в какой части метелки овса начинается цветение и созревание и формируется наиболее крупное зерно
Морфологические признаки и биологическая характеристика овса. Особенности роста и развития
В мировом земледелии овес занимает около 20 млн. га, в Российской Федерации площадь посева составляет 8,5 млн. га. В Алтайском крае площадь посева овса составляет около 600 тыс. га.
Средняя урожайность овса в Российской Федерации составляет около 1,28 т/га. При правильной технологии возделывания он может давать 4-5 т зерна с 1 га и более. В Алтайском крае урожайность зерна овса составляет от 1,25 т/га до 2,35 г/га.
При совместных посевах с бобовыми культурами ценность овсяного корма увеличивается. В зерне возрастает содержание белка, повышается переваримость белка, жира, клетчатки и др. Благодаря достаточно прочному стеблю, совпадению продолжительности основных фаз вегетации с горохом и викой яровой овес считается одним из лучших компонентов в смешанных посевах с этими культурами. Овес может быть использован как однолетняя пастбищная культура. [6]
Овес (Аvenа L.) составляет род в семействе злаковых (Gramineaе) и характеризуется следующими морфологическими признаками.
Корневая система мочковатая. Овес в сравнении с пшеницей и ячменем имеет более развитую корневую систему. Преобладающая часть корней (до 80-90 %) размещена в пахотном слое.
Листья линейные, состоят из листового влагалища и листовой пластинки. Листовая пластинка голая или покрыта волосками. По краям листовой пластинки иногда имеются реснички. В месте перехода листового влагалища в листовую пластинку находится язычок (лигула), защищающий внутренние части влагалища от воды. Иногда язычок отсутствует.
В цветке имеются две цветковые чешуи, пестик с перистым двухлопастным рыльцем, три тычинки и две одноцветковые пленочки (лодикулы), которые во время цветения обусловливают раскрытие цветка.
Внутренняя цветковая чешуя узкая, тонкая, развита слабее, чем наружная.
Зерновка состоит из оболочки, эндосперма и зародыша. Наружная часть оболочки образуется из стенок завязи и является плодовой оболочкой (околоплодником). Вся остальная часть зерновки представляет собой семя.
Зародыш хорошо виден в нижней части зерновки и состоит из щитка, первичных (зародышевых) корешков в виде небольших бугорков и почечки. Щиток располагается между зародышем и эндоспермом. Почечка состоит из зачаточного стебелька, заканчивающегося колпачком зачаточных (зародышевых) листьев.
Зародыш занимает в зерновке небольшое место (1/3-1/5 ее длины). Главную массу зерновки составляет эндосперм. Периферический слой эндосперма, располагающийся непосредственно под семенной оболочкой, называется алейроновым. Клетки этого слоя содержат алейроновые или протеиновые зерна, которые представляют собой запасные питательные вещества. Вся остальная часть эндосперма занята клетками, заполненными крахмальными зернами, в промежутках между которыми распределены белковые вещества. [5]
Фазы роста и развития овса.
В процессе роста и развития овса (как и других зерновых культур) выделяют следующие фенологические фазы: набухание и прорастание семян, всходы, появление третьего листа, выход в трубку, колошение (выметывание метелки), цветение, молочная, восковая и полная спелость зерна.
На I этапе начинается дифференциация первичной меристемы и образование клеток и тканей надземных органов. Ведущим процессом на этом этапе является дифференциация конуса нарастания.
Всходы обычно появляются на 6-8-й день после посева (I-II этапы), при пониженной температуре задерживаются. Когда первый листочек у овса выходит на поверхность почвы в виде шильца и развертывается, наступает фаза всходов. В период прорастания зерна и появления всходов интенсивно развивается первичная корневая система.
Кущение (III этап) обычно отмечается через 10-15 дней после появления всходов. При образовании 3-го листа начинается кущение и дифференциация метелки. В этой фазе продолжается рост первичной (зародышевой) корневой системы и формирование вторичной (узловой). Во время фазы кущения происходит закладка будущего соцветия, что является одним из решающих факторов получения высокого урожая.
