Механизированая технология ярового рапса

25

СОДЕРЖАНИЕ

стр

              Введение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

Глава 1. Интенсивная технология возделывания ярового рапса

на семена. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

1.1.           Народнохозяйственное значение ярового рапса. . . . . . . . . . . . . . . . 6

1.2.           Морфологические и биологические особенности, сорта. . . . . . . . . 14

1.3.           Особенности возделывания и уборки ярового рапса

      на семена. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

1.4.           Экономическая эффективность возделывания ярового рапса

       на семена. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 25

Глава 2. Содержание учебного материала по изучению методики преподавания возделывания ярового рапса на семена  учащимися в профессиональном училище. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

          2.1. Выбор форм и методов обучения для учащихся ПУ . . . . . . . . . . . 28

2.2. Модели уроков по изучению специального предмета «Растениеводство». . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

Заключение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

Литература. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .52

ПРИЛОЖЕНИЕ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . …..54

Введение

Россия - одна из ряда стран (совместно с «Большой семеркой», Ки­таем и Мексикой), которая учредила Глобальное биоэнергетическое партнерство и приняла на себя обязательства по развитию биоэнергии. Министр сельского хозяйства Е. Скрыльник считает, что «РФ обладает со­поставимым с США потенциалом в производстве биотоплива - около 1 млрд метрических тонн биомассы... Россия в перспективе может стать одним из крупнейших поставщиков биомассы на европейский рынок. На сегодняшний день в России остаются невостребованными около 20 млн гектаров продуктивной пашни, которую можно было бы использо­вать для выращивания высокоэнергетических культур, включая рапс». В 2008-2012 гг. правительство направит из федерального бюджета 4,6 млрд рублей на увеличение производства рапса.

В настоящее время можно констатировать начало «рапсового бума» и в нашей стране. В 2007 г. посевы рапса (ярового и озимого) занимали 650 тыс. га, тогда как в 2001 г. - 135 тыс. га. В общемировом производ­стве масличных культур рапс уверенно опередил подсолнечник. Одна­ко, несмотря на большие перспективы, до настоящего времени рапс в России не занял достойного места в структуре посевных площадей. Ос­новными причинами незначительных площадей и низкой урожайности рапса в нашей стране, на наш взгляд, являются:

• недостаток знаний и навыков выращивания культуры;

• недооценка рапса со стороны государственных структур;

• дефицит экологически безопасных пестицидов;

• нехватка доступной и производительной посевной техники;

• отсутствие эффективных технологий уборки и первичной обработки семян (потери при уборке и первичной обработке доходят до 50%);

• слабая материально-техническая база для сушки, хранения и пе­реработки семян;

• более низкая цена реализации, чем у подсолнечника;

• таможенная пошлина на экспорт масличных культур.

В современных условиях в силу ряда преимуществ рапс становится культурой с гарантированным рынком сбыта, который востребован не только в России, но во всем мире. Выращивание рапса привлекательно по экономическим, экологическим и агрономическим причинам. Введе­ние рапса в севооборот облегчает переход на минимальную, а затем и на нулевую обработку почвы при выращивании зерновых культур. Рапс обладает фитосанитарным действием, накапливает органику в почве, улучшает почвенную структуру. Выделения корней рапса освобождают почву от корневых гнилей и болезней. С его помощью можно успешно бороться со злаковыми сорняками. Рентабельность выращивания рапса редко бывает ниже 50%.

Территория России обладает огромным потенциалом, позволяющим на порядок увеличить производство рапса, учитывая, что рынок расти­тельных масел в 20-летней перспективе практически не лимитирован. По прогнозам экспертов при высоком мировом спросе и благоприятной конъюнктуре в РФ посевные площади рапса могут достигнуть 5 млн га, сои - до 2 млн га.

