Техническое обеспечение технологических приемов

 Скачать Word-версию  technicheskoe obespechenie

Лущение

Этот прием обработки почвы на глубину – 6-14см, обеспечивающий рыхление и перемешивания верхнего слоя. С помощью этого приема заделывают пожнивные остатки и семена сорняков в почву, чтобы спровоцировать их к прорастанию. Лущением повышают качество крошения пласта и снижают тяговое усилие плуга до 35%. Стерню зерновых, зернобобовых и других культур сплошного посева на участках с легкими и средними по гранулометрическому составу почвами лущат дисковыми лущильниками семейства ЛДГ. При этом лущильники ЛДГ-5А используют на полях с длиной гона до 200-300м, а ЛДГ-10А – на полях с длиной гона – 300-1000м и бол6ее. В степных районах на больших полях эффективно использовать широкозахватные лущильники ЛДГ-15А или ЛДГ-20, оборудованные плоскими дисками для сохранения стерни. Почвы тяжелого гранулометрического состава, сильно уплотненные и задернелые, а также поля с пожнивными остатками кукурузы и подсолнечника обрабатывают тяжелыми дисковыми боронами семейства БДТ с разной шириной захвата.

На полях, засоренных корнеотпрысковыми сорняками, почву рыхлят лемешными лущильниками серии ППЛ: ППЛ-5-25 (агрегатируемые с тракторами МТЗ-80, МТЗ-82) или ППЛ-10-25 (с тракторами Т-150 или ДТ-175С). Эти машины также используют для обработки уплотненной почвы после уборки кукурузы и подсолнечника.

При широком видовом составе сорняков применяют комбинированное лущение: вначале лемешными лущильниками, затем дисковыми.

Лущение жнивья проводят одновременно с уборкой предшественника или не позднее чем через 2-3 дня после нее. Между лущением и зяблевой вспашкой должно пройти около 15 дней, чтобы опавшие семена сорняков успели прорасти.

Перед началом работы лущильных агрегатов поле очищают от соломы. Разбивают его на загоны так, чтобы агрегаты двигались вдоль длинных сторон поля. Для дисковых орудий основной способ движения – челночный, для агрегатов с лемешными лущильниками – петлевой с чередованием загонов всвал и вразвал. Ширину загона для лемешных лущильников выбирают в зависимости от длины гонов, ширину поворотной полосы принимают кратной ширине захвата агрегата.

На полях с длинной гона меньше 500м, а также на полях неправильной конфигурации агрегатом с дисковым лущильником лучше работать вкруговую.

При лущении жнивья у дисковых лущильников на рыхлых и малозасоренных почвах угол атаки должен составлять 30°, на разделке пластов – 15-25°, при лущении почв тяжелого гранулометрического состава – 35°. У дисковых борон на почвах, обрабатываемых после пропашных и технических культур, угол атаки составит – 12-21°, на разделке пластов – 12°.

После лущения поверхность поля должна быть мелкокомковатой и слитной, глубина развальных борозд в стыке средних батарей дисковых орудий не должна превышать глубины лущения, высота гребней допускается не более 4см, а сорные растения должны быть полностью подрезаны. При работе агрегатов смежные проходы следует перекрывать на 15-20см.

Жнивье лущат поперек направления движения уборочных агрегатов на скорости более 10км/ч, так как при большей скорости движения агрегата глубина обработки уменьшается. Этот показатель контролируют на расстоянии 20-30м от начала загона. Проводят 25-30 измерений линейкой, погружая ее до упора в дно борозды. Далее определяют среднее значение глубины, которое должно соответствовать заданной.

Внесение органических удобрений

Выбор и применение технологических внесения органических удобрений обуславливается как экономическими показателями, определяющими стоимость внесения 1т органических удобрений, так и производственными и природно-климатическими факторами: специализацией хозяйства, структурой посевных площадей, обеспеченностью техникой и кадрами, количеством удобрений, дозой внесения, расстоянием перевозки, состоянием дорог и другими.

Из твердых органических удобрений наиболее распространен навоз, поступающий из животноводческих помещений. Его накапливают в прифермских навозохранилищах, выдерживают не менее 6 месяцев и вносят по следующим сложившимся технологическим схемам: прямоточной (ферма – поле), перевалочной (ферма – бурт – поле) и двухфазной. По этим технологическим схемам также вносят торф, торфонавозные компосты и органоминеральные смеси.

При прямоточной технологии удобрения транспортируют и вносят одними и теми же техническими средствами: тракторными кузовными разбрасывателями марок ПРТ, РОУ или МТТ грузоподъемностью – 3-20т, обеспечивающими достаточно высокую равномерность распределения органических удобрений по поверхности почвы. В кузова этих машин удобрения загружают погрузчиками ПЭ-0,8А, ПЭ-Ф-1А или ПФП-1,2, монтируемыми на тракторы.

При перевалочной технологии удобрения вывозят из прифермского навозохранилища на край поля и там формируют бурты. Для внесения удобрений используют технические средства, указанные выше.

При двухфазной технологии навоз вывозят на поле автосамосвалами или тракторными прицепами одинаковой грузоподъемности и формируют в кучи согласно заданной норме внесения. Из куч его распределяют по полю валкователями-разбрасывателями РУН-15Б или “Буран”.

Первые две технологии применяют практически во всех зонах РФ. Эффективность этих технологий зависит от грузоподъемности и радиуса перевозок. Машины грузоподъемности до 6т целесообразно применять при радиусах перевозок до 3км. При перевозках на более длинные расстояния используют машины грузоподъемностью 10-26т.

В зонах с крупными массивами полей целесообразно применять высокопроизводительные погрузочные средства ПЭА-1 и ПФП-2, погрузчики непрерывного действия ПНД-250А, а для транспортировки и внесения удобрений – высокопроизводительные крупнотоннажные машины МТТ-Ф-19 грузоподъемностью 20т и более, агрегатируемые со скоростными колесными тракторами класса тяги 5 и 8. При приготовлении компостов эффективно использовать машину МПК-Ф-1, предназначенную для подбора компонентов, перемешивания и укладывания полученной смеси в бурт или погрузку в транспортные средства. Эту машину применяют также для перебивки буртов при созревании компоста.

В каждом конкретном случае возможно использовать как отдельные варианты технологических схем, так и их сочетание. При укрупнении ферм, увеличении радиуса перевозки удобрений лучше применять технологическую схему ферма – бурт – поле, а при использовании навозоразбрасывателей повышенной грузоподъемности ПРТ-10 или МТТ-Ф-19, увеличении скорости их движения и улучшении состояния дорог – схему ферма – поле. Ее рекомендуют применять также и в хозяйствах, располагающих достаточным количеством погрузочных и транспортных средств. Схему ферма – бурт – поле эффективно использовать там, где требуется внести в почву органические удобрения в сжатые агротехнические сроки, от которых в значительной степени зависит урожайность с/х культур, а также на полях, удаленных от места накопления удобрений.

Важный момент при внесении органических удобрений – подготовка поля, включающая следующие операции: разбивку поля на загоны, отбивку поворотных полос, устранение препятствий, мешающих работе агрегатов, определение мест укладки штабелей, провешивание линии первого прохода. Проведение той или иной операции зависит от состава агрегата, способа его движения, размера и конфигурации поля.

Поля неправильной конфигурации следует разбивать на отдельные участки правильной формы. Поворотные полосы на поле отбивают в том случае, если нельзя выезжать для поворотов за пределы поля.

