Botanični opis in distribucija pšenice

Sistematika in izvor pšenice

Med žiti je rod Tritikum l. izstopa po največjem polimorfizmu. Vse vrste pšenice - (in teh je 27) so razdeljene v štiri skupine glede na število kromosomov, ki tvorijo poliploidno vrsto.

1. Diploidne vrste pšenice (n = 7), genom A - T. boeoticum Boiss., T. urartu Thum, et Gandil., T. monococcum L., T. sinskajae A. Filat, et Kurk. Med diploidnimi vrstami obstajajo vzorci z visoko vsebnostjo beljakovin v zrnu, ki dosežejo 35-37, in odpornost proti glivičnim boleznim (zlasti pri gojenih odnozerennicah).

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

Vprašanje izvora tetraploidne pšenice še ni popolnoma raziskano. Nedavne posebne citogenetske študije so omogočile določitev filogenije celotne tetraploidne serije. Večina raziskovalcev meni, da je bil divji krof najverjetnejši darovalec genoma A T. boeoticuim boiss, in genom V - Da. speltoides tausch. Sinteza vrst, ki temeljijo na amfiploidizaciji, je potekala v prazgodovini na območjih skupne rasti aegilopov in divjih odnozerennikov.

Vzpostavljena sta bila dva središča nastanka tetraploidne pšenice - bližnjeazijsko (закаkavško) in afriško (etiopija). Za večino vrst pšenice tetraploidnega tipa je značilna povečana vsebnost beljakovin v zrnih in odpornost proti glivičnim boleznim, kar omogoča njihovo uporabo v rejskih programih za ustvarjanje sintetičnega materiala. Pri križanju s heksaploidno pšenico opazimo delno genetsko združljivost.

Med tetraploidno pšenico T. durum Dest. (trda pšenica) ima največjo proizvodno vrednost, na obdelovalnih površinah je drugo mesto na svetu (po mehki pšenici).

3. Heksaploidne vrste pšenice (n = 21). Genomi A, B in 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.

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

Trenutno velja za ugotovljeno, da je darovalec genoma D je Ae. sguarrosa L. Genom D ima velik evolucijski pomen za pšenico. Zahvaljujoč njej heksaploidne vrste tvorijo benigni gluten in visoko zimsko odpornost, kar povečuje njihovo proizvodno vrednost in prispeva k široki distribuciji. Vendar genom D nosi dovzetnost za bolezni.

Primarno središče izvora večine vrst heksaploidne vrste je Kavkazije. Med heksaploidno pšenico je najpogostejša mehka pšenica (T. aestivum L.) Je glavni pridelek kruha v mnogih državah sveta. Obseg te vrste zajema vse celine sveta: od arktičnega kroga do južnih meja Afrike in Amerike, gojijo se na deželah pod morsko gladino, pa tudi do 4000 m (v gorah Perua). Vse to kaže na veliko plastičnost mehke pšenice. Vrsta je izključno polimorfna tako v načinu življenja (zimska, pomladna, polzimska in spomladanska oblika, dvoročna) in po morfobioloških lastnostih. Trenutno je mehka pšenica v središču pozornosti rejcev. Izjemno bogastvo njegovega genotipa vam omogoča ustvarjanje sort, ki ustrezajo zahtevam intenzivnega kmetovanja.

Hibridizacija mehke pšenice s heksaploidnimi vrstami z genoma AED uspeva zlahka - vrste z genomom G nezdružljiv z mehko pšenico.

4. Octoploid vrste pšenice (n = 28), ustvaril človek z umetnimi sredstvi. Genom A, A, G, G - T. timonovum Heslot et Ferrari pridobil francoski botanik Eslo iz T. timopheevi, Je zelo odporen proti glivičnim boleznim, dober vir citoplazemskih moških sterilnosti za mehko pšenico. Genom A, A, V, G - T. fungicidum Zhuk. prejel P. M. Žukovski iz križanja T. carthlicum var. fuliginosum in T. timopheevi sledi zdravljenje z 0,01 -tno raztopino kolhicina F1. Zanj je značilna velika odpornost proti glivičnim boleznim..

Octoploidna pšenica ni združljiva s heksaploidnimi vrstami.

