Jak powstaje plon zbóż

W życiu organizmów żywych występują pewne fazy rozwoju, tak zwane okresy krytyczne, w których zachodzą istotne dla rozmnażania zmiany biologiczne. W tych życiowych punktach zwrotnych organizmu następuje przestawianie zegara biologicznego – prowadzące w efekcie do uzyskania celu, jakim jest wydanie potomstwa (np. nasion).

Zmiany te związane są z procesami biochemicznymi, których prawidłowy przebieg zależy od spełnienia wielu warunków. W przypadku roślin najważniejszymi czynnikami są: odpowiednia ilość wody, właściwa temperatura i dostępność wszystkich niezbędnych składników pokarmowych. To właśnie niespełnienie tych warunków (np. susza) jest powodem strat w plonowaniu. Prawidłowości te dotyczą nie tylko zbóż, ale wszystkich bez wyjątku roślin. Na przykładzie zbóż przyjrzyjmy się więc najważniejszym etapom formowania się plonu i spróbujmy wyjaśnić, jak my jako rolnicy możemy na nie wpływać.

Od momentu wysiania ziarna w glebę aż do uzyskania pełnej dojrzałości, zboża – tak jak inne rośliny – przechodzą szereg faz rozwoju. Fazy te określane są za pomocą różnych skal (Zadoksa, Feakesa), jednak z punktu widzenia praktyki rolniczej najważniejsza jest umiejętność rozpoznawania okresów decydujących o plonowaniu. W przypadku zbóż okresy te są podobne, występują jednak pewne różnice między zbożami jarymi a ozimymi oraz między jęczmieniem i pozostałymi gatunkami. Wynika to z faktu, że rośliny jare mają znacznie krótszy okres wegetacji i nie przechodzą długiego okresu spoczynku wegetacyjnego zimą. Natomiast u jęczmienia, jako gatunku samopylnego, proces kwitnienia przebiega wewnątrz źdźbła, jeszcze przed wykłoszeniem się.

Prześledźmy zatem na przykładzie zbóż, jak kształtuje się plon.

ETAP I – początkowy wzrost
Rozwój zbóż zaczyna się od momentu wysiewu ziarna do gleby. Do skiełkowania ziarno potrzebuje tylko dwóch czynników – wilgoci i odpowiedniej temperatury; składniki pokarmowe ma zmagazynowane wewnątrz i nie pobiera ich z gleby. Trwa to do momentu wytworzenia korzonka i pędu, które zapewniają pobieranie wody i składników pokarmowych z gleby (korzonek) oraz światła i dwutlenku węgla z atmosfery (pęd nadziemny). Dlatego im lepszej jakości ziarno zostanie wysiane i im lepsze warunki glebowe stworzone będą do skiełkowania, tym lepsze będą wschody. Dopiero po całkowitym wyczerpaniu zapasów z ziarna młoda roślina zaczyna w pełni samodzielne życie. Od tej chwili rośnie coraz intensywniej, tworząc pęd główny i pierwsze 3 liście. Po wytworzeniu trzeciego liścia roślina zbożowa wchodzi w drugi ważny okres życia – krzewienie, czyli początek swego rozmnażania.

Jakie czynniki agrotechniczne wpływać będą na plon w I etapie? Na co trzeba zwrócić uwagę?

Odpowiedź wydaje się dość jasna:

• Właściwy dobór gatunku i odmiany, a więc wybór cech genetycznych warunkujących uzyskanie odpowiedniej jakości plonu pod kątem jego przeznaczenia.
• Użycie do siewu wyłącznie materiału siewnego sprawdzonego pod względem zdrowotności, siły i energii kiełkowania oraz czystości.
• W miarę możliwości wysiewanie co roku nasion w jak najwyższym stopniu odsiewu, zakupionego w firmie nasiennej. Materiału własnego nie należy reprodukować dłużej niż 2-3 lata. W przypadku mieszańców (np. żyta, kukurydzy) nie wolno wysiewać własnego materiału z plantacji towarowych!
• Stworzenie jak najlepszych, wyrównanych warunków wschodów poprzez prawidłowe przygotowanie pola, siew w optymalnym terminie, na właściwą głębokość i w odpowiedniej gęstości. Każdy gatunek zboża ma odmienne, określone optymalne terminy i gęstości siewu, których trzeba ściśle przestrzegać.
• Nawożenie przedsiewne to głównie fosfor i potas (lub ewentualnie magnez, gdy go brakuje), przeznaczone do wykorzystania praktycznie w następnych okresach. W uprawie zbóż ozimych często stosuje się minimalną, tzw. startową dawkę azotu. Natomiast w zbożach jarych dawka startowa jest zwykle pierwszą zasadniczą porcją azotu, przeznaczoną też dla późniejszych faz rozwojowych. W tym przypadku przedsiewne nawożenie azotem jest uzasadnione ze względu na znacznie krótszy okres wegetacji jarych i warunki wilgotnościowo-termiczne.

W praktyce najefektywniejsze nawożenie azotem występuje przy pogłównym jego stosowaniu w odpowiednich okresach. Najważniejsze jest uzupełnienie ilości azotu dostępnego w glebie dla roślin przed wystąpieniem okresów krytycznych.

