Для успешного
выращивания пшеницы, следует знать все о корневой системе этой культуры
и учитывать это при ее выращивании! В этой статье мы рассмотрим что
представляет собой корневая система пшеницы.
К каким видам корней относится корень
пшеницы? У растений озимой пшеницы формируется мочковатая корневая
система (одинаковое одновременное развитие сразу нескольких корней). На
фото - растение озимой пшеницы в фазе кущения
У пшеницы корневая система -
мочковатая, сильноразвитая. Мочковатая
корневая система образуется за счет генетических особенностей растения
пшеницы.
По современной агрономической классификации корневая система пшеницы –
поверхностная. Из-за этого пшеница
очень хорошо относится к качественной обработке почвы. И поэтому, в
севообороте пшеницу лучше чередовать с широколистными культурами,
имеющими глубокую корневую систему (например с
подсолнечником).
Корневая система растения озимой пшеницы в начале весенней вегетации (А)
и в конце июня (В).Большая часть корневой системы расположена на
глубине до 30 см, и именно в этой зоне происходит наиболее интенсивно
поглощение почвенной влаги и минеральных веществ. По современной
агрономической классификации корневая система пшеницы – поверхностная,
что важно учитывать при планировании севооборота, обработки почвы и
орошения
Корни удерживают
растение пшеницы в почве и снабжают водой и питательными веществами.
Форма и внешний вид
корневой системы обычно генетически предопределены, так же как у листьев
и стеблей, находящихся на поверхности.
Поперечные срезы корней мягкой яровой пшеницы
Triticum aestivum L. (по данным И.Г. Лоскутова).
Корни: зародышевый (а - сорт Prelude, б
- сорт Cerros),
колеоптильный (в - Ленинградка), узловой (г - Pika);
ЭП - эпидерма, К,ПРХ - коровая паренхима, ЭНД - эндодерма, П - перицикл,
МК - метаксилемные сосуды, ПК - протоксилемные сосуды, ФЛ - флоэма, ПРХ
- паренхимные клетки центрального цилиндра
Тем не менее,
окружающая среда в почве (глина, песок, кислотность, почвенная подошва и
уплотнения, и др.) ограничивает развитие корней
пшеницы.
В благоприятных
условиях, в хорошо дренированных глинистых почвах, корни растений
пшеницы могут достигать более 2 м.
Как выглядит и как развивается
корневая система пшеницы - компьютерное моделирование
При наличии
подпочвенного кислого слоя (с пониженным уровнем pH),
корни пшеницы могут погибать при достижении глубины его расположения. На
таких полях рекомендуется использование подпочвенного внесения извести.
Корни растения
пшеницы делятся на два типа: зародышевые (первичные) и придаточные
(вторичные, стеблевые).
При прорастании семени пшеницы, сначала
развиваются зародышевые, или первичные, корни.
У озимой пшеницы их чаще 3-5 шт.
На видео показано прорастание
семени и развитие корневой системы пшеницы в здоровой почве
Затем из подземных
стеблевых узлов образуются вторичные, или узловые (стеблевые),
корни, которые при достаточном увлажнении
начинают быстро расти, однако первичные при этом не отмирают.
В зависимости от
условий произрастания корни могут проникать на глубину 1,5-2,0 м и
более.
Зародышевые или первичные корни пшеницы
всегда тонкие, одинакового диаметра, с мелкими боковыми разветвлениями.
Они составляют незначительную часть массы всей корневой системы в целом,
но функционируют в течение всей жизни растения, если не погибают в
результате заболевания или но какой-либо другой причине. Известны
случаи, когда вследствие неблагоприятных условий развитие придаточных
корней прекращалось или задерживалось и зародышевые корни оставались
единственной или преобладающей корневой системой.
Зерно (семя)
пшеницы, попавшее во влажную почву, начинает поглощать воду и набухать,
а зародыш – начинает свое развитие.
В нижней части
зерновки лопается околоплодник и наружу выходит главный корешок. Через
некоторое время становится заметным появление первой пары боковых
корешков. В течение двух или трех дней появляется вторая пара корешков.
