Фази розвитку зернових і процес формування врожаю

4099
Фази розвитку зернових

Рівень продуктивності зернових колосових культур визначається структурними елементами врожайності: густотою продуктивного стеблостою (кількістю продуктивних пагонів на 1 м2 або 1 га), кількістю зернин у колосі та масою їх 1000 шт.

Догляд за посівами – це цілеспрямований вплив на формування структурних елементів врожайності, зокрема, й через здійснення низки агротехнічних заходів.

На рис. 1 за допомогою кривих змодельовано, як впродовж періоду вегетації зернових колосових культур відбувається закладка та формування структурних елементів врожаю. Піки цих кривих збігаються з періодами, коли за допомогою агротехнічних заходів можна найбільш ефективно вплинути на величину того чи іншого структурного елементу. Перша крива зеленого кольору відображає процес закладення та формування продуктивних стебел.

Рис. 1. Формування врожаю зернових культур
Рис. 1. Формування врожаю зернових культур

Коли йдеться про посіви озимих зернових культур із продуктивністю понад 10 т/га зерна, потрібно чітко усвідомлювати: щоб сформувати такий рівень урожайності на період збирання, густота стеблостою має бути в межах 680–750 продуктивних пагонів на 1 м2. Досягти цього можна передусім шляхом регулювання норми висіву (ВВСН 00) та за рахунок осіннього та весняного кущіння (ВВСН 21–29). Проте не слід вважати, що підвищення норми висіву порівняно з рекомендованою є гарантією формування необхідної кількості продуктивних стебел. Адже загущені посіви через високу конкуренцію за чинники життя (поживні речовини, волога, світло тощо) і значне ураження хворобами мають на порядок нижчий коефіцієнт продуктивного кущіння, а індивідуальна продуктивність рослин залишає бажати кращого.

Оптимальним рішенням у цій ситуації є формування посівів із густотою рослин на період припинення осінньої вегетації 300–400 шт./м2 із закладкою 3–4 синхронно розвинених пагонів (фаза ВВСН 21–25). Надалі в результаті зменшення густоти рослин під час перезимівлі та редукування бокових пагонів, яке спостерігається під час виходу рослин у трубку (фаза ВВСН 30–49), утворюється посів із бажаними добре розвинутими 680–750 продуктивними пагонами на 1 м2. При цьому не слід забувати, що ранньовесняне внесення азотних добрив та планове застосування гербіцидів, фунгіцидів, інсектицидів і морфорегуляторів допомагає збільшити або зберегти кількість життєздатних продуктивних пагонів, що є важливою передумовою для досягнення оптимальної густоти стояння. Внесення засобів захисту і мінеральних добрив, які містять азот і мікроелементи, у фазі початку виходу в трубку перешкоджає відмиранню вже сформованих продуктивних стебел і позитивно впливає на індивідуальну продуктивність рослин.

Жовта крива на рис. 2 моделює перебіг процесу закладення та формування плодоелементів колоса, зокрема, кількості зернин у ньому. Як видно з рисунка, цей процес розпочинається наприкінці кущіння (фаза ВВСН 27–29). У цей період відбувається витягування і сегментація конуса наростання – триває закладка стрижня колоса та колосків у ньому. Це є ознакою переходу від вегетативної до генеративної фази розвитку зернових культур.

Рис. 2. Чинники, що впливають на формування елементів структури врожайності у процесі росту та розвитку рослин пшениці
Рис. 2. Чинники, що впливають на формування елементів структури врожайності у процесі росту та розвитку рослин пшениці

З початком виходу в трубку (фаза ВВСН 30–32) відбувається закладка квіток у колосках та активне збільшення колоса в розмірі. Це один із найбільш критичних періодів росту і розвитку зернових колосових культур. Нестача вологи, елементів живлення, конкуренція з бур’янами за чинники життя, ураження хворобами та пошкодження шкідниками у цей період може призвести до різкого зменшення кількості колосків у колосі та квіток у колосках, а як наслідок – кількості зерен з одного продуктивного стебла. Тому внесення мінеральних добрив, зокрема азотних, та захист посівів від хвороб і шкідників під час виходу рослин у трубку є запорукою формування високої продуктивності колоса.