Для качественного распределения удобрений по полю расстояние между смежными проходами машин РОУ-6М должно составлять 5м, машин ПРТ-16М – 6м, а их рабочая скорость – соответствовать норме внесения удобрений. В полевых условиях правильность установки агрегатов проверяют по контрольному пути, на протяжении которого расходуются удобрения, находящиеся в кузове.

Чтобы поддерживать одинаковую дозу внесения удобрений по всей длине прохода агрегата, следует загружать кузов машины равномерно по его длине и ширине. При одногорбной или двухгорбной форме загрузке кузова фактическая доза внесения удобрений может превышать установочную в 1,5-2 раза.

При работе по технологии ферма – бурт – поле масса штабеля должна быть в пределах 60т, а при использовании большегрузных навозоразбрасывателей – 120т. В зимнее время штабеля укладывают на очищенные от снега площадки, на которые настилают слой торфа или соломенной резки толщиной – 20-30см. Расстояние между рядами штабелей должно быть равным длине рабочего хода навозоразбрасывателя с полной заправкой кузова.

Жидкие органические удобрения (жидкий навоз), имеющие влажность 85-98%, получают в большом количестве при бесподстилочном содержании животных на фермах. Эти удобрения хранят в прифермских и полевых хранилищах, чтобы исключить возможность загрязнения прилегающих водоемов и воздуха, возникновения и распространения болезней. Подъездные пути к хранилищам должны иметь твердое покрытие, рассчитанное на передвижение большегрузного транспорта с тракторами разного класса.

При внесении жидких удобрений используют цистерны-разбрасыватели типа МЖТ или МПТ, работающие в основном по прямоточной технологии. Она предусматривает погрузку или самозагрузку емкостей этих машин жидким навозом.

При радиусе перевозки до 2км применяют машины грузоподъемностью 3-4т (РЖУ-3,6, РЖТ-4), до 5км – грузоподъемностью 14-19т (МЖТ-16, МПТ-Ф-13).

Жидкие органические удобрения вносят с перекрытием смежных проходов агрегата в пределах 2-4м. Удобрения заделывают в почву сразу после внесения на глубину не менее 10см.

При внутрипочвенном внесении жидкого навоза обеспечивается более надежная охрана окружающей среды, чем при поверхностном. Внутрипочвенно навоз вносят, как правило, по двум технологическим схемам: прямоточной (при расстоянии перевозки до 3км) и перегрузочной (при расстоянии перевозки более 3км) с использованием на транспортировке цистерн-разбрасывателей МЖТ-16 и МЖТ-24.

Для внутрипочвенного внесения в указанных технологиях используют агрегаты АВВ-Ф-2,8 и АВВ-Ф-5.

При внесении жидких органических удобрений наиболее распространена челночная схема движения агрегатов. Для предотвращения огрехов и больших перекрытий поле разбивают на загоны с отметкой поворотных полос, ширина которых составляет 12-24м.

Для временного хранения жидких органических удобрений – немедленная заделка их в почву почвообрабатывающими агрегатами.

Внесение минеральных удобрений

Значительную часть минеральных удобрений промышленность поставляет сельскому хозяйству в затаренном виде – бумажных, полиэтиленовых или полихлорированных мешках, а также во влагонепроницаемых контейнерах.

Твердые минеральные удобрения при длительном хранении слеживаются. Поэтому при внесении в почву туки измельчают так, чтобы размер частиц не превышал 5мм.

Для растаривания и измельчения слежавшихся удобрений применяют машины АИР-20. Для загрузки бункера используют погрузчики ПЭ-0,85 или ПГ-1. Растаривают и измельчают удобрения в складах или под навесом, где погрузочные средства, а также транспортные и технологические машины могут маневрировать.

При необходимости минеральные удобрения смешивают с учетом их физико-механических свойств, для чего используют автомобильные загрузчики-смесители УЗСА-40 или тукосмесительные установки – УТМ-30.

Твердые минеральные удобрения вносят по двум технологическим схемам: прямоточной и перегрузочной.

При прямоточной технологии удобрения транспортируют и вносят машинами СТТ-10 или серии МВУ кузовного или бункерного выполнения.

Перегрузочная технология отличается от прямоточной тем, что для доставки удобрений в поле используют транспортно-технологические средства, например автомобили-перегрузчики САЗ-3508, перегружающие удобрения в емкость машин серии МВУ. При использовании в качестве транспортных средств автосамосвалов или тракторных прицепов для перегрузки удобрений применяют передвижные эстакады.

Обе технологические схемы можно применять практически во всех зонах страны. Их эффективность зависит от радиуса перевозки удобрений к полю и грузоподъемности машин.

На мелкоконтурных участках площадью до 10га удобрения лучше всего распределять агрегатом МВУ-0,5А, к которому присоединяют двухосный тракторный прицеп, загруженный удобрениями.

Пылевидные удобрения и известь вносят по прямоточной и перегрузочной технологическим схемам. В первом случае туки транспортируют и распределяют по полю машинами АРУП-8; во втором – машинами МТА-10 удобрения перевозят со складов или заводов к полю и перегружают их в цистерны разбрасывателей марок АРУП или РУП.

Основной способ движения при внесении минеральных удобрений – челночный. Разрыв между смежными проходами машин не допускается, а их перекрытие не должно превышать 5% ширины захвата.

Схему внесения пылевидных удобрений выбирают, учитывая влажность почвы и расстояние перевозки. В сухое время года при расстоянии перевозки удобрений до 10км используют прямоточную схему, а на влажных почвах при расстоянии перевозки более 10км – перегрузочную

Жидкие комплексные удобрения вносят в почву по трем технологическим схемам: перегрузочной, перевалочной и прямоточной.

При перегрузочной технологии жидкие комплексные удобрения доставляют в поле автомобильными (ГКБ-9653-01) и тракторными (ОЗТП-9657) заправщиками и перегружают их в емкости полевых машин семейства ПЖУ или тракторных опрыскивателей.

При перевалочной технологии жидкие удобрения сначала перегружают в стационарное или полевое передвижное хранилище, а затем из хранилища их заправляют в полевые машины. Для доставки жидких комплексных удобрений от полевого склада к полю и заправки полевых машин можно использовать тракторные заправщики ЗЖВ-Ф-3,2 или РЖУ-3,6.

По прямоточной технологии жидкие комплексные удобрения транспортируют и вносят, используя одну и ту же машину серии ПЖУ при условии надежной фиксации ее штанги в транспортном положении. Максимальный радиус транспортировки составляет до 5км. Он зависит от грузоподъемности машины и дозы внесения удобрений.

Жидкие минеральные удобрения (водный аммиак и растворы минеральных солей) распределяют, применяя прямоточную или перегрузочную технологию. Удобрения доставляют в поле машинами РЖТ-4 или АЦА-10-53213 и вносят подкормщиками-опрыскивателями ПОМ-630 или АША-2. Для временного хранения жидкого аммиака используют емкости СПА-50.

Безводный аммиак вносят в почву по перегрузочной и перевалочной технологическим схемам. В первом случае аммиак доставляют к полю автомобильными или тракторными заправщиками ЗБА-4-8328 и с их помощью заправляют резервуары полевых машин АБА-0,5М. ВО втором случае аммиак доставляют к полю и перегружают в полевые хранилища. Используя заправщики, аммиак забирают из хранилищ, перевозят к полю и заправляют резервуары машин, с помощью которых аммиак вносят в почву.

