Корневая система полевых культур

Written by sovxoz   // 02.04.2015   // 0 Comments

кореньОбщие вопросы роста и морфологии корневых систем. Корни есть вегетативными органами растений, с помощью которых они впитывают основные элементы минерального питания из почвы, а также выводят из растений различные соединения. Так происходит обмен веществ в системе почва — растение. При хорошо развитой корневой системе растения эффективно используют влагу и питательные вещества почвы. Исследование кафедр земледелия и растениеводства Уманской сельскохозяйственной академии свидетельствуют, что не только в пахотном и подпахотном слоях, но и глубже (до 3 — 5 м и более) в почве достаточно подвижных соединений азота, калия, кальция, фосфора и других макро- и микроэлементов . Поэтому создание условий для глубокого проникновения корневой системы полевых культур можно значительно уменьшить дозы внесения удобрений без снижения урожая, что способствует не только экономии материальных средств, но и, что не менее важно, получению экологически более чистой продукции. Корень, который растет, имеет так называемый корневой чехлик, под ним непосредственно размещается зона деления клеток, за ней — зона роста (растяжения) корня. Клетки в ней вытягиваются. У них появляются вакуоли (лат. Vacuus — пустой) — полости в цитоплазме клеток, которые заполняются клеточным соком. Благодаря этому корень углубляется в землю. Если эту зону корня удалить, рост его вниз прекращается, образуются боковые корешки. Иногда это делают искусственно с агротехнической целью на площадях семенников люцерны, при пересадке рассады кормовых корнеплодов и др. Выше зоны роста размещена всасывающая зона 0,5 — 2 см длиной. Она густо обросла корневыми волосками — тонкими выростками клеток эпидермиса 0,2 — 1 см длиной. Их более 100 штук в всисний зоне. Через них в растение поступают (всасываются) питательные вещества вместе с влагой. Это активная (всасывающая) зона корневой системы. Корневые волоски отмирают через каждые 15 — 20 дней и снова образуются на растущих корнях. Эти тонкие корешки — корневая ризосфера — проникают между грунтовыми частицами и прочно удерживают растение в почве.

Основная масса корней (65 — 80%) полевых культур на суглинистых почвах Лесостепи и Степи размещена в слое до 40 см, а с учетом длины корней всего их (80 — 85%) в слое 20 — 60 см.

В процессе вегетации растения растут неравномерно. В зависимости от их биологических особенностей, а также от условий среды темпы роста корней разные, они неодинаково углубляются в почву или почти перестают расти. Во время вегетации полевых культур может быть несколько периодов усиленного прироста корней. Это можно проиллюстрировать на примере динамики роста корней различных гибридов кукурузы (рис. 10). Наблюдается также общая закономерность вегетации растений — сначала усиленно растут корни, а затем — надземная масса. Начальный рост корней сильнее в ранних яровых — ячменя, овса, гороха; медленнее — в поздних яровых (кукурузы, суданской травы) (рис. 11). Это наблюдается также в проса, сорго и других просовидных. Еще медленнее в начале вегетации растет надземная масса этих растений. Поэтому ранние яровые довольно быстро покрывают площадь и становятся менее уязвимыми к сорнякам, чем поздние яровые, которые высевают на 10 — 15 дней позже. Поздние яровые засоряются не только ранними сорняками, но и поздними и пожнивных, в частности мыши, щирицею, куриным просом (Ежовник) и другими и требуют тщательного ухода в начале вегетации.

Одним из основных условий усиленного начального роста корней является достаточное увлажнение пахотного слоя почвы. Содержание влаги в суглинистых почвах в начале вегетации должна составлять 22 — 24%, супесчаных и песчаных 18 — 20%. Недостаточная увлажненность почвы негативно сказывается на росте корневой системы и надземной массы растений. Существует прямая зависимость между увлажнением почвы в период появления всходов и урожайностью культуры. По данным А. И. Зинченко, коэффициент корреляции (r) этой связи представляет для послеукосных 84, для весенних посевов овса и ячменя 77 — 82, кукурузы 67 — 73, послеукосных посевов проса и гречихи 84 — 92.

