Программирование урожайности озимой ржи

         Министерство сельского хозяйства  Российской Федерации

«ФГОУ ВПО «ВЯТСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ  СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ»               

                       АГРОНОМИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

СПЕЦИАЛЬНОСТЬ – Агрономия

КАФЕДРА «Растениеводство»

Курсовая работа по разработке технологии возделывания озимой ржи на запланированную урожайность     2,7 т/га в условиях пгт. Уни Унинского района Кировской области

Работу выполнила:                                                             Вахонина Е.Н.,

                                                                                             студентка 3 курса

                                                                                             очной формы

                                                                                             обучения

Работу проверила:                                                             Доронин С. В.

                                                Киров 2012

Содержание

Введение………………………………………………………………………...…4

1. Ботаническая характеристика  и биологические особенности озимой ржи...7

     1.1 Ботаническое  описание…………………….……………………………...7

     1.2 Биологические  особенности………………………………………………8

2. Программирование урожайности  озимой ржи …………….………..…..…15

     2.1 Расчет биологической продуктивности озимой ржи по приходу ФАР (потенциальная урожайность)……………………………………………….…15

     2.2 Определение  действительно возможной урожайности  озимой ржи по влагообеспеченности посевов….……………………………………………….17

     2.3 Определение действительно возможной урожайности озимой ржи по биогидротермическому потенциалу…………………………………………... 18

     2.4 Программирование урожайности……………………………………….20

3. Технология возделывания  озимой ржи на запрограммированную урожайность………………………………………………………….………….22

      3.1 Характеристика  сорта озимой ржи………………………..….….....22

      3.2 Размещение  озимой ржи в севообороте………………………………..24

      3.3 Система  обработки почвы………………………………………………25

      3.4 Система  удобрения………………………………………………………28

      3.5 Подготовка семян к посеву…………………………………………...…31

      3.6 Посев…………………………………………………………………..…34

      3.7 Уход  за посевами…………………………………………………….….38

      3.8 Уборка  урожая…………………………………………………………...40

Заключение………………………………………………………………………42

Список литературы……………………………………………………..………..45

Приложение 1…………………………………………………………...…..……47

Приложение 2 (задание).…………………………………………..….…………49

Введение

Озимая рожь — важная зерновая продовольственная  и кормовая культура, особенно в районах с ограниченным возделыванием озимой пшеницы. Народнохозяйственное значение озимой ржи трудно переоценить, так в зерне ржи в зависимости от условий выращивания и сорта содержится 9...17% белка, 52...63 % крахмала и 1,6...1,9% жира. Ржаной хлеб (обдирный, орловский, рижский, бородинский и другие сорта) — ценный пищевой продукт, отличается высокой калорийностью и имеет специфический вкус и аромат. Он содержит полноценные белки и витамины А1, В1, В2, Е, РР и другие, необходимые человеку. По переваримости и усвояемости ржаной хлеб уступает пшеничному, однако превосходит его по биологической ценности белка, содержит примерно в 1,5 раза больше лизина и несколько больше треонина и тирозина. Зерно ржи используют в спиртовой и крахмало-паточной промышленности. Очищенные зародыши зерна благодаря высокому содержанию основных питательных веществ — белка, жира, сахара, витаминов и минеральных соединений — нашли широкое применение в фармацевтической и пищевой промышленности при изготовлении специальных лечебных препаратов и высокопитательных концентратов.

Цельное и дробленое  зерно ржи (дерть, кормовая мука) применяют  в качестве концентрированного корма  в животноводстве. Отруби, получающиеся при помоле, из-за большого содержания в них оболочек зерна менее переваримы, чем кормовая мука, их используют главным образом при откорме крупного рогатого скота, а кормовую муку — преимущественно при откорме свиней. Ржаной мукой и отрубями часто сдабривают грубые корма — сено, солому и полову.

Ржаную солому в запаренном виде используют как грубый корм. Соломенную резку употребляют в качестве примесей при силосовании сочных кормов (тыквы, кормового арбуза, капусты). Из соломы ржи изготавливают маты, оберточную бумагу, шляпы и другие изделия. Из соломы получают кристаллический сахар, целлюлозу, фурфурол, уксус, лигнин, а также используют ее на подстилку животным.

