Ботаническо описание и разпространение на пшеницата

Систематика и произход на пшеницата

Сред зърнените култури родът Tritikum l. се откроява за най-големия полиморфизъм. Всички видове пшеница - (а има 27) са разделени на четири групи според броя на хромозомите, образувайки полиплоиден ред.

1. Диплоидни видове пшеница (n = 7), геном А - T. boeoticum Boiss., T. urartu Thum, et Gandil., T. monococcum L., T. sinskajae A. Filat, et Kurk. Сред диплоидните видове има проби с високо съдържание на протеини в зърното, достигащи 35-37, и имунитет срещу гъбични заболявания (особено при култивирана еднозеренница).

2. Тетраплоидни видове пшеница (n = 14). Геноми А и В - T. dicoccoides Körn., T. dicoccum Schuebe., T. ispahanicum Heslot., T. paleocolchicum Men., T. turgidum L., T. durum Dest., T. turanicum Jakubz., T. aethiopicum Jakubz., T. polonicum L., T. persicum Vav. et. Жук. Геноми А и G - T. araraticum Jakubz., T. timopheevii Zhuk. ., T. militinae Zhuk. et migusch.

Въпросът за произхода на тетраплоидната пшеница все още не е напълно проучен. Скорошни специални цитогенетични изследвания позволиха да се определи филогенезата на цялата тетраплоидна серия. Повечето изследователи са на мнение, че дивият поничка е бил най-вероятният донор на геном А T. boeoticuim boiss, и генома Най- - Ae. speltoides tausch. Синтезът на видове на базата на амфиплоидизация се е състоял в праисторически времена в райони на съвместен растеж на аегилопи и диви еднозеренники.

Установени са два центъра на произхода на тетраплоидната пшеница - близкоазиатската (Закавказието) и африканската (Етиопия). Повечето видове тетраплоиден тип пшеница се характеризират с повишено съдържание на зърнени протеини и устойчивост срещу гъбични заболявания, което им позволява да се използват в развъдните програми за създаване на синтетичен материал. При кръстосването им с хексаплоидна пшеница се наблюдава частична генетична съвместимост.

Сред тетраплоидната пшеница T. durum Dest. (твърдата пшеница) има най-голяма производствена стойност, заема второто място в света (след мека пшеница) в обработваните площи.

3. Хексаплоидни видове пшеница (n = 21). Геноми A, B и D - T. aestivum L., T. macha Dek. et Men., T. spelta., T. vavilovii Jakubz., T. Кампаctum Host., T. sphaerococcum Perc., T. petropavlovskyi Udacz. et migusch.

Геноми A, A и C - T. Zhukovskyi Men, et Er.

В момента се смята установено, че донор на геном D е Ae. sguarrosa L. геном D има голямо еволюционно значение за пшеницата. Благодарение на него хексаплоидните видове образуват доброкачествен глутен и висока зимна издръжливост, което увеличава производствената им стойност и допринася за широко разпространение. Въпреки това геномът D носи чувствителност към заболяване.

Основният център на произход на повечето видове от хексаплоидната серия е Закавказието. Сред хексаплоидната пшеница най-често се среща меката пшеница (T. aestivum L.). Той е основната реколта за хляб в много страни по света. Ареалът на този вид обхваща всички континенти на земното кълбо: от Арктическия кръг до южните граници на Африка и Америка, отглеждани на земи, разположени под морското равнище, както и до 4000 м (в планините на Перу). Всичко това показва голямата пластичност на меката пшеница. Видът е изключително полиморфен както в начина на живот (зимни, пролетни, полузимни и пролетни форми, двураменни), така и по морфобиологични свойства. В момента меката пшеница е в центъра на вниманието на животновъдите. Изключителното богатство на неговия генотип ви позволява да създавате сортове, които отговарят на изискванията за интензивно земеделие.

Хибридизацията на мека пшеница с хексаплоидни видове с AED геноми успява лесно - видове с геном G несъвместим с мека пшеница.

