Получение высокой полевой всхожести — одна из важнейших задач агротехники, поскольку от нее зависит дальнейший уход за посевами и уровень будущего урожая.
См. также[править | править код]
- Однолетние растения
- Многолетние растения
Что такое рост растений
Рост растений — процесс образования клеток, тканей, органов растений, который сопровождается увеличением объема, массы и размеров. При росте растений формируются новые почки, листья и побеги, увеличивается высота растений, толщина стволов и листьев, размеры побегов.
Растут растения незаметно для глаза человека, особенно при хранении, когда у растений идет процесс образования почек.
В научном растениеводстве принято выделять 10 фаз роста и развития растений.
1. Семена в покое. У семени процессы жизнедеятельности сильно замедлены.
2. Набухание семян. При набухании семена активно поглощают влагу, увеличиваются в размерах, а внутри семени идет активная деятельность ферментов, превращающих органические запасы питательных веществ в простые и доступные для зародыша растения. Начинается процесс дыхания — семена требуют повышенное количество кислорода.
3. Прорастание семян. При прорастании семян начинается активная деятельность зародыша, образуется корешок, выступающий за пределы семенной оболочки. Для успешного прорастания семени необходима определенная температура, индивидуальная для каждого вида растения. Например, семена редиса, моркови, брюквы, салата и других холодостойких растений прорастают при температуре +2-5 °C; семена фасоли, сахарной кукурузы, клубни картошки прорастают при +8-10 °С; семена дыни, арбуза, баклажана при +17-18 °С. Если тепла недостаточно для прорастания семян, семена приостанавливают рост и могут загнить.
Четвертая и пятая фазы роста растения: слева – всходы, справа – рост листьев и корней. Фото:
4. Всходы. Всходы — четвертая фаза роста растений, в это время над поверхностью почвы появляются семядольные листья. К моменту появления всходов истощаются запасы питательных веществ внутри семени. Растение переходит на самостоятельное питание: листья поглощают углекислый газ из воздуха, а корни питательные вещества из почвы. В фазе всходов растению становится необходим весь комплекс факторов роста — влага, воздух, оптимальная температура и свет. Освещенность в момент появления всходов играет главную роль — при недостатке света растение может погибнуть, так и не перейдя на следующую стадию роста.
5. Рост листьев и корней. В фазе роста корней и листьев растение формирует мощную корневую систему и увеличивает поверхность листьев. В это время происходит накопление питательных веществ в различных органах растения: клубнях, корнеплодах, луковицах, кочанах, ягодах и др. Плодовые овощные растения в фазе роста листьев и корней накапливают в стеблях и листьях достаточное количество питательных веществ, которые пригодятся при формировании органов размножения.
6. Рост стебля и боковых побегов. Переходя в фазу роста стебля и боковых побегов, растение расходует большое количество питательных веществ, накопленных в фазе роста листьев и корней для роста стебля и усвоения питательных веществ. Это очень важная фаза. Образование стеблей и ответвлений у плодовых овощных растений сопровождается формирование органов размножения. Двулетние и многолетние растения переходят к этой фазе на второй год жизни, а однолетние — в год посадки. У двулетних растений шестая фаза может происходить в первый год, в это время наблюдается образование цветоносов, тоже происходит и у однолетних растений, когда они «перескакивают» фазу формирования продуктовых органов (редис, шпинат, салат).
7. Бутонизация — седьмая фаза роста растений, период когда на растениях образуются бутоны. Бутонизация сопровождается активным ростом листьев на появляющихся стеблях.
8. Цветение — восьмая фаза роста растений, наступающая после распускания бутонов. Во время цветения процесс образования корней и листьев замедляется. Цветение — период опыления цветков. У большинства растений перенос пыльцы с цветка на цветок выполняют пчелы и другие насекомые. После оплодотворения семяпочек цветки усыхают или опадают.
9. Рост плодов — девятая фаза роста растений. В фазе роста плодов оплодотворенная завязь разрастается и увеличивается в размерах, в плодах формируются семена и накапливаются питательные вещества. Рост плодов завершается по достижении максимальных размеров для вида и сорта растения.
10. Созревание плодов — десятая фаза роста растений, во время которой плоды не увеличиваются, но в них происходят физиологические процессы роста. В фазе роста плодов семена приобретают характерную для растения окраску и достигают полной спелости.
Знание фаз роста растений помогает скорректировать агротехнические мероприятия и ухаживать за растениями с максимальной пользой для них.
Период активного роста
Активный рост, жизнедеятельность и бурное развитие называют вегетацией. Временной интервал, за который растение проходит полный цикл развития, называют вегетационным периодом. Таким образом, в период вегетации цветок имеет возможность активно проявлять заложенные природой жизненные функции.
