Управління онтогенезом та фазами розвитку овочевих культур

Управління онтогенезом: як регулювати життєвий цикл овочевих культур

Життєвий цикл (онтогенез) овочевих культур триває від проростання насіння до повного відмирання рослини. Традиційно культури ділять на однорічні, дворічні та багаторічні. Однорічники та дворічники дають урожай один раз у житті (монокарпічні види), а багаторічники плодоносять багаторазово, починаючи з другого року вегетації (полікарпічні). Проте для агронома ці межі умовні, оскільки зовнішні умови можуть зміщувати строки розвитку рослин.

Наприклад, теплолюбні томат і перець у себе на батьківщині в тропіках вегетують кілька років, але в умовах помірного клімату їх вирощують суворо як однорічники. Навпаки, різкі коливання температури можуть змусити дворічні культури, такі як цибуля або капуста, зацвісти вже в перший рік життя. Своєчасне регулювання умов вирощування дозволяє як прискорювати проходження фаз розвитку, так і стримувати небажаний перехід до цвітіння.

Незалежно від тривалості життя, всі вищі рослини проходять чотири основні вікові етапи. Перший етап — ембріональний, що протікає на материнській рослині від запліднення до дозрівання насіння або вегетативного органа розмноження. Другий — ювенільний (молодість), що охоплює період від проростання до готовності до закладання генеративних органів. Третій етап — репродуктивний (зрілість), під час якого відбуваються цвітіння і формування насіння. Четвертий етап — старість, що завершується припиненням плодоношення та відмиранням.

Періоди та фази розвитку: контроль росту в полі та під час зберігання

Для практичної роботи зручніше використовувати детальне ділення онтогенезу на періоди та фази розвитку. Кожен період характеризується специфічними змінами в обміні речовин і зовнішньому вигляді рослин. Насіннєвий період починається з утворення зиготи і триває до появи сходів. Він включає ембріональну фазу, фазу спокою насіння та фазу проростання, коли за рахунок запасних речовин насіння формуються первинний корінь і стебельце.

Період вегетативного росту триває від появи сходів до утворення бутонів і квітконосів. У цей період рослини проходять три ключові фази. Перша — наростання асиміляційної і кореневої поверхні, яка у плодових і листкових овочів (редис, салат качанний, цвітна капуста, броколі) є єдиною до початку цвітіння. Друга — накопичення запасних речовин у продуктивних органах, що характерно для коренеплодів, качанів капусти та головок броколі. Третя фаза — спокій вегетативних органів, виражений у дворічників і багаторічників.

Репродуктивний період завершує життєвий цикл товарних посівів або насінників. Він складається з фаз бутонізації, цвітіння і плодоношення. У фазу цвітіння вегетативний ріст рослин уповільнюється, оскільки основні ресурси спрямовуються на формування зав'язі. Для оцінки стану насіннєвих посівів агрономи орієнтуються на відсоток розкриття квіток.

Розрахунок вегетаційного періоду: від чого залежать строки збирання врожаю

У практичному овочівництві планування збиральної кампанії будується навколо двох ключових показників: загальної тривалості вегетаційного періоду (кількість днів від сходів до збирання врожаю) і тривалості плодоношення для багатозборових культур. Ці строки не є постійними для конкретної культури — вони залежать від сорту та умов вирощування. На практиці сорт підбирають за групою скоростиглості (ранньо-, середньо-, пізньостиглі та озимі). Проте заявлені характеристики скоростиглості завжди потрібно оцінювати стосовно конкретного регіону та технології вирощування.

Весь вегетаційний період ділять на три послідовні етапи:

1. Від появи сходів до початку формування продуктового органа.
2. Формування продуктового органа.
3. Дозрівання врожаю.

Особливості життєвого циклу рослин визначають стратегію догляду на фінальних етапах вирощування:

• Однорічні та дворічні культури після дозрівання плодів і насіння відмирають. Накопичення вегетативної маси на фінальних етапах у них мінімальне, оскільки всі ресурси перенаправляються на ріст плодів.
• Ремонтанно квітучі культури (томат, огірок, перець, баклажан, фізаліс, гарбуз, кавун, диня) продовжують вегетувати після появи перших квіток. Вони плодоносять тривало і відмирають тільки з настанням заморозків або інших несприятливих умов.
• Багаторічники проходять насіннєвий період один раз у житті, а фази вегетативного росту і репродукції повторюються у них багаторазово. Восени у них відмирає надземна частина, але залишаються живими кореневища і частина коренів.

Надземна маса та коренева система: вплив габітусу на технологію

Будова надземної частини овочевих культур визначає їхню здатність конкурувати з бур'янами, а також диктує вибір схеми садіння та опорних пристосувань. Листкова фотосинтезувальна поверхня досягає максимальної площі до моменту технічної стиглості. Форма куща та довжина стебел сильно різняться залежно від генетики сорту та умов зовнішнього середовища.