Не менш важливим етапом органогенезу є цвітіння (фаза ВВСН 61–69), коли спостерігається перехід від генеративної фази розвитку до репродуктивної, тобто відбувається запилення квіток у колосках і розпочинається процес формування зернівки. Ураження в цей період зернових культур хворобами, зокрема фузаріозом, та пошкодження шкідниками призводить до зменшення кількості зерен у колосі та їхньої маси (натури зерна). Захист посівів від шкідників та хвороб у цей період та проведення якісного підживлення азотними добривами позитивно впливає на масу 1000 насінин та якісні показники врожаю (вміст клейковини). На рис. 1 ці процеси ілюструє крива червоного кольору.

СЛІД ПАМ’ЯТАТИ

Збалансоване мінеральне живлення рослин навесні та повноцінне функціонування фотосинтетичної поверхні листків є основою формування оптимальної кількості продуктивних стебел і запорукою майбутнього високого врожаю.

ЯК ФОРМУЄТЬСЯ МАСА 1000 НАСІНИН?

Основними компонентами, які визначають рівень врожаю зерна, є:

  • кількість продуктивних стебел на одиницю площі (м2);
  • кількість колосків і зернин у колосі;
  • маса 1000 насінин (натура зерна).
Рис. 3. Біосинтез і перерозподіл асимілянтів у рослинах пшениці під час репродуктивного періоду
Рис. 3. Біосинтез і перерозподіл асимілянтів у рослинах пшениці під час репродуктивного періоду
Рис. 4. Основні джерела надходження асимілянтів до зернівки та їх частка у формуванні врожаю пшениці
Рис. 4. Основні джерела надходження асимілянтів до зернівки та їх частка у формуванні врожаю пшениці

На рис. 3, 4 на прикладі пшениці схематично зображено джерела надходження асимілянтів до колоса після цвітіння в період формування зернівок. Після колосіння у прапорцевому та підпрапорцевому листках, а також у колосі синтезуються запасні речовини, які потім транспортуються і накопичуються в ендоспермі зернівок. Від ефективності перебігу цього фізіологічного процесу залежить маса кожної зернини і, як наслідок, маса 1000 насінин. Формування близько половини (45%) від загальної маси зерна забезпечують асимілянти, які утворились у прапорцевому листку. Підпрапорцевий, третій і четвертий листки беруть участь у формуванні зернини на 35%, решта з накопичених асимілянтів синтезуються в самому колосі. Формування зернівок особливо інтенсивно відбувається в перші тижні після цвітіння.

Понад 50% органічних речовин синтезуються і надходять до зернівки в період між 10-м і 25-м днем після цвітіння. Саме з цих причин, вирощуючи зернові культури, ми маємо приділити особливу увагу, поряд із системою удобрення, захисту рослин від хвороб. Це сприятиме максимальному збереженню асиміляційної поверхні листків і подовжить їх продуктивне довголіття, а отже, збільшить надходження пластичних речовин до зернівки.

ОСОБЛИВОСТІ ФОРМУВАННЯ ТА ЗБЕРЕЖЕННЯ ФОТОСИНТЕТИЧНОЇ ПОВЕРХНІ ЗЕРНОВИХ

Хвороби листя зернових культур є основною причиною зменшення площі фотосинтетичної поверхні впродовж вегетації та здатні обумовити її передчасне завершення. Тому ключовими завданнями, які стоять перед системою хімічного захисту, є недопущення таких втрат і забезпечення максимальної тривалості функціонування фотосинтетичного апарату.

На рис. 5 наведено динаміку наростання площі фотосинтетичної поверхні в посівах зернових культур. Темним кольором відображено перебіг цього процесу в захищених рослин, зеленим – у рослин, уражених хворобами. Для характеристики процесу використано індекс листкової поверхні (GAI, або LAI) – показник, який характеризує співвідношення площі поверхні листків і стебел до одиниці площі поверхні ґрунту під рослинами. Тобто якщо цей показник дорівнює 2, то це означає, що на 1 м2 поля припадає 2 м2 площі поверхні листків і стебел, або 20 тис. м2 на 1 га. При цьому розвиток посівів сільськогосподарських культур буде оптимальним, коли індекс листової поверхні (GAI) досягає рівня 4–5 і вище. Адже при досягненні посівами площі фотосинтетичної поверхні на рівні 40 тис. м2 на 1 га (GAI=4) поглинається до 70–80% сонячної радіації, а при досягненні 50 тис. м2 на 1 га (GAI=5) використовується вже до 95% енергії світла (ФАР). Подальше нарощування фотосинтетичної поверхні малоефективне, оскільки воно призводить до затінення нижнього та середнього ярусу листків, зниження продуктивності фотосинтезу в них, а отже, веде до їх часткового або повного відмирання.

