geolike.ru

Влияние условий произрастания и сорта на качество урожая

Факторы, определяющие рост и развитие растений, а также урожай и его качество, подразделяются на нерегулируемые, частично регулируемые и регулируемые.

К нерегулируемым факторам относятся продолжительность безморозного периода, заморозки, инсоляция по месяцам, сумма положительных и активных температур, направление и скорость ветра, относительная влажность воздуха (суховеи), сумма осадков и их распределение по месяцам. Интенсивность осадков, дожди с сильным градом и ветром, величина отрицательных температур воздуха в зимнее время, продолжительность и высота снежного покрова, рельеф и гранулометрический состав почвы - эти факторы действуют каждый самостоятельно, а также в простых и сложных комплексах. Параметры некоторых из этих факторов человек пока не может регулировать, хотя они имеют решающее значение. Например, продолжительность безморозного периода ограничивает вегетационный период. Весенние заморозки отодвигают сроки посева, что сокращает период вегетации культур короткодневного фотопереодизма и снижает урожай. Напряженность солнечной инсоляции влияет на скорость прохождения фаз роста: чем она выше, тем быстрее они проходят [10].

Ведущую роль в развитии растений в Восточной Сибири играет температурный фактор. Их потребность в тепле определяется суммой биологически активных температур. Знание потребности растений в тепле на каждом этапе развития позволяет заблаговременно применять практические меры: оптимальный срок посева, использование подкормки и химических средств защиты, применение своевременной уборки урожая.

Важными нерегулируемыми факторами являются зимние температуры, снежный покров — период покрытия и его глубина. Именно низкие зимние температуры ограничивают возделывание в Восточной Сибири озимых культур, и там высевают яровые; постоянно должны совершенствоваться агротехника, направленная на устойчивое накопление снежного покрова, и подбор высокозимостойких сортов.

Частично регулируемые факторы - это, прежде всего влажность почвы и воздуха, эрозия почвы и ее гумусированность, реакция почвенного раствора, емкость поглощения обменных основании, микробиологические процессы, уровень обеспеченности элементами питания.

Данные факторы можно частично регулировать, но для этого требуются довольно высокие энергозатраты. Например, влажность почвы можно регулировать орошением или осушением, влажность воздуха в фитоценозе - мелкокапельным орошением. Водная и ветровая эрозия, уносящая вместе с почвой массу питательных веществ, может быть частично приостановлена, однако полностью ее остановить невозможно.

Потерю гумуса на небольшой площади можно компенсировать внесением высоких доз органических или сидеральных удобрений или применением минеральных туков. Этими же приемами улучшаются и микробиологические процессы [11].

Изменение кислотности почвенного раствора достигается частично за счет известкования почвы. Одна тонна СаСО3 сдвигает рН. на 0,1 единицы. Таким образом, чтобы снизить кислотность почвенного раствора с 4,5 до 5,5 единицы, нужно внести около 10 т извести. Применение азотных и хлорсодержащих калийных удобрений восстанавливает рН до исходного состояния.

На уровень урожайности всех полевых культур в Сибири, а большей степени влияет обеспеченность растений влагой в течение всего периода вегетации. По фазам роста потребность в воде изменяется.

Период наибольшего потребления воды называют критическим. Для зерновых культур - пшеницы, ржи, ячменя, овса - период наибольшего потребления влаги наблюдается от выхода в трубку до колошения; сорго и проса - колошение - налив зерна; кукурузы - цветение - молочная спелость зерна; зерновых бобовых и гречихи - период цветения; подсолнечника — образование корзинки цветения; для картофеля - цветение - клубнеобразование. Особенно необходима влага в период закладки репродуктивных органов. С помощью агротехнических приемов необходимо добиваться, чтобы оптимальная влажность в корнеобитаемом слое почвы во время вегетации находилась в пределах 60-80% ППВ (полной полевой влагоемкости), а в период наибольшего развития ассимиляционного аппарата и интенсивного роста - 70-100% ППВ.

К регулируемым факторам относятся культура, сорт, засоренность посева, болезни и вредители растений, обеспеченность элегитами пищи, аэрация почвы и агрегатный состав. Эти факторы можно регулировать на больших площадях и сводить до минимума негативное влияние нерегулируемых и частично регулируемых факторов на рост, развитие растений, урожай и его качество.

