Технология возделывания озимой пшеницы. 4

Введение

      Зерновое хозяйство - главная отрасль земледелия Казахстана. Оно обеспечивает население хлебопродуктами, а животноводство  кормами. Казахстан производит много высококачественного товарного зерна. В последние годы общие посевы зерновых культур занимали свыше 80% посевной площади сельскохозяйственных культур [1].

     Озимая пшеница принадлежит к числу наиболее ценных и высокоурожайных зерновых культур. Зерно богато клейковинными белками и другими ценными веществами, поэтому оно широко используется для продовольственных целей, в особенности в хлебопечении и кондитерской промышленности, а также для производства крупы, макарон, вермишели и других продуктов. Пшеничные отруби — высококонцентрированный корм для всех видов сельскохозяйственных животных. Солома и мякина имеют большую кормовую ценность. Солому в измельченном и запаренном виде или обработанную химическими веществами охотно поедают крупный рогатый скот и овцы. В 100 кг соломы содержится 0,5—1,0 кг переваримого протеина, 20—22 кормовых единицы. Солома используется как строительный материал, для изготовления бумаги и подстилки животным [2].

     В Казахстане озимая пшеница занимает немаловажное место среди зерновых культур. В настоящее время посевная площадь озимой пшеницы в Казахстане составляет около 800 тыс. га. 85% озимой пшеницы размещены в условиях умеренно-сухой, сухой и жаркой зоны, представленные в основном сухими степями расположенных около 600м над уровнем моря. Урожайность 9-13 ц/га позволяет получить 11,2-16,6 млн. тонн пшеницы. Из них 7,4-7,53 млн. тонн расходуется на внутреннее потребление, а 3,0-8,2 млн. тонн идет на экспорт.

     В 2012 году сельскохозяйственные культуры планируется разместить на площади 21,5 млн. га. Площади весеннего сева прогнозируются на уровне 18,8 млн. га, что на 0,2 млн. га или 0,9% меньше прошлогоднего уровня. Зерновые культуры будут размещены на площади около 16,2 млн. га, в том числе пшеница – на 13,5 млн. га. Площади пшеницы сократятся на 300 тыс. га, при этом за счет расширения площадей зернофуражных культур ожидается увеличение площадей зерновых культур на 55 тыс. га.

      1 Аналитический обзор

1.1 Народнохозяйственное значение культуры

      Озимая пшеница является одной из самых распространенных важнейших продовольственных культур, ценность, зерна которой определяется высоким содержанием белка, жира, углеводов и других минеральных веществ в зерне.

      По содержанию белка озимая пшеница превосходит все зерновые. Пшеничная мука широко используется в хлебопечении, кондитерской промышленности, сильные и твердые сорта пшеницы используют для производства качественного хлеба, макаронных изделий, манной крупы и т.д.

      На юге и юго-востоке Казахстана под посевами озимой пшеницы заняты, в основном, зоны полуобеспеченной и необеспеченной осадками богары, а также предгорная и среднегорная влагообеспеченные зоны. Из общей площади занятых пшеницей 90% относятся к сухостепным неполивным и пустынно-степным богарным землям и лишь 10% или порядка 115 тыс. га возделывается в условиях регулярного орошения. Озимую пшеницу в основном возделывают на юге и юго-востоке Казахстана. У нас это Казыгуртский и Тюлькубасский районы. Средняя урожайность здесь может составлять до 10-15 центнеров с гектара.  Озимая пшеница всегда дает более высокие урожаи, чем яровая. Это связано с биологическими свойствами культуры [3].

Ботаническая  характеристика. К настоящему времени наукой установлено

всего 22 вида озимой пшеницы, из которых наибольшее распространение  имеют 2: пшеница твердая (Triticum durum) и  пшеница мягкая (Triticum sativa). Они имеют большое количество разновидностей, форм и сортов.

      Корневая система – мочковатая, располагается в верхнем пахотном слое почвы, но проникает на глубину 120-200см. Она состоит из первичных «зародышевых» корней (развивается из зародыша семени) и вторичных «узловых» (образуются из узлов стебля).

      Стебель озимой пшеницы – соломина, округлой формы, полый и по всей длине разделен узлами (кольцеобразные утолщения) на 5-6 участков. 
      Типы листьев озимой пшеницы:

-Прикорневые  – образуются из подземных узлов

-Стеблевые –  образуются из надземной части  стебля.