Выход в трубку (IV-VII этапы) начинается через 10-15 дней после кущения. После наступления фазы выхода в трубку у овса наблюдается усиленный рост стебля, листьев и корневой системы, нарастание сухого вещества, которое интенсивно продолжается до цветения и постепенно снижается к фазе восковой спелости.
После цветения начинаются приток питательных веществ к завязи и формирование зерновки (X этап). В фазе налива зерна листья постепенно отмирают, приток питательных веществ к метелке увеличивается. Зерно переходит в фазу молочной (XI этап), затем восковой спелости (XII этап).
XII этап отличается превращением питательных веществ в запасные, резким обезвоживанием семян, переходом зародыша семени в состояние вынужденного покоя. В фазе восковой спелости растение становится желтым, листья отмирают, стебли сохраняют гибкость. Зерно из колоска не выпадает. Этап завершается полной спелостью зерна при его влажности 16-17 %. Зерно легко вымолачивается, но не осыпается. [2]
Биологическая характеристика овса.
Отношение к элементам питания и почве. Благодаря хорошо развитой корневой системе и ее высокой усвояющей способности, овес может произрастать на супесчаных, суглинистых, глинистых и торфяных почвах. Лучше других зерновых культур он переносит и кислые почвы. Песчаные, плохо обеспеченные влагой, и солонцовые почвы для овса малопригодны.
Обладая мощной корневой системой, овес хорошо растет на многих почвах и часто является первой культурой при освоении новых земель. В начале вегетации он быстро растет и хорошо кустится, поэтому меньше других зерновых культур страдает от сорняков и вредителей.
Критическими периодами в отношении обеспеченности овса азотом и фосфором являются начальные этапы роста и развития, когда происходит дифференциация соцветий, образование колосков и половых клеток. Недостаток азота в начальные фазы развития растений не может быть компенсирован последующим обильным питанием.
Потребность в фосфоре наиболее велика на первых этапах органогенеза (до образования вторичной корневой системы) в последующие фазы разлития он поглощается растениями овса сравнительно равномерно. Потребность в калии одинакова во все периоды роста растения. Наибольшая интенсивность потребления питательных веществ овса приходится на период от выхода в трубку до молочной спелости. К началу цветения он поглощает около 60% азота, до 45% калия, 60% фосфора и 55% кальция. В фазе молочной спелости поступление питательных веществ в растение замедляется, а ко времени созревания зерна наблюдается даже отток их в почву.
Для нормального роста и развития овса, кроме азота, фосфора и калия, необходимы также микроэлементы, эффективность которых в значительной степени определяется обеспеченностью ими почв.
По солевыносливости овес уступает ячменю, но превосходит пшеницу. К кислотности почвы он слабо чувствителен. Оптимальный интервал рН лежит в пределах 5-7,5. Наибольшие урожаи овса получают на средних и легких суглинках. Солонцеватые почвы для него малопригодны.
Отношение к свету. Свет является одним из важнейших факторов жизни растений и получения высокого урожая. Овес является растением длинного дня.
Для нормального развития овса в первый период жизни необходимо преобладание в солнечном спектре длинноволновой радиации и сравнительно небольшое количество коротковолновой, что характерно для низкого солнцестояния в утренние и вечерние часы. Во вторую половину вегетации необходима более высокая интенсивность света с преобладанием коротковолновых лучей. [2]
Я выбрала сорт Корифей, исходя из следующих принципов: этот сорт районирован в Алтайском крае; характеристика сорта соответствует почвенно-климатическим данным территории хозяйства; сорт обладает высокой засухоустойчивостью, устойчивостью к полеганию, низкой пленчатостью, высокоурожайный.
Сорт выведен в АНИИЗиСе гибридизацией сортов Foral (К-11 932 США) х Друг (Немчиновка) с последующим индивидуальным отбором. Разновидность мутика.
Рекомендован для выращивания во всех зонах края с 1998 г.
Сорт среднеспелый, вегетационный период длится 69-80 дней. Устойчивость к засухе и осыпанию высокая (4,8 балла). Устойчив к полеганию за счет толстой соломины. Обладает иммунитетом к пыльной головне.
Натура зерна 531 г/л, содержание белка 13,1%. Зерно пригодно для детского и диетического питания, обладает низкой пленчатостью (25,3%).
