Программирование урожая картофеля на продовольственные цели в условиях Приобской лесостепи

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА Р Ф

Алтайский государственный аграрный университет

Кафедра растениеводства, селекции и семеноводства

Курсовая работа по растениеводству

Программирование урожая картофеля на продовольственные цели в условиях Приобской лесостепи.

Выполнила : студент 143 группы

Агрономического факультета

Руководитель: Царева Л. Е.

Барнаул – 2010 
Содержание

Введение--------------------------------------------------------------------------------------3

1.Почвенно-климатические  условия возделывания картофеля на продовольственные цели в условиях Приобской лесостепи -----------------------6

1.1. Почвы и  их агрохимическая оценка------------------------------------------------6

1.2. Климатические условия-------------------------------------------------------------11

2. Морфологические признаки  и биологическая характеристика  культуры. Особенности роста и  развития----------------------------------------------------------15

3. Расчёт потенциальной  урожайности по приходу ФАР-------------------------22

4. Определение возможных  урожаев по влагообеспеченности  посевов-------24

5. Фитометрические показатели  посевов заданной продуктивности-----------26

5.1. Фотосинтетический потенциал  и площадь листьев---------------------------27

6. Технологические приемы возделывания, обеспечивающие получение действительно возможного урожая----------------------------------------------------28

6.1. Место в севообороте-----------------------------------------------------------------39

6.2. Основная обработка  почвы---------------------------------------------------------30

6.3. Применение удобрений-------------------------------------------------------------32

6.4. Подготовка семян к  посеву---------------------------------------------------------34

6.5. Уход за посевами---------------------------------------------------------------------37

6.6. Уборка урожая------------------------------------------------------------------------39

Выводы--------------------------------------------------------------------------------------45

Список литературы------------------------------------------------------------------------47

Введение

Картофель относится к числу важнейших сельскохозяйственных культур. Его справедливо называют  вторым хлебом. Отличные вкусовые качества и ряд других свойств картофеля объясняют его быстрое и повсеместное распространение в мире, особенно, в странах и районах с прохладным и влажным климатом. Значение картофеля в народном хозяйстве широко известно. В его клубнях содержатся углеводы, а также белки, витамины и другие вещества, необходимые для питания человека. В мировом производстве продукции растениеводства он занимает одно из первых мест наряду с рисом, пшеницей и кукурузой.

Картофель широко распространён на земном шаре. Общая площадь под ним составляет – около 18 млн. га (Основы технологии..,2000). Наибольшие площади им заняты в Европе (35 %) и Азии (28 %). По занимаемой площади и производству картофеля в Европе первое место занимает Россия, затем идут: Польша, Ирландия, Германия и другие страны.

Планомерному и стабильному росту урожайности сельскохозяйственных культур, а так же более эффективному и экономически целесообразному использованию материальных, трудовых и зональных почвенно-климатических ресурсов способствует применение технологии программированного выращивания урожаев.

По И.С.Шатилову (1973) программирование урожайности – разработка комплекса взаимосвязанных мероприятий, современное и высококачественное выполнение которых обеспечивает получение заранее рассчитанного уровня урожая высокого качества, или комплексное применение мер повышения урожаев с корректировкой их в процессе роста растений.

Ученые Волгоградского СХИ (Г.Е.Листопад, А.Ф.Иванов, А.А. Климов, Г.П.Устенко) считают, что программирование урожаев - заблаговременное предопределение и формирования урожая о заранее составленной программе с учетом географических, почвенно -климатических условий района, а также биологических ( генотипических) особенностей культивированных растений.

Методика программированного выращивания урожаев базируется на десяти принципах, которые разработаны академиком А.С.Шатиловым.

Программирование урожаев – научное направление, задача которого - разработка методов целенаправленного формирования развития посевов для получения, заранее запланированного урожая.

Основные факторы урожайности – методологические, агрофизические и агротехнические, разумным образом учтённые и примененные в комплексном сочетании, позволяют выращивать запланированные урожаи. Они составляют научную базу, или принципы программирования урожая:

Первый принцип программирования урожайности состоит в учете гидротехнического показателя продуктивности фитомассы.

Второй принцип программирования урожайности основан на определении её по коэффициенту использования растениями ФАР.

Для наиболее полного использования солнечной энергии необходимо выращивать такие растения, которые способны аккумулировать большее количество ФАР.

Третий принцип программирования урожайности состоит в определении потенциальных возможностей культуры (сорта) применительно к тем условиям, где предполагается получать высокий урожай.

Четвертый принцип программирования урожайности состоит в том, чтобы на поле, занятым растениями, сформировать соответствующий её уровню фотосинтетический потенциал.

