Технология производствапродукции растениеводства

Применение электроэнергии в растениеводстве

Преимущества электрических  двигателей в сравнении с тепловыми известны давно, фактически со времен появления электрического двигателя. Попытки применения электроэнергии для привода мобильных сельскохозяйственных машин не нашли широкого практического распространения. Основной нерешенной задачей осталась задача передачи электроэнергии мобильной машине. Применение электропривода остается актуальной проблемой, работы над которой продолжаются. 
Проблема применения электроэнергии для питания средств механизации полевых работ нашла основательное освещение в справочнике, опубликованном в 1974 году под редакцией академика ВАСХНИЛ П. М. Листова. На время издания справочника идея мостового земледелия еще не получила достаточно широкого распространения и в приведенной классификации полевых мобильных электроагрегатов (ПМЭ) мостовые машины вообще отсутствуют. В частности отмечается: «При современном уровне развития науки и техники электрификация растениеводства возможна с помощью канатной тяги и мобильными электроагрегатами. По основным удельным показателям способ канатной тяги уступает способу, основанному на применении мобильных электроагрегатов». 
Приведенные в справочнике результаты производственных испытаний электротракторов с кабельным питанием, созданных на основе ходовых систем и трансмиссий серийных тракторов (рис. 1.11), позволяют сравнить их с показателями современных почвообрабатывающих МТА (таблица 1.5). При расчете отношения энергозатрат и стоимости энергии на выполнение работы трактором с ДВС и электротрактором принималось, что 1 кг дизельного топлива дает 42,5 МДж и стоит (в ценах 2007 г. на рынке Украины) 0,8 $, а 1 кВт-час электроэнергии составляет 3,6 МДЖ и стоит 0,04 $. В 1974 году (год издания справочника) стоимость дизельного топлива составляла 0,10 руб/кг, а электроэнергии - 0,04 руб/кВт·час. Величина отношения стоимости энергии в последней колонке таблицы 1.5 меньше единицы означает, что на выполнение одной и той же работы израсходованная электротрактором электроэнергия стоит большее, чем израсходованное обычным трактором дизельное топливо. Учитывая этот факт и существенные неудобства использования электротракторов с кабельным питанием, а также необходимость создания инфраструктуры энергообеспечения (подстанции, электролинии), экономическая целесообразность внедрения электротракторов в 1974 году была сомнительной и работы по созданию типажа электротракторов в СССР были прекращены.

Среди значительных событий  в области внедрения электрификации мобильных процессов в растениеводстве  следует отметить научно-методические совещания, которые были проведены  после первого энергетического  кризиса с целью подготовки единой научной концепции по электрификации с.-х. производства. Они состоялись в 1983 году в Челябинске и в Москве, а в 1984 г. - в ВНИИВиВ «Магарач» (г. Ялта). Организаторами совещаний были МСХ СССР, ВАСХНИЛ, ЧИМЭСХ, ВИЭСХ, СибИМЭ и др. В совещаниях приняли участие более 100 специалистов из разных организаций СССР. 
В выводах совещания в Челябинске отмечалось: 
- для интенсификации с.-х. производства, в частности, для уменьшения потребления жидкого топлива, снижения материалоемкости мобильной техники, улучшения условий работы, необходимо применение принципиально новых технических решений; 
- один из вероятных путей уменьшения потребления жидкого топлива - использование электроэнергии, создание электротракторов и электротрансмиссий, что позволяет снизить расход топлива первичным дизелем; 
- опыт создания электротракторов 50-х...60-х годов показал, что электротрактор во многом уступает трактору с тепловым двигателем, но в связи с подорожанием жидкого топлива эффективность электротрактора повышается, этому способствует применение активных рабочих органов в широкозахватных агрегатах; 
- при наличии электротрансмиссии желателен электрический отбор мощности с передачей энергии на активные рабочие органы и движители сельхозмашин; механический привод не обеспечивает эффективности распределения нагрузки и регулирование мощности. Тракторы из тяговой машины должны превратиться в тягачи-генераторы. 
В рекомендациях совещания отмечено, что электрификация мобильных процессов позволяет: 
- интенсифицировать растениеводство и животноводство; 
- повысить производительность и улучшить условия работы при снижении энергозатрат; 
- создать предпосылки повышения энергонасыщенности за счет рационального управления, отбора мощности и автоматизации процессов в растениеводстве; 
- решить некоторые экологические и социальные проблемы.