      Лист состоит из 2 частей: влагалище и лепесток. Листья ланцетовидные, с параллельным жилкованием. У основания они свернуты в трубочки, прикрепленные к стеблевым узлам и охватывающие часть стебля. Листья являются основными фотосинтезирующими органами; поэтому их число, размеры и состояние оказывают существенное влияние на урожайность. 
Из каждого узла стебля отходит один лист. Размер и число листьев зависит от биологических особенностей, сорта и почвенных условий.

      Соцветие пшеницы – колос, состоящий из колосового стержня и отдельных колосков, содержащих 1-5 цветков, из которых зерно дают 2-3.

      Плод пшеницы – голая зерновка (зерно), в котором различают спинную брюшную стороны. В нижней части зерна на спинной стороне расположен зародыш. 
  

1.2 Биологические особенности

      Биология культуры является основой построения ее технологии возделывания (комплекс агротехнических приемов, выполняемых в определенной последовательности, направленный на удовлетворение требований биологии культуры и получения высокого урожая заданного качества). С учетом этого необходимо знать биологические особенности возделываемой культуры, т.е. отношение ее к факторам жизни (свет, тепло, влажность, пища, воздух).

      1) Требования растений к условиям внешней среды

      Отношение к теплу. Температура является важным фактором развития. В разные периоды вегетации озимой пшеницы и все культуры предъявляют неодинаковые требования к температурному режиму. Минимальная температура прорастания семян 1-2 °С, а оптимальная 10-12 °С. Быстро и дружно всходы появляются при 15-18°С. Весной при возобновлении роста для озимой пшеницы благоприятной является 12-15°С, выше 25°С отрицательно влияет на прохождение отдельных фаз роста растений. В фазу выхода в трубку требуется 15-16°С, при 7-9°С – повреждается главный стебель и растение может погибнуть. В период колошения (цветения), озимой пшенице необходимо 18-20°С, при 35-40°С и большой сухости воздуха во время налива зерна, оно получается мелким и щуплым. В период созревания зерна благоприятной считается 22-25°С. В зимний период озимая пшеница вымерзает при -17- -19°С без снежного покрова, а с ним выдерживает до -25°С. Озимая пшеница – достаточно жаровыносливая и засухоустойчивая культура, но менее зимостойкая, чем озимая рожь. Однако при слишком высоких температурах (выше 40°С), при недостатке влаги и сухих ветрах нарушается нормальный процесс фотосинтеза, повышается транспирация, тормозится рост растений, что препятствует хорошему наливу зерна. Действие суховеев сильнее сказывается тогда, когда они продолжительные и сопровождаются недостатком влаги в почве. При орошении пшеницы снижается отрицательное действие суховеев и предотвращается щуплость зерна.

      Отношение к влаге. В течение вегетационного периода озимая пшеница расходует большое количество влаги. Транспирационный коэффициент (расход воды на создание 1ед. сухого вещества) равен 450-500ед. Оптимальная влажность почвы должна быть не ниже 70-75 НВ (наименьшая влагоемкость). Семена для прорастания потребляют 50-60% воды от сухой массы семени. Озимая пшеница лучше использует осенние и зимние осадки, потребляет значительно больше влаги, чем яровая. Это связано с тем, что у нее более продолжительный вегетационный период, и она формирует более высокий урожай сухой массы. Потребление влаги в течение вегетации идет неравномерно и зависит от возраста, интенсивности роста и развития, густоты растений, температуры, развития корневой системы и наличия влаги в почве. В фазе прорастания зерна чтобы получить дружные и полноценные всходы, необходимо иметь в верхнем слое почвы (0-10см) не менее 10мм продуктивной влаги. Для нормального осеннего кущения озимой пшеницы необходимо иметь в слое почвы (0-20см) не менее 30мм продуктивной влаги. Наиболее требовательна к влаге озимая пшеница в период от весеннего отрастания до колошения - 70% всей влаги, потребляемой за вегетацию. 20% – в период от цветения до восковой спелости зерна. Критический период по отношению к влаге – выход в трубку-колошение. При продолжительном увлажнении снижаются темпы роста.

