Что такое встречное опыление сельскохозяйственных растений
Добавил пользователь Евгений Кузнецов Обновлено: 18.09.2024
Опыление — это процесс переноса пыльцы из пыльников растения на рыльце его пестика.
Есть два типа опыления растений:
- Перекрестное опыление. Оно может быть естественным и искусственным.
- Самоопыление.
Теперь остановимся на самоопылении и перекрестном опылении подробнее.
Самоопыление
Самоопыление — это самостоятельное опыление растения.
Такой способ встречается у растений, у которых двуполые цветки. Большинство растений при самоопылении дают семена. К примеру, ячмень, овес, просто. Такой тип опыления и у гороха.
Самоопыление встречается у цветков, которые совсем не склонны к раскрытию — из-за этого перекрестное опыление здесь невозможно. Поэтому в процессе самоопыления даже самые маленькие и невзрачные цветки способны давать семена.
Однако потомство, полученное в результате самоопыления, считается низко прогрессивным. Растения с таким способом опыления постоянно находятся под угрозой вырождения. Чтобы как-то с этим справляться, небольшой процент цветков у таких растений подвергается внутривидовому опылению. В результате внутривидового опыления получаются растения с отличающимися отцовскими и материнскими зачатками, а также более приспособленные к выживанию в ходе естественного отбора. Как итог — сохранение вида.
Перекрестное опыление
Перекрестное опыление — это опыление, которое находится в прямой зависимости от внешних факторов, таких как вода, ветер, насекомые и птицы. У кого перекрестное оплодотворение? Разберемся на примерах.
Процесс опыления ветром называется анемофилия.
Оно встречается у растений с мелкими цветками, собранными обычно в соцветия. Обычно у цветков очень много пыльцы. Она мелкая и сухая и выбрасывается наружу при помощи пыльника, который находится на длинных тонких нитях.
Что касается рыльцев, то они длинные и широкие, а также высовываются из цветков, благодаря чему пыльца лучше на них попадает. Таким образом происходит опыление у злаковых и у растений с соцветиями в виде сережек (ольха, береза, хмель, тополь, орех). Также ветром опыляется крапива и конопля, поскольку цветок у них состоит из чашелистиков и простого околоцветника — они не могут привлечь опылителей.
Энтомофилия — это опыление насекомыми.
Как правило, растения, опыляемые таким способом, обладают ароматом, нектаром, достаточно большим размером цветков и привлекающим насекомых цветом, а также у них есть липка пыльца с выростами.
Процесс опыления происходит в результате переноса насекомыми пыльцы с одного цветка на рыльца другого: так обеспечивается опыление для двуполых растений.
Насекомыми опыляются мак, ромашка, калина, гречиха, шалфей, молочай и др.
Орнитофилия — процесс опыления с помощью птиц.
Обычно так опыляются тропические растения с пестрой окраской, которая привлекает птиц. К примеру, в процессе опыления участвует колибри.
Гидрофилия — вариант опыления водой.
У многих водных растений рыльца нитеобразной формы, и пыльца с них переносится водой, а в редких случаях — слизнями.
Так происходит у резухи, взморника, роголистки, наяды, элодеи, рунии.
Искусственное опыление
Искусственное опыление — тип опыления, широко используемый в плодовом и декоративном садоводстве, овощеводстве, а также лесном хозяйстве. Суть его в том, что пыльца переносится искусственным способом: с пыльцы тычинок на рыльца пестиков.
По-другому искусственное опыление называется скрещиванием. Благодаря ему селекционеры могут получать новые виды и сорта растений.
Оплодотворение
Процесс оплодотворения происходит после опыления. Как быстро — зависит от самого растения. У одних — спустя несколько недель, а у других — даже через год.
Оплодотворение — процесс слияния мужской и женской клеток.
В момент, когда происходит опыление, пыльца находится на рыльце. Чтобы оплодотворение произошло, нужно чтобы пыльца была зрелой и стойкой. Также важно наличие сформированного зародышевого мешочка.
Процесс развития и роста пыльцевой трубки происходит в направлении завязи — через рыльце и столбик. В завязи пыльцевая трубка проходит в семенной зачаток и доходит до зародышевого мешка. По достижении яйцеклетки происходит разрыв пыльцевой трубки и выход двух спермиев. Вегетативная клетка разрушается. Далее следует слияние одного спермия с яйцеклеткой, а другого — с диплоидным ядром.
В первом случае слияния растет зародыш нового организма, а во втором — образование триплоидной клетки для образования эндосперма. Так происходит процесс двойного оплодотворения.
Зародыш и эндосперм зарождают семя, которое скрыто под кожурой. Завязь формирует плод после оплодотворения.
