Адаптивная технология возделывания озимой ржи в липецкой области

Недостаток фосфора при обеспечении другими элементами питания в начальный период роста и развития растений ведет к нарушению обмена веществ. При остром фосфорном голодании озимой ржи в фазе трех листьев их кончики становятся лиловыми или красно-фиолетовыми на темно-зеленом с голубоватым оттенком фоне остальной части. Позже такая окраска появляется на стеблях, а нижние листья, скручиваясь, начинают постепенно отмирать с верхушки к основанию. Цветение и созревание задерживаются на 5—10 дней. Более позднее обеспечение растений фосфором малоэффективно, поэтому фосфорные удобрения рекомендуется вносить перед посевом под основную обработку почвы и при посеве в рядки (10—15 кг Р205 на 1 га) как стартовое удобрение.

Отличительная особенность озимой ржи состоит в том, что она по сравнению с другими зерновыми культурами легче использует фосфор из почвенных запасов и фосфоритной муки.

Фосфорные удобрения сокращают период вегетации озимой ржи, ускоряют переход от вегетативного развития к генеративному, созревание семян, повышают засухоустойчивость растений.

Калий играет важную роль в водном и углеводном обмене растений. Он обеспечивает нормальный процесс фотосинтеза, регулирует отток ассимилятов из листьев, способствует образованию прочного стебля с толстыми короткими междоузлиями. Внесенный вместе с азотными и фосфорными удобрениями под основную обработку, способствует лучшему их использованию.

Калий обусловливает повышение зимостойкости и засухоустойчивости озимых хлебов (благодаря увеличению концентрации клеточного сока), снижение поражаемости растений грибными болезнями, уменьшает полегание. Особенно большое значение имеет внесение калийных удобрений на песчаных почвах.

При калийном голодании у растений озимой ржи в период кущения листья приобретают темно-зеленый оттенок, а два нижних начинают с верхушек желтеть. В фазах выхода в трубку — колошения недостаток калия проявляется в пожелтении и отмирании листьев с верхушки и по краям (краевой ожог).

В условиях интенсивного возделывания озимой ржи возрастает роль микроэлементов (меди, бора, цинка, марганца и др.). Это связано, во-первых, с тем, что с ростом урожаев вынос их из почвы увеличивается, и, во-вторых, с возрастанием производства концентрированных комплексных удобрений, содержащих меньше микроэлементов по сравнению с простыми. Микроудобрения улучшают обмен веществ, повышают урожайность и улучшают качество зерна[13].

         Этапы органогенеза, фазы развития и рост корневой системы.

1 этап – в семени начинаются активные процессы дифференциации меристемы на ткани зародышевых органов. У основания конуса нарастания появляются зародышевые листья, число которых определяется сортовыми особенностями. Этап завершается прорастанием семян и появлением всходов.

При прорастании зерновки трогается в рост главный зародышевый корешок. Озимая рожь чаще имеет четыре зародышевых корня. Ко времени появления всходов зародышевые корни достигают в длину 13–14см.

2 этап – формирование вегетативной массы растения (узлов с листовыми зачатками и междоузлий). Число узлов и междоузлий побега определяется видовыми (сортовыми) особенностями и условиями их развития. Суточный прирост корневой системы достигает 1,5–1,7см. В кущении зародышевые корни достигают глубины 50см.

3 этап – вытягивание и сегментация конуса нарастания – зачаточной оси колоса. На последующих этапах сегменты конуса нарастания развиваются в членики оси цветения – колос. Идет кущение: у озимой ржи – осенью.

4 этап – формирование колосковых бугорков (конуса нарастания второго порядка). Растут нижние междоузлия. Суточный прирост корневой системы увеличивается до 2,5–3см. Рост корней в длину продолжает опережать рост надземных органов.

5 этап – формирование цветков в колосках. Первыми начинают дифференцироваться колосковые бугорки в средней части колоса, а затем процесс идет вверх и вниз вдоль оси. На этом этапе окончательно определяется потенциально возможное для сорта число цветков в колосках. Продолжается процесс стеблевания.

