Технология возделывания подсолнечника масличного на семена

       Введение 

     Актуальность  исследования. Теория о сравнительных преимуществах гласит, что если каждая страна будет специализироваться на той продукции и услугах, в производстве которых она имеет сравнительное преимущество, то общий объем производства и экономическое благосостояние в стране увеличатся и это приведет к более эффективному использованию ресурсов. Однако, практика хозяйствования на сегодняшний день показывает, что странам необходимо специализироваться на тех видах продукции, на которые имеется спрос, и производство которых эффективно использовало бы имеющиеся в стране ресурсы  [1].

     В настоящее время данный вопрос является актуальным для растениеводства  Северного Казахстана. Данный регион в течение долгого времени  специализировался на производстве зерна, в основном пшеницы. Но в последнее время в связи с возросшим спросом на масличные культуры, опираясь на опыт других стран со схожими природно-климатическими условиями, посевные площади под масличные культуры в Северном Казахстане за период с 2008 по 2010 год были увеличены на 47,7 %. Из них 49,7% приходится на подсолнечник масличный. В связи с этим, возникла необходимость в разработке агротехники возделывания подсолнечника в условиях Северного Казахстана.

     Подсолнечник  относится к культурам, легко  угнетаемым сорняками, особенно в период начального роста. Поэтому контроль сорной растительности является вынужденной необходимостью. Проблема контроля сорной растительности на подсолнечнике обостряется тем, что в период вегетации культуры борьба с двудольными сорняками химическими методами невозможна. Поэтому для построения гербицидной защиты подсолнечника необходимо использовать комплексный подход [2].

     Благоприятные условия для возделывания масличных  культур (подсолнечника) складываются в большинстве зон Северного Казахстана, однако более высокий урожай формируется на обыкновенны черноземах. В тоже время расширение посевов этих культур, с учетом поставки на мировой рынок в качестве маслосеменной продукции, требует значительного повышения продуктивности. Одним из важнейших условий обеспечения высокой урожайности подсолнечника масличного является обеспечение чистоты посевов от сорной растительности и защиты от болезней и вредителей. Поэтому вопрос оптимизации защиты подсолнечника, при минимальной обработке является актуальным.

     Цель  исследований. Испытать, программу защиты подсолнечника, предложенную компанией «Сингента Казахстан» при минимальной технологии возделывания на обыкновенных черноземах Северного Казахстана.

     Задачи  исследований:

1. изучить влияние препаратов, составляющих основу защитной программы «ОптиТех», на видовой и количественный состав сорной растительности в посевах подсолнечника;
2. изучить влияние препаратов на структуру урожая и на накопление маслосеменной продукции подсолнечника;
3. определить экономическую эффективность применения технологии защиты подсолнечника от сорной растительности по программе «ОптиТех».

     Новизна данного исследования заключается в оценке воздействия средств защиты программы «ОптиТех» на сорную растительность в посевах подсолнечника, что позволит разработать экологически безопасную и эффективную систему защиты подсолнечника. Решение вопросов повышения урожайности семян подсолнечника, при переходе на альтернативные традиционным технологиям возделывания культур.

     Практическая  значимость – сельскохозяйственному производству будут предложены эффективные варианты защиты подсолнечника от сорной растительности, способствующие рациональному использованию почвенной влаги, сохранению плодородия почвы, повышению урожайности и качества продукции.

     Положения, выносимые на защиту:

1. влияние  препаратов, составляющих основу  защитной программы «ОптиТех»,  на видовой и количественный  состав сорной растительности  в посевах подсолнечника;

2. влияние  препаратов на структуру урожая  и на накопление маслосеменной продукции подсолнечника;

3. экономическая эффективность применения технологии защиты подсолнечника от сорной растительности по программе «ОптиТех». 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     1 Обзор литературы 

     1.1 Народно – хозяйственное  значение подсолнечника 

     Подсолнечник  масличный (Helianthus annuus) – масличное растений из семейства Астровые, занимающее одно из первых по значению мест в мировом растениеводстве. Родиной подсолнечника считают степную часть Северной Америки. В Европе его стали возделывать в XVI веке как декоративное растение. В России подсолнечник сначала (XVIII век) культивировали для декоративных целей и получения съедобных семян. Масло из подсолнечника впервые получили из подсолнечника в бывшей Воронежской губернии в 1835 г. Как полевая культура подсолнечник приобрел значение в Сибири и Казахстане только в начале  XX столетия. В нашей стране подсолнечник является основной масличной культурой [3].