     Отношение к свету. Озимая пшеница является растением длинного, светового дня. Под действием солнечного света происходят процессы фотосинтеза, благодаря которым в растительном организме накапливаются белки, жиры, углеводы и т.д. При оптимальном количестве солнечного света растения хорошо кустятся, листья принимают зеленую окраску. Недостаток освещения способствует разрастанию первого (нижнего) междоузлия и образованию листа кущения ближе к поверхности почвы, что снижает зимостойкость растения. Интенсивное солнечное освещение и понижение температуры вызывают торможение роста первого междоузлия и способствуют более глубокому залеганию листа кущения, что обеспечивает лучшую перезимовку озимой пшеницы. Освещенность посевов зависит от густоты стояния растений на 1га. Загущенные посевы снижают освещенность. 
      Отношение к почвам и элементам питания. Наиболее пригодными для возделывания озимой пшеницы являются дерново-подзолистые, средне- и легкосуглинистые и связносупесчаные почвы, с оптимальной реакцией почвенного раствора рН 5,5-6,0 и выше и содержанием гумуса – не менее 2,0%. По гранулометрическому составу - с содержанием более 30% физической глины, хорошо удобренных и произвесткованных.

      Для создания урожая озимая пшеница потребляет определенное количество питательных веществ, и чем выше урожай, тем больше выносят растения из почвы. На создание 1ц. урожая зерна и соответствующего количества листостебельной массы озимая пшеница выносит из почвы: N (азот) – 3.3-3.5кг., Р (фосфор) – 1-3кг., К (калий) – 2-3кг. Под влиянием N,P,K лучше развивается вегетативная масса, корневая система озимой пшеницы. 
      Азот, особенно в форме аммиачных удобрений, необходим растениям для образования белковых веществ. При недостатке азота в почве растения хуже развиваются, ослабевает процесс кущения, листья желтеют, затем краснеют и отмирают. Потребление азота растениями озимой пшеницы начинается с первых дней жизни и продолжается до окончания налива зерна. Так, в фазе кущения потребление азота составляет 20%, в период выхода в трубку – колошения – 50-55%, цветения – начала восковой спелости – 5-10% максимального количества потребляемого азота. Недостаток азота в отдельные фазы нельзя компенсировать внесением его в последующие фазы. Наибольшая потребность в нем ощущается от начала выхода в трубку до колошения. Максимальное содержание азота в растениях приходится на период от всходов до весеннего кущения и составляет – 1-1,3%. В связи с этим, важное значение имеют подкормки азотными удобрениями в ранневесенний период для формирования высоких урожаев и в период колошения для получения зерна с высоким содержанием белка и клейковины. Для получения заданного урожая озимой пшеницы с высоким качеством зерна, необходимо поддерживать оптимальное содержание общего азота в листьях: в фазе кущения – 5-5,5%, в фазе выхода в трубку – 4,5-5%, и в фазе колошения – 3-4%.

      Фосфор нужен растениям как элемент питания и для более полного усвоения азота, без которого задерживается синтез белков. Он способствует лучшему развитию корневой системы, генеративных органов, ускоряет созревание. При недостатке фосфора ослабевает общее развитие растений и задерживается цветение и созревание. Фосфор снижает отрицательное действие подвижных форм алюминия на кислых дерново-подзолистых почвах. Наибольшее содержание фосфора в растениях озимой пшеницы приходится на фазу всходов (1-1,5% на АСВ), по мере роста и развития содержание фосфора заметно уменьшается. Наибольшее потребление фосфора приходится на фазы выхода в трубку, колошения и цветения. При недостаточной обеспеченности растений озимой пшеницы фосфором задерживается использование азота, синтез белков, замедляется рост растений, что приводит к снижению урожая. Признаки фосфорного голодания растений служат появление красно-фиолетового оттенка в окраске листьев и быстрое их отмирание. Озимая пшеница обладает низкой способностью извлекать фосфор, находящийся в труднодоступных формах.