Важное значение для получения стабильных урожаев полевых культур имеет глубина проникновения корневой системы в почву Полевые культуры довольно отличаются по этому показателю. Корни ячменя, овса, гороха, сои и других культур проникают в почву на глубину от 125 — 150 до 200 см; кукурузы, суданской травы, подсолнечника, сахарной свеклы, сорго — 250 — 350 до 400 см.

Даже в периоды неблагоприятного увлажнения в Лесостепи и Степи почву на глубине 1,5 — 2,5 м имеет достаточно влаги. Это прослойка постоянного увлажнения, где влаги в материнской породе 22 — 24%. Корни культур с мощной корневой системой (кукуруза, подсолнечник, люцерна и др.) Достигают этого влажного слоя и удовлетворяют потребности растений во влаге, если ее недостаточно в пахотном и подпахотном слоях. Поэтому лучше выращивать культуры и их сорта, которые имеют хорошо развитую корневую систему.

Глубина проникновения корневой системы зависит также от почвенно-климатических условий. По данным Уманской сельскохозяйственной академии (Г. И. Мусатов, А. И. Зинченко, В. Ф. Кропивко), в Лесостепи даже в среднеранних гибридов кукурузы корни проникает на глубину более 3 м, а в позднеспелых сортов и гибридов -до 4 м , тогда как на Полесье корни кукурузы углубляются только до 2,2 м (В. М. Лебедев). В Лесостепи и Степи на такую ​​глубину проникают корни пшеницы, ячменя, овса, а в западной Лесостепи, где достаточно влаги в слое до 100 см, — на 1,2 м.

Глубина проникновения корней в почву зависит не только от условий увлажнения, но и от механического и химического состава пахотного и подпахотного слоев почвы. Если на глубине 100 — 120 см почву чрезмерно увлажненный, корневая система растений формируется в слое до 100 см. При таких условиях общий объем корнеобитаемого слоя меньше и для получения высокого урожая нужно увеличивать нормы внесения удобрений.

В пахотном слое почвы размещается основная масса корней полевых культур. Внесение удобрений на посевах злаковых способствует увеличению массы корней в верхнем слое (рис. 12, а). На посевах бобовых (в данном случае сои) это не наблюдается, а наоборот, общая масса корней может уменьшаться (рис. 12, б). Основное количество корней по длине (мелкие корешки, так называемая ризосфера) размещается в подпахотном слое (рис. 12, в слева),

Важное значение имеет корневая система как источник питательных веществ для последующих культур. После различных полевых культур в почве остается от 35 — 45 до 70 — 100 ц / га и даже больше корневых и стерневой остатков. Так, на посевах многолетних трав ежегодно остается в почве 60 — 80 ц / га сухой массы корней. За 3 — 4 года использования люцерна оставляет 25 — 30 т / га органической массы, в которой содержится 450 — 500 кг / га азота, 100 — 120 фосфора, 350 — 400 кг / га калия. Корневые остатки бобовых трав (люцерны, клевера, вики озимой и яровой, донника) содержат в два-три раза больше азота, значительно больше фосфора и кальция, чем корневые остатки злаковых культур. Даже 30 — 40 ц / га сухого вещества бобовых культур, в частности вики яровой и мохнатый, оставляют 60 — 100 кг / га азота. Кроме того, в процессе вегетации значительное его количество поступает от минерализации пузырьков и ассоциативных азотфиксирующих бактерий, содержащихся в ризосфере корней. Последнее касается не только бобовых, но и злаковых и других растений — подсолнечника, сахарной и кормовой свеклы и др.

Особенности строения корневой системы полевых культур. В полевых культур различают два типа корневой системы — мочковатую (в злаковых) и основная (в бобовых, крестоцветных и других двудольных растений). Есть также культуры с корневищными типу корневой системы, в которых корни есть подземными стеблями с междоузлиями, из которых отрастают стебли и корни. К ним относятся преимущественно многолетние кормовые травы — костер безостый, лисохвост луговой, полевица. Имеются также промежуточные формы между метельчатыми и корневищными растениями (райграс пастбищный, овсяница (овсяница) красная, мятлик луговой).