Высокоурожайный. Формирует урожай зерна 19,1-41,8 ц/га.
Куст прямой, соломина толстая. Лист без опушения и воскового налета, темно-зеленый. Метелка полусжатая, длиной 16-20 см. Колосовая чешуя удлиненно-яйцевидная, крупная, широкая и короткая. Колоски преимущественно двузерные. Остистость до 1,5%. Зерновка крупная, с голым основанием, среднеплодного типа, бочонковидная, окраска светло-кремовая. Масса 1000 зерен составляет 36,1 г (33-38 г). 9
В какой части метелки овса начинается цветение и созревание и формируется наиболее крупное зерно
Фазы роста и развития. Жизненный цикл растения овса разделяется на различные фазы, в каждой из которых происходят определенные изменения в развитии.
Прорастание и всходы
Кущение
Кущение. После появления первого листа главный стебель временно приостанавливается в росте и начинается процесс кущения, который заключается в том, что на подземных узлах из листовых пазух развиваются новые побеги. Последние, выйдя на поверхность земли развиваются так же, как и главный стебель.
Кущение можно рассматривать как ветвление, сосредоточенное у основания главного стебля, причем наибольшее число побегов имеет ближайший к поверхности земли узел. Эта фаза начинается обычно через 10- 15 дней после появления всходов, в момент развития 3- 4-го листа.
Выход в трубку. Начинается фаза через 10-15 дней после кущения и означает начало образования соломины. На практике можно определить прощупыванием узла на стебле от поверхности почвы.
Выметывание метелки. В полевых условиях эту фазу определяют по появлению первого колоска из влагалища верхнего листа. У разных видов и сортов срок выметывания различен.
Цветение и оплодотворение
Цветение и оплодотворение. Овес считается самоопылителем, однако у гексаплоидных видов нередки случаи перекрестного опыления.
Цветение овса начинается одновременно с выходом метелки из влагалища с растрескиванием пыльников самых верхних ее колосков и концов отдельных веточек. Затем цветение последовательно переходит к основанию веточек и мутовок метелки. В колоске оно начинается с нижнего цветка и идет в восходящем порядке, поэтому колоски в метелке разновозрастные: если в нижней части метелки еще наблюдается цветение, в верхушечных колосках происходит налив зерна.
Созревание зерна
Созревание зерна. После оплодотворения начинается приток питательных веществ к завязи и формирование (налив) зерна. При наступлении молочной спелости (выделение молочно-белой жидкости при сдавливании зерна) зерно содержит до 50 % воды. Зародыш в этот период способен прорастать. Вегетативные органы в основном еще зеленые, но начинается пожелтение нижних листьев с верхушки по направлению к листовому влагалищу и затем их отмирание. Приток питательных веществ к зерну из листьев и других частей растения увеличивается, лишняя влага в зерне испаряется, доходя до 25-30 %, после чего наступает желтая, или восковая, спелость. Зерно в это время имеет консистенцию воска, желтеет и легко режется ногтем.
У овса переход зерна от молочной к восковой спелости проходит быстрее, чем у других хлебных злаков. С наступлением восковой спелости листья отмирают, стебли становятся желтыми, за исключением самого верхнего междоузлия; узлы соломины, начиная с нижних, постепенно сморщиваются.
В дальнейшем приток питательных веществ прекращается, зерно высыхает до 10-14% влажности и переходит в состояние полной спелости, становясь твердым. Соломина в это время полностью желтеет. [5].
В какой части метелки овса начинается цветение и созревание и формируется наиболее крупное зерно
1. Природно-климатические условия зоны.
1.1 Климатические условия.
Сумма положительных температур в среднем составляет 2200-3000°C. Продолжительность теплового периода с положительной среднесуточной температурой около 7 месяцев.
В течении года осадки выпадают неравномерно. Основная масса (до 70 %) приходится на летний период. Вследствие большого количества осадков, в это время нередко имеет место сильное переувлажнение почв, особенно на плоских и слаборасчленённых элементах рельефа (равнинах). Весной и в первой половине лета часто наблюдается недостаток влаги в почве и растения страдают от засухи.
1.2 Агропроизводственная характеристика почвы.
В настоящее время эти почвы большей частью распаханы и являются в той или иной степени окультуренными.
