яровизация пшеницы озимой что такое

Яровизация пшеницы озимой что такое

Яровизация – это сложный физиологический процесс, который происходит в организмах озимых растений под действием положительных низких температур. Благодаря этому процессу растения способны закалиться до холодов и перейти в пассивное состояние, сохраняя свои свойства до наступления тепла. От скорости прохождения культурами процесса яровизации зависит их морозостойкость. Таким образом, для тех сортов растений, которые проходят ускоренный яровизационный процесс, перезимовка может быть сложной, ведь становятся пассивными они слишком рано, а выходят из этого состояния еще ранней весной, из-за чего могут плохо расти и развиваться.

Способны ли озимые колоситься осенью?

У многих фермеров возникает вопрос по поводу того, могут ли переросшие растения озимых колоситься с осени. Ответ на этот вопрос достаточно прост. Только типичные яровые культуры, или сорта-двуручки, для которых не требуется стадия яровизации, возможен ее ускоренный вариант, могут начать колошение осенью. Когда же в пшенице начинают появляться колосковые бугорки – ее зимостойкость и морозостойкость значительно ослабляется. Поэтому если культура завершит яровизационный период еще осенью – ее морозостойкость будет достаточно малой, а с наступлением даже не очень низких температур растение погибает. Итак, если озимая пшеница перерастает с осени, то ее закалка значительным образом уменьшается, однако образование колоса осенью невозможно.

Важность стадии яровизации озимых

Яровизация для озимых культур является весьма важной стадией, ведь от ее течения зависит дальнейшая судьба растений и их способность к колошению, а следовательно и урожайность. Доказано, что значительное влияние на зимо- и морозостойкость растения имеет не столько прохождение ею всего процесса яровизации, сколько его течение. Культуры, в которых яровизация проходит медленно, являются более закаленными к низким температурам, а те, в которых этот процесс ускорен, входят в генеративное состояние еще в начале зимы, а не приобретая достаточной закалки. Как результат, вымерзание культур и уменьшение их урожайности. Таким образом, изучение процесса яровизации новых сортов сельскохозяйственных культур является весьма важной составляющей нормальной зимостойкости озимых.

Источник

551389 22420

Для того, чтобы семена давали хорошие всходы, перед посевом рекомендуется их обрабатывать. Способов предпосевной подготовки семян ныне существует немало (калибровка, закалка, дезинфекция, стратификация и т. д.), и одним из них как раз и является яровизация. Что же это такое, в чем состоит суть яровизации и какую пользу она может принести семенам и будущему урожаю?

Знакомьтесь – яровизация!

Яровизацией называется мероприятие, направленное на побуждение семян либо растений к активному росту и развитию посредством кратковременного воздействия низких температур (и хотя температура в данном случае обязательно должна быть достаточно низкой, она неизменно остается положительной). Кстати, в научной литературе яровизацию порой величают и вернализацией.

Отличия от закалки

От закалки яровизация отличается исключительно температурой. Яровизация всегда проводится только при положительных температурах, в то время как закалка допускается и при отрицательных. А в остальном данные способы предпосевной подготовки семян очень похожи.

Отличия от стратификации

Безусловно, яровизация имеет некоторое сходство и со стратификацией, однако есть между ними и определенные отличия. Стратификация – это довольно длительный процесс, при котором активно используются самые разнообразные температурные диапазоны. Яровизация же занимает относительно немного времени и может проводиться лишь при положительных температурах.

551387 50135thumb300

Еще одно отличие заключается в том, что яровизация может проводиться как в отношении семян, так и в отношении растений (если хочется, чтобы они поскорее зацвели и т. д.), стратификация же охватывает только семена.

С чем еще можно спутать яровизацию?

Как это ни странно, данный способ предпосевной подготовки семян путают не только с охлаждением, но еще и с прогреванием. По крайней мере, такая путаница нередко встречается в статьях, повествующих о предпосевной подготовке нашего второго хлеба – картофеля.

Конечно, и охлаждение, и прогревание имеют общую цель – дать семенам либо растениям хорошую температурную встряску, вот только температуры в данном случае сильно отличаются.

