Проектирование технологии возделывания сельскохозяйственной культуры

Преобладающая окраска  у всходов яровой пшеницы - зеленая.

Кущение. Появление новых побегов представляет собой процесс подземного ветвления стебля и называется кущением, а узел, где протекает этот процесс,— узлом кущения (комплексное образование, состоящее из ряда сближенных узлов, из которых образуются вторичные корни и стебли).

Процесс кущения состоит  в том, что почка, лежащая у основания первого листа, увеличивается, отодвигает его и формирует первый боковой побег. В дальнейшем в пазухах нижних листьев боковых побегов закладываются новые почки, которые могут давать боковые побеги второго, третьего и большего числа порядков.

Одновременно  с образованием боковых побегов формируется вторичная корневая система. Если первичные корни образуются из зародыша зерна и проникает глубоко в землю, то вторичные корни развиваются из узла кущения и размещаются в основном в поверхностном слое.

Следующая фаза роста яровой пшеницы— раздвигание нижних междоузлий стебля, или выход в трубку. В этот период формируются генеративные органы. Для растений в этой фазе необходимы высокая интенсивность освещения и хорошая обеспеченность влагой.

Рост стебля начинается с удлинения нижнего междоузлия, расположенного непосредственно над узлом кущения. Интенсивный рост первого междоузлия продолжается 5—7 дней, затем он ослабевает и заканчивается на 10—15-й день. Почти одновременно начинает увеличиваться второе междоузлие. После приостановки его роста усиленно удлиняются третье и последующие междоузлия. Каждое междоузлие растет своей нижней частью, поэтому верхняя часть междоузлия раньше становится твердой, тогда как нижняя часть еще остается мягкой и нежной. Такой тип роста называется интеркалярным. Заканчивается рост междоузлий обычно к концу цветения — началу налива зерна.

Начало выхода в трубку отмечается с момента, когда узел поднимается над поверхностью почвы на высоту 5 см и его можно прощупать через влагалище листа. Колошение происходит одновременно с усиленным ростом стебля в результате резкого удлинения пятого и шестого, реже седьмого междоузлия и выхода соцветия из верхнего листового влагалища наружу.

Началом колошения  считается момент появления из влагалища листа половины колоса. Период от выхода в трубку до колошения очень важный в развитии зерновых хлебов. В это время усиленно растут листья и соломина, формируется колос, и поэтому растения испытывают повышенную потребность во влаге и питательных веществах.

Фаза цветения наступает вслед за колошением. С наступлением цветения заканчивается развитие стебля, колоса и листьев. Наибольший прирост сырой массы наблюдается в фазе колошения, сухой массы — при восковой спелости зерна.

Спелость. Процесс образования зерна у хлебов Н. Н. Кулешов делит на три периода: формирование, налив и созревание. И. Г. Строна разделил первый период на два: образование и формирование семян.

Образование семян — период от оплодотворения до появления точки роста. Семя способно дать слабый росток. Масса 1000 семян 1 г. Продолжительность периода 7—9 дней и более.

Формирование семян —  период от образования до установления окончательной длины зерна. В семени много свободной воды и мало сухого вещества. Масса 1000 семян 8—12 г.

Налив — период от начала отложения крахмала в эндосперме до прекращения этого процесса. Влажность  зерна снижается до 37—40%. Продолжительность  периода 20—25 дней.

Созревание начинается с прекращения поступления пластических веществ. Влажность зерна снижается до 12% и даже до 8%. Зерно созрело и пригодно для технического использования, но развитие семени еще не закончено.

Стоит отметить, что период созревания делят на две  фазы.

1. Фаза восковой спелости — эндосперм восковидный, упругий, легко режется ногтем, оболочки желтые. Влажность снижается до 30%. Длительность фазы 3—6 дней.
2. Фаза твердой спелости — эндосперм твердый, на изломе мучнистый или стекловидный, оболочка плотная, кожистая, окраска типичная, влажность в зависимости от зоны 8—22%. Продолжительность фазы 3—5 дней. В этой фазе протекают сложные биохимические процессы, после чего появляется новое и самое главное свойство семени - нормальная всхожесть. Поэтому дополнительно выделяют еще два периода: послеуборочное дозревание и полная спелость.

В период послеуборочного  дозревания заканчивается синтез высокомолекулярных белковых соединений, свободные жирные кислоты превращаются в жиры, укрупняются молекулы углеводов, дыхание затухает. В начале периода всхожесть семян низкая, в конце — нормальная. Продолжительность его колеблется от нескольких дней до нескольких месяцев, в зависимости от особенностей культуры и внешних условий.

