Botanički opis i distribucija pšenice

Sistematika i podrijetlo pšenice

Među žitaricama rod Tritikum l. ističe se za najveći polimorfizam. Sve vrste pšenice - (a ima ih 27) dijele se u četiri skupine prema broju kromosoma, tvoreći poliploidni red.

1. Diploidne vrste pšenice (n = 7), genom A - T. boeoticum Boiss., T. urartu Thum, et Gandil., T. monococcum L., T. sinskajae A. Filat, i Kurk. Među diploidnim vrstama postoje uzorci s visokim udjelom proteina u zrnu, koji dosežu 35-37, i imunitet protiv gljivičnih bolesti (posebno u kultiviranoj odnozerennici).

2. Tetraploidne vrste pšenice (n = 14). Genomi A i B - 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. Zhuk. Genomi A i G - T. araraticum Jakubz., T. timopheevii Zhuk. ., T. militinae Zhuk. et migusch.

Pitanje porijekla tetraploidne pšenice još nije u potpunosti istraženo. Nedavna posebna citogenetska istraživanja omogućila su utvrđivanje filogenije čitave tetraploidne serije. Većina istraživača smatra da je divlji krafna bio najvjerojatniji donor genoma A T. boeoticuim boiss, i genom - Ae. speltoides tausch. Sinteza vrsta zasnovanih na amfiloidizaciji odvijala se u pretpovijesno doba na područjima zajedničkog rasta aegilopa i divljih odnozerennika.

Utvrđena su dva centra podrijetla tetraploidne pšenice - bliskoazijski (закаkavka) i afrički (etiopija). Većinu vrsta pšenice tipa tetraploidni karakterizira povećani udio bjelančevina i otpornost na gljivične bolesti, što im omogućava da se koriste u uzgojnim programima za stvaranje sintetičkog materijala. Pri križanju s heksaploidnom pšenicom uočava se djelomična genetska kompatibilnost.

Među tetraploidnom pšenicom T. durum Dest. (durum pšenica) ima najveću proizvodnu vrijednost, zauzima drugo mjesto u svijetu (nakon meke pšenice) na kultiviranim površinama.

3. Heksaploidna vrsta pšenice (n = 21). Genomi A, B i D - T. aestivum L., T. macha Dek. et. Men., T. spelta., T. vavilovii Jakubz., T. capactum Host., T. sphaerococcum Perc., T. petropavlovskyi Udacz. et migusch.

Genomi A, A i C - T. Zhukovskyi Men, et Er.

Trenutno se smatra utvrđenim darovateljem genoma D to je Ae. sguarrosa L. genom D ima veliko evolucijsko značenje za pšenicu. Zahvaljujući njemu, heksaploidne vrste stvaraju dobroćudni gluten i visoku zimsku tvrdoću, što povećava njihovu proizvodnu vrijednost i doprinosi širokoj rasprostranjenosti. Međutim genom D nosi osjetljivost na bolest.

Primarno središte podrijetla većine vrsta heksaploidne serije je Transkaucasia. Među heksaploidnom pšenicom najčešća je meka pšenica (T. aestivum L.). To je glavni usjev kruha u mnogim zemljama svijeta. Raspon ove vrste pokriva sve kontinente svijeta: od Arktičkog kruga do južnih granica Afrike i Amerike, koje se uzgajaju na kopnu smještenom ispod razine mora, kao i do 4000 m (u planinama Perua). Sve to ukazuje na veliku plastičnost meke pšenice. Vrsta je isključivo polimorfna kako u načinu života (zimski, proljetni, poluzimski i proljetni oblici, dvooružani), tako i u morfobiološkim svojstvima. Trenutno je meka pšenica u fokusu uzgajivača. Izuzetno bogatstvo njegovog genotipa omogućava vam stvaranje sorti koje zadovoljavaju zahtjeve intenzivnog uzgoja.

Hibridizacija meke pšenice sa heksaploidnim vrstama sa AED genima lako uspijeva - vrste s genomom G nespojivo s mekom pšenicom.