Как проводить яровизацию?

Сначала заранее подготовленные семена замачивают в воде комнатной температуры, а как только они станут набухать, их сразу же помещают в холодильник. При этом время их нахождения в холодильнике может сильно варьироваться: если сельдерею или хризантеме вполне хватит однодневной либо двухдневной выдержки, то семена лука, петрушки и морковки придется продержать в холодильнике значительно дольше – от десяти до пятнадцати дней.

Можно провести яровизацию и по-другому: смоченные в воде и начавшие прорастать семена репчатого лука, сельдерея, петрушки или морковки рассыпают слоем в три-пять сантиметров и выдерживают на льду при температуре от нуля до одного градуса. Каждые пару-тройку дней их обязательно перемешивают, а непосредственно перед посевом немного подсушивают.

551388 76213thumb300

Самыми оптимальными сроками яровизации до момента посева семян считаются: для сельдерея – за 20 – 24 дня, петрушки – за 18 – 22 дня, а для лука с морковкой – за 15 – 20 дней.

Важно не забывать и о том, что все предназначенные для яровизации семена обязательно должны быть очищены от примесей любых иных культур и от сора, а также от больных, слишком мелких, щуплых и битых экземпляров. А заготавливать их необходимо только от здоровых культур, отличающихся высокой урожайностью. Только в этом случае можно будет добиться наилучших результатов.

Источник

Яровизация

Яровизация — физиологическая реакция растений на охлаждение, вызванная адаптацией к сезонным изменениям умеренного климата. Для цветения и образования семян эти растения должны быть подвергнуты воздействию низких положительных температур (2—10 °C, в зависимости от вида и сорта растений). Яровизация присуща некоторым двулетним и многолетним растениям, в частности, злакам (рожь, пшеница и другим), корнеплодам (свёкла, морковь [1] ), а также плодовым деревьям (например, яблоням). В рамках современной экологической физиологии это явление описывается как холодовая реактивация диапаузы.

Яровизацией называется также основанный на этом явлении агротехнический приём контролируемого охлаждения семян перед их посевом, позволяющий сократить сроки вегетации растений, и в отдельных случаях обеспечить их вызревание в более холодном климате. [2] Этот агроприём разрабатывался отечественными и зарубежными специалистами; массовое (при постепенном ежегодном увеличении достигшее 13 % от общей площади зерновых СССР в 1941 г.), хотя и не вполне удачное, его внедрение на полях производилось в СССР в 1930-е гг. под руководством Т. Д. Лысенко. В период во время и после Великой Отечественной войны широкое внедрение яровизации было прекращено (за исключением культуры проса и картофеля) [3] [4] из-за недостатков данного метода, заключающихся в повышенной трудоёмкости полевых работ, неопределённости эффекта от массовой яровизации, и возможности повреждения наклюнувшихся семян при их несвоевременном посеве. [3] [4] [5]

В настоящее время техника яровизации находит применение в селекции растений, позволяя получать дополнительные поколения растений в селекционных камерах, фитотронах и теплицах, а также совмещать срок цветения растений, происходящих из разных регионов мира. В этом качестве она была поддержана Н. И. Вавиловым и другими учёными СССР и других стран. [2] [6] Дж. Б. С. Холдейн в статье «Лысенко и генетика», опубликованной в 1940 г. в журнале «Science and Society», указывал на «большую ценность» техники яровизации (vernalization), утверждая, что она «была достаточно доказана не только в Советском Союзе, но и во всем цивилизованном мире». [7]

В применении к картофелю яровизацией называется выдерживание клубней на свету. [8] [9]

Содержание

Физиологические особенности яровизации

Реакция на температурные и световые воздействия позволяет растениям адаптироваться к условиям их существования, используя наиболее благоприятный срок цветения и плодоношения. Переход растения к цветению и плодоношению имеет две фазы: индукцию и эвокацию. В фазе индукции растение реагирует на экологические факторы — температуру (яровизация) и длительность светового дня (фотопериодизм), а также на возраст растения (эндогенная регуляция). [10] Эти воздействия создают флоральный стимул для растения, то есть способствуют переходу к стадии цветения. В фазе эвокации (от лат. evocatio — вызывание) в апикальных (верхушечных) меристемах происходят количественные и качественные биохимические изменения, приводящие к закладке и формированию цветков. [10]