Основная обработка почвы

В зависимости от почвено-климатических условий, фитосанитарного состава почвы, возделываемой культуры, агроландшафтных особенностей и других факторов используют различные приемы и технику для основной обработки почвы. Так, в Нечерноземной зоне на дерново-подзолистых почвах эффективно применять вспашку (отвальную обработку). Ее выполняют плугами общего назначения серий ПЛН, ПЛ, ПНИ и другими с предплужниками, способствующими лучшей заделке удобрений, растительных остатков и выравниванию поля, а также перемешиванию пахотного слоя. Перепашку пара и запашку навоза проводят без предплужников. Задернелые почвы обрабатывают с оборотом пласта, но без его рыхления. На почвах, засоренных камнями, применяют плуги ПГП-3-35 и ПГП-7-40, оборудованные предохранителями.

Для интенсивного крошения пласта вспашку совмещают с дополнительной обработкой почвы приспособлениями ПВР-2,3 и ПВР-3,5 или кольчато-шпоровыми катками, которые прицепляют к плугу. Приспособления ПВР-2,3 используют с пяти- и шестикорпусными плугами, а ПВР-3,5 – с восьми- и девятикорпусными. При влажности почвы выше 60% ППВ вместо приспособлений ПВР к плугу присоединяют зубовые бороны БЗТС-1.

Используя навесные плуги с одним опорным колесом ПЛН-3-35, ПЛН-4-35, ПЛН-5-35, достигают высокой маневренности при работе, что облегчает обработку полей и максимально сокращает ширину поворотных полос. Недостаток этих машин – неравномерная глубина вспашки. У навесных плугов с двумя опорными колесами ПЛН-8-40 и ПН-8-35 более устойчивый ход по глубине. Полунавесные плуги ПЛП-5-35 и ПЛП-6-35 отличаются высокой равномерностью хода по глубине и хорошей маневренностью, близкой к маневренности навесных плугов.

На небольших участках, не засоренных камнями, для вспашки эффективно использовать навесные однокорпусные плуги ПН-35.

Для углубления пахотного слоя применяют плуги разрыхлители серии ПРПВ, снабженные разрыхлительными корпусами и дисковыми ножами с рифленой режущей кромкой, корпусом типа параплау или трех-, четырех- и пятикорпусные плуги с подрезными лапами ЛП-0,35 (стойками СибИМЭ). Для этой цели также предназначены чизельные плуги ПЧ-4,5 и ПЧК-2,5.

Почвы, подверженные ветровой эрозии, обрабатывают без оборота пласта плоскорезами-глубокорыхлителями КПГ-2,2. Рабочие органы указанных машин сохраняют 60-75% стерни, защищающей верхний слой от выдувания.

Вспашку склонов проводят оборотными (ПНО-4-30) и челночными (ПКЧ-4-35) плугами. Для прерывистого бороздования пашни навесные плуги ПЛН-4-35 оборудуют приспособлениями ПРНТ-70.000А, а лущильники серии ЛДГ – приспособлениями ПЛДГ. Они предназначены для формирования замкнутых лунок на поверхности вспаханной почвы в целях предотвращения водной эрозии путем задержания и равномерного распределения талых вод на участках с уклоном 5°.

Для коренного улучшения солонцовых, каштановых и подзолистых почв применяют ярусные плуги ПНЯ-4-40 или агрегаты МСП-2.

При использовании оборотных (ПОН-2-30, ПНО-4-30) и фронтальных плугов (ПФН-2, ПФН-3) обеспечивается гладкая вспашка без свальных гребней и развальных борозд. Вспаханное такими плугами поле имеет выровненную поверхность.

Глубина основной обработки почвы зависит от мощности пахотного слоя, возделываемой культуры, засоренности поля, предшествующей культуры и других факторов. Оборот пласта должен быть полным, при этом не менее 95% растительных остатков, сорных растений и удобрений должно быть заделано. Не допускаются свальные гребни высотой более 5см, глубокие развальные борозды, высокие свальные гребни между отдельными гребнями и скрытые огрехи. Глыбистость может составлять не более 15% площади пашни. Выворачивание на поверхность пашни подпахотных слоев не допускается.

После окончания вспашки поворотные полосы и края запахивают, а свальные гребни и развальные борозды при их наличии выравнивают комбинированными агрегатами.

Предпосевная обработка почвы

Перед посевом верхний слой почвы рыхлят, чтобы разрушить почвенную корку, выровнять поверхность, разбить комки и уничтожить сорняки. На легких почвах используют райборонки ЗОР-0,7 и сетчатые бороны БСО-4А, а также легкие посевные бороны ЗБП-0,6. На уплотненных почвах применяют средние бороны БЗСС-1.

В районах ветровой эрозии для боронования применяют игольчатые бороны БИГ-3А или бороны-мотыги БМШ-20. При подготовке почвы к посеву и уходе за парами сплошную культивацию для уничтожения сорняков и рыхления верхнего слоя в районах достаточного увлажнения на почвах легкого и среднего гранулометрического состава выполняют культиваторами КСП-4Г. Эти культиваторы с рыхлительными рабочими органами используют также на почвах, засоренных камнями.

В Центральном Нечерноземье, как правило, один культиватор КСП-4Г агрегатируют с тракторами типа МТЗ и ЮМЗ. На больших полях два культиватора используют с тракторами Т-150 и ДТ-75 и четыре культиватора с тракторами Т-4А и К-701. Культиваторы соединяют в один агрегат с помощью сцепки СП-16А.

При использовании культиваторов серии КШУ обеспечивается высокое качество предпосевной подготовки почвы. Так, КШУ-8 используют на почвах всех типов, кроме почв, подверженных ветровой эрозии, на полях с ровным рельефом и на склонах, не превышающих 8°. Благодаря высокой маневренности тракторов с этим культиватором его применяют не только на больших, но и на мелкоконтурных полях.

Прицепные культиваторы КПК-4 и КПК-8, обеспечивающие боронование, крошение почвы и выравнивание поверхности поля, предназначены для всех почвено-климатических зон.

Для подготовки почвы под картофель используют вертикально-фрезерные культиваторы КВФ-2,8 или КВФ-4 – аналоги “Доминатора”, обеспечивающие ее рыхление на глубину до 14см. Мировым стандартам отвечают аналогичные роторные культиваторы “Rabewerk”, выпускаемые СП “Колнаг” (Россия – Голландия). В зарубежных машинах для предпосевной обработки почв, особенно тяжелого гранулометрического состава, широко применяют фрезерные рабочие органы. Эта тенденция наметилась и в отечественном машиностроении.

На почвах, засоренных камнями, перед посадкой картофеля формируют гряды гребнеобразователем ГО-2, а затем сепаратором СУ-1,4 просеивают почву образовавшейся гряды, выделяя из нее камни и прочные почвенные комки размером – 30-100мм с укладкой их в борозду. Камни размером более 100мм собирают в бункер и выгружают на краю поля.

Предпосевную подготовку почв, подверженных ветровой эрозии, проводят культиваторами КПШ-9, КПЭ-3,8А и КТС-10-1.

Для прикатывания почвы до и после посева во всех зонах страны применяют кольчато-шпоровые катки ЗККШ-6 и кольчато-зубчатые катки ККН-2,8. Их используют для выравнивания поверхности поля, уплотнения почвы на глубину до 7см и одновременного рыхления верхнего слоя. Гладкими водоналивными катками ЗКВГ-1,4 уплотняют поверхностный слой почвы и прикатывают зеленые удобрения перед запашкой, а легкими водоналивными катками серии СКГ прикатывают почву до и после посева сахарной свеклы. Почвенную корку разрушают катками КБН-3.

В Нечерноземной зоне для предпосевной подготовки почв легкого и среднего гранулометрического состава эффективно применять комбинированные агрегаты РВК-3,6, совмещающие различные операции. В лесостепных и степных районах для этих целей используют широкозахватные агрегаты РВК-5,4, РВК-7,2 и КАД-7. Тяжелые и переувлажненные почвы обрабатывают комбинированными агрегатами КФГ-3,6 и АКР-3,6.

