Технология возделывания подсолнечника в климатических условиях Ростовской области

 
Рис.1. Строение семянки (1) и разрез через перикарп (2)

     Фотосинтетическая способность исключительно высокая, и хотя по типу ассимиляции подсолнечник С3— растение, его фотосинтетическая активность равняется таковой кукурузы (С4 — растение). Неттофотосинтез подсолнечника составляет 40…50 мг СO2/дм²/час, т. е. вдвое выше, чем неттофотосинтез пшеницы (20…25 мг СO2/дм²/час). Фотосинтез начинается при температурах несколько ниже 20°С, заканчивается при температуре немного выше 30°С, оптимум приходится на 27°С.

     При хорошем снабжении влагой растения подсолнечника потребляют расточительно  много воды. При росте в условиях полной полевой влагоемкости почвы  транспирационный коэффициент составляет около 630 л/кг сухой массы (СМ), у пшеницы  от равняется 570, а у кукурузы —  только 220 л/кг СМ. При полевой влагоемкости почвы в период, близкий к точке  завядания, транспирационный коэффициент  у подсолнечника составляет 450, пшеницы  — 530, кукурузы — 170 л/кг СМ. Способность  к высокому потреблению влаги  объясняется низким сопротивлением при транспорте воды через растение и низким устьичным сопротивлением.

     Продолжительность вегетационного периода у подсолнечника  составляет от 150 до 170 дней. Подсолнечник проходит разные стадии роста и развития. На период от посева до появления всходов  требуется в зависимости от почвенной  температуры от 7 до 20 дней. После  появления всходов до образования 10-го листа прежде всего развивается  корневая система. Продуцирование сухой  массы достигает 10 кг/га/день. Этот период имеет длительность 40 дней. В следующей фазе до цветения, когда сформировалась большая часть корневой системы, происходит основной рост и наибольшее поглощение питательных веществ и воды. Образование сухой массы достигает 200 кг/га/день. Длительность этой фазы 35…40 дней. В период цветения после оплодотворения начинается налив семян. До образования цветковых бутонов ассимиляты в основном направлены в корневую систему и нижнюю часть растения. 

2.2 Требования к теплу и свету.

Требования  к климату

     Требования  подсолнечника к климату, особенно к температуре и влаге, высокие. Минимальная температура прорастания 5°С, при посеве температура почвы  должна быть не ниже 6…8°С. Минимальная  сумма эффективных температур (> 6°С) для раннеспелых сортов и гибридов, имеющих длительность вегетационного периода около 150 дней, составляет 1450°С, т. е. начиная со второй половины мая средняя температура должна быть 15°С. Особенно высоки требования к теплу в периоды бурного роста и цветения до созревания (июль…сентябрь). Оптимальная температура для фотосинтеза 25°С. Всходы переносят поздние заморозки до -5°С. Похолодание в период образования закладок цветков (в фазе 8…12 листьев) снижает число закладок цветков. Для выращивания подсолнечника исключаются районы с частыми весенними заморозками, а также те, в которых не обеспечивается уборка до конца сентября.

     Пригодность местности для выращивания подсолнечника  определяет не только сумма эффективных  температур, по которой судят о  принципиальной пригодности местности. Подсолнечник очень требователен к  влаге, поэтому урожайность и  эффективность его выращивания  ограничиваются обеспечением требований растений к влаге. Хорошо развитые посевы подсолнечника за вегетационный  период потребляют от 500 до 600 мм воды, а  минимальная потребность в воде удовлетворяется при 350…400 мм осадков. Особенно требовательны к влаге растения во время образования бутонов до цветения. Такую большую потребность в воде подсолнечнику обеспечивает его мощная корневая система, которая может усваивать водные ресурсы почвы из большой глубины и при большой водоудерживающей силе почвы (рис. 1).

     В регионах с континентальным климатом на более тяжелых почвах, например, черноземах подсолнечник полностью  использует накопившиеся в зимний период водные ресурсы почвы. Благодаря  этому он проявляет относительную  засухоустойчивость. При раннем недостатке влаги снижается поверхность  листьев и образование числа  цветков на корзинку, в результате чего уменьшается урожайность. При  позднем наступлении периода  недостатка влаги листва быстро стареет, чем обусловливается снижение содержания масла (рис. 2).

2.3 Требования к влаге

       Для возделывания подсолнечника исключаются местности с высокой влажностью воздуха, особенно в период цветения и созревания растений, а также тенистые и ветренные места из-за опасности поражения белой (Sclerotinia sclerotiorum) и серой гнилью (Botryotinia fuckeliana, анаморф.: Botrytis cinerea).

2.4 Требования к почве

     Требования  подсолнечника к почве определяются в первую очередь свойствами его  корневой системы и потребностью в воде. Почвы с глубоким пахотным слоем, хорошей проницаемость для корней, без уплотнений почвы и подпочвы, с высокой полезной влагоемкостью пригодны для выращивания подсолнечника. Они способны обеспечить в вегетационный период растения влагой и питательными веществами. Этим требованиям лучше всего отвечают лессовые почвы, лессовые и песчаные суглинки. На более легких почвах можно с успехом выращивать подсолнечник, если содержание гумуса достаточно высокое, а корни могут использовать грунтовые воды. Исключаются илистые, малоструктурные холодные почвы и почвы с застойной влагой. Подсолнечник мало чувствителен к реакции почвенного раствора, оптимальный для него показатель pH 6,2…7.