В сравнении с другими масличными культурами рапс имеет ряд пре­имуществ:

• высокая потенциальная урожайность на семена и зеленый корм;

• растущий спрос на внешнем рынке;

• возможность реализовать по приемлемой цене;

• пригодность для возделывания в умеренном климате на бедных почвах, где соя и подсолнечник не удаются;

• хороший предшественник, повышающий урожайность следующей за ним ячменя или пшеницы на 10-15%;

• обогащает почву органическим веществом;

• улучшает водо- и воздухопроницаемость почвы благодаря глубокой стержневой корневой системе и обеспечивает успешное внедрение малозатратных ресурсосберегающих mini-till-, no-till-технологий;

• важный источник продовольственного и технического раститель­ного масла, кормового жмыха и шрота;

• сырье для производства биотоплива или биосмазки;

• высокий коэффициент размножения;

• отличные кормовые достоинства зеленой массы, шрота и др.;

• рентабельное производство;

• положительное влияние на окружающую среду.

Наряду с этими неоспоримыми достоинствами необходимо учиты­вать и некоторые недостатки, присущие рапсу:

• слабая жаро- и засухоустойчивость;

• слабая зимо- и весностойкость озимых сортов;

• мелкосемянность, требующая высококачественной предпосевной подготовки почвы;

• необходимость использования удобрений и пестицидов;

• недружность созревания и растрескиваемость стручков и осыпа­ние, приводящие к возможным потерям урожая;

• сильная сыпучесть («текучесть») семян, увеличивающая потери их при уборке, транспортировке и доработке;

• быстрая порча (плесневение и прогоркание) влажного вороха се­мян, требующая немедленной сушки.

        Очевидно, что эти недостатки вполне устранимы и преодолимы. Они несопоставимы с его достоинствами и не могут помешать расширению производства этой ценной культуры в России.

Исходя из этого цель дипломного проекта – разработка методических основ в изучение интенсивной технологии возделывания рапса на учебных занятиях в ПУ.

Задачи дипломного проектирования:

1.      Изучить народнохозяйственное значение рапса.

2.      Познакомиться с морфобиологическими особенностями и сортами рапса.

3.      Изучить технологию возделывания рапса.

4.      Провести выбор форм и методов обучения для учащихся ПУ.

5.      Разработать перспективно – тематический план и программу по предмету «Растениеводство».

6.      Смоделировать уроки по изучению рассматриваемой темы.

Глава 1. Интенсивная технология возделывания ярового рапса на семена

1.1 Народнохозяйственное значение ярового рапса

В настоящее время рапсовое масло с высокой биологической ценностью широко применяют непосредственно для питания, а так же для приготовления маргарина, майонеза, комбижира, кулинарного жира, салатного масла, мороженого, шоколадной массы и др. В сортах «00»-типа содержание эруковой (и эйкозовой) жирных кислот в них сопряжено с увеличением физиологически ценной олеиновой и линоленовой кислот.

       Продовольственная ценность рапсового масла, полученного из семян сортов «00»-типа, обусловлена именно большим содержанием олеиновой, линолевой и др. ненасыщенных жирных кислот, необходимых человеку, но не образующихся в его организме.

       Преобладание ненасыщенных кислот в растительных маслах по­нижает температуру их плавления от -8-11°С (рапс) до -18 °С (под­солнечник, лен) и даже при +50 °С (бараний жир) и содержащих мно­го ненасыщенных жирных кислот (пальмитиновая и стеариновая).

По содержанию и соотношению олеиновой и линолевой жирных кислот рапсовое масло из семян «00»-типа является одним из луч­ших, а по вкусовым качествам и кулинарным свойствам приравнива­ется к подсолнечному и соевому. Пищевые достоинства рапсового масла обусловлены благоприятным соотношением жирных кислот: 60% олеиновой кислоты и 9% - а-линоленовой (ALA).

В ближайшем будущем все более будут распространяться новые виды продовольственных товаров с профилактическим или даже тера­певтическим эффектом. Увеличение содержания полиненасыщенных жирных кислот в семенах рапса с помощью селекции снижает риск сер­дечно-сосудистых болезней. Модификации жирнокислотных длинных цепей у рапса делают его масло конкурентоспособным с другими ис­точниками ненасыщенных жирных кислот, как, например, рыбий жир.