      Калий способствует синтезу белков. Он участвует в образовании углеводов, хлорофилла, каротина и других веществ, повышает зимостойкость растений и устойчивость к полеганию, уменьшает поражение растений корневой гнилью и ржавчиной. При его недостатке рост растений идет хуже, снижается кустистость, листья приобретают синевато-зеленую окраску с бронзовым оттенком, края их буреют и закручиваются. Большую роль в питании растений играют кальций, особенно в углеводном обмене, и микроэлементы (марганец, бор, медь, молибден и др.).Поступление калия в растение начинается с фазы всходов и продолжается до цветения. Максимальное содержание его в растениях озимой пшеницы (2,5-3,8%) приходится на начальные фазы, к фазе полной спелости количество калия снижается до 0,8-1%. Наибольшее потребление калия приходится на фазы выхода в трубку, колошения и цветения.

      2) Особенности роста и развития озимой пшеницы. Вегетационный период озимой пшеницы 200—350 суток. В процессе развития озимая пшеница проходит следующие основные фазы:

1) всходы;

2) кущения; 

3) выход в  трубку;

4) колошения; 

5) цветения;

6) созревания (молочная, восковая и полная спелость).

      Всходы. Наиболее интенсивно семян озимой пшеницы прорастают при температуре 20-25 ° С. Всходы появляются в данном случае через 7-8 дней. Однако оптимальная температура в пределах 12-17 ° С. Продолжительность фазы всходов в нормальных условиях колеблется от 15 до 25 дней. При поздних сроках сева растения входят в зиму, имея в растении один-три листка. В таком случае фаза всходов продолжается весной при возобновлении вегетации, а его общая продолжительность вместе с периодом зимнего покоя может составить 100-150 дней. Получения высокой полевой всхожести - одна из важнейших задач агротехники, поскольку от нее зависит дальнейший уход за посевами и уровень будущего урожая. При выращивании озимой пшеницы по интенсивной технологии полевая всхожесть должна составлять 80-90%, тогда как в хозяйствах, согласно статистическим данным, она не превышает 50-70%, т.е. До половины семян не дает всходов.

      Кущение. Характерной биологической особенностью хлебных злаков есть свойство куститься. Кущения - это появление боковых побегов и узловых корней у растений. Оно наступает после образования 3-4 листьев. Самая благоприятная температура для кущения озимой пшеницы 13-18 ° С, а при 2-4 ° С кущения почти приостанавливается. Узел кущения является основным органом, при его отмирании растение погибает. В почве он размещается на глубине 1,5-3,0 см и выдерживает морозы до минус 17-20 ° С. В зависимости от срока сева бывает осеннее и весеннее кущение. Число стеблей на одном растении принято называть коэффициентом кущения. По количеству стеблей на одном растении определяют общую кустистость, а по количеству стеблей, которые дают урожай - производительную. За два месяца вегетации при теплой погоде и достаточных запасах в почве питательных веществ и воды одно растение может дать до сотни побегов. В обычных условиях высокие урожаи формируются за продуктивной кустистости 2-3 стебля. Коэффициент кущения и необходимую плотность продуктивного стеблестою (500-700 шт. /м2) можно регулировать с помощью агротехники. Интенсивность кущения падает за высоких норм высева, недостаточного обеспечения растений питательными веществами и влагой. Кустистость озимой пшеницы - это также сортовая особенность. Способность зерновых куститься нужно рассматривать как положительное свойство. Большая часть сортов 30-50% урожая формируют на боковых стеблях. На сжиженных посевах доля боковых производительных побегов составляет до 60-70% урожая зерна.

      Выход в трубку. Началом фазы считают момент, когда на главной побеге появляется первый стеблевой узел на расстоянии 2-5 см от поверхности почвы. Наступает эта фаза через 25-35 дней после возобновления весенней вегетации. Продолжается 25-30 дней. Холодная и облачная погода замедляет рост стебля. Во время выхода в трубку интенсивно нарастает вегетативная масса. Формируются генеративные органы. Поэтому в этот период роста пшеницы необходимо максимум воды и питательных веществ. Нехватка в почве приводит к значительному снижению урожая. Установлено, что для получения высокопродуктивных посевов площадь листовой поверхности на 1 га должно составлять 50-60 тыс. М2 и более. Величина листовой поверхности и продолжительность его фотосинтетической деятельности зависит от удобрения, нормы высева, сорта и других агротехнических мероприятий. Особенно важно обеспечить высокую фотосинтетическую активность верхнего листа, который дает до 70% ассимилянтов.

