У растения пшеницы — свойственный всем злакам стебель-соломина с узлами и обычно полыми междоузлиями, а листья простые, линейные, очередные, двурядные. Каждый лист отходит от узла и состоит из влагалища, охватывающего вышележащее междоузлие наподобие расщепленной трубки, и длинной узкой пластинки. На границе между влагалищем и пластинкой находятся три выроста — широкий пленчатый язычок, прилегающий к стеблю, и два охватывающих последний пальцевидных ушка.
Верхнее междоузлие, или цветонос, несет соцветие — сложный колос. Он состоит из коленчатой центральной оси и очередно отходящих от нее мелких простых соцветий — колосков, обращенных к оси широкой стороной. Каждый колосок несет на своей оси от двух до пяти очередно отходящих цветков, совокупность которых прикрыта снизу двумя — верхней и нижней — колосковыми чешуями, представляющими собой кроющие листья простого соцветия.
Каждый цветок защищен парой специализированных прицветников — более крупной и толстой нижней и относительно тонкой верхней цветковыми чешуями. У некоторых, т. н. остистых, сортов пшеницы нижняя цветковая чешуя оканчивается длинной остью.
Цветки обычно обоеполые, с тремя тычинками и пестиком, несущим два перистых рыльца. У основания завязи находятся две или три мелкие чешуйки — цветковые пленки, или лодикулы, эквивалентные околоцветнику. Ко времени цветения они набухают и раздвигают окружающие цветок чешуи. Пшеница — растение в основном самоопыляемое, хотя у некоторых ее типов происходит и перекрестное опыление. После оплодотворения завязь превращается в маленький твердый плод зерновку, удерживаемую в колосе цветковыми чешуями.
Зерновка, или зерно, представляет собой сформировавшийся из стенки завязи околоплодник, неразрывно связанный с единственным семенем, которое содержит зародыш и эндосперм. Зародыш находится сбоку в основании зерна и состоит из почечки, корешка и прилежащей к эндосперму видоизмененной семядоли — щитка. После прорастания зародышевый корешок даст первичную корневую систему, почечка — надземные органы растения и его "взрослые" корни, а щиток будет выделять ферменты, переваривающие эндосперм, и проводить его питательные вещества к начавшему развитие всходу[3].
Вегетационный период яровой пшеницы в Сибири колеблется от 75 до 110 суток и состоит из нескольких межфазных периодов.
Фазы развития:
Посев - всходы. Период колеблется от 11 до 18 суток в зависимости от увлажнения и температуры почвы. На ранних и сверхранних сроках посева (в конце апреля - начале мая) всходы появляются дольше (до 21-30 суток).
Всходы - кущение. Обычно фаза кущения наступает на 10-15-е сутки. Среднесуточная температура в этот период колеблется в пределах 12-15 С. На интенсивность кущения, кроме тепла и влаги, существенно влияет минеральное питание. На высоком агрофоне пшеница кустится лучше.
На энергию кущения влияет и крупность зерна. Крупные семена дают большее число продуктивных побегов.
Кущение - колошение. К моменту развития 4-6 листьев начинается удлинение нижнего междоузлия. В зависимости от сорта и зоны возделывания яровой пшеницы этот период составляет 22-36 суток. Самым критическим для пшеницы в Восточной Сибири является отрезок времени в 15-20 суток перед цветением. Он чаще всего определяет высоту урожая. Позднеспелые сорта могут иметь этот период до 41 и более суток, а очень скороспелые - 25-28 суток.
Колошение - восковая спелость. Продолжительность периода колеблется от 29 до 44 суток. Колошение отмечается после появления одной трети колоса из влагалища верхнего листа. Через двое суток у пшеницы начинается цветение. В зависимости от размеров колоса и условий погоды цветение длится 4-12 суток. После его окончания через 1-2 суток прекращается рост стебля в длину, начинаются интенсивный рост зерновки в длину, наполнение и налив зерновки крахмалистыми веществами. Полная спелость у пшеницы в Восточной Сибири наступает при влажности зерна 20-22%. Зерно пшеницы очень чувствительно к заморозкам в начале созревания. Так, при тестообразной спелости заморозки в -2 С больше чем наполовину снижают всхожесть семян; в начале восковой спелости опасны заморозки силой - 2-4 С.Яровая пшеница - растение длинного дня. При продвижении ее с севера на юг продолжительность вегетации удлиняется[5].
Требования к теплу
Яровая пшеница относится к культурам, малотребовательным к теплу, она хорошо растет и развивается при умеренных температурах (16-20 С). Семена ее способны прорастать даже под слоем тающего льда при температурах, близких к 0°С, а в лабораторных условиях семена наклевываются в намоченном состоянии при температуре 1-2 С. Жизнеспособные всходы пшеницы появляются при температуре почвы 5-7 С. Наиболее благоприятной для прорастания семян считается температура 12-15°С. В зависимости от прогреваемости почвы всходы яровой пшеницы появляются в различные сроки. Например, при температуре на глубине заделки семян в 5 С всходы появляются на 21-е сутки, при 7-8°С на 14, при 9-10°С на 9-10 и при 15 С на 6-7-е сутки.
