1 Лекция. Общая характеристика масличных культур
advertisement
Лекция. Общая характеристика масличных культур, подсолнечник и производство масла. План лекции: 1. Общая характеристика масличных культур, их народнохозяйственное значение. 2. Значение растительных масел и пути их использования. 3. Химическое строение и свойства растительных липидов. 4. Качественные характеристики масел и методы их определения. 5. Ботаническая классификация и морфологические особенности масличных культур на примере подсолнечника. 6. Происхождение подсолнечника. 7. Физиологические особенности формирования урожайности подсолнечника и требования его к факторам окружающей среды. 8. Технология возделывания подсолнечника. Общая характеристика масличных культур. Масличные культуры – это группа растений, в которую собраны представители различных семейств, содержащие в своих семенах или плодах масла, используемые для определенной хозяйственной цели. Такая классификация не отражает ботаническую принадлежность или морфологические особенности культур, объединяемых в группу масличных. Эти культуры выделены в особую группу с точки зрения их народнохозяйственного значения, то есть возможности получения растительных масел из семян в промышленных масштабах. В эту группу входят растения, принадлежащие различным семействам, различающиеся по своему происхождению, биологии роста и развития, физиологическим особенностям обмена веществ и требованиям к условиям внешней среды. Хорошо известно, что растительные липиды играют важную роль в жизнедеятельности самого растения, поэтому они содержаться в растительных клетках и откладываются в семенах в качестве запасных веществ для использования при прорастании семян. В связи с этим, растительные липиды можно выделить из семян, практически 90% всех известных растений. Все дело в том, сколько липидов по количеству и качеству содержится в семенах или плодах, а также каковы возможности получения высокой урожайности масличных культур, чтобы было выгодно организовать переработку семян в промышленных масштабах. Основное промышленное производство растительных масел в мире обеспечивают: соя, рапс, арахис, подсолнечник, лен, кунжут. Достаточно распространены в мире также пальмовое, хлопковое, кукурузное и рисовое масла, производимые в странах, где эти культуры возделываются. В Европе и в нашей стране основными масличными культурами являются: подсолнечник и рапс, в меньших масштабах используются лен, кунжут, мак и некоторые другие. Использование растительных масел. Растительные масла являются необходимыми ингредиентами в пищевой, кондитерской, хлебопекарной промышленности, используются для приготовления маргарина, консервов. Они необходимы в лакокрасочной, мыловаренной, текстильной, 2 кожевенной, парфюмерной и других отраслях промышленности. Отходы от переработки масличных семян - шрот и жмых являются ценным концентрированным белковым кормом для животных. Многие масличные культуры возделываются на зеленый корм и силос. Стебли некоторых масличных дают волокно, которое служит сырьем для выработки грубых тканей, они идут на корм скоту, используются в качестве топлива. Все масличные культуры являются хорошими медоносами. Растительное масло наряду с животными жирами представляет собой важный продукт питания населения. При расщеплении жира в организме человека и животных производится большое количество жизненно необходимой свободной энергии. Это наиболее калорийный продукт. Калорийность 1 г масла соответствует, примерно, 9,5 ккал. У белка калорийность около 5,0, у углеводов - 4,0 ккал. Состав и химические свойства растительных липидов. Масло семян масличных культур представляет собой сложные эфиры глицерина трехатомного спирта и различных жирных кислот, предельного и непредельного рядов. Обычно растительные масла - это смесь триглицеридов, жироподобных веществ, восков и других веществ. Особую ценность представляют жироподобные вещества, называемые липоидами. Это сложные эфиры глицерина, жирных кислот и фосфорной кислоты, в свою очередь, связанной с азотсодержащими веществами, например, с холином. Жиры у разных масличных культур существенно различаются по физическим, химическим, вкусовыми и техническим достоинствам. Последние, главным образом, определяются свойствами и содержанием жирных кислот, образующих различные сочетания в триглицеридах, характерные для определенных видов растений. Растительные липиды отличаются по количеству атомов углерода, входящего в состав жирных кислот, количеству и характеру связей между кислотами и глицеридом и фосфатными группами. Различают предельные (насыщенные, не вступающие в реакции) и непредельные (ненасыщенные, легко окисляющиеся) связи. Наиболее часто в растительных маслах встречаются олеиновая, пальмитиновая, линолевая и линоленовая кислоты. Предельная связь в триглицеридах жирных кислот бывает только одна, а ненасыщенных связей может быть от двух до трех. В зависимости от присутствия тех или иных жирных кислот с различным характером связей растительные липиды имеют различные свойства и, в первую очередь, способность к окислению даже в естественных условиях. Присутствие жирных кислот с предельными и непредельными кислотами определяет также их биологическую активность, то есть пищевую ценность и характер использования. Существует мировая классификация, по которой все масла разделены на 10 групп. Наиболее распространенными в масличных растениях являются масла группы Q3 и Q4. Как те, так и другие используются в питании. Однако, чем большее количество непредельных жирных кислот содержится в масле (группа Q3), тем выше его биологическая ценность. Именно такие масла высоко ценятся на рынке и стоят они значительно дороже. Наиболее благоприятным соотношением предельных и непредельных масел отличаются из масличных культур соя, подсолнечник, лён, а также масло оливы, которое принято за стандарт высокоценного масла как в мире, так и в нашей стране. Значение непредельных жирных кислот связано с тем, что такие жиры ускоряют метаболизм липидов в организме человека, снижают количество вредного холестерина и тем самым благотворно влияют на здоровье. От содержания и соотношения жирных кислот различного химического состава зависит также качество масел, используемых на технические цели. Здесь различают высыхающие и невысыхающие масла. 