Рис. 5. Динаміка формування площі фотосинтетичної поверхні у посівах зернових культур
Рис. 5. Динаміка формування площі фотосинтетичної поверхні у посівах зернових культур

На основі даних рисунка можна стверджувати, що ефективне поглинання фотосинтетичної радіації та активне нарощування біомаси посівами зернових культур починається з появою третього листка (ВВСН 32) і триває до завершення молочної стиглості (ВВСН 79).

Саме з цих причин для реалізації максимального генетичного потенціалу продуктивності посіви в цей період мають бути на 100% захищені від ураження хворобами й не відчувати дефіциту в елементах живлення та волозі.

Також не слід забувати і про те, що період кущіння – початок виходу в трубку також не менш важливий, адже у цей період закладаються продуктивні стебла та елементи колосу – складові, які значною мірою визначають рівень майбутнього врожаю.

Отже, за рахунок яких складових формується площа фотосинтетичної поверхні у посівах зернових культур та який із органів рослини найбільше впливає на налив зерна? Якщо з посівами пшениці все зрозуміло і всі дослідники одностайні щодо площі листків та їх участі в наливі зерна: до 43% асимілянтів забезпечує прапорцевий листок, близько 23% – підпрапорцевий, 22% – колос і 10–12% – 3–4 листки, що корелює з їх розмірами, то щодо посівів ячменю ведеться полеміка. Це зумовлено тим, що листова пластинка верхніх листків у ячменю значно менша, ніж нижніх. При цьому значна частина фотосинтетичної поверхні припадає на стебло – 36% і колос – 11%, що надалі й визначає їх внесок у налив зерна (рис. 6).

Рис. 6. Розподіл фотосинтетичної поверхні між окремими частинами рослин зернових культур
Рис. 6. Розподіл фотосинтетичної поверхні між окремими частинами рослин зернових культур

Серед аграріїв досить часто панує думка, що в наливі зерна ячменю найбільшу роль відіграє підпрапорцевий (другий) листок, за ним ідуть прапорцевий і колос. Такий підхід пояснюється розмірами цих органів, і це недалеко від істини. Як показують результати наукових досліджень, прапорцевий, підпрапорцевий (другий) листки та колос мають у ячменю майже рівнозначний вплив на надходження пластичних речовин до зернівки, тоді як у пшениці 43% асимілянтів надходить до колоса за рахунок прапорцевого листка. Це накладає свій відбиток у підходах під час розробки системи фунгіцидного захисту посівів цих культур. Якщо в озимої пшениці головний акцент потрібно робити на захисті прапорцевого листка й колоса, то у ячменю мають бути захищені прапорцевий, другий, третій, четвертий, п’ятий листки та колос (рис. 7). Тобто ячмінь потребує високоефективного фунгіцидного захисту впродовж усього періоду вегетації.

Рис. 7. Частка окремих частин рослини в забезпеченні надходження асимілянтів до зернівки
Рис. 7. Частка окремих частин рослини в забезпеченні надходження асимілянтів до зернівки

ОСНОВНІ ФАЗИ РОЗВИТКУ ТА ОПТИМАЛЬНИЙ ЧАС ВИКОНАННЯ ОКРЕМИХ АГРОТЕХНІЧНИХ ЗАХОДІВ

Чим досконалішою стає технологія вирощування зернових культур, тим більшого значення набувають знання їх фенології та морфології, особливо при виборі строків, способів і норм застосування мінеральних добрив (особливо азотних), морфорегуляторів, засобів захисту від шкодочинних об’єктів (бур’янів, шкідників і збудників хвороб). Адже сьогодні важко уявити успішне ведення сільськогосподарського виробництва без використання таких засобів інтенсифікації, як мінеральні добрива, засоби захисту і регулятори росту, які дають змогу на 40–60% підвищити рівень продуктивності посівів. Проте нерегламентоване (без врахування біологічних особливостей сорту/гібрида, ґрунтово-кліматичних умов) їх використання може не лише призвести до зниження урожайності та погіршення якості продукції, а й обумовити підвищення її собівартості, зробити виробництво нерентабельним і негативно вплинути на довкілля.

