Тема: Общая характеристика зерновых культур и их роль в
advertisement
Тема: Общая характеристика зерновых культур и их роль в повышении производства зерна и развитии растениеводства В подавляющем большинстве стран зерно составляет основу питания населения. Люди получают из злаковых половину всех необходимых углеводов, треть белков 50-60 % витаминов группы В и 80 % витамина С. По данным комиссии по вопросам продовольствия и сельского хозяйства (ФАО) Организации Объединенных Наций, зерно, особенно продовольственное, производится в мире недостаточно, и от голода в недоедании страдает 500 млн. человек. Спрос на зерно на мировом рынке постоянно возрастает. По данным ФАО, тенденция к увеличению спроса сохраниться и будущем. По оценке ФАО, ближайшие 10-20 лет число недоедающих в мире не уменьшится и к 2010 году достигнет 650 млн. человек. Особенно острой будет ситуация Африке. По данным 2000 года там голодает 175 млн. человек, к 2010 году это число возрастет до 300 млн. человек). Такая тенденция объясняется, в первую очередь, плохо развитым сельскохозяйственным производством во многих развивающихся странах мира, а также политикой развитых стран Европы и Америки, которые преследуя цель получать максимальную прибыль, искусственно регулируют посевные площади под зерновыми культурами. В последние годы фактически на всех континентах планеты увеличилось производство зерна. Однако это произошло за счет различных способов ведения зернового производства. В одном случае, производство зерна увеличилось в основном за счет роста посевных площадей, т.е. экстенсивный фактор развития. В другом случае этот процесс идет за счет интенсификации производства, т.е. ввиду увеличения урожайности зерновых. Например, в Европе производство зерна увеличилось на 1,5 % при одновременном сокращении посевных площадей на 2,3 %. Это классический пример интенсивного способа ведения зернового хозяйства. Из 2084 млн. т зерна, производимого на земле, наибольшая часть приходится на Азию. Это густонаселенный континент получает 46,7 % всего производимого зерна в мире при урожайности 30 ц. в то же время Североамериканский континент с площади 100 млн. га, которая в 3,3 раза меньше посевных площадей под зерновыми в Азии, собирает 20,6 % общего объема производства зерна в мире. При рассмотрении статистических данных ФАО в разрезе континентов можно проследить различные методы ведения зернового хозяйства – от экстенсивного, когда рост производства идет за счет увеличения посевных площадей, до интенсивного, когда его достигают прибавкой урожайности. Ко второму виду развития относятся развитые индустриальные страны, которые в той или иной степени могут дотировать сельскохозяйственное производство, то к первому – в основном отсталые страны с низким уровнем экономики, не имеющие возможности финансами поддержать свое зерновое хозяйство. Как правило это страны с низкой технической оснащенностью сельского хозяйства, не использующие при возделывании зерновых достаточного количества минеральных удобрений и средств защиты растений. Кроме того, возделывание зерновых культур в этих странах требует больших затрат ручного труда. Дальнейшее развитие зернового производства, повышение его стабильности и эффективности должно осуществляться на основе интенсификации зернового хозяйства и внедрения достижений научнотехнического прогресса. При этом необходимо комплексное материальнотехническое обеспечение отрасли, эффективное использование имеющихся ресурсов, применение научно обоснованной системы земледелия, высокое качество выпускаемой техники, обеспечение полной сохранности урожая. Если брать динамику производства зерна по континентам планеты за период 1989-96 гг., то видно, что фактически на всех континентах планеты идет увеличение производства зерна, но за счет разных способов ведения зернового производства. В одном случае, как на африканском континенте, производство зерна увеличивалось в основном за счет роста посевных площадей, то есть экстенсивных факторов развития; в другом случае этот процесс идет за счет