Биология культурных растений

Министерство просвещения Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Московский педагогический государственный университет»





                Т. В. Архипова, И. М. Ващенко, В. С. Коничев


                БИОЛОГИЯ КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ




Практикум












МПГУ
Москва • 2020

УДК 63(076.5)
ББК 41.2я73-5 А877



Рецензенты:
О. Г. Семенов, кандидат биологических наук, профессор АТИ РУДН
Н. А. Богданов, кандидат педагогических наук, доцент кафедры естественнонаучного образования и коммуникативных технологий Института биологии и химии МПГУ
















      Архипова, Татьяна Валентиновна.
А877    Биология культурных растений : практикум / Т. В. Архипова,
      И. М. Ващенко, В. С. Коничев. - Москва : МПГУ, 2020. - 80 с.
         ISBN 978-5-4263-0942-5
         Авторы практикума на основании многолетнего опыта преподавания предметов биологического цикла предлагают пособие, состоящее из трех разделов: «Полеводство», «Овощеводство» и «Плодоводство», в которых рассматриваются биологические особенности культурных растений, относящихся к различным группам. Практикум является основой для подготовки студентов к лабораторнопрактическим работам, дает необходимый перечень материалов и оборудования для проведения занятий, имеет необходимый перечень контрольных вопросов для закрепления материала.
УДК 63(076.5)
ББК 41.2я73-5




ISBN 978-5-4263-0942-5

            © МПГУ, 2020
            © Архипова Т. В., Ващенко И. М., Коничев В. С., текст, 2020

СОДЕРЖАНИЕ




ПРЕДИСЛОВИЕ .........................................4
БИОЛОГИЯ КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ ....................... 5
РАЗДЕЛ 1. ПОЛЕВОДСТВО................................6
 Тема 1. Зерновые культуры ......................... 6
   Отличительные (родовые) признаки хлебных злаков ....... 7
 Тема 2. Зерновые бобовые культуры ................. 14
   Морфологические и биологические особенности .... 15
 Тема 3. Масличные культуры .............................. 22
   Подсолнечник .......................................... 23
 Тема 4. Прядильные культуры ...................... 27
 Тема 5. Корнеплоды ............................... 29
 Тема 6. Клубнеплоды .............................. 33
   Морфологические и биологические особенности картофеля . 34
РАЗДЕЛ 2. ОВОЩЕВОДСТВО .............................39
 Тема 1. Общая характеристика овощных культур ..... 39
   Определение овощных культур по семенам ................ 39
   Семена овощных культур ......................... 39
 Тема 2. Семейство Крестоцветные ......................... 44
   Капуста ........................................ 44
 Тема 3. Овощные культуры семейства Пасленовые ........... 46
   Томат .......................................... 46
   Баклажан ....................................... 49
   Перец .......................................... 50
 Тема 4. Овощные культуры семейства Тыквенные ............ 51
 Тема 5. Луковые .................................. 53
 Тема 6. Зеленные овощные культуры ................ 55
 Тема 7. Многолетние овощные культуры ............. 56
РАЗДЕЛ 3. ПЛОДОВОДСТВО .............................60
 Тема 1. Группировка и характеристика плодово-ЯГОДНЫХ культур . . .61
 Тема 2. Плодовый питомник ........................ 68
 Тема 3. Окулировка плодовых деревьев .................... 70
 Тема 4. Копулировка плодовых деревьев ................... 72
   Прививка за кору ............................... 73
   Прививка в боковой зарез .............................. 74
   Прививка плодовых деревьев в расщеп ................... 75
   Аблактировка, или прививка сближением ................. 76
 Тема 5. Выращивание привитого саженца ................... 77
ЛИТЕРАТУРА ............................................... 79