Почву перед посевом без оборота пласта рыхлят агрегатами серии АПК и АКП, а также агрегатами АКВ-4, КУМ-4 и АКНП-4.

Посев

Для посева семян (посадки клубней) с/х культур используют сеялки и сажалки.

Семена зерновых колосовых и зерновых бобовых культур высевают сеялками семейства СЗ: СЗ-3,6А, СЗУ-3,6 и СЗТ-3,6А. На легких и средних почвах рядовые пневматические сеялки СПУ-3 и СПУ-6.

Высев по стерне проводят сеялками-культиваторами СЗС-6 и СЗС-12 или СЗС-8 и СЗС-14 с централизованным высевом и пневматической подачей семян к сошникам. Для заполнения бункеров сеялок применяют автопогрузчики УЗСА-40 или ЗСА-40.

Перед посевом семена протравливают фунгицидами, используя машины ПС-10А и ПСШ-5.

При длине гона до 300м рекомендуют составлять односеялочный агрегат СЗ-3,6А с трактором МТЗ-80: при длине гона – 300-800м рациональнее использовать посевной агрегат из трех таких сеялок с трактором Т-150; а при длине гона более 800м – из 4 и более сеялок с трактором К-700. Скорость движения агрегатов при посеве зерновыми сеялками СЗ-3,6А – до 12км\ч, сеялками-культиваторами СЗС-6 – до 9км/ч.

После посева на основном поле засевают поворотные полосы. При этом норма высева та же, что и на основном поле. Для выравнивания поверхности к сеялкам присоединяют легкие посевные бороны ЗБП-0,6А. В засушливых условиях для получения дружных всходов к сеялкам присоединяют катки ЗККШ-6.

Чтобы проверить глубину заделки семян, поверхность почвы слегка выравнивают и вскрывают 2-3 бороздки от передних и задних сошников, не идущих по следу трактора или сцепки. На участке поля длиной около 20см перпендикулярно к направлению рядков разгребают бороздки и находят семена. В 20-30 местах замеряют глубину расположения семян, вычисляют среднюю глубину и при необходимости ее регулируют.

Семена крупносемянных культур широкорядного способа сева (кукурузы, подсолнечника, кормовых бобов, сои) высевают пунктирным способом сеялками СПЧ-6М и СУПН-8А. На больших полях используют широкозахватные кукурузные сеялки СКПП-12. В степных районах для прямого и пожнивного посева семян применяют прицепные сеялки СКП-6, а для работы на склонах крутизной до 15° – навесные сеялки СКПГ-4А.

Основной способ движения – челночный. Рабочая скорость посевных агрегатов должна составлять – 6-10км/ч. Для провешивания линии первого прохода на расстоянии, равном половине ширины захвата сеялки от продольной границы поля, устанавливают вешки. Если повороты агрегата нельзя выполнить за пределами участка, то отбивают поворотные полосы. Их ширина должна быть равна тройной ширине захвата сеялки.

Перед посевом кроме протравливания семена кукурузы разделяют на фракции с помощью калибровщика КСК-3.

Семена сахарной и кормовой свеклы перед посевом разделяют на фракции с помощью зерноочистительных машин СМ-4, МС-4,5 и протравливают. Подготовленные семена высевают в почву сеялками точного высева ССТ-12В с шириной междурядий 45см. На больших ровных полях используют широкозахватные свекловичные сеялки ССТ-18Б. При комплектации специальными приспособлениями указанные сеялки применяют также для посева других культур.

В районах орошаемого земледелия посев сахарной и кормовой свеклы проводят сеялками ССТ-8В с шириной междурядий 60см. Такие сеялки поставляют с приспособлениями для высева семян гречихи, проса, сои, фасоли и люцерны.

Перед посевом провешивают линию первого прохода посевного агрегата. Вешки устанавливают от края поля на расстоянии, равном половине ширины захвата сеялки.

Основной способ движения агрегата – челночный. Скорость движения агрегатов должна быть не более 5км\ч. При большей скорости движения ячейки высевающих дисков хуже заполняются семенами, что приводит к нарушению равномерности посева и глубины заделки семян.

Семена льна перед посевом обеззараживают в протравителях ПС-10А и ПСШ-5. Высевают сеялкой СЗЛ-3,6А или СК-1,8 на глубину 1-3см поперек направления предпосевной обработки. Способ движения – челночный.

Клубни картофеля перед посадкой выгружают из хранилищ транспортером-подборщиком ТПК-30. Посадочный материал обрабатывают пестицидами, используя протравители ПСК-20, ОПС-1 или “Гуматокс С”.

При гребневой посадке гребни нарезают культиваторами КОН-2,8 или КРН-4,2, а также культиваторами-гребнеобразователями КФК-2,8 и КФО-3,63 – прототипами гребнеобразователя КР-12 фирмы Lemken.

На небольших площадях для посадки непророщенных клубней используют четырехрядные сажалки КСМ-4 или двурядные сажалки Л-201. На больших площадях (150га и более) эффективно применять шестирядные сажалки КСМ-6 и восьмирядные сажалки КСМ-8. Для перевозки клубней и загрузки их в бункера машин используют самосвальные транспортные средства ГАЗ-53Б или САЗ-3502. Пророщенные клубни высаживают сажалками САЯ-4А.

Перед посадкой картофеля на поле отбивают поворотные полосы шириной, кратной тройной ширине захвата сажалки, провешивают линию первого прохода агрегата. Направление движения – вдоль длинной стороны участка, на склонах – поперек склонов. Способ движения – челночный. Скорость движения агрегата – 5-9км/ч.

Посадка клубней должна быть равномерной по всей площади, а также в рядках. Среднее отклонение равномерности посадки допускается не более 10%. Отклонение ширины основных междурядий не более ±2см, стыковых – ±5см. Все клубни должны быть заделаны на одинаковую глубину, при этом допускается отклонение ±2см.

Уход за посевами

Культуры сплошного способа сева. Основная цель ухода – создание наиболее благоприятных условий для роста и развития растений в период вегетации. При этом проводят следующие виды работ: прикатывание почвы, боронование посевов, подкормку растений, мероприятия по борьбе с сорняками, вредителями и возбудителями болезней. Наиболее распространенный способ применения средств защиты – опрыскивание. С его помощью вносят до 76% всех применяемых в с/х производстве пестицидов. Остальные 24% средств защиты растений используют при протравливании посевного материала и аэрозольной обработке.

В зависимости от степени дисперсности распыла и доз внесения жидких пестицидов на единицу обрабатываемой площади различают полнообъемные (распыливают рабочую жидкость слабой концентрации на капли размером более 250мкм и вносят ее дозами 300-600л/га), малообъемные (распыливают рабочую жидкость высокой концентрации на капли размером более 50-250мкм и вносят ее дозами 10-200л/га) и ультрамалообъемные (распыливают высококонцентрированный жидкий препарат на капли размером 25-125мкм и вносят дозами – 1-5л/га) опрыскиватели.

Для обработки больших площадей применяют авиацию. С помощью самолетов АН-2, вертолетов МИ-2 и КА-26 проводят опрыскивание с высоты 10м и более. В теплую погоду капли диаметром 100мкм, падая на землю, уменьшаются до размера 50мкм и сносятся за пределы обрабатываемой зоны. Капли диаметром 30-50мкм, как газы, могут сноситься на расстояние до 3-5км в сторону от самолета.

В настоящее время для внесения препаратов с высоты 1-3м стали использовать сверхлегкие летательные аппараты (СЛА). Однако пока они не нашли широкого применения.