3 Наличие непредельных связей указывает на способность присоединять кислород или вступать в реакцию окисления. При окислении они меняют свои свойства и состав. В связи с этим, меняется и характер их использования. Количество непредельных связей в маслах определяется по реакции окисления. В качестве окислителей могут использоваться различные соединения, имеющие отрицательно заряженные ионы, или выделяющие при реакции свободный кислород. Для проведения качественной и количественной реакции чаще всего используется иод. Установлено, что чем больше иода идет на реакцию окисления, тем выше способность масла к высыханию. Пищевые и технические свойства масел зависят от присутствия в них предельных и непредельных связей между глицерином и жирными кислотами. К непредельным, полиненасыщенным жирным кислотам относятся линолевая, линоленовая и некоторые другие кислоты. Среди насыщенных наиболее распространенными являются стеариновая и пальмитиновая кислоты. Обычно растительные масла представляют собой смесь триглицеридов, с различными по насыщенности кислотами. Соотношение различных жирных кислот, присутствие в маслах жироподобных веществ – липоидов, определяет биологическую активность, аромат и вкусовые достоинства растительного масла. Кроме того, различаются масла по способности высыхать, что делает их незаменимыми в некоторых областях технического применения. Качественные показатели масел и методы их определения. Иодное число. Определить присутствие ненасыщенных жирных кислот в растительных маслах можно по реакции окисления, что косвенно указывает на присутствие ненасыщенных кислот. Количество иода, необходимое для окисления 100 г масла называется иодным числом. Чем оно выше, тем больше содержится в масле непредельных жирных кислот. Именно по иодному числу, масла разделяются на высыхающие, полувысыхающие и невысыхающие. Качество масла определяется также числом омыления (мг КОН /г масла). У большинства ценных масличных культур оно колеблется от 188 до 194. Оставшаяся после омыления фракция, относится к неомыляемой фракции, главной составляющей которой являются липоиды. Это тоже важная и ценная часть масла. В состав неомыляемой фракции входят очень разнообразные по химическому составу и строению вещества: фитостеролы, токоферолы, каротиноиды, углеводы, воска и ряд веществ, определяющих ароматические и вкусовые качества масла. В эту же фракцию входят такие важные биологические вещества как жирорастворимые витамины А D, Е, К и др., провитамины – каротин и др. Сумма неомыляемых веществ и соотношение их отдельных компонентов зависят от сортовых особенностей, условий выращивания, степени зрелости. Токоферолы в семенах подсолнечника представлены двумя фракциями. Наибольшее количество до 92,2% составляет витамин Е. По степени высыхания масла делят на три группы: 1. Высыхающие масла – с иодным числом более 130. К ним относятся льняное, рыжиковое, перилловое и др. масла. 2. Полувысыхающие масла – с иодным числом 85-130. В эту группу входят подсолнечное, соевое, кунжутовое, рапсовое, горчичное масла. 3. Невысыхающие масла – с иодным числом менее 85. Такое масло у арахиса и клещевины. Масло арахиса используется в качестве пищевого продукта, касторовое масло клещевины на медицинские и технические цели. Оно, кроме того, что невысыхающее, переносит низкие температуры, поэтому используется в авиации и космонавтике. 4 В семенах масличных культур кроме жиров, содержится большое количество весьма ценного белка. Дефицит белка, существующий в мире, выдвигает необходимость поиска новых резервов в решении белковой проблемы. В последние годы все большее внимание начинают уделять белкам масличных культур, как возможным источникам кормового и пищевого белка. Например, соя относится к одному из главных поставщиков не только растительного масла, но и белка. Именно такая уникальная особенность сои во многом определяет благосостояние сельского хозяйства США, поскольку эта страна экспортирует не только соевое масло, но и белковые корма. Из бобовых культур много белка содержится в арахисе. В нашей стране большой интерес с точки зрения использования масличных культур для получения белка представляет подсолнечник. В обезжиренных семенах этой культуры содержится от 21,6 до 47,2% белка, а в муке процент белка достигает 47,6 – 82,0%. Суммарный белок подсолнечника по аминокислотному составу сбалансирован лучше, чем у зерновых культур. Биологическая ценность белков подсолнечника по сумме незаменимых аминокислот составляет 55,6-63,5% к стандартному белку ФАО, по отдельным аминокислотам (триптофану, треонину и др.) близка к стандарту. Ботаническая классификация и морфологические особенности масличных культур. Масличные культуры представлены большим количеством видов из различных ботанических семейств. Сюда входят представители семейств: Астровых (Asteraceae), Молочайных (Euhforbiaceae), Яснотковых (Lamiaceae), Бобовых (Fabaceae), Капустных (Brassicaceae), Льновых(Linaceae) и др. В связи с этим, они