     В мировом земледелии подсолнечник занимает 19 млн.га посевных площадей. В качестве масличной культуры подсолнечник масличный  широко используется в Канаде, Германии, Франции, Польше, Китае, Англии, Швеции, Индии Украине, Российской Федерации. В 2007-2008 сельскохозяйственных годах в мире было произведено 9,87 млн. тонн подсолнечного масла. Около 60% подсолнечного масла в мире производится на Украине [4].

     Посевная  площадь под масличные культуры в Республике Казахстан в 2010 году составила 1748,1 тыс. га. Из них на долю подсолнечника пришлось 869,3 тыс. га, что составляет 49,7%. В Северо-Казахстанской области в 2010 году подсолнечник занял 53,5 тыс. га. В период с 2008 по 2010 год, посевная площадь, занимаемая подсолнечником в СКО, выросла на 74,4%.

     Валовой сбор семян подсолнечника в РК в 2010 году составил 328,9 тыс. тонн, в СКО  этот показатель достиг 17,1 тыс. тонн, что составляет 5,1% от валового сбора семян подсолнечника по республике. Средняя урожайность подсолнечника в 2010 году по РК составила 4,4 ц/га [5]. Спрос на масло растительное оценивается в 135 тыс. тонн (9 кг на душу населения). Собственное производство обеспечивает 70% потребностей в подсолнечном масле. Остальное - импорт, прежде всего из Российской Федерации.

     Диапазон  использования подсолнечника масличного довольно широк. На сегодняшний день во многих странах он возделывается, прежде всего, как масличная культура. Содержание масла в семенах современных районированных сортов подсолнечника колеблется в пределах 52—57%, а в ядре – от 50 до 65% [2].

     Подсолнечное  масло относится к группе полувысыхающих. Оно отличается высокой питательностью, хорошими вкусовыми свойствами и усвояемостью. Плотность при 10 °C 920—927 кг/м³, температура застывания от —16 до —19°С. Йодное число 119—136, гидроксильное число 2—10,6. Содержание жирных кислот в подсолнечном масле (в %): стеариновая 1,6—4,6, пальмитиновая 3,5—6,4, миристиновая до 0,1, арахиновая 0,7—0,9, олеиновая 24—40, линолевая 46—62, линоленовая до 1. Масло содержит повышенное количество витамина Е. Содержание фосфорсодержащих веществ, влаги, летучих веществ, не жировых примесей, величина цветного числа, прозрачности, перекисного числа, температура вспышки, а также сорт масла - зависят от способа отжима, экстракции и последующей обработки масла, и изменяется в широких пределах. Подсолнечное масло не может содержать холестерин, так как оно имеет растительное происхождение [6].

     Основное  применение масличного подсолнечника  — получение подсолнечного масла, которое затем употребляется  для приготовления пищи и для  технических нужд. Гидрогенизацией  подсолнечного масла получают маргарин. Масло также используется в лакокрасочной и мыловаренной промышленности. В некоторых странах отработанное кулинарное масло используют в качестве добавки к моторному топливу                                                       [ 4].

     При переработке семянок подсолнечника  на масло получают около 30% (от веса перерабатываемых семян) жмыха (при прессовании) и шрота (при экстрагировании), которые используются для кормления животных. Жмых и шрот подсолнечника по сравнению со жмыхами других масличных культур характеризуются повышенным содержанием почти всех жизненно необходимых аминокислот. [6].

