Технология производства вики посевной с овсом на семена
Министерство сельского хозяйства Российской Федерации
ФГОУ ВПО «Вологодская
государственная
Академия имени Н.В. Верещагина»
КАФЕДРА РАСТЕНИЕВОДСТВА
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по растениеводству
Тема: «ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ВИКИ ПОСЕВНОЙ
С ОВСОМ НА СЕМЕНА»
Вологда-Молочное,
2008
СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА
ВВЕДЕНИЕ
Однолетние травы занимают в России ежегодно примерно 5 млн га, в Вологодской области около 10 тыс га. К однолетним относятся травы семейства бобовые (горох полевой, вика яровая, вика озимая и сераделла) и мятликовые (райграс однолетний, суданская трава, могар и чумиза). [8]
Из однолетних трав вика яровая занимает первое место по значению и распространению.
Выращивается вика в районах с достаточным количеством влаги. [8] Основные районы возделывания - Нечерноземная зона, лесостепные районы достаточного увлажнения Центрально-Черноземной зоны РСФСР, Украины, Белоруссии, Прибалтики. (См прил. 5)
Вика яровая (посевная) — хорошая парозанимающая, поукосная и пожнивная культура, накапливает азот в почве. Обладает биологической пластичностью, поэтому имеет широкий ареал. [19]
Возделывают её на сено, зеленый корм, силос и семена. [19]
Семена вики ежегодно созревают лишь в центральных и южных районах нечернозёмной зоны, т.к. в основном преобладают средние и позднеспелые сорта. Вегетационный период вики на семена составляет 80-120 дней, но при избытке влаги после цветения созревание семян бывает неравномерным и очень поздним. [8]
Урожай семян вики при правильной агротехнике достигает 20 ц с га.
При всех своих преимуществах
вика имеет тонкий полегающий стебель,
поэтому возделывается в
Овес - ценная продовольственная и кормовая культура. В России возделывается один вид овса – овёс посевной. В зерне овса 12-13% белка, 4-4,5% жира, витамины и минеральные соли.
Возделывается в районах умеренного климата, т.е. в основном в нечернозёмной и частично в чернозёмной зоне, где достаточно влаги. Посевная площадь под овсом сокращается, сейчас в России 3,3 млн га, средний урожай 14 ц/га зерна. [8]
Урожайность зерна вико-овсяной смеси достигает 25—30 ц с 1 га. [19]
Смешанные посевы — это одновременно выращиваемые два или несколько видов растений, высеянных в смеси в один рядок или в одно гнездо с использованием общей площади питания. Один из компонентов смеси (преобладающий) является основным, а второй— дополнительным (уплотняющим). В удачно подобранной смеси компоненты могут быть довольно близкими по своим биологическим особенностям, но в то же время отличаться по темпам роста или требованиям к факторам роста, устойчивости к неблагоприятным метеорологическим условиям, к болезням, вредителям и т. д. Смесь, в которой компоненты дополняют друг друга, при высеве более приспособлена к внешним условиям и более продуктивна, чем каждый компонент в отдельности. Примерами широко распространенных двучленных смешанных посевов может служить вико-овсяная смесь. [17]
Урожайность смешанных посевов бывает выше и устойчивее, повышается плодородие почвы после уборки смешанных посевов. В смешанных посевах злаковых культур с бобовыми, злаковый компонент реже и в меньшей степени повреждается вредителями, меньше гибнет от заморозков, а бобовые растения слабее поражаются болезнями. Всходы в смешанных посевах получаются более дружные, растения меньше полегают и лучше противостоят сорнякам и неблагоприятным условиям. [17]
В смешанных посевах условия внешней среды, прежде всего освещенность и температура воздуха, запасы почвенной влаги и питательных веществ, используются растениями гораздо полнее, чем в чистых посевах одной культуры. Это оказывает влияние на темпы роста и развития смешанных посевов, характер взаимоотношений компонентов и формирование более высоких урожаев. [17]
Основные задачи курсового проекта:
1). Изучить биологические особенности вико-овсяной смеси по литературным источникам и по результатам собственных наблюдений.