Озимую рожь как быстрорастущее весной растение используют в качестве самого раннего  зеленого корма.

Рожь считается  относительно молодым хлебным растением, человек начал возделывать ее значительно позднее пшеницы, ячменя и других полевых культур (Тиунов А.Н, 1969).

Общая площадь  посева ржи в мире составляет более 6,93 млн га (ФАО, 2004). Основные посевы ее распространены в Европе, включая  Скандинавские страны, и в США. Главные производители ржи — СНГ, Германия, Польша, Франция, США.

Озимая рожь распространена очень широко. Ее посевы в РФ простираются от тундры до южных  пустынь, от районов запада до сурового малоснежного северо-востока Сибири. На севере посевы ржи достигают Заполярья — 69° с. ш., а в Сибири — 64° с. ш., на юге — 45° с. ш. Наибольшие площади она занимает в Нечерноземной, Центрально-Черноземной зонах, Среднем Поволжье, Западной и Восточной Сибири. В 2003 г. в России площадь посева ржи составила 2,34 млн га.

Озимая рожь во многих районах страны дает более  высокие и устойчивые урожаи, чем  яровые хлеба, хотя и уступает по урожайности озимой пшенице. Средняя урожайность озимой ржи по РФ в 2003 г. составила 1,86 т/га. Между тем потенциальные возможности значительно выше (Стихин М.Ф., Денисов П.В.,1977).

1 Ботаническая характеристика и биологические особенности озимой ржи

1.1 Ботаническое  описание

Рожь относится  к семейству злаковые, роду Secale. Широко распространена и введена в культуру только рожь посевная (S.cereale L.), относящаяся к разновидности vulgare.

Морфологические особенности:

Корневая система  у ржи мочковатая, хорошо развитая развивается на глубине до 25 см, но отдельные корни могут проникать на глубину 1–1,5 м. обладает высокой усваивающей спообностью, извлекат труднодоступные фосфорные соединения.

Стебель полый (соломина), имеет 5–6 узлов и междоузлий. Верхние междоузлия длинные, поэтому рожь склонна к полеганию. Высота стебля от 1,2 м до 2 м. Растение хорошо кустится. Наиболее выражено осеннее кущение.

Лист – линейный, листовая пластинка средних размеров. У основания имеет маленький язычок и ушки, которые быстро отсыхают.

Соцветие –  сложный колос, различной формы  – призматической, веретеновидной, удлиненно – эллиптической.

Опыление перекрестное. Плод-зерновка, голая, узкая, с глубокой бороздкой.

Окраска разнообразная: желтая, серая, коричневая, зеленая.

Рожь посевная имеет озимые и яровые формы.

Возделывается в основном более урожайная озимая рожь (Посыпанов Г.С, Долгодворов В.Е., Жеруков Б.Х, 2006).

1.2 Биологические  особенности

Озимая рожь – продовольственная культура, имеющая  зерно, богатое аминокислотами, кальцием и другими веществами, которые  придают ржаному хлебу высокую  питательность и прекрасные вкусовые качества (Тиунов А.Н, 1969).

Озимая рожь выносливая и малотребовательная культура. Она отличается высокой холодостойкостью; по данным Д.Н. Прянишникова, озимая рожь даже в бесснежные зимы может переносить в зоне узла кущения морозы до 250С. Высокая холодостойкость позволяет  расширять ее посевы в юго-восточных и восточных районах, высевать озимую рожь в малоснежных районах Сибири и Казахстана, где морозы нередко достигают 400С и более. Такая зимостойкость объясняется тем, что при своевременном посеве рожь осенью до наступления морозов приобретают должную закалку, которой растения в наибольшей степени обладают в фазе кущения.