Для технических целей создаются сорта «+0»-типа, малоглюкозинолатные с высоким содержанием эруковой кислоты (70-80%). Их жмых и шрот пригодны для кормления скота, а масло высокоценно для технических целей (марка Т).

В соответствии с ГОСТом 8988-2002 «Масло рапсовое. Техниче­ские условия» [15] рапсовое масло в зависимости от способа обра­ботки и назначения подразделяют на марки:

• марка Р - для промышленной переработки с применением рафи­нации и дезодорации;

• марка СК - для введения в рецептуры саломасов и кулинарных жиров;

• марка П - для поставки в торговую сеть и на предприятия общественного питания, а также для производства пищевых продуктов

• марка Т-для технических целей.

Качество рапсового масла оценивают по следующим показате­лям: запах, вкус, цвет, прозрачность, кислотное число, йодное число, число омыления, массовая доля влаги, серо- и фосфоросодержащих веществ, наличие примесей, эруковой кислоты, а также - по жиро-кислотному составу и соответствию гигиеническим требованиям органов здравоохранения.

Основные требования к сырью (семенам), используемому для производства пищевого рапсового масла, следующие:

•  массовая доля эруковой кислоты в масле - не более 5%;

•  содержание тиогликозидов - не более 3%;

•  соответствие допустимого уровня содержания пестицидов, микотоксинов, радионуклеидов и других токсичных элементов.

Кормовое значение рапса разнообразно. В качестве корма мо­гут быть использованы сами семена рапса (для птицы), рапсовая мука, жмых, шрот, масло и зеленая масса растений. Наибольшую пи­тательность имеют семена и мука рапса. Они содержат до 48% масла и до 33% сырого протеина, коэффициент их переваримости доволь­но высокий (84-92%). Рапсовый жмых содержит от 7 до 12% масла и 37-38% сырого протеина, шрот - соответственно 5 и 42%.

В 1кг шрота при влажности 10% содержится около 0,9 к. ед., 413г сырого протеина, 10г клетчатки, 366г БЭВ, 82г золы (переваримость 67%). Одна тонна такого шрота позволяет сбалансировать по белку 8 т комбикормов, повышая содержание протеина в каждой кормовой единице с 81% до 110г (рис. 2).

По энергетической ценности жмых и шрот рапса (11,2 и 10,4 МДж обменной энергии) почти не уступают подсолнечнику (11,4 и 10,6 МДж). Аминокислотный набор рапсового протеина аналогичен пол­ноценному протеину соевого шрота ('табл. 3).

Таблица 3. Количество незаменимых аминокислот в рапсовом и соевом шротах, г/100 г сырого протеина

Минеральный состав рапсового шрота значительно богаче соевого. Так, содержание кальция в рапсовом и соевом шротах составляет 7,1 и 3,2, фосфора - 12,3 и 7,0, магния - 6,2 и 3,0, серы - 11,2 и 4,8 в 1 кг сухо­го вещества; количество микроэлементов - соответственно (мг/кг): же­леза - 230 и 160, марганца - 62 и 33, цинка - 75 и 70, селена - 1,0 и 0,1.

Несомненно, рапсовый шрот (жмых) - ценный белковый концен­трат. Но нельзя не учитывать глюкозинолаты, содержащиеся в нем в небольшом количестве, даже в сортах «00»-типа. До настоящего вре­мени рапсовый шрот больше используется в кормлении жвачных жи­вотных, в рубце которых лучше инактивируются глюкозинолаты, чем в однокамерных желудках свиней и птицы. При кормлении жвачных животных количество рапсового шрота (жмыха) должно быть не бо­лее 10%, а для свиней и птицы - не более 5-6% рациона. Поросят к рапсовому шроту надо приучать постепенно. Супоросным свиномат­кам его дают около 10%, в период предварительного откорма - не более 12%, а при заключительном откорме увеличивают до 15-20% рациона. То есть протеин зерна можно полностью заменить шротом. Выведены безглюкозинолатные сорта рапса, содержащие в шроте следы (до 1%) глюкозинолатов. Такие сорта можно использовать в производстве комбикормов свиней и птицы.

