Совершенствование технологии возделывания озимой пшеницы в севооборотах

46

Оглавление

Введение

1. Биология и технология возделывания озимой пшеницы

1.1 Ботанико-морфологическая характеристика культуры

1.2 Биологические особенности культуры

1.2.1 Требования к теплу, влаге, свету

1.2.2 Требования к почве и элементам питания

1.2.3 Фазы роста и развития культуры, этапы органогенеза

1.3 Особенности технологии возделывания

2. Проект совершенствования (оптимизации) технологии возделывания озимой пшеницы

2.1 Место озимой пшеницы в севообороте

2.2 Система удобрения

2.3 Система обработки почвы

2.4 Сорта, гибриды, подготовка семян к посеву

2.5 Посев (срок, способ, норма, глубина)

2.6 Уход за растениями

2.7 Интегрированная защита растений

2.8 Уборка (сроки и способы)

2.9 Послеуборочная обработка зерна и хранение

2.10 Технологическая карта возделывания озимой пшеницы

3. Экологическая безопасность

4. Предложения по энерго- и ресурсосбережению

Выводы

Список литературы

Введение

Озимая пшеница -- одна из важнейших, наиболее ценных и высокоурожайных зерновых культур. Ее ценность состоит в том, что зерно отличается высоким содержанием белка (16%) и углеводов (80%), наряду с яровой пшеницей ее широко используют в хлебопечении, макаронной, кондитерской промышленности. Отходы мукомольной промышленности, солому и полову используют на корм скоту.

Пшеничный хлеб отличается высокими вкусовыми, питательными свойствами, хорошей переваримостью. Он никогда не приедается, дополняет и делает вкусной и сытной другую пищу. Человек получает с хлебом от одной трети до половины энергии, необходимой для жизнедеятельности, витамины В₁ В₂, РР, а также ценные для организма соединения кальция, фосфора и железа.

В зерне пшеницы содержится 11...20 % белка, 63...74 % крахмала, около 2 % жира и столько же клетчатки и золы. Важнейшие показатели, характеризующие качество пшеницы, -- содержание в зерне белка и клейковины. Содержание белка определяет характер использования пшеницы. Например, для хлебопечения требуется зерно с содержанием белка 14... 15 %, для изготовления макаронных изделий -- 17..,18 %.

Наибольшую ценность представляют высококачественные сорта сильной, ценной и твердой пшеницы. В основу деления мягкой пшеницы на классы по силе муки (сильная, средняя и слабая) положены содержание в зерне белка, клейковины и качество клейковины.

К сильной пшенице относят только сорта мягкой пшеницы с содержанием белка в зерне более 14 %, клейковины первой группы качества более 28 %, способные давать хлеб высокого качества (большого объема и пористый) не только в чистом виде, но и при добавлении к муке слабых пшениц. За способность сильной пшеницы улучшать слабую ее называют улучшителем.

К средней пшенице относят сорта с содержанием белка в зерне 11,0...13,9 %, клейковины 25...27 % (второй группы качества), мука из нее имеет хорошие хлебопекарные свойства, но не улучшает муку слабой пшеницы.

Слабые пшеницы отличаются более низким содержанием белка (менее 11%), клейковины в них менее 25 % (третьей группы качества). Мука слабых пшениц дает хлеб низкого качества с небольшим объемом и плохой пористостью.

К ценной пшенице относят сорта, которые по качеству зерна и технологическим свойствам близки к сильной пшенице, но отдельные показатели не соответствуют требованиям сортов - улучшителей.

На содержание белка сильно влияют почвенно-климатические условия. При продвижении посевов пшеницы и других зерновых культур с севера на юг и с запада на восток содержание белка увеличивается. На качестве зерна сказываются сухость воздуха, солнечная инсоляция, повышенное содержание азота в почве и уровень агротехники. Содержание белка и клейковины повышается, если налив зерна происходит в жаркую и сухую погоду. При повреждении зерна клопом-черепашкой значительно снижается его качество.

Помимо хлебопечения, производства макарон и кондитерских изделий из зерна пшеницы можно получать спирт, крахмал, декстрин. Отходы мукомольного производства (отруби, мучную пыль), солому и полову используют для кормления сельскохозяйственных животных. Часто посевы озимой пшеницы служат источником корма, приготовления сена, сенажа и силоса. Солому также применяют в виде подстилки для животных, для приготовления высококачественной бумаги, изготовления шляп, плетения корзин и в качестве строительного материала.

В мировом земледелии пшеница занимает первое место среди других сельскохозяйственных культур, ее возделывают во всех частях света на площади 208,8 млн. га (ФАО, 2004). По посевным площадям и производству зерна пшеницы Российская Федерация занимает одно из первых мест в мире, в 2003 г. площадь, занятая пшеницей, составила 22,1 млн га. Ее посевы в нашей стране распространены от Полярного круга до пустынь Средней Азии и берегов Тихого океана. Из зарубежных стран наибольшие посевные площади пшеницы имеют Китай, США, Индия, Канада, Аргентина, Франция. В Европе и США основные площади посева занимает озимая пшеница, а в Российской Федерации и Канаде преобладает яровая пшеница.

Пшеница -- одна из наиболее древних культур на земном шаре. В Европе и Азии ее начали возделывать еще в доисторические времена. Новейшие исследования показывают, что свыше 6,5 тыс. лет назад пшеница была известна в Ираке, в Египте и Малой Азии ее высевали за 6 тыс. лет до н. э., за 3 тыс. лет до н. э. пшеницу сеяли в Китае, Туркмении, Грузии, Армении и Азербайджане, а следы ее культуры в IV тысячелетии до н. э. были обнаружены на территории Хмельницкой области Украины.