Семена ржи  прорастают при 1–20С тепла, всходы появляются через 4–7 дней после посева, в зависимости  от влажности почвы, температуры, глубины  заделки семян. Рожь обычно дает 4–6 плодоносящих стеблей на одно растение, хотя при благоприятных условиях может выбросить до 50 стеблей, но они обычно позднее появляются и не образуют нормального колоса. Кущение в основном заканчивается осенью. Длина вегетационного периода у ржи составляет 260–270 дней в южных районах и 360 дней и более в северных. Период от появления всходов до колошения у озимой ржи наиболее продолжительный. Цветение начинается через 10–12 дней после колошения и продолжается 10–15 дней. Озимая рожь обычно созревает на 8–10 дней раньше озимой пшеницы.

К почвам озимая рожь не очень требовательна. Она  дает хорошие урожаи на песчаных и  суглинистых почвах, а при соответствующем  уходе даже на заболоченных почвах. Но максимальные урожаи ее получают на плодородных черноземах. Озимая рожь сильно реагирует на внесение удобрений.

Озимая рожь обладает сравнительно высокой пластичностью, благодаря которой она широко распространена во всех зонах России. Имеющиеся различные экологические  группы и сорта озимой ржи существенно различаются по своим требованиям к почве и климату и соответственно к приемам их возделывания.

Рост развитие озимых состоят из двух больших циклов, разделяемых между собой в  разных зонах Нечерноземной полосы длительным периодом (от 4 до 7 мес.) вынужденного покоя, обусловленного климатическими факторами. Первый цикл начинается осенью и заканчивается прекращением осенней вегетации. Второй цикл начинается с возобновлением вегетации весной и заканчивается плодоношением и отмиранием растений.

За первый цикл у озимых формируются главным образом вегетативные органы, выполняющие важнейшие функции питания и обмена, а второй цикл характеризуются в основном формированием генеративных органов. В течение осеннего периода при благоприятных условиях интенсивно растут листья, вегетативные побеги и корневая система, в конусе нарастания проходят процессы органогенеза, в растении накапливаются пластические вещества на период зимовки, отлагающиеся в значительном количестве в узлах кущения.

Отношение к  почвенным условиям. Озимая рожь отличается от других культур меньшей требовательностью к почве. Благодаря мощной корневой системе, лучшей усвояющей ее способности полнее использует питательные вещества почвы, например, трудно растворимые соединения фосфора.

Озимая рожь хорошо отзывается на окультуривание почвы и на вносимые удобрения.

Рожь менее  чувствительна к кислотности  почвы, она дает сравнительно хорошие  урожаи при рН 5. Но снижение кислотности  весьма положительно сказывается на перезимовке урожайности озимой ржи.

На переувлажняемых и тяжелых почвах озимая рожь страдает от вымокания, а в годы с поздним сходом снега также сильнее повреждается от выпревания.

Таким образом, на большинстве почв Нечерноземной  полосы можно успешно возделывать  озимую рожь. При этом на тяжелых  и переувлажняемых почвах необходимо соблюдать специфические требования в обработке почв, способах посева и ухода за растениями в осенний и весенний периоды, способствующих устранению избыточной влаги.

Отношение к  климатическим условиям. Климат более  освоенной части Нечерноземной полосы характеризуется как умеренно теплый и влажный. Погодные условия здесь складываются по-разному под влиянием различных атмосферных явлений. К основным факторам, оказывающим большое влияние на рост и развитие озимых культур, относятся: обеспеченность растений влагой в период посева и развития всходов, температурно-водный режим в период закалки озимых осенью, снежный покров и температура в зимний период, температура и влага в фазы колошения и цветения и при наливе зерна.

Однако в  Нечерноземной полосе, особенно в восточных районах, за ряд лет в июле – августе бывает мало осадков. Поэтому из-за сухости почвы задерживается развитие всходов, что отрицательно сказывается на последующем развитии озимых, в том числе на подготовке их к зимовке. Но это вполне можно преодолеть путем правильной подготовки почвы к посеву, обеспечивающей сбережение влаги.

В дальнейшем, вплоть до прекращения осенней вегетации, озимые хорошо обеспечены влагой, но запасы ее по зонам бывают различные.

