РОСТ И РАЗВИТИЕ РАСТЕНИЙ. ПРОДУКЦИОННЫЙ ПРОЦЕСС

Основные понятия.

Онтогенез — у однолетних культур — развитие растения от семени до семени, у многолетних — от прорастания семени до отмирания растения.

Агрофитоценоз (ценоз, посев) — сообщество растений полевой культуры.

Продукционный процесс — динамический процесс формирования урожайности культуры, осуществляемый благодаря функционированию фотосинтезирующей системы — агроценоза (посева) в конкретных почвенно-климатических условиях.

Рост растений — увеличение размеров и массы растений.

Развитие растений — качественные изменения структуры и функций отдельных органов растений в онтогенезе, связанные с последовательным наступлением определенных этапов органогенеза и фаз развития растений, ведущих к воспроизведению себя в потомстве — семенной продуктивности.

Вегетационный период (дней, суток) — период от посева семян до созревания культур (или от всходов до созревания), у многолетних — от весеннего пробуждения почек до осеннего прекращения роста вегетативных органов, перехода в состояние покоя. В течение вегетационного периода формируются и развиваются отдельные элементы продуктивности растений, осуществляется продукционный процесс.

Фазы развития — условно выбранные моменты и периоды онтогенеза, в которые происходят наиболее важные физиологические и морфологические изменения в растении.

Потенциальная урожайность — наибольшая урожайность, обусловленная генотипом сорта, выращенного в благоприятных условиях.

Биологическая урожайность — количество продукции, выращенной на единице площади.

Хозяйственная (фактическая) урожайность — количество убранной с единицы площади продукции.

Структура урожая — компоненты урожая, которые определяют его величину (густота стояния растений, число колосьев, плодов, семян на одном растении и на 1 м², масса 1000 семян).

Уборочный индекс — коэффициент хозяйственной эффективности (К_хоз) — доля массы хозяйственно-ценной (основной) продукции в надземной биомассе в фазе уборочной спелости.

Структура растения — доля отдельных органов в общей биомассе, которая изменяется по фазам и зависит от соотношения процессов роста и развития.

Жизненный цикл полевых культур состоит из ряда периодов. Этапы органогенеза характеризуют качественные изменения в конусе нарастания побега и сопровождаются видимыми морфологическими изменениями.

В процессе фенологических наблюдений отмечаются фазы развития растений, например, у зерновых культур фазы всходов, кущения, выхода в трубку, колошения (выметывания), цветения, созревания. После оплодотворения отмечают состояние зерновки: водянистое, молочное, тестообразное, восковое, твердое.

Каждая фаза развития соответствует определенным этапам органогенеза и последовательному формированию элементов продуктивности растений. Рассмотрим на примере озимой пшеницы, в какой последовательности и на каких этапах ее онтогенеза формируются элементы продуктивности. Фазы, этапы органогенеза и схема формирования элементов продуктивности озимой пшеницы по данным И.С. Шатилова и А.Г. Замараева представлены в табл. 2.1. В этой таблице на основании многолетних показателей, полученных в процессе стационарного опыта на экспериментальной базе учхоза

Михайловское (Московская область), в сжатом виде представлен продукционный процесс озимой пшеницы с параметрами, обеспечивающими реальную урожайность зерна 70 ц/га. Эти параметры определяются генотипом культуры, сорта. Их реализация обеспечивается применением соответствующих агротехнических приемов.

Таблица 2.1

Формирование элементов продуктивности и урожая зерна озимой

пшеницы 70 ц/га

При оптимальном соотношении факторов среды на каждом этапе возможно максимальное для данного генотипа и для конкретных условий формирование элементов продуктивности. Важным моментом в жизни растений является выделение критических периодов по отношению к факторам среды. Обычно к ним относятся три периода: 1) набухания семян и появления всходов; 2) интенсивного роста растений; 3) формирования и развития генеративных органов.

Для управления формированием урожая необходимо знать, из каких компонентов он складывается, какова возможная вариабельность этих величин в зависимости от сорта, природно-климатических условий и технологии возделывания. Продолжим рассмотрение этих вопросов на примере озимой пшеницы.

Компоненты урожайности озимой пшеницы (ц/га):

У=КЗМ/ 10000,

где У — урожайность зерна; К — число колосьев на 1 м² (300—600); в среднем 300—400; 3 — число зерен в колосе (20—40); в среднем 25; М — масса 1000 зерен, г (30—45); в среднем 35—40; КЗ — число зерен на 1 м² (6—24 тыс.); в среднем 8—10 тыс.; ЗМ / 1000 — масса зерна в колосе, г (0,6—1,8); в среднем — 1,0.

В процессе роста, развития в растениях под влиянием нерегулируемых факторов среды (засухи, переувлажнения, низких, высоких температур и др.), а также неправильного или недостаточного применения технологических приемов и низкого качества проводимых технологических операций в растениях могут возникать факторы, оказывающие отрицательное влияние на формирование элементов продуктивности (табл. 2.2).

Отрицательные факторы, снижающие величину элементов продуктивности и урожайность зерновых культур

Таблица 2.2

В табл. 2.2 внимание обращается на те отрицательные факторы, которые связаны с применяемой технологией возделывания и могут быть предотвращены правильным, обоснованным, своевременным и качественным применением необходимых технологических приемов.

Выявление и понимание механизма отрицательного действия этих факторов очень важно для адекватного применения агротехнических приемов, которые предотвращают или уменьшают отрицательное влияние лимитирующих факторов. Знание особенностей роста и развития растений и требований к факторам среды на разных этапах продукционного процесса у культуры (сорта) с учетом конкретных почвенно-климатических условий — основа управления продукционным процессом с помощью соответствующих технологических приемов.