Программирования урожая сельскохозяйственных культур

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. 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.

Овес — культура традиционная в российском земледелии. Он издревле служил не только кормовой культурой для выращивания животных, но и являлся неотъемлемой частью быта человека, был ему и пищей, и лекарственным средством. Овес и в настоящее время остается ценнейшей зернофуражной культурой, отличным предшественником в севообороте и фитосанитаром почв. Используется он в виде целого или дробленого зерна, муки и отрубей в основном при выращивании молодняка и откорме животных. Зеленая масса применяется на сочный корм, сено, силос, травяную муку, брикеты как в чистом виде, так и в смеси с бобовыми культурами. Хорошим кормом является и овсяная солома, которая по ценности незначительно уступает сену среднего качества.

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.

Стебель - соломина с 2-4 узлами и полыми междоузлиями (3-5), по форме округлая, неопушенная, зеленого или сизого (ввиду воскового налета) цвета. Стеблевые узлы широкие, реже узкие, голые или опушенные, зеленые или окрашенные антоцианом.

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.

Соцветие - метелка, состоящая из главного стержня и боковых веточек, собранных полумутовками (ярусами), обычно в метелке 5-7 полумутовок. От главного стержня отходят ветви первого и последующих порядков. Колосок состоит из двух тонких колосковых чешуй и цветков. У пленчатых форм в колоске имеется 1-4, у голозерных - 2-7 и более цветков.

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.

Наружная цветковая чешуя у остистых форм несет ость. У основания чешуи имеется утолщение, называемое каллусом. У культурных видов на каллусе различают площадку излома — след прикрепления первого зерна к веточке метелки или стерженьку (ножке) у второго или третьего зерна. У овсюга каллус хорошо развит и образует подковку.

Внутренняя цветковая чешуя узкая, тонкая, развита слабее, чем наружная.

Плод - зерновка, опушенная, продолговатой или веретеновидной формы, с ясно выраженной продольной бороздкой на брюшной стороне. У пленчатых форм зерновка не срастается с цветковыми чешуями, а плотно охватывается ими. [8]

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.

Набухание семян. Чтобы семена овса проросли, они должны поглотить определенное количество воды — 60-76% воды от их воздушно-сухой массы.

На I этапе  начинается дифференциация первичной меристемы и образование клеток и тканей надземных органов. Ведущим процессом на этом этапе является дифференциация конуса нарастания.

Прорастание семян. При прорастании в первую очередь трогается в рост главный корешок, затем последующие зародышевые корешки. Семя овса чаще всего прорастает 3-4 зародышевыми корешками. Минимальная температура для прорастания 1-2°С, однако при этой температуре семена прорастают очень медленно. Оптимальная температура для прорастания семян овса 20-25 °С. Тогда всходы появляются на 6-й день после посева, что в условиях Сибири очень редко. Чаще в оптимальные сроки посева температура почвы составляет 10 —15°С, а всходы появляются на 8-10-й день.

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.

Выметывание метелки (VIII этап) происходит через 15-20 дней после выхода в трубку. В эту фазу из влагалища верхнего листа выходит метелка. В условиях Сибири период «выход в трубку — колошение» у овса продолжается 9-20 дней, в зависимости от температуры и сортовых особенностей. Повышенные температуры в длинный световой день сокращают его.

При выметывании метелки растение обладает развитой ассимиляционной листовой поверхностью. Отмирают лишь самые нижние листья. Корневая система тоже развита значительно сильнее, чем в предыдущую фазу. Этап характеризуется завершением процессов гаметогенеза, формирования полового аппарата растений — пыльцы и яйцеклетки. На этом этапе завершается бутонизация, выход венчика за пределы чашечки, происходит усиленный рост междоузлий стебля, несущего метелку.

Цветение колосков обычно проходит за 2-3 дня, а в пределах метелки – за 7-8 дней. Овес относится к самоопыляющимся культурам. Однако в раде случаев наблюдается и перекрестное опыление. Цветение начинается в теплое и влажное время, когда метелка выходит из влагалища листа на ¼ своей длины. Первыми зацветают верхние цветки в самых верхних колосках метелки и на концах отдельных веточек, затем цветение идет по направлению к основанию веточек и к низу метелки. Внутри колоска, наоборот, цветение начинается с нижнего цветка и идет вверх.

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 температуре и влаге. Овес — сравнительно влаголюбивая культура, приспособленная к возделыванию в районах с влажным и умеренным климатом, относительно малотребовательная к теплу.

Семена овса начинают прорастать при 1-20С, если в почве имеется достаточное количество влаги. Это минимальная температура для прорастания, а для развития всходов и вегетативных органов она должна быть значительно выше – 4-5°С, оптимальная +15°С. Формирование генеративных органов, цветение и плодоношение начинается при температуре 10-12 °С. Оптимальной от всходов до колошения является температура +18..+22°С, при созревании зерна +23..+24°С.

Овес   довольно   устойчив   к   временному   понижению температуры.  Повреждение овса  заморозками во время появления всходов отмечается при температуре  -7-8°С, во время    цветения и налива -1-2°, плодоношения -2-4 °С. Большая    часть    растений    гибнет    во    время    всходов при -8-10°,   во   время   цветения -2°   и   молочной   спелости  -4 °С. Особенно опасны заморозки при наливе зерна, когда он происходит во второй половине августа и начале сентября (в период со    значительной    вероятностью   сильных    заморозков). Снижение температуры до указанного уровня  во время молочной,   тестообразной   и   начала   восковой   спелости зерна может привести к морозобойности, что значительно снижает   посевные   и   технологические   качества   зерна. Сумма активных температур в течение вегетационного   периода   для   раннеспелых   сортов   овса составляет 1000-1500°С, для позднеспелых— 1800-2000°С.

По отношению к влаге овес более требователен, чем ячмень и пшеница, однако ранние весенние засухи он переносит лучше благодаря быстро развивающейся корневой системе. На 1 г сухого вещества овсу требуется 450—500 г воды. Для получения высокого урожая овса необходима оптимальная влагообеспеченность его во все периоды роста и развития – 70-80% ПВ. Коэффициент транспирации овса равен 474.

Засуху овес переносит плохо, особенно в период выхода в трубку — выметывание (за 10—15 дней до выметывания метелки). Сухая погода в это время сильно тормозит процессы генеративного развития, резко снижает озерненность метелки и урожай овса. При засухе в фазу цветения у овса образуются стерильные метелки. Критический период у овса по отношению к засухе захватывает большую часть фазы выхода в трубку, выметывание и цветение. Он сильно подвержен действию высокой температуры (38-40 °С): через 4—5 ч наступает паралич устьиц. Овес также плохо переносит засуху в период формирования и налива зерна: зерно формируется мелким, с высокой пленчатостью и большей остистостью.

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.

Однако для получения высокого урожая зерна хорошего    качества    эта    культура    требует    значительного количества питательных веществ. Для определения общей потребности овса в элементах питания важно знать не только хозяйственный, но и биологический вынос. На долю пожнивных и корневых остатков приходится около 30—40% элементов питания по отношению к общему потреблению. Для овса характерен длительный период поступления в растения элементов питания, потребность в которых ослабевает в течение всего вегетационного периода. К завершению фазы кущения овес потребляет лишь —35 % азота, 15-20 % — фосфора и 25-30% калия.

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.

В зерне овса максимальное количество азота накапливается в фазу молочной спелости, калия и магния — восковой, фосфора и кальция — полной спелости. В период полной спелости преобладающая часть азота и фосфора сосредоточена в зерне, а калия — в соломе.

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.