Чаще используют наземное опрыскивание тракторными опрыскивателями, так как оно безопаснее для окружающей среды, чем авиационное. Такое опрыскивание можно совмещать с другими агротехническими приемами.

Из наземной техники преимущества имеют штанговые опрыскиватели с большой вместимостью резервуара, обычно прицепные (ОПМ-2001, ОП-2000-2 и др.), а в мелких крестьянских (фермерских) хозяйствах – навесные машины с меньшей вместимостью бака (ОМ-630-2, ОМ-320-2). Для защиты посевов полевых культур можно использовать и опрыскиватели с вентиляторным распыливающим устройством.

На небольших дачных и садово-огородных участках для обработки растений применяют ранцевые опрыскиватели ОРР-1А “Эра”.

Несмотря на различия в опрыскивающей технике, она должна отвечать общим требованиям эффективности применения пестицидов, экономичности и экологической безопасности.

Обработку растений штанговыми опрыскивателями следует проводить при скорости ветра до 4км\ч, с минимальным отклонением гектарного расхода жидкости (до 10%) и концентрации рабочего раствора (до 5%), с заданной густотой покрытия обрабатываемой поверхности эффективными каплями: при расходе 50-75л/га – 10-15 капель на см² листа или почвы, при 75-200л/га – не менее 30капель. Отклонение расхода жидкости через отдельные распылители не должно превышать 5%. Оптимальная скорость движения агрегатов – 4-10км/ч, огрехи и перекрытия не допускаются. Соблюдать эти условия можно лишь при использовании комплектных, хорошо отрегулированных опрыскивателей и исправных тракторов с хорошо герметизированной кабиной.

В комплексе с опрыскивающими агрегатами используют машины для приготовления рабочих растворов (”Премикс”, СППР-20, АПЖ-12). В случае отсутствия этих агрегатов рабочие растворы готовят в подсобных емкостях с обязательным соблюдением мер безопасности.

Культуры широкорядного способа посева. Уход за такими культурами, как кукуруза, сахарная и кормовая свекла, включает довсходовое и послевсходовое боронование, подкормку, междурядную обработку, мероприятия по борьбе с вредителями, болезнями и сорняками.

Междурядную обработку и подкормку кукурузы проводят обычно навесными пропашными культиваторами КРН-4,2Б, КРН-5,6Б и КРН-8,4.

Для междурядной обработки, поперечного прореживания всходов, внесения жидких удобрений на посевах сахарной и кормовой свеклы применяют навесные культиваторы-растениепитатели УСМК-5,4Б и КРД-5,4ПА. На больших площадях эффективно использовать широкозахватный культиватор-растениепитатель КРШ-8,1.

Всходы в рядах прореживают механическими (УСМП-5,4А) и автоматическими (ПСА-2,7, ПСА-5,4) прореживателями.

Междурядную обработку посевов корнеплодов на средних и тяжелых почвах осуществляют навесными фрезерными культиваторами КФ-5,4.

Для сплошного довсходового и послевсходового боронования картофеля используют сетчатые бороны, для окучивания – навесные культиваторы-окучники КОН-2,8А или КОН-4,2. Междурядное рыхление с одновременным образованием высокообъемных гребней на почвах среднего и тяжелого гранулометрического состава проводят навесными культиваторами-гребнеобразователями КФК-2,8 и “Румпстад-2000″ (Германия).

В зависимости от задач обработки, культуры, почвено-климатических условий, способа посева и периода вегетации на культиваторах применяют различные рабочие органы: полольные, универсальные стрельчатые или долотообразные лапы, подкормочные ножи, лапы-отвальчики, окучники, арычники-бороздорезы, ротационные игольчатые диски, прополочные бороны БРУ-0,7, а также элементы приспособления ППР-5,4 для возделывания пропашных культур по астраханской технологии.

Ширина захвата пропашного культиватора и число обрабатываемых им рядков должны соответствовать ширине захвата сеялки (сажалки) и числу образованных ею рядков.

При довсходовом и послевсходовом рыхлении посевов целесообразно использовать гусеничные тракторы ДТ-75МВ (на кукурузе) и Т-70С (на свекле), которые имеют меньшее давление на почву, чем колесные. При междурядной обработке посевов высокорослых культур, таких, как кукуруза, применяют колесные тракторы, так как они меньше повреждают растения. В этом случае колеса трактора должны быть расставлены в соответствии со схемой посева.

Для борьбы с вредителями, болезнями и сорняками на культурах широкорядного способа посева используют метод сплошного или ленточного опрыскивания. В первом случае применяют штанговые опрыскиватели ОП-2000-2 или ОМ-630-2, во втором – подкормщики-опрыскиватели ПОМ-630, которые имеют свекловичную (ПОМ-630-1) и овощную (ПОМ-630-2) модификации.

Уборка и послеуборочная обработка урожая

Уборка трав на сено

Для скашивания растений в Нечерноземной зоне широко используют навесные косилки КС-Ф-2,1Б. При уборке высокоурожайных, полеглых и сильно перепутанных трав применяют навесные ротационные косилки КРН-2,1А, в процессе работы которых скошенная масса укладывается в прокос. Самоходными косилками-плющилками КПС-5Б и Е-303 (Германия) или прицепными косилками-плющилками КПРН-3А скашивают толстостебельные травы с одновременным плющением растений и укладкой обработанной массы в валки или расстил.
На больших участках с ровным рельефом местности в лесостепной и степной зонах используют полунавесные двухбрусные косилки КД-Ф-4 и прицепные трехбрусные косилки КП-Ф-6.

Провяленную траву из прокосов сгребают в валки поперечными, колесно-пальцевыми или роторными граблями. Валки формируют при влажности скошенной массы 18%, а для активного вентилирования – при влажности 35-40%.

Сгребают массу в валки поперечными граблями ГП-Ф-16. Оборачивают и ворошат траву в прокосах колесно-пальцевыми граблями ГВК-6Г. Наиболее распространенны роторные грабли ворошилки ГВР-6Б, предназначенные для ворошения в прокосах свежескошенной или провяленной травы, сгребания ее из прокосов в валки, сдваивания и переворачивания валков и при необходимости распределения травы из валков в прокосы для досушивания.

Высокоурожайные травы ворошат и вспушивают на больших площадях модульными роторными машинами ВРМ-Ф-7,5. Для сдваивания и оборачивания валков применяют валкообразователи КПС-5.70.000 и Е-318.

Рассыпное сено заготавливают с помощью подборщиков-полуприцепов ТП-Ф-45, которыми подбирают высушенную траву из валков, перевозят и выгружают ее в местах хранения. Для складирования сена используют погрузчики-стогометатели ПФ-0,5Б. В неблагоприятную погоду сено досушивают на стационарно-передвижных вентиляционных установках УВС-16А.

Прессованное сено заготавливают с помощью пресс-подборщиков, при этой технологии потери листьев снижаются в 2,5 раза. Прямоугольные тюки формируют пресс-подборщиками ППЛ-Ф-1,6М и ПКТ-Ф-2. В рулоны сено прессуют пресс-подборщиками ПРП-1,6 или ПР-Ф-750. В случае прессования провяленной растительной массы влажностью 22-35% пресс-подборщики ПРП-1,6 оборудуют приспособлениями ОВК-Ф-1, которые предназначены для обработки травы консервантами.

В пресс-подборщиках обвязка сформированных тюков и рулонов производится шпагатом, выдерживающим разрывное усилие не менее 700-750Н (ньютон). В некоторых зарубежных рулонных пресс-подборщиках спрессованные рулоны обматываются сеткой типа Роллатэкс, которая лучше сцепляется с материалом и хорошо сохраняет форму рулона.