2.5 Требования к элементам  питания

     На  образование 1т семян подсолнечник потребляет: азота – 50-60кг, фосфора  – 20-25кг, калия – 120-160кг. Особенно много  питательных веществ подсолнечнику  требуется в период от образования  корзинки до цветения, когда растение энергично накапливает органическую массу. Ко времени цветения подсолнечник поглощает 60% азота, 80% фосфорной кислоты  и 90% калия от их общего выноса из почвы  за весь период вегетации. На ранних фазах  вегетации, когда идет закладка генеративных органов, растения особенно требовательны  к фосфорному питанию.

Д. С. Васильев предложил схему, в которой выделил 5 периодов вегетации подсолнечника. В эти периоды вегетации подсолнечник предъявляет следующие требования к условиям внешней среды:

     Первый  период: основные жизненные процессы – набухание и прорастание  семян, появление всходов – связаны  с поглощением воды. Определяющий фактор внешней среды в этот период – температура. Благоприятная для  прорастания семян температура  посевного слоя почвы составляет – 10-12°С, при этом всходы появляются через 10-14 дней.

     Второй  период: в этот период число листьев  достигает – 18-20. Образование зачаточной корзинки у подсолнечника происходит на 3 этапе органогенеза, а на 4 этапе  с появлением 5-8 листьев на цветоложе  закладываются цветковые бугорки. На 5 этапе органогенеза образуются покровные и генеративные органы цветка.

     Третий  период: этот период характеризуется  интенсивным ростом надземных органов  и корневой системы. В начале цветения интенсивность роста затухает, а  в конце он прекращается. Продолжается интенсивный рост листьев среднего яруса (14-26 лист). В этот период усиленно растут генеративные органы: развиваются язычковые и трубчатые цветки, околоплодник, тычиночные нити, разворачивается обертка корзинки. К концу периода пыльники выходят из венчиков.

     Четвертый период: цветение наступает примерно через 50-60 дней после всходов и  продолжается 20-25 дней (одна корзинка цветет 8-10 дней). Максимальное увеличение корзинки отмечается в течение 8-10 дней после  отцветания, рост ее продолжается вплоть до пожелтения. После оплодотворения завязи начинается рост семян, который  завершается за 14-16 дней, а затем  в течение 20-25 дней происходит налив  семян – накопление в них жира и других запасных веществ. В фазе роста семян подсолнечник особенно требователен к влаге в почве (критический период). Фаза налива семян  завершается на 30-35 день после оплодотворения. Фаза созревания (физиологическая спелость) наступает при влажности семян  – 36-40%. Тыльная сторона корзинки становится желтой. Биологические процессы в семенах затухают. Начинается физическое испарение воды.

     Пятый период: при полной (хозяйственной) спелости корзинки приобретают желто-бурый  и бурый цвет, влажность семян  снижается до 12-14% (в более северных районах – до 16-18%).

3. РАЗРАБОТКА НАУЧНО-ОБОСНОВАННОЙ ТЕХНОЛОГИИ ВОЗДЕЛОВАНИЯ КУЛЬТУРЫ

3.1 Обоснование выбора  сорта. Определение  уровня планируемой  урожайности.

     Задачей данной работы является упорядочивание данных и осмысление зависимостей показателей  роста и продуктивности сортов и  гибридов подсолнечника от метеорологических  показателей (температуры и количества осадков), а также построение методики прогнозирования показателей продуктивности от почвенно-климатических условий.

     Исследование  проводили с 2004 по 2007 гг. на 5 оиспытательных участках Инспектуры по Ростовской области  ФГУ «Госсорткомиссия» Министерства сельского хозяйства и продовольствия РФ, расположенных во всех почвенно-климатических  зонах области. Сумму температур и количество осадков были взяты  подекадно на метеостанциях, расположенных  в непосредственной близости от сортоиспытательных участков, в течение сроков вегетации  подсолнечника.Материалом исследования служили растения подсолнечника  следующих сортов и гибридов: раннеспелые  — Донской 151, Казачий, Партнер; среднеранние — Донской 60, Гарант, Престиж; среднеспелые — Донской крупноплодный, Донской 1448, Азовский.

     Исследовали следующие характеристики растений согласно методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур:

1. Высота  растений. 2. Размер семян по массе 1000 семянок. 3.Урожайность растений (ц/га). 4.Вегетационный период.

     Отсутствие  полной формализации управляющих факторов, многомерность исходных данных, ограниченность или противоречивость данных обуславливают  применение адаптивных моделей, методов  и технологий для управления в  отрасли. Это вовсе не означает, что  мы в анализе результатов отказались от статистических подходов, однако в  качестве дополнительных способов исследования были применены нейросетевые методы, которые позволяют эффективнее  оценить сложность структуры  объекта, работать с большими размерностями  вектора входных факторов, представленных в качественном, количественном и  порядковом виде.

     Анализ  полученных результатов показал  следующее:

•            наибольшую высоту имеют Донской крупноплодный, Азовский и Донской 1448, а низкорослыми являются Партнер, Донской 151;

•             самыми скороспелыми являются Партнер и Казачий, а наибольший вегетационный период у Донского крупноплодного и Азовского;

•             самый высокий урожай дает Гарант, а самый маленький — Донской крупноплодный;

•            наибольшую массу 1000 семянок имеет Донской крупноплодный, а наименьшую —   Престиж.

Использованные  нейросетевые методы дают возможность  оценки важности исходных данных:

•           урожайность, размер семянок и высота растений в основном зависит от сорта;

•           урожайность зависит в значительной степени также от участка и количества осадков;