4. Октополоидни видове пшеница (n = 28), създаден от човека с изкуствени средства. геном A, A, G, G - T. timonovum Heslot et Ferrari получена от френския ботаник Есло от Т. тимофееви, Той е силно устойчив срещу гъбични заболявания, добър източник на цитоплазмена мъжка стерилност за мека пшеница. геном А, А, Най-, G - T. fungicidum Zhuk. получени от П. М. Жуковски от кръстосване T. carthlicum var. fuliginosum и Т. тимофееви последвано от третиране с F1 0,02-ти разтвор на колхицин. Характеризира се с голяма устойчивост срещу гъбични заболявания..

Октополоидната пшеница не е съвместима с хексаплоидните видове.

Ботаническо описание и биологични свойства на пшеницата

Коренова система

Житното растение не образува основния основен корен и вече от момента на покълването на семената има няколко почти еднакво развити зародишни, или първични, корени. В процеса на последващ растеж и развитие започват да се образуват аднексални или възлови корени от долните стволови възли, които образуват влакнеста коренова система.

Семената от пшеница покълват в няколко корена: първо се появява един корен, 3-4 дни по-късно от първия, вторият и третият, след това четвъртият и петият, които са разположени в равнина, успоредна на щита на зърното.

Както показват многобройните изследвания (A. Nosatovsky, 1965), зимната и пролетната пшеница, в зависимост от сорта, могат да образуват от две до осем корени. Тяхното количество зависи и от големината на семената, плодородието и влажността на почвата, сроковете на сеитба и други фактори. Едновременно с появата на странични издънки, след образуването на трепетен възел, започват да се развиват възлови стъблови (вторични) корени. Това се случва 14-26 дни след покълването. В Украйна при зимната пшеница оптималните дати за сеитба с достатъчна влага в почвата, размножаването обикновено започва на 14-16-ия ден след появата им (Bondarenko V.I., Fedorova N.A., Lebedev E.M., Artyukh A.D., 1977). При по-неблагоприятни условия този процес се забавя..

Установено е, че всеки новоявен издънка образува двойка корени и по този начин е снабдена със собствена коренова система.

Назначаване на кореновата система на пшеницата, подобно на други растения, усвояването на вода и хранителни вещества от почвата и доставката им на други растителни органи. В допълнение, проучванията на съветските учени (Prutskov F.M., 1970), използващи белязани атоми, установяват, че корените са мястото на синтеза на аминокиселини и други сложни органични съединения. Растежът и развитието на кореновата система са повлияни от редица фактори, съветски учени (Пруцков Ф.М., 1970), използвайки белязани атоми, установяват, че корените са мястото на синтеза на аминокиселини и други сложни органични съединения. Растежът и развитието на кореновата система се влияят от редица фактори, по-специално температура, влага в почвата, съдържание на хранителни вещества в нея и други. Стъблото е цилиндрична слама, може да бъде кухо (в мека пшеница) или изпълнено с рохкава паренхимна тъкан под ухо (в твърда пшеница).

Дебелината на сламата, нейната анатомична структура (дебелината на стените на сламения и склеренхимния пръстен, броят на проводящите снопове) определят устойчивостта на пшеницата към подаване. Стъблото по дължината е разделено на 5-6 секции от възли под формата на пръстеновидни удебеления. Стъбълните участъци между възлите се наричат ​​internodes. Първият долен интернод се нарича пролука между две пръстеновидни удебеления, разположени над тройния възел. Дължината му не е една и съща: в зависимост от сорта и условията на отглеждане, тя може да варира от 2 до 15 см. Дължината на втория и следващите вътрешни възли при нормални условия на растеж надвишава дължината на първата. Най-дългата в растенията е последната, подобна на шип internode (Таблица 1).