            ПРЕДИСЛОВИЕ



   Настоящее пособие предназначено для студентов, преподавателей и обслуживающего персонала в качестве методического руководства при подготовке и проведении лабораторно-практических занятий по предмету «Биология культурных растений» со студентами - бакалаврами очной и очно-заочной форм обучения.
   Данное пособие включает методические разработки практических занятий, перечень материалов, оборудования, вопросы для самостоятельной работы.
   Пособие полностью соответствует государственному стандарту для бакалавров по указанному направлению и профилю образовательных университетов.
   Целью лабораторных и практических занятий является изучение ключевых разделов дисциплины «Биология культурных растений». Каждое занятие построено по определенному принципу, в основе которого прослеживается последовательность этапов проведения занятия. Начинается занятие c объяснения преподавателя в виде краткого обобщающего изложения темы раздела с акцентом на сложные теоретические вопросы. Затем следуют указания для проведения самостоятельной лабораторной работы, а также задания для подготовки к следующему занятию. Кроме того, даются методические указания для проведения самостоятельной внеаудиторной работы, согласно рабочей программе дисциплин.
   Лабораторные занятия проводятся с использованием таблиц, практического раздаточного материала, семян полевых и овощных культур, соцветий и гербарных образцов, разнообразного фиксированного материала, муляжей, свежих плодов, клубней и т. д. На практических занятиях используются современные приборы и оборудование, такие как рН-метр, нитратанализатор, рефрактометр, фотоэлектроколориметр и др.

Биология культурных растений



            БИОЛОГИЯ КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ


  Культурные растения (агрокультуры) - растения, выращиваемые человеком для получения пищевых продуктов, кормов в сельском хозяйстве, лекарств, промышленного и иного сырья и других целей.
  Большинство культурных растений сформировались еще в доисторический период. Дикие предки культурных растений приобретали свой современный облик под воздействием человека и факторов внешней среды в различных областях земного шара. Основное значение в эволюции растений принадлежит мутациям, спонтанной и искусственной гибридизациям между разными видами и за счет полиплоидии. Культурные растения подвержены значительной географической изменчивости - более физиологической и биохимической и, в меньшей мере, морфологической. Содержание крахмала, белков, сахаров, масел и других веществ сильно меняется в зависимости от географического расположения, климата, почвы, т.е. от комплекса экологических условий и хозяйственной деятельности человека. Виды растений дифференцируются на экотипы, связанные с определенным местообитанием. Н. И. Вавилов дал блестящее определение линнеевского вида культурных растений и экологическую классификацию растений. Изучая координацию признаков у отдельных экотипов, можно по нескольким признакам производить отбор и использовать их в селекционной работе. В работе Н. И. Вавилова «Ботанико-географические основы селекции» (1935) были установлены очаги происхождения культурных растений и их ближайших сородичей. Н. И. Вавилов в дополнение к своей теории центров происхождения культурных растений показал, что в основных центрах происхождения возникало большое число доминантных признаков, а во вторичных преобладают формы с рецессивными признаками. Доминанты убывают от центра к периферии распространения вида [5].

        РАЗДЕЛ 1


            ПОЛЕВОДСТВО


Тема 1. Зерновые культуры

  Среди полевых культур в мировом земледелии наибольшее значение имеют зерновые культуры, основным продуктом которых является зерно. По морфологическим особенностям и приемам возделывания зерновые культуры делятся на три группы:
  1.   Хлебные злаки первой группы (типичные хлеба) - пшеница, рожь, тритикале, ячмень и овес из подсемейства Мятликовидные (Pooideae) семейства Мятликовые, или Злаки (Poacea). Зерно (зерновка) имеет бороздку и хохолок (кроме твердой пшеницы и ячменя), прорастает несколькими корешками (у овса - 3, ржи - 4, пшеницы - 3-5, ячменя - 5-8). Соцветие - сложный колос (пшеница) или метелка (овес), верхние цветки обычно редуцированы, соломина внутри обычно полая. Растения длинного дня, представлены озимыми и яровыми формами, менее требовательны к теплу и свету, более требовательны к влаге, чем просовидные хлеба (кроме риса).
  2.   Хлебные злаки второй группы (просовидные хлеба) - просо, чумиза, сорго, рис, кукуруза из подсемейства Просовидные (Panicoideae) семейства Мятликовые, или Злаки (Poacea), гречиха из семейства Гречишные (Polygonaceae). Соцветие - метелка (у кукурузы женское соцветие - початок), верхние цветки развиты сильнее нижних, которые обычно редуцированы и бесплодны. Зерно у хлебов второй группы без хохолка и бороздки, прорастает одним корешком, соломина обычно с сердцевиной. Узлы кущения расположены близко к поверхности почвы. Растения короткого дня, представлены только яровыми формами, теплолюбивые и светолюбивые, имеют высокую засухоустойчивость (кроме риса) и менее требовательны к плодородию почвы, чем хлеба первой группы. Отличаются также замедленными темпами роста в начальный период (от всходов до кущения) по сравнению с первой группой.