На образование 1 кг сухого вещества озимая рожь расходует 400–420 кг воды. Хорошо развитая корневая система ржи позволяет более полно использовать осенние, зимние и ранневесенние осадки. Поэтому рожь устойчивее к засушливой погоде весной и в 1‑й половине лета.

Наибольший  расход влаги озимыми культурами падает на период выхода в трубку до полного колошения. При сравнительно повышенной засухоустойчивости в весенний период рожь страдает от недостатка влаги во 2-й половине мая и в июне.

Недостаток  влаги отрицательно влияет на озерненность колоса и крупность зерна озимой ржи.

Приемы, обеспечивающие накопление и сохранность влаги  являются важным условием для получения  высоких урожаев озимых хлебов, особенно в восточных и южных районах  Нечерноземной полосы.

Многие метеорологические условия в период от прекращения осенней до начала весенней вегетации озимых культур сильно различаются по зонам и районам и за отдельные годы. Температура воздуха после прекращения вегетации осенью обычно постепенно падает до 00С и ниже. Иногда она снижается резко в течение нескольких дней до -150С. В зимний период температура понижается в северных и восточных районах до –350, -400С и даже ниже, в центральных до –300, -350С и в западных до –250, -280С.

Озимая рожь при отсутствии снежного покрова  сильно повреждается продолжительными морозами, которые достигают -30, -350С. Это наблюдается чаще всего в начале зимы (в ноябре, декабре) или в середине ее в случаях временного стаивания снега. Постепенное снижение температуры озимые переносят легче, в таких случаях повреждается надземная часть, но почти не затрагивается узел кущения.

Повсеместно в  Нечерноземной полосе большие морозы бывают в декабре и январе. Если к этому времени не устанавливается  снежный покров и озимые слабо  закалены, то морозы наносят большие  повреждения не только надземной части, но и затрагивают узел кущения.

Снежный покров в различных пунктах Нечерноземной  полосы образуется и сходит в разные сроки.

Наблюдения, а  также опыты исследователей показывают, что морозы уже при небольшом  ровном снежном покрове не оказывают вредного влияния на озимые. При большом снежном покрове они способствуют поддержанию таких отрицательных температур (-3, -40С) под снегом, при которых исключается возможность истощения озимых и развития грибных болезней.

Снежный покров в перезимовке озимых играет двоякую роль: защищает озимые от вымерзания, а излишне большой его слой, выпадение снега на талую землю или длительная задержка схода его усиливают процессы, способствующие выпреванию озимых культур. В разных районах в зависимости от температурных условий эти особенности снежного покрова проявляются различно.

Таким образом, в условиях Нечерноземной полости, где часто наблюдается избыток  снега и в связи с этим отрицательное  его влияние, бывают и бесснежные зимы, когда резко проявляется вымерзание озимых. При этом, если для открытой местности восточных и южных районов центральной зоны характерно бесснежные в начале зимы, то в западных районах бесснежье с ледяной коркой наблюдается и в середине зимы, в связи со стаиванием снега при сильных оттепелях.

Наблюдения  показывают, что часто даже небольшой  ровный снежный покров уменьшает  вредное действие низких температур.

Весьма важным показателем состояния озимых в  течение зимы является температура  в почве на глубине узла кущения. Она зависит от температуры воздуха, высоты снежного покрова, а также от плотности и влажности почвы. В узле кущения в зачаточном состоянии находятся все органы растения. Поэтому повреждение и отмирание узла кущения от морозов или от истощения влечет гибель всего растения.

Критической температурой на глубине узла кущения для ржи  считается –16, -200С, в зависимости  от сорта, степени закалки к зиме, влажности почвы и общих экологических  условий района. Считается, что для  плохо закаленных озимых растений критическая  температура на –4, -60С меньше, чем для хорошо закаленных.

Особенность условий  перезимовки озимых во многих районах  Нечерноземной полосы – большая  длительность зимы.

Естественно, чем  длиннее перезимовка, тем вероятнее  различные повреждения озимых и  опаснее их последствия, сильнее может сказаться на урожае голодание, истощение растений и повреждение их болезнями.