Признаны целесообразными  направления: 
- создание научных основ построения мобильных энергетических систем для растениеводства с централизованным и автономным питанием; 
- разработка научных основ проектирования и изготовления силового электрооборудования для мобильной энергетики; 
- обоснования новых машин с вмонтированными электроприводами. 
Научно-методические совещания в Москве и в Ялте были целиком посвящены электрифицированным мостовым технологиям. В результате работы совещаний сформулированы основные (кстати, не бесспорные) принципы построения мостовых агрегатов: 
- они должны быть фронтального действия; 
- должна предусматриваться возможность минимальной обработки почвы, применение комбинированных рабочих органов, сведение к минимуму тяговых усилий на перемещение и привод активных рабочих органов; 
- скорость движения агрегатов должна отвечать агротехническим требованиям и обеспечивать повышение производительности работы при перспективных технологиях выращивания с/х культур (средняя скорость 4 км/ч при ширине захвата более 12 м, кратной 3 и 4 м); 
- под мостовое земледелие необходимо разрабатывать новые технологии выращивания культурных растений. 
Выводы участников конференций по проблемам создания электротракторов далеко неутешительные. Среди основных направлений практического применения электропривода на тракторах назывались: тепловой двигатель в агрегате с электротрансмиссией, аккумуляторный источник энергии, комбинированные, с кабельным питанием. Всем этим способам присущи серьезные недостатки, а область их применения ограниченна. Так, «...Трактор с длинным кабелем, который тащится по земле, немыслим как маневренная машина, которая обеспечивает работу на значительных, специально не подготовленных площадях. Наоборот, в качестве мобильного агрегата для объектов с постоянной траекторией движения (например, для закрытых помещений) такой трактор был бы очень кстати. Особая разновидность этого направления - машины для приусадебного хозяйства. 
Основное отличие мостового земледелия от других способов механизации растениеводства состоит именно в подготовленности поля в виде инженерной зоны с энергообеспечением и транспортной системой. Таким образом, внедрение электрифицированных мостовых машин открывает реальные перспективы полномасштабного использования в растениеводстве электроэнергии, как той, которая вырабатывается централизованно, так и энергии, которую получают из местных энергоресурсов.

Отношение растений к влаге

Вода – основа всего живого на земле. Без нее невозможна жизнь  на нашей планете. Вода необходима всем живым существам и конечно  всем растениям. В зависимости от различной потребности в воде, растения делят на 4 группы:

Ксерофиты (др. греч. ξερός — сухой и φυτόν — растение) – растения, обитающие в сухих и засушливых зонах. Это растения пустынь и полупустынь, встречаются на песках и побережьях морей. Способны переносить продолжительную засуху.

Мезофиты (др. греч. μέσος (mésos) — средний и φυτόν (phyton) — растение) – растения, занимающие промежуточное положения между ксерофитами и гигрофитами. Растения, которым необходимо достаточное увлажнение почвы, но не его избыток. Мезофиты – это самая распространенная группа растений. В нее входят растения лесов, лугов, а также листопадные деревья и кустарники. Мезофиты имеют постоянную потребность в воде. Они могут пережить непродолжительную засуху, но при регулярном недостатке воды они обезвоживаются и засыхают.

Гигрофиты (др. греч. ὑγρός (hygrós) — влажный и φυτόν (phyton) — растение) – это растения, которые обитают в местах с повышенной влажностью воздуха и почвы. Эти растения, как правило, имеют большую и тонкую поверхность листа. Листья таких растений часто покрыты волосками из живых клеток эпидермиса, которые увеличивают площадь листа. На листовых пластинах имеются большие устьица, но в малых количествах. А также на листьях имеется тонкий слой защитной кутикулы. Все это помогает выделению влаги из листьев в капельной форме, так называемой, гуттацией.