     Шрот  — ценный высокобелковый кормовой продукт. В 100 кг подсолнечного шрота  около 100 кормовых единиц и до 41 кг переваримого белка (в пересчете на абсолютно  сухое вещество). Подсолнечный шрот включают в комбикорма для сельскохозяйственных животных и птиц всех видов. В зависимости от конечной обработки шрот бывает тостированным (в виде ракушки или похожий на древесные опилки коричневого цвета) и гранулированным (получают в грануляторах для облегчения фасовки, хранения и транспортировки). Тройка лидеров по производству подсолнечного шрота выглядит следующим образом - Аргентина, Российская Федерация, Украина. Мировое годовое производство подсолнечного шрота составляет более 9 млн. тонн, из них более 40 % приходится на долю вышеуказанных стран. [4]. Жмых подсолнечный – это концентрированный корм, получаемый в результате отжима подсолнечного масла по технологии "холодный отжим" с щадящими режимами маслодобывания. В результате, получается не только масло, но и жмых высокого качества. Жмых подсолнечный обладает высокой кормовой ценностью: сырой жир - до 15 %; сырой протеин – до 38 %; сырая клетчатка – до 18 %; общая энергетическая питательность –1,04 кормовых единиц. В жмыхе имеется остаточное количество подсолнечного масла - до 15%, имеющего высокие показатели качества, несравнимые с кормовым маслом: низкая степень окисленности, высокое содержание витамина Е и фосфолипидов, а также содержатся  витамины группы В, бета-каротин (провитамин А). Жмых подсолнечный можно скармливать любым видам животных в сухом или смоченном виде, в основном в смеси с другими кормами [7].

     Лузга семянок подсолнечника представляет собой ценное сырье при производстве гексозного и пентозного сахаров. Гексозный  сахар используется при производстве этилового спирта и кормовых дрожжей, пентозный – для получения фурфурола, применяемого при изготовлении пластмасс, искусственного волокна, небьющегося стекла и других химических материалов. Выход лузги у современных сортов подсолнечника составляет 18-20% от массы семян [8].

     Ценным  кормовым продуктом являются также  получаемые при обмолоте подсолнечника  корзинки. Целые сухие корзинки по кормовому достоинству не уступают сену среднего качества, а мука из сухих  корзинок по кормовой эффективности  близка к пшеничным отрубям. Из корзинок подсолнечника можно получить пектин, не уступающий по качеству пектину, вырабатываемому из яблок. Стебли подсолнечника идут на корм животным (в измельченном виде), для получения поташа, а в степных районах — на топливо. Высокорослые формы подсолнечника возделывают на силос. Не редко подсолнечник высевают как кулисное растение для задержания на полях снега. [6].

     В селекции подсолнечника большое  значение имеют панцирные сорта, у которых в околоплоднике  между гиподермальным слоем клеток и склеренхимной тканью образуется черно-угольный по окраске слой, состоящий из нерастворимого в воде, кислотах и щелочах фитомелана. Этот слой повышает твердость околоплодника, защищает от попадания в семянку мицелия плесневых грибов. Панцирные сорта устойчивы к подсолнечной моли (Homoeasoma nebulella); они спасли культуру подсолнечника от полного уничтожения. Лузжистость семянок (доля околоплодника в общей массе семянок) колеблется от 18-20 до 40-50 %. Снижение ее у современных сортов до 20-25 % позволило значительно повысить масличность семянок. Устойчивость к осыпанию семянок при созревании корзинок должна сочетаться с легкостью обмолота. Трудность обмолота часто зависит от длины прицветника и наличия или отсутствия "подковки" в месте прикрепления семянки к ложу. В масло-жировой промышленности желательны семянки, округлые в сечении, слегка сдавленные с боков, слабо вытянутые по длине         [9].

     Подсолнечник  — важное медоносное растение. Мёд  из нектара цветущего подсолнечника  золотисто-жёлтого цвета, обладает слабым ароматом и несколько терпким вкусом. Кристаллизуется мелкими зёрнами и становится светло-янтарным [10]. Пчелы делают его из золотисто-желтых язычковых цветков. Корзинка — соцветие подсолнечника — содержит примерно 1500 цветков, которые пчелы перекрестно опыляют, значительно повышая этим его плодоношение. Установлено, что при энергичном посещении пчелами подсолнечника урожайность его семян повышается почти в 2 раза. Из нектара, собранного с 1га цветущего подсолнечника, пчелы собирают 50 кг меда [11].

