Биологические особенности льна
Морфологическая характеристика
Лен-долгунец — однолетнее двудольное одностебельное растение высотой 60—125 см и более. Ветвится только в верхней части. Корень стержневой, проникающий в почву до 1,5 м. Его корневая система состоит из множества тонких, нитевидных корней. По отношению к наземной массе она развита слабо и поэтому не отличается высокой способностью усваивать питательные вещества и влагу почвы.
Основная масса корневой системы льна-долгунца располагается в верхнем слое почвы, поэтому большое значение имеет глубокая вспашка и обеспечение растений хорошо усвояемыми питательными веществами.
Стебель светло-зеленый, полый, в зрелом состоянии желтый, покрыт восковым налетом. В зависимости от сорта и условий выращивания содержит от 20 до 30% волокна и более.
Стебель состоит из нескольких тканей. Наружная ткань называется кожицей (эпидермис). Под кожицей расположена паренхима (соединительная ткань), состоящая из тонкостенных клеток, соединяющих остальные ткани стебля. В Соединительной ткани залегает волокно в виде волокнистых, или лубяных пучков. Это также и механическая часть стебля. Лубяные пучки расположены отдельными островками, сливаясь иногда в сплошное кольцо. Кожица и паренхима с волокнистыми пучками и ситовидными трубками составляют коровую часть стебля. Затем кольцеобразно расположен камбий.
Камбий играет важную роль в формировании стебля. Он постоянно образует вторичную кору (наружу) и древесную (внутрь стебля). Волокнистые пучки залегают в наружной первичной коре, волокнистые клетки их дифференцируются из внутреннего слоя паренхимных клеток коры перицикла в конус нарастания.
Деятельность паренхимных клеток и камбия находится в постоянном антагонизме. При снижении деятельности камбия усиливается деятельность перицикла, в результате образуется большое количество клеток луба, что проявляется в загущенных посевах льна. Поэтому содержание волокна в стеблях в загущенных посевах больше, чем в разреженных.
Древесина состоит из клеток с утолщенными стенками. Она содержит большое количество сосудов, проводящих от корня влагу и питательные вещества ко всем наземным органам растения.
Сердцевина -- это центральная часть стебля, состоящая из непрочных тонкостенных клеток. У созревшего растения клетки сердцевины разрушаются и внутри стебля образуется полость.
Различают общую и техническую длину стебля. Общая длина измеряется расстоянием от места прикрепления семядольных листочков до самой верхней коробочки растения, техническая длина - расстоянием от места прикрепления семядольных листочков до начала разветвления соцветия.
Техническая часть стебля считается наиболее ценной, так как она дает волокно — основной продукт, ради которого возделывается лен-долгунец.
Лен-долгунец по толщине стебля делится на тонкостебельный с диаметром от 0,8 до 1,2 мм, среднестебельный — от 1,3 до 2 мм и толстостебельный – от 2,1 мм и более. Диаметр стебля измеряют на уровне третьей части его высоты.
Сбежистость - это форма стебля. При конусообразной форме стебля она выражена более сильно, чем при цилиндрической. Стебли льна, имеющие форму, близкую к цилиндрической, обеспечивают больший выход волокна и лучшего качества. Определяют сбежистость вычитанием Диаметра у Разветвлений метелки от диаметра стебля у семядольного колена. При наибольшей разнице между диаметрами форма стебля приближается к цилиндрической.
Мыклость — отношение технической длины стебля к его толщине. Увеличение этого показателя повышает выход и качество волокна. У льна-долгунца товарных посевов мыклость находится в пределах 400—700.
Самая ценная часть стебля — волокнистые пучки, которые состоят из сильно удлиненных веретенообразных клеток элементарных волокон длиной в среднем 20—30 мм, иногда до 120 мм и более, поперечные размеры их 20—30 мкм. Между собой элементарные волокна соединяются пектином. Волокнистые пучки с помощью пектина соединены также с окружающими их тканями.
В зависимости от условий выращивания, а также сорта льна количество элементарных волокон в волокнистом пучке, что можно наблюдать на поперечном срезе, колеблется от 10 до 50. Волокнистые пучки располагаются вдоль всего стебля по его периферии, образуя различной плотности кольцо, которое состоит из 20—40 пучков. Волокно хорошего качества отличается достаточной длиной, высокой прочностью, эластичностью, блеском, тяжеловесностью, лентистостью, тониной.
Лен обеспечивает получение высококачественного волокна при длине стеблей не ниже 70 см и диаметре 1—2 мм, что зависит от уровня агротехники, сорта, густоты стояния растений.