Нормы скармливания рапсового шрота обратно пропорциональ­ны содержанию в нем глюкозинолатов, которое не должно превы­шать 14,5 мкмоль/г или 0,62%. Во ВНИИ кормов установлено, что предельно допустимая концентрация глюкозинолатов в расчете на 1 кг живой массы не должна превышать 10 мг для жвачных животных и 5 мг - для свиней и птицы [8].

При скармливании рапсового шрота более 12% рациона мясо бройлеров приобретает неприятный запах; куры-несушки снижают яйценоскость, если рапсовый шрот в корме превышает 15%. Для кур, несущих яйца с коричневой скорлупой, его доля в корме не должна превышать 3%, иначе ухудшаются запахи вкус яиц

Зеленая масса растений рапса - ценный высокобелковый сочный корм, хорошо поедаемый всеми видами скота (особенно свиньями) и птицы. Для использования на зеленый корм в позднеосенний и ранне-весенний периоды рапс (особенно озимый) несомненно лучше озимой ржи и других кормовых культур. Укосная спелость озимого рапса вес­ной, поданным В.Т. Воловик, наступает на 10-15 дней раньше ржи и на 20-25 дней раньше озимой пшеницы. Осенью зеленую массу озимого рапса можно использовать вплоть до выпадения снега. Рапс дает воз­можность уменьшить продолжительность зимнего типа кормления жи­вотных на 1-1,5 месяца (весной - на 10-15 дней раньше, а осенью - на 20-30 дней позже обычного). Свежую зеленую массу рапса можно ис­пользовать и зимой, законсервировав ее естественным холодом путем снегования (также, как кочанную капусту). Используя разные сроки сева (осенний, весенний, поукосный, пожнивный) озимого и ярового рапса, можно обеспечить поступление зеленой массы на корм в течение почти всего весенне-летнего и осеннего периодов. При желании весь зеле­ный конвейер можно создать, используя зеленую массу озимого и яро­вого рапса с ранней весны до поздней осени (и даже зимой).

Урожайность и кормовая ценность зеленой массы озимого рапса и сурепицы сильно зависят от фазы развития растений при уборке, от сорта, агротехники, погодных и почвенно-климатических условий региона и др. Она колеблется от 150 до 350 ц/га при пожнивном и эт 180 до 370 ц/га при поукосном, от 170 до 750 ц/га при весеннем посеве. Так, в опытах Белгородской СХА урожайность озимой суре­пицы и рапса в среднем за 2 года составила весной 197 и 176 ц/га, -то было на 37 и 16 ц/га больше и на 10-12 дней раньше озимой ржи. 3 опытах В.Т. Воловик (ВНИИ кормов) одновидовой посев озимого рапса давал весной по 172-176 ц/га зеленой массы, а при весеннем вставочном подсеве ячменя или вико-овсяной смеси убирали два .урожая зеленого корма, получив суммарный сбор сухого вещества 69,7 ц/га, протеина 12,3 ц/га против 61,9 и 10,5 ц/га в контроле(одновидовой посев рапса).

Рапс хорошо отрастает после укоса (особенно ран­него). Урожай отавы бывает хорошим, особенно при орошении, тем более при использовании вставочного подсева вико-овса, однолет­него райграса и др. При орошении можно получить два-три укоса зе­леной массы. [15]

Озимый и яровой рапс для осеннего выпаса скота нередко высевают в смеси с рожью, озимой пшеницей или горохом, используя порой пада­лицу (потери зерна во время уборки этих культур). Для получения корма в весенний период хорошо удаются совместные посевы озимого рапса или сурепицы с рожью, озимой викой или озимой пшеницей, тритикале.

Зеленая масса рапса содержит 3,9% протеина, то есть не уступает клеверу и люцерне, в 1 кг - 0,12-0,14 к. ед. и 22-26 г переваримого протеина, много витаминов, кальция, фосфора, серы и др.. Зеленые расте­ния рапса отличаются сочностью, хорошей переваримостью, малым содержанием клетчатки, легко силосуются и хорошо консервируют­ся. В 1 кг рапсового силоса содержится 30 г протеина, тогда как в кукурузном - только 9 г.