Полная спелость начинается с момента, когда семена готовы начать новый цикл жизни растения, то есть всхожесть их достигает максимальной величины.

Период вегетации яровой пшеницы в зависимости от сорта, районов возделывания и погодных условий колеблется от 75 до 115 дней,

 

2.2. Отношение к условиям произрастания

2.2.1.Отношение к свету.

Озимая рожь испытывает повышенную потребность в освещенности в период прохождения осенней закалки. Для хорошей перезимовки растения должны синтезировать необходимые органические вещества, особенно глюкозу и сахарозу, поэтому вовремя осенней вегетации требуется интенсивное солнечное освещение. Если оно слабее, часто сопровождается повышенной влажностью, то в узлах кущения накапливается недостаточное количество запасных питательных веществ. По требованиям к свету озимая рожь является растением длинного дня, т. е. для прохождения световой стадии она нуждается в продолжительности дня 16-18 ч.

Для лучшей освещенности растений озимой ржи в период вегетации необходимо располагать рядки при посеве с севера на юг, а для того, чтобы эффективно использовать солнечные лучи, создать оптимальный фотосинтетический потенциал в соответствии с запланированной урожайностью, следует регулировать густоту посева с учетом уровня почвенного плодородия.

2.2.2.Отношение  к теплу.

Озимая рожь наиболее морозоустойчивая культура, чем другие озимые зерновые. В бесснежные зимы культура легко  выдерживает морозы до – 20 ⁰С, а при хорошей закалке осенью ей не вредит понижения температуры воздуха до – 35 ⁰С. Однако тетраплоидные сорта недостаточно зимостойки.

Озимая рожь может вымерзать, особенно при плохой закалке осенью. Семена прорастают при температуре почвы 1-2 ⁰С, оптимальная температура прорастания 10-12 ⁰С. Активный рост растений осенью происходит до наступления стойкого похолодания со среднесуточной температурой 4-5 ⁰С. Кустится в основном осенью, но при влажной и прохладной погоде кущение протекает и весной. Озимая рожь весной на 7-10 дней раньше отрастает, нежели озимая пшеница. К высоким летним температурам менее устойчива, чем другие зерновые.

Озимой ржи от прорастания  семени до созревания зерна требуется сумма активных температур до 1800 ⁰С, от начала весеннего отрастания до созревания зерна – 1200 – 1500 ⁰С.

 

2.2.3.Отношение к влаге.

Отличается сравнительной засухоустойчивостью.  Транспирационный коэффициент – 340 – 600. С ростом уровня минерального питания транспирационный коэффициент снижается. Поражение растений болезнями приводит к увеличению непроизводительных затрат воды. Наибольшую потребность во влаге  озимая рожь испытывает во время осеннего кущения, и особенно в период выхода в трубку и колошения. Недостаток влаги в это время отрицательно сказывается на формировании колосьев и ведет к снижению урожая.

Во время цветения для  нее лучше всего подходит погода без осадков. После цветения рожь не столь требовательна к уровню влаги, но на легких почвах даже не сильная засуха вызывает недостаточный налив зерна.

2.2.4.Отношение к почвам.

Озимая рожь относится  к числу культур, нетребовательных к плодородию почвы. В отличие от других она способна произрастать и давать удовлетворительные урожаи практически на всех типах минеральных почв (кроме сыпучих песков), а также на окультуренных торфяниках. Вместе с тем озимая рожь с большой отдачей реагирует на высокоплодородные почвы. При повышении балла почвы с 28 до 49 урожайность повышается на 50% и более.

Корневая система озимой ржи способна активнее, чем озимой пшеницы усваивать питательные вещества из трудно растворимых соединений. Однако сорта интенсивного типа тетраплоидной ржи нуждаются в более плодородных почвах. Озимая рожь лучше других зерновых культур переносит повышенную кислотность почвы, оптимальное ее значение рН -5,6-6,0. Содержание гумуса в среднем 1,5-1,7 %,подвижного фосфора и обменного калия – не менее 100 мл/кг почвы.

2.2.5.Отношение к элементам питания.

 Озимая рожь отличается  от других  зерновых культур  хорошо развитой корневой системой  и высокой способностью усваивать питательные вещества. На 10 ц основной и побочной продукции она расходует, кг: N 25-35, Р₂О₅ 14-15, К₂О 25-40, СаО 6-10.