Botanični opis in biološke lastnosti pšenice

Koreninski sistem

Rastlina pšenice ne tvori glavnega jedrnega korena in ima že od trenutka kalitve semena več skoraj enako razvitih zarodnih ali primarnih korenin. V procesu kasnejše rasti in razvoja se iz spodnjih stebelnih vozlišč začnejo oblikovati adneksalne ali vozličaste korenine, ki tvorijo vlaknati koreninski sistem.

Pšenična semena kalijo v več koreninah: najprej se pojavi en koren, 3-4 dni pozneje kot prvi, drugi in tretji, nato četrti in peti, ki se nahajajo v ravnini, vzporedni s ščitnikom zrnja.

Kot kažejo številne študije (A. Nosatovsky, 1965), lahko ozimna in spomladanska pšenica, odvisno od sorte, tvori od dva do osem korenin. Njihova količina je odvisna tudi od velikosti semen, rodovitnosti in vlažnosti tal, časa setve in drugih dejavnikov. Hkrati s pojavom stranskih poganjkov se po nastanku tilnega vozlišča začnejo razvijati vozličasti stebelni (sekundarni) korenini. To se pojavi 14-26 dni po kalitvi. V Ukrajini se pri zimski pšenici optimalni datumi setve z zadostno vlago v tleh obrezovanje običajno začnejo 14-16. Dan po vznikanju (Bondarenko V.I., Fedorova N.A., Lebedev E.M., Artyukh A.D., 1977). Pod manj ugodnimi pogoji se ta postopek zavleče..

Ugotovljeno je bilo, da vsak na novo poganjk tvori par korenin in je tako opremljen s svojim korenskim sistemom.

Imenovanje koreninskega sistema pšenice, tako kot druge rastline, asimilacija vode in hranilnih snovi iz zemlje in njihova oskrba z drugimi rastlinskimi organi. Poleg tega so študije sovjetskih znanstvenikov (Prutskov F.M., 1970) z uporabo označenih atomov ugotovili, da so korenine mesto sinteze aminokislin in drugih kompleksnih organskih spojin. Na rast in razvoj koreninskega sistema vplivajo številni dejavniki, sovjetski znanstveniki (Prutskov F.M., 1970) z uporabo označenih atomov so ugotovili, da so korenine mesto sinteze aminokislin in drugih kompleksnih organskih spojin. Na rast in razvoj koreninskega sistema vplivajo številni dejavniki, zlasti temperatura, vlaga v tleh, vsebnost hranil v njem in drugi. Steblo je valjaste slame, lahko je votlo (v mehki pšenici) ali napolnjeno z ohlapnim parenhimskim tkivom pod ušesom (v trdi pšenici).

Debelina slame, njena anatomska zgradba (debelina sten slamnatega in žlebastega obroča, število prevodnih snopov) določajo odpornost pšenice na polaganje. Steblo vzdolž dolžine je razdeljeno na 5-6 odsekov z vozlišči v obliki obročatih odebelitev. Odseki stebel med vozlišči se imenujejo internodi. Prva spodnja internodija se imenuje vrzel med dvema obročastima zadebelitvama, ki se nahajata nad tilniško vozlišče. Njegova dolžina ni enaka: odvisno od sorte in pogojev gojenja se lahko spreminja od 2 do 15 cm. Dolžina drugega in naslednjih internodijev v normalnih pogojih rasti presega dolžino prvega. Najdaljše v rastlinah je zadnja, koničasti internodija (tabela 1).

Kot je razvidno, se sorte ozimne pšenice nekoliko razlikujejo po dolžini in debelini spodnjih internodijev, pomembnejše razlike se kažejo v velikosti četrtega in petega mednožja. Praviloma so pri pol-pritlikavih sortah (Khersonova obletnica, Odesa pol-pritlikavka) zgornje konice mednožja veliko krajše kot pri drugih, višjih. Ugotovljeno je, da so glavne razlike med sortami v skupni dolžini stebel posledica dolžine zgornjih internodijev. Intenzivnost rasti stebel v posameznih fazah ontogeneze ni enaka. Na začetku izstopa rastline v cev steblo počasi raste (1,5–2 cm na dan), nato pa se njegova stopnja rasti postopoma povečuje in med usmerjanjem cvetenja doseže največjo vrednost (4–6 cm na dan). Dolžina stebla je odvisna od bioloških lastnosti sorte, vlažnosti in rodovitnosti tal, gnojil, gostote stebla in drugih pogojev. Povečani odmerki gnojil (predvsem dušika), zgoščevanje pridelkov prispevajo k podaljšanju stebla.