Опыление у покрытосеменных растений
Опыление у покрытосеменных растений осуществляется обоими способами. В обоих случаях пыльцевые зерна попадают на рыльца пестиков. Чтобы понять, как происходит опыление, рассмотрим его на конкретном примере: винограде.
Виноград опыляется двумя способами: перекрестным и самоопылением. В случае самоопыления у винограда обнаруживается клейстогамия. Клейстогамия — опыление с дальнейшим оплодотворением. В большинстве случаев виноград опыляется ветром: строение цветка расположено к такому перекрестном опылению.
В ходе опыления происходит выделение на рыльце секретной жидкости — в этом время оно уже готово получать пыльцу. Так рыльце положительно сказывается на прилипании пыльцы, защите ее от различных инфекций и обеспечивает благоприятные условия для ее прорастания.
Виноград также отличается возможностью перехода от перекрестного опыления к самоопылению. Благодаря такой способности вид сохраняется столетиями. Также эта способность обеспечивает хорошее развитие и урожай.
Многие коллекционеры практикуют искусственное оплодотворение. Оно похоже на перекрестное опыление, однако оно происходит за счет антропогенных факторов, а не биотических и абиотических.
При искусственном оплодотворении пыльца переносится кисточкой или ватной палочкой. Предварительно цветки изолируются и кастрируются.
Опыление у голосеменных растений
Голосеменные растения опыляются способом анемофилии. То есть, при помощи ветра.
Яркий пример — сосна.
Опыление сосны происходит так: с мужской шишки пыльца попадает на семязачатки женских шишек. Когда шишка зеленеет, происходит срастание и одеревенение чешуек: пыльца находится в состоянии покоя. Прорастание пыльцы происходит на следующее лето.
В процессе прорастания пыльцы пыльцевая трубка несет спермии к архегониям. Далее там происходит слияние одного из спермиев с яйцеклеткой и образование зиготы. Из зиготы формируется зародыш, а семязачаток перерастает в семя.
Зародыш располагается в эндосперме гаметофита, накапливающего питательные вещества. Созревание семян в шишках происходит на протяжении полутора лет с момента оплодотворения. После этого происходит раздвижение чешуек и высыпание семян из шишки.
ОПЫЛЕНИЕ РАСТЕНИЙ ПЧЁЛАМИ, перенос пчёлами пыльцы с цветка на цветок; использование пчёл в качестве переносчиков пыльцы в перекрёстном опылении сельскохозяйственных культур. Один из агротехнических приёмов при возделывании растений. Перекрёстно опыляются 80% видов цветковых растений (4/5 из них — энтомофильные растения). Из-за значительного уменьшения численности диких насекомых вследствие химизации сельского хозяйства основными опылителями сельскохозяйственных культур стали медоносные пчёлы, выполняющие 80—95% всей опылительной работы. Их широкое использование в опылении растений объясняется также возможностью управлять ростом пчелиных семей и своевременно вывозить их к опыляемым энтомофильным культурам. В опылении насекомыми нуждаются многие сельскохозяйственные культуры, например из зерновых — гречиха, из кормовых — клевер, эспарцет, люцерна, донник, сераделла, вика, из масличных — подсолнечник, горчица, рапс, из эфирномасличных — кориандр, анис, тмин, из плодовых — яблоня, груша, абрикос, слива, вишня, черешня, малина, смородина, крыжовник, из бахчевых и овощных — огурец, тыква, арбуз, дыня, семенники лука и капустовых. Благодаря большой работоспособности пчёлы средней по силе семьи за 1 лётный день могут посетить, например, 40—50 млн. цветков гречихи, до 8—9 млн. цветков клевера красного. Для гарантированного опыления пчела должна посетить один и тот же цветок несколько раз. Так, цветки клевера красного нуждаются в 3—4-кратном посещении, гречихи — в 4—6-кратном, подсолнечника — в 6-кратном, бахчевых культур — в 20—30-кратном. С целью усиления лётной деятельности пчёл или искусственного направления их на опыляемую культуру применяют дрессировку пчёл. Эффективное опыление растений пчелами обеспечивается при достаточном количестве пчелиных семей, размещённых непосредственно около опыляемых растений. При больших площадях культур (при длине участка не менее 1000 м) для более равномерного их опыления проводят встречное опыление: пасеку, имеющую соответствующее количество семей (по рекомендуемой норме для определенной культуры), делят пополам и располагают частями с торцевых сторон участка. Пчёлы более производительно работают на опылении и медосборе при смежном расположении посевов (например, гречихи и донника или гречихи и подсолнечника). Такое сочетание культур даёт возможность пчёлам с утра работать на гречихе, а затем переключиться на другие медоносы, часть пчёл может посещать одновременно обе культуры. В результате сочетания своевременного и насыщенного опыления растений пчелами с другими приёмами агротехники урожайность плодовых культур повышается (%) на 25—30, гречихи на 40—60, подсолнечника на 40—50, клевера красного на 50—75, люцерны на 50—65, хлопчатника на 15—30, бахчевых культур и огурца на 30—160. Вопросами практического использования пчёл на опылении сельскохозяйственных культур занимаются областные и районные службы пчелоопыления (ОСП, РСП), координирующие взаимоотношения хозяйств, возделывающих энтомофильные сельскохозяйственные культуры, и службы пчеловодческих хозяйств, имеющих крупные пасеки.