Листья сидячие, без черешков, линейно-ланцетной формы, зеленой окраски. Их длина 36—70, ширина 2—4,4 мм. Покрыты слабым восковым налетом.
Соцветие – зонтиковидная кисть, расположена в верхней части растения. Цветки правильные, с пятью лепестками, преимущественно голубой, а также розовой или белой окраски. Диаметр венчика 15—24 мм. (Цветок имеет 5 тычинок с синими, оранжевыми или желтыми пыльниками. Пестик состоит из пятигнездной завязи и пяти столбиков. Лен - самоопылитель, однако часть цветков может опыляться и перекрестно.
В теплые и солнечные дни цветки распускаются в 5—6 ч утра, к 9—10 ч лепестки опадают. Распускание цветков в пасмурные дни происходит на 1—2 ч позднее.
Плод – шаровидная мелкая коробочка с десятью семенами, нераскрывающаяся при созревании у большинства сортов. Длина коробочки 6,2—8,3, ширина 5,7—6,8 мм. Внутри коробочки пять гнезд, которые разделены на два полугнезда. В каждом из них находится, как правило, по одному семени. В загущенных посевах на растении созревает 2—3 коробочки, а в изрежениых до 12 и более. Масса 1000 семян колеблется от 3,5 до 6,6 г, в зависимости от сорта и условий, в которых произрастает растение. Длина семян 3,2—4,8, ширина 1,5—2,2, толщина 0,5—1,2 мм. [6]
Рост и развитие
Семена льна-долгунца при наличии благоприятных условий – температуры и влажности — начинают наклевываться и прорастать. При этом увеличиваются корешок зародыша и семядольные листочки. Питание в этот период обеспечивается за счет эндосперма семени. Корешок углубляется в почву, на поверхности появляются семядольные листочки. Корешки начинают усваивать из почвы питательные вещества, а семядольные листочки, зеленея, поглощают из воздуха углекислоту, необходимую для образования органического вещества растений.
Этапы роста растения, которые следуют один за другим, называют фазами. У льна-долгунца их пять. Они характеризуются морфологическими изменениями, или образованием новых органов растений: фаза всходов, или семядолей, «елочки», бутонизации, цветения, созревания.
Фаза всходов.
Растения имеют только семядольные листочки и маленькую почечку между ними, из которой развивается стебель с листочками, цветками и семенными коробочками. Продолжительность фазы 7—8 дней. Наибольший рост стебля и высокая устойчивость льна к полеганию складываются при ранних сроках сева, при которых лучше развивается корневая система.
Фаза «елочки».
Продолжительность фазы около 15 дней. Растение достигает высоты 5—10 см и имеет 5—6 настоящих листочков. Характерным для этой фазы является медленный рост стебля в высоту и быстрое наращивание корневой системы.
Фаза бутонизации.
Растения усиленно (до 3—5 см в сутки) прирастают в высоту. За 15—20 дней этого периода они накапливают до 75% сухих веществ. Хорошая обеспеченность элементами питания, умеренно теплая погода (16— 18°С), большое число пасмурных дней благоприятствуют формированию высокого урожая. Лен очень плохо переносит дефицит влаги в этот период.
Фаза цветения.
Длится 6—10 дней. В этой фазе рост стебля в высоту сильно замедляется, растет только соцветие.
Фаза созревания.
Продолжительность 8—12 дней. В этой фазе происходит формирование семян и техническая спелость волокна. Различают зеленую, раннюю желтую, желтую и полную спелость. [5]
Отношение к внешним условиям
Отношение к температуре.
Наиболее благоприятны для льна-долгунца умеренные температуры вегетационного периода с хорошей влагообеспеченностью первой половины лета. Семена льна начинают прорастать при температуре 3— 5°С. Всходы переносят кратковременное понижение температуры до —3...4°С. При температуре 7...8°С наблюдается активное прорастание семян и появление всходов, оптимальный температурный уровень этой фазы +9...12°С. Сумма эффективных температур периода посев - - всходы 60°С, всходы — начало цветения — 418—440°С, цветение — побурение коробочек - 410°С, всего вегетационного периода — 1100—1500°С. Оптимальная температура для активного роста растений и формирования генеративных органов 16— 18°С. Резкие колебания температуры в течение суток отрицательно сказываются на росте, развитии растений и формировании урожая. Жаркая погода, особенно при недостатке влаги, сдерживает рост стеблей в высоту, вызывает их ветвление.
Отношение к влаге.