Както се вижда, сортовете зимна пшеница се различават леко по дължина и дебелина на долните междувъзлия, по-значителни разлики се проявяват в размерите на четвъртия и петия междувъзлия. По правило при полу-джуджеви сортове (юбилей на Херсон, Одеса полу-джудже) горните шипове междувъзли са много по-къси, отколкото при други, по-високи. Може да се счита за установено, че основните разлики между сортовете в общата дължина на стъблото се дължат на дължината на горните междувъзли. Интензивността на растежа на стъблата не е еднаква в отделните фази на онтогенезата. В началото на изхода на растението в тръбата, стъблото расте бавно (1,5-2 см растеж на ден), след това скоростта му на растеж постепенно се увеличава и по време на залагане - цъфтежът достига максималната си стойност (4–6 см на ден). Дължината на стъблото зависи от биологичните свойства на сорта, влага и плодородие на почвата, торове, плътност на стъблото и други условия. Повишените дози торове (особено азотни), сгъстяването на културите допринасят за удължаването на стъблото.

Пшенични листа

Листата изпълняват важна физиологична функция. Процесът на фотосинтеза протича в тях, тоест усвояването на въглеродния диоксид от външната среда поради енергията на слънчевата светлина и превръщането му в химическа енергия на органични вещества.

Листата на пшенично растение се появяват от горния слой на меристемата на конуса за растеж. Те са разделени на базални и стволови (Cooperman F.M., 1969). Когато ембрионът се образува в семената, листните туберкули се образуват от повърхностния слой на меристемата на растежния конус. Растежът на туберкулите на първия лист води до образуването на първия лист. Тогава по същия начин, в определена последователност, се образуват вторият и третият зародиш, или базал, листа. Всички стъблови листа в пшеницата се слагат на II етап на органогенезата, преди да започне диференциацията на шипа, т.е. преди конусът на растежа на издънката да премине към III стадий на органогенезата. Растежът на листата, процесите на диференциация на тъканите им, които са придружени от разгръщане на листните остриета, протичат от появата на разсад до IX етап на органогенезата - цъфтеж и торене. На основната издънка при повечето сортове пшеница се полагат само 8-10 листа. Върху страничните издънки се оформят пилинг, в зависимост от реда на пилинг, с 1-3 листа по-малко. Стъблото лист се състои от влагалище и лопатка на листата. Влагалището е прикрепено към стъблото и с долната си част го покрива под формата на тръба. В зоната на преход на влагалището към листната лопатка пшеницата има тънък полупрозрачен филм, наречен лигула или език. Езикът е доста плътно прикрепен към стъблото и предпазва вагиналната тръба от проникване на вода и паразити в нея. Ушите се образуват от двете страни на езика..

Дължината на влагалището на листа варира с височината на закрепване на листа, като всеки слой е отдолу нагоре. Съответно дължината и ширината на листния лист се увеличават (таблица 2). Често, особено в южните степни райони, листното острие на горния лист е малко по-късо от предпоследното. Широчината на листата, като правило, се увеличава от ниво на ниво. Анатомичната структура на тъканта на листа от пшеница е отразена подробно в монографията на А. И. Носатовски (1965 г.), затова предоставяме само основна информация за тях.

Таблица 1

Дължината (числител, см) и диаметърът (знаменател, мм) на междурелсовите пространства при различните сортове зимна пшеница (UNIIOZ, 1979-1981 г.)

Дължината (числител, см) и ширината (знаменател, мм) на междурелсовите пространства при различните сортове зимна пшеница (UNIIOZ, 1979-1981 г.)

Всички съдови снопове от листа от пшеница имат колатерална структура, ксилемата е насочена към горната повърхност на плочата, флоемата към долната. Големите снопове със силно развит ксилем изпълняват функции за водоснабдяване. Малки снопове, състоящи се главно от флоема, участват в събирането и изтичането на асимилиращи продукти. Данните на много научни изследвания сочат, че размерът на листните остриета, животът на листата и производителността на листната повърхност значително влияят върху формирането на суха растителна маса и добива на зърно. Производителността на единица листна повърхност при III, VI, VIII и особено на X етап на органогенезата е много по-висока при високопродуктивните сортове (F. Cooperman, 1969). В същото време по-продуктивните сортове пшеница имат по-високо общо съдържание на хлорофил на единица площ на листната повърхност и максималният хлорофил пада върху листата на горните нива.