Основная часть питательных  веществ усваивается растениями озимой ржи в период от кущения  до конца колошения. К этому времени  в растениях накапливается до 92 -94% всего азота и до 99% калия. Фосфор потребляется более продолжительное время, почти в течение всего вегетационного периода, хотя основное количество Р₂О₅ поступает в растения ко времени их цветения, остальные 20 – 22% продолжают усваивать вплоть до восковой спелости.

Наиболее ответственным  периодом, как и для других культур, является начальная стадия развития растений, начиная от прорастания семян. Особо важное значение в это время имеет обеспечение растений фосфором, который способствует мощному развитию корневой системы, формированию здоровых и сильных всходов, лучшему укоренению растений. Обеспеченность фосфором на протяжении всего периода вегетации способствует лучшему усвоению азота и повышает семенную продуктивность растений.

Обеспечение калием в начальный период роста растений способствует, наряду с фосфором, накоплению в узле кущения сахаров, что позволяет противостоять неблагоприятным условиям перезимовки, усиливает энергию кущения. При обеспечении калием развиваются более сильные растения, с более прочными, менее склонными к полеганию стеблями. Озимая рожь потребляет осенью до 30 – 40% фосфора и калия, поэтому вносить их следует до посева полной дозой, так как сразу же после весеннего отрастания начинается период наибольшего усвоения всех питательных веществ.

Азот необходим растениям  озимой ржи сразу после появления всходов, но на абсолютном большинстве почв его хватает для осеннего развитий растения. Основное же количество азота потребляется после весеннего отрастания растений. Потребность в нем особенно остро ощущается ранней весной, когда процессы нитрификации в почве протекают слабо. Поэтому эффективность подкормок азотными удобрениями в этот период особенно велика.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Прогнозирование  урожайности проектируемой культуры

 

3.1.  Прогнозирование  урожайности по приходу фотосинтетической активной радиации.

 

Известно, что 90-95% сухой биомассы растений составляют органические вещества, образующиеся в процессе фотосинтеза. Поэтому основной путь повышения урожайности - повышение фотосинтетической продуктивности растений и коэффициента использования фотосинтетической активной радиации.

По коэффициенту использования  ФАР посевы условно делят на:

  -обычные-0,15-1,5%;.

  - хорошие - 1,5-3%;

  - рекордные - 3,5-5%;

  - теоретически возможные  - 6-8% и более.

 

Расчеты по прогнозированию  потенциальной урожайности следует выполнять по методике М. К. Каюмова.

По этой методике урожай, который может быть обеспечен  приходом ФАР при оптимальном в течение вегетации режиме агрометеорологических факторов (света, воды, тепла), а также урожайной способностью культуры (сорт, гибрид), уровнем плодородия почвы и культуры земледелия, рассчитывают по формуле:

 

 

 

где  ПУ-потенциальная урожайность, ц/га;

Qфар - приход ФАР за период вегетации культуры, ккал/га;

Кфар- коэффициент использования ФАР посевами,

q-  калорийность единицы урожая органического вещества, ккал/кг.

 

 

 

Для перехода от урожая абсолютно сухой биомассы, рассчитанной по формуле (1),  к урожаю основной продукции при стандартной влажности пользуются следующей формулой:

 

 

 

Где  ПУ - урожай абсолютно сухой массы, ц/га;

В - стандартная влажность, %

а - сумма частей в соотношении основной и побочной продукции в биомассе.

 

 

 

 

3.2.  Прогнозирование  урожайности по влагообеспеченности.

 

Для расчета климатически обеспеченной урожайности по влагообеспеченности посевов используют формулу

 

 

 

Где   КОУw- климатически обеспеченная урожайность;

W- продуктивная для растений влага, мм;

K_w- коэффициент водопотребления, мм; га/ц.

Количество продуктивной для растений влаги можно рассчитать по формуле:

 

 

где  Wq- запас продуктивной влаги в метровом слое почвы к моменту посева яровых или возобновления   вегетации озимых и многолетних трав, мм;

       О_с - количество осадков, которое выпадает за период вегетации культуры, из которых растения используют примерно 80%, мм.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.3.  Прогнозирование  урожайности по тепловым ресурсам.

 

Урожай абсолютно сухой  биомассы,-рассчитанный по формуле (1), пересчитывается на урожай основной, продукции по формуле (2).

Решающую роль в формировании урожая играют солнечные лучи, тепло, влага и почвенные условия в комплексе. Взаимоотношение этих факторов отражено в формуле А.М. Рябчикова, которая с высокой точностью позволяет определить биогидротермический потенциал продуктивности в конкретных климатических условиях:

 

 

 

где Кр–биогидротермический потенциал, балл;

W- продуктивная для растений влага, мм;