Особенностью буро-подзолистых почв является то, что у них даже в случае слабокислой реакции среды в гумусовом горизонте и насыщенности основаниями все же наблюдается высокая гидролитическая кислотность.
Для повышения плодородия данных почв, прежде всего, необходимы меры по комплексному окультуриванию, то есть углублению пахотного горизонта с одновременным внесением в повышенных дозах органического вещества, известкованием и фосфоритованием при условии непременного соблюдения севооборотов.
Содержание мг/100 г почвы
Овёс-культура не требовательная к почвам. Корневая система овса обладает способностью извлекать из почвы трудно растворимые питательные вещества; хорошо реагирует на известкование почвы и внесение удобрений; успешно произрастает при достаточной обеспеченности влагой. Это позволяет сделать вывод, что при проведении соответствующих агротехнических мероприятий, возможно, получать высокие урожаи овса на буро-подзолистых почвах.
2. Морфологические и биологические особенности роста культуры.
Овес относится к группе культур длинного светового дня и для своего развития требуют продолжительного освежения. В зависимости от сорта и условий выращивания в Приморском крае вегетационный период колеблется от 75 до120 дней.
Овес влаголюбивее пшеницы и ячменя. При набухании семена поглащают до 65% воды от массы сухого зерна. Транспирационный коэффициент овса 450-500, плохо переносит засуху в период трубкования.
Овес хорошо кустится. Продуктивная кустистость составляет 1,5-2,0.
В процессе роста и развития овса выделяют следующие фазы:
набухание и прорастание семян, всходы, появление третьего листа, выход в трубку, колошение (выметывание метелки), цветения, молочная, восковая и полная зрелость зерна. В зависимости от фазы развития культура предъявляет разные требования к факторам внешней среды.
Всходы. Фаза всходов наступает, когда первый листочек овса появляется на поверхности почвы и развертывается. Конус нарастания выносится из зародыша зерновки и поднимается вверх, ближе к поверхности. Этот подъем осуществляется за счет роста первого междоузлия. Первый настоящий лист узкий, светло-зеленой или зеленоватой окраски.
В фазе формирования третьего листа у овса заканчивается первый этап органогенеза и начинается второй этап, который продолжается во время кущения.
В этой фазе продолжается рост первичной (зародышевой) корневой системы и формирование вторичной (узловой).
В период кущения протекает II этап органогенеза. На этом этапе основание конуса нарастания дифферен-цируется на зачаточные узлы, из которых впоследствии развивается взрослое растение. При образовании 3-го листа начинается кущение и дифференциация метелки. Во время фазы ку-щения происходит закладка будущего соцветия, что является одним из решающих факторов получения вы-сокого урожая. Фактором, сдерживающим кущение, может быть недостаток азота в почве. Продолжительность кущения у овса 10-13 дней.
После наступления фазы выхода в трубку у овса наблюдается усиленный рост стебля, листьев и корневой системы, нарастание сухого вещества, которое интенсивно продолжается до цветения и постепенно снижается к фазе восковой спелости.В период выхода в трубку и роста стебля растения овса проходят последовательно III—VII этапы органогенеза.
Формирование, налив и спелость зерна. После оплодотворения начинается процесс формирования и созревания зерна. Вначале зерновка достигает молочной спелости. Когда содержание влаги падает до 25-30%, наступает восковая спелость (зерновка имеет консистенцию воска). В этот период листья отмирают, а нижняя половина стебля желтеет. При 10-15% влажности зерновки наступает полная спелость. Главным поставщиком запасных веществ становится стебель, стеблевые узлы и листовые влагалища. Из них в зерно поступает около 75% веществ от общего веса зерновки, и только 25% их поступает из листьев и колосовых чешуй. Из почвы через корневую систему питательные вещества поступают в метелку в основном с периода цветения до молочно-воскового состояния, когда в нем накапливается до 90% запасных веществ (азота, фосфора, калия и др.). [4], [6], [8], [10]
3. Расчет потенциальной урожайности культуры
3.1 Расчет потенциальной урожайности по приходу ФАР. При расчете величины потенциальной урожайности по приходу фотосинтетической активной радиации (ФАР) пользуются формулой А.А.Ничипоровича:
Расчет.Для расчета Qфар требуется установить фактическую продолжительность вегетации культуры и суммировать ФАР соответственно за каждый месяц.