Шип от пшеница

Съцветието в пшеницата е ухо от пшеница, което се състои от многостепенно стъбло и шипове. На всяка издатина на шиповата пръчка има по един спикелет. Спикелът се състои от две симетрично разположени широки шипове на колона, които имат външна (долна) и вътрешна (горна) вена, кил, разположен отстрани, шип (зъбен) зъб и рамо. Между скалите на шипката в строга последователност са цветя, те са бисексуални, моноезични. По метода на опрашване пшеницата се отнася до самоопрашващи се растения. При горещо сухо време, особено в южните райони на страната ни, може да се получи кръстосано опрашване.

Всяко цвете в пшеница е покрито от две страни с две флорални люспи - външна и вътрешна: първата е изпъкнала, едра, килеста, с няколко жилки - при спиновидните сортове има тента, при безкостните сортове сфеноидна заточване, покрита по ръба с реснички, втората без тента и остеоидно заточване, за разлика от външната има две кила. Между външните и вътрешните цъфтящи люспи са най-важните части на цветето - плодник и три тичинки. Жилището е яйчник с перовидна двулиста стигма. В основата на яйчника са разположени два безцветни филма или лодули, които набъбват по време на цъфтежа, като по този начин допринасят за отварянето на цветето. В колона има 2-5 или повече цветя, от които горните 1-2 цветя обикновено са безплодни. При добри условия на развитие (голяма площ за подхранване, оптимално снабдяване с азот към почвите) могат да се засаждат до 11 цветя и до 8-9 зърна във всяка колона от зимна пшеница.

По форма ушите от мека пшеница се разделят на три вида: вретеновидна - средната част на ухото е най-широка, заострена към върха и частично към основата - призматична - ширината на ушите е почти еднаква по цялата дължина, с изключение на горните и долните шипове - с формата на клубове, или с уши, когато ушите до върха се разширяват и колоните се уплътняват. Напречното сечение на ушите може да бъде квадратно, правоъгълно, заоблено или овално (Prutskov F.M., 1970). Ушите се делят по дължина: мека пшеница - на малка (до 8 см дължина), средна (8-10 см) и голяма (повече от 10 см) - твърда пшеница - на къса (до 6 см), средна (7-8 см), дълги (9-10 см или повече). Дължината на шипа, другите му морфоструктурни елементи на производителност (броят на шипките и зърната в шипа) варират значително в зависимост от условията на отглеждане. Цветът на люспите на шипките е бял или червен, а бунтите са червени, бели или черни..

Пшенично зърно

Плодът на пшеницата е зърно, което в агрономическата практика се нарича зърно. При кариопсиса се разграничава самото семе, състоящо се от ембриона, ендосперма и семенните мембрани и плодовата мембрана или перикарпа, който е стената на яйчника. В горната част на фургона има гребен. Ембрионът се състои от щит, който го свързва с ендосперма, бъбрека и рудиментарните коренови туберкули. Зародишната пъпка на семето се състои от растежен конус, първично ембрионално стъбло и зародишни листа, покриващи растежния конус под формата на капачка. Останалите зърна са пълни с брашнест ендосперм, който съдържа резервни хранителни вещества. В ендосперма може да се разграничи външният слой - алеуроновият слой, който се състои от един ред клетки, където почти няма скорбяла, и самият ендосперм, чиито клетки съдържат нишестени зърна. Пространствата между нишестените зърна са изпълнени с протеинови вещества..

Размерът на зърното варира значително в зависимост от вида на пшеницата, сорта и условията на отглеждане. Дължината му варира от 4 до 9 мм, ширината му е от 0,8 до 2,2, а дебелината му е от 1,5 до 3,5 мм. Те също се различават по тегло: от 20 до 90 mg.