РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Институт математики, естественных наук и информационных технологий
Кафедра ботаники, биотехнологии и ландшафтной архитектуры
Боме Н.А., Белозерова А.А.
БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАСТЕНИЕВОДСТВА
Учебно-методический комплекс. Рабочая программа
для студентов специальности 020201.65 «Биология» ОЗО
Тюмень
2011
Боме Н.А., Белозерова А.А. Биологические основы растениеводства:
Учебно-методический комплекс. Рабочая учебная программа для студентов
специальности 020201.65 «Биология» ОЗО. Тюмень, 2011. 14 с.
Учебно-методический комплекс
составлен в соответствии с
требованиями Государственного образовательного стандарта высшего
профессионального образования для студентов специальности 020201.65
Биология. Рабочая учебная программа включает в себя пояснительную
записку, содержание дисциплины, тематический план с указанием
аудиторных часов для самостоятельной работы по темам, перечень тем,
вынесенных на самостоятельное изучение, перечень контрольных вопросов к
зачету, список литературы.
Рабочая программа дисциплины опубликована на сайте ТюмГУ:
Биологические основы растениеводства [электронный ресурс] / Режим
доступа: http://www.umk.utmn.ru, свободный.
Рекомендовано к изданию кафедрой ботаники, биотехнологии и
ландшафтной архитектуры. Утверждено проректором по учебной работе
Тюменского государственного университета.
ОТВЕТСТВЕННЫЙ РЕДАКТОР: заведующий кафедрой ботаники,
биотехнологии и ландшафтной архитектуры Н.А. Боме, д.с.-х.н., профессор
© Тюменский государственный университет, 2011.
© Боме Н.А., Белозерова А.А., 2011.
1. Пояснительная записка
Курс «Биологические основы растениеводства» входит в цикл
общепрофессиональных дисциплин
подготовки студентов специальности
«Биология». Данная дисциплина по выбору читается на ОЗО на 5 курсе в 9
семестре.
Целью
данного
курса
является
ознакомление
студентов
с
биологическими особенностями роста и развития как традиционных культур,
так и мало распространенных.
Задачи курса: освоение ботанических описаний и систематики
основных
групп
культивируемых
видов
(зерновые,
зернобобовые,
многолетние бобовые и злаковые травы, клубнеплоды и др.).
В итоге изучения дисциплины студенты должны уметь определять
виды, подвиды и разновидности культивируемых видов по морфологическим
признакам; отличать виды растений по семенам, всходам и в цветущем
состоянии; знать ботаническую характеристику, биологические особенности,
требования к условиям произрастания различных видов; знать сорта,
внесенные в государственный реестр по сельскохозяйственной зоне
Тюменской области.
В данном курсе большое внимание уделяется лабораторным и полевым
методам современного растениеводства, направленным на выявление новых
видов и форм растений для внедрения их в культуру и изучение возможности
расширения ареала важнейших полевых растений.
Подробно
рассматриваются
биологические
особенности
культивируемых видов растений, современные методы их изучения с учетом
почвенно-климатических
условий
регионов.
Описываются
основные
требования при подборе, оценке и создании новых форм растений для
сложных, контрастных как в пространстве, так и во времени условий
Тюменской области.
Общая трудоемкость дисциплины составляет 70 ч., из них 8 ч. лекций,
62 ч. самостоятельной работы. Итоговая форма контроля - зачет.
2. Тематический план изучения дисциплины
Таблица 1
Тематический план
№п\
п
Наименование темы
1.
Растениеводство
как
наука;
лабораторные, вегетационные и полевые
методы
исследований.
Почвенноклиматическая
характеристика
Тюменской области и особенности
растениеводства
в
экстремальных
условиях среды.
Общая биологическая характеристика
зерновых хлебов
Особенности культивирования озимых
зерновых культур
Особенности культивирования яровых
зерновых культур (пшеница)
Особенности культивирования яровых
зерновых культур (ячмень)
Особенности культивирования яровых
зерновых культур (овес)
Кукуруза, выращивание на кормовые и
зерновые цели
Зерновые
бобовые
культуры
как
источник высококачественного белка
Многолетние бобовые травы
Многолетние злаковые травы
Клубнеплоды (картофель)
Масличные культуры, эффективность
выращивания их в экстремальных
условиях Тюменской области
Интродукция
растений
как
метод
сохранения и расширения генофонда.