Озимая пшеница в Российской Федерации широко распространена. На севере ее возделывают до 65° с. ш. (Архангельская обл.), на юге -- до 41° с. ш. (юг Дагестана), Основные площади посева озимой пшеницы размещены в районах с благоприятными условиями перезимовки -- на Северном Кавказе, в Центрально-Черноземной зоне, а также в районах Поволжья и Закавказья. За последние годы значительно увеличились площади посева озимой пшеницы в Центральном районе Нечерноземной зоны.[10]

Целью данной работы является создание проекта по совершенствованию технологии возделывания озимой пшеницы С этой целью мы рассмотрим ботанико-морфологические и биологические особенности культуры, особенности технологии возделывания, проанализируем состояние освещаемого вопроса в производстве. После чего нами будет создан проект совершенствования технологии возделывания озимой пшеницы, в котором мы определим место культуры в севообороте, систему обработки почвы и систему удобрения, рассмотрим сорта и гибриды, подготовку семян к посеву, посев и уход за посевами, а также уборку и послеуборочную обработку, хранение. В заключение рассмотрим экологическую безопасность проекта и выдвинем предложения по энерго- и ресурсосбережению, подведем общие итоги.

1. Биология и технология озимой пшеницы

1.1 Ботанико-морфологическая характеристика культуры

Пшеница (род Тriticит) насчитывает 22 вида, относящиеся к семейству Мятликовые (Роасеае). Наибольшие площади в посевах как в нашей стране, так и за рубежом занимают два вида: мягкая и твердая.

Мягкая, или обыкновенная, пшеница (Тriticum aestivum L.) преобладает в культуре; имеются озимые и яровые формы. Колос довольно рыхлый. Лицевая сторона колоса шире боковой. Колосковые чешуи широкие, не полностью закрывают цветковые. Киль на колосковой чешуе узкий, слабо развит, зерно с ясно выраженным хохолком, по консистенции эндосперм может быть мучнистым или полустекловидным. Есть остистые и безостые формы. Ости на наружных цветковых чешуях не длиннее колоса и расходятся веерообразно. Соломина полая.

Твердая пшеница (Тriticum durum Desf.) в Российской Федерации представлена преимущественно яровыми формами. Озимые формы этого вида возделывают на небольших площадях в Краснодарском и Ставропольском краях, Ростовской области и низменно-предгорных районах Дагестана, Республики Ингушетии и Чеченской Республики. .[12]

Колосья у твердой пшеницы длинные, колосковые чешуи сильно закрывают цветок; киль ярко выражен, зерно полностью погружено в цветковые чешуи, поэтому твердая пшеница гораздо лучше мягкой противостоит осыпанию, но обмолот ее более труден. Колос плотный, остистый. Ости параллельны колосу и длиннее его, боковая сторона колоса шире лицевой (толщина больше ширины). Зерно более вытянутое, сжатое с боков, со слабовыраженным хохолком или почти без хохолка, в изломе стекловидное. Поперечный разрез зерна угловатый (у мягкой близок к круглому). Соломина твердой пшеницы в верхнем междоузлии выполненная или с небольшим просветом.

По морфологическим признакам -- остистости (наличие или отсутствие на колосе остей); опушенности колосковых чешуи (голые или опушенные); окраске колоса (белая, красная или черная); окраске остей (одинаковая с окраской колоса или черная); окраске зерна (белая или красная) -- пшеницу делят на разновидности. Из мягких пшениц наиболее распространены разновидности лютесценс, эритроспермум и в меньшей степени -- ферругинеум, мильтурум; из твердых пшениц -- гордеиформе и мелянопус.

В каждой разновидности имеются сорта, различающиеся между собой (не всегда) по морфологическим признакам, но главным образом по биологическим и производственным особенностям. В пределах одной разновидности могут быть сорта озимые и яровые, скороспелые и позднеспелые, различной зимостойкости и засухоустойчивости, кустистости, осыпаемости, устойчивости к болезням, вредителям, полеганию [8]

Стебель у зерновых культур -- соломина цилиндрической формы, полая или заполненная паренхимой, состоит из 5...7 междоузлий, разделенных узлами (перегородками). Рост стебля происходит в результате удлинения всех междоузлий. Первым трогается в рост нижнее междоузлие, затем -- последующие, которые обгоняют в росте нижние междоузлия. Такой рост называется интеркалярным или вставочным.

Лист состоит из влагалища и листовой пластинки. Влагалище прикреплено к стеблю в нижней части междоузлия и охватывает его в виде трубки. В месте перехода влагалища в листовую пластинку имеется тонкая полупрозрачная пленка, называемая язычком. Язычок плотно прилегает к стеблю и предохраняет от проникновения внутрь листового влагалища воды и различных вредителей. По обеим сторонам язычка располагаются два полулунных ушка, охватывающих стебель и закрепляющих влагалище на стебле.

Соцветие - сложный колос.

Колос состоит из членистого колосового стержня (продолжение стебля) и колосков, расположенных на его уступах. Широкая сторона стержня называется лицевой, узкая -- боковой. На каждом уступе колосового стержня у пшеницы находится один колосок, состоящий из двух колосковых чешуи и двух или нескольких цветков.

Цветок состоит из двух цветковых чешуи: нижней, или наружной, и внутренней (верхней). У остистых форм наружная цветковая чешуя заканчивается остью. Между цветковыми чешуями расположены генеративные органы: женские -- пестик с завязью и двухлопастным рыльцем и мужские -- тычинки с двугнездным пыльником. У основания каждого цветка между цветковыми чешуями и завязью находятся две нежные пленки , при набухании которых цветок раскрывается.

Плод зерновых культур представляет собой односемянную зерновку, обычно называемую зерном, в которой единственное семя покрыто семенной оболочкой, развившейся из двух оболочек семяпочки, и плодовой, образовавшейся из тканей завязи. Зерновка состоит из зародыша, эндосперма и сросшихся с ними семенной и плодовой оболочек.[2]

1.2 Биологические особенности культуры

1.2.1 Требования к теплу, влаге, свету

Требования к температурному режиму. Озимая пшеница в разные периоды вегетации предъявляет неодинаковые требования к теплу. Семена ее начинают прорастать при температуре 1 -- 2 °С, но для дружного прорастания и появления всходов нужна более высокая температура. При температуре 14--16°С всходы появляются через 7 -- 9 дней после посева. Через 13--15 дней после полных всходов начинается кущение (при температуре 12--15 °С) и продолжается 30 -- 45 дней в зависимости от срока посева, температуры и влажности почвы.

Озимая пшеница кустится осенью и весной. Пониженная температура воздуха (6--10 °С) при достаточной влажности, а также повышенная облачность задерживают развитие растений, но способствуют более интенсивному кущению. Значительно повышают кущение азотные удобрения и посев крупными семенами. При благоприятных условиях произрастания одно растение образует 3 -- 5 стеблей.

