1. Состояние изученности вопроса (обзор литературы)

1.1 Биологические особенности яровой пшеницы

Пшеница(Тritiсum L.- однолетнеe травянистое растение, имеет яровые, озимые и полуозимые формы, относится к семейству мятликовые (Роaceaе). Среди всех зерновых хлебов род пшеницы наиболее многообразен по видовому составу он насчитывает 27 видов (по классификации П.М. Жуковского), которые различаются по числу хромосом в соматических клетках: диплоидные (2n - 14), тетраплоидные (2n-28) гeксаплоидные (2n-42)иоктоплоидные (2n-56).

Корневая система – мочковатая, располагается в верхнем пахотном слое почвы, но проникает на глубину 120-200см. Она состоит из первичных «зародышевых» корней (развивается из зародыша семени) и вторичных «узловых» (образуются из узлов стебля).Масса корней составляет20-25% общей массы растений. Растения пшеницы не образует главного стержневому корня и уже с момента прорастания семени имеет несколько почти одинаково развитых зародышевых, или первичных, корней. В процессе последующего роста и развития из нижних стеблевых узлов начинают формироваться придаточные, или узловые корни, которые образуют мочковатую корневую систему[5].

Стебель яровой пшеницы – соломина, округлой формы, полый и по всей длине разделен узлами (кольцеобразные утолщения) на 5-6 участков (междоузлия).

Типы листьев яровой пшеницы:

Прикорневые – образуются из подземных узлов.

Стеблевые – образуются из надземной части стебля.

Лист- состоит из листового влагалища, которое плотно охватывает стебель и защищает молодые, растущие части, придавая им большую прочность, и листовой пластинки.

У основания влагалища листа, в месте прикрепления его к стеблю, образуется утолщение - листовой узел. Он не только прикрепляет лист к стеблю, но и препятствует полеганию хлебов.

Листья злаков ланцетовидные, с параллельным жилкованием. У основания они свернуты в трубочки, прикрепленные к стеблевым узлам и охватывающие часть стебля. Листья являются основными фотосинтезирующими органами; поэтому их число, размеры и состояние оказывают существенное влияние на урожайность.

Из каждого узла стебля отходит один лист. В листьях происходит фотосинтез – образование органического вещества из воды и углекислого газа, при помощи солнечного света: 6C0₂ + 6H₂0 = C₆H₁₂O₆ + 6O₂

Цветки – собраны в колосках. У большинства зерновых в колосках находится несколько цветков(у пшеницы 3…5). Цветки окружены двумя цветковыми чешуйками (внутренней и наружной).

Наружная листовая чешуйка у разных форм может нести ость, которая защищает от испарения и служит органом ассимиляции.

Соцветие – колос. Колоски сидят в двух рядах супротивно на уступах колосового стержня. На каждом уступе образуется один колосок.

Колосок - состоит из двух колосковых чешуй, между которыми располагаются цветки. Каждый цветок имеет две цветковые чешуи: наружную, или нижнюю, и внутреннюю, или верхнюю. У остистых форм наружная цветковая чешуя несет ость. Между цветковыми чешуями находятся главные части цветка: завязь с двумя перистыми рыльцами и три тычинки. Цветки обоеполые. Число их в колоске различно у разных хлебов. Кроме того, не все они способны плодоносить.

Плод - представляет собой зерновку, в которой семя срастается с околоплодником. Зерновка хлебных злаков состоит из плодовой и семенной оболочек, эндосперма и зародыша, в котором легко можно различить почечку с зачатком листьев и стебля и первичные корешки. С эндоспермом, в котором сосредоточены все питательные вещества, необходимые для прорастания и появления всходов, зародыш соединен щитком. При прорастании через всасывающие клетки щитка к трогающемуся в рост зародышу поступают питательные вещества эндосперма[6].

Биология культуры является основой построения ее технологии возделывания – комплекс агротехнических приемов, выполняемых в определенной последовательности, направленный на удовлетворение требований биологии культуры и получения высокого урожая заданного качества. С учетом этого необходимо знать биологические особенности возделываемой культуры, т.е. отношение ее к факторам жизни (свет, тепло, влажность, пища, воздух).

Яровая пшеница — самоопыляющееся растение. Относится к растениям длинного дня. После всходов развивается медленно и сильнее угнетается сорняками, чем озимая пшеница. Корневая система слабее развивается и хуже усваивает элементы минерального питания. Средняя продуктивная кустистость яровой пшеницы колеблется от 1,2 до 2,5 [7].

Отношение к теплу. В начальный период роста и развития яровая пшеница не требовательна к температурному режиму.