Лен-долгунец весьма требовательная к влаге культура. В то же время потребность в ней в разные фазы его развития различна. Особенно он чувствителен к недостатку влаги в период от всходов до цветения. Наибольшее потребление влаги наблюдается в период интенсивного наращивания биомассы - фаза бутонизации — цветения. Оптимальная влажность почвы в период посев — всходы 60% при хорошей аэрации почвы, бутонизация — цветение 70—75, во время созревания – 40—60% полной влагоемкости почвы. [8]
Для набухания семян требуется 100% влаги, что объясняется химическим составом семян. На образование единицы сухого вещества лен-долгунец расходует 250–300 единиц воды (транспирационный коэффициент).
Отношение к свету.
Лен-долгунец – растение длинного дня. Он хорошо развивается при продолжительном освещении, наличии теплых облачных дней. В таких условиях хорошо идет процесс фотосинтеза. При оптимальной густоте стояния лен формирует высокие тонкие стебли с наибольшим содержанием волокна хорошего качества. Уменьшение продолжительности освещения снижает интенсивность фотосинтеза, уменьшает устойчивость стебля к полеганию. Сильное солнечное освещение ведет к нежелательному ветвлению стебля, что снижает урожай и качество волокна.
Особенности питания.
Лен-долгунец довольно требовательная культура к элементам питания, что объясняется относительно неглубоким расположением основной массы корней, слабой способностью усваивать труднорастворимые соединения, а также небольшим промежутком времени, в течение которого растения поглощают основную массу питательных веществ. Для образования 1 ц волокна он выносит из почвы 1,22 кг азота, 0,72 кг фосфора, 1,72 кг калия, что значительно больше, чем у других полевых культур[5].
За вегетацию из общего количества вносимых удобрений лен-долгунец использует до 80% азота, 20% фосфора, 60% калия.
Особенно опасен избыток азота в начале плодообразования, растения при этом могут сильно полегать, поражаться болезнями. В результате урожай и качество волокна заметно снижается. Особенно нежелательно избыточное азотное питание на семеноводческих посевах.
Фосфор способствует интенсивному наращиванию корневой системы, а также формированию тонкостебельных посевов с высоким качеством волокна, повышает урожай семян, устойчивость растений к полеганию, ускоряет их созревание. Особенно отчетливо выражена потребность льна в фосфоре в первоначальный период роста и развития. Наиболее интенсивное потребление фосфора идет в первые 30 дней с начала всходов и в период формирования семян.
Калий в отличие от других основных элементов питания в растениях преимущественно находится в ионной форме. Он участвует в процессах фотосинтеза и передвижении углеводов в растении. При сбалансированном минеральном питании калий увеличивает количество элементарных волокон в стебле, повышает выход и крепость волокна, урожай семян льна при этом становится более прочным, устойчивым к полеганию. Наибольшая потребность в калии наблюдается в первые 20 дней с момента всходов и в фазе бутонизации.
Требование к почве. Наиболее пригодными почвами для возделывания льна являются дерново-подзолистые легкие и средние суглинки, развивающиеся на моренных, лессовидных и озерных суглинках, подстилаемых суглинками или глиной. Естественное плодородие, благоприятный гранулометрический состав и увлажнение этих почв позволяют получать достаточно высокие урожаи льна-долгунца. Такие почвы занимают около 25% пашни Республики Беларусь.
Хорошие урожаи удаются на окультуренных супесчаных почвах, подстилаемых суглинками или глиной. Таких почв около 14% пашни республики, и распространены они в основном в северных и центральных районах.
Льнопригодные почвы должны быть структурными, хорошо аэрируемы, достаточно плодородны, иметь благоприятные агрохимические показатели: рН 5,9—6,5, содержание гумуса не ниже 1,8—2%, подвижных форм фосфора и калия не менее 150 мг на 1 кг почвы. На почвах нейтральных и тем более щелочных растения сильно поражаются бактериозом.
Менее пригодны для выращивания льна тяжелосуглинистые и глинистые почвы, способные образовывать на посевах плотную почвенную корку, а также супесчаные почвы, подстилаемые супесью, или песком, вследствие неблагоприятного водного режима.
Не пригодны для выращивания льна: дерново-подзолистые на глубоких песках почвы из-за неустойчивого водного режима; дерново-карбонатные на валунно-хрящеватых песках, характеризующиеся неустойчивостью водного режима и нейтральной или щелочной реакцией почвенной среды; дерново-подзолистые глеевые и глееватые почвы, на которых даже после осушения трудно поддерживать нормальное увлажнение. [5]