Склерофиты (др. греч. σκληρός (skleros) —жёсткий и φυτόν (phyton) — растение) – это засухоустойчивые растения (ксерофиты). Их отличительной чертой являются жесткие побеги, имеющие толстую, грубую, препятствующую испарению влаги, кутикулу. Склерофиты имеют сильное развитие механических тканей листа за счет уменьшения клеток и межклеточного пространства. Это позволяет растению терять до 25% влаги без видимых признаков обезвоживания. К таким растениям относятся некоторые хвойные, например сосна, в средиземноморье это мирт, маслина, вечнозеленый дуб. А также многие кустарники, характерные для степных зон. 

Семенами называют надземные  и подземные части растений, пригодные, а главное, используемые для размножения  самих растений.  Говоря о семенах, обычно оперируют терминами "семенной" и "посадочный" материал.  Способность растений производить новое поколение особей того же вида и сорта называется способностью к размножению. В свою очередь, размножение может осуществляться семенным и вегетативным путем, и так называемым методом культуры клеток.

Понятие о семенах, семеноведении, семенном и вегетативном размножении

СЕМЕНОВЕДЕНИЕ - раздел агрономии; изучает строение и развитие семян сельскохозяйственных культур, разрабатывает методы оценки и контроля семенного материала. Связано с карпологией.

Семенное размножение — это процесс слияния мужской и женской половых клеток с образованием зиготы, которая образует новое растение.

Семенное  размножение имеет свои недостатки и свои преимущества. Например преимущество такое чтобольшинство плодовых культур образует полноценные семена только в результате перекрестного опыления разных сортов, форм, то наследственная основа семенного потомства несет признаки обоих родительских форм. Также положительным фактором является то размножение семенами исключает передачу в потомстве вирусной инфекции, что семенное размножение простое и не требует значительных затрат труда. Однако негативным является то такие сеянцы начинают очень поздно плодоносить и встречаются нежелательные отклонения от основных сортовых признаков и свойств.

Вегетативное размножение плодовых культур — это процесс образования новой растения с соматических тканей, клеток, частей, вегетативных органов материнской растения.

Вегетативное  размножение также имеет свои недостатки и преимущества. Например преимущество такая что такие растения начинают раньше плодоносить, и то что такое размножение можно использовать для того чтобы вывести новые сорта, и улучшить существующие за счет возникновения спонтанных мутаций, или почечной вариации. Недостатками вегетативного размножения является недостаточно развитая корневая система и возможность переноса вирусной инфекции в потомстве.

Вегетативное  размножение бывает искусственным и естественным. Природные способы вегетативного размножения происходят без вмешательства человека (корневыми ростками, укоренившимися розетками листьев). Искусственные способы размножения предусматривают в себе вмешательство человека (черенками, прививками, делением куста).

Одним из самых распространенных видов размножения является прививка, т.е. механическое перенесение частей одной растения на другую для дальнейшего роста. Растение на которую прививают, называют — подвоем, а которую прививают — привоем. Существует около 150 способов прививок, основные из которых используются в производстве: окулировки (прививки почкой), прививки живьем.

Лично я вам хочу порекомендовать вегетативное размножение, так как растения которые выросли за вегетативным размножением рано плодоносят, можно сделать гибрид, или исправить недостаток. У меня в дворе стоит гибрид яблони и груши. Представьте сами на одной древесине растет 2 разные фрукты . Выводы делайте сами.

Мелиорация почвы

Мелиора́ция (лат. melioratio — улучшение) — комплекс организационно-хозяйственных и технических мероприятий по улучшению гидрологических, почвенных и агроклиматических условий с целью повышения эффективности использованияземельных и водных ресурсов для получения высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур. Мелиорация отличается от обычных агротехнических приёмов длительным и более интенсивным воздействием на объекты мелиорации.

Мелиорация — это работы, направленные на улучшение свойств земель, на повышение их производительности.

История мелиорации в России

 Первым государственным учреждением по мелиорации в России был созданный в 1894 году Отдел земельных улучшений при  Министерстве земледелия. Ведущую роль в развитии мелиорации сыграли первые руководители отдела генерал И. П. Жилинский и князь В. И. Масальский.