Для регионов с коротким безморозным периодом и низкой суммой активных температур подбирают скороспелые культуры и сорта. Для ухода от весенних заморозков теплолюбивые культуры высевают в более поздние сроки. Недостаточное содержание элементов питания в почве восполняют внесением органических и минеральных удобрений. Засоренность посевов снижается агротехническими и химическими мерами борьбы. Поражение растений болезнями и повреждение вредителями снижается за счет агротехнических, химических и биологических методов борьбы. Химическая мелиорация: известкование кислых и гипсование засоленных почв; тепловая мелиорация: внесение органических удобрений в больших дозах, которые изменяют температурный режим почвы; применение минеральных удобрений на фоне максимальной оздоровленности растений от болезней, вредителей и сорняков; снятие стрессовых состояний у растений при обработке химическими средствами защиты за счет оптимальных баковых смесей и обработки при благоприятных для растений температурах воздуха и увлажнения; применение научно обоснованных зональных севооборотов. Вот тот далеко неполный перечень основных приемов управления ростом и развитием сельскохозяйственных растений, которые разработаны научным растениеводством.

Основная площадь посева яровой пшеницы и других зерновых культур в Красноярском крае находится в пределах 52-57 северной широты, а вегетационный период колеблется от 60 до 120 дней.

Влияние температур на растения полевых культур делится А. И. Коровиным на четыре зоны [2].

Первая зона температур - зона активной вегетации. Все фазы роста и развития проходят при температурах, наиболее благоприятных для данного вида и сорта растения.

Вторая - зона адаптационных температур. Все растения прекращают активный рост. Минимум температур находится выше или ниже на 3-4°С от «биологического нуля», т.е. прекращения роста. Это установлено для районов Восточной Сибири. Длительное пребывание растений в зоне адаптации оставляет детерминационный след. В результате «простоя» растения снижается продуктивность и удлиняется вегетационный период.

Третья — зона повреждения растений. Под влиянием кратковременных заморозков или низких температур обнаруживается изменение окраски тканей различных частей растений. Повреждают отдельные части растений и кратковременные высокие температуры — 30°С и выше. Так, например, в фазу налива зерна температуры 30-35° снижают урожай на 40% и более.

Четвертая - зона летальных температур. Под влиянием низких (отрицательных) или высоких (положительных) температур растения целиком или его репродуктивные органы погибают.

Для определения потребности растений во влаге используется транспирационный коэффициент, который приближенно показывает способность растений расходовать воду на единицу урожая сухого вещества (табл. 1).

Таблица 1. Потребность растений во влаге (транспирационный коэффициент)

В зависимости от относительной влажности, а также под влиянием суховеев показатель транспирационного коэффициента в отдельные фазы увеличивается во много раз. Это особенно заметно на многолетних травах. Так, например, тимофеевка в условиях сухого лета имеет коэффициент транспирации 1000-1600 единиц. Хлеба второй группы (просо, сорго, кукуруза), наоборот, сохраняют примерно на одном уровне показатель транспирации.

Для той или другой природной зоны важно знать засухоустойчивость растений. Выделяют физиологическую засухоустойчивость, т.е. способность растений переносить относительно длительное обеззараживание тканей без резкого снижения урожая, и экологическую  - способность растений  развивать мощную корневую систему, с помощью которой они могут брать влагу из глубоких слоев почвы [3].

Различают 2 вида засухи: почвенную и атмосферную.

В первом случае иссушается прикорневой слой почвы до мертвого запаса влаги. Корни засыхают - гибнет все растение.

Атмосферная засуха наблюдается, когда относительная влажность воздуха падает до 10-20%, а скорость ветра превышает 10 м сек. При высоком напряжении солнечной радиации и нарастании температуры воздуха растения сильно теряют влагу, протоплазма коагулирует, жизненные процессы затухают.

При воздушной засухе наблюдается два вида проявления действия высоких температур: захват и запал. В первом случае сохраняется зеленая окраска растения, но вид его увядший, листья сильно скручены. При запале появляются желтые отмершие участки растения (листья и части стебля).

Наиболее эффективными мерами борьбы с засухой являются подбор сортов, создание в почве мощного запаса влаги, использование оптимальных сроков посева, организация поливов и т.д.

Следует повышать и жаростойкость растений, т.е. способность их переносить высокие температуры при достаточном увлажнении. Жаростойкими считаются рис, кукуруза, соя, фасоль, арахис, клещевина, кунжет, хлопчатник, джут, дыня и тыква.