интенсификации производства, то есть путем повышения урожайности зерновых. Например, в Европе производство зерна увеличилось на 1,5% при одновременном сокращении посевных площадей на 2,3%. Это классический пример интенсивного способа ведения зернового хозяйства. В мире всего производится около 2050 млн. т зерна, в том числе 585 млн. т, или 28,5%, приходится на долю основной продовольственной культуры пшеницы. Ее возделывают почти во всех странах мира. Однако основная часть ее посевов сосредоточена в таких странах, как Канада, США, Аргентина Китай, Франция Германия и Россия. По этому показателю Россия с США делят 2-3 место. Страны, в основном являющиеся экспортерами зерна пшеницы: Канада, США, Аргентина, Франция и Германия, частично Китай. Наша страна завозит зерно, которое идет главным образом на корм животным, но нередко и продовольственные цели. В структуре посевных площадей и по валовому производству зерна в нашей стране пшенице принадлежит ведущее место. На ее долю в последнее время приходится свыше 30 млн. га от площади зерновых культур, в том числе около 6 млн. га занимает озимая пшеница. В последние 10 лет площадь посева ее сильно колебалась по годам от 8-9 млн. га до 4-5 млн. га в последние 2-3 года. В 1990 годах 50-60% производимого в стране зерна использовалось на корм и технические цели и лишь 30-40% шло на питание и семена. Данные потребления зерна в России в 1997г.: произведено 788 потреблено 827 кг на душу населения. Озимые хлеба имеют большое значение в увеличении производства зерна в РФ. В основных районах возделывания они дают более высокий урожай, чем яровые хлеба. Важное значение имеют посевы зимостойких, короткостебельных, устойчивых к полеганию сортов озимой пшеницы с потенциальной урожайностью 80—90 ц/га и сортов озимой ржи с урожайностью 50—60 ц/га. У зерновых хлебов различают следующие биологические формы: озимые, яровые и двуручки. Озимые — это такие хлеба, которые для прохождения стадии яровизации в начальный период развития требуют невысоких температур от —1 до +10°С в течение 20—50 дней. Поэтому их высевают осенью, за 50—60 дней до наступления устойчивых морозов, а урожай получают в следующем году. При весеннем посеве они, как правило, кустятся и не образуют стебля и колоса. Яровые для прохождения стадии яровизации требуют более высоких температур: от 5 до 20 °С в течение 7—20 дней, поэтому их высевают весной и урожай собирают в том же году. Двуручки проходят стадию яровизация при температуре 3—l0 0С. В южных районах имеется ряд сортов, которые нормально растут и развиваются и дают урожай при весеннем и осеннем посевах. Деление хлебов на озимые, яровые и двуручки условно. Но использование этих форм в производственном отношении имеет большое значение и позволяет уменьшить напряженность труда в весенний период и во время уборки. Озимые хлеба, хорошо развившись с осени, лучше, чем яровые, используют весенние запасы влаги и питательных веществ. С наступлением устойчивого тепла весной они быстро наращивают вегетативную массу и меньше, чем яровые, страдают от весенних засух. Более раннее созревание озимых ограждает их также от суховеев. Озимую пшеницу убирают на 8—10 дней раньше яровой, озимый ячмень — на 10—12 дней раньше ярового. Ранняя уборка позволяет тщательнее подготовить почву для последующих культур. Перенесение некоторой части полевых работ на осень заметно уменьшает их напряженность в период весеннего посева. Осеннее и весеннее развитие. Развитие озимых хлебов протекает в два периода. Первый проходит осенью — от посева до устойчивых заморозков, второй — начинается весной и завершается плодоношением и отмиранием растений. При весеннем посеве озимые культуры не способны образовывать репродуктивные органы. В осенний период у них интенсивно увеличиваются корневая система и листовая поверхность. При понижении температуры и сокращении длины дня ростовые процессы приостанавливаются, благодаря чему в узле кущения и листьях накапливается большое количество запасных пластических веществ, особенно сахаров. У растений