весьма разнообразны, практически, не имеют общих морфологических признаков и единственное, что их объединяет - это хорошо развитый, уходящий в почву на большую глубину стержневой корень. В нашей стране из масличных культур наибольшее распространение получили такие культуры как подсолнечник, соя, рапс, лен масличный, горчица сарептская. Небольшие площади занимают клещевина, арахис. Встречаются на Северном Кавказе в мизерных количествах кунжут, сафлор, рыжик, перилла и мак. Подсолнечник относится к семейству астровых (Astraceae), роду подсолнечник (Helianthus L.).) Этот род подразделяется на две группы: подсолнечник культурный – (Helianthus culthus) и дикорастущий – (Helianthus ruderalis). У нас в стране есть только культурный вид – подсолнечник обыкновенный или посевной (H annnus L. или H ssp. sativus Wenzl). К группе культурных относится разновидность – декоративный – H. ssp ornamentalis Wenzl. В основу классификации подсолнечника положены, в основном, такие признаки как форма и окраска семянок. Сорта подсолнечника делятся на масличные, грызовые и межеумок. Подсолнечник культурный посевной – однолетнее перекрестноопыляющееся растение. Корень стержневой, проникающий на глубину от 2 до 4 метров и распространяющийся в ширину до 1-1,2 метра. Стебель прямостоячий, деревянистый, выполнен рыхлой паренхимой, неветвящийся, высотой от 0,7 до 4 метров. Листья на длинных черешках, крупные, овально-сердцевинной формы с заостренным концом и пильчатыми краями, густоопушенные. Нижние листья расположены супротивно, остальные поочередно. У масличных сортов подсолнечника образуется за вегетацию от 25 до 30 листьев. При этом у скороспелых, низкорослых сортов формируется от 15 до 25, у позднеспелых от 30 до 35 листьев. 5 Соцветие – корзинка в виде плоского, выпуклого или вогнутого диска, окруженного оберткой из нескольких рядов листочков. Размер корзинок весьма разнообразен. Диаметр диска колеблется от 10-20 см у масличных сортов и гибридов, до 40 и более у грызовых и кормовых сортов. Основу корзинки составляет цветоложе, по краям которого расположены язычковые, ярко окрашенные бесплодные цветки. Внутри цветоложа – цветки трубчатые, обоеполые. Они занимают все цветоложе, а их количество составляет от 600 до 1200 штук. Каждый цветок имеет пестик с одногнездной нижней завязью и столбик, а также сростнолепестный венчик с 5 зубчиками. Окраска венчиков бесполых цветков от светло желтой до оранжевой. Тычинок пять со свободными нитями, но сросшимися пыльниками. Плод – семянка сжато яйцевидной формы с четырьмя не резко выраженными гранями, состоящая из семени и кожистого околоплодника. Семя состоит из зародыша, семядолей и тонкой семенной оболочки. Окраска кожуры семянок белая, серая, черная, черно - белая, полосатая или бесполосая. Размер семянок подсолнечника весьма разнообразен. У лузжистых сортов масса 1000 семянок составляет 125 - 170 г., у масличных от 35 до 80 г.. Масса семянок межеумка занимает промежуточное положение. Отношение массы лузги к массе семени называется лузжистостью. Чем она ниже, тем более ценны такие семена для переработки. Однако тонкая кожура семени часто бывает причиной повреждения семян при уборке. Такие сорта больше поражаются вредителями и болезнями. При создании сортов селекционеры учитывают это обстоятельство. Самая высокая лузжистость у грызовых сортов, самая низкая 25-35% у масличных. Происхождение подсолнечника. Раньше считалось, что родиной подсолнечника является Перу или Мексика. Более поздние исследователи и современные ученые местом происхождения определяют пограничные степные области США и Канады. Прародителем культурного подсолнечника является дикорастущий вид Северной Америки. Одомашниванием его занимались индейцы, но по достоинству оценить эту культуру не смогли. Позднее, многие окультуренные разновидности подсолнечника попали в Центральную и Южную Америку, где довольно широко использовались местными индейцами. После завоевания Южной Америки конкистадорами, подсолнечник попал в Европу. Здесь начали разводить его, в основном, как декоративное растение, частично использовали для приготовления крупы, кофе. Только через сто лет была установлена возможность получения из подсолнечника масла. Основная эволюция подсолнечника как культурного масличного растения происходила в России. Первые семена подсолнечника попали в Россию в 1700 году из Голландии. Здесь Американский "цветок солнца" по настоящему пустил свои корни. Более 125 лет подсолнечник оставался огородным грызовым и декоративным растением. Однако улучшение условий возделывания и отбор наиболее продуктивных форм привел к поистине великолепным результатам. Были получены сорта, в семенах которых как установили ученые содержалось большое количество масла. Позже было установлено, что это масло можно выделять и использовать в пищу. Первым это свойство подсолнечника в полевой культуре рекомендовал использовать знаменитый российский агроном А.Т.Болотов. Может быть, и остался бы заморский гость украшением парков и садов, деревенским лакомством, если бы не смекалка крепостного крестьянина Д.И.Бокарева. Он первым надумал получить из подсолнечника масло. Дело увенчалось успехом, и все его односельчане стали выбивать с помощью ручных маслобоек прекрасное, ранее не виданное в этих местах масло из семян подсолнечника. 