2.1. Закономерности роста и развития

Рост и развитие озимых состоят из двух больших циклов, разделяемых между собой длительным периодом (от 4 до 7 мес.) вынужденного покоя, обусловленного климатическими факторами. Первый цикл начинается осенью и заканчивается прекращением осенней вегетации. Второй цикл начинается с возобновления вегетации весной и заканчивается плодоношением и отмиранием растений. За первый цикл у озимых формируется, главным образом, вегетационные органы, выполняющие функции питания и обмена, а второй цикл характеризуется в основном формированием генеративных органов.

В процессе индивидуального развития растений озимой ржи, как и других хлебных злаков, различают следующие основные фенологические фазы роста: прорастание семени, всходы, кущение, выход в трубку, колошение, цветение, созревание. Первые три фазы в нормальных условиях роста и развития протекают осенью, а остальные весной и летом следующего года.

Прорастание семени.

После посева зерно начинает впитывать воду из почвы всей поверхностью. Количество воды необходимое для пробуждения ростка нормального прорастания, составляет 50 - 70% массы сухих семян. Первым при прорастании зерна появляется корешок зародыша. После разрыва оболочки и образования первого корешка появляется зародышевый росток. Сразу после пробуждения зародыша усиливается дыхание зерна и возрастает активность ферментов.

Всходы.

Проросток ржи выходит на поверхность почвы через 5 - 6 дней после посева. Первый стеблевой побег снаружи покрыт удлиненным трубчатым колпачком - колеоптилем, который защищает находящиеся внутри него зародышевые листочки и конус нарастания при прохождении ростка через слой почвы. Когда колеоптиль достигает поверхности почвы его рост под влиянием света прекращается, а находящийся внутри первый зародышевый лист интенсивно растет дальше. Появление первого листа над поверхностью почвы отмечается как начало всходов. В период всходов развивается лишь главный побег из конуса нарастания и закладываются почки боковых побегов в пазухах зародышевых листьев.

Кущение.

Кущение озимой ржи обычно начинается осенью после завершения роста третьего и в период формирования четвертого листа. В начале кущения появляется первый боковой побег из почки, лежащий в пазухе первого листа. Затем образуются новые побеги из почек, находящихся в пазухах второго и третьего листа. С некоторым запаздыванием развиваются узловые корни.

Озимая рожь кустится преимущественно осенью. При посеве в оптимальные сроки кущение продолжается 35 - 40 дней. Около 20 - 25 % побегов образуются после весеннего отрастания при благоприятных условиях температуры 15…10⁰С и влажности почвы.

В период вегетативного роста, включая фазу кущения, растения ржи проходят яровизацию, без завершения которой они не могут переходить к образованию репродуктивных частей растения.

Выход в трубку.

Озимая рожь в полевых условиях до наступления зимы в основном заканчивает кущение и завершает яровизацию. К этому времени растения оказываются физиологически подготовленными к формированию и росту генеративного стебля (соломины) и колоса, т.е. выход в трубку.

В полевых условиях к концу фазы кущения у каждого закончившего рост побега на конусе нарастания имеются зачатки листьев идущего стебля в разных фазах развития. Вытягивание первого (нижнего) междоузлия на 2 - 3 см. и вынос нижнего стеблевого узла над узлом кущения, принято считать началом фазы выхода в трубку.

Фаза выхода в трубку имеет существенное значение для формирования величины и продуктивности колоса. Закладка элементов, числа колосков и числа цветков в колосе начинается в конце фазы кущения и завершается в начале фазы выхода в трубку. К середине фазы выхода в трубку завершается развитие основных элементов колоса - колосовых и цветковых чешуй. Затем появляются зачатки тычинок и пестиков. Одновременно заканчивается формирование остальных частей колоса, колосков, цветков, колосового стержня и начинается развитие остей. Данная фаза завершается, когда колос начал показываться из влагалища стеблевого (флагового) листа.

Колошение.

Момент, когда колос главного стебля растения наполовину своей длины вышел из влагалища флагового листа, принято считать началом фазы колошения. Конец фазы определяется появлением всего колоса настолько, что видно место его прикрепления к стеблю.

