БРЯНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Институт экономики и агробизнеса
Кафедра луговодства, селекции, семеноводства и плодоовощеводства
Реферат
на тему: «Жизненный цикл кормовых растений. Этапы органогенеза»
Выполнил
Шакина Р.В.
Проверил
Зайцева О.А.
Брянская область 2017 г.
У каждого растения в течение жизни происходит ряд закономерных изменений, свойственных данному биологическому виду. Совокупность таких генетически обусловленных физиолого-биологических и морфологических изменений, протекающих в организме растений, называется онтогенезом или жизненным циклом. В жизненном цикле однолетних растений, как и у побегов двулетних и многолетних травянистых растений, установлены следующие 12 этапов органогенеза (Куперман, 1977).
I этап завершается прорастанием семян и появлением всходов. Для нормального прохождения этого этапа органогенеза из всего комплекса факторов жизни растений наибольшее значение имеют влага и тепло. Уровень влагообеспеченности и температурные условия для разных культур неодинаковы.
На II этапе органогенеза конус нарастания дифференцируется на зачаточные узлы и междоузлия стебля и зачаточные листья, т. е. в значительной мере предопределяется строение вегетативной сферы растений. В оптимальных условиях (наличие влаги, элементов питания, фотосинтетически активной солнечной радиации, тепла, воздуха) продолжительность II этапа органогенеза и соответственно количество образующихся узлов и междоузлий стебля, листьев и боковых побегов в пазухах листьев являются для данного вида (разновидности, сорта) величинами сравнительно постоянными.
На III этапе идут процессы формирования главной оси зачаточного соцветия и зачаточных кроющих листьев, брактей, прицветников и прицветничков. В благоприятных для роста сельскохозяйственных культур условиях (наличие влаги и элементов питания в почве, оптимальная температура, высокая относительная влажность воздуха, нормальный световой режим и др.) у растений в период прохождения III этапа заметно увеличивается число члеников лопастей соцветия, что обусловливает повышение продуктивности посевов.
IV этап характеризуется появлением на зачаточной оси соцветия конусов нарастания второго порядка (зачаточных лопастей или веточек соцветия) в пазухах брактей.
На V этапе органогенеза начинаются процессы образования и дифференциации цветков (закладка тычинок, пестика, покровных органов цветка). В конце этого этапа возникают археспориальные клетки (спорогенная ткань), наблюдается начало дифференциации тычиночного бугорка на тычиночную нить и пыльник.
Для VI этапа органогенеза характерны процессы формирования цветка (микро- и макроспорогенез), усиленный рост чашелистиков и увеличение размеров плодолистиков. Растительный организм в это время предъявляет повышенные требования ко всем факторам жизни (влаге, элементам питания, теплу, свету и др.). В оптимальных условиях одновременно с развитием микро- и макроспор идут процессы усиленного роста всех генеративных органов.
На VII этапе органогенеза осуществляется формирование мужского и женского гаметофита: образуются обособленные одноядерные пыльцевые зерна, идет усиленный рост соцветия и покровных органов цветка. На данном этапе у многих видов, особенно у злаков, в зависимости от условий питания, влагообеспеченности и освещенности растений определяется степень рыхлости соцветия.
Следующий, VIII этап органогенеза характеризуется завершением процессов формирования всех органов соцветия и цветка и совпадает у пшеницы с выколашиванием, у кукурузы -- с выбрасыванием нитей, у овса -- с выметыванием, у гороха и бобов -- с раскрытием цветков.
На IX этапе органогенеза идут процессы цветения, оплодотворения и образования зиготы. В результате двойного оплодотворения у высших растений возникают новые, качественно отличные морфофизиологические структуры - эмбрионально-эндоспермальные ткани.
Очередной, X этап характеризуется очень бурными органообразовательными процессами и ростом семян и плодов. У некоторых видов на этом этапе за несколько дней завязь увеличивается во много раз (тыква, арбуз, бобы, злаки).
Рост плода в значительной мере зависит от наличия влаги в почве во время прохождения X этапа и от того, насколько растения были обеспечены на предыдущих этапах питательными веществами. Установлено, что наряду с макроэлементами большое значение для нормального формирования плода имеет обеспеченность растений микроэлементами (бор, цинк, медь, молибден).
Следующий, XI этап совпадает с фазой молочной спелости и характеризуется накоплением питательных веществ в семени.
Завершающий, XII этап органогенеза характеризуется превращением питательных веществ, поступивших в семя, в запасные вещества. Рост плода почти полностью приостанавливается. Этот этап у разных видов имеет разные названия: фазы восковой спелости у злаков, фазы бурых бобиков у ряда бобовых и др. На XII этапе определяются масса и выполненность семян, влияющие на продуктивность растений. Факторами, определяющими эти показатели, являются влагообеспеченность растений, температурные условия и дефицит упругости водяного пара в воздухе.