Для прохождения яровизации семенам необходимы вода и кислород, поскольку проходящие изменения связаны с дыханием и нуждаются в большом количестве воды. Для яровизации также необходимы сахара и углеводы (однако без последних стадия яровизации может завершиться, хотя будет протекать медленнее [11] )

В мировой науке принято разделение растений на три группы. К первой группе относятся растения, которые не могут перейти к цветению без действия пониженных температур (таковыми являются озимые, двулетники и некоторые виды многолетних растений). Ко второй группе относятся растения, зацветание которых ускоряется после действия на них пониженных температур (однако подобное воздействие для их развития необязательно). К третьей группе относятся растения, которые не нуждаются в воздействии на них пониженных температур для перехода к цветению (яровые). Для подготовки к заложению цветков разным видам растений необходимы различные диапазоны пониженных температур. В среднем этот диапазон находится в промежутке +1. +7 °С. Однако для некоторых злаков диапазон расширяется до отрицательных температур (0. −6°С [11] ). Для растений из более теплых мест обитания необходимы более высокие температуры: +10. +13 °С. [10] [11] [12]

Различают качественную (не способны зацвести без яровизации вообще) и количественную (ускоряется срок цветения) реакцию на холод. Качественная реакция характерна для двулетних и многолетних растений. Они должны достигнуть определённых размеров прежде, чем смогут реагировать на температурные и световые воздействия. Количественная реакция характерна для однолетних видов растений, у которых яровизация происходит в прорастающих семенах. [10]

С яровизацией тесно связано явление фотопериодизма — реакции растения на соотношение длительности темного и светлого времени суток (фотопериоды). В ходе фотопериодической реакции в листьях растений образуются вещества, стимулирующие цветение (фитогормоны гиббереллины), которые затем попадают в вегетативные почки — зачатки будущих цветков. Реакция растения сначала на температуру, а затем на освещённость может быть последовательной, например, для озимых зерновых культур (пшеница, рожь). [10]

Молекулярные механизмы яровизации

Хотя точный механизм яровизации до сих пор полностью не известен, наиболее полно он изучен на модельном растении из семейства Крестоцветные, арабидопсисе (A. thaliana). Яровизация апикальной меристемы арабидопсиса позволяет ей приобрести способность образовывать цветы. Эта способность сохраняется в течение 300 дней и она может быть деактивирована путём помещением растения в высокую температуру.

В целом у арабидопсиса цветение предотвращается высоким уровнем белка FLC (Flowering Locus C). Во время яровизации уровень FLC понижается, что частично вызвано действием другого белка VIN3 (Vernalization Insensitive 3). VIN3 появляется в растении только после того, как оно подверглось воздействию низкой температуры, и он постепенно исчезает после возвращения растения в более тёплые условия. После исчезновения VIN3 белки VRN1 (Vernalization1) и VRN2 (Vernalization 2) поддерживают низкий уровень FLC.

Механизмы яровизации отличаются у различных растений. Например, у озимой пшеницы процессы яровизации контролируются генами, которые в эволюционном отношении неродственны генам арабидопсиса.

История

200px Lysenko in field with wheat

magnify clip

В 1933 г. за рубежом появился термин «вернализация» (лат. vernus — весенний). Он был предложен англичанами Р. Уайтом и П. Хадсоном (Whyte; Hudson). Термины «яровизация» и «вернализация» являются равнозначными. [6]

Поддержка яровизации Н. И. Вавиловым

200px Nikolai Vavilov NYWTS

magnify clip

Яровизация представляла большой интерес для Вавилова, поскольку с её помощью можно было, в том числе, сохранить от вымерзания образцы культур, происходящих из южных районов северного полушария. Кроме того, яровизация позволяла менять сроки цветения, что в свою очередь позволяло использовать семена в селекционной работе. Н. И. Вавилов отмечал:

Можно определённо утверждать, что яровизация является крупнейшим достижением в селекции, ибо она сделала доступным для использования все мировое разнообразие сортов, до сих пор недоступное практическому использованию в силу обычного несоответствия вегетационного периода и малой зимостойкости южных озимых форм.