     Менее известно, что подсолнечник является каучуконосным растением. В последнее  время селекционированы сорта, выделяющие латекс из надрезов стебля в значительных количествах. Резины, произведённые  на его основе, отличаются гипоаллергенностью по сравнению с натуральным и синтетическими каучуками [4].

     Таким образом, все вышеперечисленные  достоинства подсолнечника как высокобелковой и высокомасличной культуры находят разнообразное применение. Широкое внедрение этой культуры позволит расширить ассортимент возделываемых масличных и кормовых культур в Республике Казахстан. 

     1.2 Морфологические  и биологические  особенности подсолнечника 

     Установленный Линнеем вид подсолнечника Helianthus annuus L. семейства Астровые рассматривается в настоящее время как сборный, состоящий из двух самостоятельных видов: Helianthus cultus – подсолнечник культурный и Helianthus ruderalis - подсолнечник дикорастущий. Первый вид объединяет все формы и сорта подсолнечника, возделываемые в полевой культуре, второй – дикорастущие формы, произрастающие за пределами СНГ [12].

     Подсолнечник  характеризуется мощной корневой системой. У растений среднеспелых сортов с  вегетационным периодом 100-110 дней в условиях засухи корни подсолнечника могут проникнуть на глубину 4-5 м. По исследованиям профессора Н.А. Качинского на опытном поле ВНИИМК, корни подсолнечника сорта Круглик 631 проникли на глубину 5,2 м [6].  Хорошо   развитая      корневая   система   подсолнечника         даёт возможность   ему   успешно   конкурировать   с   сорняками   за  воду   и минеральное   питание, а так же обеспечивает засухоустойчивость растения.   Характер   распространения   корней      в   глубину зависит от многих факторов, в том числе и от засоренности поля. В сухие годы  и на  сильно  засоренных  участках  в пахотном  слое,  как  правило,   корней  образуется  меньше, но  в этом  случаи  их  образуется  больше  в более глубоких слоях почвы. [2].

     Стебель прямостоячий, цилиндрический, одревесневший, с рыхлой сердцевиной, опушенный, хорошо облиственный, высотой 0,6–2,0 м у масличных и 2,5—4,5 м у силосных сортов. Диаметр стебля в наиболее утолщенной его части составляет 5-7 см.

     Листья  на длинных черешках, крупные, овально-сердцевидной формы, с заостренным концом и пильчатыми краями, густоопушенные. На одном растении у скороспелых сортов 15-25 листьев, у позднеспелых – 30-35  [12]. Одна или две пары нижних листьев (после семядолей) располагаются супротивно, остальные – поочередно [3].

     Соцветие  — корзинка многоцветковая в форме  выпуклого или вогнутого диска, окруженного оберткой из нескольких рядов зеленых листочков. Диаметр корзинки у масличных сортов 10–20 см, у грызовых — 35–50 см. На цветоложе расположены цветки двух типов: по краям — язычковые, в остальной части — трубчатые. Язычковые цветки яркоокрашенные, бесплодные, что привлекает насекомых и способствует перекрестному опылению. Трубчатые цветки имеют пять тычинок и пестик. Корзинки образуются через месяц после всходов. При правильной агротехнике корзинка имеет 1000-1200 цветков [3].

     Плод  — семянка сжато-яйцевидной формы, с четырьмя слабо выраженными гранями. Она состоит из семени (ядра с тонкой семенной оболочкой) и кожистого плотного околоплодника (кожуры), не срастающегося с ядром. Околоплодник имеет эпидермис, под которым располагается пробковая ткань, а глубже нее несколько слоев одревесневших клеток склеренхимы. У панцирных слове верхние слои склеренхимы образуют черно-угольное, не растворимое в воде, кислотах и щелочах вещество – фитомелан, которое предохраняет семена от подсолнечной моли. Окраска кожуры семянок белая, серая, черная, полосатая или бесполосая. Лузжистость семянок у современных сортов составляет 18-20% от массы семянок. Масса 1000 семян от 40 до 125 г [8].