В переходный осенне-зимний период наиболее благоприятна для развития озимой пшеницы сухая, ясная погода с температурой днем 10--12 "С и отрицательной температурой ночью. Это способствует большему накоплению углеводов, закалке растений и лучшей перезимовке.

Осенью при понижении среднесуточной температуры воздуха до 4--5 °С рост озимой пшеницы приостанавливается. Весной при повышении температуры до 5 °С пшеница начинает расти и дополнительно куститься. Для озимой пшеницы очень опасны резкие колебания температуры ранней весной, когда днем она поднимается до +10^оС, а ночью падает до -10^оС. Озимая пшеница может выдержать температуру в зоне узла кущения до -16-28^оС. Современные сорта (Мироновская 808, Краснодарская 39 и др.) отличаются высокой устойчивостью к пониженным температурам и способны переносить морозы до 25 -- 30 ° С при наличии снежного покрова.

Для озимой пшеницы сумма положительных температур от посева до полной спелости составляет 1850-2200° С, продолжительность вегетационного периода (включая зиму) - 275-350 дней.

Озимая пшеница достаточно жаровынослива и засухоустойчивая, но менее зимостойкая культура, чем озимая рожь. Однако при слишком высоких температурах (выше 40°С), при недостатке влаги и сухих ветрах у растений нарушается нормальный процесс фотосинтеза, повышается транспирация, тормозится рост растений, что препятствует хорошему наливу зерна. Суховеи сильнее влияют на озимую пшеницу при продолжительном действии и недостатке влаги в почве. Орошение пшеницы снижает отрицательное действие суховеев и предотвращает щуплость зерна.

Требования к влаге. Озимая пшеница лучше использует осенние и зимние осадки, потребляет значительно больше влаги, чем яровая. Это связано с тем, что она расходует большее количество влаги осенью.

Корневая система озимой пшеницы проникает на глубину до 1,5-2м и хорошо использует влагу из корнеобитаемого слоя. Для нормального роста и развития растений озимой пшеницы на юге страны решающее значение имеет влажность почвы в период всходов и осеннего кущения. При наличии влаги в почве всходы появляются дружно и кущение идет энергично. Осенние осадки повышают выход зерна, а весенние увеличивают вегетативную массу и снижают выход зерна по сравнению с выходом соломы. Озимая пшеница наибольшее количество влаги расходует от весеннего отрастания до колошения (до 70 % общей потребности воды за вегетацию) и наименьшее - от цветения до восковой спелости зерна (до 20%). Критическим периодом у озимой пшеницы по отношению к влаге является выход в трубку-колошение.

Для получения высоких урожаев зерна озимой пшеницы наиболее благоприятная влажность почвы (на глубине до 60см) составляет 70-75% полевой (наименьшей) влагоемкости. Коэффициент водопотребления ее равен 400-500.

Требования к свету. Действие света проявляется с начальных этапов развития растений. При оптимальном количестве солнечного света и тепла листья приобретают зеленую окраску, в них интенсивно проходит процесс фотосинтеза, в результате которого образуются органические вещества, растения хорошо кустятся, растут и развиваются. Солнечный свет оказывает положительное влияние на формирование органов плодоношения, зерна, на накопление в них белков, углеводов и других веществ.

Озимая пшеница -- растение длинного дня. Она зацветает тем быстрее, чем длиннее день [2]

1.2.2Требования к почве и элементам питания

Лучшие почвы для озимой пшеницы -- высокоплодородные черноземы, темно-каштановые с нейтральной или слабощелочной реакцией (рН 6,0 -- 7,5). Она может произрастать и давать хорошие урожаи на удобренных слабоподзолистых, среднесуглинистых и серых лесных почвах. На легких супесях и осушенных торфяниках, а также на кислых почвах без соответствующего их улучшения озимая пшеница удается плохо. Пониженные заболоченные места неблагоприятны для перезимовки озимой пшеницы. Для возделывания озимой пшеницы лучше отводить более плодородные поля с выравненным рельефом.

Озимую пшеницу справедливо называют растением культурного земледелия. Она дает высокие и устойчивые урожаи при высоком уровне агротехники.

Озимая пшеница для формирования урожая 50 -- 70 ц/га использует 200--280 кг азота (3,5--4,5 кг на 1 ц зерна). Максимальное потребление азота приходится на фазы кущение -- выход в трубку -- начало стеблевания. В удобренном паровом поле накапливается 80-- 120 кг/га азота, по бобовым -- 60--80 кг/га, по зерновым и пропашным предшественникам -- 30--60 кг/га. В период вегетации за счет минерализации органического вещества количество азота увеличивается на 20--30%. Коэффициент использования азота почвы -- 0,6--0,8 в зависимости от обеспеченности влагой. Остальное количество азота вносится в виде минеральных удобрений (коэффициент использования азота из удобрений -- 0,7).

Под основную обработку почвы дают 20--30% общей нормы азотных удобрений. Для этой цели можно использовать как твердые виды туков, так и жидкий аммиак и аммиачную воду.

По результатам почвенной и листовой диагностики проводят позднюю осеннюю и весенние подкормки аммиачной селитрой, карбамидом или их растворами из расчета по 30--45 кг/га азота.

Более высокие разовые дозы азота при ранневесенней подкормке могут вызвать интенсивное кущение и образование большого количества непродуктивных стеблей. Весной подкормку можно начинать только после схода талых вод.

В фазу кущения эффективна корневая подкормка, которую при необходимости проводят комплексными удобрениями.

Растворы азотных удобрений и ЖКУ могут вноситься путем опрыскивания посевов совместно с гербицидами, микроэлементами (Мп, Мо, Си) и туром.

Для получения высококачественного зерна на основе растительной диагностики даются некорневые подкормки карбамидом или раствором карбамида и аммиачной селитры («плавом») в фазы колошение -- молочная спелость.

В фазу выхода в трубку осуществляется подкормка по технологической колее или с помощью сельскохозяйственной авиации.

