Отношение растений пшеницы к высоким температурам

25-02-2014, 22:19
Растения пшеницы, как и всякий живой организм, могут повреждаться высоким температурам. Пшеница, в связи с историческими условиями формирования, считается более устойчивой к жаре, поэтому высокие температуры редко вызывают летальный эффект.
Растения пшеницы, как яровой, так и озимой, к моменту наступления высоких температур (весной и летом), как правило, успевают раскуститься, хорошо укорениться. Поэтому листья затеняют узел кушения и почву, в связи с чем, температура растений бывает ниже, чем почвы и воздуха. Исходя из этого, высокие температуры действуют на растение не прямо, а косвенно через обменные и транспирационные процессы.
Рост и развитие растений прекращается не сразу, а вызывает постепенное повреждение. Эти повреждения можно проследить с помощью измерения интенсивности дыхания: дыхание ослабевает вследствие уменьшения содержания в растении запасных веществ и в первую очередь крахмала и белков.
Высокая температура резко усиливает транспирацию воды, вследствие чего наблюдается загустение протоплазмы. Зерна крахмала начинают набухать, а белки - коагулировать.
К числу других изменений относятся: образование гранул в протоплазме, вакуолизация, сокращение протоплазмы и высвобождение липоидов. Ядро является наиболее чувствительным к действию высоких температур, причем в покоящем состоянии оно более устойчиво, чем в стадии развития.
Бухарин установил, что температура почвы от 50 до 53°С способствует появлению ожогов на листьях, а при температуре 54,5°С -ожоги очень сильные, которые приводят к отмиранию растений. Кроме того, высокая температура губительно действует на репродуктивные части растения - цветки не оплодотворяются, снижается озерненность колоса, зерно становится щуплым.
Данные опытов показывают, что температуру воздуха выше 40-45°С следует считать критический почти для всех видов и сортов пшеницы.
Засухоустойчивость. Высокие температуры, как правило, сопровождаются почвенными, атмосферными или смешанными засухами, которые непосредственно связаны с недостатком влаги.
Как известно ткани растений, находящиеся в состоянии активной вегетации, содержат до 80% воды. Поэтому, чтобы нормально расти и развиваться, растения должны вырабатывать за счет тех или иных признаков или свойств устойчивость к потере воды.
Способность растений за счет признаков или свойств противостоять неблагоприятным условиям вегетации и не снижать хозяйственно -ценный урожай получила название засухоустойчивости, которая определяется как процент снижения продуктивности: поэтому, чем меньше падение урожая, тем выше засухоустойчивость.
Понятие засухоустойчивости пшеницы тесно связано историческими условиями их формирования. Как известно, культурные и дикорастущие виды пшеницы приурочены к областям степной и лесостепной зон с выпадением осадков от 300 до 400 мм в год.
Водный баланс этих зон непрерывно нарушается почвенными, атмосферными и смешанными засухами. По расчетам Шиятного сильно засушливые годы здесь бывают:
- в Поволжье - один раз в три года;
- в Центрально - Черноземной зоне - два раза в пять лет;
- на Дону - один раз в пять лет;
- на Украине - один раз в восемь лет.
Отсюда, изменение засухоустойчивости пшеницы в онтогенезе есть следствие многовекового воздействия на растения режима климатических условий тех районов, где они возделывались.
Вавилов в докладе "Мировые ресурсы засухоустойчивости сортов" в 1931 году в Москве, все возделываемые растения по степени засухоустойчивости классифицировал на три типа: наиболее засухоустойчивые, промежуточные и наименее засухоустойчивые. Род Triticum L. он отнес к промежуточному типу, который способен переносить лишь неглубокое обезвоживания растений.
Р. Удачин и др. провели изучение всех известных естественных 26 видов пшеницы к недостатку влаги и повышенным температурам на богаре и орошении. По разнице массы зерна с 1 м2, все изучаемые виды пшеницы условно были разделены на три группы по засухоустойчивости (табл. 3.3).
Отношение растений пшеницы к высоким температурам

