотистое удобрение, внесение микроэлементов, применение регуляторов роста и фунгицидов). Все агротехнические мероприятия следует проводить точно по стадиям развития растений согласно значениям отдельных стадий для формирования урожая и их требованиям к условиям питания. Отклонения от этого вызывают большие или меньшие потери урожая (Куперман Ф.М., 1969).

В своем развитии пшеница находится до выхода в трубку или стеблевания в вегетативном периоде развития, от начала колошения до конца цветения — в генеративном периоде, от первой стадии созревания до полной спелости - в репродуктивном периоде. Вегетативный период совпадает с системным ростом (вегетативной массы), генеративный период — с ростом продукта, т.е. зерна. Отдельные стадии с точки зрения образования урожая имеют различное значение. Зрелое зерно пшеницы имеет длинный период покоя. После окончания покоя зерно может прорасти. Для прорастания требуются кислород, влага и соответствующие температуры.

Вегетационный период яровой пшеницы, в зависимости от сорта, районов возделывания и погодных условий, колеблется в пределах – 85-115 дней.

Различают 6 фаз роста и развития: всходы, кущение, выход в трубку, колошение, цветение, созревание.

Посев - всходы: Продолжительность может колебаться от 5-6 до 25 дней и более, что зависит от наличия влаги и показателя температуры (Васин В.Г. и др., Растениеводство, 2003г.).

При прорастании зерно поглощает воду в количестве примерно половины своей массы (зерно пшеницы — 45%). Энергия прорастания семян — важный признак семенного материала.

От посева до набухания семян при достаточном увлажнении почвы требуется 50°С среднесуточных температур, от начала прорастания до всходов – 60-90°С. От посева до всходов требуется 170-180°С, что зависит от глубины посева семян (Васин В.Г. и др., 2003г.).

Из особенностей биологии яровой пшеницы следует отметить недружность и изреженность ее всходов. Причинами этих явлений в южных и юго-восточных районах могут быть недостаточная влажность и быстрое высыхание верхнего слоя почвы, повреждение проростков и всходов вредителями (проволочником, блошками, шведской и гессенской мухами), а в северных районах – повышенная кислотность почвы и поражение болезнями (фузариоз). Яровая пшеница, особенно твердая, в первый период (в фазе всходов) развивается медленно, поэтому ее посевы часто угнетаются сорняками (Васин В.Г., 2003).

Продолжительность от всходов до кущения 15…22 дня, к этому времени первичные (зародышевые) корни углубляются на 50…55 см.

Вторичные (узловые) корни появляются в фазе 3…4 листьев только при наличии влаги в почве в зоне узла кущения (ΙΙΙ …ΙV этапы органогенеза).

Кущение: При появлении над поверхностью почвы первого основного побега начинается кущение (Васин В.Г. и др., 2003г.).

При кущении образуется большее или меньшее число боковых побегов. Из узла кущения главного побега развиваются боковые побеги следующего побега. Степень кущения сильно зависит от внешних факторов, таких, как длина дня, температура, обеспеченность азотом, густота стояния, глубина посева, и может достигать от нескольких сотен до 2500 побегов на 1кв.м. Слишком большое количество боковых побегов требует излишней воды и дополнительных питательных веществ. Регулировка числа побегов агротехническими мероприятиями в зависимости от конкретных погодных и почвенных условий — важный залог получения высоких урожаев. Во время кущения происходят закладка побегов, колосков и цветочков, а также обильный рост корней. Их рост и развитие сильно опережает рост надземных частей растений. Чем суше почва в этой фазе, тем сильнее развивается корневая система.

От конца кущения до окончания выходы в трубку требуется 150-200°С (Васин В.Г. и др., 2003г.).

Генеративная фаза начинается с выхода в трубку. Выход в трубку, или стеблевание, вызывается усиленным делением клеток. Его интенсивность зависит от продолжительности светового дня. Пшеница — растение длинного дня, т. е. она требует для перехода в генеративную фазу более 12ч освещения в сутки.

Стеблевание заканчивается с окончанием формирования колосьев.

Колошение начинается с выбрасыванием колосьев Прохладная погода замедляет этот процесс, теплая — ускоряет.

Затем наступает фаза цветения.

В период колошение-цветение требуется 380-400°С, в этот период определяется выживаемость всходов, которая в среднем у яровой пшеницы 85-90%, а также продуктивная кустистость.

От условий цветения зависит количество зерен в колосьях. Пшеница — самоопыляющееся растение с частичным перекрестным опылением. У пшеницы оплодотворение слабо зависит от погодных условий.

Как закладка колосков и цветочков, так и цветение начинается в середине колоса или ближе к нижней трети и продолжается оттуда равномерно к основанию и к верхушке колоса. Цветение одного цветка длится 30...60 мин. Так как не все цветки цветут одновременно, то цветение может длиться от 10 до 14 дней.

Когда зерно достигнет своего максимального объема, начинается его созревание. С уменьшением влажности по мере созревания зерен уменьшается их масса (Третьяков Н.Н., 2005).

Различают следующие стадии созревания, знание которых необходимо для правильного определения срока уборки:

• Молочная до молочно-восковой спелости (зерно мягкое, жидкое, молокообразное стебель и верхние листья еще зеленые, узел еще упруг, зерно сдавливается под ногтем), влажность около 50%;

• Восковая спелость (стебель и листья желтые, узел хрустящий и сухой, зерно вязкое, под ногтем раздавливается), влажность около 30%;

• Начало полной спелости (стебель полностью выпадает из колоса зерно твердое, под ногтем не разрушается), влажность -20…17%;

• Полная спелость (зерно легко выпадает из колоса, солома ломается, зерно невозможно разрушить, стеблестой при проходе по нему как бы хрустит), влажность около 16...14%.

При наличии достаточного количества влаги на глубине узла кущения хорошо развиваются зародышевые и узловые корни. В основных районах возделывания яровой пшеницы ранневесенние засухи иссушают верхний слой почвы, в результате слабо развиваются не только узловые, но и зародышевые корни, что ведет к резкому снижению урожайности.