Для максимальной сохранности питательных веществ тюки и рулоны эффективно упаковывать в синтетическую пленку, для чего используют специальные машины-обмотчики, которые за 2-3 минуты герметично обматывают материал 3-4 слоями пленки.

Пресс-подборщики настраивают так, чтобы сформированные тюки и рулоны сохраняли свою форму при погрузке, транспортировке и укладке на хранение. Несвязанных тюков и рулонов должно быть не более 2%. Нарушение вязки при подборе, перевозке и складировании тюков (рулонов) не должно превышать 1%.

Уборка культур на зеленый корм, сенаж и силос. Основные машины для заготовки кормов с измельчением растений – самоходные кормоуборочные комбайны КСК-100А и Е-282, а также прицепные кормоуборочные комбайны КПИ-2,4А. Измельченную массу от кормоуборочных комбайнов погружают в полуприцепы ПСТ-Ф-60 для перевозки к местам скармливания, силосным или сенажным траншеям.

Для сохранности корма при закладке на силос растений повышенной влажности кормоуборочные комбайны КСК-100А оборудуют устройствами УВК-Ф-1, предназначенные для внесения жидких консервантов.

Эффективно использовать самоходные кормоуборочные комплексы “Полесье” и комбайны “Дон-680″. Они снабжены приспособлениями (рекаттерами) для лучшего измельчения и разрушения оболочки зерна при уборке кукурузы в фазе восковой и полной спелости, а также роторной жаткой, предназначенной для уборки силосных культур разной высоты и в любом направлении движения независимо от схемы и способа посева.

В зависимости от вида заготавливаемого корма комбайны оборудуют подборщиком или соответствующей жаткой, а также настраивают на нужную длину резки. Для этого изменяют число ножей на барабане или скорость подачи массы питающим устройством. Чем меньше длина резки, тем выше энергоемкость процесса измельчения и, следовательно, ниже производительность комбайна.

Уборка зерновых культур. Во многих странах мира зерновые культуры семейства Мятликовые убирают прямым комбайнированием. Раздельным способом убирают неравномерно созревающие культуры (горох, просо). В стадии исследования находятся некомбайновые способы уборки с обработкой хлебной массы на стационаре.

Зерноуборочные комбайны по конструкции молотильно-сепарирующих рабочих органов делят на 2 группы: с классической молотилкой (СК-5, “Дон-161″) и аксиально-роторной молотилкой (СК-10В “Ротор”, “Дон-2600″, ПН-100 “Простор”). Указанные комбайны, за исключением ПН-100 “Простор”, самоходные.

К зерноуборочным комбайнам СК-5 “Нива” и “Дон-1500″ выпускают приспособления ПКК-5, ПКК-10, ПСП-1,5М, ПСП-10, ПЛЗ-10, 54-108А и ПСТ-10.

При раздельной уборке растения скашивают в валки навесными жатками ЖВН-6А, ЖВР-10, а также прицепными жатками ЖСБ-4,2, агрегатируемыми с энергосредством Д-101А или реверсивным трактором. Жатки ЖВН-6А целесообразно применять на тех хлебах, на которых можно получать валки массой более 3,6кг на 1 погонный метр для комбайнов СК-5 “Нива” и “Енисей-1200″ и более 5,3кг для комбайнов “Дон-1500″. При обмолоте менее мощных валков молотилки соответствующих комбайнов будут загружены не полностью. Валки подбирают и обмолачивают комбайнами с барабанными (54-102) или транспортерными (ППТ-3А) подборщиками. При использовании последних потери зерна меньше.

Зерноуборочную технику выбирают в зависимости от почвено-климатических условий зоны, урожайности, размеров полей и других факторов.

В регионах, где размеры посевных площадей под зерновые не превышают 50га с длиной гона до 500м, особенно в небольших фермерских хозяйствах, широкое применение находят самоходные комбайны КЗС-3 и прицепные комбайны ПН-100 “Простор”. На полях Нечерноземной зоны уборку зерновых урожайностью до 4т/га проводят комбайнами СК-5 “Нива” и “Енисей-1200″. Комбайн СК-5 “Нива” имеет две модификации: СКП-5, применяемый для работы в зонах повышенной влажности почвы (на полугусеничном ходу), и СКК-5, используемый на склонах до 20° (круглосклонный).

Комбайн “Енисей-1200″ применяют для уборки зерновых в условиях повышенной влажности хлебной массы. Промышленность выпускает следующие основные модификации этого комбайна: Енисей-1200Н”, используемый для уборки влажных длинносоломистых и полеглых хлебов в условиях Нечерноземной зоны (колесная) и Енисей-1200Р” с передним штифтовым барабаном, применяемый для уборки риса (гусеничная).

В Центрально-Черноземном регионе на полях с урожайностью до 5-6т/га целесообразно использовать комбайны семейства “Дон”. К ним относят комбайны “Дон-1500″, а также новые комбайны “Дон-091″ и “Дон-161″.
“Дон-1500″ обеспечивает обмолот хлебов на равнинных площадях и участков с уклоном не более 8°. Его модификация для работы в Нечерноземной зоне отличается от базовой повышенной проходимостью.

На полях степных регионов с невысокой урожайностью для высокопроизводительной работы комбайнов “Дон” вместе с ними используют широкозахватные реверсивные жатки ЖВР-10А, с помощью которых формируют сдвоенные валки.

Уборку зерновых с урожайностью 6т/га и выше проводят самоходными комбайнами СК-10В “Ротор” и “Дон-2600″.

При прямом комбайнировании высоту среза устанавливают в зависимости от длины растений и использования соломы. Если в хозяйствах солому используют для нужд животноводства, то стерню оставляют высотой до 10см, а при подсеве многолетних трав она должна соответствовать высоте подгона.

Копны цельной соломы, сформированные копнителем комбайна, транспортируют волокушами ВНК-11 на край поля и укладывают в скирды с использованием агрегата УСА-10.

Технические средства для получения прессованного сена аналогичны.

Уборку соломы с ее измельчением осуществляют комбайнами, оборудованными измельчителями. Для сбора и транспортировки измельченной массы к местам складирования используют тележки 2ПТС-4.

Кукурузу на зерно убирают двумя способами. По первому способу кукурузоуборочными комбайнами ККП-3 и КСКУ-6 отделяют початки, срезают и измельчают стебли. Уборку по второму способу проводят с помощью зерноуборочных комбайнов СК-5 “Нива”, оборудованных приставками ППК-4, или “Дон-1500″ с приставками КМД-6.

Уборка картофеля. Перед уборкой ботву удаляют химическим или механическим способом. В первом случае применяют штанговые опрыскиватели ОП-2000-2 или ОМ-630-2, во втором – ботводробители БД-4 и БД-6 или косилки-измельчители КИР-1,5Б.

На семенных участках, как правило, применяют картофелекопатели. Выкопанные клубни собирают и грузят вручную. При этом способе уборки клубни меньше травмируются и лучше сохраняются до посадки. Недостатки такого способа уборки – низкая производительность и большие затраты труда на подборе.

Наиболее распространены картофелекопатели просеивающего типа (КТН-2В, КСТ-1,4А), с помощью которых убирают два рядка. В небольших фермерских хозяйствах эффективно использовать однорядные картофелекопатели КТН-1Б, с помощью которых извлекают на поверхность поля не менее 97% урожая клубней.

При раздельном способе уборки картофелекопателем-валкоукладчиком УКВ-2 клубни укладывают с двух-шести рядков в узкие валки для подсушки. Через 2-4 дня, в зависимости от погодных условий, подбирают картофелеуборочным комбайном, оборудованным подборщиком.