Вавилов видел дальнейшие перспективы развития метода яровизации. Главное достоинство яровизации он усмотрел в преодолении нескрещиваемости растений. В связи с этим он подчеркивал особую роль яровизации в проведении селекционных работ, в ходе которых можно получить новые сорта, приспособленные к особенностям климата северных регионов СССР:

Сущность этих методов, которые специфичны для различных растений и различных групповых вариантов, состоит в воздействии на семена отдельных комбинаций темноты, температуры, влажности. Это открытие дает нам возможность использовать в нашем климате для выращивания и для работы по генетике тропические и субтропические растения… Это создает возможность расширить масштабы выращивания сельскохозяйственных культур до небывалого размаха.

В 1931 году Лысенко заручился поддержкой видных учёных и академиков. Ряд институтов (Институт растениеводства, защиты растений и др.) по поручению президиума ВАСХНИЛ предоставил в распоряжение ученого специалистов, мировую коллекцию семян сортов пшеницы и т. д. В том же году Т. Д. Лысенко выдали премию за метод яровизации [5]

В 1930-х годах Вавилов оказывал поддержку Лысенко, продвигая его исследования, которые он находил важными для науки. В 1935 году в статье «Ботанико-географические основы селекции» Вавилов так же подчеркивал важность яровизации в проведении селекционных работ:

Мы несомненно находимся накануне ревизии всего мирового ассортимента культурных растений… Метод яровизации является могучим средством для селекции [5]

— Н. И. Вавилов, «Ботанико-географические основы селекции», 1935

Размеры яровизированных посевов зерновых

Год Засеяно яровизированными семенами Площадь под зерновыми культурами
1932 43 тыс. га [20] 99,7 млн га [21] [неавторитетный источник?]
1933 200 тыс. га [22] 101,5 млн га [21] [неавторитетный источник?]
1934 500 тыс. га [22] или свыше 600 тыс. га [20] [23]
1935 2 100 тыс. га [20] [22]
1936 6 900 тыс. га [20]
1937 8 900 тыс. га [20] или около 10 млн га [23] 104,5 млн га [24]
1941 около 14 млн га [23]

В период Великой Отечественной войны и в последующий период упоминания о размерах яровизированных посевов отсутствуют, однако, ранние статьи Т. Д. Лысенко на эту тему продолжали выходить в составе сборников его работ (в частности, в сборнике «Агробиология» (1-е издание — 1943 г.), за который 8 апреля 1949 г. Лысенко была присуждена Сталинская премия первой степени. [25]

Эффект от яровизации зерновых

Об абсолютной прибавке урожая от яровизации в октябре 1935 г. Лысенко писал, что она составляет «в среднем свыше центнера на гектар» [26] (при среднем урожае от 12 до 17 ц/га на Украине). [5]

В отчёте за 1932 год Лысенко были проанализированы данные 59 присланных анкет от хозяйств. По Харьковской области из 8 анкет, в двух отмечалось снижение урожая, в одной — повышение до 0,5 центнеров с гектара, в трех — до 1 ц/га, в одной — 1,5—2 ц/га. В Одесской области в 3 хозяйствах отмечалось понижение урожая, в одном — неизменный результат, в 11 — прибавка до 0,5 ц/га, в 4 хозяйствах — до 1 ц/га. В Донецкой области — в 5 хозяйствах снижение урожая, в 3 — неизменно, в 2 хозяйствах — прибавка до 0,5 ц/га. [5] [27]

В статье Лысенко в газете «Правда» от 9 марта 1933 г., по данным 240 колхозов была указана прибавка урожая в Донецкой и Одесской областях — от 0,2 до 0,7 ц/га, в Днепропетровской области — от 0,8 до 1,1 ц/га. [5]