Рапс - нектароносная, долгоцветущая (до 30 дней) культура. Это хорошая кормовая база для пчел. Цветки рапса выделяют нектар постоянно, и пчелы посещают несколько раз в день один и тот же цветок. В медоносном конвейере яровые посевы рапса сокращают безвзятковый период до минимума, повышая тем самым продуктивность пасек и экономику хозяйств. За день каждая пчелосе­мья может собрать до 4-5 кг рапсового меда светлого цвета. В сред­нем с каждого гектара рапса получают до 90 кг и более светлого меда.

Для технических целей рапсовое масло широко используют в ла­кокрасочной, мыловаренной, резиновой, текстильной, кожевенной, химической, перерабатывающей промышленности. В процессе пе­реработки из него получают: синтетические материалы, косметиче­ские и фармацевтические препараты, детергенты, моющие сред­ства, присадки к минеральным маслам, а также масла для смазки.

В последние годы рапсовое масло приобретает все большее зна­чение в качестве альтернативы нефти как при производстве биоди­зельного топлива, так и в чистом виде. Это позволяет частично со­кратить потребление невозобновляемого запаса природной нефти.

При переработке 1 т семян рапса можно получить 370 кг масла и 630 кг шрота. Из этого масла и 44 кг метанола получают эстерификацией (гидролитическим расщеплением жиров с помощью катализа­торов) 380 кг глицерина и 280 кг метилового эфира, который и назы­вают биодизельным топливом (биодизелем).

Из рапсового масла готовят и применяют на практике гидравли­ческое и смазочные масла (или смазочный жир), охлаждающие сма­зочные и специальные масла, антикоррозионное масло, моторное и трансмиссионное масла и др. Эксперты считают, что возможна почти полная замена минеральных масел растительными в недалеком будущем. Причем для этого пригодны, а в ряде случаев даже предпоч­тительны сорта рапса, содержащие эруковую кислоту.

Эруковую кислоту и ее производные (арахиновая, пеларгоновая. брассиловая кислоты и амиды эруковой кислоты) также применяют для технических целей при получении ряда продуктов: ароматиче­ских и других синтетических веществ, эмульгаторов, лаков, смягчи­телей, присадок, консервантов, полиэтиленовой пленки и др.

Агротехническое значение рапса. Рапс - хороший предшест­венник для многих, особенно для зерновых и яровых культур в поле­вых и кормовых севооборотах. Рапс подавляет действие многих поч­венных патогенов, в том числе корневых гнилей зерновых культур. Его мощные, глубоко проникающие корни хорошо разрыхляют почву и подпочву и, быстро разлагаясь, делают ее пригодной для посева последующих зерновых культур при минимальной или даже нулевой обработке почвы. При этом, добывая из глубины макро- и микроэле­менты питания, рапс в большом количестве оставляет их в поверх­ностном или пахотном слое почвы в форме корневых и пожнивных остатков и измельченной соломы. Разумеется, последующей культуре эти питательные вещества достанутся только после минерализации органики.

Рапс, затеняя почву, хорошо подавляет сорняки, к тому же он с помо­щью гербицидов позволяет очистить поле от многих злостных сорняков, в том числе от пырея, овсюга, осота и др., обеспечив благоприятный фон для получения высокого урожая последующей культуры.

Рапс, как яровой, так и озимый успешно используемый в качестве промежуточной кормовой или сидеральной культуры в поукосных и пожнивных посевах, способствует очищению поля от сорняков, раз­рыхлению почвы и обогащению ее органическим веществом, улуч­шающим ее физико-химические свойства. Зеленая (сидеральная) масса озимого рапса, заделанная весной в почву плугом или дискатором, эквивалентна внесению 30-50 т/га навоза. Ко времени сева озимой пшеницы она успевает почти полностью перегнить и заме­нить собой дорогостоящие минеральные удобрения в дозе М90_120 Р40 50 К60 80. По сообщению Ю.А. Утеуша [18], запашка сидеральной массы рапса увеличила урожаи зерна последующей озимой пшени­цы на 41%, силосной массы кукурузы - на 49% и т. п.