Типы и виды мелиорации

1. гидромелиорация:

• оросительная,
• осушительная,
• противопаводковая,
• противоселевая,
• противоэрозионная,
• противооползневая

2. агролесомелиорация;

• противоэрозионная — защита земель от эрозии путем создания лесных насаждений на оврагах, балках, песках, берегах рек и других территориях;
• полезащитная — защита земель от воздействия неблагоприятных явлений природного, антропогенного и техногенного происхождения путем создания защитных лесных насаждений по границам земель сельскохозяйственного назначения;
• пастбищезащитная — предотвращение деградации земель пастбищ путем создания защитных лесных насаждений

3. культуртехническая мелиорация;

• расчистка мелиорируемых земель от древесной и травянистой растительности, кочек, пней и мха;
• расчистка мелиорируемых земель от камней и иных предметов;
• мелиоративная обработка солонцов;
• рыхление, пескование, глинование, землевание,плантаж и первичная обработка почвы;
• проведение иных культуртехнических работ.

4. химическая мелиорация.

• известкование,
• фосфоритование,
• гипсование.

Выбор вида мелиорации зависит  от природно-хозяйственных условий  территории; как правило, применяют  комплекс мелиоративных мероприятий.

Сущность и  принципы программирований урожайности

Программирование урожаев  – это разработка комплекса технологических  приемов, обеспечивающих оптимизацию  регулируемых факторов среды для  получения заданного высокого уровня урожая полевой культуры. При этом предпологается, что все технологические приемы будут качественно выполнены в оптимальные агротехнические сроки.

Программирование дает возможность  запланировать величину урожая на каждом поле и обеспечить его получение  путем гибкого использования  всей совокупности знаний о причинно-следственных связях, определяющих взаимодействие элементов сельскохозяйственного  комплекса с полем.

Методологическую основу программирования урожаев сельскохозяйственных культур составляют десять принципов, сформулированных академиком И.С. Шатиловым.

Первый принцип программирования урожаев состоит в том, чтобы  определить биогидротермический показатель продуктивности фитомассы по приходу радиации, продуктивной влаге, сумме температур и периоду вегетации для конкретной географической зоны.

Урожай формируется за счет солнечной энергии и углекислого  газа, находящегося в атмосфере. Поэтому  все агротехнические приемы направлены на то, чтобы помочь растению лучше  использовать солнечную энергию. Зная приход ФАР за период вегетации, можно  поставить задачу формирования посева с усвоением, например 3 % ФАР, а на основе этого показателя определить потенциальную урожайность культуры.

Следовательно, второй принцип  программирования урожайности основан  на определении ее по коэффициенту использования растениями ФАР.

Для получения запрограммированных  урожаев необходимо знать потенциальные  возможности культуры (сорта). В природных  условиях потенциальные возможности  одного и того же сорта изменяются в зависимости от зоны выращивания. Такие данные можно получить, проводя  непосредственные эксперименты или  пользуясь материалами госсортоучастков. Располагая подобными данными, можно сделать такой подбор сортов, который позволит лучше использовать солнечную энергию в течение вегетационного периода.

Таким образом, третий принцип  программирования урожайности состоит  в определении потенциальных  возможностей сорта применительно  к тем условиям, где предполагается возделывать сорт.

Четвертый принцип программирования  урожаев заключается в том, чтобы на поле, занятом растениями, сформировать такой фотосинтетический потенциал (ФП), который будет способен обеспечить запрограммированный уровень урожайности.

Каждая тысяча единиц фотосинтетического потенциала в среднем обеспечивает получение 3-4 кг зерна. Поэтому для  урожая зерна зерновых культур в 100 ц/га  необходимо сформировать фотосинтетический потенциал, равный приблизительно 3,0 млн. единиц.

Урожайность определяется не только биологическими особенностями  культуры (сорта), но и условиями  ее выращивания. При программировании урожайности необходимо учитывать  и правильно применять основные законы земледелия и растениеводства.