Особенно неблагоприятной  для озимых бывает такая продолжительная  зима, когда снег выпадает слишком  рано и тем более на талую землю, или если до образования устойчивого снежного покрова рано наступают сильные морозы, а в конце зимы под снегом продолжительное время держится температура около 00С снег сходит поздно (в конце апреля и начале мая).

Среди озимых хлебов озимая рожь – самая морозоустойчивая культура. В бесснежные зимы она переносит морозы до -20 С я более на глубине залегания узла кущения. Под снежным покровом толщиной 20–30 см рожь выдерживает температуру воздуха -50… -55 С.

При дефиците влаги  осенью рожь уходят в зиму недостаточно раскустившейся, в результате изреживаются посевы и снижается урожай.

Озимая рожь относится к числу сравнительно засухоустойчивых растений, что объясняется  хорошим развитием ее корневой системы. Это позволяет озимой ржи переносить весеннюю засуху, используя влагу  из глубоких слоев почвы. Наибольший расход влаги отмечается в период быстрого роста от выхода в трубку до колошения. Недостаток влаги в этот период вызывает образование мелких и малопродуктивных колосьев.

Корневая система  ржи (в сравнении с другими  зерновыми) лучше усваивает питательные вещества из труднорастворимых соединений. Например, озимая рожь лучше, чем пшеница, использует фосфорную кислоту, особенно из труднорастворимых соединений фосфора.

Таким образом, озимую рожь можно успешно возделывать  как на подзолистых почвах севера, так и на южных черноземах. (Стихин М.Ф., Денисов П.В.,1977.)

Фазы вегетации  озимой ржи:

Прорастание семени.

После посева зерно  начинает впитывать воду из почвы  всей поверхностью. Количество воды необходимое  для пробуждения ростка нормального прорастания, составляет 50 – 70% массы сухих семян. Первым при прорастании зерна появляется корешок зародыша. После разрыва оболочки и образования первого корешка появляется зародышевый росток. Сразу после пробуждения зародыша усиливается дыхание зерна и возрастает активность ферментов.

Всходы.

Проросток ржи  выходит на поверхность почвы  через 5 – 6 дней после посева. Первый стеблевой побег снаружи покрыт удлиненным трубчатым колпачком  – колеоптилем, который защищает находящиеся внутри него зародышевые листочки и конус нарастания при прохождении ростка через слой почвы. Когда колеоптиль достигает поверхности почвы его рост под влиянием света прекращается, а находящийся внутри первый зародышевый лист интенсивно растет дальше. Появление первого листа над поверхностью почвы отмечается как начало всходов. В период всходов развивается лишь главный побег из конуса нарастания и закладываются почки боковых побегов в пазухах зародышевых листьев.

Кущение.

Кущение озимой ржи обычно начинается осенью после завершения роста третьего и в период формирования четвертого листа. В начале кущения появляется первый боковой побег из почки, лежащий в пазухе первого листа. Затем образуются новые побеги из почек, находящихся в пазухах второго и третьего листа. С некоторым запаздыванием развиваются узловые корни.

Озимая рожь кустится преимущественно осенью. При  посеве в оптимальные сроки кущение  продолжается 35 – 40 дней. Около 20 – 25 % побегов образуются после весеннего  отрастания при благоприятных условиях температуры 15…100С и влажности почвы.

В период вегетативного  роста, включая фазу кущения, растения ржи проходят яровизацию, без завершения которой они не могут переходить к образованию репродуктивных частей растения.

Выход в трубку.

Озимая рожь в полевых условиях до наступления зимы в основном заканчивает кущение и завершает яровизацию. К этому времени растения оказываются физиологически подготовленными к формированию и росту генеративного стебля (соломины) и колоса, т.е. выход в трубку.

В полевых условиях к концу фазы кущения у каждого закончившего рост побега на конусе нарастания имеются зачатки листьев идущего стебля в разных фазах развития. Вытягивание первого (нижнего) междоузлия на 2 – 3 см. и вынос нижнего стеблевого узла над узлом кущения, принято считать началом фазы выхода в трубку.

