Биологические основы сельского хозяйства

Расчеты норм фосфорно-калийных удобрений показывают  о необходимости внесения разных доз фосфорных и калийных удобрений под все культуры севооборота.

4. Культурные растения

4.1 Ранние яровые  культуры 

Яровая пшеница - индивидуальном развитии проходит 12 этапов органогенеза и такие фенологические фазы: прорастание семян, всходы, кущение, выход в трубку - стеблевание, колошение, цветение, формирование и налив зерновки, молочная, восковая, полная спелость.

Семя при прорастании  поглощает 50-55% воды от собственной  массы, твердой - на 5-7% больше. Минимальная  температура прорастания - плюс 1-2 °  С, получения всходов - 4-5 ° С. Всходы выдерживают заморозки до минус 8-10 ° С, а в фазе кущения-до минус 7-8 ° С. Начиная с колошения  до молочной спелости растения повреждаются заморозками минус 1-2 ° С: оптимальная  температура для кущения - плюс 10-14 ° С, колошения и налива зерна - 16-20 ° С, созревания -23-25 ° С. Твердая  пшеница требовательна к теплу. Критический период в отношении  влаги - кущения и выход растений в трубку. Недостаток влаги в этот период вызывает бесплодие колосков. От общего потребления за вегетацию  в фазе всходов яровая пшеница  потребляет 5-7% воды, кущения - 15-20, стеблевания - колошения - 50-60, молочной спелости - 20-30, восковой - 3-5%. Лучшими для яровой пшеницы являются черноземные, окультуренные  серые лесные, каштановые почвы среднего механического состава с рН 6-7,5. Почвы с рН ниже 5,5 нужно известковать.      

Требовательнее к почве  сорта твердой пшеницы. Яровая пшеница  имеет меньшую энергию кущения, слабее развитую корневую систему, меньшую  ее усваиваемой способность, чем  озимая и другие хлебные культуры. Поэтому она требует высокого содержания в почве подвижных  элементов питания. На формирование 1 ц зерна выносит из почвы 3,5-4 кг азота, 1-1,2 - фосфора, 2-3 кг калия. Лестницы  появляются за 7-12 дней от посева, кущение  наступает через 12-15 дней после всходов, трубкование - через 16-26 дней после начала кущения, через 3-6 дней начинается цветение, через 15-18 дней от цветения зерновка достигает  полной длины и вступает в фазу молочной спелости, в которой она  находится 10-15 дней. Вегетационный период длится 85-110 дней, в твердой пшеницы - 100-115 дней. Продуктивная кустистость  ниже, чем у озимой пшеницы, ячменя и овса, и составляет 1-2.

Ячмень - наиболее скороспелая яровая зерновая культура. Вегетационный период - 60-110 дней. Энергия кущения выше, чем у пшеницы и овса, продуктивная кустистость обычно составляет 2-3. Высокая кустистость не желательна для пивоваренного ячменя. У ячменя кущение из-за интенсивного увлажнения может продолжаться тогда, когда первые побеги достигли полной спелости. Вследствие этого в дождливую погоду созревший стеблестой растет побегами позднего кущения. Типично самоопыляемое растение длинного светового дня. В условиях острой засухи оплодотворение происходит в фазе колошения или последнее может и не произойти. Неприхотлив к теплу. Семена начинают прорастать при температуре плюс 1-3 ° С, всходы в полевых условиях могут появляться при 4-5 ° С и выдерживают заморозки до минус 3-4 ° С, при температуре минус 6-8 ° С наблюдается пожелтение листьев. Ячмень достаточно засухоустойчив.