6 В 1833 году в селе Алексеевка Воронежской губернии был построен первый в России маслобойный завод. Из центральной России культура подсолнечника распространилась на Украину, в другие губернии и началось победное шествие этой замечательной культуры по полям нашей страны. Успехи российских селекционеров, получивших великолепные масличные сорта подсолнечника, создали поистине мировую славу русскому подсолнечному маслу и выдвинули Россию в число ведущих стран по этой культуре. В 1912 году был создан сорт Саратовский 169 с масличностью 32%. Выдающийся советский селекционер Василий Степанович Пустовойт довел содержание масла в семенах подсолнечника до 50 и более %. Его ученикам удалось повысить содержание масла в этой культуре до 57-58%. На Северный Кавказ культура подсолнечника была завезена переселенцами из средней полосы России в 70е годы 19 столетия. Здесь подсолнечник стал главной культурой, занимающей 85% площадей посева среди всех масличных культур, возделываемых в этом регионе. Наша страна занимает ведущее место в мире по возделыванию подсолнечника. Из 7,5 млн. гектаров посевов подсолнечника в мире на долю России приходится более 6 млн., то есть около двух третей посевных площадей мира. Физиологические особенности формирования подсолнечника, требования его к условиям среды. урожая Требования к свету. Подсолнечник – растение короткого дня. В связи с этим он произрастает, преимущественно, в южных широтах. С продвижением на север, удлиняется период вегетации. Растение довольно хорошо растет, но замедляется развитие. Получение семян в таких условиях становится проблематичным, поэтому здесь подсолнечник выращивают, в основном, на корм. В целом требования сводятся к тому, что чем севернее регион, где выращивают подсолнечник, тем более скороспелые сорта для этого необходимы. Требования подсолнечника к освещенности в течение всей вегетации весьма высокие. Это поистине солнечный цветок. При недостатке освещения он замедляет рост и развитие, теряет продуктивность. Мощная листовая поверхность позволяет весьма эффективно использовать фотосинтез для формирования урожая. Из всех полевых культур это, пожалуй, одна из тех культур, которые образует самую большую надземную массу. Особенно это относится к кормовым сортам, которые достигают высоты 3-4 метра, имеют очень высокую облиственность. Подсолнечник характеризуется не только большой фотосинтезирующей поверхностью, но и высокой интенсивностью фотосинтеза. Для этого нужна хорошая освещенность посевов. В связи с этим весьма отрицательно подсолнечник реагирует на затенение внутри посевов. Отсюда требование – соблюдать оптимальную густоту посевов. Агроному следует строго следить за правильным размещением растений на посевной площади. Температурный фактор имеет для роста и развития подсолнечника большое значение. Поскольку естественный ареал распространения подсолнечника происходил в сухих прериях, то его процесс окультуривания и последующего возделывания тоже был приурочен, в основном, к степным районам России. Поэтому, экологически культурный подсолнечник является типичным растением степной зоны. Он светолюбив, хорошо переносит засуху, суховеи, высокую температуру воздуха и почвы. Температура является важным фактором, влияющим на скорость роста и развития подсолнечника. По мере 7 повышения среднесуточных температур скорость роста увеличивается. Длина вегетационного периода одного и того же сорта с продвижением на север и восток от средней полосы России удлиняется на 1-2 дня на каждый градус широты или долготы. Физиологически оптимальной для роста растений подсолнечника является температура 25-35оС. Именно в этих пределах температур, наблюдается наибольшая интенсивность фотосинтеза. Отношение подсолнечника к температуре существенно меняется в зависимости от фазы онтогенетического развития. Семена подсолнечника, промороженные в течение 2 суток при температуре -4оС, сохраняют всхожесть на 100%, при температуре -70С, на 73-98%. С другой стороны, высшим пределом нагревания, после которого резко снижается всхожесть семян, является +53 оС. Прорастание семян происходит в полевых условиях при довольно низких температурах. Минимальная температура +2-5 оС, однако, прорастание при этом очень медленное и неэффективное. Всходы появляются через 25-28 дней. Для появления дружных всходов требуется не менее 10-11дней со среднесуточной температурой не ниже 12-14 оС и суммой активных температур выше +5 оС, не менее 110 оС. До возраста 16-20 дней всходы подсолнечника способны переносить кратковременные заморозки до -6оС. Растения подсолнечника приспособлены к континентальному климату, поэтому хорошо переносят резкие колебания температур, но в пределах не выше +48 и не ниже +10-12оС в период всходы – бутонизация. Оптимальной температурой для прорастания пыльцы является 20-30 градусов. В период от цветения до созревания наиболее благоприятная среднесуточная температура 22 – 26 оС. Для созревания требуется определенная сумма температур, однако накопление её в разных климатических зонах происходит неодинаково. В связи с этим, выделены сорта, различающиеся по скороспелости: -Среднепозднеспелые. Сумма активных температур более +10оС более 2400 оС. -Среднеспелые – около 2400 оС. -Среднескороспелые – около 1800оС. Эти данные могут несколько изменяться в зависимости от особенностей года. В районах, где средняя температура самого жаркого месяца (июля) ниже 18,5оС, возделывание подсолнечника на семена невозможно. В производстве используются большое количество сортов и гибридов подсолнечника отечественной и зарубежной селекции. По 6 региону, куда относится и Ставропольский край, в государственный реестр сортов, рекомендованных для использования, внесены на сегодняшний день следующие сорта и гибриды: сорт СУР (ВНИИ масличных культур), трехлинейный гибрид Вулкан (ООО "Агроплазма", Краснодар), простой гибрид Маринил ("Российская гибридная индустрия", Краснодар), простые гибриды Драган и Милутин (Украина), Орасол (ЗАО Монсанта, Москва), пять простых гибридов из Франции ЛНА и НХ. Требования к условиям увлажнения. По сравнению с другими культурами, подсолнечник довольно засухоустойчив, главным образом потому, что он способен использовать влагу с глубины в 2-3 метра. Строение надземных органов типично для мезофитов, которые характеризуются высоким потреблением влаги на единицу сухого вещества. Транспирационный коэффициент подсолнечника 400-700. Это выше, чем у кукурузы, просо и сорго и намного выше, чем у зерновых культур. Высокие урожаи подсолнечника возможны только при условии оптимальной обеспеченности растений влагой в течение всего вегетационного периода. Критические периоды к недостатку влаги. Первый период относится к фазе появления 1-3 пары настоящих листьев, когда на конусе нарастания закладывается весь будущий листовой аппарат растения. Второй критический период относится к фазе формирования соцветия. Недостаток воды в этот период приводит к уменьшению 8 количества закладываемых цветков на конусе нарастания. Снижение количества цветков в корзинке и размера самой корзинки отражаются на величине будущего урожая. Плохая водообеспеченность в этот же период сдерживает интенсивный рост стебля и развитие листовой поверхности. Недостаток влаги в период цветения также неблагоприятно сказывается на урожае. Засуха в этот период является основной причиной "захвата" и плохого налива семян. В семенах уменьшается содержание жиров и углеводов, но увеличивается количество белка. Наибольшее снижение урожая наблюдается при увядании растений в период цветения - формирования семян. Важной биологической особенностью водопотребления подсолнечника является послойное потребление влаги из почвы. В период от появления всходов до образования соцветия влага расходуется растениями подсолнечника из слоя 0-60 см. Ко времени цветения потребление воды происходит уже из слоя 140-200 см. Однако, как показывают наблюдения, основное количество воды подсолнечник потребляет из метрового слоя почвы (65-78%). В связи с этим, становится понятным, что для хорошей водообеспеченности немаловажное значение имеют не только запасы влаги в почве к моменту посева, но и выпадающие в течение вегетации осадки. Решающую роль в создании урожая подсолнечника играют осадки осеннезимнего периода и первой половины вегетации. Осадки в течение первых двух недель после цветения улучшают условия роста семянок, а в период налива, обычно снижают урожай. В условиях засушливого климата при повышенной испаряемости подсолнечнику требуется больше воды, поэтому в предгорьях Краснодарского края растения подсолнечника дают хороший урожай при обеспеченности посевов в течение вегетации влагой на уровне 400 мм, а в условиях Ставропольского края уже необходимо 500 мм, в районе Ростова – 600, Луганска более 600 мм. Такую влагообеспеченность за счет запасов в почве и выпадающих осадков в районах возделывания продсолнечника на юге страны создать весьма затруднительно. В связи с этим, довольно высокая потенциальная продуктивность подсолнечника реализуется редко. При оптимальных условиях среды, урожайность подсолнечника колеблется в разных зонах, в среднем, от 0,4 до 2,5 т на гектар. В условиях передовых хозяйств Ставропольского края получают по 2,5-3,0 т подсолнечника на гектар, а в Краснодарском крае 3,0-3,8 т. Эдафический фактор. Подсолнечник лучше других культур приспосабливается к разным типам почв. Наиболее благоприятны для него плодородные черноземные и каштановые почвы не тяжелого механического состава. Подсолнечник требователен к аэрации почвы, плохо растет на тяжелых, переувлажненных, плохо дренированных почвах. При весеннем переувлажнении многие корешки даже выходят на поверхность почвы. Уплотнение нижних горизонтов почвы неблагоприятно отражается на урожае подсолнечника, поскольку это препятствует нормальному развитию корневой системы. Для подсолнечника оптимальна нейтральная кислотность почв (Ph 6,0 - 7,5). К засолению почвы, по мнению некоторых ученых, подсолнечник неустойчив, по мнению других, переносит его нормально. Требования к плодородию почвы. Поскольку подсолнечник формирует мощную надземную массу и соцветия, ему требуется большое количество элементов питания. Общий вынос надземной массой составляет: азота – 144-156 кг, фосфора 57-65, калия 347-376 кг на гектар. На центнер продукции растения подсолнечника потребляют: азота 6,6-7,6, фосфора 2,6-3,1, калия 16-18 кг. Это значительно больше, чем у озимых и яровых зерновых культур. Подсолнечник нуждается в высоком содержании в почве всех элементов 9 питания. Следовательно, для формирования высокого урожая подсолнечнику необходимо обеспечить хорошие условия питания как за счет запасов элементов питания в почве, так и вносимых удобрений. Питательные элементы подсолнечник потребляет в течение всей вегетации довольно равномерно, однако наибольшая потребность в них отмечается от фазы образования корзинки до налива семян. Самое большое количество азота, фосфора и калия накапливается в растениях к моменту образования семянок. Затем начинается отмирание листового аппарата, а элементы питания, ранее накопленные в вегетативных органах, идут на формирование семян. Подсолнечник относится к культурам, которые весьма активно используют вторичную реутилизацию для обеспечения зерновок элементами питания. В связи с этим, необходимо снабжение растений питательными веществами в течение всей вегетации. В первый период вегетации до образования 5-6 пар настоящих листьев элементы питания потребляются преимущественно из удобрений, в дальнейшем основное их количество поступает из почвы. Это связано с тем, что к этому времени корневая