За весь вегетационный период растение проходит фенологические фазы. Например, у большинства комнатных цветущих растений выделяют такие фенофазы:
- Процесс вегетации в начале цикла развития (период времени от прорастания семян растений-однолетников или отрастания побегов, развертывания листочков многолетников вплоть до появления бутонов);
Процесс бутонизации;- Процесс цветения;
- Процесс плодоношения;
- Процесс диссеминации (рассеивание семян и плодов);
- Процесс вегетации в конце цикла развития;
- Процесс отмирания (полное отмирание для однолетников или отмирание надземных частей у многолетников).
Продолжительность периода активного роста сильно зависит от биологической группы растения, от видов и сортов, от зон произрастания, от внешних факторов (освещение, влажность и т.д.)
Рост и развитие растений
Озимая пшеница на протяжении вегетационного периода проходит соответствующие фазы развития, связанные с образованием новых органов или их формированием. Прохождение фаз развития, интенсивность роста и продуктивность растений находятся в определенной зависимости от условий существования. Лучше всего растения развиваются при оптимальном обеспечении всем необходимым процессов их жизнедеятельности и качественном выполнении всех агротехнических мероприятий. В процессе развития озимая пшеница проходит такие основные фазы: всходы, кущение, выход в трубку, колошение, цветение, созревание (молочная, восковая и полная спелость).
Рост и развитие: отличие понятий
Эти два биологических процесса тесно взаимосвязаны. Рост и развитие растений – это изменения, которые происходят с ними. В чем их отличие? Ростом называют количественное увеличение всего живого организма или его отдельных частей. Происходит этот процесс в течение всей жизни. Такой тип роста называется неограниченным. Развитие растений – это качественные изменения. С течением времени происходит усложнение в строении организмов. В многоклеточном организме это происходит путем дифференциации, которая проявляется в увеличении разнообразия органоидов.
Процессы роста тесно взаимосвязаны. Дело в том, что некоторые этапы циклов развития растений и сопровождающие их процессы жизнедеятельности могут наступать только при определенных размерах органов.
В ходе полового размножения новый организм развивается из зиготы – оплодотворенной яйцеклетки. Эта структура не является специализированной. Она многократно делится с образованием новых клеток, которые называются бластомерами. Первоначально они имеют одинаковое строение. Но когда количество бластомеров достигает 32, их структура начинает видоизменяться в зависимости от местоположения.
Фазы роста
Для успешного выращивания растений важно знать особенности их развития и изменение потребности по мере роста. Растения, как правило, выращивают из семян, что обеспечивает достаточно результативные способы получения большого числа растений на ограниченной площади. Семена образуются в результате полового размножения. Остальные способы размножения являются вегетативными, то есть они осуществляются путем выращивания новой особи из частей органов взрослого растения.
Продолжительность жизни растений
Овощные растения принято делить на три группы по продолжительности периода жизни.
1. Однолетние растения — растения, успевающие пройти все фазы роста и развития за один год. Когда все «земные дела» выполнены, однолетние растения отмирают. Все плодовые растения, а также шпинат, салат, редис, пекинская и цветная капуста, укроп и др., относят к однолетним растениям при выращивании умеренном климате.
2. Двулетние растения — растения, формирующие листья, корнеплоды, клубни, луковицы, кочаны, стеблеплоды в первый год жизни, оставляющие формирование цветоносов, плодов и семян на второй год жизни. Чтобы размножать двулетние растения, клубни, корнеплоды, луковицы, кочаны вместе с корнями хранят зимой в хранилище, а на следующий год высаживают в открытый грунт. Примеры двулетних овощных растений: морковь, редька, репа, свёкла, сельдерей, петрушка, белокочанная, савойская и брюссельская капуста.
Картофель, в умеренном климате выращивают как двулетнее растение. Фото: Википедия
3. Многолетние растения — растения, формирующие в первый год жизни мощные корни и листья, но не образующие плодов и семян. Образование плодов и семян у многолетних растений происходит на второй, третий год жизни и продолжается много лет. Примеры многолетних овощных растений: ревень, спаржа, хрен, лук-батун, щавель.
Отметим, что все три группы растений подразделяют условно, ведь на родине (там где растение растет в дикой природе) многие привычные нам однолетние растения прекрасно растут в многолетнем режиме, например: томаты (помидоры), сладкий перец, базилик, майоран и др.
Даже в пределах одного вида растений, продолжительность жизни может быть сортовым признаком, например некоторые сорта редьки (Ремо, Штутгартская) формируют семена за один год жизни, хотя редька считается типичным двулетним растением.