2). Провести программирование урожайности культуры для данных почвенно-климатических условий;
3). Разработать технологию производства, обеспечивающую получение программируемой урожайности;
4). Дать оценку энергетической эффективности разработанной технологии возделывания вико-овсяной смеси.
1. БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ КУЛЬТУРЫ
1.1. Особенности роста и развития
Вика яровая (Vicia sativa L.) — однолетнее растение, относится к роду вики (Vicia L.) семейства бобовых. К этому роду принадлежит около 150...200 видов. Корневая система – стержневая, с большим количеством хорошо развитых боковых корней, на которых располагаются клубеньки. Стебель тонкий, сильно ветвится, длиной 50-60 см, при благоприятных условиях достигает 100 см и более, после цветения обычно полегает, неясно четырехгранный, голый или слабоопушенный. Листья сложные, парноперистые, с ветвистым усиком и 4...8 парами листочков. Первые 2...3 листа имеют одну пару листочков. Этим яровая вика отличается от мохнатой и других дикорастущих вик. Цветки крупные, лилово-пурпурные, реже розовые и белые, располагаются попарно в пазухах листьев на очень коротких цветоножках, цветение начинается снизу и постепенно идет вверх, поэтому период цветения и созревания очень растянут. Опыление происходит до вскрытия цветка. Бобы широколинейные, двустворчатые, без перегородки, обычно 9-семянные, 35-65*5-9 мм, коротко опушенные или голые, с коротким загнутым носиком, светло-желтые, реже серые, бурые, черноватые, обычно сильно растрескиваются. Семена округлые, сдавленные или сплюснутые, гладкие или морщинистые, разной окраски. Масса 1000 семян 35...75 г. Семенной рубчик линейный, короткий, узкий. Семядоли серые, зеленоватые или оранжевые. Прорастание подземное. [2] (см прил. 1)
Вегетационный период вики на семена составляет 80-120 дней, но при избытке влаги после цветения созревание семян бывает неравномерным и очень поздним. [8]
За вегетационный период вика яровая проходит следующие фазы роста:
- Всходы – появление настоящих видоизменённых листьев. При благоприятных условиях через 6-10 дней после посева, а при недостатке влаги через 15 дней и более. Семядоли остаются в почве;
- Ветвление стебля – наступает быстро, через 5-10 дней после всходов;
- Бутонизация;
- Цветение – наступает через 40-50 дней после всходов (до цветения растёт быстро, а цветение, особенно при избыточном увлажнении очень растянуто и может продолжаться до поздней осени). В период цветения вика интенсивно растёт в длину;
- Созревание – очень позднее, неравномерное. При созревании бобы растрескиваются, семена осыпаются. [8
Овёс посевной – Avena Sativa. Корневая система – мочковатая, стебель – соломина, делится узлами на междоузлия. Число междоузлий может быть от 4 до 7. Узлы придают стеблю прочность, поэтому овёс является хорошей поддерживающей культурой. Листья линейные, длинные, узкие. Лист состоит из листовой пластинки и листового влагалища, которое охватывает стебель. В месте перехода листовой пластинки в листовое влагалище есть тонкая плёнка, которая называется язычком. В основании листовой пластинки могут быть выросты, которые называются ушками. Ушки могут быть длинными или короткими. Соцветие – метёлка. Плод – зерно. [18]
Овес в процессе роста и развития проходит следующие фазы: всходы (появление первого зелёного листа на поверхности почвы), кущение, выход в трубку, колошение или выметывание метелки, цветение и созревание. У овса различают три фазы спелости зерна: молочная, восковая и полная. [18]