Комбинированный способ уборки применяют на легких почвах. Клубни выкапывают картофелекопателем-валкоукладчиком УКВ-2 из двух или четырех рядков, отделяют от почвы и ботвы и укладывают между двумя невыкопанными рядками. Затем картофелеуборочным комбайном КПК-2 подкапывают неубранные рядки и одновременно подбирают валок, расположенный между ними, очищают клубни и загружают их в транспортные средства. За один проход комбайном убирают клубни из четырех (шести) рядков.

Комбайновую уборку проводят на засоренных полях с ровным рельефом и предполагаемой урожайностью клубней не менее 10т/га. На легких, средних и тяжелых почвах уборку лучше проводить отечественными картофелеуборочными комбайнами КПК-2 и КПК-3. Для уборки картофеля, возделываемого на легких и средних почвах, эффективно использовать немецкую машину Е-686Б.

При посадке 4-рядной сажалкой для уборки используют комбайны КПК-2 или КСК-4; на полях, где картофель посажен 6-рядной сажалкой, уборку лучше проводить трехрядными комбайнами.

Для обеспечения высокой производительности комбайнов и качества их работы важно правильно выбрать рабочую скорость движения агрегатов. При уборке картофеля на хорошо просеиваемых почвах обычно работают на повышенной скорости агрегата – 2,8км/ч, а на труднопросеиваемых почвах – на пониженной скорости – 1,65км/ч.

Уборка корнеплодов. Свеклу и другие корнеплоды убирают одно-, двух- и трехфазным способами.

При однофазном способе уборки свеклоуборочным комбайном теребильного типа подкапывают и одновременно извлекают корнеплоды из почвы, отделяют листья и загружают оба компонента урожая в разные транспортные средства.

При двухфазном способе сначала ботвоуборочной машиной скашивают листья и направляют их в тракторный прицеп, движущийся рядом. Остатки листьев с головок корнеплодов после ботвоуборочной машины удаляют очистителями ОГД-6А. Затем корнеуборочной машиной выкапывают корнеплоды, очищают их от почвы и остатков листьев и загружают в транспортное средство.

Трехфазный способ уборки заключается в выполнении трех операций: уборка листьев ботвоуборочной машиной; выкопка корнеплодов корнеуборочной машиной с частичной очисткой и корнеплодов и укладкой в продольный валок; сбор, доочистка и погрузка корнеплодов подборщиком-погрузчиком для перевозки на завод.

Наиболее распространен двухфазный способ уборки свеклы шести- или четырехрядными комплексами машин. При ширине междурядий 45см используют шестирядный комплекс, включающий ботвоуборочные машины БМ-6Б или МБК-2,7 и корнеуборочные машины КС-6Б или РКС-6. При ширине междурядий 60см урожай убирают четырехрядным комплексом, состоящим из ботвоуборочных машин БМ-4А и корнеуборочных машин РКМ-4.

В зависимости от обеспеченности транспортом и погодных условий применяют поточную, перевалочную или поточно-перевалочную технологию уборки.

Поточная технология предусматривает транспортировку ботвы на ферму к месту силосования, а корней – на сахарный завод.

При применении перевалочной технологии корни перевозят на край поля и выгружают во временные бурты (кагаты) шириной до 4м, высотой до 1,2м и длиной около 100м. Для устранения потерь сахара бурты укрывают землей с помощью буртоукрывщиков БН-100А. При перевозке на завод корнеплоды очищают от примесей и грузят свеклопогрузчиками СПС-4,2А в транспортные средства.

Поточно-перевалочная технология заключается в том, что одну часть убранных корнеплодов увозят на завод, другую – на перевалочную площадку и укладывают в кагаты. Затем корнеплоды погружают в транспортные средства свеклопогрузчиками СПС-4,2А для перевозки на сахарный завод.

При уборке свеклы на выровненных полях с влажностью почвы 20% машину БМ-6Б агрегатируют с трактором МТЗ-80, у которого широкие шины ведущих колес заменяют узкими; при работе на тяжелых почвах используют тракторы Т-70С или ДТ-75М с узкими гусениц.

При отсутствии шести- или четырехрядных корнеуборочных машин для уборки кормовых корнеплодов на всех типах почв применяют копатели ККг-1,4.

Семенные посевы кормовых корнеплодов убирают переоборудованными зерноуборочными комбайнами.

Уборка льна. Комбайновый способ уборки включает теребление стеблей комбайнами ЛК-4А и “Русич” с очесом семенных коробочек, расстилом соломки в поле для получения тресты. При уборке комбайном ЛКВ-4А соломка связывается шпагатом в снопы. Используя подборщики-погрузчики ППС-3, снопы собирают в транспортные средства и отвозят на льнозаводы для обработки или на льнище, где расстилают в ленты для получения тресты, применяя льнорасстилочные машины ЛРМ-2.

Ворох доставляют на стационарные пункты КСПЛ-0,9, где его высушивают в карусельных сушилках СКМ-1 и обмолачивают в молотилках МВ-2,5А. Семена дорабатывают, используя семяочистительные машины и сортировальные столы ПСС-2,5 и СПС-5. Для очистки семян льна от семян плевела и повилики применяют магнитные сепараторы СМЩ-0,4 (К-590) или машины СОМ-300.

Раздельный способ уборки заключается в тереблении льна теребилками ТЛ-1,9 или ТЛН-1,5А, с помощью которых стебли укладывают в ленты для просушки и дозревания семян. После просушки ленты поднимают и очесывают подборщиками-очесывателями ПОЛ-105 или ЛПЛ-1,5, а соломку снова расстилают для получения тресты. Полученный ворох перерабатывают на стационарных пунктах КСПЛ-0,9, а семена доводят до требуемых кондиций машинами, используемыми при комбайновой уборке.

Сноповый способ уборки предусматривает теребление льна льнотеребилками ТЛ-1,9 или ТЛН-1,5А и укладку стеблей на поле лентой. Затем растения вручную связывают в снопы и ставят на поле в шалаши (”бабки”) для сушки и дозревания семян. После просушки снопы обмолачивают передвижными молотилками МЛ-2,8П. В результате получают очищенные семена и соломку в снопах. Их сдают на льнозавод или с помощью льнорасстилочных машин ЛРМ-2 укладывают в ленты для получения тресты. Семена подвергают послеуборочной обработке отмеченными ранее машинами.

В указанных способах уборки для ускорения процесса превращения соломки в тресту ленты периодически оборачивают с помощью машин ОЛН-1 и вспушивают, применяя ворошилки ВЛ-3.

Тресту подбирают и вяжут в снопы подборщиками ПТН-1 или ПТП-1. Снопы собирают в транспортные средства, используя подборщики-погрузчики ППС-3, и отвозят на льнозаводы. Из лент соломки и тресты формируют также рулоны диаметром – 1,2-1,4м, массой – 190-300кг. Для этого используют пресс-подборщики ПРУ-200, РПЛ-1500 или ПРП-1,6 с приспособлением ПРЛ-1. Чтобы повысить производительность пресс-подборщиков, ленты предварительно сдваивают навесными машинами СЛ-2. Рулоны, собранные и погруженные в транспортные средства с помощью погрузчиков ПФ-0,5 с приспособлениями ППЛ-0,5 или ПРУ-0,5, отвозят на льнозаводы.

Послеуборочная обработка урожая. Ворох зерновых культур, выгруженный из бункеров зерноуборочных комбайнов, перевозят на ток и сразу же подвергают послеуборочной обработке на зерноочистительных агрегатах семейства ЗАВ или зерноочистительно-сушильных комплексах семейства КЗС.