система проникает в глубокие слои почвы и оттуда растение берет как воду, так и элементы питания. Подсолнечник относится к культурам, способным извлекать элементы питания из трудно доступных соединений. Особое внимание следует обратить на высокую потребность подсолнечника в калии. Этого элемента растения подсолнечника поглощают в 2 раза больше азота и в 6 раз больше фосфора. Важной особенностью подсолнечника является то, что при созревании много питательных веществ остается в вегетативных органах. В связи с этим, он является хорошим источником кормов для животных. Использоваться может как в свежем, так и консервированном виде. Система удобрения подсолнечника складывается из основного, припосевного внесения удобрений, а также при необходимости подкормок в течение вегетации. Оптимальной дозой удобрений для подсолнечника на черноземах, в зонах достаточного или неустойчивого увлажнения является N60 P60-70 K60. Однако чаще всего, в районах возделывания подсолнечника в нашем крае условия увлажнения складываются неблагоприятно, поэтому доза основного удобрения уменьшается, практически, в два раза. В качестве удобрений под подсолнечник лучше всего вносить аммиачную селитру, гранулированный суперфосфат, калийную соль или жидкие комплексные удобрения. Поскольку в чистом виде сейчас удобрения практически не выпускаются, необходимо под подсолнечник использовать нитроаммофоску. В этом удобрении наиболее удачно сбалансированы элементы питания именно для подсолнечника. Удобрения не только повышают урожай, но и оказывают влияние на качество продукции. Именно для получения высокой масличности семян, в первую очередь, необходимо создание хороших условий питания для растений подсолнечника в посевах. Исследования показали, что на фоне оптимального питания масличность семян увеличивается с 43-45% до 48-51%, хотя лузжистость несколько возрастает. Сбор масла с гектара посева у подсолнечника колеблется от 8,5 до 9,0 центнеров. На фоне удобрений выход масла с гектара увеличивается до 10,5-11,0 ц. Фосфорно-калийные удобрения можно вносить под основную обработку, перед посевом и при посеве. Азотные удобрения вносят только перед посевом или при посеве. Ограниченные возможности хозяйств в настоящее время вынуждают производителей применять наиболее экономичные способы внесения удобрений. Наиболее эффективными в современных условиях является их внесение под предпосевную культивацию или при посеве комбинированными сеялочными комплексами на глубину 10-12 см, то есть, ниже или в сторону от высеваемых семян подсолнечника. Технология возделывания подсолнечника. 10 Технология возделывания подсолнечника должна быть направлена на удовлетворение потребностей растения к свету, теплу, влаге, питанию Она должна обеспечить борьбу с сорной растительностью, болезнями и вредителями. В целом технология возделывания подсолнечника сложна и высокозатратна. Вместе с тем, ценность получаемого продукта столь велика, что разумные большие затраты экономически окупаемы. Предшественники подсолнечника. Наиболее распространенным предшественником подсолнечника в наших условиях являются зерновые колосовые культуры. Поскольку подсолнечник подвержен многим болезням, поражается специфичными болезнями, его возвращение на прежнее место выращивания не должно происходить ранее, чем через 6-8 лет, иначе его продуктивность может резко снижаться. В связи с этим, возникают трудности его возделывания в современных зерновых, короткоротационных севооборотах. Тем не менее, это требование надо соблюдать, поскольку пока нет абсолютно устойчивых к болезням и вредителям сортов, да и в отдаленном будущем они вряд ли появятся. Обработка почвы. Сразу же после уборки зерновой культуры проводится лущение стерни. В современных условиях используются новые, высокопроизводительные дисковые бороны, позволяющие хорошо измельчать растительные остатки и заделывать их в почву. В зависимости от количества пожнивных остатков, типа почвы для этого могут быть использованы борона дисковая (дискокат) БДК-6,4 или 5,4 или 4,0, борона дисковая особо тяжелая БД-с шириной захвата от 1,8 до 6,6. борона дисковая тяжелая Б7Т или Б4Т. Все эти орудия могут работать на глубину от 12 до 20 см. Для подсолнечника, на полях, свободных от многолетних сорняков достаточно глубины лущения после уборки зерновых на 10-12 см. Глубина обработки выбирается в зависимости от состояния почвы и величины предшествующего урожая, засоренности поля, с учетом эрозионной опасности и экономики хозяйства. На засоренных полях до основной зяблевой обработки обычно требуются проведение 2-3 культиваций. Если поля засорены многолетними корнеотпрысковыми сорняками, за три недели до основной обработки, обычно это в начале сентября, необходимо внесение гербицидов сплошного системного действия. Основная обработка почвы проводится осенью, в октябре-ноябре в зависимости от условий увлажнения осеннего периода. До недавнего времени использовалась только глубокая пахота плугом с предплужником. Теперь есть новые более эффективные и экономичные орудия. Взамен зяблевой пахоты сейчас используются плуги чизельные навесные ПЧН – 2,7 или 4.0. Они позволяют вести обработку до глубины 50 см., комплектуются различными рабочими органами: долотом, плоскорезными симметричными и несимметричными стрельчатыми лапами. Хорошее рыхление обеспечивается также стойками рабочих органов "Параплау". Навесные катки со сменными рабочими органами (игльчато-кольцевые и др.) обеспечивают дополнительное рыхление и выравнивание поверхностного слоя почвы на глубину до 10 см. Исследованиями последних лет установлено, что оптимальной глубиной обработки почвы под подсолнечник