Попытки связать засухоустойчивость растений их с анатомоморфологическими особенностями были едва ли не первыми на пути создания теории засухоустойчивости. Так, Тимирязев, Колкунов и многие другие искали и находили определенную зависимость засухоустойчивости растений от величины клеток, числа и размера устьиц, наличия воскового налета и опушения листа. Увязывали засухоустойчивость с размером и характером жилкования листа, окраской колоса и его остистостью.
Якушкин засухоустойчивость связывал с темпами скорости нарастания скорости и мощности развития корневой системы, поскольку последняя рассматривается как средство добывания растениями воды и пищи. Поэтому чем больше скорость нарастания и глубины проникновения корневой системы, тем больше устойчивость растений и засухе. Дояренко к факторам засухоустойчивости относил сосущую силу клеток надземных органов за счет более высокой концентрации клеточного сока. Однако по мере накопления данных, исследователи приходили чаще к выводу, что все эти признаки имеют значение для засухоустойчивости растений лишь в совокупности с другими.
Ряд селекционеров и физиологов отмечают положительную связь между засухоустойчивостью и остистостью пшеницы. Наличие остей может удвоить интенсивность фотосинтеза в колосе. Кандаурова и Мовчан связывают темно-зеленую окраску листа с лучшей засухоустойчивостью в ранний период развития пшеницы. По Кумакову и Тори ценным признаком засухоустойчивости является длительная фотосинтетическая активность самого колоса, доля которого в фагосинтетическом потенциале растения составляет около 30%.
Кумаков к засухоустойчивости также относил особенности формирования листовой поверхности, а именно: с изменением соотношения размеров нижних и верхних листьев в пользу верхних; с замедленным отмиранием листьев во второй половине вегетации, что благоприятствует лучшему наливу зерна.
Растения пшеницы по разному формировали засухоустойчивость в связи с недостаточным увлажнением в разные фазы своего развития, которые были открыты Броуновым еще в 1887 году. Однако более детально и подробно эту проблему исследовали Удольская, Заблуда, Сказкин, Павлов, Аникиев и др.
Павлов предположил, что снижение урожая проходит вследствие стресса, возникающего в результате засухи во все стадии развития растения, за исключением периода после наступления восковой спелости. При наступлении засухи в любой период развития растения возможно уменьшение урожая, но недостаток влаги наиболее сильно сказывается в начале колошения. Milaca, Juncu установили, что начало трубкования - наиболее чувствительная фаза развития растений пшеницы. Ее Nadi считал, что цветение и завязывание семян, наиболее критические периоды с точки зрения требования к влаге.
Максимов считал главной причиной снижения урожая в период засухи торможение ростовых процессов в критические периоды. Дальнейшие исследования показали, что активные ростовые процессы вегетативных органов развертываются несколько раньше, когда растение наиболее требовательно к свету и засуха в это время приводит к сокращению интенсивности роста, а критический период наступает тогда, когда интенсивность ростовых процессов снижается в силу естественных причин и при нормальном водоснабжении.
В критические периоды, главной причиной снижения урожая является повреждение микроспор пыльцы, что приводит к стерильности цветков и снижению озерненности колоса. Дальнейшее развитие эта идея получила в работах Заблуды:
- наиболее сильно повреждаются засухой те вегетативные и генеративные органы и отдельные их части, которые попадают под влияние засухи в начале формирования и роста;
- в фазе формирования листьев засуха сказывается на сокращении ассимиляционной поверхности листьев нижнего и среднего ярусов, уменьшению числа колосоносных стеблей и числа колосков в колосе. В результате урожай снижается исключительно за счет уменьшения числа зерен на одно растение, так как масса 1000 зерен не снижается;
- влияние засухи в фазе формирования колосков сказывается на сокращении ассимиляционной поверхности средних и частично верхних листьев и уменьшения числа колосков в колосе;