Для получения дружных и равномерных всходов влагообеспеченность пахотного слоя должна быть не ниже 60— 70 % полевой влагоемкости. [7] (см прил 2)
1.2. Требования к теплу и свету
В отличие от других культур вика яровая менее требовательна к теплу. Это дает возможность возделывать ее в северных районах (на Кольском полуострове, в Архангельской, Вологодской и других северных областях). Минимальная температура прорастания семян составляет 3-40С, всходы переносят заморозки до -5…-60С, для формирования зелёной массы оптимальная температура составляет 12-160С, а для созревания семян нужны более высокие температуры: 20-220С. Сумма положительных температур от всходов до цветения находится в пределах 600-900°С, от всходов до созревания семян 1200-1900°С, что и определяет северную границу возделывания культуры на зеленую массу и на семена. Это растение длинного дня. Максимальная семенная продуктивность получена при продолжительности светового дня 16-18 часов (южные сорта должны иметь такую продолжительность в течение 25 дней, а северные - в течение 35-40 дней). Не боится затенения злаками, но интенсивность освещения также важна, поэтому сильное загущение посевов может привести к снижению продуктивности. [8, 19]
Овёс тоже не требователен к теплу и более холодостоек. Минимальная температура прорастания семян составляет 2-40С, в фазе всходов выдерживает заморозки до -8…-90С, в налив зерна -4…-50С. Овёс плохо переносит жару (начинается усыхание нижних листьев). [8]
1.3. Требования к влаге
Вика яровая – влаголюбивая культура, засухи не переносит. Плохо переносит высокое стояние грунтовых вод. Наиболее благоприятные условия складываются в районах с осадками более 450 мм в год. Максимально потребление влаги в период прорастания семян и в период интенсивного роста (фаза цветения), когда происходит наибольший прирост стеблей и наибольшее увеличение веса растений. При недостатке влаги урожай значительно снижается. [8,19]
У овса к влаге требования тоже высокие. Для получения дружных и равномерных всходов влагообеспеченность пахотного слоя должна быть не ниже 60-70 % полевой влагоёмкости. Особенно много влаги требуется примерно за две недели до вымётывания, когда формируется количество колосков и цветков в метёлке. Наибольший урожай овёс даёт при выпадении осадков в первой половине лета. [8, 7]
1.4. Требования к почве и элементам питания
Вика яровая дает хорошие урожаи на различных почвах - черноземах, каштановых, хорошо удается на суглинистых, глинистых, но не выносит засоленных, заболоченных и кислых почв, на которых она даже не цветёт. Хорошо растет вика яровая также на осушенных окультуренных болотах (рН 5,0— 6,5). Но лучшими почвами являются суглинистые, с оптимальным показателем рН нейтральным или близким к нейтральному, так как в кислых почвах происходит угнетение клубеньковых бактерий ( рН = 6-7). [8, 19]
Овес по сравнению с другими зерновыми культурами менее требователен к плодородию почвы. Легче переносит повышенную (рН 4,5—5,5) кислотность. Хорошо отзывается на известкование кислых почв и внесение удобрений. Благодаря развитой корневой системе и высокой поглотительной способности корней эффективно использует последействие удобрений и усваивает питательные вещества из труднорастворимых соединений. [7]
На формирование 1 т зерна овса расходуется 28 кг /азота, 13 кг фосфора и 28 кг калия. Потребность в азоте и калии проявляется у овса равномерно во все фазы развития растений. В фосфоре овес больше всего нуждается в на-чальный период роста, хорошо отзывается на припосевное внесение фосфора.