Малораспространенные
в
Северном
Зауралье культуры (амарант, гречиха,
эспарцет, сорго)
Основы семеноведения и семеноводства
самои
перекрестноопыляющихся
растений
Итого
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
Лекции
(кол-во
часов)
Самостоятельная
работа студента
(кол-во часов)
Итого
часов
4
4
6
8
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
2
6
8
1
1
1
1
4
4
5
5
5
5
6
6
4
4
4
4
62
70
2
8
Таблица 2
Планирование самостоятельной работы студентов ОЗО
№
Темы
Виды СРС
обязательные
дополнительные
Растениеводство
как
наука;
лабораторные,
вегетационные
и
полевые
методы
исследований.
Почвенно-климатическая
характеристика Тюменской области и
особенности
растениеводства
в
экстремальных условиях среды.
Общая
биологическая
характеристика зерновых хлебов
Особенности
культивирования
озимых зерновых культур
Особенности
культивирования
яровых зерновых культур (пшеница)
Работа с литературой.
9.
Особенности
культивирования
яровых зерновых культур (ячмень)
Особенности
культивирования
яровых зерновых культур (овес)
Кукуруза, выращивание на кормовые
и зерновые цели
Зерновые бобовые культуры как
источник высококачественного белка
Многолетние бобовые травы
10.
Многолетние злаковые травы
11.
Клубнеплоды (картофель)
12.
Масличные
культуры,
эффективность выращивания их в
экстремальных условиях Тюменской
области
Интродукция растений как метод
сохранения и расширения генофонда.
Малораспространенные в Северном
Зауралье культуры (амарант, гречиха,
эспарцет, сорго)
Основы
семеноведения
и
семеноводства
самои
перекрестноопыляющихся растений
ИТОГО за семестр:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
13.
14.
Подготовка конспекта
Работа с литературой.
Подготовка к зачету
Объем
часов
4
6
Работа с литературой.
Подготовка к зачету
Подготовка конспекта
4
Работа с литературой.
Подготовка к зачету
Подготовка конспекта
4
Работа с литературой.
Подготовка к зачету
Подготовка конспекта
4
Работа с литературой.
Подготовка к зачету
Подготовка конспекта
4
Работа с литературой.
Подготовка к зачету
4
Работа с литературой.
Подготовка к зачету
6
Работа с литературой.
Подготовка к зачету
Работа с литературой.
Подготовка к зачету
Работа с литературой.
Подготовка к зачету
Работа с литературой.
Подготовка к зачету
4
4
5
5
Работа с литературой.
Подготовка к зачету
Подготовка конспекта
4
Работа с литературой.
Подготовка к зачету
Подготовка конспекта
4
62
3. Содержание дисциплины
Тема 1. Растениеводство как наука; лабораторные, вегетационные
и
полевые
методы
исследований.
Почвенно-климатическая
характеристика Тюменской области и особенности растениеводства в
экстремальных условиях среды.
Зарождение растениеводства как науки в XVIII веке в России.
Основоположники науки: Ломоносов М.В. (1711-1792), Комов И.М. (17501792), Болотов А.Т. (1738-1833), Тимирязев К.А. (1843-1920), Прянишников
Д.Н. (1845-1948), Вавилов Н.И. (1887-1943).
Предмет и задачи современного растениеводства. Основные принципы
классификации культивируемых видов растений: особенности формирования
органов размножения и продолжительность вегетационного периода;
продолжительность жизни;
требовательность к свету, теплу, влаге и
элементам питания.
Классификация культур в зависимости от производственной основной
цели выращивания по Г.Ф. Кореневу и др. (1990).
I. Зерновые (основная цель выращивания – получение зерна, семян.
1. Типичные хлеба (рожь, пшеница, тритикале, овес).
2. Просовидные хлеба (кукуруза, просо, сорго, рис).
3. Зерновые бобовые (горох, чечевица, чина, нут и др.).
4. Прочие незлаковые зерновые (гречиха).
II. Технические.
1. Масличные (основная цель выращивания – получение масел:
а) жирномасличные (подсолнечник, сафлор, горчица, рапс, клещевина,
лен и др.);
б) эфирномасличные (кориандр, анис, тмин, мята и др.).