      Колошение. Одновременно с интенсивным ростом стебля, вследствие резкого удлинения предпоследнего междоузлия, происходит выход колоса из влагалища верхнего листа, что означает наступление фазы колошения. Продолжается формирование репродуктивных органов, нарастания вегетативной массы и сухого вещества. Интенсивность ростовых процессов зависит от обеспеченности влагой и элементами питания. Это наиболее эффективный период для возделывания посевов фунгицидами для защиты озимой пшеницы от болезней.

      Цветение. При нормальных условиях вегетации через 4-5 дней после колошения наступает цветение, которое продолжается 3-6 дней. Начинается цветение с середины колоса и постепенно переходит к низу и верхушки колоса. В колоске сначала цветут боковые (нижние) цветки, а затем средние. Растения-самоопылители опыляются преимущественно при закрытых цветках своей пыльцой. У озимой пшеницы иногда (в жаркую погоду) цветки раскрываются и может происходить перекрестное (спонтанное) опыление. При неблагоприятных условиях в период цветения снижается завязываемость семян.

      Фаза зрелости. После цветения и оплодотворения из стенок завязи образуется оболочка зерновки. Рост стебля, листьев и корней почти прекращается и пластические вещества поступают только к зерну. Период формирования зерна продолжается 12-16 дней. Влажность зерна в молочной фазе спелости - 60-40%. В восковой фазе спелости консистенция зерна напоминает воск, влажность зерна составляет 40-20%. В конце этой фазы поступление питательных веществ в зерно и его рост прекращается. В этот период начинают раздельный сбор. По полной спелости влажность зерна снижается до 20-14%, оно становится твердым. Собирать озимую пшеницу следует прямым комбайнированием [4].

2 Краткие сведения о хозяйстве

2.1 Общие сведения о хозяйстве

      Юго-Западный НИИ «Тассай» находится в Южно-Казахстанская области. Он расположен в 12 км от города Шымкент в селе Тассай. Его специализацией является интенсивное земледелие и растениеводство; аридное кормопроизводство и семеноводство; животноводство и ветеринария. Общая площадь хозяйства составляет 1280 га. Сельскохозяйственные угодья  составляют 1170 га, из которых 70 га – поливные, остальные – богарные. Под озимую пшеницу отведено 70 га.

      Таблица 1

      Экспликация земель хозяйства на 2012 год

      Хозяйство полностью обеспечено агротехникой, новейшим машинным оборудованием и рабочей силой.

2.2 Почвы и их агрохимическая характеристика

      Почвы  опытного  участка  представлены  темными   сероземами,  по  механическому  составу  среднесуглинистые, с высоким содержанием  фракций  мелкого  песка  и  крупной  пыли.      Почвы обладают высокой пористостью (50-60%), невысокой плотностью (1,1-1,3 г/см³); отличаются хорошей микроагрегатностью. Реакция сероземов щелочная (рН 8,1-8,5). 
Гумусовый горизонт мощностью до 30 см темно-серой окраски; его верхняя часть представлена плотной дерниной (5-8 см); структура комковатая, горизонт в основном тяжелосуглинистый.

      Таблица 2

      Агрохимическая характеристика почв

      Содержание  гумуса  в  пахотном слое (0 – 30 см)  -  123 %,  подвижного  азота  22,8 – 25,6 мг/кг,  фосфора  23,8 – 26,5 мг/кг, обменного  калия  372 – 411 мг/кг  почвы. 

      Для  характеристики  почвы,  как   среды  для  развития  растений,  большое  значение  имеют  ее  водно-физические  свойства. Результаты исследований показали,  что объемная   масса   почвы    в   метровом    слое   колебалась в    пределах   1,39-1,56 г/см³; удельный  вес менялся в пределах  2,62- 2,70 г/см³; максимальная гигроскопичность – 4,5-5,0 %; наименьшая   влагоемкость 21,5-23,7%.  

       
      2.3 Погодно-климатические условия 
 
      В  рассматриваемом  поясе  длительность  периода  со  среднесуточной  температурой  выше  0⁰С  8-10  месяцев.  Средняя  продолжительность  безморозного  периода  185-205 дней. Метеорологические данные за 2011 год по данным метеостанции «Шымкентагро» указаны в таблице 3.