Składniki pokarmowe muszą być dostępne od momentu przejścia roślin na samodzielne odżywianie się.

Składniki pokarmowe muszą być dostępne od momentu przejścia roślin na samodzielne odżywianie się.

ETAP II
– początek budowania plonu
Drugi etap życia rośliny zbożowej to okres przejścia do procesów rozmnażania, zaczynający się fazą krzewienia. Krzewienie jest procesem prowadzącym do tworzenia nowych pędów, na których mogą być osadzone kłosy. Teoretycznie im więcej roślina wytworzy pędów, tym potencjalnie wyższy plon. Nie jest tak jednak do końca; po przekroczeniu pewnej optymalnej liczby pędów pojawia się coraz więcej źdźbeł płonych, czyli takich, które nie niosą kłosa. Na każdym pędzie może (ale nie musi) być osadzony kłos z ziarnem. Zatem od rozkrzewienia zależeć będzie częściowo liczba uzyskanych kłosów na 1 m2 i w efekcie – na całym polu.

Warto wiedzieć, że budowa plonu na etapie krzewienia wiąże się również z innymi procesami, których gołym okiem nie widać. Otóż kiedy utworzy się nowy pęd, to w ciągu kilku dni od jego uformowania (im cieplej, tym szybciej) rozpoczyna się proces zawiązywania kłosków, czyli zaczyna ustalać się wielkość kłosa, który z tych kłosków powstanie. Im większa liczba kłosków w kłosie zostanie wykształcona – tym dłuższy, większy będzie sam kłos, a więc w przyszłości także plon.

Jednocześnie wewnątrz kłosków po kilkudziesięciu godzinach lub kilku dniach (znów w zależności od warunków termicznych) rozpoczyna się proces różnicowania kwiatów, a więc określana jest potencjalna liczba ziarniaków w kłosie.

Proces „wydłużania” kłosa trwa tylko do końca krzewienia, natomiast tworzenie się kwiatów w kłoskach kończy się mniej więcej w fazie drugiego kolanka.
Po zakończeniu krzewienia następuje niezwykle interesujące zjawisko samoregulacji plonowania, nazywane procesem redukcji – III etap.

Faza krzewienia to okres tworzenia potencjalnego plonu.

Jakie czynniki agrotechniczne wpływać będą zatem na plon w II etapie? Na co należy zwrócić uwagę?

Odpowiedź może być tylko jedna: Faza krzewienia jest najważniejszym okresem z punktu widzenia rośliny zbożowej i rolnika. Jeżeli w tym czasie roślina nie wytworzy optymalnej liczby pędów i kłosków, o wysokim plonie można zapomnieć.

Dlatego dla zapewnienia oczekiwanego plonu trzeba przestrzegać następujących zasad:

• Wysiać ziarno w optymalnym terminie, ilości i na odpowiednią głębokość, tak by uzyskać właściwą dla danego gatunku obsadę roślin, zapewnić wystarczającą ilość czasu na wytworzenie pędów kłosonośnych oraz stworzyć równe warunki startu wszystkim roślinom.
• Przyjąć prawidłową strategię nawożenia, tak by w każdym momencie rośliny miały do dyspozycji wszystkie niezbędne składniki pokarmowe w glebie i to w formie dostępnej do pobrania. Każde opóźnienie oraz błędne dawkowanie nawozów prowadzi do obniżenia plonowania.
• Natychmiast reagować na wszelkie objawy niedoborów pokarmowych.
• Unikać dużych jednorazowych dawek nawozów azotowych, prowadzących do nadmiernego krzewienia.
• W uprawie jęczmienia natychmiast reagować na zmiany chorobowe na liściach, jeśli wystąpią w fazie krzewienia. W pozostałych gatunkach nie dopuścić do nadmiernego rozprzestrzenienia chorób na liściach, ale zabieg opryskiwania wykonywać tylko w ostateczności.

ETAP III – redukcja,
czyli dostosowanie plonu do możliwości środowiskowych
Na plantacji zbożowej wyraźnie widać moment, kiedy najpierw pojedyncze, a następnie prawie jednocześnie wszystkie pozostałe rośliny zaczynają gwałtownie rosnąć w górę. Zaczyna się wyścig po światło – mamy do czynienia z fazą strzelania w źdźbło i szybkim przyrostem masy roślinnej. Wydaje nam się wtedy po wyglądzie plantacji, że będzie rewelacyjny plon, a gdy przychodzi do zbioru, rzeczywistość bywa zupełnie inna… Co się zatem stało? Jakie mogą być tego powody?
Przyczyn jest kilka:

• Jedne wynikają z pojawiających się zagrożeń zewnętrznych, i tu chodzi o patogeny (głównie choroby i szkodniki, które niszczą fizycznie liście i źdźbła).
• Inne natomiast, bardziej złożone przyczyny wynikają z wewnętrznych uwarunkowań, nazywanych niekiedy „zegarem biologicznym”, którego właściwości polegają nie tylko na odmierzaniu czasu, ale przede wszystkim na dostosowaniu się organizmu do istniejących warunków w taki sposób, aby wydać jak najwięcej i jak najlepszego potomstwa.