4. Octoploidne vrste pšenice (n = 28), stvorio čovjek umjetnim sredstvima. genom A, A, G, G - T. timonovum Heslot et Ferrari dobiven od francuskog botaničara Esla iz T. timopheevi, Vrlo je otporna protiv gljivičnih bolesti, dobar je izvor citoplazmatske muške sterilnosti za meku pšenicu. genom , , , G - T. fungicidum Zhuk. primio P. M. Zhukovsky iz križanja T. carthlicum var. fuliginosum i T. timopheevi nakon čega slijedi liječenje F1 0,02-om otopinom kolhicina. Karakterizira ga velika otpornost protiv gljivičnih bolesti..

Octoploidna pšenica nije kompatibilna s heksaploidnim vrstama.

Botanički opis i biološka svojstva pšenice

Korijenski sustav

Biljka pšenice ne tvori glavni korijen jezgre i već od trenutka klijanja sjemena ima nekoliko gotovo jednako razvijenih klijavih, odnosno primarnih, korijena. U procesu naknadnog rasta i razvoja, adneksni ili čvorni korijeni počinju se formirati iz donjih matičnih čvorova, koji tvore vlaknasti korijenski sustav.

Sjemenke pšenice klijaju u nekoliko korijena: prvo se pojavljuje jedan korijen, 3-4 dana kasnije od prvog, drugog i trećeg, zatim četvrti i peti, koji su smješteni u ravnini paralelnoj sa štitom zrna.

Kao što pokazuju brojne studije (A. Nosatovsky, 1965.), ozimna i proljetna pšenica, ovisno o sorti, može tvoriti od dva do osam korijena. Njihova količina ovisi i o veličini sjemena, plodnosti i vlažnosti tla, vremenu sjetve i drugim čimbenicima. Istodobno s pojavom bočnih izdanaka, nakon stvaranja uzbudljivog čvora, počinju se razvijati čvorići (sekundarni) korijeni. To se događa 14-26 dana nakon klijanja. U Ukrajini u zimsku pšenicu optimalni datumi sjetve s dovoljnom vlagom u tlo, orezivanje obično započinje od 14-16. Dana nakon nicanja (Bondarenko V.I., Fedorova N.A., Lebedev E.M., Artyukh A.D., 1977). Ovaj postupak se pod manje povoljnim uvjetima odgađa..

Utvrđeno je da svaki novootvoreni izboj tvori par korijena i na taj način dobiva svoj vlastiti korijenski sustav.

Imenovanje korijenskog sustava pšenice, poput drugih biljaka, asimilacija vode i hranjivih tvari iz tla i njihova opskrba drugim biljnim organima. Pored toga, studije sovjetskih znanstvenika (Prutskov F.M., 1970.) pomoću označenih atoma utvrdile su da su korijeni mjesto sinteze aminokiselina i drugih složenih organskih spojeva. Na rast i razvoj korijenskog sustava utječe niz čimbenika, sovjetski znanstvenici (Prutskov F.M., 1970.) pomoću označenih atoma otkrili su da su korijeni mjesto sinteze aminokiselina i drugih složenih organskih spojeva. Na rast i razvoj korijenskog sustava utječe niz čimbenika, posebno temperatura, vlaga tla, sadržaj hranjivih tvari u njemu i drugi. Stabljika je cilindrične slame, može biti šuplja (u mekoj pšenici) ili ispunjena labavim parenhimskim tkivom ispod uha (u tvrdoj pšenici).

Debljina slame, njezina anatomska struktura (debljina stijenki slame i skloni prsten, broj provodljivih snopa) određuju otpornost pšenice na loženje. Stabljika duž duljine podijeljena je na 5-6 odjeljaka čvorovima u obliku prstenastih zadebljanja. Odjeljci stabljika između čvorova nazivaju se internodesi. Prvi donji međuprostor naziva se jaz između dva prstenasta zadebljanja koja se nalaze iznad čvornog čvora. Njegova duljina nije ista: ovisno o sorti i uvjetima uzgoja, može varirati od 2 do 15 cm. Duljina drugog i sljedećih internodija u normalnim uvjetima rasta prelazi duljinu prvog. Najdulje u biljkama je zadnja šiljasta internodija (tablica 1).