Урожай сельскохозяйственных культур в решающей степени зависит от режима влагообеспеченности растений, которая в течение вегетации должна быть в диапазоне от 100 до 60% предельной полевой влагоемкости, ППВ - это максимальная влажность подвешенной почвы или максимум воды, который удерживает почва после стекания гравитационной воды. Состояние, при котором влажность в капиллярах разрывается, называется влажностью разрыва капилляров (ВРК). Снижение влажности почвы ниже ВРК приводит к резкому снижению урожая полевых культур.

По отношению к реакции почв растения можно разделить на три основные группы:

1. Растения, требующие нейтральной почвенной среды (РН 7,0-8.0). К ним относятся сахарная свекла, конопля, хлопчатник, люцерна и др.

2 Растения, требующие среды слабокислой или близкой к нейтральной: пшеница, ячмень, кукуруза, зерновые бобовые (кроме люпина), подсолнечник, клевер и.др.

3. Группа растений, способных произрастать при кислотности от 7,0 до 5,5 единиц рН. Это рожь, овес, просо, гречиха.

В Красноярском крае слабую устойчивость к кислотности проявляют все сорта ячменя. Поэтому в таежных районах и в Южной лесостепи при кислотности почвы рН 5,5 появляются изреженные всходы, а такие посевы дают низкий урожай [6].

По солеустойчивости выделяются сахарная свекла, арбуз, тыква, хлопчатник, люцерна, донник. Они растут при концентрации солей 0,7-0,9%.

Среднеустойчивыми являются пшеница, ячмень, просо, рожь и сорго, выдерживающие концентрацию солей 0,4-0,6%.

Потребность растений в основных элементах питания определяется их химическим составом в урожае.

Растения, богатые белком (бобовые), поглощают больше азота и фосфора, а сахарная свекла и картофель - калия, играющего важную роль в углеводном обмене.

Масличные и прядильные требуют повышенного содержания всех элементов питания в два раза больше, чем хлебные злаки. Все растения без исключения поглощают азота и калия значительно больше, чем фосфора. Полевые культуры предъявляют неодинаковые требования к уровню обеспеченности почв фосфором и калием. Рожь, овес, картофель, рис могут реализовать потенциальную продуктивность при средней обеспеченности фосфором и калием. Диапазон оптимальной обеспеченности подвижным фосфором для этих культур 70-100 мг кг почвы (по Кирсанову). При высшем пределе (100 мг/кг почвы) фосфорные удобрения не действуют. Нижний предел для этих культур по калию - 80 мг/кг

Пшеница, ячмень, кукуруза, горох посевной, клевер луговой - культуры слабокислых и нейтральных почв - имеют нижний предел обеспеченности фосфором и калием 120-150 мг/кг почвы. А такие культуры, как фасоль, люцерна, козлятник восточный, даже при содержании фосфора 180-200 мг/кг почвы повышают свою продуктивность. Люпин способен использовать фосфор из глубоких слоев почвы, а горох на 90% из пахотного слоя [6].

Обеспеченность растений калием зависит не только от его содержания, но и от катионного состава ППК. Например, на карбонатных почвах с рНсш 7,5 обменный калий даже при содержании 250 мг/кг (повышенная обеспеченность) не действует из-за антогонизма с катионом кальция, и вносимые калийные удобрения повышают урожай всех культур.

Чаще всего в почве в минимуме находятся минеральные формы азота. Чем выше кислотность почвы, тем менее подвижен азот, нейтрализация кислотности приводит к повышению подвижных форм азота.

Среди микроэлементов чаще всего лимитирует рост и развитие растений недостаток подвижных форм бора, молибдена, кобальта, меди, марганца и цинка.

Солнечная радиация (ФАР) не относится к факторам, ограничивающим урожай. Например, современные посевы яровой пшеницы используют лишь 0,5-1% ФАР. Дальнейшее резкое повышение урожайности всех полевых культур связано с использованием 2-3% и более солнечной радиации.

В абсолютных значениях для наших основных культур считается оптимальный приход ФАР (в.млрд ккал/га):

Озимая и яровая пшеница   2.4;

Ячмень   2.2;

Овес  2.3;

Картофель 2.6;

Свекла 2.9;

Кукуруза на силос 1.8;

Горохо-овес (зеленая масса) 1.8;

Многолетние травы на сено 1.6.