Пятый принцип программирования урожайности состоит в необходимости правильного использования основных законов земледелия и растениеводства.

  Шестой принцип программирования урожайности состоит в разработке системы удобрений с учетом эффективного плодородия почвы и потребности растений в питательных веществах, обеспечивающих запланированный урожай высокого качества.

Седьмой принцип программирования урожайности заключается в разработке комплекса агротехнических мероприятий исходя из требования культуры (сорта).

Восьмой принцип программирования урожайности состоит в том, чтобы в орошаемом земледелии удовлетворить потребность растений в воде в оптимальном количестве, а в богарных условиях уровень урожайности поддерживать исходя из сложившихся климатических условий.

Девятый принцип программирования урожайности состоит в том, чтобы выращивание здоровых растений, исключить отрицательное влияние вредителей и болезней на рост, развитие и урожайность многих культур.

Десятый принцип требует наличие соответствующих экспериментальных данных и широкого использования ЭВМ и математического аппарата, который позволит наиболее точно определить оптимальный вариант комплексных мероприятий.

Целью курсовой работы является освоение теоретических и приобретенных практических приёмов формирования урожая при оптимальном уровне элементов его структуры, разработка технологий возделывания картофеля в зависимости от требований биологии и конкретных условий выращивания.

Задачи курсовой работы:

- изучить требование биологии картофеля к условиям внешней среды, рост и развитие по межфазным периодам, формирование ассимиляционной поверхности, структуры биологического урожая.

- рассчитать максимально  возможный урожай и реальный  уровень урожайности для конкретной  почвенно-климатической зоны, используя  принципы программирования.

-разработать технологию возделывания картофеля обеспечивающую получение реально возможного урожая. 
1.Почвенно-климатические условия возделывания картофеля в зоне Приобской лесостепи.

1.1. Почвы  и их агрохимическая характеристика.

Хозяйство «Пригородное» Алтайского государственного аграрного университета создано в 1956 году на базе земель колхозов и совхозов государственного фонда. «Пригородное» - это федеральное государственное унитарное предприятие. В 1958г. хозяйство было передано Алтайскому сельскохозяйственному институту в качестве учебно-опытного хозяйства.

Землепользование хозяйства расположено в 20км от центра г. Барнаула, в селе Власиха Индустриального района в зоне умеренно-засушливой степи. Площадь закрепленных земель хозяйства 11115 га, в том числе сельскохозяйственные угодья   составляют 8826 га или 79,4 %, из них пашни 7255 га или 82,2 % от площади сельскохозяйственных угодий. Залесенность и закустаренность территории хозяйства составляет 3 %. Лесом и кустарником занято 742 га, из них полезащитными лесополосами 125 га.

Хозяйство расположено во второй агрохимической зоне, включает Приобскую и частично Алейскую почвенно-климатические зоны, или подзону обыкновенных чернозёмов умеренно-засушливой колочной степи согласно почвенно-географическому районированию.

Учхоз «Пригородное» является специализированным предприятием, в котором главные отросли  производства молока составляет (42,6%), а также зерна (40,7%) соответственно. «Пригородный» относится к зерно-молочному производственному направлению. Специализация является решающим условием повышения эффективности использования капитальных вложений и основных средств, внедрение в производство достижений научно-технического прогресса и передового опыта, а также интенсивных технологий. При специализации достигается снижение издержек и повышение рентабельности производства продукции, а, следовательно, и прибыли.

Таблица 1

Экспликация земельных угодий

По данным табл.1 видно, что большую часть земель занимают пашни, которые составляют примерно 61% от общей площади хозяйсива. Самую меньшую, незначительную долю занимают многолетние насаждения 0,02%.

В данной зоне преобладают черноземы обыкновенные среднемощные среднегумусные в сочетании с малогумусными карбонатными. В отдельных почвенных районах здесь распространены сочетания и комплексы черноземов обыкновенных с выщелоченными, а также с лугово-черноземными почвами, с солонцеватыми и солонцевато-солончаковыми комплексами. Данные почвы формировались в результате длительных процессов при взаимодействии определенных природных факторов и деятельности человека. Они содержат продукты разложения животных и растительных организмов и выветривания материнских пород.