К началу колошения рост растений составляет 50 - 60% их полной высоты. Продолжительность фазы 10 - 12 дней, в течение которых рост увеличивается на 30 - 40 % и достигает 90 % полной высоты к моменту цветения. К началу колошения все элементы колоса сформированы и заканчивают свой рост преимущественно за счет растяжения тканей. Однако и после колошения отдельные элементы цветка еще продолжают формироваться. Усиленно растут завязи и тычинки. Завершаются процессы микро - и макро - спорогенеза. Идет созревание зародышевого мешка, заканчивается формирование и созревание яйцеклетки и пыльцевых зерен.

Цветение.

Рожь - ветроопыляемое растение. Весь ход цветения в значительной степени зависит от погодных условий: от влажности и температуры. Цветение ржи наступает через 7-12 дней после колошения. Цветение каждого колоса начинается с серединной его части и постепенно распространяется вверх и вниз.

Каждое растение отцветает примерно за 7-8 дней.

Цветение каждого цветка начинается с того, что лодикулы находящиеся у основания внутренней части цветковых чешуй, поглощают воду из завязи и набухают, вследствие этого цветковые чешуи раздвигаются, обнажая рыльце и тычинки, которые заполняют всю полость цветка. Пыльники приподнимаются на быстро удлиняющихся тычиночных нитях, опрокидываются за пределы чешуй и повисают. Затем они растрескиваются по длине, пыльца высыпается, подхватывается ветром и переносится на цветки других растений.

Спелость.

Процесс образования зерна включает шесть периодов: образование, формирование, налив, созревание, послеуборочное дозревание и полная спелость.

Оплодотворение и формирование зерновки.

Как только пыльцевые зерна попадут на рыльце, содержимое каждого из них, через имеющуюся в их оболочке порез прорастает внутрь в виде пыльцевой трубки. Наиболее интенсивно растущая трубка достигает микропиле, находящееся у основания завязи, и через него проникает в зародышевый мешок, после чего лопается и изливает свое содержимое. Через пыльцевую трубку в зародышевый мешок проникают вегетативное ядро и два спермия, из которых один сливается с ядром яйцеклетки, а второй - с центральным ядром зародышевого мешка.

После этого наступает сложный процесс деления, в результате которого у оплодотворенной яйцеклетки образуется зародыш, из ядра зародышевого мешка - эндосперм, из оболочки семяпочки - семенная оболочка, а из стенки завязи - плодовая оболочка. Так начинает формироваться зерновка ржи.

После оплодотворения более интенсивно начинает формироваться эндосперм, который служит как бы посредником между зародышем и материнским растением.

Налив.

Этот важный период подразделяют на четыре фазы: водянистого, предмолочного, молочного и тестообразного состояния.

Водянистое состояние - начало формирования клеток эндосперма, характеризующееся высокой влажностью зерна (75…80%) и низким содержанием сухих веществ (2..3 %). Длительность фазы 5..6 дней. В предмолочном состоянии, длящемся 6..7 дней, зерновка имеет зеленоватую оболочку, водянистое состояние с молочным оттенком; в ней накапливается до 10% сухого вещества от ее окончательной массы. В молочном состоянии зерновка находится 7…15 дней, заполнена молокообразной белой жидкостью, имеет влажность 50…65% и содержит около 50% сухих веществ от массы зрелого семени. Тестообразное состояние характеризуется творожистым (тестообразным) эндоспермом, влажностью зерна 40..50%, содержанием сухих веществ 85…90% от максимального. Хлорофилл в зерновке разрушается и остается только в ее бороздке. Продолжительность фазы 4..5 дней.

Созревание зерна.

Созревание начинается с прекращения поступления в зерно пластических веществ и заканчивается в течение 6..12 дней. Период созревания подразделяют на фазы восковой и твердой спелости.

В начале восковой спелости влажность зерна снижается до 30…40%, оно достигает нормального размера, легко режется ногтем, скатывается в шарик, теряет зеленую окраску. В конце этой фазы зерно уже не режется ногтем, достигает влажности 21…24%. При твердой спелости зерно имеет влажность 12…20%, твердый, на изломе мучнистый или стекловидный эндосперм. Оболочка его плотная, кожистая.

В период послеуборочного дозревания в семени происходят сложные биохимические преобразования. В начале периода всхожесть семян низкая, а в конце - нормальная.

Полную спелость отмечают с момента наступления полной всхожести, то есть когда семена способны начать новый смысл жизни растений.