За характером формування надземної маси овочеві культури поділяються на групи:

• Кущові з коротким гіллястим стеблом: томат, перець, баклажан, боби, кущова квасоля. З гарбузових кущову форму утворюють кабачок, патисон і деякі сорти огірка.
• Довгостеблові ліаноподібні: більшість гарбузових, виткі сорти квасолі, горох. Вони потребують шпалерних опор або великої площі живлення.
• Розеткові: листкові однорічники та дворічники в перший рік життя. Більшість формують дрібну розетку, але капуста (білоголова та ін.) дає велику розетку листя і масивний продуктовий орган.
• Стеблові без розгалуження: цвітна капуста і броколі утворюють виражене стебло, але не дають бічних вегетативних розгалужень.
• Багаторічники в перший рік вегетації формують невелику розетку, а потужну вегетативну масу нарощують тільки в наступні роки.

Коренева система овочевих культур має поглинальну поверхню, яка завжди перевищує площу листя. Особливо сильно це випередження виражене у багаторічників і пізньостиглих сортів. У більшості культур коренева система мичкувата — це пов'язано з раннім відмиранням головного кореня та активним розвитком бічних розгалужень, чому додатково сприяє розсадний спосіб вирощування. Додаткові корені відіграють найважливішу роль у живленні та водопостачанні пасльонових і гарбузових культур. При вегетативному розмноженні (картопля, батат, цибуля ріпчаста, цибуля багатоярусна, часник, топінамбур) рослини формують виключно додаткові корені. Основна маса коренів зосереджена в пахотному горизонті, проте глибина їх проникнення сильно різниться залежно від культур.

• Зсув вегетації через дефіцит тепла — до 2–3 місяців
• Глибина залягання коренів часнику та цибулі — 40–70 см
• Глибина залягання коренів моркви та буряку — 70–120 см
• Глибина залягання коренів томату та гарбуза — понад 120 см

Вплив температури та світла на перехід до репродуктивної фази

Перехід овочевих культур до цвітіння залежить від генетики, але регулюється температурою та довжиною світлового дня. Якщо не враховувати ці вимоги, можна отримати передчасне стеблування або, навпаки, не дочекатися насіннєвих стрілок. Холодостійким видам для запуску репродуктивної фази потрібен вплив низьких додатних температур, тоді як теплолюбним культурам тропічного походження охолодження не потрібне.

У рослин помірних широт процеси росту та розвитку розмежовані за температурними режимами. Зелена маса в них наростає найшвидше в теплі, а підготовка до цвітіння відбувається виключно в прохолоді. Теплолюбні ж культури (томат, огірок, перець, квасоля та інші) цвітуть і ростуть при одній і тій самій температурі.

• Температура активного росту холодостійких культур — +18...+20 °С
• Температура для переходу до цвітіння — +1...+5 °С
• Період охолодження пізньої капусти, моркви та селери — 100–120 діб
• Період охолодження редису, салату, шпинату та крес-салату — 12–14 діб

Реакція на довжину дня також залежить від походження культури. Вихідці з тропіків швидше розвиваються в умовах короткого дня. Рослини помірного та субтропічного поясів потребують довгого світлового дня або навіть цілодобового освітлення при достатній інтенсивності світла.

Активність коренів, період спокою та відбір маточників

Всисна поверхня коренів досягає максимуму до початку плодоношення у плодових овочів і до моменту технічної стиглості у решти культур. Після цього починається природне відмирання частини коренів. Однак при поліпшенні умов вегетації цей спад може змінитися новою хвилею коренеутворення.

Для дворічних овочевих культур характерний чіткий поділ життєвого циклу. У перший рік усі ресурси витрачаються на ріст вегетативних органів, а розвиток конуса наростання практично зупиняється. Під час зимового зберігання за низьких додатних температур активно триває підготовка до цвітіння, а після садіння маточників у ґрунт рослина швидко розвиває квітконосні пагони. У однорічних же плодових овочів ріст і розвиток відбуваються однаково активно протягом усього періоду вегетації.

У насінництві необхідно враховувати явище біологічної неоднорідності частин рослини. Досліди показують, що бруньки у верхній частині капустяного качана розвинені значно краще, ніж біля його основи. Цю закономірність використовують при відборі та формуванні квітконосів на маточних рослинах багатьох овочевих культур.

Періоди активного росту в овочевих культур чергуються з фазами спокою, що допомагають переносити несприятливі умови. У однорічників у стані відносного спокою перебуває тільки насіння. У дворічних та багаторічних видів у цей стан також переходять органи, пристосовані переносити зиму, причому у багаторічників фаза спокою повторюється багаторазово.

Глибокий спокій у більшості овочів нетривалий і швидко змінюється вимушеним, який триває до настання сприятливих умов. Виняток становлять артишок і катран, насіння яких потребує штучного порушення оболонки для проростання. У томата, перцю та гарбузових культур глибокий спокій насіння практично відсутній, через що воно може проростати прямо всередині стиглих плодів.

Управління розвитком багаторічних культур та спокоєм насіння

Багаторічні овочеві культури в перший рік життя спрямовують усі ресурси на накопичення вегетативної маси. Процеси генеративного розвитку в цей період у них практично не проявляються. Перехід до активного розвитку запускається тільки після перезимівлі пристосованих до цього органів і з початком весняної вегетації.

Неоднакове співвідношення темпів росту і розвитку рослин — це закономірний біологічний процес. Дане співвідношення не залишається постійним і змінюється в міру старіння культури. Крім того, цей баланс безпосередньо залежить від факторів зовнішнього середовища в полі. Знаючи ці особливості, агроном може підбирати точкові методи впливу для управління ростом і розвитком рослин у природних умовах.