Иногда, чуть выше основания этих корешков, появляются одиночные шестой и
седьмой корешки. Последние растут под прямым углом по отношению к первым
парам корешков.
Так как первые
корешки берут свое начало в зародыше семени, то их называют зародышевыми
или первичными.
Наиболее
распространенные в природе виды пшеницы:
пшеница мягкая (Тriticum aestivum и пшеницатвердая (Тriticum durum), прорастают
1-7 корешками.
Но количество
зародышевых корешков у пшеницы бывает разное и зависит от действия
факторов жизни растений.
Главный корешок
(первый) более толстый, боковые пары - несколько тоньше.
Придаточные (вторичные, стеблевые) корни
пшеницы
Придаточная корневая система пшеницы
состоит из мутовок корней, отходящих от корневой шейки или нижних узлов
главного стебля и от его разветвлений близ поверхности почвы.
Одновременно с появлением главного зародышевого корешка, в верхней части
зерновки выходит главный зародышевый стебель (эпикотель), закрытый
колеоптилем.
Через зародышевые корни в семя поступает
вода и питательные вещества, начинается рост зародышевого стебля. На нем
поочередно формируется первый, второй, третий и четвертый листья.
Одновременно с формированием листьев, проходит удлинение зародышевого
стебля. В момент зарождения четвертого листа на главном зародышевом
стебле у основания первого листа на глубине 2,5-4,0 см от поверхности
почвы развиваются побеги узла кущения с зачатками придаточных корней. В
первое время придаточные корни появляются в виде небольших сосочков.
В конечном итоге
придаточная корневая система превращается в обильно разветвленную массу
мочковатых корней, которые у большинства растений озимой пшеницы в
благоприятных условиях уже в двухнедельном возрасте уходят из зоны
пахотного слоя вглубь.
Длина вертикальных
корней достигает 1,8-2,0 м, а диаметр поперечного сечения области,
занятой корнями — 100-150 см.
Побеги кущения
вместе с зачатками придаточных корней образуют узел кущения или корневую
шейку. Из корневой шейки отрастают корни и побеги после перезимовки.
Корневая шейка пшеницы
состоит из различного числа
последовательно расположенных узлов и междоузлий. Междоузлия удлиняются
очень слабо, вследствие чего корневая шейка сжатая и укороченная. На
каждом узле корневой шейки образуются обычно два или большее число
придаточных корней.
Каждый вторичный стебель имеет, подобно
главному стеблю, свою придаточную корневую систему с той лишь разницей,
что вместо пары.
Появившиеся сосочки
придаточных корней, берут начало в почках, которые лежат у основания
листьев. Поэтому, эти корни в своем росте прорывают основание того
листа, в пазухе которого лежит почка, давшая начало корню.
Развитие придаточных
корней начинается примерно через 14-28 дней после появления всходов, в
зависимости от условий окружающей среды. Чем лучше условия, тем корни
развиваются быстрее.
До выхода стебля в
трубку, появление и удлинение придаточных корней проходит медленно.
После выхода растений в трубку разветвление и удлинение корней у
позднеспелых сортов ежедневно идет в больших размерах и до фазы
колошения формируется около 90% общей массы корней, у раннеспелых сортов
- 60-70%.
Различия в развитии пшеницы
осенью, до вхождения в состояние зимнего покоя. В обоих случаях,
показанных на фото, растения возможно смогут перезимовать - но действие
на них
факторов перезимовки
будет различным. Растения, показанные на фото слева
и имеющие более развитую корневую систему, несомненно, будут иметь
преимущества при перезимовке, так как: более развитая корневая
система, сможет лучше обеспечить растения водой и питательными
веществами, необходимыми для перезимовки (фото Romulo Lollato)
Узел кущения
(корневая шейка) состоит из различного числа последовательно
расположенных междоузлий. Первые нижние междоузлия главного стебля
удлиняются очень слабо, вследствие чего узел кущения имеет сжатое и
укороченную длину.
На каждом узле
корневой шейки образуется обычно два или большее число придаточных
корней. Каждый вторичный стебель образует подобно главному стеблю, свою
придаточную корневую систему с той разницей, что вместо пары корней на
каждом узле образуется единственный корень. В конечном итоге, в
результате роста и развития, корни в почве разветвляются, переплетаются
и образуют так называемую мочковатую систему.