Посев овса в Уссурийском районе производится в 3-й декаде апреля, а уборка во 2-й декаде августа. Найдем приход ФАР за этот период:
Коэффициент использования посевами ФАР (К) равен 1 %, а калорийность кг сухой биомассы урожая овса (С) составляет 4400 ккал или 4,4 * 10? ккал. Тогда с помощью формулы легко подсчитать, что имеющиеся ресурсы ФАР позволят получить урожай:
Результат получен в центнерах абсолютно сухой биомассы, однако для перевода к величине зерна или другой продукции при стандартной влажности необходимо использовать соотношение:
Урожайность зерна овса при стандартной влажности составит:
Урожай стеблевой массы ( нетоварной продукции ) определяется по соотношению основной и побочной продукции ( 1:1,4) :
Ун/т = 27,6 * 1,4 = 38,64 ц/га
Определение потенциального урожая культуры по приходу ФАР
Фазы развития растения.
В процессе роста и развития овса выделяют следующие фенологические фазы: набухание и прорастание семян, всходы, появление третьего листа, выход в трубу, колошение (вымётывание метёлки), цветение, молочная, восковая и полная спелость зерна. В зависимости от фазы развития культура предъявляет разные требования к факторам внешней среды.
С начала набухания семян у овса начинается стадия яровизации и I этап органогенеза. Чтобы стадия яровизации нормально протекала, необходим комплекс условий: минимальная температура 5-10 0 С, достаточная влажность почвы и наличие кислорода. На I этапе органогенеза начинается дифференциация первичной мерисистемы и образование клеток и тканей надземных органов. Ведущим процессом на этом этапе является дифференциация конуса нарастания.
При прорастании в первую очередь трогается в рост главный корешок, затем последующие зародышевые корешки. Семя овса чаще всего прорастает 3-4 зародышевыми корешками. Прорвав оболочку, они погружаются в почву и поглощают воду и минеральные вещества почвенного раствора, снабжая питательными веществами проросток.
Минимальная температура для прорастания 1-2 0 С, однако, при этой температуре семена прорастают очень плохо. Оптимальная температура для прорастания семян овса 20-25 0 С. Тогда всходы появляются на 6-й день после посева. Чаще в оптимальные сроки посева температура почвы составляет 10-15 0 С, а всходы появляются на 8-10-й день после него. При дефиците влаги в почве и высокой температуре скорость набухания семян уменьшается, зерновки теряют влагу и семена погибают.
По мере увеличения влажности почвы скорость прорастания семян возрастает и достигает максимума при 70-90% ПВ. Если же влажность почвы ниже 60%, то прорастание семян замедляется, а при достижении влажности устойчивого завядания полностью прекращается.
Кроме хорошей обеспеченности влагой и определённой температуры, для прорастания семян необходим кислород. Поэтому значительную роль играет аэрация почвы, зависящая от её плотности, увлажнённости, наличия корки и т.д. прорастание семян овса заметно тормозится при содержании в почве углекислоты 17%, а при 35% семена гибнут.
Когда первый листочек у овса выходит на поверхность почвы в виде шильца и развёртывается, наступает фаза всходов. Первый настоящий лист узкий, светло-зелёный или зеленоватой окраски.
В период прорастания зерна и появления всходов интенсивно развивается и первичная корневая система. В момент выхода верхушки зародышевого побега на поверхность почвы корни у овса имеют протяжённость 26см, а когда полностью сформировывается первый лист, они представляют собой мощную систему.
Период между появлением всходов и укоренением, у овса составляет 2-6 дней. Вторичная корневая система образуется за 10-12 дней до начала кущения. В это время продолжают расти и первичные корни, которые сохраняют свою жизнедеятельность вплоть до уборки урожая и играют большую роль в обеспеченности растений влагой в засушливых условиях.
В фазе формирования третьего листа у овса заканчивается I этап органогенеза и начинается II этап, который продолжается во время кущения.