Zegar ten na podstawie warunków termicznych, wilgotnościowych, dostępności pokarmowej, dostępności światła stale odmierza i „ocenia”, ile roślina w danych warunkach może utrzymać pędów, kłosków w kłosie, kwiatów, a w końcu ziarna. W praktyce oznacza to, że od początku strzelania w źdźbło aż do wykłoszenia roślina redukuje swój wytworzony dotychczas potencjał plonotwórczy tak, aby zapewnić jak najlepsze potomstwo. To właśnie ten mechanizm powoduje, że w czasie kwitnienia drzewa odrzucają zbędne zapłodnione zawiązki owoców, a ptaki, które mają zbyt liczne potomstwo, przestają karmić najsłabsze pisklę, gdy brakuje pożywienia.

W praktyce bardzo łatwo to stwierdzić. Każdy rolnik wie, że nie każde źdźbło jest zakończone kłosem; zawsze część z nich jest zdecydowanie krótszych i to właśnie te najsłabsze źdźbła nie moją kłosów. Ponadto niektóre kłosy są znacznie krótsze od pozostałych, a niektóre mają mało w pełni wykształconego ziarna.

Trzeba wiedzieć, że ten mechanizm jest cechą naturalną wszystkich organizmów żywych i jest zawsze uruchamiany. Dlatego naszą rolą, jako rolników, jest stworzyć jak najlepsze warunki do uzyskania przez wysiewane przez nas rośliny potomstwa, czyli interesującego nas plonu. Innymi słowy, wysokość plonu zależeć będzie od tego, ile składników pokarmowych mają rośliny do dyspozycji wtedy, gdy są potrzebne, czy zawsze jest wystarczająco dużo wody i światła, czy rośliny muszą konkurować z innymi (np. z chwastami). Zasada jest prosta: im lepsze warunki, tym lepszy i większy potencjalny plon.

Redukcja pędów na początku strzelania w źdźbło rozpoczyna proces dostosowywania plonu do warunków środowiska, zakończony odrzuceniem zawiązków zapłodnionych kwiatów po kwitnieniu.

ETAP IV – plonowanie,
czyli tworzenie nowego pokolenia
Plon jest iloczynem liczby kłosów, ilości wytworzonego ziarna i masy tego ziarna:

liczba kłosów na jednostce
powierzchni x liczba ziaren
w kłosie x masa 1000 ziaren =
plon z jednostki powierzchni

Po przejściu kolejnych faz początkowego wzrostu, tworzenia potencjalnego plonu podczas krzewienia, a następnie dostosowywania do warunków ilości potomstwa (czyli kłosów i ziarna w nich zawartego) przychodzi czas na końcowy efekt, czyli wypełnianie tego ziarna. Teraz wszystko zależy od tego, ile składników pokarmowych roślina może dostarczyć nowemu pokoleniu z zapasów nagromadzonych w liściach i źdźbłach, a także poprzez funkcjonujące jeszcze korzenie, pod warunkiem dostarczenia odpowiedniej ilości wody i światła. Możemy być pewni, że na tym etapie życia roślina przekaże potomstwu wszystko, co tylko będzie w stanie. Wynik jest wypadkową wszystkich dotychczasowych czynników.

Jakie więc istnieje tutaj zagrożenie? Być może nawet największe, jeśli mamy do czynienia z dobrze prowadzoną plantacją o wysokim potencjalnym plonie. Plantacja może charakteryzować się optymalną liczbą długich kłosów z dużą ilością zawiązanego ziarna, ale jeżeli liście zostaną silnie porażone przez septoriozę, a kłosy przez fuzariozę – ziarno okaże się poślednie, niewypełnione, a do tego jeszcze zarażone grzybami i plon będzie niski. To oczywiście bardzo niechciany i zły scenariusz, ale niestety – często spotykany.

Dlatego IV, ostatni etap rozwoju zbóż jest niezmiernie ważny i choć trwa niezbyt długo, to wpływ działań rolnika na uzyskany efekt jest największy.

A dlaczego?

• Wyeliminowanie masowego wystąpienia chwastów oraz zapewnienie właściwej gęstości plantacji wyeliminuje zbędną konkurencję pokarmową roślin i zapewni odpowiednią ilość światła.
• Ograniczenie chorób liści i kłosów zapewni roślinom nagromadzenie i utrzymanie odpowiednich zapasów dla wypełnienia ziarna i uzyskanie wysokiej jego jakości.
• Ograniczenie ilości szkodników zminimalizuje bezpośrednie straty masy liści i ziarna.
• Prawidłowa agrotechnika (dobór gatunków i odmian do warunków glebowych i klimatycznych, prawidłowa uprawa, terminowe zabiegi itp.) będzie minimalizować wpływ negatywnych zjawisk pogodowych – susz, zbyt wysokich lub niskich temperatur, wiatrów, nadmiernych opadów.

Plon będzie taki, jakie będą warunki stworzone zarówno przez przyrodę, jak i rolnika.

Marek Radzimierski
KPODR Minikowo
Oddział w Przysieku