Зная основные закономерности формирования урожайности, можно научиться более эффективно управлять количеством и качеством урожая.

Величина урожая полевых культур зависит от многих факторов и, прежде всего, от оптимальных размеров площади листьев в посевах. Листовой ассимиляционный аппарат должен быть хорошо развитым и здоровым от повреждений вредителями и поражений болезнями в течение всей вегетации до созревания плодов и семян.

Правильный выбор способа посева и густоты стояния растений позволяют создать такую его структуру, при которой достигается быстрое формирование оптимальных размеров площади листьев, и создаются наиболее благоприятные условия для фотосинтеза. Так, у яровой пшеницы площадь листьев на одном стебле достигает обычно 0,5-0,7 дм², или 50-70 тыс. м:/га. В условиях Сибири в редких случаях при урожайности свыше 50 ц/га она может быть до 60 тыс. м /га. У кукурузы и подсолнечника площадь листовой поверхности на 1 растение достигает 40-70 дм\ а у тыквы до 1000-2000 дм:. Густота стояния растений - одно из важнейших условий полноты использования природных ресурсов.

Степень обеспеченности растений влагой определяет географическую изменчивость густоты посева зерновых культур - постепенное увеличение ее от засушливых районов юго-востока к северо-западу.

Эта разница у зерновых может достигать 75-100%.

Густота посева пропашных культур также зависит от климатических факторов. Например, при выпадении в год 300-350 мм осадков кукурузу высевают с нормой 20-25 тыс. /га, в степных районах при годовом количестве осадков 400-450 мм - 30-35 тыс./га, а в районах с количеством осадков свыше 500-600 мм до 40-60 тыс/га. В Сибири кукурузу на силос высевают с нормой от 80 до 120 тыс.та.

На окультуренной и хорошо удобренной почве растениям следует представлять большую площадь питания, чем на бедной, но в пределах оптимума. При очень загущенных посевах наблюдаются взаимное затенение и преждевременное отмирание листьев, полегание растений, плохое развитие репродуктивных органов. Наибольший урожай любой культуры формируется при посеве в оптимальные сроки. Тогда все фазы протекают при наиболее благоприятном сочетании факторов внешней среды [11].

Ранние сроки посева (весенние) осуществляют, когда почва на глубине заделки семян прогревается до 5°С. В ранние сроки высевают культуры раннего срока посева: яровую пшеницу, ячмень, овес, горох, чечевицу, нут, бобы, люпин, горчицу, рыжик, мак, кориандр, анис, морковь брюкву, турнепс, рапс на семена, сурепицу, многолетние и однолетние бобовые и злаковые травы. Оптимальная температура прогревания верхнего слоя почвы для перечисленных культур 6-8°С.

Разновидностями раннего посева являются «грязевой» и посев по «черепку». Первый осуществляется разбросным способом по мокрой поверхности почвы. Для такого посева используются семена овса, гороха, многолетних трав. Посев по «черепку» проводится при температуре почвы около 0°С. Это чаше ремонтные посевы по сильно «выпавшим» озимым.

При средних сроках посева, когда почва прогревается до 10-12°С, высевают кукурузу, просо, гречиху, сою, клещевину, кабачки, тыкву, чумизу, могар, суданскую траву.

В Восточной Сибири при этом сроке посева высевают однолетние кормовые культуры и картофель.

Поздние весенние сроки посева осуществляют, когда температура почвы достигает 12-15 С. Это характерно для сорго, риса, фасоли, арахиса, хлопчатника, кунжута, арбуза, дыни.

При летних пожнивных и поукосных посевах высевают кукурузу, просо, гречиху, картофель ранний, турнепс, однолетние и многолетние злаковые и бобовые травы.

Посев в летне-осенние сроки проводится при снижении среднесуточной температуры воздуха до 17-14°С, за 50 дней до перехода температуры через 5°С.

В эти сроки высевают озимые: пшеницу и рожь, рапс. В Восточной Сибири озимую рожь высевают со средины августа до первого сентября.

Подзимние посевы проводят при устойчивом понижении температуры почвы до 3-4°С. Применяют их иногда в первичном семеноводстве для оздоровления посевов пшеницы от пыльной головни, а также для посева подсолнечника, кормовой моркови и свеклы.