Pšenični listi

Listi opravljajo pomembno fiziološko funkcijo. V njih poteka proces fotosinteze, torej absorpcija ogljikovega dioksida iz zunanjega okolja zaradi energije sončne svetlobe in njegova pretvorba v kemijsko energijo organskih snovi.

Listi rastline pšenice se pojavljajo iz zgornje plasti meristema rastnega stožca. Delimo jih na bazalne in stebelne (Cooperman F.M., 1969). Ko se zarodek tvori v semenu, se iz površinske plasti meristema rastnega stožca tvorijo listni tuberki. Rast tuberkule prvega lista vodi v nastanek prvega lista. Potem se na enak način v določenem zaporedju oblikujejo drugi in tretji zarodni ali bazalni listi. Vsi stebelni listi v pšenici se položijo na II stopnjo organogeneze, preden se začne diferenciacija konice, to je, preden se stožec poganjkov napreduje v III stopnjo organogeneze. Rast listov, procesi diferenciacije njihovih tkiv, ki jih spremlja razporeditev listnih rezin, potekajo od nastanka sadik do IX stopnje organogeneze - cvetenja in gnojenja. Na glavnem poganjku pri večini sort pšenice je položenih le 8-10 listov. Na stranskih poganjkih se oblikuje razmnoževanje, odvisno od vrstnega reda vrtanja, 1-3 listov manj. Stebelni list je sestavljen iz nožnice in listnega rezila. Vagina je pritrjena na steblo in ga s spodnjim delom prekrije v obliki cevi. V območju prehoda vagine na listno rezilo ima pšenica tanek prosojni film, imenovan ligula ali jezik. Jezik je precej tesno pritrjen na steblo in varuje vaginalno cev pred prodiranjem vode in zajedavcev vanj. Uši tvorijo na obeh straneh jezika..

Dolžina nožnice lista se spreminja glede na višino pritrditve lista, pri čemer je vsak nivo od spodaj navzgor. V skladu s tem se dolžina in širina listnega rezila povečujeta (tabela 2). Pogosto, zlasti v južnih stepah, je listni list zgornjega lista nekoliko krajši od predzadnjega. Širina listov se praviloma poveča od stopnje do stopnje. Anatomsko strukturo tkiva pšeničnih listov podrobno prikazuje monografija A. I. Nosatovsky (1965), zato navajamo le osnovne podatke o njih.

Tabela 1

Dolžina (števec, cm) in premer (imenovalec, mm) internodijev pri različnih sortah ozimne pšenice (UNIIOZ, 1979-1981)

Dolžina (števec, cm) in širina (imenovalec, mm) internodijev pri različnih sortah ozimne pšenice (UNIIOZ, 1979-1981)

Vsi žilni snopi pšeničnih listov imajo kolateralno strukturo, ksilem je usmerjen na zgornjo površino plošče, floem na spodnjo. Veliki snopi z visoko razvitim ksilemom opravljajo funkcije oskrbe z vodo. Majhni snopi, sestavljeni predvsem iz phloema, so vključeni v zbiranje in odtok asimilacijskih produktov. Podatki mnogih znanstvenih raziskav kažejo, da velikost listnih rezin, življenjska doba listov in produktivnost listne površine pomembno vplivajo na oblikovanje suhe rastlinske mase in donosa zrnja. Učinkovitost enote listne površine pri III, VI, VIII in zlasti na X stopnji organogeneze je pri visokoproduktivnih sortah veliko večja (F. Cooperman, 1969). Hkrati imajo bolj produktivne sorte pšenice višjo skupno vsebnost klorofila na enoto površine listja in največ klorofila pade na listih zgornjih slojev.