Состояние покоя у растений
Тепло — важнейший фактор роста растений, поэтому летом начинается активная жизнедеятельность у овощных растений, замедляющаяся при наступлении холодной погоды и сокращении светового дня.
Когда растение переходит в состояние покоя все процессы: фотосинтез, дыхание, транспирация, испарение воды листьями; затормаживаются и приостанавливаются. В покое, в клетках растений происходят изменения: уменьшается количество влаги, протоплазма клеток становится более вязкой, простые органические вещества превращаются в более сложные и откладываются в запас. Состояние покоя помогает растениям переносить неблагоприятные условия, складывающиеся при смене времен года.
Однолетние овощные растения переходят в состояние покоя при созревании семян, из которых при благоприятных условиях могут сформироваться новые растения.
Двулетние растения могут переходить в состояние покоя после образования продуктовых органов запаса (овощей) — корнеплодов, клубней, луковиц, корневищ, кочанов.
Картофель выходит из глубокого покоя через 3-4 месяца. Фото: Mathias Karlsson, 2006
Находясь в глубоком покое, растения не могут расти даже при благоприятных условиях, например, картофельные глазки не пробуждаются 3-4 месяца, даже если их после выкопки посадить в теплицу. В хранилище клубни картофеля могут прорастать в январе-марте, но не прорастают из-за низкой температуры. Период, когда растения способны к прорастанию, но условия этому не благоприятствуют, принято называть периодом вынужденного покоя.
Состоянием покоя растения можно управлять. Чтобы ускорить наступление покоя, растения перестают поливать, подкармливать азотными удобрениями, подрезают корни.
Чтобы ускорить выход растения из состояния покоя прибегают к выгонке. При выгонке луковицы репчатого лука купают в тёплой ванне, с температурой +40 °C, а картофельные клубни обрабатывают химическими растворами (тиомочевина, этиленхлоргидрин, роданистый натрий), воздействуют стимуляторами роста — гетероауксином, гиббереллином, этрелом.
Необходимость выгонки наступает при выращивании семян у двулетних растений. Поэтому маточники прикапывают на утепленных участках почвы за 15–20 дней до высадки на постоянное место. Подращивание маточников улучшает созревание семян у растений с длинным вегетационным периодом.
Стадии развития растений
Каждый растительный организм, как и все живое, зарождается, растет и погибает. Такое развитие называют индивидуальным. В нем различают несколько фаз:
- семя в состоянии покоя;
- от прорастания семени до наступления первого цветения;
- от первого до последнего цветения;
- от последнего цветения до отмирания.
У представителей разных систематических единиц продолжительность стадий развития растений значительно отличается. К примеру, секвойя живет 3 тысячи лет, а молочная вика – 3 года.
Историческое развитие растений связано с эволюционными процессами, происходящими на планете. Первыми растениями, появившимися на Земле, были водоросли. С течением времени климат существенно изменился. Результатом этого был “выход” растений на сушу. Так появились высшие споровые растения – мхи, плауны, хвощи и папоротники. От них произошли современные семенные растения.
Ссылки[править | править код]
- Salisbury, F.B. and Ross, C.W. 1985. Plant Physiology. Belmont, CA: Wadsworth.
- Выращивание двулетников
Древесные растения
Некоторые растения остаются травянистыми на протяжении всей своей жизни, стебли других во взрослом состоянии становятся твердыми и одревесневшими. Этот процесс, известный как одревеснение, наблюдается у деревьев и кустарников. Растения, в которых происходит одревеснение, обычно живут много лет. Они значительно выше растений, имеющих нежные и сочные стебли.
Значение элементов питания
Организация полноценного минерального питания требует профессионального подхода. Агроном должен знать какое количество элементов питания и когда потребуется растению, чтобы достичь желаемой урожайности, принимая во внимание массу факторов: сбалансированность элементов питания, их доступность растениям, особенности питания на разных этапах развития и др. Значение сбалансированности минерального питания возрастает в связи с внедрением в производство интенсивных, высокоотзывчивых на удобрения сортов зерновых культур, которые остро реагируют на дефицит элементов минерального питания. Особую роль при этом играют макро- и микроэлементы.
Так, например, Закон минимума Либиха гласит: Полноценное развитие растения зависит от того элемента питания, который присутствует в минимальном количестве.
Максимальная (доходность) прибыль зависит от наличия всех элементов питания для каждой культуры.