Растворы для некорневых подкормок готовят на стационарных растворных узлах, а также в машинах типа РЖТ и СТК-5. Раствор карбамида готовится 30%-ной концентрации (65 кг карбамида на 150 л воды). Для приготовления «плава» 22 кг карбамида и 45 кг аммиачной селитры растворяют в 100 л воды. Норма расхода растворов-- 150--200 л на 1 га. При некорневой подкормке эффективно добавление гумата натрия из расчета 300 г на 1 га.

Определение качества зерна производится в поле за 1--3 дня до уборки или от бунта зерна, сформированного на току. После подсчета содержания клейковины, натурной массы и влажности зерна осуществляются его подработка и формирование партий для сдачи государству.

Для получения урожая озимой пшеницы 50--70 ц/га требуется на почвах со средней обеспеченностью фосфором внести 125--175 кг/га Р₂О₅.

Доза внесения фосфорных удобрений корректируется в зависимости от содержания фосфора в почве: при повышенном содержании применяется коэффициент 0,7, при высоком -- 0,5, при низком -- 1,3. Растения энергично потребляют фосфор в течение первых 4--5 недель вегетации. Он оказывает стимулирующее влияние на развитие корневой системы, формирование цветков, ускоряет созревание. Фосфорные удобрения вносятся под основную обработку почвы, причем максимальный эффект достигается при послойно-ленточном расположении гранул в почве. В качестве рядкового удобрения применяют от 10 до 20 кг/га Р₂0₅. Если с осени не было внесено необходимого количества фосфорных удобрений, то их можно частично довнести весной корневым способом или путем опрыскивания посевов жидкими комплексными удобрениями по технологической колее.

Для получения урожая озимой пшеницы 50--70 ц/га требуется в среднем внести 90--140 кг/га К₂0. Доза внесения калийных удобрений корректируется в зависимости от содержания калия в почве: при повышенном содержании применяется коэффициент 0,7, при высоком -- 0,5, при низком -- 1,3. Калийные удобрения вносятся вместе с фосфорными под основную обработку почвы.

Калий интенсивно поступает в растения с первых дней роста до цветения. Калийное удобрение способствует накоплению в растениях сахаров, что предохраняет озимую пшеницу от вымерзания [2,17]

1.2.3Фазы роста и развития культуры, их продолжительность

В течение вегетации у зерновых культур отмечают следующие фазы роста и развития: всходы, кущение, выход в трубку, колошение, цветение, налив и созревание. Началом фазы считают день, когда в нее вступает не менее 10 % растений; полная фаза отмечается при наличии соответствующих признаков у 75 % растений. У озимых культур первые два этапа органогенеза и две фазы при благоприятных условиях протекают осенью, остальные -- весной и летом следующего года.

Набухание и прорастание семян предшествуют фазе всходов. Для того чтобы семена проросли, они должны набухнуть, т. е. поглотить определенное количество воды, которое зависит от их крупности и химического состава. Семена пшеницы поглощают 47...48 % воды от их абсолютно сухой массы. На поглощение воды оказывают влияние температура среды, концентрация почвенного раствора, структура и крупность зерна. Наиболее благоприятная температура в период набухания семян 10...21 "С. На почвах с повышенной концентрацией солей набухание, а затем и прорастание затягиваются. Мучнистое зерно пшеницы и мелкие семена поглощают воду быстрее, чем стекловидное и крупное зерно, поэтому для получения дружных всходов посевной материал должен быть выравненным. При набухании в семенах происходят биохимические и физиологические процессы. Под воздействием ферментов сложные химические соединения (крахмал, белки, жиры и др.) переходят в простые, растворимые соединения. Они становятся доступными для питания зародыша и через щиток перемещаются в него.

Д. Н. Прянишников установил, что находящийся в эндосперме белок расщепляется с образованием аминокислот и небольшого количества аспарагина и глютамина. Азотистые вещества, вступая в реакции с продуктами расщепления углеводов, служат для синтеза новых белков в растущем зародыше.

Получив питание, зародыш из состояния покоя переходит к активной жизнедеятельности. Семена начинают прорастать. В это время им необходимы влага, кислород и определенные температурные условия. Минимальные температуры, при которых могут прорастать семена 1...2 °С (оптимальная -- 15...20 °С).

Недостаток или избыток влаги, пониженные или повышенные температуры, слабый доступ воздуха в почву задерживают прорастание семян. Избыточное увлажнение почвы, глубокая заделка семян, особенно на тяжелых почвах, образование корки на поверхности почвы затрудняют доступ воздуха к проросткам, от чего резко снижаются прорастание семян и появление всходов.

Всходы -- первая фаза роста и развития. По мере набухания семена начинают прорастать. Вначале трогаются в рост зародышевые корешки, а затем -- стеблевой побег. Сверху он покрыт тонкой прозрачной пленкой в виде чехлика, называемого колеоптилем. Колеоптиль -- видоизмененный первичный влагалищный лист растения -- предохраняет молодой стебель и первый лист от механических повреждений во время их роста в почве. Как только стебелек выйдет на поверхность почвы, под действием солнечного света колеоптиль прекращает рост и под давлением растущего листа разрывается, наружу выходит первый настоящий лист. В момент выхода первого зеленого листа у зерновых культур отмечается фаза всходов.

Для выращивания высоких и устойчивых урожаев очень важно получить своевременные, дружные и полноценные всходы оптимальной густоты. Этого можно добиться путем установления правильной нормы высева, использования высококачественных семян, улучшения агротехники и условий произрастания. Густота растений зависит от полевой всхожести семян. Полевая всхожесть -- количество появившихся всходов, выраженное в процентах к числу высеянных всхожих семян. Полевая всхожесть семян в хозяйствах различных зон Российской Федерации в среднем колеблется от 60 до 70 %. При соблюдении технологии возделывания зерновых культур полевая всхожесть значительно повышается и достигает 70...85 %. Установлено, что снижение полевой всхожести на 1 % приводит к уменьшению урожая зерновых на 1,5...2,0 %.

Агрономическое значение фазы всходов заключается в том, что при изреживании посевов (некачественные семена, неблагоприятные условия в период всходов) проводят пересев в этой фазе. Более поздний пересев ведет к снижению урожая. Нормальная густота всходов -- основа хорошего урожая культуры.