     Семя (ядро) покрыто тонкой оболочкой, состоит  из двух семядолей, почечки и корешка. При прорастании семян семядоли выносятся на поверхность. По морфологическим признакам отмечают следующие основные фазы роста и развития: всходы, начало образования корзинки, цветение и созревание.

     По  морфологическим признакам и  строению семянок подсолнечник посевной подразделяется на три группы: масличный, грызовой и межеумок (таблица 1).  

     Таблица 1. – Характеристика групп подсолнечника 

     По  данным таблицы 1. видно, что характерной особенностью грызового подсолнечника является толстый высокий стебель, достигающий 4 м высоты, крупные листья и большая корзинка диаметром от 17 до 45 см. Семянки крупные с толстой ребристой кожурой. Ядро (семя) не заполняет целиком всю внутреннюю ее полость, благодаря чему грызовой подсолнечник имеет семянки с высоким процентом лузжистости, колеблющимся от 46 до 56%.

     Растения  масличной группы более низкорослые, с более тонким одиночным или  ветвящимся стеблем, не превышающим 1,5-2,5 м высоты. Корзинки также меньшей  величины, диаметром около 14-20 см. Семянки  мельче, чем у грызового подсолнечника, 7-13 мм длиной и 4-7 мм шириной. Кожура семянок тонкая, гладкая, ядро заполняет всю внутреннюю полость. Лузга составляет 40- 43%.

     Межеумок является промежуточной формой между двумя первыми. Некоторыми признаками она больше похожа на грызовой, другими – на масличный. Длина семянок межеумка 11-15 мм, ширина – 7,5-10 мм. Процент лузжистости около 48-52% [13].

     1. Отношение к теплу. К условиям произрастания подсолнечник предъявляет довольно высокие требования. Для полного развития подсолнечника – от высевания до созревания семян – требуется сумма температур от 2600 до 2850 ^ОС. Потребность в тепле зависит от климатических условий местности, а также от форм и сортов подсолнечника, что в свою очередь связано с продолжительностью вегетационного периода, который даже в пределах одного и того же сорта изменяется в зависимости от района и условий возделывания. С продвижением подсолнечника на север его вегетационный период увеличивается [14]. Семена во влажной почве начинают прорастать при температуре 4-6^оС. Повышение температуры заметно ускоряет появление всходов. При температуре 8-10 ^О С они появляются через 15-20 дней после посева, при 15-16^оС – через 9-10 дней, и при 20^оС – через 6-8 дней. Оптимальная температура для прорастания и развития подсолнечника 20…25^оС. Сумма активных температур за период от посева до всходов составляет 140-160^ОС. Всходы подсолнечника легко переносят кратковременные заморозки до минус 5-6^оС. Более сильные заморозки повреждают всходы в точке роста, что вызывает ветвление растений. Требования растений к теплу после появления всходов возрастают. Для подсолнечника в фазе цветения и в последующий период наиболее благоприятна температура 25-27^оС. Но температура выше 30^оС оказывает на него негативное действие. В фазе цветения подсолнечник чувствителен к низким температурам. Заморозки минус 1-2^оС вызывают в это время сильные повреждения, а затем и полную гибель цветков [8].

     2. Отношение к влаге. Подсолнечник потребляет довольно много воды, хотя считается засухоустойчивым растением. В течение вегетации подсолнечник потребляет влагу неравномерно. Наиболее интенсивно она поступает в растение в период от образования корзинки, до конца цветения. Это примерно 60% всей необходимой ему влаги. Недостаток влаги в это время  - одна из причин появления пустозерности в центральной части корзинок. Большое значение для подсолнечника имеют осенне-зимние запасы. Транспирационный коэффициент подсолнечника составляет 470-570 [12].