наступает состояние покоя, в котором они находятся в течение зимы. Устойчивость озимых к низким температурам представляет собой важное приспособительное свойство, которое выработалось в процессе эволюции. В повышении зимостойкости растений большую роль играют свойства протоплазмы, определяющие ее водоудерживающую способность. Этот фактор имеет решающее значение для перезимовки. Избыток или недостаток воды становится одной из причин гибели озимых. При избытке влаги наблюдается значительное образование кристаллов льда в тканях растений, что губительно отражается на их состоянии. Недостаток влаги приводит к необратимой коагуляции биоколлоидов протоплазмы, и растения погибают. На устойчивость озимых к неблагоприятным условиям большое влияние оказывает внесение в рядки гранулированного, особенно марганизированного, суперфосфата из расчета 10—12 кг/га P2Os одновременно с посевом семян. Удобрение в начале вегетации фосфором и марганцем способствует накоплению в узлах кущения пластических веществ и повышению зимостойкости. Осенняя подкормка фосфорно-калийными удобрениями повышает устойчивость растений к неблагоприятным зимним условиям. Обильное питание азотом усиливает рост растений и отрицательно влияет на их закалку. Перезимовка озимых культур. Устойчивость растений к комплексу неблагоприятных условий в период перезимовки называют зимостойкостью. Способность растений противостоять воздействию низких отрицательных температур называется морозостойкостью. Способность растений противостоять воздействию низких положительных температур называется холодостойкостью. Из озимых культур наиболее морозостойка озимая рожь, которая выдерживает морозы до 20 °С и более на глубине узла кущения. Менее устойчива озимая пшеница, для которой опасны температуры ниже —16—18 °С. Озимый ячмень повреждается при морозе ниже 12°С. Зимостойкость и морозостойкость растений — сложное физиологическое свойство. Оно непостоянно, формируется на определенных этапах развития, особенно в процессе закалки растений. И. И. Туманов установил, что закалка протекает осенью в две фазы. Первая ее фаза проходит в условиях интенсивного света и пониженных температур (от 8 до 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, по преимуществу сахар, 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 закалки, способны выдерживать температуру до —10, —12 °С. Но основная фаза закалки растений — вторая, при которой происходит постепенное обезвоживание клеток, отток воды из цитоплазмы в межклеточные пространства и превращение 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 — озимая пшеница и совсем медленно — озимый ячмень. После этой фазы резко повышается устойчивость растений к неблагоприятным условиям зимовки. Вторая фаза закалки протекает в растениях как на свету, так и в темноте при более низких температурах (от 0 до -5°С). Продолжительность фазы закаливания зависит от вида растений, сорта и метеорологических условий. Процесс закаливания очень сложен и еще полностью не раскрыт. В процессе закаливания озимых в вегетативных органах накапливается много растворимых углеводов и аминокислот. Среди них наиболее высокий удельный вес имеют олигосахариды, пролин, аспарагин и глютаминовая кислота. При закаливании наибольшее количество растворимых углеводов и свободных аминокислот накапливается в узлах кущения. Морозо- и зимостойкие сорта озимой пшеницы во время закаливания накапливают больше олигосахаридов и свободных аминокислот по сравнению с менее зимостойкими, Олигосахариды постепенно превращаются в растворимые сахара (сахароза и др.), что повышает устойчивость растений к морозу. Закалка растений зависит от метеорологических условий осени. Ясная, солнечная погода с теплыми днями и прохладными ночами благоприятствует закалке растений, и, наоборот, пасмурная погода осенью с теплыми днями и ночами задерживает ее. Лучшей закалке озимых способствуют оптимальный срок посева, осенние подкормки фосфорно-калийными удобрениями. Для прохождения полной закалки при благоприятных условиях требуется 20—24 дня. Озимая пшеница, прошедшая хорошую закалку, способна на глубине узла кущения переносить морозы до 18—20 °С. При недостаточной закалке пшеница сильно страдает даже при морозах 15—17 °С. 