Через 10...14 дней после появления всходов у растений образуется несколько листьев (чаще 3, реже 4). Одновременно с их ростом развивается корневая система. Ко времени образования 3...4 листьев зародышевые корни разветвляются и проникают в почву на глубину 30...35 см, рост стебля и листьев временно приостанавливается, начинается новая фаза развития растений -- кущение.

Кущение -- это образование побегов из подземных стеблевых узлов. Сначала из них развиваются узловые корни, затем - боковые побеги, которые выходят на поверхность почвы и растут так же, как и главный стебель. Верхний узел главного стебля, который расположен на глубине 1...3см от поверхности почвы, где происходит этот процесс, называют узлом кущения. Узел кущения -- важный орган, его повреждение приводит к ослаблению роста или гибели растения. Одновременно с образованием боковых побегов формируется вторичная (узловая) корневая система, которая размещается в основном в поверхностном слое.

Интенсивность кущения зависит от условий произрастания, видовых и сортовых особенностей зерновых культур. При благоприятных условиях (оптимальной температуре и влажности почвы) период кущения растягивается, а число побегов увеличивается. В обычных условиях озимые культуры образуют 3...6 побегов. Различают общую и продуктивную кустистость. Под общей кустистостью понимают среднее число стеблей, которое приходится на одно растение, независимо от степени их развития. Продуктивная кустистость -- среднее число плодоносящих стеблей, приходящееся на одно растение. Продуктивная кустистость имеет большое практическое значение, от нее в значительной степени зависит урожайность.

Стеблевые побеги, образовавшие соцветия, но не успевшие к уборке сформировать семена, называют подгоном, а побеги без соцветий -- подседом.

В узле кущения размещаются все части будущего растения, и одновременно он служит вместилищем запасных питательных веществ. Отмирание узла кущения всегда приводит к гибели растения. Узел кущения залегает на глубине 2...3 см; при более глубоком залегании повышается устойчивость зерновых культур к полеганию, озимые меньше страдают от зимне-весенних пониженных температур.

На глубину залегания узла кущения сильно влияют глубина заделки семян, обработка семян ретардантами, температура, свет, тип почвы и сорт. При недостатке света узел кущения залегает ближе к поверхности почвы, при пониженной температуре, при более глубокой заделке семян и при их обработке ретардантами увеличивается глубина залегания узла кущения. Сорта твердой пшеницы закладывают узел кущения глубже, чем сорта мягкой пшеницы.

Кущение растений зависит от температуры, наличия влаги, питательных веществ, сроков посева, вида и сорта растения. Наиболее дружное кущение бывает при температуре 10...15°С. При более высокой температуре период кущения заканчивается быстро и побегов образуется меньше.

Загущенные посевы больше полегают, из-за чего снижается фотосинтетическая деятельность растений, ухудшается налив зерна и увеличиваются потери при уборке. Оптимальная густота продуктивного стеблестоя для зерновых хлебов составляет 500...600 растений на 1 м², что обеспечивает урожайность 4...5 т/га.

Выход в трубку характеризуется началом роста стебля и формированием генеративных органов растения. Началом выхода в трубку считают такое состояние растений, когда над поверхностью почвы на высоте 3...5 см внутри листового влагалища главного стебля легко прощупываются стеблевые узлы -- бугорки. В этот период растению требуется хорошая обеспеченность влагой и элементами питания, так как закладываются генеративные органы и начинается усиленный рост.

Рост стебля начинается с удлинения нижнего междоузлия, расположенного непосредственно над узлом кущения. Интенсивный рост первого междоузлия продолжается 5...7 дней, затем рост замедляется и заканчивается на 10...15-й день. Почти одновременно начинает расти второе междоузлие. После приостановки его роста удлиняются третье и последующие междоузлия. Каждое междоузлие растет своей нижней частью. Заканчивается рост междоузлий к концу цветения -- началу налива зерна.

В фазе выхода в трубку интенсивно нарастает ассимилирующая поверхность. Площадь листьев увеличивается на протяжении всей фазы выхода в трубку, достигая максимума в фазе колошения или цветения.

Колошение характеризуется появлением соцветия из влагалища верхнего листа. Первыми появляются соцветия на главных побегах, через 2...3 дня --на боковых. По сроку наступления этой фазы надежнее всего можно определить скороспелость сортов.

В этой фазе усиленно растут листья, стебли и формируется колос . Растения предъявляют повышенные требования к условиям произрастания. Недостаток влаги в почве, сухая и жаркая погода в этот период приводят к нарушению формирования генеративных органов и образованию в колосе большого числа недоразвитых и стерильных цветков.

Цветение у зерновых культур наступает во время или вскоре после колошения . Растения-самоопылители опыляются преимущественно при закрытых цветках своей пыльцой. У пшеницы иногда (в жаркую погоду) цветки раскрываются и может происходить перекрестное (спонтанное) опыление. При неблагоприятных условиях в период цветения снижается завязываемость семян.

Спелость наступает вслед за цветением. Формирование семян продолжается до достижения окончательной длины зерна. К концу периода заканчивается дифференциация зародыша, содержимое зерна из водянистого превращается в молочное, в эндосперме появляются крахмальные зерна, цвет оболочки из белого переходит в зеленый. Влажность зерна 65...80%, масса 1000 семян 8...12 г, продолжительность периода 5...8 дней. Налив -- период от начала отложения крахмала в эндосперме до прекращения этого процесса. Влажность зерна снижается до 37...40 %, продолжительность периода 20...25 дней.

Период налива делят на четыре фазы:

водянистого состояния -- начало формирования клеток эндосперма; сухое вещество составляет 2...3 % максимального количества; длительность фазы 6 дней;

предмолочного состояния -- содержимое семени водянистое с молочным оттенком; сухого вещества накапливается 10 %; продолжительность фазы 6...7 дней;

молочного состояния -- зерно содержит молокообразную белую жидкость; содержание сухого вещества 50 % массы зрелого семени; длительность фазы 7... 15 дней;

тестообразного состояния -- эндосперм имеет консистенцию теста; содержание сухого вещества 85...90 % максимального количества; продолжительность фазы 4...5 дней.

Созревание начинается с прекращения поступления пластических веществ. Влажность зерна снижается до 18... 12 % и даже до 8 %. Зерно созрело и пригодно для посевных, технических и хозяйственных целей, но развитие семени еще не закончено.