2. Прядильные (основная цель выращивания – волокно):
а) волокно на семени (хлопчатник);
б) волокно лубяное в стеблях (лен, конопля, кенаф и др.);
в) волокно в листьях (лен новозеландский, сизаль и др.).
3. Сахароносные (основная цель выращивания – получение сахара):
а) корнеплоды (сахарная свекла, цикорий);
б) другие сахароносы (сахарный тростник).
4. Крахмалоносные (основная цель выращивания – для пищевых целей
и промышленной переработки: клубнеплоды (картофель, топинамбур).
5. Лекарственные, инсектицидные и др. (основная цель выращивания –
для промышленной переработки): мак, табак, махорка, хмель и др.
6. Бахчевые (основная цель выращивания – для пищевых целей и
переработки):
а) пищевые (арбуз, дыня, тыква столовая);
б) технические (люффа).
Характеристика сельскохозяйственной зоны Тюменской области по
основным почвенно-климатическим факторам. Зональное районирование.
Основные понятия адаптивных свойств растений на разных этапах
органогенеза.
Требования
полевых
культур
к
основным
факторам
окружающей среды: температура, свет, влага, питательные вещества.
Тема 2. Общая биологическая характеристика зерновых хлебов.
Морфологические особенности: корневая система, стебель, лист,
соцветие, плод.
Жизненный
цикл
зерновых
культур,
представляющий
собой
последовательно сменяющие друг друга фазы развития: набухание и
прорастание семян, всходы, кущение, выход
в трубку, колошение
(выметывание), цветение, спелость.
Тема 3. Особенности культивирования озимых зерновых культур.
Общие
особенности
морозоустойчивость.
роста
Значение
двух
и
развития.
фаз
закалки
Зимостойкость
в
и
формировании
устойчивости растений озимых форм к низким температурам.
Полевые, прямые и косвенные методы оценки зимостойкости озимых
зерновых культур.
Характеристика озимых форм пшеницы и ржи по морфологическим
признакам и биологическим свойствам.
Тема 4. Особенности культивирования яровых зерновых культур
(пшеница).
Систематика. Морфологические признаки. Характеристика основных
разновидностей. Биологические свойства, отношение к температуре воздуха
и почвы, обеспеченности светом, влагой, элементами питания.
Тема 5. Особенности культивирования яровых зерновых культур
(ячмень).
Систематика. Морфологические признаки. Характеристика основных
разновидностей. Биологические свойства, отношение к температуре воздуха
и почвы, обеспеченности светом, влагой, элементами питания.
Тема 6. Особенности культивирования яровых зерновых культур
(овес).
Систематика. Морфологические признаки. Характеристика основных
разновидностей. Биологические свойства, отношение к температуре воздуха
и почвы, обеспеченности светом, влагой, элементами питания.
Тема 7. Кукуруза, выращивание на кормовые и зерновые цели.
Систематика. Ботаническое описание. Особенности роста и строения.
Химический
состав
продовольственные,
зерна
и
кормовые,
зеленой
массы.
технические
цели.
Использование
на
Культивирование
скороспелых гибридов с целью получения зерна в условиях лесостепи
Тюменской области.
Тема
8.
Зерновые
бобовые
культуры
как
источник
высококачественного белка.
Общая характеристика зерновых бобовых культур (горох, вика, фасоль,
соя, чечевица, чина, нут, люпин). Основные отличия по строению листьев,
особенностям начального роста, семенам, требовательности к температуре,
влаге, питательным веществам.
Горох
как
наиболее
распространенная
культура
в
регионе.
Характеристика по хозяйственно-ценным признакам, ботаническое описание.
Проблема полегания растений гороха, решение ее агротехническими
приемами и созданием новых форм с улучшенными свойствами.
Соя. Ботаническая характеристика, биологические свойства. Факторы,
лимитирующие выращивание сои на юге Тюменской области
Тема 9. Многолетние бобовые травы.
Ботаническое описание и отношение к основным факторам среды
наиболее распространенных видов многолетних бобовых трав (клевер,
люцерна). Определение видов по семенам.
Тема 10. Многолетние злаковые травы.
Ботаническое описание и отношение к основным факторам среды
многолетних злаковых трав (костер, овсяница, тимофеевка). Определение
видов по семенам.
Тема 11. Клубнеплоды (картофель).
Народно-хозяйственное значение, особенности роста и развития, ареал
распространения. Внешнее и анатомическое строение клубня картофеля.