Минимальная температура прорастания семян пшеницы 1-2⁰С, однако, минимальная температура для начала роста пшеницы 4-5⁰С, но процессы прорастания и появление всходов при этих температурах протекают очень медленно. Всходы переносят заморозки до -6⁰С. Начальный рост и кущение идут лучше при умеренных температурах (10-12⁰С) почвы, что положительно сказывается на лучшем ускорении и развитии вторичной корневой системы.

В период развития генеративных органов и цветения пшеница очень чувствительна к температуре. Рядом исследователей установлено, что при +12⁰С у пшеницы не развиваются пыльники, при температуре от 5 до 10⁰С оплодотворение хотя и происходит, но рост эндосперма и особенно зародыша идет очень медленно, зерно отмирает не формировавшись.

У пшеницы имеются большие различия в способности выдерживать высокие температуры. При непрерывном действии температуры 38-40⁰С паралич устьиц у разных сортов наступает через 10-17 часов. Высокие температуры в период цветения пшеницы может переносить лишь при хорошем запасе влаги в почве.

Заморозки во время налива (-1-2⁰С) повреждают растение и зерно.

Сорта мягкой пшеницы устойчивее к весенним заморозкам, чем твердые пшеницы. В фазу кущения мягкая пшеница легко переносит заморозки до -5-8⁰С, тогда как твердая пшеница повреждается уже при температуре -1-2.

Сумма активных температур для яровой пшеницы составляет 1500-1900⁰С в зависимости от скороспелости сорта[8].

Продолжительность периода от посева до всходов 8-15,от всходов до кущения составляет 15-22 дня, от кущения до выхода в трубку – 11-25 дней, от выхода в трубку до колошения — 15-20 дней. Продолжительность этих периодов зависит от температуры воздуха, влажности почвы и условий питания. Длина вегетационного периода яровой пшеницы, в зависимости от сорта, районов возделывания и погодных условий, колеблется в пределах 85-115 дней[9].

Отношение к влаге.Знание важнейших закономерностей водного питания яровой пшеницы имеет особенно большое значение, так как основные посевы ее размещены в засушливых районах Казахстана.

Требовательность пшеницы к воде в различные периоды вегетации. На различных стадиях развития культурные растения не всегда предъявляют не одинаковые требования к условиям среды. В жизни растения бывают моменты, когда оно особенно чутко реагирует на изменение того или иного фактора; в другие же моменты реакция оказывается ослабленной.

Потребление воды яровой пшеницей в течение вегетационного периода неравномерно и распределяется следующим образом: в период всходов 5-7 % общего потребления воды за вегетационный период, в фазе кущения — 15-20, в фазах выхода в трубку и колошения — 50-60, молочного состояния зерна — 20-30 и восковой спелости — 3-5 %[10].

В опытах Куйбышевской станции выявили, что наибольшую требовательность к влажности почвы пшеница проявляет в период колошение – начало налива.Из-за недостатка влаги в этот период увеличивается бесплодность колосков, а при формировании и наливе зерна снижается выровненность и крупность зерна, что приводит к значительному снижению урожайности.

Большинство же исследователей считают, что наибольшую опасность для урожая представляет засуха в период трубкования – цветение.

Семена пшеницы прорастают, когда содержание воды в них достигает 45-52%. При низких температурах прорастание наступает при более низкой влажности, чем при высоких[5].

При весенних запасах продуктивной влаги в метровом слое почвы менее 100 мм создаются неблагоприятные условия для роста и развития яровой пшеницы, а при наличии менее 60 мм невозможно получить даже удовлетворительный урожай зерна. Последующие обильные осадки не могут исправить положение. В таких условиях растения пшеницы ускоренно переходят от одной фазы развития к другой и урожай резко снижается. При наличии достаточного количества влаги на глубине узла кущения хорошо развиваются зародышевые и узловые корни.

Отношение к почвам. Тип почвы и ее уровень плодородия при выращивании пшеницы в большей мере определяют урожайность, чем у других зерновых.

Корневая система пшеницы имеет свои отличительные особенности: только 30% корней находится – в пахотном горизонте остальная часть корней за его пределами. Этот характер корневой системы и определяет требовательность пшеницы к почве, не только к ее пахотному слою, но и к качеству подпахотных горизонтов. Лучшими для нее считаются черноземы, каштановые и другие плодородные почвы. Тяжелые глинистые и легкие песчаные почвы для яровой пшеницы не пригодны [11].

Яровая пшеница требовательна к наличию в почве легкодоступных питательных веществ, что объясняется ее сравнительно коротким периодом вегетации и пониженной усвояющей способностью корневой системы. Пшеница страдает от повышенной почвенной кислотности. Хорошие урожаи ее можно получить на слабокислых и нейтральных почвах (рН 6,0-7,5). На глубину проникновения корней яровой пшеницы сильно влияет тип почвы