Špica pšenice

Socvetje v pšenici je uhan pšenice, ki je sestavljen iz večstopenjskega stebla in špicev. Na vsakem izrastku konice palice je en spikelet. Špikelj je sestavljen iz dveh simetrično lociranih širokih luskinih lusk, ki imata zunanjo (spodnjo) in notranjo (zgornjo) veno, kobilico, ki se nahaja ob strani, koničasti (kobilica) zob in ramo. Med luskastimi luskami v strogem zaporedju so cvetovi, so biseksualni, enolični. Po metodi opraševanja se pšenica nanaša na samoprašne rastline. V vročem suhem vremenu, zlasti v južnih regijah naše države, lahko pride do navzkrižne oprašitve.

Vsak cvet na pšenici je na obeh straneh pokrit z dvema cvetnima luskama - zunanjo in notranjo: prva je konveksna, velika, kobilica, z več žilami - pri trnih sortah ima tendo, pri brezstičnih sortah, sferično ostrenje, ki je ob robu pokrito s cilijami, drugo brez tende in osteoidno ostrenje, v nasprotju z zunanjim ima dve kobilici. Med zunanjo in notranjo cvetočo lusko so najpomembnejši deli rože - pestič in trije prašniki. Pestilec je jajčnik s peresno dvokapno stigmo. Na dnu jajčnika sta dva brezbarvna filma ali lodule, ki med cvetenjem nabrekneta in s tem prispevata k odpiranju cveta. V špici je 2-5 ali več cvetov, od katerih so zgornji 1-2 cvetovi običajno neplodni. V dobrih razvojnih pogojih (velika površina hranjenja, optimalna oskrba z dušikom v tla) lahko v vsako špico ozimne pšenice posadite do 11 cvetov in do 8-9 zrn..

Po obliki so ušesa iz mehke pšenice razdeljena na tri vrste: vretenasto oblikovana - srednji del ušesa je najširši, zoži se proti vrhu in delno do podlage - prizmatičen - širina ušesa je skoraj enaka po celotni dolžini, razen zgornjih in spodnjih špičkov - klubsko oblikovanih, ali pri ušesih do vrha se razširijo in spikele so stisnjene. Prerez ušesa je lahko kvadratnega, pravokotnega, zaobljenega ali ovalnega oblika (Prutskov F.M., 1970). Ušesa so razdeljena po dolžini: mehka pšenica - na majhna (do 8 cm dolga), srednja (8-10 cm) in velika (več kot 10 cm) - trda pšenica - na kratka (do 6 cm), srednja (7-8 cm), dolga (9-10 cm ali več). Dolžina trna in njegovi drugi morfostrukturni elementi produktivnosti (število spikelov in zrn v trni) se močno razlikujejo glede na rastne razmere. Barva luskastih lusk je bela ali rdeča, osveti pa rdeča, bela ali črna..

Pšenično zrno

Plod pšenice je zrno, ki ga v agronomski praksi imenujejo žito. Pri kariopsi razlikujemo samo seme, ki ga sestavljajo zarodki, endospermi in semenske membrane ter sadna membrana ali perikarp, ki je stena jajčnika. V zgornjem delu hrenovke je greben. Zarodek je sestavljen iz ščita, ki ga povezuje z endospermom, ledvico in rudimentarnimi koreninskimi tuberkami. Zarodni semec semena je sestavljen iz rastnega stožca, primarnega embrionalnega stebla in zarodnih listov, ki pokrivajo rastni stožec v obliki pokrovke. Preostala zrna so napolnjena z motenim endospermom, ki vsebuje rezervna hranila. V endospermu lahko ločimo zunanjo plast - aleuronsko plast, ki je sestavljena iz ene vrstice celic, kjer skoraj ni škroba, in sam endosperm, katerega celice vsebujejo škrobna zrna. Prostori med škrobnimi zrni so napolnjeni z beljakovinskimi snovmi..

Velikost zrna se zelo razlikuje glede na vrsto pšenice, sorto in pogoje gojenja. Njegova dolžina se giblje od 4 do 9 mm, širina od 0,8 do 2,2, debelina pa od 1,5 do 3,5 mm. Razlikujejo se tudi po teži: od 20 do 90 mg.