В 1933 году по данным, полученным Лысенко от 296 хозяйств, утверждалось, что в 20 хозяйствах урожай понизился на 1—4 ц/га, в 26 — не было эффекта, в 127 — прибавка до 1 ц/га, в 65 — 2 ц/га, в 33 — 3 ц/га, в 2 — прибавка 10 — ц/га. По словам Лысенко, средняя прибавка урожая в 1933 г. составила 1,17 ц/га, в 1934 г. — 1,22 ц/га, в 1935 г. — 1,23 ц/га. [5] [28]

Методика яровизации зерновых культур, рекомендованная Т. Д. Лысенко и её недостатки

Jarov 0024

magnify clip

В 1936 г. Лысенко выпустил инструкцию по яровизации больших партий семян пшеницы, овса и ячменя. [30] Он рекомендовал насыпать семена ворохом на пол (под навесом, в амбаре, в сарае или в ином зернохранилище), и выливать на них в три приёма 37 (для озимых сортов), 33 (для яровых позднеспелых сортов) и 31 (для яровых раннеспелых сортов) весовых частей воды на 100 весовых частей семян.

Сорт пшеницы Вода (весовых частей на 100 частей зерна) Температура Срок
Озимые сорта 37 0. +3 °C 35—50 дней
Яровые 31—33 +5. +12 °C 5—15 дней

Критика агроприёма яровизации

13 ноября 1929 года «Сельскохозяйственная газета» — официальное издание Наркомата земледелия СССР, — отмечая в редакционном вступлении «огромную практическую важность» опытов Лысенко, отвела полосу теме яровизации озимых, [5] [32] пригласив к обсуждению специалистов по данной теме: академика А. А. Сапегина, профессоров П. И. Лисицына, Н. М. Тулайкова и М. Прика. В целом уважительно отзываясь об опытах Лысенко, специалисты указывали на недостатки метода — в частности, Лисицын утверждал:

«Любая сеялка, рядовая или разбросная — безразлично, поломает ростки и поплющит набухшее зерно. Высевающий аппарат слишком груб».

Они также считали необходимым тщательное изучение метода яровизации в предварительных опытах в различных земледельческих зонах СССР. [5]

Чтобы избежать нагревания намоченного зерна, его требовалось перелопачивать. При этом частично повреждались наклюнувшиеся ростки. На это указывал академик П. И. Лисицын еще в 1929 г. [5] [33] Норму высева семян по этой причине Лысенко рекомендовал увеличивать вдвое, [5] [34] чтобы всходы не оказались изреженными. [5] [27] Критики указывали, что это могло вызвать дефицит посевного материала. [5]

В среднем по годам наблюдалось то снижение, то повышение от яровизации, а в среднем за пять лет яровизация прибавки почти не дала. [5] [36]

В 1937 г. на основании проведенных исследований он писал, что яровизация может при определённых погодных условиях увеличить частоту случаев распространения твёрдой головни:

Что касается вообще яровизации как широкого агроприема, то она еще далеко не доработана…при неблагоприятных погодных условиях яровизированные посевы страдают больше, чем неяровизированные, и даже гибнут. [5] [37]

А. А. Любищев также подвергал критике работы и методики Лысенко, в том числе, яровизацию. Он указывал на неполноту собранного материала по вопросу исследования и некорректность статистической обработки полученных данных. В своей работе «О монополии Лысенко в биологии», посвященной критике школы Лысенко, Любищев отмечает:

В отличие от традиционной методики, Лысенко, после короткой стадии работы на опытных участках, сразу проверяет свои методы в поле на больших площадях, и ему кажется, что массовость опыта сама по себе уже достаточна для получения надежных выводов.

А.А Сапегин в 1935 г. считал стадийность лишь одной из возможных концепций в физиологии растений, отмечая:

П. Н. Константинов, П. И. Лисицын и Д.Костов в 1936 г. советовали производить более детальное районирование яровизации перед массовым внедрением данного агроприёма. Они утверждали, что «яровизация применяется очень широко и вообще учет производственного опыта стоит не на должной высоте. Методика учета заведомо страдает…», а также что «Всякие отрицательные результаты нередко выбрасываются». Они считали, что «Даже объективные данные опытных учреждений не всегда пользуются в институте доверием только потому, что они не дают иногда высоких эффектов или же дают отрицательные результаты». [5] [39]

В 1958 г. в «Ботаническом журнале» в СССР публиковалась критика метода яровизации как одного из отвергнутых сельскохозяйственной практикой агроприёмов. Эта статья вышла в период чествования Т. Д. Лысенко по поводу очередного награждения орденом Ленина «за большие заслуги в развитии сельскохозяйственной науки и оказание помощи производству».