Такова краткая характеристика наиболее общих признаков основных двенадцати этапов органогенеза побегов высших покрытосеменных растений, к которым относятся все кормовые культуры, выращиваемые в России. Этапы органогенеза, как и фенологические фазы, проходят в определенной последовательности, обусловливая основные закономерности формирования урожая разных культур. Продолжительность этапов, интенсивность органообразовательных процессов определяются наследственностью сорта и степенью оптимизации факторов жизни растений. Знание условий, необходимых растениям для нормального прохождения отдельных этапов органогенеза, имеет большое значение для совершенствования технологий возделывания кормовых культур.
Донник фазы роста и развития и этапы органогенеза
Донник - бобовая двулетняя культура. В первый год жизни к 20 -25 августа донник даёт высокий урожай кормовой массы, в некоторые годы зацветает, но донник не созревает в первый год даже при ранних сроках сева. На второй год донник отрастает рано, растёт быстро, к 20 - 25 июня развивает наибольший урожай кормовой массы, зацветает, и в конце августа созревают семена.
Жизненный цикл донника, как и других бобовых трав делится на шесть основных фенологических фаз: весеннее отрастание, ветвление, бутонизация, цветение, созревание семян, отмирание побегов.
Донник - Фаза весеннего отрастания
Семена донника - это бобы яйцевидной формы, у донника жёлтого - поперечно-морщинистые. Семена донника жёлтые или жёлто-зелёные. Масса 1000 семян 1,5 г. Семена донника сохраняют всхожесть очень продолжительный срок - до 6-15 лет. Это объясняется тем, что семена донника содержат большое количество- до 87% - твёрдых семян с оболочкой непроницаемой для воды и воздуха. Семена донника начинают прорастать при температуре +4єC - +7єC. Массовые всходы при нормальной влагозарядке и оптимальной глубине заделки семян в почву (2-3 см) появляются на 5-6 день, в холодную, хотя и влажную весну - только на 15-17-й день. Они переносят заморозки -5, -6єC. Учитывая эту его особенность, донник можно высевать весной в самые ранние сроки, так как для набухания и прорастания его семян требуется довольно много влаги. Само семя донника состоит из оболочки и заключённого в ней зародыша с двумя семядолями, в которых отложен запас питательных веществ (белков, жира и т.д.), необходимых для прорастания зародыша. Когда внутрь семени проникает вода, семядоли впитывают её, разбухают, увеличиваются в объёме, отчего оболочка семени лопается, и семядоли освобождаются от неё. В месте соединения семядолей имеются зачаточный корешок и почечка из зачаточных листочков, между которыми расположена почка будущего растения. Из зачаточного корешка зародыша при прорастании семени развивается и углубляется в почву корень, а из почки растёт стебель. Из почки зародыша вырастает лишь один побег (стебель). Другие появляются из почек, расположенных на корневой шейке. После появления всходов донник в отличие от других бобовых трав розетки не образует, а даёт один стебель, который растет медленно и в течение 30-35 дней достигает высоты 5-10 см. Зато в это время у него интенсивно развивается и укрепляется корневая система. Корень у донника стержневой, с развитыми боковыми ответвлениями, проникает глубоко в почву. В июле и августе донник растёт быстрее, достигает высоты 70-200 см, ветвится мало. В 20 числах августа донник скашивают на кормовую массу. Главный корень донника, достигший длины 80-120 см и толщины 2-6 см, с образовавшимися на корневой шейке почками перезимовывают. Весной на второй год жизни донник отрастает рано и растёт очень быстро. Стебли и ветви донника обильно покрыты листочками. У жёлтого донника листочки нижних и средних листьев обратнояйцевидной, округлой или ланцетной формы, 1,0-4,0 см длины. Верхние листья более узкие, продолговато-ланцетные, на концах притуплённые, по краям редкозубчатые (8-15 зубцов с каждой стороны), реже цельнокрайние. Прилистники нижних листьев ланцетные, верхних шиловидные. Вегетативное возобновление многолетних бобовых трав в значительной мере зависит от устойчивости и жизнедеятельности корневой шейки и расположенных на ней почек. Если бы корневая шейка находилась всегда над поверхностью почвы, она повреждалась бы животными, птицами, насекомыми, могла замёрзнуть или засохнуть. Но у многолетних бобовых трав выработалась способность по мере роста и развития побегов втягивать корневую шейку (на 3-6 см) в почву путём постепенного скручивания и сжатия тканей корня. От корневой шейки, в зависимости от способа посева отрастает до 16 плодоносящих стеблей. Высота травостоя: 1 июня - 50-65 см, 10 июня - до 80 см, к 20 июня - 120-180 см.