 Приобское плато, претерпев  значительные изменения, сохранило  во многих чертах облик аккумулятивной  равнины, где достаточно широко  распространены обширные территории  ложбин древнего стока, которые  отличаются обилием бессточных  западин и котловин

Особенности орографии, климатических условий и почвообразующих пород обусловили в подзоне обыкновенных чернозёмов засушливой и колочной степи формирование определённых структур почвенного покрова

Территории, приуроченные к ложбинам древнего стока, к долинам рек и озёрным террасам, представляют собой особый почвенный район внутри подзоны обыкновенных чернозёмов колочной степи. В этом районе на повышенных участках и пологих склонах сформировались чернозёмы обыкновенные и выщелоченные, а в пологих межгривных понижениях и на нижней части террас чернозёмы залегают в комплексе с солонцами и лугово-чернозёмными солонцеватыми почвами. В днищах ложбин распространены чернозёмно-луговые намытые почвы, почвенный покров также отличается комплексностью. Компонентами почвенных комплексов являются луговые солончаки и лугово-болотные солонцеватые почвы. На равнинной территории Приобского плато разнообразные комплексы занимают до 42 % общей площади хозяйств. В пределах речных долин получили развитие лугово-аллювиальные и пойменно-слоистые почвы.

Таблица 2

Состав почв по угодьям

Преобладающими почвами учхоза «Пригородное» являются почвы черноземного типа почвообразования, которые представлены двумя подтипами: выщелоченные и обыкновенные. Основная часть почвенного покрова пашни (91,9 %) также представлены черноземами. Главной особенностью почвообразования черноземных почв данной территории является развитие дернового процесса почвообразования (гумусонакопление), это автоморфные почвы, грунтовые воды залегают глубже 7 м и влияния на почвообразовательный процесс не оказывают.

Залегают черноземные почвы по выровненным слабоповышенным участкам и склонам до 10°.

Черноземы выщелоченные формируются на плоских водораздельных участках и покатых склонах северной, северо-восточной, северо-западной и юго-западной экспозиций, испытывающих более высокое увлажнение за счет атмосферных осадков или стоковых вод. Они развиваются в комплексе с обыкновенными черноземами и занимают основную площадь пашни (63,0%).

По мощности гумусового горизонта на рассматриваемой территории встречаются среднемощные (МА+АВ 42-48 см), и маломощные – (МА+АВ 25 – 39) см черноземы выщелоченные.

Среди выщелоченных черноземов встречаются малогумусные (<6 %) и слабогумусированные (<4 %). 

Вскипание от соляной кислоты и наличие в профиле карбонатов отмечается в среднем на глубине 58-155 см (в горизонтах Вк, ВСк, Ск). 

Подтип черноземов обыкновенных является зональным для подзоны обыкновенных черноземов умеренно-засушливой колочной степи.

Черноземы обыкновенные, как правило, формируются по повышениям, вершинам и пологим склонам водоразделов. Они имеют широкое распространение наряду с черноземами выщелоченными. Среди обыкновенных черноземов различают среднемощные среднегумусные, среднемощные малогумусные и слабогумусированные, маломощные малогумусные и слабогумусированные, а также черноземы обыкновенные карбонатные средне-и маломощные. Часто встречаются черноземы обыкновенные слабо-и среднесмытые. 

Мощность гумусового слоя (А+АВ) среднемощных черноземов обыкновенных колеблется в пределах 45-57 см, маломощных – 27-39 см. Еще меньше мощность в смытых черноземах (22-35 см). 

Вскипание от соляной кислоты отмечается внизу гумусового горизонта или сразу под ним, у карбонатных с поверхности. Карбонаты выделяются в виде псевдомицелия, белоглазки, кукол и сплошной мучнистой пропитки.

Черноземы обыкновенные и обыкновенные карбонатные принадлежат к малогумусным, с содержанием гумуса 4,0-5,4 %, и слабогумусированным – 3,4-3,8 %. Вниз по профилю содержание гумуса уменьшается постепенно.

Наибольшим потенциальным плодородием обладают черноземы среднемощные малогумусные среднесуглинистые.

Почвы разных типов и подтипов в различной степени подвержены эрозии: обладающие меньшим плодородием, в большей мере подвержены эрозионным процессам. Среди черноземов обыкновенных наиболее подвержен процессам водной эрозии род обыкновенных карбонатных, имеющий самый высокий процент эродированных почв (77%). Это, по-видимому, связано с тем, что они сформированы в основном в средних и нижних третях склонов, которые в большей мере подвергаются почвенному смыву. Кроме того, обильное количество карбонатов снижает противоэрозионную устойчивость почв. Самый низкий процент эродированных почв у черноземов выщелоченных и оподзоленных.

1.2. Климатические  условия.

Учхоз «Пригородное» входит в теплый недостаточно увлажненный район, который охватывает северо-восточную и юго-восточную части Приобского плато и долину реки Оби с хорошо развитой поймой.