      Таблица 3

      Агрометеорологические условия района

      Климатические условия в октябре месяце 2010 и 2011 годов были засушливыми, когда количество осадков соответственно составило 2,5 и 8,0 мм, что в 14 и 4,6 раза меньше среднемноголетней величины. ноябрь 2011 года был сильно увлажненным, количество осадков превышало среднемноголетнюю величину 1,5 раза и составила 54,7 мм.

      I декада ноября во все годы исследований была увлажненной, где количество осадков колебалось в пределах 79,3 - 125,9 мм, что 1,5-2,4 раза больше среднемноголетнего показателя и способствовало дружным и равномерным всходам растений озимых культур.

      Агрометеорологические условия в зимний период 2009-2011 годов характеризуются резким снижением температур и большим количеством осадков в виде снега. Осадки в виде снега в годы исследований выпадали уже начиная со II декады ноября и снежный покров сохранялся до марта месяца. Максимальная высота снежного покрова в  ноябре – январе месяцах составляла 23-45см. Промерзания почвы за годы исследований не наблюдалось. Сумма выпавших осадков за апрель-май месяцы 2010-2011 годов находилась на одном  уровне с многолетним показателем, за исключением мая месяца 2010 года, когда количество осадков превышало среднемноголетнюю.

      Установлено, что выживаемость озимой пшеницы  после обильных осадков в виде снега за зимний период составило около 75-80 %, где густота стояния в зависимости от нормы высева колебалась в пределах 1,5-4,8 млн. шт/га.

      2.4 Краткий анализ полеводства

      Важное значение в получении высоких урожаев озимой пшеницы является насыщенность структуры посевных площадей зерновыми культурами и её обеспеченность хорошими предшественниками. Под озимую пшеницу было выделено 37,1% от общей площади (722 га). 26,5% площади занял озимый ячмень, 10,6% - яровой ячмень, 11,0% - люцерна (выводное поле) и 11,0% - многолетние травы. Следовательно, можно отметить, что наибольшую площадь в хозяйстве занимают зерновые культуры (почти 75% от всей площади хозяйства).

      За последние два года урожайность озимой пшеницы была сравнительно высокая. В 2010 году урожайность сорта составила 34,7 ц/га, в 2011 – 36,1 ц/га.

      Причиной низкой урожайности в данном хозяйстве может быть дефицит хороших предшественников ( в частности люцерны). Люцерна выращивается в выводном поле, она может быть предшественником один раз в 5 лет, по этой причине невозможно считать её стабильным предшественником.

      3 Технология возделывания озимой пшеницы

      3.1 Характеристика сорта (гибрида) озимой пшеницы

      Высеваемый в данном хозяйстве сорт озимой пшеницы «Алмалы» был выведен в Казахстанском НИИ земледелия им. В.Р. Вильямса (ныне НПЦ земледелия и растениеводства, Казахстан).

      Колос веретеновидный, удлиненный (11-12 см), средней плотности (на 10 см длины стержня приходится 18-20 колосков). Зерно крупное, овальное, красное. Основание зерна слабоопушенное, с неглубокой бороздой; масса 1000 зерен – 47-54 г. Соломина средней высоты (900-100 см), к полеганию устойчивая.

      Сорт «Алмалы» среднеспелый, высокоурожайный; признан перспективным на юге Казахстана. Продолжительность вегетационного периода – 270-290 дней. Зимостойкость средняя (96-98%). Сорт слабо восприимчив к желтой ржавчине и септориозу, средневосприимчив к бурой ржавчине и твердой головне.

      Хлебопекарные качества хорошие. По качеству зерна отнесен к числу наиболее ценных сортов. Средняя урожайность – 35-40 ц/га [5].

      3.2 Размещение озимой пшеницы в севообороте

      Пшеница очень требовательная к предшественникам из-за слабой корневой системы, высокую чувствительность к качеству подготовки и фитосанитарного состояния почвы. К хорошим предшественникам относятся многолетние и одногодичные травы, зернобобовые, кукуруза на зеленый корм, сидератный, кулисный, чистый пар, а также гречка, кукуруза на силос, рапс, ранний и среднеспелый картофель. Повторно засевать поле озимой пшеницей можно через два года, когда под действием полезной микрофлоры почва очистится от большинства болезней и вредителей. Не следует размещать ее после ячменя через поражение корневой гнилью [6].