Ветвление растения донника начинается тогда, когда закладываются ветви первого и второго порядка. Донник первого года жизни - растение с одним стеблем. Донник второго года жизни - кустовое растение, его побеги развиваются под острым углом и образуют рыхлый куст. Стебли длинные, ветвистые, как правило окрашены антоцианом, прямостоячие или приподнимающиеся. Донник имеет верхнюю точку роста и развивается за счёт верхушки побегов. Стебель побега состоит из узлов, несущих листья и ветви, и участков между ними - междоузлий. В пазухах каждого листа (между листом и стеблем) находится спящая почка. При нормальной жизни стебля, она, особенно на нижней его части, так и остаётся до созревания семян в состоянии покоя. При скашивании стебля на какую-то высоту в ранние фазы развития запасные почки при достаточном освещении разрастаются в большие ветки. Причём важно отметить, что чем выше подкашивается травостой (на 15-20см), тем скорее отрастают ветки и запасные почки верхних узлов. органогенез донник вегетативный ветвление
Донник - Фаза бутонизации
Бутонизация - это процесс формирования бутонов, свидетельствующий о конце вегетативного и начале генеративного периода развития растения. Цветки донника формируются 5-8 дней. Они собраны в длинные кисти и цветут в разное время.
Донник - Фаза цветения.
Полное цветение двулетних донников наступает во второй год жизни. Но в отдельные годы в травостое донника первого года жизни (при беспокровном весеннем посеве) к концу вегетации наблюдается единичное цветение растений. Соцветие - многоцветковая кисть (30-120 цветков), длинная (8-15 см), реже короткая (4-8 см), веретеновидной и удлинённо-цилиндрической формы. Цветки донника мотыльковые, мелкие, жёлтые, с различными оттенками; парус равен длине крыльев - 4-6 мм. Чашечка с 5 зубцами (2,0-3,5 мм), цветоножка короткая (1,0-2,5 мм). Цвести донник начинает 15-25 июня. Первыми на кисти зацветают нижние цветки, а на растении нижние кисти. Последними цветут верхние цветки. Цветок не опадает около 7 дней. В целом куст донника цветёт 18-30 дней, а селекционные сорта - 16-18 дней. Количество распустившихся цветков максимально в полуденные часы, к вечеру раскрытие прекращается. Чем суше и теплее погода во время цветения, тем короче период цветения каждой кисти. При достаточном количестве осадков и пониженных температурах цветение донника растягивается. Период цветения донника первого укоса почти в 2 раза длиннее цветения растений второго укоса.
Донник - Фаза созревания семян.
Донник - типичное перекрёстно - опыляющееся растение. Опыляется он обычно с помощью насекомых (шмелей, диких и культурных пчёл), но склонен и к активному самоопылению. В среднем самоопыление у разных видов донника составляет: у белого - 56-80%, у жёлтого - 38-50%, у зубчатого - 10-15%. Лучшему самооплодотворению белого донника способствует строение цветка. У цветка белого донника рыльце пестика находится почти на одном уровне или незначительно выше пыльцевых мешочков, а у цветка жёлтого донника оно значительно (до 1-1,5 мм) выше пыльцевых мешочков. Но жёлтый донник охотнее посещают пчёлы и шмели, так как он больше выделяет душистого нектара. В зависимости от характера цветения и семена донника также созревают неравномерно. Фаза их созревания длится около 25-35 дней. Семена, заключённые в бобики, сидят на очень тонких цветоносах и на кисти держаться слабо, поэтому при созревании от малейшего колебания быстро и сильно осыпаются. Оболочки боба плотные, нераскрывающиеся.
Донник - Фаза отмирания побегов.
С наступлением устойчивых заморозков в конце первого года вегетации надземная часть растения донника погибает, остаются лишь корни с двумя - тремя почками на корневой шейке. Это будущие главные побеги. На это заканчивается развитие донника в первый год жизни. В естественных условиях отмерзшие стебли задерживают снег, защищая донник от вымерзания. На культурных посевах донника человек использует надземную массу донника первого года жизни на корм. Донник второго года жизни также может использоваться на корм, а может использоваться для получения семян. Стебли донника после обмолота могут быть заскирдованы и зимой использоваться на корм овцам, либо в измельчённом виде их можно силосовать вместе с кукурузой. В естественных условиях донник второго года жизни, осыпает плоды и с наступлением заморозков надземная часть растения отмирает. Заканчивается жизненный цикл растения.
По фенологическим фазам можно отметить лишь появление тех или иных органов и нельзя составить полной картины их становления. Очень важно знать морфогенез растений, который совершается последовательно идущими этапами. У бобовых, как и у других растений, принято различать 12 этапов органогенеза. При их выделении и характеристике принимаются во внимание не только внешние морфологические признаки органов, но и внутренние процессы, включая наряду с формированием собственно эмбриональных структур и конечные звенья индивидуального развития материнского растения - образование гамет и процесс оплодотворения.