Современное применение яровизации

Согласно современным представлениям, [42] яровизация семян позволяет рационально использовать короткий вегетационный период, сокращая период развития и созревания растения, и смещая его на благоприятные в метеорологическом отношении дни года. Наклюнувшиеся зародыши выдерживают при пониженной температуре определённое число дней (температурная стадия), после чего наступает световая стадия. В частности, семена яровой пшеницы могут быть подвергнуты яровизации в течение 5—7 дней при температуре 10—12 °C.

Яровизация картофеля

40px Emblem important.svg

Применение яровизации в селекционных целях

В настоящее время искусственная яровизация зерновых культур широко практикуется в целях селекции растений: для получения дополнительных поколений растений в зимний период (в теплицах, климатических камерах, фитотронах), для сохранения коллекционных семян, происходящих из южных областей, а также для регуляции длительности вегетационного периода и обеспечения цветения растений в нужный период с целью их скрещивания. [6]

Источник

Яровизация

Яровизация – это процессы приспособления растений к сезонному понижению атмосферной температуры в умеренной климатической зоне. Такие адаптационные физиологические процессы искусственно вызываются в ходе специальной обработки, проводимой с целью ускорения созревания семян.

Сущность процессов яровизации

Семена, клубни или луковицы подвергаются охлаждению до температур от +2°С до +10°C. Для каждой разновидности и даже сорта культурных растений индивидуально опытным путём подбирается оптимальная температура яровизации.

Яровизации подвергаются следующие многолетние, двулетние и другие сельскохозяйственные культуры:

С физиологической точки зрения, сущность яровизации заключается в реактивации заторможенных физиологических обменных процессов (диапаузы) с помощью воздействия холода.

Физиологические механизмы яровизации

Реагируя на изменение атмосферной температуры и светового режима, растения способны на адаптацию к условиям окружающей среды. При этом корректируются благоприятные сроки появления цветков и созревания плодов. Обязательными условиями эффективного протекания яровизации, связанной с поступлением в ткани растения кислорода, являются следующие:

Если, например, растение испытывает дефицит углеводов, процесс яровизации замедлится, хотя и способен дойти до завершения.

Потребность в яровизации разных групп растений

С точки зрения потребности сельскохозяйственных растений в яровизации международная классификация делит их на типы:

Разные классы и сорта растений нуждаются в определённых температурах для образования цветков:

Эффективность яровизации отмечается при условии длительного охлаждения. Для разных растений нужен определённый период воздействия пониженными температурами:

На длительность яровизации влияют климатические условия, отмечающиеся на родине растения. Однако если температура воздуха поднимается выше +15°С или не соблюдаются требования к продолжительности проведения обработки, яровизация замедлится или не произойдёт совсем.

Чтобы остановить процессы яровизации, необходимы температуры от +25°С до +40°С, но в таком случае утрачивается способность мерисистемы к формированию цветков.

Качественная и количественная реакция растений на охлаждение

В науке различается два вида яровизации:

Особенности формирования цветка и цветения зависят от информации, заложенной в генетическом коде озимых и яровых сельскохозяйственных культур. Один ген, которым различаются озимые сорта ржи от яровых её сортов, определяет разные сроки их цветения.

Кроме воздействия пониженными температурами, на развитие растения можно оказывать влияние изменением светового режима (фотопериодизмом). Если изменять длительность светлой части дня и тёмного периода, в тканях листьев в результате реакций фотопериодизма происходит образование особых веществ (фитогормонов и гиббереллинов), которые стимулируют цветение, попадая в зачаточные почки цветков.

Кроме того, в сельском хозяйстве используется последовательное воздействие на озимые злаки холодом и после этого изменением освещённости (например, на рожь и пшеницу).

Источник

Adblock
detector