Основные болезни и вредители картофеля.
Тема 12. Масличные культуры, эффективность выращивания их в
экстремальных условиях Тюменской области.
Описание биологических свойств, особенностей прохождения этапов
органогенеза подсолнечника, ярового рапса в местных контрастных условиях
среды.
Характеристика
групп
подсолнечника
по
морфологическим
признакам (масличный, грузовой, межеумок). Панцирный слой в семянках
подсолнечника и методы его определения.
Современные технологии выращивания масличных культур на семена.
Значение и характеристика скороспелых сортов и гибридов.
Тема 13. Интродукция растений как метод сохранения и
расширения генофонда. Малораспространенные в Северном Зауралье
культуры (амарант, гречиха, эспарцет, сорго).
Причины снижения конкурентных свойств и жизнеспособности
растений под воздействием антропогенной нагрузки. Понятие интродукции
как возможности сохранения исчезающих видов растений.
Традиционные и современные селекционно-генетические методы
создания сортов обладающих высокими продуктивными и адаптивными
свойствами.
Тема 14. Основы семеноведения и семеноводства само- и
перекрестноопыляющихся растений.
Основные биологические показатели семян: масса 1000 зерен, энергия
прорастания, лабораторная всхожесть семян, интенсивность начального
роста, жизнеспособность; методы определения.
Лабораторные методы диагностики устойчивости проростков к
неблагоприятным факторам окружающей среды.
Приемы ускоренного размножения семян с сохранением их высоких
посевных качеств.
4. Темы, вынесенные на самостоятельное изучение
Тема 1. Растениеводство как наука; лабораторные, вегетационные и
полевые методы исследований. Почвенно-климатическая характеристика
Тюменской области и особенности растениеводства в экстремальных
условиях среды.
Тема 3. Особенности культивирования озимых зерновых культур.
Тема 4. Особенности культивирования яровых зерновых культур
(пшеница).
Тема 5. Особенности культивирования яровых зерновых культур
(ячмень).
Тема 6. Особенности культивирования яровых зерновых культур
(овес).
Тема 7. Кукуруза, выращивание на кормовые и зерновые цели.
Тема 13. Интродукция растений как метод сохранения и расширения
генофонда. Малораспространенные в Северном Зауралье культуры (амарант,
гречиха, эспарцет, сорго).
Тема
14.
Основы
семеноведения
и
семеноводства
само-
и
перекрестноопыляющихся растений.
5. Вопросы к зачету
1.
Зарождение растениеводства как науки в 18 веке в России.
Основоположники науки. Предмет и задачи современного растениеводства.
2.
Основные требования, предъявляемые при постановке лабораторных,
вегетационных и полевых экспериментов.
3.
Что понимают под крупностью зерна? Понятие массы 1000 зерен,
методика определения.
4.
Плотность колоса, различия в методах определения пшеницы, ячменя.
5.
Глубина заделки семян в зависимости от их крупности.
6.
Требования полевых культур к основным факторам окружающей
среды: температура, свет, влага, питательные вещества.
7.
Отношение культур к продолжительности светового периода (длинно-
, короткодневные и нейтральные).
8.
Фенологические фазы и этапы органогенеза зерновых культур.
9.
Морфологические особенности зерновых хлебов: корневая система,
стебель, лист, соцветие, плод.
10.
Типы полегания зерновых культур и признаки, обеспечивающие
устойчивость растений к полеганию.
11.
Основные принципы классификации культивируемых видов растений.
12.
Почвенно-климатические зоны юга Тюменской области.
13.
Характеристика соцветий зерновых хлебов.
14.
Основные отличительные признаки разновидностей яровой пшеницы.
15.
Биологические особенности яровой пшеницы.
16.
Основные питательные элементы, необходимые для роста и развития
яровых зерновых культур.
17.
Характеристика озимых форм ржи по морфологическим признакам и
биологическим свойствам.
18.
Зимостойкость и морозоустойчивость. Значение двух фаз закалки в
формировании устойчивости растений озимых форм к низким температурам.
19.
Цветение, опыление, оплодотворение озимой ржи и озимой пшеницы.
20.
Народнохозяйственное
значение
овса,
характеристика
по
морфологическим признакам.
21.
Ботаническое описание овса. Характеристика сортов овса по форме
метелки. Типы зерновок.
22.
Характеристика зерновок овса по морфологическим признакам.