В опытах Елецкой опытной станции (Липецкая обл.) пожнивная сидерация яровым рапсом (после уборки озимой пшеницы) увеличива­ла урожайность картофеля на 2,5 т/га (13,8%), а совместная запашка рапсового сидерата и оставшейся измельченной соломы оказалась эквивалентной 20 т/га навоза и повысила урожай на 3,0 т/га, или на 16,6% (табл. 5). При этом сидеральный рапс, обладая фитосанитарным действием, более чем в 2 раза уменьшил заболеваемость клуб­ней картофеля в период их зимнего хранения.

Таблица 5. Влияние видов органических удобрений на урожай картофеля (Елецкая опытная станция, 1989-1995 гг.)

Примечание. Предшественник картофеля - озимая пшеница, сорт Лорх, фон минеральных удобрений N60 Р90 К60.

Экологическое значение рапса. Возделывание яро­вого рапса благотворно влияет на окружающую среду обитания: воз­дух, почву, энтомофауну и др. Установлено, что 1 га хорошо разви­тых посевов озимого рапса выделяют в атмосферу кислорода около 10-11 млн литров, превосходя в этом отношении другие культуры и уступая только сахарной свекле.

Посевы рапса - отличное естественное средство рекультивации радиоактивно загрязненных земель. Растения рапса интенсивно поглощают тяжелые металлы и радионуклиды из почвы, причем по­давляющее их большинство накапливаются в зеленой массе и лишь малая часть - в семенах.

Использование рапсового биодизельного топлива способствует уменьшению потребления нефти и снижает выделение С02 в атмо­сферу, поскольку при производстве и использовании 1 л дизельного топлива, полученного из нефти, выделяется 3 кг СО2, а биодизеля (из рапса) - 0,5 кг, то есть в 6 раз меньше. Кроме того, 1 га рапса в течение вегатационного периода поглощает 22 т диоксида углерода, который образуется при сгорании 7 т дизельного топлива.

В урожае семян рапса энергии накапливается в 2,25 раза больше, чем расходуется на его производство, тогда как у сахарной свеклы производство энергии больше потребления в 1,63, у кукурузы - в 1,28, пшеницы - в 1,14, картофеля - в 1,04 раза.

По сообщению Я.Э. Пилюк, с 1 га посевов рапса можно получить 3 т маслосемян, что эквивалентно 1 т масла (40 тыс. МДж); 2 т шрота (2 х 18 тыс. = 36 тыс. МДж); 5,5 т соломы (5,5х 16 тыс. = 88 тыс. МДж). Итого накопление энергии составляет 164 тыс. МДж, что значитель­но выше, чем у других культур. По прогнозу академика РАСХН В. Шевелухи, современные достижения генной инженерии способны в 10 раз увеличить энергетические свойства рапса.

Рапс улучшает физико-химические и технологические свойства почвы, делая ее более плодородной. Стержневые корни рапса глубо­ко пронизывают грунт, улучшают водо- и воздухопроницаемость поч­вы настолько, что отпадает потребность в ее рыхлении путем вспаш­ки или минимальной обработки. Рапс создает хороший агрофон для возделывания последующих зерновых культур, мочковатые корни которых углубляются по порам, оставленным перегнившими корня­ми рапса. К тому же рапс оказывает положительное фитосанитарное действие на почву, уменьшая заболевание злаков корневыми гнилями. Корневая система рапса усваивает нитраты из глубоких слоев, предотвращая проникновение их в грунтовые воды.

Возделывание рапса уменьшает водную и ветровую эрозию поч­вы, чему способствуют продолжительное покрытие почвы растения­ми (особенно озимыми), высокая прочная стерня, остающаяся после уборки, хорошая водопроницаемость почвы и др.