6 этап – формирование пыльниковых мешков и завязи пестика. Идет рост тычинок, пестика и покровных органов цветка. Усиленно растут средние междоузлия.

7 этап – завершение процесса формирования пыльцы. Усиливается рост тычиночных нитей, на рыльце вытягиваются волоски. На этом этапе начинается интенсивный рост члеников соцветия и покровных органов цветка, а также верхних междоузлий.

8 этап – завершается процесс формирования всех соцветия и цветка. Усиленно растет самое длинное междоузлие.

9 этап – цветение и оплодотворение.

10 этап – формируются зерновки. К концу периода в нормальных условиях зерновки достигают типичных для каждого сорта форм и размеров по длине. Рост междоузлий стебля прекращается

11 этап – накопление питательных веществ в зерновках; идет их рост в толщину и ширину; фаза молочного состояния зерна.

12 этап –  накопленные в семенах питательные вещества превращаются в запасные, рост зерновок прекращается; этот этап совпадает с фазой восковой спелости.

Рожь посевная — единственный вид культурной ржи, который широко распространён в мировом земледелии, в том числе и в России, как важнейшая продовольственная и кормовая культура. Вид объединяет более 40 разновидностей. Все сорта ржи, которые имеют распространение в России, принадлежат к разновидности var Vulgate Körn. (колосовой стержень неломкий, наружная цветковая чешуя голая, зерно открытое или полуоткрытое). В России допущено к использованию около 49 сортов озимой ржи. Выведены и рекомендованы к использованию высокопродуктивные короткостебельные сорта, устойчивые к полеганию и болезням:Безенчукская 87, Короткостебельная 69, Саратовская 5, Пурга, Дымка, Державинская 29 

 

         3. Определение величины потенциальной  урожайности (ПУ)

Для расчета потенциальной урожайности (ПУ) при программировании урожая используем формулу И.С. Шатилова с заданным коэффициентом использования фотосинтетической активной радиации (ФАР)

Формирование урожая зависит от качества фотосинтетической активной радиации (ФАР), влагообеспеченности и условий минерального питания растений. Хорошим урожаем без орошения можно считать, когда удается использовать 2-3% ФАР, при орошении - 5.

Для расчета ФАР, приходящийся на посев озимой ржи, прежде всего, нужно знать фактическую продолжительность периода вегетации (осенняя вегетация - с 22августа по 13 октября, весенняя - с 27 апреля по 2 августа) и суммарную ФАР определяющуюся числом дней вегетации в каждом месяце.

Qфар =(25,7/31*9)+15,91+(7,95/31*13)+(18/30*3)+27,63+30,56+30,14+(25,7/31*2)=118 КДж/см2;      ПУ1 = Qфар* Кфар * 10000 / q(1) , где

ПУ1 - потенциальный урожай абсолютно сухой биомассы, ц/га;Qфар - сумма ФАР за период вегетации, КДж/см2;Кфар - коэффициент усвоения ФАР, %;q - калорийность единицы урожая органического вещества, КДж/кг.

Приход ФАР за вегетацию озимой ржи в условиях ЦЧР составляет 118 Дж/см2. При коэффициенте использования ФАР, равном 2,5 и калорийности абсолютно сухой биомассы 18422 кДж/кг определяем величину урожая абсолютно сухой биомассы по формуле (1):

ПУ1 =118 * 10000 * 2,5/18422 = 160 ц/га

Для определения хозяйственно-полезной (основной) части продукции при стандартной влажности используем формулу:

ПУ = (ПУ1* 100 / (100-В)) * Кх  (2), где ПУ - потенциальный урожай основной продукции при стандартной влажности, ц/га;ПУ1 - потенциальный урожай абсолютно сухой биомассы, ц/га;В - стандартная влажность, %;Кх - коэффициент хозяйственной эффективности или доля основной продукции в общей биомассе.