Период созревания делят на две фазы:

восковой спелости -- эндосперм восковидный, упругий, оболочка зерна приобретает желтый цвет. Влажность снижается до 30 %. Длительность фазы 3...6 дней. В этой фазе приступают к двухфазной (раздельной) уборке;

твердой спелости -- эндосперм твердый, на изломе мучнистый или стекловидный, оболочка плотная, кожистая, окраска типичная. Влажность в зависимости от зоны 8...22 %. Продолжительность фазы 3...5 дней. В этой фазе протекают сложные биохимические процессы, после чего появляется новое и самое главное свойство семени -- нормальная всхожесть. Поэтому дополнительно выделяют еще два периода: послеуборочное дозревание и полная спелость.

Во время послеуборочного дозревания заканчивается синтез высокомолекулярных белковых соединений, свободные жирные кислоты превращаются в жиры, укрупняются молекулы углеводов, дыхание затухает. В начале периода всхожесть семян низкая, в конце -- нормальная. Продолжительность этого периода колеблется от нескольких дней до нескольких месяцев в зависимости от особенностей культуры и внешних условий. .[10]

2. Проект совершенствования (оптимизации) технологии возделывания озимой пшеницы

2.1 Место озимой пшеницы в севообороте

В полевых севооборотах под озимые отводят несколько полей: в девятипольных -- 3, семипольных -- 2. Севооборот -- связующее звено в технологии возделывания озимой пшеницы, он снижает засоренность, распространение болезней и вредителей, повышает эффективность удобрений.

Основные требования к предшественникам: своевременное освобождение поля от парозанимающей культуры для обработки почвы и посева, возможность очистить поле от сорняков, накопить и сохранить влагу и на этой основе обеспечить получение дружных всходов, хорошее развитие растений с осени, что будет способствовать лучшей перезимовке и получению высоких урожаев.

Лучшие предшественники для озимой пшеницы в зоне недостаточного и неустойчивого увлажнения -- чистые пары и прежде всего черный пар. Из других предшественников можно использовать занятые пары -- кукурузу на силос, однолетние травы, многолетние бобовые травы на один укос, зерновые бобовые культуры. В качестве непаровых предшественников могут быть использованы озимые, высеваемые по черному пару, ячмень, картофель и др.[11]

2.2 Система удобрения

Озимые зерновые культуры дают устойчивые урожаи в основных районах возделывания и отличаются высокой отзывчивостью на применение удобрений. Озимая пшеница -- ведущая зерновая культура в Центрально-Черноземной зоне.

Озимая пшеница более требовательна к нейтральной реакции среды и почвенному плодородию. Вынос питательных элементов у озимой пшеницы на единицу товарной продукции относительно стабилен и довольно близок (в кг на 1 т зерна и соответствующее количество соломы N -- 30--35, Р₂О₅ -- 10--12 и К₂О -- 25--30). Новые высокопродуктивные сорта озимой пшеницы отличаются повышенной потребностью в элементах питания, особенно азоте.

Пшеница меньше усваивает питательные вещества из труднорастворимых соединений в почве и хуже переносит временное понижение температур и засуху.

До кущения озимые культуры потребляют относительно небольшое количество питательных веществ, но весьма чувствительны к их недостатку, особенно фосфора. Максимум потребления элементов питания приходится на период от выхода в трубку до колошения -- начала цветения. Однако наиболее ответственным в отношении снабжения питательными веществами являются периоды от всходов до ухода под зиму, а также начала вегетации весной. В осенний период для хорошего роста и перезимовки озимых должно быть обеспечено повышенное фосфорно-калийное и умеренное азотное питание. Усиленное питание озимых с осени фосфором и калием способствует лучшему кущению и развитию растений, накоплению большого количества углеводов (сахаров) и повышению зимостойкости. При обильном снабжении культуры осенью азотом ухудшаются условия перезимовки, что имеет особое значение в регионах с более суровыми зимами

Весной озимые рано трогаются в рост и требуют повышенного количества азота. Азотные подкормки в фазы кущения и трубкования озимых способствуют увеличению урожая зерна, а более поздние -- в фазы кущения и налива зерна -- повышению белковости (и содержания клейковины в зерне пшеницы).

Органические удобрения применяют под озимые, идущие по чистым парам и после раноубираемых предшественников. При посеве по занятым парам органические удобрения лучше вносить под парозанимающую культуру, так как в этом случае они обеспечивают большую суммарную прибавку урожая. При орошении органические удобрения вносят, как правило, под предшествующую культуру в дозе 20--40 т/га. [7]

Необходимый уровень питания озимой пшеницы фосфором и калием в осенний период и на протяжении всей последующей вегетации обеспечивается внесением фосфорно-калийных удобрений под основную обработку почвы. Для усиления питания растений в начальный период, лучшего укоренения озимой пшеницы и более быстрого роста надземных органов в рядки при посеве вносят небольшие дозы суперфосфата (10--15кг Р2О5 на 1 га), аммофоса или других комплексных азотно-фосфорно-калийных удобрений. Включение небольших доз азота в рядковое удобрение целесообразно, если озимые идут по занятым парам и непаровым предшественникам, не получавшим навоз, а включение калия -- на легких и других бедных этим элементом почвах. При рядковом удобрении обеспечивается высокая окупаемость внесенного фосфора прибавкой урожая.

Весенние азотные подкормки озимых хлебов -- обязательный прием, обеспечивающий значительное повышение урожайности при высокой окупаемости затрат.[3]

При умеренных дозах (30--40 кг/га) азота весенние подкормки обеспечивают прибавки урожая зерна на серых лесных почвах и маломощных черноземах лесостепной зоны -- 0,3--0,5 т/га, выщелоченных и обыкновенных черноземах Центрального района. Высокая эффективность весенней подкормки озимых хлебов проявляется и при больших дозах азота (40--60 кг/га), но окупаемость единицы внесенного азота получаемой прибавкой урожая зерна может снижаться. При ограниченных возможностях применения азотных удобрений весеннюю подкормку озимых целесообразно провести в минимальных дозах (30--40 кг/га) на большей площади посевов, что обеспечит получение больших суммарной прибавки урожая и валового дохода при высокой окупаемости единицы удобрения.