Важное значение имеет использование пчёл для опыления растений в теплицах, особенно огурца. Пчёлы повышают урожайность и тепличных самоопыляемых культур — томата, перца, баклажана. Тепличные хозяйства организуют собственные пасеки или арендуют пчелиные семьи у колхозов, совхозов и пчеловодов-любителей. Для нормального завязывания плодов в ангарную теплицу помещают 1 пчелиную семью, в блочную — 1 семью на 1000—2000 м2. Из этого расчёта определяют число пчелиных семей для опыления. Кроме этого, примерно столько же пчелиных семей нужно для подсиливания семей, работающих в теплицах, вывода маток, сбора нектара и пыльцы для зимних запасов корма.
В теплицах используют пчелиные семьи средней силы с молодыми матками. Лучшее место для постановки улья — юго-западный угол, т. к. он отличается хорошей освещённостью, особенно вечером, и поэтому пчёлы меньше бьются о стёкла и быстрее находят своё жилище. В небольших блочных теплицах второй улей ставят в юго-восточный угол; в больших блочных теплицах примерно 2/3 семей располагают по южной торцевой стороне, а остальные — по углам и с северной стороны. Летки направляют во внутрь теплицы. Ульи с пчёлами вносят в теплицу к началу появления первых цветков, чтобы к началу массового цветения огурца пчёлы облетелись и пришли в активное состояние. Работы по установке ульев проводят в пасмурный день или к вечеру. В этом случае пчёлы спокойно облётываются и меньше бьются о стёкла. На 2—5-е сутки после постановки ульев пчёлы начинают посещать цветки растений и опылять их. При уходе за пчёлами в теплицах внимательно следят за обеспечением семей мёдом и пергой (ее всегда должно быть не менее 1—2 сотов), поверх гнезда кладут подушку, ослабевшие семьи подсиливают зрелым расплодом или пчёлами, активизируют работу пчёл, дрессируют их на посещение цветков томата, с которых пчёлы собирают пыльцу, применяют противороевые приёмы, отроившуюся семью заменяют новой. Когда зацветут первые весенние медоносы, пчёл выпускают за пределы теплиц через особые отверстия в нижнем скате кровли теплицы против улья, что способствует лучшему развитию пчелиной семьи. Чтобы избежать гибели пчёл при применении пестицидов, растения обрабатывают во 2-ю половину дня, когда лёт пчёл почти прекращается, или выносят ульи из теплицы.
Установлено, что при наличии других лучших медоносов пчелы хорошо посещают опыляемую культуру только первые дни. поэтому вывозить пасеки для опыления нужно к началу ее цветения.
Микроклимат в теплицах благоприятен для жизни пчёл (они не тратят много энергии на поддержание температуры и влажности гнезда), однако некоторые из них гибнут из-за того, что бьются о стекла теплицы, так как не видят их.
Важнейшее условие успешного применения этого и других методов опыления растений пчелами - содружество агрономов, зоотехников и пчеловодов.
Планомерная и быстрая перевозка опылительных пасек в настоящее время вполне доступна каждому, имеющему автомашины с приспособлениями для механической погрузки-разгрузки или передвижные павильоны. Планомерная переброска (кочевка) опылительных пасек всегда обеспечивает не только доброкачественное опыление и высокий урожай энтомофильных культур, но и устойчивый высокий медосбор. Подтверждением этого служит опыт многих сотен передовых хозяйств. Многочисленными производственными опытами доказано, что интенсивность опылительно-медосборной работы пчел находится в прямой зависимости от расстояния пасеки до площади цветущих растений: чем оно меньше, тем интенсивнее опылительно-медосборная работа пчел и выше урожай сельскохозяйственных культур.
Одним из решающих условий эффективного опыления энтомофильных культур пчелами служит доставка на время цветения растений такого количества здоровых и сильных пчелиных семей, которое требуется для доброкачественного опыления цветков конкретной культуры в соответствующей зоне ее возделывания. К сожалению, в пчеловодческой и растениеводческой литературе нет обоснованного расчета количества пчелиных семейопылительниц, требуемых для той или иной культуры в разных зонах страны.