Корневые волоски пшеницы
На концах многочисленных разветвлений
придаточные корни, как и зародышевые, несут корневые волоски, которые
размещаются на концевой длине корешков на расстоянии 0,1-1,5 см от их
конца, и при росте корня они следуют за его верхушкой. Придаточные корни
составляют основную массу корневой системы, поэтому они больше покрыты
частицами земли, зародышевые.
Всасывание
питательных веществ корнями проходит исключительно на участке, покрытым
волосками. Отсюда следует, что не вся корневая система участвует в
поглощении питательных веществ и воды, а только участок, покрытый
волосками. Невзирая на то, что в почве имеются все необходимые элементы
для жизни волосков, последние через некоторое время съеживаются и
прекращают свое существование. Пробковая ткань, которая образуется в
коре корня после отпадания волосков, не пропускает в растение воду и
растворимые в ней питательные вещества. Поэтому корни состоят из
деятельной и недеятельной части. Ту часть корневой системы, где имеются
волоски, называют иногда функционирующей областью корневой системы.
Участок корня
пшеницы, который покрыт корневыми волосками, невелик и находится между
кончиком корня и местом расположения опробковелых клеток. Несмотря на
кажущуюся небольшую величину рабочей области корней, они имеют огромную
площадь поверхности. Например, суммарная длина корневых волосков одного
растения, достигает громадных размеров - более 10 км.
Развитие корневой системы
пшеницы
Зародышевые корни
опережают в росте придаточные корни, примерно на
20-25 дней, поэтому к моменту кущения при благоприятных условиях в почве
достигают полуметровой глубины и через месяц после появления вторичных
корней, проникают в почву на глубину, почти вдвое больше, чем
придаточные корни.
Корни у пшеницы
ежедневно дают прирост около 2 см.
У озимой пшеницы
при
оптимальном сроке посева по черному
пару зародышевые корни распространяются в почве с такой же скоростью,
как и у яровой, и ко времени наступления зимы достигают на черноземных
почвах глубины 70-100 см и больше!
Узловые корни,
запаздывая в своем появлении на 20-25 дней, к зиме проникают на глубину
36-60 см. Поэтому, чем раньше высевают озимую пшеницу, тем глубже
проникают корни в почву.
У озимой пшеницы
зародышевые корни остаются жизнеспособными до молочно-восковой спелости
зерна. Осенью, а затем и весной, при наличии влаги в верхнем слое почвы,
из узлов кущения появляются новые стеблевые корни и, таким образом,
корневая масса увеличивается. В сухую осень и весну стеблевые корни не
развиваются, и растения существуют только за счет первичных корней.
У озимой пшеницы
корни растут до молочно-восковой спелости зерна. Рост их зависит, прежде
всего, от генетических особенностей сорта.
При недостатке влаги
в почве, пшеница слабее развивает корни, и к зиме они проникают в
глубину: первичные - до 50-70 см, вторичные - до 20-30 см.
Гибель корневой системы
пшеницы весной. Следует знать, что на песчаных почвах,
растения пшеницы сильнее страдают от засухи и могут погибать
в засушливые годы, даже весной. А в последнее время такие
годы, с засушливой весной бывают чаще и чаще. В такие годы
корневая система пшеницы может погибать до налива зерна, и
растения фактически не дают урожая (дата съемки 13.06.18)
Изменяя глубину
увлажнения почвенного слоя с помощью поливов, можно оказывать большое
влияние на формирование корневой системы. Так, если полив проводят
небольшими и средними нормами, то корневая система развивается в верхних
слоях почвы. Чем больше поливная норма и лучшее промачивание нижних
слоев почвы, тем глубже проникают корни. В этом случае корни, в
буквальном смысле идут за водой и прекращают свой рост в глубину только
достигнув слоя почвы с влажностью, близкой к коэффициенту завядания.
Система обработки
почвы также влияет на развитие корневой системы.