Дефицит влаги во время  кущения снижает проективную  кустистость, вызывает значительную асинхронность  развития побегов. Засуха от колошения  до созревания уменьшает наполненность  зерна. Отличается высокой пластичностью  и хорошо растет на разных почвах. Но лучшими являются структурные плодородные  почвы с глубоким гумусовым слоем  и рН 6.0-7.5. Некоторые сорта хорошо растут при более высокой кислотности. Чувствителен к избыточного увлажнения и существенно снижает урожайность  на периодически заболоченных почвах с высоким стоянием грунтовых  вод. На песчаных почвах растет хуже, чем  рожь и овес, поскольку имеет менее  развитую корневую систему и низкую ее усваиваемой способность и  краткое период интенсивного роста.

Овес - культура умеренного климата, неприхотлива к теплу. Семена начинают прорастать при температуре плюс 2-3 ° С. Лестницу в полевых условиях можно получить при 6-7 ° С. Оптимальная для получения всходов и кущения температура 15-18 ° С. Всходы выдерживают заморозки до минус 4-5 ° С. В фазе цветения и молочной спелости терпит  заморозки минус 2 ° С. Оптимальная температура во время цветения и созревания - 20-25 ° С. Наиболее влаголюбив среди хлебных злаков. При прорастании семян вбирает 60-65% воды от собственной массы. Критическим к влаге является период от кущения до выбрасывания метелки. Интенсивные дожди во второй половине вегетации вызывают образование подгона и затягивают созревания урожая. Имеет хорошо развитую и физиологически активное корневую систему. Усваивает фосфор из труднорастворимых соединений. Поэтому менее требователен к почвам. В фазе кущения на черноземных почвах корни углубляются до 50-80 см, а на время формирования зерна достигают глубины 1,5-2м. Хорошо растет на песчаных, суглинистых, глинистых, торфяных почвах. Можно высевать первый культурой при освоении осушенных земель, целины. Но лучшими для него структурные черноземные, темно-серые оподзоленные почвы со слабокислой реакцией, рН 5-6. Плохо растет на засоленных почвах. Имеет растянутый период потребления элементов питания. Лучше других хлебных культур реагирует на азотные удобрения. На 1 ц зерна выносит из почвы 3-4 кг азота, 1,1-1,5 - фосфора, 2,5-3 кг калия. Период созревания зерновых в метелки растянут. Растение самоопыляемое, длинного светового дня. При раннем скашивании хорошо отрастает. Вегетационный период длится 95-120 дней.

Технология выращивания

 Яровая пшеница - одна  из самых среди зерновых культур  до предшественников. Ее нельзя  размещать на неокультуренных  площадях, после зерновых злаковых, кроме кукурузы. Лучшими предшественниками  являются занятые пары, зерновые  бобовые культуры, многолетние травы,  удобренные картофель, кукуруза, сахарная и кормовая свекла, бахчевые  культуры, а также лен, люпин,  гречиха, в засушливых районах  - чистые пары. Ячмень малоконкурентный  к сорнякам, поэтому его нужно  сеять после чистых удобренных  предшественников. Выращивая для  продовольственных и кормовых  целей, лучше размещать после  зернобобовых культур, для пивоваренных - после удобренных пропашных  культур - кукурузы, картофеля, бахчевых, сахарной свеклы (в зоне достаточного  увлажнения. Не следует размещать  после колосовых культур, чтобы  избежать значительного поражения  корневыми гнилями и другими  болезнями, и после подсолнечника,  суданки, которые высушивают грунт,  засоряют почву падалицей. 

Овес хорошо размещать  в севообороте после удобренных пропашных кукурузы, картофеля зернобобовых, бахчевых, льна. Не рекомендуется сеять  после овса, сахарной свеклы в зоне распространения нематоды. При высокой  культуры земледелия можно высевать после пшеницы. Описанную технологию подготовки почвы применяют и  для других ранних яровых зерновых культур: овса, ячменя, ржи, гороха.

Сеять пшеницу надо первой одновременно с рожью среди ранних яровых хлебов, в первые дни начала полевых работ, как только почва  достигнет физической спелости и  хорошо обрабатываться. Опоздание с  севом на 10 дней может привести к  снижению урожайности на 20-25%.