В зависимости от сорта, зоны возделывания потребность растений овса в питательных веществах меняется. [7]
2. АГРОКЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ КУЛЬТУРЫ
Климат Вологодской области определяется его географическим положением, малым количеством солнечной радиации и условиями атмосферной циркуляции. [1]
По классификации климатов Б.П. Алисова, в основу которой положены особенности циркуляции атмосферы и географическая широта, вологодский район относится к атлантико-континентальной климатической области умеренного пояса, где наблюдаются воздушные массы умеренных широт. Характерной чертой климата Вологодского района является частая смена воздушных масс, связанная с прохождением циклонов и антициклонов. Сезоны года выражены ясно, а именно: продолжительная умеренно холодная зима, короткая весна с неустойчивыми температурами, относительно короткое умеренно тёплое лето, длительная и сырая осень. [13]
Устойчивый снежный покров залегает 165 – 170 дней, достигая высоты на полях 40 – 60см к концу зимы, поэтому вымерзание посевов во время перезимовки наблюдается крайне редко. [12]
Наиболее высокие температуры воздуха зимой отмечаются на западе области. Среднемесячная температура января, как самого холодного месяца, составляет около - 140. Средний из абсолютных минимумов достигает в среднем – 370. Однако в любой из зимних месяцев могут быть повышения температуры до оттепели. [1]
Перелом на весну наблюдается в начале апреля. В конце апреля – начале мая, с переходом среднесуточной температуры через 50, начинается вегетация озимой ржи, многолетних трав, древесной растительности.
В конце мая прекращаются весенние заморозки, наступает лето, которое продолжается от 100 до 125 дней. Наиболее тёплая погода со средними суточными температурами выше 150 в среднем удерживается 50 – 60 дней. Сумма активных температур за вегетационный период на большей части территории составляет около 17000. Вегетационный период с температурами выше 50 продолжается 155 – 165 дней. Средняя месячная температура самого тёплого месяца июля - повсеместно 170. Средняя годовая температура воздуха составляет 2,40 С. [12]
В середине сентября начинаются осенние заморозки и понижение средней суточной температуры ниже 100. Осень продолжительная длится до середины ноября. В осенний период чаще наблюдается пасмурная, сырая, дождливая погода. Снежный покров образуется и исчезает несколько раз. Зимний режим устанавливается в конце ноября. [13]
По условиям увлажнения территория Вологодской области относится к влажной зоне. Годовая сумма осадков составляет 500 – 570мм. За период, когда проходит активная вегетация всех сельскохозяйственных культур, т.е. со второй декады мая до первой декады сентября, осадков выпадает 250 – 270мм. Влагообеспеченность растений, как правило, нормальная. Основная масса осадков выпадает в тёплый период. Запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы за май, июнь, июль составляют – 1620. [1, 13]
Оценив выше изложенное, делаем вывод, что в Вологодской области можно получать хорошие урожаи вико-овсяной смеси на семена, только необходимо правильно выбирать сорта. Основным показателем при выборе сорта должна быть его скороспелость. Для нашей области необходимы наиболее скороспелые сорта, чтобы семена успели вызреть до наступления холодной и влажной осенней погоды.
3. РАЗРАБОТКА НАУЧНО
ОБОСНОВАННОЙ ТЕХНОЛОГИИ
3.1. Программирование урожайности
3.1.1. Понятие и принципы программирования
Увеличение производства сельскохозяйственной продукции должно решаться, главным образом, за счет значительного повышения урожайности. Этому способствует новое направление в агрономической науке – программирование урожаев. [15]
Программирование является составной частью науки об управлении. Программировать урожай намного сложнее, чем решать задачи программирования в других отраслях (промышленности, связи и т.д.), так как результаты производства находятся в тесной зависимости от природных условий. [15]
Программирование урожайности – это определение урожайности культуры на конкретном поле по почвенно-климатическим ресурсам и разработка технологии производства, обеспечивающей наиболее полное использование потенциальной продуктивности сорта или гибрида сельскохозяйственных культуры. [15]
Для программирования урожаев необходимо иметь следующую информацию:
- Метеорологические условия данной местности и агрометеорологические прогнозы;
- Плодородие почвы конкретного поля;
- Потенциальные возможности данной культуры и сорта;
- Наличие материально-технических и трудовых ресурсов (удобрений, химических средств защиты растений, машин, высококачественных семян и т.д.);
- Наличие приборов для быстрой диагностики состояния посевов в период вегетации и условий в корнеобитаемом слое почвы. [15]
Цель программирования – обеспечить получение экономически обоснованного урожая при одновременном сохранении или повышении уровня почвенного плодородия и соблюдения требований охраны окружающей среды.