Фаза выхода в трубку имеет существенное значение для формирования величины и продуктивности колоса. Закладка элементов, числа колосков и числа цветков в колосе начинается в конце фазы кущения и завершается  в начале фазы выхода в трубку. К середине фазы выхода в трубку завершается развитие основных элементов колоса – колосовых и цветковых чешуй. Затем появляются зачатки тычинок и пестиков. Одновременно заканчивается формирование остальных частей колоса, колосков, цветков, колосового стержня и начинается развитие остей. Данная фаза завершается, когда колос начал показываться из влагалища стеблевого (флагового) листа.

Колошение.

Момент, когда  колос главного стебля растения наполовину своей длины вышел из влагалища  флагового листа, принято считать началом фазы колошения. Конец фазы определяется появлением всего колоса настолько, что видно место его прикрепления к стеблю.

К началу колошения  рост растений составляет 50 – 60% их полной высоты. Продолжительность фазы 10 – 12 дней, в течение которых рост увеличивается на 30 – 40 % и достигает 90 % полной высоты к моменту цветения. К началу колошения все элементы колоса сформированы и заканчивают свой рост преимущественно за счет растяжения тканей. Однако и после колошения отдельные элементы цветка еще продолжают формироваться. Усиленно растут завязи и тычинки. Завершаются процессы микро – и макро – спорогенеза. Идет созревание зародышевого мешка, заканчивается формирование и созревание яйцеклетки и пыльцевых зерен.

Цветение.

Рожь – ветроопыляемое растение. Весь ход цветения в значительной степени зависит от погодных условий: от влажности и температуры. Цветение ржи наступает через 7-12 дней после колошения. Цветение каждого колоса начинается с серединной его части и постепенно распространяется вверх и вниз.

Каждое растение отцветает примерно за 7-8 дней.

Цветение каждого  цветка начинается с того, что лодикулы находящиеся у основания внутренней части цветковых чешуй, поглощают  воду из завязи и набухают, вследствие этого цветковые чешуи раздвигаются, обнажая рыльце и тычинки, которые заполняют всю полость цветка. Пыльники приподнимаются на быстро удлиняющихся тычиночных нитях, опрокидываются за пределы чешуй и повисают. Затем они растрескиваются по длине, пыльца высыпается, подхватывается ветром и переносится на цветки других растений.

Спелость.

Процесс образования  зерна включает шесть периодов: образование, формирование, налив, созревание, послеуборочное дозревание и полная спелость. Озимая рожь – очень пластичная сельскохозяйственная культура. Она может произрастать в разнообразных почвенно-климатических условиях. Однако для получения высоких урожаев ржи необходимо создавать соответствующие условия, сообразуясь с её биологическими потребностями.

2 Программирование урожайности озимой ржи

2.1 Расчет биологической  продуктивности озимой ржи по приходу ФАР (потенциальная урожайность)

Свет – один из наиболее важных для жизни абиотических факторов. Фотосинтетическая активная радиация – это солнечные лучи с длиной волны 380-710 нм, которые используются растениями в процессе фотосинтеза  органического вещества. Сельскохозяйственные культуры в процессе фотосинтеза поглощают только часть поступающей солнечной радиации.

Биологическая продуктивность экосистем определяется по формуле А.А. Ничипоровича:

У = , где

У - биологический урожай абсолютно сухой массы, т/га

 - Количество приходящей фотосинтетически активной радиации за период вегетации культуры, ккал/га

К – запланированный коэффициент  использования ФАР посевами, %

q -  калорийность органического вещества единицы урожая,  ккал/га

расчет на стандартную  влажность производится по следующей  формуле:

У = , где

У - урожайность культуры при стандартной влажности, т/га

 - стандартная влажность по ГОСТ, %

а – сумма  частей основной и побочной продукции 

Таблица 1 –  Расчет потенциальной урожайности  озимой ржи по приходу фотосинтетически активной радиации