Kao što se može vidjeti, sorte ozime pšenice neznatno se razlikuju u duljini i debljini donjih internodija, a značajnije razlike očituju se u veličinama četvrtog i petog internodija. U pravilu su kod polumorskih sorti (Khersonova godišnjica, Odesa polu-patuljak) gornji šiljasti internodi mnogo kraći nego kod ostalih, viših. Može se smatrati utvrđenim da su glavne razlike među sortama u ukupnoj duljini stabljika zbog duljine gornjih međunožja. Intenzitet rasta stabljike nije isti u pojedinim fazama ontogeneze. Na početku izlaska biljke u epruvetu, stabljika polako raste (1,5 do 2 cm dnevno), zatim se brzina rasta postupno povećava, a za vrijeme cvjetanja - cvjetanje dostiže maksimalnu vrijednost (4–6 cm dnevno). Duljina stabljike ovisi o biološkim svojstvima sorte, vlažnosti i plodnosti tla, gnojivima, gustoći stabljike i drugim uvjetima. Povećane doze gnojiva (posebno dušika), zadebljanje usjeva pridonose produljenju stabljike.

Lišće pšenice

Listovi obavljaju važnu fiziološku funkciju. U njima teče proces fotosinteze, tj. Apsorpcija ugljičnog dioksida iz vanjskog okruženja zbog energije sunčeve svjetlosti i pretvaranje u kemijsku energiju organskih tvari.

Listovi biljke pšenice pojavljuju se iz gornjeg sloja meristema konusa rasta. Podijeljeni su na bazalni i stabljični (Cooperman F.M., 1969). Kad se embrij formira u sjemenu, iz površinskog sloja meristema konusa rasta formiraju se tubercles listova. Rast tuberkula prvog lista dovodi do stvaranja prvog lista. Tada se na isti način u određenom slijedu formiraju drugi i treći klice, ili bazalna, lišće. Sva stabljika lišća u pšenici polaže se u II stadiju organogeneze prije nego što započne diferencijacija bodljike, tj. Prije nego što rast konusa izbojaka napreduje do III stupnja organogeneze. Rast lišća, procesi diferencijacije njihovih tkiva, koji su praćeni razmeštanjem lisnih listova, odvijaju se od nastanka sadnica do IX faze organogeneze - cvatnje i gnojidbe. Na glavnom izdanku kod većine sorti pšenice položi se samo 8-10 lišća. Na bočnim izbojcima formira se orezivanje, ovisno o redoslijedu uboda, 1-3 lista manje. Stabljika lista sastoji se od vagine i lisnih listova. Vagina je pričvršćena na stabljiku i svojim donjim dijelom pokriva je u obliku cijevi. U zoni prijelaza rodnice na lisnu oštricu pšenica ima tanki prozirni film koji se naziva ligula ili jezik. Jezik je prilično čvrsto pričvršćen za stabljiku i štiti vaginalnu cijev od prodora vode i parazita u nju. Uši nastaju s obje strane jezika..

Duljina vagine lista varira s visinom pričvršćivanja lista, s tim da je svaki sloj odozdo prema gore. U skladu s tim, povećava se duljina i širina lista listova (tablica 2). Često, posebno u sjevernim stepskim predjelima, listovi gornjeg lista su nešto kraći od pretpostavljenog. Širina lišća u pravilu se povećava od sloja do sloja. Anatomska struktura tkiva lišća pšenice detaljno je odražena u monografiji A. I. Nosatovskog (1965.), stoga pružamo samo osnovne podatke o njima.

Tablica 1

Duljina (brojač, cm) i promjer (nazivnik, mm) internodija kod različitih sorti ozime pšenice (UNIIOZ, 1979-1981)

Duljina (brojač, cm) i širina (nazivnik, mm) međuodnosa kod različitih sorti ozime pšenice (UNIIOZ, 1979-1981)

Svi vaskularni snopovi lišća pšenice imaju kolateralnu strukturu, ksilem je usmjeren na gornju površinu ploče, a phloem na donju. Veliki snopovi s visoko razvijenim ksilemom obavljaju funkcije opskrbe vodom. Mali snopovi, koji se uglavnom sastoje od phloema, uključeni su u prikupljanje i odljev asimilacijskih proizvoda. Podaci mnogih znanstvenih studija ukazuju da veličina listova, vijek trajanja i produktivnost listove površine značajno utječu na formiranje suhe biljne mase i prinosa zrna. U visoko produktivnim sortama produktivnost jedinice lisne površine u III, VI, VIII i posebno u X fazi organogeneze mnogo je veća (F. Cooperman, 1969). Istovremeno, produktivnije sorte pšenice imaju veći ukupni udio klorofila po jedinici površine lista, a maksimalni klorofil pada na lišće gornjih slojeva.