Выделяют три этапа программирования урожайности. На первом этапе рассчитывают на основе агроклиматических ресурсов конкретной местности три научно обоснованного уровня урожайности культуры:
- Потенциальная урожайность (ПУ) – по приходу фотосинтетически активной радиации;
- Действительно возможная урожайность (ДВУ) – по условиям влагообеспеченности и биоклиматическим показателям;
- Программирование урожайности (ПрУ) – с учетом почвенного плодородия конкретного поля. [15]
На втором этапе разрабатывают технологию производства, обеспечивающую получение программированной урожайности, т.е. разрабатывают программу получения урожая. При этом заранее рассчитывают под программируемую урожайность фитометрические показатели посева (фотосинтетический потенциал, площадь листьев), основные элементы структуры урожая и норму высева.
На третьем этапе
обеспечивают выращивание
Для приближения урожая в производстве (УП) к программируемому (ПрУ) необходимо добиваться выполнения всех элементов принятой технологий при корректировке их в зависимости от складывающихся метеоусловий и состояния посевов.
Качество программирования оценивается по разности между программируемой урожайностью и полученным в производстве урожаем. Если различия между ними незначительные, качество программирования считается хорошим. [15]
В 1970 г. Академиком И.С.Шатиловым сформулированы 10 основных принципов программирования урожайности:
Первый принцип основан на определении урожайности по коэффициенту использования растениями фотосинтетической радиации (ФАР). [15]
Второй принцип состоит в определении продуктивности фитомассы по приходу тепла и влаги за период вегетации культуры.
Третий принцип состоит в определении потенциальных возможностей культуры (сорта) применительно к тем условиям, где предполагается получить высокие урожаи. Для определения потенциальных возможностей необходимо использовать данные сортоиспытательных участков и научных учреждений, где более высокий уровень агротехники и потенциальные возможности проявляются лучше. [15]
Четвертый принцип заключается в том, чтобы на поле, занятом культурой, сформировать фотосинтетический потенциал (ФП), который обеспечит запрограммированный уровень урожайности.
Пятый принцип состоит в необходимости правильного применения основных законов земледелия и растениеводства.
Шестой принцип заключается в том, чтобы разработать систему удобрения, обеспечивающую получение запрограммированного урожая высокого качества. [15]
Седьмой принцип заключается в разработке комплекса агротехнических мероприятий, исходя из требований культуры, сорта (обработка почвы, посев, уход и т.д.).
Восьмой принцип состоит в том, чтобы в орошаемом земледелии обеспечить потребность растений в воде в оптимальном количестве, а в богатых условиях определить уровень урожайности, исходя из сложившихся климатических условий. [15]
Девятый принцип состоит в том, чтобы обеспечить выращивание здоровых растений, исключить отрицательное влияние вредителей и болезней на рост, развитие и урожайность сельскохозяйственных культур.
Девятый принцип заключается в необходимости использования электронно-вычислительной техники для выбора оптимального варианта комплекса агроприемов, выполнение которого обеспечит получение программируемой урожайности. [15]
3.1.2. Определение потенциальной урожайности
Биомасса растений на 90-95% состоит из органического вещества, образующегося в процессе фотосинтеза. Поэтому основной путь увеличения урожайности – повышение фотосинтетической продуктивности растений и коэффициента использования солнечной радиации.
Потенциальная урожайность – максимальная урожайность, которая теоретически может быть достигнута в результате усвоения посевами рассматриваемой культуры поступающей фотосинтетически активной радиации и в идеальных метеорологических и почвенных условиях. Она зависит от прихода ФАР за период вегетации культуры и от коэффициента использования ФАР (КQ) данной культурой и сортом.
Фотосинтетически активная радиация – это часть солнечного спектра с длиной волны 0,38…0,71 мк, которая используется в процессе фото синтеза.
Приход ФАР регистрируется на метеостанциях гидрометслужбы. Величина приходящей ФАР сильно различается в зависимости от длины вегетационного периода культуры.