Таким образом, пятый принцип  – состоит в необходимости  правильно использовать основные законы земледелия и растениеводства.

Шестой принцип программирования урожаев состоит в том, чтобы  разработать систему удобрений  с учетом эффективного плодородия почвы  и потребностей растений в питательных  веществах. Удобрение – мощный фактор повышения урожайности. Необходимо вносить такое количество удобрений  и в таком соотношении, которое  обеспечивало бы урожаи рассчитанной величины с хорошим качеством  продукции.

Для обеспечения высокой  эффективности удобрений или  сорта надо комплексом агротехнических  мероприятий создать среду, благоприятную  для выращивания культуры. Успехи селекции последних лет предопределили разработку сортовой агротехники, так  как новые сорта характеризуются  иным ходом поступления питательных  веществ и более экономным  расходованием влаги на формирование урожая.

Следовательно, седьмой принцип  программирования урожаев – разработка комплекса агротехнических приемов, исходя из специфических требований сорта.

Сельскохозяйственная наука  накопила большой экспериментальный  материал по водопотреблению различных  культурных растений. Установлена оптимальная  влажность почвы в разные фазы развития любого вида полевой культуры. Четко определены критические периоды  в развитии различных культур  по отношению к влаге.

Восьмой принцип программирования урожаев заключается в том, чтобы  в орошаемом земледелии обеспечивать потребности растений в воде в  оптимальных размерах, а в богарных условиях определять уровень урожайности, исходя из сложившихся климатических  условий.

В условиях богарного земледелия представляется возможным определить вероятный водный режим растений на основе метеоданных и по ним  рассчитывать водный баланс и уровень  урожайности.

Выращивание высоких урожаев  немыслимо без разработки комплекса  мер борьбы с болезнями и вредителями  растений. Для каждой культуры в  каждой конкретной зоне разрабатываются  совершено определенные мероприятия  по борьбе с вредителями и болезнями  сельскохозяйственных растений.

Следовательно, девятый принцип  программирования урожаев состоит  в том, чтобы обеспечить выращивание  здоровых растений, исключить отрицательное  влияние на их рост и урожайность  болезней и вредителей.

Накопление достоверных  экспериментальных данных по получению  заранее рассчитанной урожайности  позволяет подойти к математическому  моделированию программирования урожайности.

Десятый принцип программирования урожаев предусматривает использование  математического аппарата для определения  оптимального варианта комплекса агроприемов, выполнение которого обеспечит получение планируемого урожая.

Перечисленные принципы охватывают три основных аспекта - агрометеорологический, агрофизический и агротехнический, которыми в основном определяется проблема программирования урожая. Основные факторы  урожайности – агрометеорологические, агрофизические, агрохимические и агротехнические, разумным образом учтенные и примененные в комплексном сочетании, позволяют выращивать запланированные урожаи.

Программирование урожаев  имеет свою специальную шкалу  соответствующих уровней урожайности, включая фактическю урожайность (в производственых условиях), действительно возможную, климатически обеспеченную, потенциальную и программированную урожайность. Как и любая шкала, шкала уровней урожайности имеет начальную точку отсчета. За начальную точку отсчета в шкале урожайности принимается значение потенциальной урожайности, так как уровень урожайности, достигаемый в производственных условиях, имеет значительные колебания, а нулевое значение не имеет биологического смысла.

Потенциальная урожайность (ПУ) может быть достигнута на высокоплодородных  почвах при оптимальной агротехнике, идеальных метеорологических условиях и при исключении потерь урожая от сорняков, вредителей и болезней.

Климатически обеспеченная урожайность (КУ) – это та максимальная урожайность, которая может быть достигнута в реальных метеорологических  условиях на высокоплодородных почвах (при оптимальной агротехнике).

Действительно возможная  урожайность (ДВУ) – эта та максимальная урожайность, которая может быть достигнута на конкретном поле (с учетом его реального плодородия), в конкретных метеорологических условиях. При  этом предполагается, что уровень  ДВУ достигается посредством  оптимальной агротехники при  наличии соответствующих энергетических и трудовых ресурсов.