- воздействие засухи в период налива зерна приводит к ухудшению Нилина, щуплости зерна и снижению его качества.
В процecce эволюции у растений выработался ряд механизмов защиты от засухи. По этим механизмам Красовская выделила три типа растений, приспособленных к засушливому климату:
- растения уходящие от засухи, у которых наиболее чувствительные фазы развития, проходят до наступления засушливых условий;
- растения, хорошо развивающиеся в засушливых условиях, благодаря мощно развитой корневой системе, достигающей грунтовых иод;
- растения, выдерживающие недостаточное увлажнение с наименьшей потерей продуктивности.
Растения первого типа скороспелые, имеют также ряд других характерных особенностей: малую кустистость, слабую облиственность при высокой продуктивности фотосинтетического аппарата. Сюда относятся преимущественно остистые формы пшеницы. Корневая система таких форм быстроразвивающаяся и глубокопроникающая; зерно стекловидное, характеризующееся высокими мукомольными и хлебопекарными свойствами.
Растения второго типа имеют растянутый период кущения и, по Удольской, обладают рядом физиологических и морфологических особенностей - замедленным увяданием, пониженной ассимиляцией в жаркие часы дня, распластанной формой куста и хорошо развитой корневой системой. В этой группе выделено два биотипа растений по устойчивости к засухе:
- растения теряют тургор, привядают, но сохраняют жизнеспособность боковых побегов. При выпадении осадков наблюдается бурный рост, сокращается вторая половина вегетации;
- растения страдают от засухи, верхние листья желтеют, нижние и
боковые побеги отмирают, сохраняется только главный колос.
Растения первого типа задерживают развитие, стремясь “пересидеть” засуху, дождаться более благоприятных условий, сохранив максимум побегов кущения, а растения второго - ускоряют развитие, стремясь быстрее закончить цикл, резко сокращают продуктивность, сохраняют только главный колос.
Даже краткий обзор механизмов и приспособлений, выработанных растением в процессе эволюции для повышения способности организма противостоять неблагоприятным условиям внешней среды, показывает большую сложность оценки засухоустойчивости растений пшеницы и о трудностях, стоящих перед селекционерами в селекции на засухоустойчивость сортов.
Несмотря на это, селекционеры добились определенных успехов в создании засухоустойчивых сортов. По данным Института растениеводства им. Н.И. Вавилова, наибольшей засухоустойчивостью характеризуются сорта: Кинельская 5, Безенчукская 109,127 и 132, Лютесценс 153, 160 и 162 (Самарская область); Ершовская 3, 4 и 6, Лютесценс 8, 14/73 и 329 (Саратовская область); Воронежская 42 (Воронежская область), Ростовчанка (Ростовская область); Краснодаркая 39 (Краснодарский край); Харьковская 63 и 159 (Харьковская область); Запорожская остистая (Запорожская область); Степова, Одесская 66 и Одесская полукарликовая (Одесская область); Бельцкая 60, Питикул (Молдова); Pronto, Abe, Lancer, Frader (США); MV - 69-16, Szegedi 6 (Венгрия); NS 15-06, NS 736 (Югославия).

  • Формирование вторичной корневой системы пшеницы
  • Рост, развитие и биологические свойства растений пшеницы
  • Этапы органогенеза растений пшеницы
  • Третья и четвертая стадии развития растений пшеницы
  • Стадии яровизации и световая, как основа управления развитием органов и сво ...
  • Световая стадия развития растений пшеницы
  • Стадия яровизации развития растений пшеницы
  • Отношение растений пшеницы к низким температурам. Зимо-морозостойкость
  • Требование растений пшеницы к условиям произрастания
  • История происхождения селекции пшеницы (часть 2)

  • Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

    Министерство сельского хозяйства Оренбургской области

    Правительство Оренбургской области

    Визитка компании - сайт компании

    Ильинка Фаворит Агромир Техноорь

    Системы точного земледелия Автопартнер





    Акцент

     

    • Рейтинг@Mail.ru
    • Яндекс.Метрика
    • Индекс цитирования