Organogeneza porumbului

În dezvoltarea sa, planta de porumb trece printr-un şir de etape ale procesului de organogeneză, în fiecare etapă formându-se părţi care desăvârşesc în cele din urmă cele două inflorescenţe cu gameţii lor, capabili să dea naştere bobului, cu embrionul şi endospermul său.

În discuţia procesului de organogeneză la porumb, după cum prezintă Gh. Bîlteanu, de la început este cazul să menţionăm că axa embrionară a embrionului din bob poartă deja în „miniatură“ 5-6 frunze. Acestea sunt aşezate în inele concentrice, acoperite de coleoptil, la rândul său înconjurat de scutelum. În embrion este prezent şi conul vegetativ, al cărui rol în organogeneza părţii aeriene a plantei de porumb este esenţial. În condiţii corespunzătoare de climă, toate frunzele pe care le va avea planta de porumb sunt deja formate în primele 4-5 săptămâni ale ciclului vegetativ. Frunzele sunt produse de conul vegetativ al tulpinii, care, în cele 3-4 săptămâni după germinat, se găseşte puţin sub suprafaţa solului. Primordiile acestor frunze sunt formate de conul vegetativ, înainte de a fi iniţiată dezvoltarea paniculului. O schimbare profundă în funcţiunile conului vegetativ are loc atunci când planta a diferenţiat complet numărul de frunze. În condiţii normale, această schimbare se petrece după 25-35 de zile de la germinat. În acest moment, tulpina porumbului are formate toate nodurile şi internodiile, complet numărul de frunze, iar înălţimea ei este de numai 1-3 cm. Planta are de fapt vizibile 8-10 frunze, iar acestea strânse şi măsurate dau plantei înălţimea de 45-50 cm.

Schimbarea profundă în funcţiunile conului vegetativ constă în formarea embrionară a inflorescenţei mascule, dezvoltarea ei până când poate fi recunoscută. Din acest moment planta se găseşte în etapa generativă; internodiile inferioare ale tulpinii se alungesc cu un ritm foarte accentuat şi planta intră într-o fază rapidă de creştere verticală, solicitând cantităţi mai mari de apă şi substanţe nutritive. Sistemul radicular al plantei înregistrează şi el o creştere accentuată, ocupând un volum tot mai mare de sol. În evoluţia sa, inflorescenţa masculă a plantei de porumb trece de fapt prin mai multe etape (nouă), în etapa a IV-a formânduse spiculeţele, în etapa a V-a florile din spiculeţe, staminele (şi pistilul, care însă în foarte scurt timp se atrofiază), sacii polinici şi lodiculele. În etapa a VI-a se formează polenul. Condiţiile nefavorabile din această etapă diminuează capacitatea fecundativă a acestuia. În etapa a VII-a se înregistrează creşterea părţilor ce alcătuiesc floarea, în etapa a VIII-a apariţia paniculului din teaca ultimei frunze, iar în etapa a IX-a înflorirea şi punerea în libertate a polenului. Inflorescenţa femelă, în miniatură, începe să se formeze pe conul vegetativ numai după 8-10 zile de la iniţierea formării inflorescenţelor mascule. Inflorescenţa femelă principală (ştiuletele principal) se formează în vârful unei ramificaţii laterale apărute către al şaptelea nod sub inflorescenţa masculă (subsoara celei de-a şasea frunze). În realitate, 5 sau 6 noduri sub inflorescenţa femelă produc rudimente de astfel de inflorescenţe.

La varietăţile prolifice este posibilă formarea mai multor inflorescenţe femele (mai mulţi ştiuleţi). În paralel cu dezvoltarea inflorescenţei mascule se dezvoltă şi inflorescenţa femelă, trecând şi ea printr-un număr mare de etape (12), până este capabilă să asigure capacitatea ovulelor de a fi fecundate şi formarea bobului. În continuare, prezentăm câteva aspecte din etapele cele mai importante. Astfel, chiar foarte timpuriu (din etapa a II-a), baza conului care va da naştere inflorescenţei femele se transformă în noduri şi internodii foarte scurte, la fiecare nod formându-se primordiile unor teci de frunze, care mai târziu, prin dezvoltare, devin pănuşile ce învelesc în întregime inflorescenţa femelă. În continuare (etapa a II-a), conul de creştere se alungeşte, iar mai departe (etapa a IV-a) se formează glumele şi spiculeţele. În etapa a V-a, se diferenţiază staminele şi pistilul florilor, ca şi în panicul, în aceeaşi etapă se formează deci în floare ambele sexe. Chiar din această etapă însă dezvoltarea pistilului depăşeşte dezvoltarea staminelor. Acestea din urmă îşi încetează creşterea şi în etapele următoare nu rămân decât sub formă de rudimente. Din cele două flori în spiculeţ se dezvoltă numai una singură. Tot în etapa a V-a se formează paleile.