Ячмень нужно высевать в ранние сроки, как только почва  достигнет физической спелости и  подвергается высококачественной обработки. Каждый день опоздание с посевом  после наступления оптимального срока, приводит к снижение урожайности на 0,6-1,2 ц/га вследствие потери влаги почвой, большему повреждению вредителями, ускорение развития растений. Особенно ощутимое снижение урожайности в юго-восточных регионах и при позднем наступлении весны. Высевать овес надо в первые дни полевых работ, когда почва достигнет физической спелости, одновременно или сразу после сева яровой пшеницы, яровой пшеницы и ячменя.

4.2 Поздние яровые  культуры 

К группе поздних яровых относятся кукуруза, рис, просо, гречиха.

Поздние яровые культуры относятся  к теплолюбивым и весьма засухоустойчивым культурам и важным фактором для  них, весной и ранним летом является температура. Для их посева лучшими  условиями считается, когда температура  воздуха прогреется до 10-120°С.

Основные фазы развития поздних яровых культур приходятся в период относительно высоких температур и увеличения продолжительности  дня. Поэтому внекорневую подкормку  растений необходимо выполнять во второй половине дня или пасмурную погоду. При этом скорость ветра не должна превышать 4 м/с. При посеве, очень  важным фактором является предпосевная обработка семян, что по эффективности  равнозначно внекорневой подкормке.

4.3 Озимые

Озимые культуры имеют  важное значение в увеличении производства зерна. В основных районах возделывания они дают более высокие урожаи зерна, чем яровые. Озимые культуры при хорошем развитии с осени  лучше, чем яровые, используют весенние запасы влаги и питательных веществ. Весной они быстро наращивают вегетативную массу и меньше страдают от весенних засух. Более раннее созревание озимых ограждает их также от суховеев. Озимую пшеницу убирают на 8-10 дней, а озимый ячмень – на 10-12 дней раньше яровых форм. При ранней уборке появляется возможность более тщательно  подготовить почву для последующих  культур. Возделывая озимые культуры, можно часть полевых работ  перенести на осень, благодаря чему значительно снижается напряженность  в период весеннего посева.

Площадь посева озимых культур  в РФ в 2003г составила – 10,2млн  га. Первое место занимает озимая пшеница, второе – озимая рожь, третье – озимый ячмень. При хорошем уровне агротехники  можно получать – 6-6,5т/га озимых культур. Важное значение в повышении урожайности  имеет внедрение зимостойких, высокопродуктивных, короткостебельных, устойчивых к полеганию  сортов озимой пшеницы с потенциальной  урожайностью – 8-9т/га, озимой ржи – 5-6т/га.

На долю озимых культур  приходится около 38,5% всего валового сбора зерна, такой удельный вес  их в зерновом балансе страны недостаточен. Повышение урожайности и расширение посевных площадей этих культур –  важные резервы увеличения производства зерна.

Зимостойкость, морозостойкость

В зимний и ранневесенний  периоды озимые хлеба часто подвергаются различным неблагоприятным внешним  воздействиям, которые приводят к  частичному изреживанию или полной гибели посевов. Устойчивость растений к неблагоприятным условиям перезимовки  зависит от их зимостойкости и  морозостойкости, а также от закалки.

Зимостойкость – способность озимых культур переносить неблагоприятные условия зимнего и ранневесеннего периодов (выпревание, вымокание и др.).

Морозостойкость - способность озимых культур выдерживать длительное воздействие отрицательных температур в зимний период. Способность растений выдерживать низкие положительные температуры называют холодостойкостью.