Вегетативным центром в злаковых культур является узел кущения, в бобовых, крестоцветных и других — корневая шейка. Процесс образования корешков и надземных побегов в злаковых называют кущения, в бобовых — побегообразование. Кущения и побегообразование в однолетних полевых культур, кроме отавних (отрастающие) кормовых трав, происходит один раз, в многолетних високоотавних культур —

в течение всего вегетационного периода почти непрерывно 2 — 5 лет и более.

В однолетних злаков узел кущения закладывается на глубине 1 — 3 см. Между началом его образования и самим кущения проходит определенное время, за которое над узлом кущения закладывается определенное количество (4 — 6 и более) очень укороченных междоузлий и узлов. После этого из каждого узла развивается один корешок. Когда корешки закрепятся в почве, из каждого узла развивается надземный побег. Побеги развиваются под углом к ​​первому — центрального. На каждом из них закладывается самостоятельный узел кущения, который развивается у таком порядке, как и главный. Верхняя почка побега второго пожиже под острым углом направляется вверх и выходит на поверхность почвы. Период кущения пшеницы, ржи, ячменя, проса и других культур достаточно короткий. Такое кущения называют сим-подиальним. Если кущения хлебов продолжалось несколько недель, на посевах одновременно были бы полуспелых и зеленые растения, то есть хлеба с подгона. Это наблюдается, например, при краевом эффекте на посевах с широкими технологическими путями.

Многолетние злаки, как уже отмечалось, в отличие от однолетних кустятся непрерывно и в течение длительного периода. Такое кущения прерывается зимой и в бездождевые периоды. Каждый побег многолетних злаков после накопления определенного количества пластических запасных веществ (белков, жиров, углеводов, сахаров) кустится в свою очередь. Вся масса питательных веществ в результате фотосинтеза используется для формирования новых побегов. При этом внешние, более освещенные, побеги является генеративных, а менее освещенные — вегетативными. Поэтому травостой многолетних злаков всегда состоит из вегетативных и генеративных побегов. Для использования на корм более ценный травостой с большим количеством вегетативных побегов.

На потенциально генеративных побегах образуются стебли, и запасы питательных веществ в них используются для роста стебля и образование соцветий. После образования соцветий и их цветения часть пластических веществ (которых в побеге больше, чем требуется для налива и созревания зерна) растение использует для образования дочерних стеблей, среди которых также будут генеративные и вегетативные.

В озимых трав побеги, образовавшиеся после цветения генеративных стеблей, выходят в трубку и плодоносят следующей весной. У них этот процесс лишь раз в течение года. В яровых високоотав ных злаков он может повторяться 2 — 3 раза за вегетационный период.

Главные (генеративные) стебли многолетних злаков после полного созревания семян удлиняются в нижних междоузлиях за счет интеркалярный (вставного) роста и полегающими. Зеленая масса их не отмирает до наступления морозов. После этого отмирают плодоносящие стебли вместе с корневой системой, листья вегетативных побегов и вегетативные побеги, в которых накопилось мало питательных веществ.

Злаковые многолетние травы развиваются медленнее бобовые. Достаточно густой травостой их при обычных нормах высева (8 — 10 млн шт. Всхожих семян на 1 га) формируется только в следующем году после второго скашивания, когда после цветения начнут куститься генеративные побеги.

При достаточном увлажнении и усиленного питания пагоноутво-ние можно усилить и в год посева трав. Стимулируют кущения в летне-осенний период подкосы и выпасом скота на травостоях.

Бобовые травы, крестоцветные и другие стрижнекореневи растения развиваются почти так же, как и многолетние злаки, но функцию узла кущения у них выполняет корневая шейка (подсел «ядольне колено). Из нее развивается главный корень. На корневой шейке из почек (в многолетних растений ежегодно из спящих почек) развиваются побеги с дополнительным корнями. Побеги многолетних бобовых и других трав ежегодно отмирают вместе с корешками, пополняя запас органического вещества в почве.