Сумма активных температур за период посев - всходы составляет 100-130°С. Всходы пшеницы в фазе 2 листьев способны выдерживать кратковременные (4-6 час.) заморозки до -8 -10°С, а проростки даже до -13 С. В фазе 3 листьев и начале кущения заморозкостойкость снижается и растения повреждают температуры -6 -9 С; в фазе выхода в трубку опасны температуры -4°С; во время цветения и начале налива зерна губительны температуры -1 -2°С. Твердые пшеницы в фазе кущения не переносят заморозков силой -1°С.
Кущение яровой пшеницы лучше проходит при температуре 10-12 С. Пониженная температура почвы в этот период положительно влияет на образование и развитие узловых корней. В период от начала колошения до восковой спелости более благоприятны среднесуточные температуры воздуха 16-23°С. Сумма активных температур, необходимых для развития пшеницы в Восточной Сибири, зависит от биологии сорта и составляет от 1400 до 1750°С. В засушливые годы сумма активных температур уменьшается на 300-400°С.
Высокие температуры яровая пшеница переносит плохо, при температуре 38-40°С через 10-15 часов наступает паралич устьиц.
В Сибири все сорта приспособлены к резкой смене среднесуточных температур воздуха, особенно в период от начала налива до созревания. Сибирские пшеницы полнее используют для роста и развития и повышенные дневные температуры, ускоряя свое развитие. Однако при дневных температурах 25 С и выше фотосинтез сибирских пшениц замедляется, и все температуры выше 30 С приводят к снижению урожая зерна.
В период молочной и начале восковой спелости зерно пшеницы повреждается заморозками ниже 0°С. Морозобойное зерно имеет низкие посевные и технологические качества.
Требования к влаге
Яровая пшеница Сибири считается культурой влаголюбивой. За вегетационный период оптимальной влажностью почвы считается 70-100% ППВ. Большое значение имеет почвенный запас влаги в метровом слое перед посевом. Оптимальным считается запас влаги не менее 180 мм, при запасах 100 мм высокой урожайности добиться невозможно, так как эффективность минеральных удобрений резко снижается, а при запасе в 80 мм и ниже они практически не оказывают влияния на урожай.
Для прорастания семян пшеницы требуется 50-60% воды от массы абсолютно сухого семени. Твердая пшеница для прорастания семян требует воды на 5-7% больше. Потребление воды по фазам роста изменяется в значительных размерах. Для нормального появления всходов требуется 5-7%, кущения 15-220%, выхода в трубку и колошения 50-60%, молочной спелости 20-30% и начала восковой спелости 3-5% к общему потреблению воды за вегетацию.
Период кущения - выхода растений в трубку - критический для яровой пшеницы. Недостаток влаги в почве в это время увеличивает количество бесплодных колосков, что часто наблюдается в Восточной Сибири. Даже обильные осадки в начале второй половины лета не могут исправить этого положения. В таких условиях пшеница ускоренно переходит от одной фазы к другой, и урожай резко снижается.
Яровая пшеница относится к культурам с повышенными требованиями к плодородию и гранулометрическому составу почвы. Корневая система у нее имеет слабую усвояющую способность, а вегетационный период интенсивного потребления питательных элементов очень короткий. Лучшими почвами для нее считаются структурные черноземные и каштановые, а также плодородныедернооподзолистые. На тяжелых глинистых и легких супесчаных почвах без внесения высоких норм удобрений она растет плохо.
Тип почвы и ее гранулометрический состав сильно влияют на глубину залегания и распространения корневой системы. Корни мягкой пшеницы больше распространяются вширь, а твердой -вглубь.
При недостатке влаги в нижних слоях почвы рост корней в глубину прекращается. В Восточной Сибири основная масса узловых корней находится на глубине 30 см и предельная средняя глубина их проникновения редко превышает 40-50 см.
Особенностью яровой пшеницы являются относительная недружность и изреженность всходов. Причина этого в "чутком реагировании" на горизонтальную неравномерность распределения семян по глубине и недостаток увлажнения слоя почвы, в котором происходит процесс прорастания. На снижение полевой всхожести оказывают влияние повышенная кислотность, разнокачественность семян и их невыравненность, неравномерная плотность пахотного горизонта и т.д.
Вследствие замедленного развития всходов и слабого кущения яровая пшеница сильно страдает от угнетения сорняками. Узловые корни хорошо развиваются только при наличии влаги на глубине узла кущения. Сухость почвы снижает не только развитие узловых, но и задерживает развитие зародышевых корней, что резко снижает урожай[6].