Зная стандартную влажность зерна 14% и коэффициент хозяйственно-полезной части продукции Кх = 1 / (2+1) = 0,3 (при соотношении соломы к зерну 2:1), рассчитываем урожайность по формуле( 2):

ПУ = (160   * 100 / (100-14)) * 0,33 = 61 ц/га

 

 

 

 

       4. Расчет величины действительно возможного урожая (Уд)

Для ЦЧР фактором, лимитирующим получение высоких урожаев, является недостаток влаги, поэтому целесообразно расчёт возможной величины урожаев выполнять с учётом влагообеспеченности посадок по формуле (3):

Уд1 = 100 * (W0+Ос * Кn) / Кw  (3) , где

Уд1 - действительно возможный урожай основной продукции, ц/га;100 - коэффициент переводов продуктивной влаги из мм в ц/га (1мм = 10 т/га = 100 ц/га);W0 - запасы продуктивной влаги в слое почвы 0-100 см ко времени посева культуры, мм;Ос- количество осадков за период вегетации культуры,мм;Кn - коэффициент полезности осадков, за период вегетации ;Кw - коэффициент водопотребления культуры.

Общий запас продуктивной влаги в метровом слое почвы (W0) перед возобновлением вегетации озимой ржи в ЦЧР составляет в нормально влажный год 150 - 160 мм. Количество осадков за период вегетации культуры (Ос) -200 мм..Коэффициент использования влаги (Кn) на спокойном рельефе - 0,7.

Далее, используя формулу(3) , рассчитываем урожай абсолютно сухой биомассы озимой ржи (Уд1) при коэффициенте водопотребления (Кw)=420:

Уд1 = 100 * (160+200 * 0,7) /420  = 71 ц/га

Переводим урожай биомассы на стандартную влажность (Уд2):

Уд2 = Уд1 * 100 /100-В(4) , где,

Уд2 - урожай биомассы на стандартную влажность, ц/га;Уд1 - урожай абсолютно сухой биомассы озимой ржи, ц/га;В - стандартная влажность, %.

У д 2 = 71* 100 / 100- 14 = 83 ц/га

Учитывая коэффициент, хозяйственно-полезной части Кх, определяем долю зерна в урожае биомассы (Уд):

Уд = Уд2 * Кх (5), где,

Уд2 - урожай биомассы на стандартную влажность, ц/га;Кх - коэффициент хозяйственной эффективности или доля основной продукции в общей биомассе, рассчитывается делением 1 на сумму частей основной и побочной продукции.

Уд = 83 * 0,33= 27 ц/га

        5. Расчет норм удобрений на запланированную урожайность (У)

 

Проводится с учетом содержания в почве выщелоченных черноземов  азота,фосфора и калия соответственно:

10 мг.,12 мг.,14 мг. на 100 грамм почвы  при количестве 3000000 кг./га в слое 0-30 см.

При внесении органических удобрений в количестве 20тн./га и содержании в 1тн. навоза азота,фосфора и калия соответственно: 5;2,5 и 7 кг. мы компенсируем часть вынесенных с урожаем питательных веществ , остальное восполним внесением минеральных удобрений.

1) Для получения урожайности 40 ц/га  озимая рожь выносит из почвы 96 кг азота (2,4*40=96). В почве содержится 144 кг азота, используется 30%,:

144 - 100%

Х - 30%

Х = 144 *30 / 100 = 43кг/га  Дефицит:53 кг/га.

Вариант 1:При внесении органических удобрений в количестве 20тн./га поступление азота-100кг/га ,используется 30 % ,следовательно:

100-100

Х-30

Х=100*30/100=30 кг/га.

что удовлетворит потребность в азоте(30+43=73 кг./га)

За счёт минеральных удобрений необходимо внести (96- 73 =23) 23 кг/га.

В аммиачной селитре содержится 35% д.в.

Х - 100

23 -35

Х = 23 * 100 / 35 = 65 кг/га или 0,65 ц/га

Вариант 2:За счёт минеральных удобрений без применения органических необходимо внести (96- 43 =53) 53 кг/га. В аммиачной селитре содержится 35% д.в.