Šiljak pšenice

Cvat u pšenici je uhu pšenice koja se sastoji od višeslojnog stabljika i šiljka. Na svakom izbočenju šipkaste šipke nalazi se po jedan spikelet. Šiljka se sastoji od dvije simetrično smještene široke ljestvice spikeleta, koje imaju vanjsku (donju) i unutarnju (gornju) venu, kobilicu koja se nalazi sa strane, šiljati (kobilica) zub i rame. Između ljuskavica u strogom nizu nalaze se cvjetovi, biseksualni su, monoe. Metodom oprašivanja pšenica se odnosi na samoopravajuće biljke. U vrućem suhom vremenu, posebno u južnim krajevima naše zemlje, može doći do unakrsnog oprašivanja.

Svaki cvijet na pšenici obložen je s dvije strane dvije cvjetne ljuskice - vanjske i unutarnje: prva je konveksna, krupna, kockasta, s nekoliko vena - kod šiljastih sorti ima tetiv, u bez kostiju, sfenoidno oštrenje pokriveno uz rub cilijama, drugo bez tende i osteoidno oštrenje, za razliku od vanjske, ima dvije kobilice. Između vanjske i unutarnje cvjetne ljuske najvažniji su dijelovi cvijeta - plodnica i tri stabljike. Štitnik je jajnik s perastom dvoglavom stigmom. U podnožju jajnika nalaze se dva bezbojna filma ili lodule koji nabubre tijekom cvatnje i tako doprinesu otvaranju cvijeta. U šiljku ima 2-5 ili više cvjetova, od kojih su gornja 1-2 cvjetova obično neplodna. U dobrim razvojnim uvjetima (velika hranidbena površina, optimalna opskrba tla dušikom) može se posaditi do 11 cvjetova i do 8-9 žitarica u svaku žlicu zimske pšenice.

U obliku, uši od meke pšenice dijele se na tri vrste: vretenasto oblikovano - srednji dio uha je najširi, sužava se prema vrhu i djelomično je do osnove - prizmatično - širina ušiju je gotovo jednaka po cijeloj dužini, s izuzetkom gornjeg i donjeg šiljka - u obliku klupka, ili super uši, kada su uši do vrha proširiti i šiljci se zbijaju. Presjek ušiju može biti kvadratnog, pravokutnog, zaobljenog ili ovalnog oblika (Prutskov F.M., 1970). Uši se dijele po duljini: meka pšenica - na male (do 8 cm duljine), srednje (8-10 cm) i velike (više od 10 cm) - tvrda pšenica - na kratka (do 6 cm), srednja (7-8 cm), dugačka (9-10 cm ili više). Duljina bodlje i drugi njegovi morfostrukturni elementi produktivnosti (broj šiljaka i zrna u šiljku) znatno se razlikuju ovisno o uvjetima uzgoja. Boja spikeletnih ljuskica je bijela ili crvena, a aveni su crvena, bijela ili crna..

Zrno pšenice

Plod pšenice je zrno koje se u agronomskoj praksi naziva žito. U kariopsu se razlikuje samo sjeme koje se sastoji od membrane embrija, endosperma i sjemena te plodne membrane, odnosno perikarpa, koji je stijenka jajnika. U gornjem dijelu vilice nalazi se greben. Embrio se sastoji od štitnika koji ga povezuje s endospermom, bubregom i rudimentarnim korijenskim tuberkulima. Klijavost stabljike sjemena sastoji se od konusa rasta, primarnog embrija i stabljike zametnika koji pokrivaju konus rasta u obliku čepa. Ostatak zrna ispunjen je brašnastim endospermom koji sadrži rezervne hranjive tvari. U endospermu se može razlikovati vanjski sloj - aleuronski sloj, koji se sastoji od jednog reda stanica u kojem gotovo da nema škroba, i sam endosperm, u čijim stanicama se nalaze škrobna zrna. Prostori između škrobnih zrna ispunjeni su bjelančevinama..

Veličina zrna uvelike varira ovisno o vrsti pšenice, sorti i uvjetima uzgoja. Duljina mu je od 4 do 9 mm, širina od 0,8 do 2,2, a debljina od 1,5 do 3,5 mm. Razlikuju se i po težini: od 20 do 90 mg.