Климат данной территории является континентальным. Отличается он жарким, но коротким летом, холодной малоснежной зимой с сильными ветрами и метелями. Континентальность климата наиболее ярко подчеркивается появлением ранних заморозков в теплое время, которые иногда даже возможны в вегетационный период.

Самый холодный месяц январь. Средняя температура воздуха в январе –16-200С. Абсолютный минимум температуры в отдельные годы достигает –50-530С. Амплитуда колебаний экстремальных температур достигает 80-850. Самый теплый месяц-июль. Средняя температура его +18,90С.

Количество солнечного тепла в 2-3 раза больше, чем требуется на испарение всех осадков, выпадающих летом. Среднее количество осадков за год составляет 470мм. Среднее количество осадков, выпадающих за вегетационный период - 225-250мм, примерно половина от годового количества осадков используется за период с температурами более +100С – 194-250мм. Гидротермический коэффициент по Г.Т.Селянинову равен 1,2-1,0, который свидетельствует о недостаточном увлажнении района.

Продолжительность теплого периода от даты устойчивого перехода температуры через 00С весной до даты перехода ее через 00С осенью составляет в среднем 193-194 дня. Переход через 00С весной обычно происходит после 10 апреля. Продолжительность периода с температурой больше 50С составляет 160-170 дней. Прогревание почвы до +100С наступает в начале второй декады мая. Средняя дата прекращения заморозков приходится на 20 мая, а первый осенний заморозок по многолетним данным приходится на 16 сентября. В отдельные годы заморозки могут продолжаться до 10 июня, а осенью начинаться с 23 августа. Безморозный период в среднем 110-115 дней: наименьшая продолжительность безморозного периода в отдельные годы составляет 77 дней, а наибольшая –146 дней. Сумма положительных температур за период со среднесуточной температурой выше +100С равна 20400.

Таблица 3

Характеристика гидротермических условий по данным Барнаульской метеостанции

ГТК1=∑осадков(V+ VI)*10/(∑t0>100(V+ VI))

ГТК1=(37+49)*10/(10,7*31+16,6*30)=1,036

ГТК2=∑осадков(V+ VI+ VII+ VIII)*10/(∑t0>100(V + VI+ VII+ VIII))

ГТК2=(37+49+67+52)*10/(10,7*31+16,6*30+18,9*31+16,3*31)=1,067

Наиболее продолжительный безморозный период наблюдается на вершинах увалов и верхних частях склонов (130-140 дней), более короткий на открытых водоразделах и средних частях склонов (110-120 дней) и самый короткий в долинах рек (95-105 дней). Сумма температур почвы на глубине 10см для тяжело-суглинистых разновидностей составляет 2100-23000, средне-суглинистых –2200-24000 и супесчаных –2300-25000. По тепло обеспеченности зона благоприятна для выращивания многих сортов пшеницы, кукурузы на силос, технических культур, картофеля и овощей. Однако лимитирующим здесь фактором является влага, так как большая часть осадков приходится на вторую половину лета. Осадки носят ливневый характер, иногда возможен град.

Запасы продуктивной влаги в метровом слое к моменту перехода температуры через +100С составляют в черноземах выщелоченных и обыкновенных –130-140мм. К моменту перехода температуры осенью через +50С запасы продуктивной влаги в этих почвах находятся в пределах 80мм. Такие запасы влаги обеспечивают все сельскохозяйственные культуры водой только на 50-75% от оптимальной потребности.

Условия перезимовки – удовлетворительные. Снежный покров лежит  в среднем 170 дней и средняя его высота равна 30-35(40)см. Почва к марту месяцу может промерзнуть на глубину 146см, в отдельные малоснежные и холодные зимы глубина промерзания может достигать 246см. Отрицательным фактором климата является бурное таяние снега весной. Все это способствует развитию эрозионных процессов.

Физическая спелость почвы в среднем наступает 25 апреля – 3 мая.

В целом климатические условия в учхозе благоприятны для возделывания районированных сортов сельскохозяйственных культур при обязательном применении комплекса противоэрозионных почвозащитных мероприятий и приемов, направленных на сохранение почвенного плодородия.

2. Морфологические признаки и биологическая характеристика картофеля.

Картофель - многолетнее травянистое клубненосное растение. В культуре оно возделывается как, однолетнее, потому что весь его жизненный цикл, начиная с прорастания клубня  кончая образованием и  формированием зрелых клубней, проходит в течение одного вегетационного периода.

Обычно картофель размножают вегетативным путем – клубнями. Его с успехом можно размножать и частями клубней, а также ростками и черенками. В селекционной практике часто используют семенное размножение. Картофель относится к семейству Пасленовые (Solanaceae), к роду Solanum tuberosum L. – вид, получивший самое широкое распространение в культуре. Другие виды картофеля, отличающиеся многими ценными биологическими и хозяйственно полезными признаками, часто используют в селекции при выведении новых сортов. 