Более высокие дозы азота (до 50--60 кг/га) применяют в весеннюю подкормку при позднем снеготаянии, хорошем запасе влаги в почве, успешной перезимовке озимых, на более плодородных и окультуренных почвах с хорошим фитосанитарным состоянием.

Стабильно высокий эффект от азотной подкормки объясняется тем, что озимые трогаются в рост весной, когда особенно нуждаются в доступном растениям минеральном азоте, накопление которого в почве тормозится из-за слабой микробиологической активности и минерализации органического вещества почвы при низких температурах. К тому же осенью и весной из переувлажненной почвы теряется большое количество азота в газообразной форме в результате денитрификации, а также вымывания нитратов. Ослабленные после перезимовки озимые практически повсеместно, независимо от типа почвы и предшественника (за исключением посевов на черноземах по чистым парам), весной испытывают недостаток азота.

Весенние азотные подкормки усиливают регенерацию отмерших стеблей, кущение, ускоряют рост и формирование листового фотосинтезирующего аппарата. Достаточная обеспеченность азотом в этот период увеличивает образование продуктивных стеблей, ускоряет и усиливает процессы дифференциации и формирования репродуктивных органов, а затем образование более озерненных колосьев, повышает массу зерна одного колоса и в итоге урожайность озимых хлебов. Эффективность весенних подкормок озимых сильно зависит от сроков их проведения и погодных условий, прежде всего влагообеспеченности.

Максимальные прибавки урожая зерна достигают от азотных подкормок, проводящихся в начале активного отрастания озимых, когда температура почвы на глубине 10 см составляет 7--9 °С, а сумма положительных среднесуточных температур за период после схода снега превысит 200 °С. Именно в этот период активизации ростовых процессов увеличивается скорость поглощения озимыми азота и растения более полно используют внесенный азот удобрений.

При слишком раннем проведении азотных подкормок -- по мерзлой почве в конце таяния снега (по таломерзлой почве, так называемому «черепку», возрастает опасность потерь внесенного азота (за счет поверхностного стока, особенно на склоновых землях, внутрипочвенной миграции и денитрификации нитратов), загрязнения грунтовых вод. Запаздывание с подкормкой также снижает ее эффективность из-за иссушения почвы, а при хорошей влагообеспеченности из-за усиления с повышением температуры мобилизации почвенного азота.

Для прогноза оптимального срока подкормок используют данные метеорологической службы о времени окончательного схода снега и начале весенней вегетации озимых. В лесостепной зоне подкормку проводят через 7--10 дней после полного схода снега, заканчивать ее проведение необходимо соответственно за 4--5 дней.

В условиях недостатка влаги (при быстром сходе снега и подсыхании почвы в сухие весны и при запоздалых подкормках, в засушливых зонах) предпочтительнее прикорневое внесение азотных удобрений с помощью дисковых сеялок по физически спелой почве на глубину расположения узла кущения. В этом случае удобрения вносят поперек посевных рядков, а при перекрестном посеве -- по диагонали на глубину 2--5 см с интервалом 12--17 см.

Следует заметить, что вместо весенней подкормки озимых допустимо вносить азотные удобрения поздней осенью, перед уходом растений под снег, особенно в засушливых районах с быстрым промерзанием почвы. Однако подзимнюю подкормку озимых хлебов из-за опасности смыва и потерь азота в результате вымывания нитратов в грунтовые воды применяют только на полях с выровненным рельефом и при низком залегании грунтовых вод.

При высоких дозах удобрений для подкормок озимых культур можно использовать все формы твердых азотных удобрений (аммиачную селитру, мочевину, сульфат аммония и др.). Для весенних подкормок озимых культур успешно можно применять также водные растворы мочевины и аммиачной селитры (КАС). При этом обеспечиваются полная механизация работ, лучшая равномерность внесения, точность дозирования при меньших затратах труда. Подкормку озимых можно проводить также органическими удобрениями, содержащими азот в легкодоступной форме, -- навозной жижей, птичьим пометом. Перед боронованием озимых в весеннюю подкормку вносят 4--5 т/га навозной жижи (разбавленной водой в 2--3 раза) или 4--5 ц/га сухого птичьего помета (при разбавлении водой в 6--7 раз). Дозу жидкого навоза для весенних подкормок озимых определяют по содержанию в нем азота.

Азотным удобрениям принадлежит ведущая роль в повышении урожаев зерновых озимых культур на малогумусированных почвах в условиях достаточного увлажнения. При посеве озимых зерновых по чистому пару, после многолетних трав (особенно клевера и люцерны), зерновых бобовых и по хорошо унавоженному занятому пару общую дозу азотных удобрений снижают.

На неорошаемых землях Центрально-Черноземной зоны, особенно в южных и юго-восточных районах, решающее значение для озимой пшеницы имеют фосфорные удобрения, тем более при выращивании ее по чистым парам.

В основных районах орошаемого земледелия на черноземах под озимую пшеницу наиболее эффективно применение азотных и фосфорных удобрений. Калийные удобрения эффективны только на фоне азота и фосфора в повышенных дозах.

Дозы удобрений уточняют с учетом уровня планируемого урожая и содержания подвижных форм питательных веществ в почве.

Самую высокую и устойчивую эффективность удобрений при внесении их под озимые культуры получают в зонах достаточного увлажнения и в районах орошаемого земледелия. При этом окупаемость зерном 1 кг НРК достигает 10 кг.

Базовая технология производства зерна озимой пшеницы для типичных условий лесостепной зоны предусматривает:

при традиционной технологии получение урожайности зерна 2,5--3 т/га за счет использования плодородия почвы и ресурсов агроландшафта, биологического потенциала сорта с его реализацией более 50 % и применения минеральных удобрений в рядки и азотной весенней подкормки в дозе 30 кг/га при размещении посевов после пожнивной культуры сидератов или по пласту многолетних трав;

при интенсивном типе технологии для получения 4,0--5,0 т/га качественного зерна с частичной компенсацией выноса питательных веществ урожаем за счет применения N40 весной в подкормку и по Р40К40 (под основную обработку и Р 10-15 в рядки) при использовании мер защиты растений от наиболее опасных болезней, вредителей и сорняков, с реализацией биологического потенциала сорта выше 65 %;

при высокой технологии для получения урожайности зерна свыше 5,0 т/га с использованием новых высокоинтенсивных сортов, комплексной системы защиты растений и компенсацией выноса элементов питания с урожаем за счет применения в чистом пару и под другие предшественники 20--30 т/га навоза и минеральных удобрений по чистому пару 180 NРК, а по другим предшественникам -- 210 NРК (соответственно N50 и N90 дробно -- до посева и в подкормки в соответствии с результатами комплексной диагностики питания растений по фону 60 РК под основную обработку) с реализацией биологического потенциала сорта более 85 %.