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, вьшревание, вымокание, выпирание, ледяные корки. Вымерзание - одна из наиболее распространенных и частых причин повреждения и гибели озимых. Основной фактор гибели или повреждения посевов озимых - действие низких температур. В это время в межклеточных пространствах тканей растений образуются кристаллы льда, которые оказывают протоплазма на протоплазму повреждается и механическое теряет давление. непроницаемость. Обезвоженная 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. 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 (2 см) при морозе —32...—33 °С и отсутствии снежного покрова была —20...—22 °С, при снежном покрове высотой 15см 7...—11°С, а высотой 50 см — всего лишь —2...—3 "С. Снегозадержание — эффективный прием предотвращения гибели озимых от вымерзания, кроме того, это дает возможность накопить влагу на посевах озимых. Выпревание озимых культур происходит вследствие мощного развития при продолжительной теплой осени и выпадения снега на талую почву. Длительное время находясь под толстым снежным покровом, растения истощаются и гибнут, так как накопленные питательные вещества расходуются на дыхание, а пополнения углеводов не происходит. При выходе из-под снега озимые оказываются побуревшими и дряблыми, так как ткани мертвеют, листья нередко покрываются налетом снежной плесени. Для предотвращения гибели озимых от выпревания нельзя допускать завышения нормы высева и преждевременного посева, проводить прикатывание озимых после выпадения снега на талую почву. Вымокание наблюдается в районах избыточного увлажнения, а также в пониженных местах рельефа, где задерживается вода. Растения в этом случае гибнут от недостатка кислорода. Вымокание может происходить как осенью, так и весной. Нередко оттепели сменяются морозами, образуется ледяная корка, что также приводит к гибели посевов. В основных районах возделывания озимых чаще наблюдается весеннее вымокание, чем осеннее. Застой воды приводит к гибели посевов. Чем выше температура, тем интенсивнее идет этот процесс. В начале весенней вегетации озимая пшеница может переносить затопление при невысоких температурах в течение 2 недель и более. С повышением температуры устойчивость к вымоканию снижается, и уже через 8...10 дней озимые желтеют и погибают. Озимая рожь страдает от вымокания больше, чем озимая пшеница. Для предупреждения вымокания необходимо проводить тщательное предпосевное выравнивание почвы, отводить скапливающуюся воду, применять гребневые посевы. Выпирание озимых культур происходит из-за образования ледяных линз зимой или весной при переменном замерзании и оттаивании почвы, вследствие чего происходит разрыв корней. При таянии линз почва оседает и узел кущения обнажается. Для того чтобы избежать выпирания, необходимо проводить своевременную основную и предпосевную обработку почвы, более глубоко высевать семена, прикатывать почву до и после посева, использовать сорта с глубоким залеганием узла кущения, обрабатывать семена ретардантами. Озимые, подвергшиеся выпиранию, бороновать нельзя, такие посевы лучше прикатать весной кольчатыми или зубчатыми катками. Это даст возможность прижать обнаженные узлы кущения во влажную почву, благодаря чему ускоряется образование новых узловых корешков и растения быстрее трогаются в рост. Ледяные корки нередко являются причиной повреждения или гибели озимых. Различают ледяные корки притертые и висячие. Наиболее опасна притертая корка. Она появляется, когда снег при оттепелях полностью тает, а образовавшаяся вода при похолодании замерзает, образуя ледяную корку, смерзшуюся с верхним слоем почвы и вмерзшими в него растениями. Висячая корка может образоваться, когда снег тает сверху и замерзает. Растения подвергаются механическим повреждениям, прекращается доступ воздуха к ним, нарушается газообмен, все это