Х - 100

53 -35

Х = 53 * 100 / 35 =  151кг/га или 1,5 ц/га

2) Для получения урожайности 40 ц/га  озимая рожь выносит из почвы 29 кг  фосфора (1,3 *40 = 29). В почве  содержится 173 кг фосфора, используется 10%, следовательно

173 - 100

Х - 10

Х = 173*10 / 100 =17 кг/га.  Дефицит: 12кг/га.

Вариант 1:При внесении органических удобрений в количестве 20тн./га поступление фосфора 50 кг,используется 40 % ,следовательно:

 

50-100

Х-40

Х=40*50/100=20 кг/га.

что удовлетворит потребность в фосфоре(17+20=37 кг./га)

Вариант 2:За счёт минеральных удобрений без применения органических необходимо внести (29-17=12)12 кг фосфора. В гранулированном суперфосфате  содержится 19% д.в.

Х - 100

12 - 19

Х = 100 *12/ 19 = 63 кг/га или 0,63  ц/га

3) Для получения урожайности 40 ц/га  озимая рожь выносит из почвы 100 кг калия (2,5*40 =100 ). В почве содержится 202 кг калия  и используется 15%, то есть

202 - 100

Х -15

Х = 202 * 15 / 100 = 30 кг/га.  Дефицит: 70 кг/га.

Вариант 1: При внесении органических удобрений в количестве 20тн./га поступление калия – 140 кг.,используется 60 % ,следовательно:

140-100

Х-60

Х=140*60/100=84 кг/га.

что удовлетворит потребность в фосфоре(30+84=114 кг./га)

Вариант 2:За счёт минеральных удобрений без применения органических необходимо внести (100-30=70)70 кг/га. В хлориде калия содержится 60% д.в.

Х - 100

70 - 60

Х = 100 *70/ 60 = 116 кг/га или 1,16 ц/га

Удобрение озимой ржи можно произвести по любому из выше обозначенных вариантов, в зависимости от их экономической эффективности (учет затрат).

         Норма высева озимой ржи 3,0 млн. всхожих семян на 1 га, семена 1-го класса посевного стандарта (чистота—- 99, всхожесть -92%), масса 1000 семян 35 г. Рекомендуемую норму высева определяем по формуле:

Нр кг/га = (3000000 · 35) / 1000 = 175 кг/га

Делаем поправку на посевную годность (ПГ) семян и определяем фактическую норму высева

         Нф кг/га = (Нр ·100)/ПГ;

ПГ % = (Ч · В)/100 = (99 · 95)/100 = 94%,

Нф кг/га = (175 · 100)/94 = 186,2 кг/га.

 

 

6.Разработка приемов  адаптивной ресурсосберегающей  технологии возделывания озимой  ржи ,обеспечивающей создание высокопродуктивного  посева культуры с запланированной  урожайностью.

                              6.1 Место культуры в севообороте

 

Озимая рожь менее требовательна к предшественникам, чем озимая пшеница.

На большей части Центрально-Черноземной зоны увлажнение неустойчивое и недостаточное, особенно во второй половине лета, поэтому и здесь важную роль играют чистые чары. Хорошие предшественники в данной зоне – бобово-овсяные смеси, кукуруза на зеленый корм и ранний силос, а также ранние зерновые бобовые (горох). Горох убирают за 1,5мес до посева озимой ржи, что дает возможность подготовить почву и в оптимальные сроки посеять озимую рожь.

Рожь сама для себя является хорошим предшественником, так как дает полноценный урожай зерна на одном и том же месте два года подряд. Возможность повторного посева ржи основана главным образом на том, что она мало подвергается заболеванию корневой гнилью. Однако при длительном возделывании на одном и том же ноле урожай озимой ржи заметно снижается. В исследованиях П.В. Хотько (1972) отмечалось, что озимая рожь имеет большое значение в севообороте, как предшественник, является быстрорастущей и затеняющей культурой – она вытесняет из посевов сорную растительность, а также, имея мощную корневую систему, оставляет большое количество растительных остатков в почве по сравнению с другими зерновыми культурами[11].