По данному закону, от вещества, концентрация которого находится в минимуме, зависят рост, развитие растений и величина урожайности. При этом, по закону минимума, недостаток какого–либо одного элемента не компенсируется избытком всех остальных. Если в почве много азота, калия и др. питательных веществ, но не хватает фосфора (или наоборот) растения будут нормально развиваться только до тех пор, пока не усвоят весь фосфор. Факторы, сдерживающие развитие организмов из–за недостатка или их избытка по сравнению с потребностями называются лимитирующими.
В соответствии с законом толерантности избыток какого–либо вещества может быть так же вреден, как и недостаток, т.е. все хорошо в меру. По имени учёного названо образное представление этого закона — так называемая «бочка Либиха». Суть модели состоит в том, что вода при наполнении бочки начинает переливаться через наименьшую доску в бочке и длина остальных досок уже не имеет значения. Например, если калия в почве лишь 20 % от необходимой нормы, а фосфора — 50 % от нормы, то лимитирующим фактором будет недостаток калия. Необходимо в первую очередь подкормить растения именно калием.
Количество доступных растениям элементов минерального питания определяется исходным плодородием почвы, почвенными процессами повышения и снижения доступности в течение вегетации, их содержанием и соотношением применительно к конкретной фазе развития растений. Как недостаток элементов, так и избыток вызывает стресс у растений зерновых культур, снижая их потенциальную продуктивность. Особенно велико влияние дисбаланса элементов питания в критические периоды развития зерновых культур: кущение, цветение, налив зерна. Количество усвоенных элементов питания определяет образование Продуктов Фотосинтеза (ПФ) как напрямую, так и через синтез фитогормонов, регулирующих величину и уровень образования ПФ. Количество Продуктов Фотосинтеза, образующихся в фотосинтезирующих частях растений влияет на рост надземной и подземной биомассы растений, величину урожая зерновых культур.
Фитогормоны влияют на степень развития корневой и вегетативной биомассы, время перехода к репродуктивной стадии, отток ассимилятов из запасающих органов в колос (метелку). Недостаток элементов питания нарушает баланс фитогормонов, запускает программу «старения» организма и производство малого количества семян в сжатые сроки. Поэтому очень важно контролировать баланс элементов питания. Растения зерновых культур поглощают практически все существующие в природе элементы, но лишь 25 из них биологически существенны (растение погибает при их отсутствии или существенном дефиците). Биологически существенными для них являются: углерод, кислород, водород, азот, фосфор, калий, сера, кремний, натрий, магний, кальций, хлор, ваннадий, хром, молибден, марганец, железо, кобальт, медь, цинк, олово, селен, фтор, йод, бор. Основная масса сухого вещества тела зерновых культур построена из углерода, кислорода, водорода, азота. Эти элементы традиционно называют органогенными.
Этапы роста растения
Индивидуальный рост и развитие растений, размножающихся семенами, разделяется на зародышевый и послезародышевый этапы. Также рассмотрим питание растений на разных этапах развития.
Началом первого этапа является образование зиготы, а завершением – прорастание семени. Послезародышевый период состоит из нескольких этапов: проросток, молодость, зрелость, старость.
Этап проростка начинается с прорастания семени и заканчивается образованием первых зеленых листиков.
Питание проростка осуществляется благодаря питательным компонентам семечки.
Период развития, начиная с образования первых зеленых листочков и заканчивая началом цветения, называется молодостью. На этом этапе проходит формирование и рост всех вегетативных частей цветка.
Питание осуществляется благодаря процессу фотосинтеза. У разных растений продолжительность этапа молодости отличается.
Так, у однолетних растений он может длиться всего 30-50 дней, после чего появляются бутоны. У многолетних же кустарников и деревьев молодость может продолжаться целый год, а то и несколько лет.
Этап зрелости начинается с появлением первых бутонов и заканчивается прекращением размножения семенами. Даже у многолетних цветов наступает период, когда перестают образовываться генеративные органы. Они уже не так часто и обильно цветут, и все реже образовывают плоды. Молодые побеги практически не растут, а старые начинают отмирать.
Период развития от последнего плодоношения до полной гибели растения называется старостью.
Цветение
При нормальных условиях вегетации через 4-5 дней после выколашивания наступает цветение, которое длится 3-6 дней. Начинается цветение с середины колоса и постепенно переходит к его низу и верхушке. В колоске сначала цветут боковые (нижние) цветки, а затем средние. В первых сроках цветения образуется зерно. Пшеница зачастую самоопыляющаяся культура. На качество зерна сильно влияют метеорологические условия в период от опыления до фазы полной спелости зерна.
Высокая температура воздуха усиливает дыхание растений, способствует чрезмерным затратам углеводов, вследствие чего увеличивается накопление белка в зерне. При более низкой температуре дыхание растений ослабляется, увеличивается накопление углеводов.