Коэффициент использования ФАР зависит от биологических особенностей культуры, плодородия почвы, уровня минерального питания и применяемой технологии. Чем выше коэффициент использования ФАР, тем выше урожай биомассы. Реальный КQ на обычных посевах, по данным Ничипорович, не превосходит 0,5-1,5%.[15]
Посевы сельскохозяйственных культур по использованию ФАР делятся на группы:
КQ,% | |
1. Обычные |
0,5…1,5 |
2. Хорошие |
1,5…3,0 |
3. Рекордные |
3,5…5,0 |
4. Теоретически возможные |
6,0…8,0 |
Ставится задача повысить коэффициент использования ФАР до 2-3 и даже 5%, что позволит значительно увеличить продуктивность фитомассы.
Расчет потенциальной урожайности (ПУ) биомассы производится по формуле А.А.Ничипоровича:
ПУбиол.= ; (1)
Где ПУ биол. – урожайность абсолютно сухой массы биомассы,ц/га;
Q – сумма ФАР за период вегетации культуры.
Q определяется с использованием данных суммарного прихода ФАР по месяцам года в конкретной местности. [15]
Под периодом вегетации следует понимать фактическое время от посева до начала уборки урожая, в течение которого происходит усвоение основного количества ФАР и накопление биомассы растений. У озимых культур за период вегетации принимается продолжительность двух периодов: от посева до окончания осенней вегетации и от начала весенней вегетации до начала уборки урожая. Даты окончания осенней вегетации и начала весенней вегетации озимых зерновых и многолетних трав можно определить по датам перехода средней суточной температуры воздуха через 00С и +50С. [15]
104 – коэффициент использования суммы ФАР;
КQ – коэффициент использования ФАР посевами данной культуры;
С – калорийность единицы урожайности сухого органического вещества. Эта величина меняется несущественно и для большинства культур ее значение находиться в пределах 1800-2000 МДж/ц. [15]
Сумма ФАР за период вегетации подсчитана в таблице 3.1.2.1.
Табл.3.1.2.1.
Сумма ФАР (МДж/м2) за период вегетации вики посевной с овсом.
Дата начала весенней вегетации 5 мая.
Дата уборки 1 сентября.
Месяцы вегетации |
За период вегетации | ||||
май |
июнь |
июль |
август | ||
Приход ФАР (МДж/м2) |
216 |
289 |
293 |
216 |
1014 |
КQ = 2,2%
С =1968
ПУбиол = ; (2)
ПУ биол =
Для перехода от урожая абсолютно сухой массы к величине урожая полезной продукции (зерна, семян, соломы, сена, зеленой массы) при стандартной влажности пользуемся формулой:
ПУпп = ; (3)
где ПУ пп – потенциальная урожайность полезной продукции при стандартной влажности, ц/га;
ПУ биол. - потенциальная урожайность абсолютно сухой биомассы в ц/га;
А – стандартная влажность полезной продукции, %
К – сумма частей основной и побочной продукции.
ПУпп =
Таким образом, мы видим, что при КQ = 2,2% и при идеальных метео и почвенных условиях потенциальная урожайность вико-овсяной смеси может составить 52,7 ц/га семян. [15]
3.1.3. Определение действительно возможной урожайности по условиям увлажнения
Действительно возможная урожайность – это урожайность, которая может быть получена при строгом соблюдении технологии производства в конкретных климатических условиях на идеальной почве. Лимитирующими урожайность факторами здесь выступают ресурсы тепла и влаги. [15]
ДВУ, как правило, ниже потенциального урожая, так как значения метеорологических факторов отличаются от оптимальных. Метеоусловия изменяются ежегодно, поэтому значения ДВУ от года к году случайным образом меняются. Из-за отсутствия надежных долгосрочных прогнозов погоды, рассчитанных на весь вегетационный период, заранее нельзя точно сказать, каким будет ДВУ в предстоящем году. Можно рассчитать лишь вероятный уровень ДВУ по среднемноголетним метеорологическим условиям.