приводит к изреживанию или гибели. Наиболее эффективные средства защиты растений от ледяных корок — щелевание, снегозадержание, рассев минеральных удобрений, золы, торфяной крошки на посевах с притертой коркой. Снежная плесень и склеротиниоз поражают растения озимых, ослабленные в результате выпревания, вымокания и других неблагоприятных условий. Для борьбы с этими болезнями необходимо проводить предпосевное протравливание семян, внедрять устойчивые сорта. Выдувание часто наблюдается в сухую осень или весной преимущественно на бесструктурных почвах, в открытых безлесных местах. Пыльные бури вызывают гибель посевов вследствие выдувания поверхностных слоев почвы, узлы кущения оказываются на поверхности, в результате растения засыхают или гибнут во время зимовки от действия низких температур. В пониженных местах и у лесополос озимые могут быть засыпаны почвой, на отдельных участках слой нанесенной почвы может достигать 10см и более. Растения, оказавшиеся под таким слоем почвы, не могут выбиться на поверхность и гибнут. Для предотвращения гибели озимых от выдувания проводят ле- сомелиоративные мероприятия, высевают кулисы, размещают культуры полосами, (озимая пшеница и многолетние травы), высевают озимые по стерне. Контроль за ходом перезимовки. Очень важно следить за состоянием озимых культур зимой и особенно в переходный период от зимы к весне. Для наблюдения за ходом перезимовки зерновых хлебов в течение зимы применяют метод монолитов, т. е. берут пробы на отращивание. Делают это обычно один раз в месяц, начиная с конца декабря. Площадку, с которой берут монолит, очищают от снега и вырубают монолит размером 25 х 25 см на глубину 15...20 см с таким расчетом, чтобы взять два рядка растений без повреждения. Монолит помещают в ящик, укрывают мешковиной и перевозят в теплое помещение (12...14 °С) на 2...3 дня для постепенного оттаивания. Затем переносят его в еще более теплое (18...20 °С) и светлое помещение на 12... 14 дней для отращивания, почву поддерживают во влажном состоянии. После этого растения осторожно извлекают из почвы, корни отмывают и подсчитывают отросшие и погибшие растения. Определяют густоту растений на 1 м2 или процент перезимовавших растений, который вычисляют по отношению к общему числу растений в монолите. Для быстрого определения состояния озимых П. А. Власюк и М. А. Гурилева предложили новый метод, основанный на окрашивании срезов конуса роста раствором кислого фуксина. Под действием фуксина отмершие части становятся красно-розовыми, а неповрежденный конус нарастания не окрашивается. В последнее время наибольшее распространение получил ускоренный метод определения жизнеспособности растений по интенсивности отрастания узла кущения (донской метод). Суть метода состоит в том, что у взятых растений срезают стебли на расстоянии 1,0...1,5 см от узла кущения, а корни обрезают полностью. Такие растения помещают в сосуд на увлажненную фильтровальную бумагу, вату или марлю, накрывают крышкой и оставляют на 12...24 ч при температуре 24...26 °С. Хорошо сохранившиеся растения дают прирост стебля до 10мм, ослабленные — 3...5 мм. Затем подсчитывают живые, ослабленные и отмершие растения и определяют густоту растений на 1 м2. К сильно-изреженным относят посевы, где на 1 м2 насчитывается не более 100... 120 здоровых растений, к среднеизреженным — 130...200 растений, к слабоизреженным посевам относят те, где выпадание растений не превышает 15...20 %. Такое определение состояния озимых проводят до наступления весны, чтобы заблаговременно выявить площади изреженных или погибших посевов озимых. На месте полностью погибших и сильноизреженных посевов весной высевают другие культуры, а среднеизреженные посевы ремонтируют, подсевая яровые зерновые культуры (ячмень, пшеницу). Окончательную оценку состояния озимых проводят ранней весной при инвентаризации, когда посевы уже тронулись в рост и живые растения можно легко отличить от погибших. Подсчитывают густоту живых растений и решают вопрос о пересеве или подсеве, намечают меры по уходу за озимыми.