на черноземах является 30 см. Доуглубление требуется только в случае чрезмерного переуплотнения подпахотного горизонта почвы. Оно может проводиться комбинированными агрегатами для безотвальной глубокой обработки почвы, куда входят специальные долотообразные орудия. Весной до посева подсолнечника проводятся предпосевные культивации по мере отрастания сорняков. Для культивации используются современные культиваторы, которые способны уничтожать сорняки на различных стадиях развития, проводить послойную обработку почвы на глубину 5-6, 8-10, 10-12 см.. 11 Удобрения. Удобрения под подсолнечник используются в виде основного, предпосевного, припосевного внесений, а также в виде подкормок. Учитывая высокую потребность на первых этапах развития подсолнечника в фосфоре, лучше всего фосфорнокалийные удобрения (хотя бы половину оптимальной дозы) вносить под основную обработку. Перед посевом при проведении предпосевной культивации или при посеве комбинированными сеялочными агрегатами также необходимо внести небольшие дозы удобрений, но уже в виде полного азотно-фосфорно-калийного питания. При недостатке питания в течение вегетации можно внести подкормку, но не позднее появления 4-5 пар настоящих листьев. Подсолнечник высевают на глубину 5-8 см, семенами первого класса с всхожестью не менее 98%. Протравливание семян проводят фентиурамом ТМТД, фентиурам-молибдатом или кинолятом из расчета 3 кг одного из препаратов на тонну семян. Целесообразна так же предпосевная обработка семян фунгицидами: 200-300 г фунгицидов (апрон, металаксил) на 1 ц семян. Фунгициды обеспечивают полный контроль над ложной мучнистой росой и в 2-3 раза снижают заболевания подсолнечника другими болезнями, в частности серой гнилью. Срок посева наступает, когда почва на глубине посева прогреется до 10-12 градусов или когда среднесуточная температура в течение 10-11 дней составляет 12-14 градусов. Способ посева. В настоящее время посев подсолнечника проводят пунктирным способом с междурядьями 70 см. Большое значение имеет точный высев заданного количества семян. Равномерный посев можно провести сеялками точного высева СПЧ-6, 8, СУПН-8, СНПП-12 Киндзя и другими. В современных условиях лучше всего сеять комбинированными сеялками, осуществляющими подготовку почвы к посеву, внесение удобрений, выравнивание и прикатывание посевов. Движение агрегата по полю не должно превышать 5-6 км в час. Густота стояния растений подсолнечника, устойчивых к мучнистой росе, при хорошей влагообеспеченности от 45-50 тыс. на гектар. У восприимчивых к болезням сортов оптимальная густота стояния от 50 до 55 тыс. При выборе густоты стояния растений в посеве кроме этого необходимо учитывать климатические особенности района возделывания, состояние влагообеспеченности перед посевом, уровень обеспеченности элементами питания. При недостатке влаги и питания густота стояния растений должна снижаться. В условиях нашего края по районам она колеблется от 30 до 40 тысяч растений на гектар. Весовая норма при использовании первоклассных семян с учетом того, что полевая всхожесть оказывается 86-92%, должна использоваться на 25-30% больше. С учетом потерь растений при культивациях и боронованиях, норма высева также должна повышаться. Уходные работы в течение вегетации. За 5-6 дней до появления всходов проводится довсходовое, слепое боронование, а после образования двух пар настоящих листьев - послевсходовое. Для боронования используются зубовые бороны, но лучше современные вибрационные. По мере появления сорняков в течение вегетации проводится междурядные культивации. Поиски гербицидов, которые эффективно борятся с срняками в вегетирующих посевах подсолнечника не увенчались успехом. Поэтому лучше всего использовать почвенные гербициды до или после посева, но до всходов подсолнечника. На фоне применения гербицидов (прометрин, трефлан, нитран) удается минимализировать проведение междурядных культиваций. Однако надо учитывать, что отрицательное их действие на урожай последующих культур, в частности зерновых. Уничтожение сорной растительности на посевах подсолнечника является важным условием его высокой продуктивности. Дело заключается не только в том, что сорняки 12 забирают влагу у культурного растения, но и в том, что большинство сорняков являются хозяевами или промежуточными звеньями при развитии особо опасных болезней в посевах подсолнечника. В связи с этим, уничтожение сорной растительности на посевах подсолнечника – это одно из важнейших условий высокой урожайности этой культуры. Здесь используются как механические способы, так и гербициды. Лучше всего комбинировать эти средства. Среди уходных мероприятий в течение вегетации важное место уделяется, особенно на семеноводческих посевах, уничтожению больных растений и удалению их с поля. Это иногда приходится делать вручную. В борьбе с болезнями растений подсолнечника важную роль играет скорость и мощность роста и развития растения. Правильное питание растений на всех этапах роста и развития, благоприятные условия среды (достаточное, но не избыточное увлажнение в период до формирования 4-5 пар настоящих листьев, в период налива зерновок) оказывает существенное влияние на состояние растений и развитие болезней. Главное – это обеспечить быстрый рост и развитие растений, чтобы опередить распространение и развитие болезней. Это, в первую очередь, касается ложной мучнистой росы. Для борьбы со склеротинией важно правильно готовить семена к посеву, обязательно очистить от склероциев, а также обеспечить пространственную изоляцию от посевов прошлого года. Недопустимо загущение и неравномерное стояние растений. При уходных работоах надо