Способы определения окраски зерна овса.
23.
Ботаническое описание ячменя. Важнейшие признаки разновидностей
ячменя.
24.
Методы определения окраски зерна ячменя.
25.
Биологические особенности ячменя.
26.
Морфологические признаки кукурузы. Описание подвидов.
27.
Отличия в органогенезе метелки и початка кукурузы.
28.
Ботаническое описание наиболее распространенных зернобобовых
культур.
29.
Биологические особенности гороха (требования к свету, температуре,
влагообеспеченности, элементам питания).
30.
Характеристика картофеля по морфологическим признакам. Фазы
развития картофеля. Строение клубня картофеля.
31.
Ботаническая
характеристика
подсолнечника.
Основные
отличительные признаки трех групп подсолнечника (грызовой, масличный,
межеумок).
32.
Панцирный слой в семенах подсолнечника, методы определения.
33.
Биологические особенности подсолнечника (требования к температуре,
влаге, свету).
34.
Фазы развития многолетних бобовых трав (на примере клевера,
люцерны).
35.
Отличительные признаки позднеспелой и раннеспелой группы клевера
лугового.
36.
Особенности цветения и опыления клевера и люцерны.
37.
Признаки люцерны посевной и люцерны желтой.
38.
Фазы развития многолетних злаковых трав.
39.
Характеристика костреца безостого, овсяницы луговой, тимофеевки
луговой по морфологическим признакам и биологическим свойствам.
40.
Интродукция как метод расширения и сохранения генофонда растений.
41.
Характеристика и применение нетрадиционных культур (амарант,
эспарцет, гречиха, сорго).
6. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
6.1. Рекомендуемая литература
Основная:
1.
Еленевский ,А.Г. и др. Ботаника высших или наземных растений. М.:
«Академия», 2006. - 464 с.
2.
Березина Н.А., Афанасьева Н.Б. Экология растений. М.: Академия, 2009.
- 400с.
3.
Боме, Н. А. Устойчивость культурных растений к неблагоприятным
факторам среды/ Н. А. Боме, А. Я. Боме, А. А. Белозерова. - Тюмень:
ТюмГУ, 2007.
Дополнительная:
1.
Роль почвы в формировании и сохранении биологического
разнообразия/ Ин-т проблем экологии и эволюции им. А. Н. Северцова
РАН, Моск. гос. ун-т им. М. В. Ломоносова; отв. ред.: Г. В.
Добровольский, И. Ю. Чернов. - Москва: Товарищество научных
изданий КМК, 2011. - 273 с.
2.
Боме, Н. А. Ботаническое описание и систематика зерновых культур:
учебное пособие/ Н. А. Боме; Ю. П. Логинов. - Тюмень, 2002. - 80 с.
3.
Зайдельман, Ф. Р. Генезис и экологические основы мелиорации почв и
ландшафтов. М.: КДУ, 2009 – 720 с.
4.
Зерновые и бобовые/ науч. ред. Т. Н. Иванова ; пер. с англ. : И. А.
Шестова. - Москва: Весь мир, 2007. - 156 с.
5.
Каталог сортов сельскохозяйственных культур, созданных учеными
Сибири и районированных (включенных в Госреестр РФ) в 1929-1998
гг./ ред. П. Л. Гончаров. - 2-е изд., доп.. - Новосибирск: РАСХН. Вып. 2.
- 1999. - 208 с.
6.
Подгорный, П. И. Растениеводство: учебник/ П. И. Подгорный. - 2-е
изд.. - Москва: Сельхозиздат, 1963. - 480 с.
7.
Агробиологические основы производства, хранения и переработки
продукции растенееводства: / ред. В. И. Филатов. - Москва: КолосС,
2004. - 724 с.
8.
Керефов, К. Н.
Биологические основы растениеводства: учеб. пособие
для биол. спец. ун-тов и пед. ин-тов/ К. Н. Керефов. - 2-е изд.. - Москва:
Высшая школа, 1982. - 408 с.
9.
Долгачева, В. С. Растениеводство: учеб. пособие/ В. С. Долгачева. Москва: Академия, 1999. – 368 с.
6.2. Средства и материально-техническое обеспечение дисциплины
Чтение лекций сопровождается использованием мультимедийного
оборудования, таблиц, иллюстративного материала: гербарий, живые
растения, соцветия, семена.