Перехід озимих злаків до генеративної фази розвитку, тобто до формування зачатка колоса, відбувається після завершення процесу яровизації. Яровизація попереджує фатальну для озимої рослини помилку – втрату морозостійкості наприкінці оманливо теплої осені або під час тривалої зимової відлиги.
Поки не пройде яровизація, мерістематичні тканини зачатку генеративних органів не розвиваються, а рослини зберігають високу морозостійкість. Добре розвинута та «загартована» пшениця може витримати морози до -20°С у фазі кущення, але у фазу трубкування її гарантовано вб’є -10°С.
Процес яровизації пшениці та ячменю регулюється трьома генами: VRN1, VRN2 і VRN3 (V – від vernalization, тобто «яровизація»). Ці гени не тільки керують процесом яровизації, вони також стимулюють цвітіння при збільшенні тривалості дня навесні.
Ген VRN2, який називають репресором («гнобителем») цвітіння, блокує перехід озимої пшениці до генеративної фази розвитку. Поки VRN2 зберігає свою активність, озимі злаки продовжують вегетативний розвиток. При посіві озимини навесні рослини не формують колос – вони «застряють» на фазі нескінченного кущіння без яровизаціі.
Для того, щоб своєчасно «вимкнути» ген VRN2, рослини «вмикають» ген VRN1. Після активації VRN1 активність VRN2 пригнічується.
У озимих сортів пшениці для «вмикання» VRN1 необхідним є тривалий вплив низьких позитивних температур взимку або рано навесні.
У ярої пшениці ген VRN1 активний протягом вегетації та не вимагає додаткової активації низькими температурами. Тому при сівбі ярої пшениці восени вона спробує сформувати колос ще восени, а озима пшениця розсудливо дочекається весни.
Оптимальний температурний режим та тривалість яровизації істотно відрізняються у сортів озимої пшениці.
Виділяють три групи сортів озимої пшениці:
А) слабкий зимовий тип – для яровизації досить короткотривалого (1-1,5 тижні) впливу низької температури;
Б) полузимовий тип – необхідно «охолодження» протягом 2-4 тижнів;
В) сильний зимовий тип – необхідно 4-6 тижні яровизації.
Тривалість яровизації залежить від двох головних неалельних генів з неоднаковою експресивністю домінантних алелів. Їх позначають як Vrd (vernalization requirement duration). Домінантний алель гена Vrd скорочує тривалість яровизації до 35-40 діб, а ген Vrdl – до 30 діб. Комбінація домінантних алелів двох генів Vrdl і Vrd2 в генотипі сорту дозволяє завершити яровизацію за 1,5-2 тижні.
Існує мінімальний температурний поріг, нижче якого яровизація не відбувається. Це температура менш -1,5°С.
При 0°С яровизація проходить повільно. При підвищенні температури від 0 до 8°С швидкість яровизації збільшується лінійно, і, відповідно, скорочується час процесу.
«Ідеальною» температурою яровизації є інтервал від 5 до 11°С. При низькій позитивній температурі рослини злаків повинні бути фізіологічно активні, а це можливо при температурі понад 5°С.
Але занадто висока температура (13-14°С) уповільнює процес. При температурі понад 15°С яровизація взагалі не відбувається.
Можна припустити, що перерослі посіви озимини у певних обставинах встигнуть пройти яровизацію восени. Наприклад, тривале зниження температури повітря до 8-12°С у вересні-жовтні та подальше потепління теоретично можуть активувати генеративний розвиток. Але у злаків є ще один метод регуляції розвитку – світловий (фотоперіодичний).
Генеративний розвиток пшениці та ячменю відбувається при довгому (понад 12 годин) світловому дні. Так звана «світлова фаза» розвитку пшениці «включається» після проходження яровизації.
Стадія яровизації відбувається при знижених температурах при скороченому світловому дні або навіть без світла (під снігом). Але остаточний перехід до генеративної фази вимагає світла і тепла. Температура повітря для завершення світлової фази повинна бути понад 15°С. Комбінація довгого світлового дня та досить високої температури повітря восени малоймовірна: з 1 жовтня тривалість світлового дня дещо менша за 12 годин, а температура повітря зазвичай не перевищує 15°С. Тому, навіть якщо сходи озимої пшениці пережили аномально холодний вересень та яровизувалися, вони не перейдуть до генеративного розвитку в жовтні-листопаді. Для цього їм замало світла та тепла.
Генеративний розвиток сортів-дворучок не вимагає попередньої яровизації, тому, на відміну від озимих сортів, вони можуть зацвісти восени. Особливо при ранніх термінах посіву. Тому, якщо ваша «озима» пшениця або «озимий» ячмінь раптово перейшли до фази виходу в трубку восени, потрібно уважно вивчити характеристику сорту. Деякі сучасні західноєвропейські сорти нібито «озимої» пшениці є насправді дворучками для пізніх строків сівби восени. Про це інколи не згадують продавці насіння, а іноді не пам’ятають агрономи. При пізньому посіві дворучки поводяться як звичайні озимі сорти. Але ранні терміни посіву і/або аномально тепла осінь проявляють відмінність дворучок від «справжньої» озимини. Вони можуть перейти до генеративного розвитку восени, ігноруючи те, що «Winter is coming». Тому, якщо начебто «озимий» ячмінь або пшениця розпочали трубкування восени, можна майже на 100% стверджувати, що ці сорти є дворучками, а не «справжньою» озиминою.
Олександр Гончаров