6

Раздел 1. Полеводство

   3.   Зерновые бобовые - соя, горох, фасоль, чечевица, нут, кормовые бобы, вика, чина, люпин из семейства Бобовые (Fabaceae) (см. гл. 6).
   У зерновых культур различают следующие биологические формы (условно): озимые, яровые и двуручки. Озимые - это хлеба, которым для прохождения стадии яровизации в начальный период развития необходимы невысокие температуры - от -1 до +10 °C в течение 20-50 дней. Поэтому их высевают осенью до наступления устойчивых морозов, а урожай получают в следующем году. При весеннем посеве растения, как правило, кустятся и не образуют стебля и колоса. Яровые формы для прохождения стадии яровизации требуют более высоких температур 5-20 °C в течение 7-20 дней, поэтому их высевают весной и урожай собирают в том же году. Двуручки проходят стадию яровизации при температуре 3-15 °C. В южных районах страны имеется ряд сортов, которые нормально растут и развиваются, дают урожай при весеннем и осеннем посевах.

Отличительные (родовые) признаки хлебных злаков

        Задание 1. Знакомство с наиболее характерными признаками зерна. Определение хлебных злаков по зерну.

   Материалы и оборудование. Зерновки различных хлебных злаков, разборные доски, шпатели, пинцеты, лупы.
   Пояснение к заданию. Плод хлебных злаков - односемянная зерновка, называемая обычно зерном. Зерновки хлебных злаков различаются между собой по ряду признаков. У голозерных хлебов (пшеница, рожь, голозерные овес, ячмень, сорго) при обмолоте колосковые и цветковые чешуи легко отделяются от зерновки. У пленчатых хлебов зерновки после обмолота остаются покрытыми цветковыми чешуями (просо, рис и большинство сортов овса, ячменя и сорго).
   Зерновка хлебных злаков состоит из трех главный частей: зародыша, эндосперма и оболочки (рис. 1).


7

Т.В. Архипова, И.М. Ващенко, В.С. Коничев. БИОЛОГИЯ КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ

Рис. 1. Строение зерновки хлебных злаков:
1 - околоплодник сросшийся с кожурой; 2 - эндосперм;
3 - алейроновый слой; 4 - зародыш; 5- корешок; 6 - почечка;
7 - эпибласт; 8 - щиток; 9 - конус нарастания (источник: https://ppt-online.org/)

   Ту часть зерновки, где расположен зародыш, называют нижним концом зерна, а противоположную - верхним. На верхнем конце зерновки у пшеницы, ржи и овса есть небольшой хохолок из маленьких волосков. Сторону зерновки, имеющую продольную бороздку, называют брюшной, а противоположную ей - спинной. У хлебов первой группы (пшеница, рожь, ячмень, овес) зерновка с бороздкой, а у хлебов второй группы (кукуруза, просо, сорго) борозда отсутствует.
   Поверхность зерновки может быть гладкой или морщинистой, форма зерновки - от округлой до удлиненной. При определении зерновых пленчатых хлебов следует обращать внимание на поверхность и окраску цветковых чешуй, покрывающих зерновки.

   Ход работы
   1. Разобрать смесь зерен на отдельные ботанические роды.
   Взять зерновки растений одного рода и ознакомиться с их внешними признаками.
   2.   Описать зерновку по следующей схеме: пленчатость, опушен-ность, наличие хохолка, форма, наличие бороздки, характер поверх

8