Отдельную группу составляют корневищные растения, у которых основная масса корней состоит из подземных стеблей-корневищ. Среди зерновых, зернобобовых культур полевого севооборота их практически нет, но в кормовых травах это довольно ценная группа растений. К ней относятся пырей ползучий, который по своим качествам превосходит другие злаковые травы; костер безостый и переходные формы от корневищных в нещильнокущових — райграс пастбищный, овсяница красная, лисохвост, полевица белая и др., которые имеют характерную корневую систему, состоящую из кустов и коротких корневищ. На них прорастают почки, из которых вверх растет стебелек, а вниз — корешок. Процесс такого кущения, или подземного побегообразование, так же, как и в нещильнокущових злаков, происходит непрерывно. От материнского растения радиально отходят подземные стебли. Кущения злаков происходит непрерывно в течение нескольких (иногда многих) лет. Эти культуры производительные, ежегодно накапливают много органической массы за счет корневых и стерневой остатков (40 — 60 ц / га и более сухого вещества). Со временем органической массы накапливается много, в результате чего ухудшается воздушный режим почвы, минерализация накопленных запасов органического вещества. Удлиняют вегетацию корневищных злаков улучшением воздушного режима почвы с помощью рыхления дисковым орудием, игольчатыми боронами.

Аналогичный ползучий тип побегообразование характерен и для некоторых бобовых трав. Однако стебель у них размещается на поверхности почвы, например у клевера белого. Такие растения отрастают хорошо после спасування.

Налива и созревания зерна. После окончания цветения начинается образование зерна. При наливе зерновка наполняется углеводами, сахарами, белками и сначала имеет жидкую консистенцию, так называемую молочную спелость. В эту фазу спелости уже практически полностью формируется зародыш, зерно в этой фазе спелости уже может прорастать. При созревании в эндосперме или в семядолях бобовых и других двудольных растений увеличивается содержание сухих веществ, зерно приобретает густой консистенции, наступает молочно-восковая фаза созревания, которая меняется восковой, после восковой — фаза полной спелости зерна. В начале фазы зерно имеет повышенную влажность (35 — 40%), а после полного созревания обезвоживается до остаточной влажности 12 — 14%. Такое зерно можно хранить в течение длительного периода. На кормовые цели можно использовать зерно влажностью 35 — 40% в специальных герметичных емкостях. Таким способом сохраняют влажную целое и измельченное зерно кукурузы и сорго. На корм крупному рогатому скоту зерно кукурузы измельчают вместе с вилками. Если измельченных стержней початков в заготовленной массе немного, то ее можно скормить и свиньям.

Зерно кукурузы в фазе молочной спелости также используют для пищевых целей. Очень ценным пищевым продуктом является замороженные кочаны. В такой фазе спелости консервируют и зерно гороха.

Описанные выше общие экологические и биологические особенности полевых растений взаимосвязаны. Сорта и гибриды культур различаются прежде экологическими особенностями: высотой стеблестоя, строением листьев, кустистостью, устойчивостью к поражению вредителями и болезнями, морозо- и зимостойкостью, засухоустойчивостью и др. Итак, сорт — это экотип, который приобретает определенных экологических признаков в результате селекционной работы, он же биотипов, так как может отличаться от другого продолжительностью прохождения фаз вегетации или междуфазными периодами, температурой прорастания семян, отношением к условиям прохождения стадии яровизации, урожайностью, качеством урожая др. Так, могут быть биотипы озимых пшеницы, ржи, ячменя с длительным периодом стадии яровизации и с коротким, что, в свою очередь, является важным при определении сроков осеннего сева. Поэтому экологические и биологические особенности нужно учитывать при разработке сортовой технологии выращивания высоких урожаев полевых культур.


Tags:

Корневая

культур

полевых

Система


Similar posts

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*

code