Интенсивность и продолжительность кущения овса определяются многими факторами: влажностью (оптимальная 65-70% ПВ), температурой (наиболее благоприятная 15-18 0 С), обеспеченностью почвы питательными веществами, сортовыми особенностями, освещённостью посевов (при недостаточном свете растения кустятся слабо), глубиной закладки узла кущения, сроками посева и т.д.
В этой фазе продолжается рост первичной (зародышевой) корневой системы и формирование вторичной (узловой).
В период кущения протекает II этап органогенеза. На этом этапе основание конуса нарастания дифференцируется на зачаточные узлы, из которых впоследствии развивается взрослое растение. При образовании 3-го листа начинается кущение и дифференциация метёлки.
К концу фазы заканчивается стадия яровизации, для прохождения которой большое значение имеют температурные условия, и растения переходят к световой стадии. Продолжительность кущения у овса 10-13 дней.
После наступления фазы выхода в трубку у овса наблюдается усиленный рост стебля, листьев и корневой системы, нарастание сухого вещества, которое интенсивно продолжается до цветения и постепенно снижается к фазе восковой спелости. Максимум урожая вегетативной массы отмечается в фазе молочной спелости. Наибольшую ассимиляционную площадь листьев растения овса формируют в фазу цветения.
В этой фазе развития растения потребляют большое количество питательных веществ из почвы. Хорошая обеспеченность почвы элементами питания и влагой в это время имеет исключительно важное значение для получения высокого урожая овса.
Колошение (вымётывание метёлки).
При вымётывании метёлки растение обладает развитой ассимиляционной листовой поверхностью. Отмирают лишь самые нижние листья. Корневая система тоже развита значительно сильнее, чем в предыдущую фазу.
В период цветения проходит IX этап органогенеза, который характеризуется образование цветков, оплодотворением и формированием зиготы. Интенсивность течения этих процессов, в конечном счете, определяет озернённость метёлки.
Формирование, налив и спелость зерна.
После оплодотворения яйцеклетки в завязи происходят биохимические процессы, приводящие к изменению физиологических свойств и морфологических признаков последней.
На этапе налива в зерно энергично поступают питательные вещества, а при созревании идёт главным образом процесс их качественных превращений. Эти изменения, прежде всего, связаны с концентрацией в зерне азотистых веществ, углеводов, клетчатки и т.д. Изменяется фракционный и аминокислотный состав белка.
В процессе налива и созревания в зерне уменьшается содержание небелкового азота, альбуминов, но возрастает доля глобулинов, проламинов и глютелинов.
Ход налива и созревание зерна определяется порядком эмбрионального развития метёлки овса. Все эти процессы идут от вершины метёлки к её основанию и от концов ветвей к основному стержню.
По степени созревания зерна овса выделяют несколько фаз: молочной, восковой и полной спелости. Налив зерна происходит в фазе молочной спелости. К фазе восковой спелости заканчивается накопление питательных веществ в зерне.
Она начинается при влажности зерна 65% и заканчивается когда влажность снижается до 50%. При так называемой тестообразной фазе (когда в зерне овса имеются сгустки эндосперма) влажность зерна снижается с 50 до 40%. Более низкая влажность зерна (40%) свидетельствует о начале фазы восковой спелости, а при значении её меньше 25% наступает полная спелость зерна.
За период от молочной до тестообразной спелости масса сухого вещества растения овса существенно возрастает (на 20%), в то же время в нём снижается содержание белка и каротина. С наступлением восковой спелости листья нижнего яруса начинают отмирать, стебли желтеют, зерно приобретает типичную для сорта окраску и форму.
В период формирования зерна протекает Х этап органогенеза, который характеризуется умеренным ростом плода, зародыша и эндосперма семени. На этом этапе происходит деление зиготы и заполнение клетками эндосперма зародышевого мешка, а также дифференциация зародыша.
Во время налива и созревания проходят XI и XII этапы органогенеза. XI этап характеризуется увеличением в диаметре, резким изменением строения стенок завязи и накоплением питательных веществ.
Когда в семени содержится значительное количество воды, они достигают своего максимального размера. XII этап отличается превращением питательных веществ в запасные, резким обезвоживанием семян, переходом зародыша семени в состояние вынужденного покоя. Он завершается полной спелостью зерна.