Окупаемость 1 кг д. в. удобрений при такой технологии составляет 8--10кг зерна.

При высоких технологиях азотные удобрения под озимые культуры чаще всего вносят дробно -- 1/3 общей дозы под предпосевную обработку, а остальное количество в подкормки. Дробное применение минерального азота удовлетворяет потребность растений в азотном питании в течение периода вегетации и уменьшает вероятность полегания. При этом азот удобрений более продуктивно используется на формирование урожая высокого качества, снижаются потери внесенного азота и опасность загрязнения природных вод нитратами. Умеренное, но достаточное азотное питание осенью, когда происходит формирование элементов продуктивности, имеет огромное значение для урожая.

Азотные подкормки проводят с учетом агрометеорологических условий, состояния озимых культур и потребности растений в этом элементе по фазам развития. Для корректировки доз нужно обязательно учитывать состояние посевов после перезимовки по результатам биологического контроля, содержание минерального азота в почве (уточнение дозы первой подкормки) и общего или нитратного азота в растениях (уточнение дозы весенних и летних подкормок при выходе в трубку «для урожая» и определение целесообразности поздних подкормок «для качества»).

Общую дозу азотных, фосфорных и калийных удобрений устанавливают, исходя из уровня планируемого урожая и нормативов затрат питательных веществ удобрений на формирование единицы продукции, а максимальную дозу азота -- с учетом экологических ограничений.

Влияние поздних подкормок озимых зерновых культур азотом на содержание белка и клейковины в зерне сильно зависит от влажности почвы в слое 0--20 см. При малых запасах влаги (25 % НВ) и на переувлажненных почвах (80 % НВ) позднюю летнюю подкормку проводить не следует. Поздняя подкормка озимых культур азотом эффективна лишь на полноценных по густоте посевах с ожидаемой урожайностью пшеницы более 2,5-Зт/га при общей годовой дозе азота свыше 60 кг/га. При меньшей дозе азот лучше использовать до посева и при весенней подкормке.

Даже при дробном внесении повышенных доз азота под озимые хлеба наблюдается склонность к полеганию посевов. В этом случае целесообразно применение ретардантов (тур и др.), повышающих устойчивость растений к полеганию [7]

2.3 Система обработки почвы

Обработка почвы зависит от предшественника, засоренности, влажности почвы и почвенно-климатических условий. Обработку черного пара начинают с лущения стерни сразу же после уборки предшествующей культуры. Поле, засоренное малолетними сорняками, лущат на глубину 5...7 см, корневищными и корнеотпрысковыми -- на 10...12 см лемешными лущильниками. После прорастания сорняков поле пашут на глубину пахотного слоя плугом с предплужником. Весной пар боронуют, в течение лета проводят несколько (от 3 до 5) культивации по мере появления сорняков. Первая культивация самая глубокая (10...12 см), каждая последующая мельче предыдущей, последнюю предпосевную культивацию проводят на глубину 5...6 см. Такая обработка почвы носит название послойной, она способствует сохранению влаги в почве и очищению поля от сорняков. Предпосевную культивацию проводят паровыми культиваторами с одновременным боронованием. Для наиболее качественной предпосевной обработки применяют комбинированные агрегаты. В течение лета паровое поле должно находиться в рыхлом и чистом от сорняков состоянии.

При размещении озимой пшеницы по кулисным парам кулисы из высокостебельных растений (кукуруза, подсолнечник, сорго и др.) высевают весной (весенние кулисы) в 1...2 ряда с расстоянием между рядами 45...70 см и между полосами кулис 15...20м. Если кулисные растения высевают летом (летние кулисы) за 30...45 дней до посева озимых, то расстояние между кулисами сокращают до 10...12м.

Иногда вместо кулис к озимой пшенице подсевают горчицу, которая до наступления морозов успевает достаточно вырасти, хорошо задерживает снег на полях и обеспечивает защиту озимых от морозов и ветровой эрозии.

В районах, подверженных водной и ветровой эрозии почвы, применяют ранние пары. Обработку раннего пара начинают осенью плоскорезами с оставлением стерни или проводят безотвальную обработку. Ранние пары весной пашут как можно раньше -- в конце апреля -- первой половине мая, последующие приемы ухода за ними такие же, как при обработке черного пара. В этом случае они по эффективности приближаются к черному пару.

Обработка паров, занятых однолетними, многолетними травами на один укос, зерновыми бобовыми, пропашными культурами, начинается с лущения стерни (если позволяет время), глубокой вспашки плугом с предплужником и боронования. В дальнейшем до посева озимой пшеницы поле обрабатывают по типу пара, т. е. по мере появления сорняков проводят культивацию с одновременным боронованием. Перед вспашкой, особенно после уборки многолетних трав, почву обязательно дискуют в двух направлениях дисковыми боронами, что способствует хорошей разделке почвы и сохранению влаги. После уборки парозанимающих пропашных культур, если поле чистое от сорняков, достаточно провести культивацию на глубину 10...12 см с боронованием, а затем обработать по типу пара. Для лучшей осадки почвы (в сухое лето) хорошие результаты дает прикатывание с боронованием, при достаточном увлажнении -- использование комбинированных пахотных агрегатов. После уборки непаровых предшественников обычно остается мало времени до посева озимых, поэтому нужно разумно выбирать систему обработки почвы для озимых. Если до посева после уборки предшественника остается больше месяца, то поле немедленно лущат и вскоре пашут с одновременным боронованием или пашут без предварительного лущения. Если после уборки предшественника остается меньше месяца, то при сухой погоде и на чистых от сорняков полях применяют поверхностную обработку почвы -- лущение на глубину 10... 12 см и боронование.