Гибель корневой системы
пшеницы из-за засухи в Украине, Винницкая область. Из-за
недостатка влаги в почве, корни пшеницы погибли, и все
растение тоже погибло, зерно не налилось и урожая
практически не было. Как показали опыты с растениями с этого
поля, даже в случае сильного увлажнения почвы (например,
если пойдет дождь), то такие растения не восстанавливаются,
засыхают и полностью погибают через неделю (дата съемки
22.06.17, GPS 49°10'18.8"N
29°12'54.8")
Распространение
корней в
почве зависит от состава почвы, ее
плотности и увлажнения. Так, на дерново-подзолистых почвах и
оподзоленных суглинках до 90% массы корней размещается на глубине 0-20
см. В более глубокие слои почвы корни
пшеницы проникают главным образом по червоточинам
или по ходам старых корней.
На черноземах, в
нормальные по увлажнению годы, основная масса корней распространяется
почти равномерно в горизонте 0-60 см.
В засушливых
условиях (восточные и южные области Украины, Турция, Татарстан,
Поволжье, Краснодарский Край, Центральная Азия -
Казахстан, Узбекистан, Туркменистан,
Киргизстан, Таджикистан) в верхнем слое почвы обычно размещается 30-40%
всей массы корней, большая же часть их расположена в слое почвы 40-60
см. Орошение и увлажнение почвы способствует увеличению количества
корней в верхних слоях.
На фото - гибель
корневой системы пшеницы из-за сильной весенней засухи, в
фазе начала образования колоса (колос еще не появился из
флагового листа) приводит к практически полной потере урожая
(дата съемки 15.05.2013, Украина)
На засоленных почвах
(солонцах) большая масса корней размещается в горизонте 40-60 см. Так,
как солонцы при высыхании растрескиваются, то корневая система часто
подвергается разрыву, что ведет к нарушению роста корней. Такой же
эффект наблюдается при сильной засухе на черноземных почвах.
Отлично развитая корневая система
пшеницы осенью - все корни здоровые, корневые волоски хорошо
развиты и удерживают почву. Такой должна быть корневая
система
озимой пшеницы
осенью до наступления фазы кущения
Следует особо
подчеркнуть роль проникающих на большую глубину корней пшеницы. Хотя,
этих корней и немного, но в период налива и созревания зерна в районах
недостаточного увлажнения, в основном они снабжают пшеничное растение
водой из глубоких горизонтов.
В этот критический
период, когда верхние слои почвы часто бывают иссушены, корни,
проникающие на большую глубину, извлекают влагу из нижележащих
горизонтов почвы.
Незначительный объем
этих корней требует усиления их работы по поглощению воды и питательных
веществ. Уменьшение объема узловых корней в 3-2 раза снижает поглощение
воды на 25%. Такое же уменьшение объема зародышевых корней снижало
усвоение фосфора в 1,5 раза. Поглощающая деятельность отдельных корней
чрезвычайно усиливается при их встрече с местами почвы, где содержится
большее количество питательных веществ, например, с гранулами удобрений.
На видео: слева -
контороль (без удобрений), справа - внесены фосфорные удобрения. Видно
что с удобрениями, корни развиваются лучше. При внесении фосфорных
удобрений,
одновременно с посевом - растения пшеницы
формируют более развитую корневую систему. Поэтому
внесение фосфорных удобрений при посеве
всегда оправдано. Прибавка урожая и дополнительная прибыль от внесения
фосфора при посеве, получается даже на черноземных почвах содержащих
достаточно фосфора
На суглинистых
почвах, распределение корней по горизонтам почвы составляет: на глубине
0 -20 см - 61 % от всего количества корней, 40-60 см - 6%, 60-80 см -
3%, 80-100 см - 2%.
Корневая система
озимой пшеницы проникает в почву на большую глубину — свыше 1,8-2,0 м.
Мини-тилл или поверхностная
обработка почвы очень вредна для пшеницы, так как в таком случае большая
часть корней формируется в поверхностном слое почвы. И при даже
небольшой засухе корни погибают, следовательно погибает и растение. На
данном снимке можно увидеть такое растение пшеницы, погибшее сразу после
цветения, тут обработку почвы делали на глубину в 5 см!