Зимостойкость и морозостойкость  растений – сложные физиологические  свойства. Они непостоянны, формируются  на определенных этапах развития, особенно в процессе закалки растений. И. И. Туманов установил, что закалка  протекает осенью в две фазы. Первая проходит в условиях интенсивного освещения  и пониженных температур (8-10°С) в  дневные часы и при температуре  около 0°С в ночное время. В этой фазе в растениях, особенно в узлах  кущения, накапливаются пластические вещества, преимущественно сахара, так как в прохладное время  ночью их расход на ростовые процессы и дыхание растений замедляется. Перед уходом в зиму у озимых культур  накапливается около 20-25% сахаров  в пересчете на сухое вещество. Озимые, прошедшие первую фазу, способны выдерживать температуру до -12°С.

Вторая фаза закалки протекает  при более низких температурах (0-5°С), повышение зимостойкости обусловлено главным образом процессом обезвоживания клеток, оттоком воды из цитоплазмы в межклеточные пространства и превращением в клетках нерастворимых в воде органических веществ в растворимые. В результате этих процессов значительно повышается концентрация клеточного сока в узлах кущения и влагалищах листьев. Быстрее проходит вторую фазу закалки озимая рожь, медленнее – озимый ячмень.

Закаливание озимых культур  лучше протекает в ясные дни, чередующиеся с умеренно морозными  ночами. Для прохождения первой фазы закалки требуется – 12-14 дней, а  для полной закалки – 21-24 дня. Озимые хлеба после закалки становятся более зимостойкими и способны переносить морозы до -18-20°С в зоне узла кущения, а также меньше реагируют на другие неблагоприятные климатические факторы. Лучшей закалке озимых способствуют посев в оптимальные сроки, достаточная обеспеченность растений фосфором и калием.

Изреживание и гибель озимых культур

Эти явления могут быть вызваны осенней засухой, слабой закалкой поздних всходов, сильными морозами в малоснежные зимы, резкими  колебаниями температур, мощным снежным  покровом, застоем воды на поверхности  почвы. Часто гибель наступает от совместного действия нескольких факторов.

Главные причины изреживания  и гибели посевов озимых культур  – это вымерзание, выпревание, вымокание, выпирание, ледяные корки.

Вымерзание – одна из наиболее распространенных и частых причин повреждения и гибели озимых в районах Черноземной зоны, в юго-восточных районах Нечерноземной зоны РФ. Основной фактор гибели или повреждения посевов озимых – действие низких температур. В это время в межклеточных пространствах тканей растений образуются кристаллы льда, которые оказывают на протоплазму механическое давление. Обезвоженная протоплазма повреждается и теряет непроницаемость. У растений, поврежденных морозами, листья желтеют, узел кущения становится дряблым, размочаленным, буреет, корни также буреют и теряют тургор. В бесснежье иногда озимые вымерзают от резких колебаний температур (днем – положительные, ночью – отрицательные).

Иногда в южных районах  нашей страны после схода снега  при небольшом потеплении (выше 5°С) в январские и февральские  оттепели озимые возобновляют вегетацию, что ведет к быстрой потере закалки растений, при возврате холодов  может наблюдаться гибель озимой пшеницы.

Наибольшей морозостойкостью отличается озимая рожь. Она выдерживает морозы -20°С и наиболее на глубине узла кущения, озимая пшеница и тритикале – до -18°С, а озимый ячмень – до -12°С. Более низкие температуры могут быть губительными для этих культур.

Для предохранения озимых от вымерзания важное значение имеют  тщательная и своевременная подготовка почвы к посеву, применение фосфорно-калийных удобрений, если обеспеченность почвы  этими элементами средняя и ниже средней, использование морозостойких  сортов, более глубокая заделка семян, снегозадержание. Снег обладает малой  теплопроводностью и хорошо защищает озимые от чрезмерно низких температур. Например, температура почвы на глубине узла кущения (2см) при морозе -32,-33°С и отсутствии снежного покрова была -20,-22С, при снежном покрове высотой 15см -7,-11°С, а высотой 50см – всего лишь  -2,-3°С. Снегозадержание – эффективный прием предотвращения гибели озимых от вымерзания, кроме того, это дает возможность накопить влагу на посевах озимых.