     3. Отношение к свету. Подсолнечник – светолюбивая культура и относится к растениям короткого дня. Затенение его другими растениями, особенно в раннем возрасте, а также продолжительная пасмурная погода ослабляет его рост и развитее.

     4. Отношение к почвам и питательным  веществам. Лучшие почвы для подсолнечника – черноземы, каштановые, наносные почвы лесных долин. Песчаные, заболоченные и слишком кислые почвы для него не пригодны.

     Подсолнечник  после цветения использует около  ¹/₄  нужных для его питания минеральных веществ, а поглощение большей части минеральных веществ совпадает с периодом полного цветения [14]. Ко времени цветения подсолнечник поглощает 60% азота, 80% фосфорной кислоты и 90% калия от их общего выноса из почвы за период вегетации. На ранних фазах вегетации, когда идет закладка генеративных органов, растения очень требовательны к фосфорному питанию. Соотношение потребляемых питательных веществ (N:P:K) при выращивании подсолнечника на семена составляет 1,2:1:6. На образование 1 т семян подсолнечник потребляет, кг: N – 50…60, P₂O₅ – 20…25, K₂O – 120…160. Избыток азота, особенно при недостатке фосфора, резко снижает масличность семян [15]. 

     1.3 Фазы роста и  развития подсолнечника  масличного 

     Васильев  Д.С. предложил схему, в которой  выделил пять периодов вегетации  подсолнечника (таблица 2). В эти периоды растения подсолнечника предъявляют следующие требования к условиям внешней среды.  

     Таблица 2 – Периоды и фазы вегетации подсолнечника 

     В I периоде проходят основные жизненные процессы – набухание и прорастание семян, появление всходов. Эти процессы связаны с поглощением воды. Определяющий фактор внешней среды в этот период – температура. Благоприятная для прорастания семян температура посевного слоя почвы составляет 10…12 ^ОС, при этом всходы появляются через 10…14 дней.

     В период появление всходов – образование  корзинки число листьев достигает 18…20. Образование зачаточной корзинки у подсолнечника происходит на III этапе органогенеза, a на IV этапе с появлением 5…8 листьев на цветоложе закладываются цветковые бугорки. На  V этапе органогенеза образуются покровные и генеративные органы цветка.

     Третий  период характеризуется интенсивным  ростом надземных органов и корневой системы. В начале цветения интенсивность  роста затухает, а в конце он прекращается. Продолжается усиленный  рост листьев среднего яруса (14…26-й  лист). В этот период интенсивно растут генеративные органы: развиваются язычковые и трубчатые цветки, околоплодник, тычиночные нити, разворачивается обертка корзинки. К концу периода пыльники выходят из венчиков.

     Цветение  наступает примерно через 50…60 дней после всходов и продолжается 20…25 дней (одна корзинка цветет 8…10 дней). С этой фазы начинается IV период развития подсолнечника масличного. Максимальное увеличение корзинки  отмечается в течение 8…10 дней после отцветания, рост ее продолжается вплоть до пожелтения [16]. После цветения и до появления желтой окраски тыльной стороны корзинки активно идет процесс формирования и начала налива семян. В фазе роста семян подсолнечник особенно требователен в влаге в почве. Интенсивность налива максимальная, от желто-зеленой до желто-бурой окраски тыльной стороны корзинки. Накопление запасных веществ ( в том числе и жира) завершается до появления желто-зеленой окраски. Максимальное содержание масла в семенах отмечается при влажности около 40% (примерно через 25 дней после цветения), а их крупность при влажности 35% (примерно через 30 дней после цветения). После завершения налива (влажность семян 30-40%, тыльная сторона корзинки желтая), наступает физиологическая спелость, биологические процессы затухают и начинается потеря влаги семенами. Продолжительность периода от физиологической до полной спелости определяется погодными условиями. При жаркой и сухой погоде он проходит интенсивно, потеря влаги достигает 2% в день, а при прохладной и влажной замедляется. При хозяйственной спелости влажность семян 16-14% и ниже, корзинки желто-бурого и бурого цвета.