стараться, как можно меньше повреждать культурные растения. В загущенных и засоренных посевах растения подсолнечника ослаблены, создается благоприятный микроклимат для развития таких болезней как пепельная, белая и серая гнили. Важно для предотвращения эпифитотийного развития болезней использовать в хозяйствах не менее двух – трех сортов, различающихся по длине вегетационного периода. Это позволяет снизить пораженность растений склеротиниозом и серой гнилью, а также обеспечивает более ритмичный ход уборки урожая. Важным приемом агротехники перед уборкой является дессикация посевов. Она проводится, если погодные условия в период созревания неблагоприятствуют созреванию, то есть температуры низкие, влажность почвы и воздуха повышенные. Накопление масла в семенах подсолнечника завершается через 35-40 дней после массового цветения. В дальнейшем идет процесс физического испарения лишней воды из семянок и всего растения. Если период подсыхания затягивается по метеоусловиям, надо либо приступать к уборке, не дожидаясь кондиционной влажности, либо проводить дессикацию. Посевы обрабатывают реглоном в дозе 2 л/га с помощью авиации при температуре не ниже 12-14 градусов. Этот прием позволяет на 8-10 дней ускорить уборку, подавляет развитие серой и белой гнили, повышает качество семян и потери урожая при уборке. Прибавка урожая составляет от 1 до 1,5 ц. Как излишне раннее проведение дессикации, так и запаздывание с уборкой, при отсутствии возможности её провести в оптимальные сроки, приводят к потерям урожая. Уборка подсолнечника. Применение техники при уборке подсолнечника неизбежно связано с потерями урожая и травмированием семян. Для уборки подсолнечника используются переоборудованные зерновые комбайны. Специальные приспособления позволяют срезать и вымолачивать корзинки подсолнечника. Уборка проводится комбайнами со специальными приспособлениями. Многие исследователи рекомендуют убирать с поля не только корзинки, но и всю вегетативную массу подсолнечника, особенно, на сильно поврежденных болезнями посевах. Убранную массу лучше сжечь. 13 Оптимальными сроками для уборки подсолнечника при отсутствии в хозяйстве сушильной техники и без диссикации является такое состояние посева, когда количество желтых корзинок в массиве не превышает 10-15%. Уборка подсолнечника в неблагоприятных условиях требует немедленного досушивания семян, иначе кроме потерь в физическом весе семянок, можно резко ухудшить и качество масла. Послеуборочная обработка – первый и наиболее ответственный этап в общей системе мероприятий по сохранению качества семян. От того, насколько правильно будут организованы работы на току, в решающей степени зависит конечный результат – выход и качество семян. Подсолнечный ворох ввиду высокой биологической активности процессов, происходящих в семенах, быстро портится даже при кратковременном хранении. В связи с этим, предварительная очистка и сушка семян должна осуществляться в едином потоке с уборкой. Особое значение при послеуборочной работе с семенами подсолнечника необходимо уделять на семеноводческих посевах. После уборки семена должны быть откалиброваны, доведены до влажности не более 9%, правильно упакованы. При хранении необходимо обеспечить правильный температурный и влажностный режимы. Таким образом, культура подсолнечника является весьма сложной по своей биологии, требованиям, которые она предъявляет к условиям среды. Используемые в производстве современные сорта и гибриды обеспечивают довольно высокую степень устойчивости к болезням и вредителям, однако полностью исключить их вредоносность пока не удается. В связи с этим, технология возделывания подсолнечника тоже сложна и высокозатратна. Однако, учитывая высокую народнохозяйственную важность этой культуры, достаточно высокие цены на продукцию, даже интенсивные технологии её возделывания, позволяют получать в условиях Северного Кавказа высокие урожаи и обеспечивать высокую экономичность производства. Контрольные вопросы: Какие культуры отнесены в группу масличных культур и в чем их народнохозяйственное значение. Каково содержание растительных масел в семенах различных масличных культур. Какие масличные культуры используются для производства масла в мире и у нас в стране. Каково химическое строение растительных жиров, какие их свойства определяют пищевое и хозяйственное значение масличных культур. Методы определения качественных показателей растительных масел. На какие группы разделяются растительные жиры по их качественным показателям и хозяйственному использованию. Ботаническая классификация масличных культур. Происхождение подсолнечника. Физиологические особенности формирования урожайности подсолнечника и основные факторы среды которые необходимо использовать при разработке технологии его возделывания. Требования подсолнечника к освещенности и какие технологические особенности его возделывания с этим связаны. Требования подсолнечника к температуре и какие технологические приемы необходимо использовать в связи с этим. Требования подсолнечника к условиям увлажнения и как их необходимо использовать в технологиях возделывания. 14 Требования подсолнечника к почвам и почвенному плодородию, каковы в связи с этим мероприятия по его размещению на территории края, нормы и дозы удобрения. Роль сорта в повышении урожайности подсолнечника. Основные технологические операции при возделывании подсолнечника, их особенности, техника, используемая в современных условиях: -технологии обработки почвы (основная, предпосевная, уходные).-нормы, дозы и сроки внесение удобрений -посев -борьба с болезнями и вредителями - уборка урожая и послеуборочная обработка.