În etapele următoare (VI, VII, VIII, IX), se formează organele generative, stigmatele, are loc mătăsitul (etapa a VIII-a), înflorirea şi fecundarea (etapa a IX-a). Etapele X-XII se caracterizează prin dezvoltarea embrionului şi desăvârşirea fazelor de coacere. Durata perioadei generative constituie o particularitate de soi şi hibrid, dar ea depinde mult şi de condiţiile agrometeorologice. Factorii de vegetaţie nefavorabili din această perioadă aduc prejudicii însemnate producţiei. De pildă, de condiţiile din etapa a VI-a depinde fertilitatea inflorescenţei femele; insuficienţa în apă sau elemente nutritive determină la aceste inflorescenţe o serie de anomalii în procesul de fecundare, cu originea în dezvoltarea celulelor sacului embrionar; condiţiile nefavorabile din etapele VII-IX reţin din creştere inflorescenţa şi apariţia mătăsii, iar în etapele de formare a bobului, condiţiile nefavorabile conduc la o pronunţată diminuare a producţiei. În timpul vegetaţiei porumbului nu se fac obişnuit observaţii asupra etapelor de dezvoltare a inflorescenţelor. Se poate face însă legătura între apariţia frunzelor şi aceste etape. Se poate aprecia că, începând de la faza de 7-8 frunze înainte, planta de porumb trece printr-o serie de procese care desăvârşesc fructificarea.

Pe toată perioada, până la coacerea în ceară, orice condiţie nefavorabilă (insuficienţa apei, temperaturi scăzute, insuficienţa elementelor nutritive) conduce mai accentuat sau mai puţin accentuat, în funcţie de intensitatea factorilor nefavorabili şi de momentul acţiunii lor, la reducerea producţiei de boabe. Trecerea plantei de porumb în etapa generativă este însoţită de o creştere intensă, de acumularea rapidă a unei mari cantităţi de substanţă uscată, de un consum mare de apă şi elemente nutritive. Factorii de stres din această perioadă au influenţat negativ producţia. Orientativ, evoluţia suprafeţei de asimilaţie, a producţiei zilnice de substanţă uscată şi a asimilaţiei nete cresc până la sfârşitul înfloritului, după care încep să scadă. Potenţialul de producţie al hibrizilor de porumb, luând în considerare perioada mătăsit-maturitate fiziologică, depinde de dezvoltarea şi eficienţa aparatului foliar şi radicular, de capacitatea de înmagazinare în organele de rezervă şi de viteza de transferare şi acumulare a substanţelor elaborate în procesul de fotosinteză. Dacă aceste substanţe nu se traslocă „rapid“ spre organele de rezervă (boabe), eficienţa asimilaţiei se reduce şi planta este predispusă la o îmbătrânire rapidă a ţesuturilor.

În primele două săptămâni de la fecundare, preponderente în acumularea substanţelor de rezervă sunt tulpinile şi rahisul ştiuletelui. În continuare, produşii de fotosinteză şi substanţele anterior acumulate în tulpină afluiesc înainte de toate spre bob. Valoarea teoretică maximă a producţiei calculate pe baza energiei solare poate fi estimată pentru porumb la puţin mai mult de 60 g/mp/zi, ceea ce înseamnă, la un hibrid cu perioada de vegetaţie medie (130 de zile), o producţie de circa 800 qintale de substanţă uscată (inclusiv rădăcină) şi 200-300 qintale de boabe. În practică, din cauza a numeroşi factori de tip ecologic, culturali şi economici, producţiile sunt însă mult mai mici. În România, la ICCPT Fundulea, s-au obţinut peste 190 qintale/hectar boabe cu 15,5 umiditate, fapt care evidenţiază încă o dată potenţialul ridicat de producţie al hibrizilor de porumb cultivaţi în ţara noastră. Componentele biomasei la porumb prezintă o mare variabilitate, determinate de perioada de vegetaţie a hibrizilor, condiţiile climatice şi tehnologia de cultivare, dintre care îngrăşămintele au cea mai mare influenţă. Din biomasa totală epigee, boabele reprezintă 40-50%, iar tulpinile şi frunzele 37-43%.

Pănuşile şi ciocălăii (rahisul) ocupă 12-13%. Pe măsură ce creşte perioada de vegetaţie a hibrizilor, scade procentul de boabe şi creşte procentul părţilor vegetative din biomasa epigee totală. Hibrizii tardivi depozitează în boabe numai o treime din cantitatea totală de biomasă epigee, în timp ce hibrizii timpurii depozitează aproape jumătate. Abaterile plus-minus faţă de densităţile optime la care sunt semănaţi hibrizii de porumb influenţează mai puţin procentul de boabe din biomasa epigee totală. Procentul de boabe din biomasa epigee totală este evident influenţat de dozele de îngrăşăminte chimice şi de raportul între elementele nutritive.

Victor VĂTĂMANU