Рис. 8. Період росту і розвитку озимих зернових та час обробки фунгіцидами
Рис. 8. Період росту і розвитку озимих зернових та час обробки фунгіцидами

ФАЗА 13

Рослина перебуває у фазі третього листка. Третій листок вийшов із піхви другого листка більше ніж наполовину. З цього моменту можливе застосування гербіцидів широкого спектра дії.

ФАЗА 21

Початок кущення. З вузла кущення головного пагона формуються бокові пагони 2-го порядку, які розвивають власну кореневу систему. Підживлення азотними добривами в цей період сприяє збільшенню кількості пагонів та розмірів листків. Для стимулювання додаткового кущіння, особливо на посівах пізніх строків сівби, рекомендується використання регуляторів росту ретардантного типу (Медакс Топ, Хлормекват-Xлорид 750). Розпочинати цей захід доцільно з початком активного кущіння рослин.

ФАЗА 25

Фаза середини кущіння. Відбувається інтенсивний ріст і вирівнювання в розвитку основного та бокових пагонів, активно розвивається коренева система. На цьому етапі починається формування колоса (кількість члеників колосового стрижня) і визначається майбутня кількість та величина колосків. Від початку цієї фази необхідно приділити особливу увагу захисту посівів від бур’янів, хвороб і шкідників.

ФАЗА 29

Кущіння завершене. Бокові пагони продовжують швидко розвиватись і випрямляються. У цей період потрібно провести азотне підживлення, що сповільнить процес відмирання пагонів, які формуються. Захист гербіцидами рістрегулюючого типу на основі дикамби, 2,4Д тощо. Збільшення густоти продуктивного стеблостою сприяє розвитку хвороб листя. Час для проведення фунгіцидних та інсектицидних обробок (Т0).

ФАЗА 30

Початок виходу в трубку. Фаза 30 є періодом, коли рослини зернових культур переходять від фази формування зачатків листків і стебел (вегетативний ріст) до розвитку колоса (генеративний ріст). Відбувається утворення конусів наростання другого порядку (колоскових бугорків). Формується кількість колосків у колосі. Стебло стає видовженим, починається період його швидкого росту. Це означає, що рослина потребує набагато більше поживних речовин. Рослина досягла максимально можливої для себе кількості пагонів. На цьому етапі кількість пагонів може сягати 2500 на 1 м2. Однак для отримання високого та якісного врожаю необхідно буде лише 680–750 продуктивних стебел на 1 м2 з добре розвинутим колосом.

Фаза 31 зазвичай настає через два тижні, однак це значною мірою залежить від погодних умов і може тривати кілька днів або цілий місяць.

Впродовж фази 30 рослина будує тканини біля основи стебла. Якщо стебло росте занадто швидко, то для розвитку кожного пагона не вистачає ресурсів, і через це виникає ризик вилягання культури.

Важливо правильно визначити цю фазу розвитку, оскільки вона має ключове значення для з’ясування часу внесення регулятора росту й фунгіцидів. Азот, внесений у цю фазу, позитивно впливає на закладку колосків у колосі та збереження продуктивних пагонів. Час для початку внесення регуляторів росту з метою зміцнення основи стебла та запобігання поляганню посівів. Зазвичай на цей період припадає активний розвиток борошнистої роси, септоріозу листя, жовтої іржі, сітчастої плямистості, ринхоспоріозу. Оптимальний час для проведення фунгіцидної обробки (Т1).

Як визначити фазу розвитку ВВСН 30? Необхідно взяти хоча б шість рослин із поля, щоб отримати репрезентативну вибірку, і обережно їх розрізати. Переконайтеся, що ви розрізаєте головне стебло, а не бокові пагони. Наступний крок – ідентифікація нерозвиненого колоса, довжина якого не перевищує кількох міліметрів. Рослина перебуває у фазі ВВСН 30, коли колос відірвався від основи стебла, але відстань від основи колоса до основи стебла не перевищує 1 см.

ФАЗА 31

Фаза першого вузла. Перший вузол залягає близько до поверхні ґрунту. Відмирають слабкі бокові пагони, завершується формування колосків у колосі. Фаза першого міжвузля – оптимальний час для застосування регуляторів росту типу Медакс Топ і Хлормекват-хлорид 750 з метою зміцнення основи стебла і запобігання поляганню на рівні 1–2 міжвузля. Таке внесення стимулює розвиток кореневої системи. Доцільно провести профілактичну обробку фунгіцидами для запобігання поширенню хвороб листя та черговий раз поборотися зі шкідниками, які починають активно заселяти посіви.