Рекомендовать же одинаковое количество пчелиных семей для опыления одной и той же культуры, возделываемой в разных климатических зонах страны, как показывает опыт, неправомерно. Знание кратности посещения цветков насекомыми и оптимальной кратности опыления цветков является необходимым для точного определения оптимального количества пчелиных семей.
Многократность посещения насекомыми-опылителями цветков того или иного растения установлена многими исследователями. К сожалению, для многих видов энтомофильных культур оптимальная кратность опыления цветков не установлена, что задерживает решение задачи точного расчета необходимого количества пчелиных семей.
Формула определения необходимого количества пчелиных семей, приведенная выше, как показала проверка, отражает объективно существующие связи энтомофильных растений и пчел-опылителей. Пользуясь ею, можно вычислить количество пчелиных семей, требуемых для опыления цветков каждой энтомофильной культуры, возделываемой в разных регионах.
Большое практическое значение имеет искусственное усиление опылительной работы пчел посредством внутриульевой подкормки их сахарным сиропом, насыщенным ароматом цветков тех растений, опылять которые им предстоит. Открытие и детальное научное и производственное обоснование этого метода, получившего название дрессировки пчел, сделано А.Ф.Губиным (1936-1940). Высокая экономическая и биологическая эффективность данного приема подтверждена опытами многих авторов. Применение метода дрессировки пчел при опылении маломедных энтомофильных культур необходимо сделать обязательным.
Существенное значение в улучшении опыления энтомофильных культур пчелами и дикими насекомыми имеет повышение нектарной продуктивности цветков растений посредством внесения в почву фосфорно-калийных и других минеральных удобрений.
Более отдаленной, но также вполне реальной может стать работа по созданию сортов растений с повышенной нектарностью цветков.
В условиях лесостепи главная роль в опылении сельскохозяйственных культур принадлежит медоносным пчелам. Исследования показали, что около 80% всей опылительной работы выполняют медоносные пчелы и только 20% приходится на долю шмелей, бабочек, мух и других диких опылителей (Д.М. Панков, 2004).
Значение пчел как опылителей огромно. Установлено, что одна пчела посещает в минуту около 10 цветков. При каждом вылете, который продолжается в среднем 10 минут, она посещает 100 цветков. В течение дня рабочая пчела делает около 40 вылетов и таким образом посещает примерно 4000 цветков. В пчелиной семье вылетает на работу 15-20 тыс. насекомых и больше, которые могут опылить в течение одного дня 60-80 млн. цветков. Следовательно, за рабочий день одной пчелиной семьи в растениях может завязаться несколько десятков миллионов семян, о чем свидетельствуют следующие расчеты. Для сбора 1 кг меда пчелы делают около 125 тыс. вылетов и посещают до 4 200 000 цветков эспарцета, или 8 500 000 цветков белой акации, или 20 млн. цветков клевера (Е.Г. Пономарева, 1973).
Подобные опыты были проведены Абхазской сельскохозяйственной опытной станцией. Для изучения влияния пчел на повышение урожая плодов, одну ветвь плодового дерева оставляли открытой, вторую совсем изолировали от доступа насекомых, а третью покрывали марлей и внутрь изолятора ставили улей с пчелами. В результате исследований была установлена прямая зависимость урожая от опыления.
Ивановский сельскохозяйственный институт провел в полевых условиях опыты для выяснения влияния пчел на повышение урожая гречихи, горчицы и фацелии. В результате были получены следующие данные (табл. 8).
Насыщенность пчелами посевов резко отражается и на урожае семян. Так, в Буинском районе Татарстана на участках, расположенных вблизи пасеки, собран урожай гречихи по 16,4 ц с 1 га, на удаленных участках - по 10,5 ц; в Кимовском районе Московской области, соответственно, получено по 22,0 и 13,8 ц/га семян гречихи.
Подобная зависимость отмечена на семенных участках люцерны. Например, в Макаровском районе Балашовской области Татарстана для опыления 300 га семенной люцерны использовал 367 семей пчел. Урожай семян достиг 4 ц с 1 га. В Аксубаевском районе, с участка площадью 27 га опыленного пчелами, было получено 5,1 ц/га семян люцерны. В тоже время с 8 гектаров, находившихся на расстоянии более 1500 м от пасеки, собрали только по 2,2 ц/га.
Таблица 8. Влияние пчелоопыления на урожайность зерна гречихи (по данным Ивановского сельскохозяйственного института)
Читайте также: