1. Краткая морфо-биологическая характеристика яровой твердой пшеницы и ее семян

Твердая пшеница (Triticumdurum L.) относится к семейству Мятликовые (Poaceae), или Злаковые (Gramineae).

По П.И. Подгорному зерновая культура относится к хлебам первой группы (Муха, 2001). Вид твердой пшеницы по морфологическим и биологическим особенностям имеет ряд преимуществ перед мягким видом культуры: относительно устойчив к осыпанию, более адаптирован к заболеваниям ржавчины и пыльной головне, менее повреждается гессенской мухой. С.П. Зыбина (1939) при искусственном заражении популяцией растений твердой головни из 17 районов России нашла, что пшеница твердая более устойчива к этому патогену, чем мягкая.

По мнению М.И. Руденко и В.Д. Артамонова в условиях орошаемого земледелия пшеница твердая по жаростойкости и урожайности не уступает лучшим сортам мягкой, а в годы сильного распространения бурой ржавчины превосходит ее (Алексеева А.М., 1960). Средняя урожайность яровой твердой пшеницы сравнительно выше урожайности мягкой пшеницы. Культура созревает позднее мягкой, что способствует снижению напряженности в период уборочных работ. В связи с этим перед сельским хозяйством страны стоит первостепенная задача значительного расширения посевных площадей твердых сортов пшеницы (Вавилов, 1986).

Всходы твердой пшеницы принимают сине-зеленый, темно-зеленый, желтовато-зеленый, и фиолетовый окрас, бывают не опушенные, шероховатые, в редких случаях густо и коротко опушенные (Вульф и др., 1935). По форме различают прямостоячий и полустоячий куст. Солома злака выполненная в верхнем междоузлии или с небольшим просветом, достигающая в высоту от 56 см до 160 см. Колос, как правило, остистый, безостый встречается редко, призматической формы, в поперечном сечении почти прямоугольный. По строению плотный, то есть просветы между колосками отсутствуют. Ости параллельны и длиннее колоса. Колосковая чешуя гладкая, у основания без вдавленности, сильно закрывает цветок; с резко выдающимся килем и коротким зубцом. Лицевая сторона колоса уже боковой стороны. Число колосков на колосе насчитывается в количестве 1230 штук, с 25 зернами на каждом колосе. Зерно продолговатое, гранистое, сжатое с боков. По величине средних размеров, чаще бывает крупное. По консистенции стекловидное в изломе, реже бывает полустекловидное. Зародыш хорошо выражен, продолговатой и выпуклой формы. Хохолок либо отсутствует, либо слабо выражен. Зерно полностью погружено в цветковые чешуи, поэтому твердая пшеница гораздо лучше мягкой противостоит осыпанию, но обмолот ее более труден (Дозоров, 2002). Зерно пшеницы твердой характеризуется высокой стекловидностью эндосперма и клейковиной, обладающей высокой упругостью вследствие повышенного содержания белка. В ее зерне содержится белка больше, чем в зерне пшеницы мягкой. Анализ большого количества образцов пшеницы твердой, выращенных в различных зонах России, показал широкое варьирование содержания белка в пределах различных эколого-географических групп. На территории Среднего Поволжья содержание белка в зерне коллекционных образцов твердой пшеницы колебалось от 13,3 до 21,3%. Содержание белка в зерне репродукции Дагестанской опытной станции ВИРа колебалось от 13 до 19,8% (В.Ф. Дорофеев, 1972). При выращивании коллекционных образцов Т. durum на Среднеазиатской опытной станции ВИРа концентрация белка в зерне, по данным В.Г. Конарева, З.В. Чмелевой, Р.Л. Удачина и др. (1973), составляла 12,121,9% в зависимости от экологической принадлежности сорта. Каждая разновидность включает ряд сортов, различающихся между собой (не всегда) по морфологическим признакам, но главным образом по биологическим и производственным особенностям [1].

Испытания твердых пшениц Закавказья в условиях орошения на Дагестанской опытной станции ВИРа выявили значительные колебания содержания белка в зерне в диапазоне 12,020,0%, которые позволили выделить высокобелковые продуктивные образцы (В.Ф. Дорофеев, 1972). При посеве по бобовому предшественнику на Кубани некоторые закавказские формы накапливают в зерне до 2123% белка (Шелепов и др., 2009). Из твердых пшениц наиболее распространены разновидности гордеиформе и мелянопус. Они различаются по следующим морфологическим признакам:

остистости (наличие или отсутствие на колосе остей);

опушенное колосковых чешуи (голые или опушенные);

окраске колоса (белая, красная или черная);

окраске остей (одинаковая с окраской колоса или черная);

окраске зерна (белая или красная).

В отличие от Т. aethiopicum пшеница твердая (М.С. Яковлев, Е.И. Николаенко, 1936) представлена на 95,4% формами, характеризующимися двумя проводящими пучками в колеоптиле. И лишь 3,2% растений данного вида отличаются тремя пучками, на 1,3% четырьмя. Не более чем у 0,1% растений пшеницы твердой выявлено 5 пучков.

По данным В.Г. и О.Г. Александровых (1948), для перикарпия зерновки пшеницы твердой характерно одревеснение поперечных и трубчатых клеток. Отсутствие одревеснения иногда наблюдается на ее спинной стороне вблизи зародыша. По строению эпимезокарпия пшеница твердая отличается от пленчатых тетраплоидпых видов наличием трех, а не двух слоев остатков клеточных полостей мезокарпия и особенно толщиной всей пленки эпимезокарпия. Согласно результатам исследований Л.Л. Жестянниковой (1964), общими для различных эколого-морфологических групп пшеницы твердой являются следующие признаки: присутствие нескольких слоев клеток эпимезокарпия, наличие одревеснения почти всех структурных элементов покрова. У кипрской и египетской экологических групп обнаружено некоторое сходство в структуре перикарпия с Т. dicoccum.

Согласно данным И.Ф. Дорофеева и О.Д. Градчаниновой (1971), поверхность листа взрослых растений пшеницы твердой снабжена шишками, причем па нижней стороне число их меньше, чем на верхней. Иногда они отсутствуют. Исследования П.К. Иванова (1975) показали, что в развитии корневой системы мягкой и твердой пшеницы имеются существенные различия: у пшеницы твердой корни растут несколько медленнее, так как узловые появляются на 3-6 дней позднее, чем у мягкой. Данный факт объясняет особую чувствительность пшеницы твердой к запаздыванию с посевом.

А.С. Устименко установлено, что в фазе цветения пшеница твердая уступает мягкой по развитию надземной массы и содержанию корней в слое почвы 0-50 см, что отрицательно сказывается на валовом сборе урожая (Дорофеев, 1979). Абрамовой было установлено, что у яровой твердой пшеницы в зависимости от сорта и метеорологических условий раскрывается от 23,1 до 97% цветков. Во влажный и прохладный год количество цветков с открытым цветением увеличивается. Выявлена способность к цветению пшеницы твердой при температурах воздуха +4 и +42^оС (Абрамова, 1969). В условиях Молдавии, согласно данным В.Р. Челака (1969), у пшеницы твердой преобладает открытое цветение над закрытым. М.А. Федин (1974) установил, что существуют различия в отношении степени открытого цветения между сортами пшеницы твердой в условиях Целиноградской и Московской областей (Дорофеев, 1979) [1].