Як визначити фазу розвитку ВВСН 31? Для визначення цієї фази також необхідно обережно розрізати стебло рослини і знайти перший вузол. Він має вигляд потовщення, перетяжки на стеблі та розташований одразу під колосом. Якщо вузол відсутній, рослина все ще перебуває у фазі розвитку 30. Якщо відстань від першого вузла до основи стебла менша ніж сантиметр, рослина перебуває у фазі розвитку 30. Рослина досягла фази розвитку 31, коли довжина першого міжвузля становить принаймні сантиметр. Рослина продовжує залишатися у фазі ВВСН 31 до появи другого міжвузля і допоки відстань від першого до другого вузла не перевищить 2 см.

Важливо не сплутати перший вузол із вузлом кущіння або вузлом основи стебла. Він може розташовуватися трохи вище від основи стебла, однак не перевищуватиме сантиметр над основою. У цьому випадку наступний вузол, який з’являється, буде першим справжнім вузлом. Перше міжвузля – відстань між першим вузлом і вузлом кущіння.

ФАЗА 32

Фаза другого вузла. У фазі другого вузла вже сформувались продуктивні стебла. Скорочення кількості бокових пагонів завершене, починається процес закладки квіток у колосках. Відбувається закладення покривних органів квіток, а також тичинок і маточок. Формується кількість квіток у колосках. Починаючи з цієї фази, можливе застосування регуляторів росту, що містять етефон (Терпал).

ФАЗА 37

З’являється прапорцевий листок, який іще скручений. Завершення диференціації всіх частин колоса. В цю фазу закінчується формування пиляків і маточок. Відбувається утворення спорогенної тканини в пиляках, формування зародкового мішка, яйцеклітин і пилкових зерен. Це оптимальний період для проведення другої фунгіцидної обробки посівів зернових культур та захисту від шкідників. У цей період прогресує септоріоз листя, піренофороз (жовта плямистість), сітчаста, темно-бура, смугаста плямистості, ринхоспоріоз, починає розвиватися бура і стеблова іржа. Сприятливий час для застосування регуляторів росту ретардантного типу, що забезпечує укорочення 3, 4 і 5 міжвузлів та значного зменшення висоти рослини в цілому, підвищує стійкість посівів до полягання.

ФАЗА 39

Язичок (лігула) прапорцевого листка повністю розвинутий. Відбувається інтенсивний ріст всіх органів колоса – покривних лусок, видовження колосового стрижня. Формується фертильність квіток. В регіонах недостатнього зволоження в цей період доцільно провести позакореневе підживлення азотом, оскільки за таких умов період формування зернівок порівняно короткий. Своєчасне внесення азотних добрив у цій фазі розвитку культури забезпечує повноцінне формування зернівок.

ФАЗА 49

Відкривається остання листкова піхва, над язичком верхнього листка стають помітними остюки. Відбувається дозрівання генеративних органів, яйцеклітин і пилкових зерен.

ФАЗА 51

Початок колосіння. Частково з пазухи листка з’являється колос. Всі органи суцвіття та квіток сформовані. Формується остаточна кількість продуктивних стебел на одиницю площі з урахуванням підгонів і колосків у розрахунку на рослину. Починаючи з цієї фази розвитку, необхідно контролювати хвороби колоса.

ФАЗА 59

Колосіння завершене, колос видно повністю. Саме час для якісного позакореневого підживлення азотом за умов достатнього зволоження, оскільки починається процес формування зерна. Підживлення азотом не лише покращує натуру зерна, але й підвищує вміст білків як важливого показника якості зерна.

ФАЗА 61-69

Цвітіння. Відбувається запилення, запліднення та утворення зиготи, тобто закладка зернівки. На етапі цвітіння визначається озерненість колоса. Цвітіння триває 3–6 днів і є оптимальним періодом для проведення заходів боротьби із хворобами колосу.

За матеріалами компанії BASF

Опубліковано в журналі “Агроном”, 2019

Найсвіжіші матеріали читайте в журналі «Агроном». Слідкуйте за головними агрономічними новинами на нашій сторінці у Facebook та каналі в Telegram