Стебли картофеля большей частью прямостоячие, реже – отклоняющиеся в сторону. Окраска стеблей зелёная, однако, у некоторых сортов она маскируется антоцианом, который придает стеблям красновато-бурый оттенок. Интенсивность пигментации стебля от сортовых особенностей, условий возделывания, освещения  влагообеспеченности и других факторов.

Листья картофеля, появляющиеся при прорастании клубней или семян, простые цельнокрайние. По мере роста  растения образуются прерывисто-непарноперисторассечённые листья. Каждый такой лист состоит из нескольких пар боковых долей, размещенных одна против другой, промежуточных долек между ними и конечной доли. Боковые доли и дольки сидят на стерженьках, прикрепленных к стержню, который переходит в черешок. Дольки в зависимости от их положения делятся на серии: конечную, первую, вторую, третью и четвёртую.

Строение и степень рассеченности - листьев являются важным сортовым признаками.

Цветы у картофеля собранны в соцветия, представляющие собой расходящиеся завитки, расположенных на общем цветоносе различной длины. Цветоножка сочлененная. Цветки пятерного типа. Чашечка цветка спаяно-пятилепестная, чашелистики сросшиеся у основания. Венчик колесовидный, состоит из пяти сросшихся лепестков. Окраска венчика разнообразная: белая, синяя, темно-сине-фиолетовая, красно-фиолетовая с различными оттенками. В середине цветка находится пять тычинок. Они состоят из пыльников. Пестик состоит из рыльца, столбика и завязи. Картофель самоопыляющиеся растение, но большинство сортов стерильно и только немногие фертильны.

Плодом картофеля является двугнездная многосемянная сочная зелёная ягода шаровидной или овальной формы. При созревании ягоды белеют и приобретают приятный запах земляники. Для употребления в пищу они не пригодны из-за содержания большого количества солонина. Семена мелкие, плоские, с согнутым зародышем, светло-желтого цвета. Масса 1000 семян около 0,5 граммов.

Корневая система картофеля, выращенного из клубня, мочковатая. Она представляет собой совокупность корневых систем отдельных стеблей. Корневая система имеет ростковые, или первичные корни, образующиеся в начале прорастания клубней, пристолонные корни, появляющиеся в течение всего периода вегетации и располагающиеся группами по 4 – 5 около каждого столона, и столонные корни, находящиеся на столонах.

Клубень картофеля представляет собой утолщенный и укороченный стебель. На клубне в раннем возрасте имеются мелкие чешуйчатые листочки, не содержащие хлорофилла, в пазухах чешуйчатых листочков закладываются покоящиеся почки, образующие так называемые глазки. Зрелые клубни покрыты тонкой кожурой из пробковой ткани, не позволяющей клубням высыхать и предохраняющей от заболеваний. Форма клубней довольно разнообразна и характерна для каждого сорта.

Содержание крахмала в клубнях картофеля колеблется от 12-14 до 22-25 % (в отдельных случаях – до 29 %). В клубнях столовых сортов обычно содержится 13 – 16 % крахмала, а в заводских – не менее 18, а часто и 20 %. Наиболее крахмалистые клубни у позднеспелых сортов.

В своём развитии растение картофеля в наших условиях проходит три из четырёх известных фаз развития: 1) всходы; 2) бутонизация; 3) цветение.  При ранних сроках посадки (в начале мая) его всходы появятся через 30 – 35 дней в I декаде июня. Бутонизация обычно наблюдается в начале, а цветение в середине июля.

Биологические особенности культуры.

А) Отношение к температуре.

Картофель - культура умеренного климата. Клубни обычно начинают прорастать при температуре почвы 7-12 oC , а почки глазков пробуждаются при температуре 3-6 oC . Наиболее быстро клубни прорастают при температуре почвы около 20 oC . Корни у картофеля образуются при температуре не ниже 7 oC .

Благоприятная температура почвы для прироста ботвы и клубнеобразования 15-20 oC , повышение ее до 30 oC тормозит рост картофельного растения. При температуре воздуха выше 42 oC ботва прекращает расти, так как на дыхание растение расходует продуктов ассимиляции больше, чем их накапливают листья в процессе фотосинтеза. Ботва выдерживает лишь кратковременное понижение температуры почвы до минус 1- 1,5 oC , рост ее прекращается при температуре ниже 7 oC . Более продолжительное действие низкой температуры убивает всходы, но они могут появиться вновь, если для посадки использовали не очень мелкие клубни.