Агрегаты ЗАВ (ЗАВ-25, ЗАВ-40, ЗАВ-50 и другие) предназначены для послеуборочной обработки зерновых, зернобобовых и крупяных культур с доведением продовольственного зерна до базисных кондиций за один пропуск. Эти агрегаты рекомендованы для использования в Центрально-Черноземном регионе, Поволжье, на Северном Кавказе, Урале, т. е в зонах с уборочной влажностью зерна не более 16%.

В тех зонах, где влажность при уборке зерна выше 16%, необходимо проводить искусственную сушку. Для этого применяют зерноочистительно-сушильные комплексы КЗС-25Ш, КЗС-25Б, КЗС-40 и КЗС-50. Агрегаты и комплексы производительностью – 20-25т/ч рекомендованы для использования в хозяйствах с годовым объемом производства зерна до 6000т, производительностью – 40т/ч – в хозяйствах, где годовой объем производства зерна более 6000т.

В период уборки урожая количество зерна, поступающего на обработку, часто превышает пропускную способность сушилок. Поэтому для временного хранения зерна повышенной влажности используют бункера активного вентилирования БВ-40А. Из четырех таких бункеров составляют отделение вентилируемых бункеров ОБВ-160, которое можно использовать самостоятельно или в составе зерноочистительных агрегатов и зерноочистительно-сушильных комплексов.

Послеуборочную обработку вороха семенников трав проводят в очистительно-сушильных линиях КОС-0,5М и КОС-2.

Зерновой ворох на площадках и под навесами обрабатывают на передвижных очистителях ОВС-25 и самопередвижных семяочистительных машинах МС-4,5. Для механизации погрузочно-разгрузочных работ на открытых токах и в помещениях складов используют зернопогрузчики ЗПС-100А и зернометатели ЗМ-60А. Эти агрегаты применяют также и для перелопачивания зерна.

Сушильное оборудование выбирают в зависимости от объемов и назначения материала, вида культуры и других факторов. При этом следует учитывать, что шахтные сушилки предпочтительнее для сушки семенного зерна, барабанные – для сушки продовольственного зерна. Съем влаги за один пропуск у шахтных сушилок составляет 6%, у барабанных – 4-5%.

Продовольственное зерно можно нагревать до 60°С, семенной материал зерновых культур – до 48, зернобобовых – до 35°С. Превышение температуры ведет к денатурации белка. После сушки зерно и семена охлаждают до температуры окружающего воздуха.

Для сохранения продовольственных качеств зерна и посевных качеств семян режим работы сушилок устанавливают в соответствии с влажностью исходного материала и временем сушки.

Шахтные зерносушилки работают в более мягком режиме, чем барабанные, поэтому их лучше использовать для сушки зернобобовых культур. Семена трав перед сушкой в шахтных сушилках смешивают с овсом, предварительно высушенным до влажности 14-16%, который используют в качестве балластной культуры.

Кукурузу, убранную в початках, обрабатывают на стационарном механизированном пункте при помощи комплекта оборудования ПМУ-15 или используя очиститель початков ОП-15П и молотилки МКП-3, МКПУ-30. Для механизации погрузочно-разгрузочных работ используют транспортер початков ТПК-25.

Зерно кукурузы, убранное зерновым комбайном или намолоченное на стационарном пункте, обрабатывают с помощью зерноочистительных агрегатов ЗАВ-50 и ЗАВ-25 или зерноочистительно-сушильных комплексов КЗС-50, КЗС-25 и КЗС-25Б.

Послеуборочную обработку картофеля проводят на роликовых картофелесортировках КСЭ-15Б, картофелесортировальных пунктах КСП-15Б, КСП-20-25 и К-754А (Германия). Погрузочно-разгрузочные работы осуществляют самоходными транспортерами-загрузчиками ТЗК-30 и комплектом транспортеров ТХБ-20. Для послеуборочной обработки столовых корнеплодов применяют стационарный пункт ПСК-6.

Часть 2. Технологические схемы возделывания культур в севообороте

 Скачать Word-версию  chastx 2. tehnologicheskye shemi vozdelyvaniya

Содержание технологической схемы возделывания культуры зависит от ее и сорта особенностей биологии, включенных в севооборот, цели использования культуры, физико-химических и гидрологических свойств почвы. Главная задача технологии – полное удовлетворение требований биологии культуры, снижение с помощью технологических приемов негативного влияния нерегулируемых и частично регулируемых факторов на формирование урожая.

Рассмотрим технологические схемы возделывания культур на примере приведенных ранее севооборотов.

Севооборот 1. Почва в этом севообороте сильнокислая (рНсол 4,7-5,0), с гидролитической кислотностью 5,5-3,8, а значит, и с высоким содержанием полуторных оксидов. Коэффициенты использования элементов минерального питания на такой почве будут минимальными, а следовательно, высокий урожай любой культуры получить невозможно.

Известкование следует провести осенью сразу после уборки пелюшки. Норма извести зависит от уровня исходного рНсол конкретного поля и уровня рН, до которого планируется сдвинуть реакцию почвенного раствора. Например, почва на данном поле имеет рНсол 4,7, планируется довести реакцию почвенного раствора до слабокислой (рНсол 5,7). Учитывая, что в среднем при внесении 1т СаСО3 рНсол сдвигается на 0,1 единицы, норма СаСО3 на этом поле составит 10т (норма доломитовой муки с учетом влажности и примесей в известковых материалах примерно 12т/га).

Очень важно равномерно распределить известь по полю, пестрота в известковании вызовет неравномерность в росте и развитии каждой культуры в течение нескольких лет. Немедленно после распределения известковых материалов по поверхности почвы необходимо с помощью 2х кратного дискования перемещать их с верхним слоем почвы. Если до дискования пройдут дожди, то известковые материалы смоются в микропонижениях, после высыхания из них образуются мелкие комки, эффективность известкования снизится.

Следующая задача – равномерно распределить известковые материалы по пахотному слою почвы. Этого можно добиться вспашкой плугом без предплужника и глубокой предпосевной культивацией. Такая технология известкования обеспечит снижение кислотности до ожидаемого уровня. Этот процесс будет проходить осенью после заделки извести и в год возделывания первой культуры.

Минеральные удобрения целесообразнее внести весной под культивацию, чтобы предотвратить связывание свежей известью подвижных форм фосфора. После известкования структуру севооборота следует уточнить, заменив клевер гибридный клевером луговым, а пелюшку горохом.

Если известкование почвы этого севооборота провести невозможно, то остальные технологические приемы возделывания культур не отличаются от общепринятых. После обмолота семян и уборки соломы пелюшки (пятое поле) вносят фосфорно-калийные удобрения в расчете на урожай овса и на два года пользования посевом клевера гибридного. Вслед за этим проводят лущение стерни дисковыми лущильниками. Через 10-15 дней, когда прорастут сорняки, осуществляют зяблевую вспашку плугом с предплужником на глубину пахотного слоя.

Весной, когда почва достигнет физической спелости, ее обрабатывают комбинированными агрегатами. Азотные удобрения в этом случае применять нецелесообразно, они вызовут усиленный рост овса и большее затенение клевера. Поскольку под овес подсевают клевер гибридный (предпочтительнее сорт Северодвинский 326 как более кислотерпимый) с очень мелкими семенами, то предпосевное прикатывание – обязательный прием.

Заблаговременно протравленные семена вики и овса районированных сортов (Немчиновская 72 и Скакун) высевают с нормой 1,5млн всхожих семян вики и 2,5млн всхожих семян овса на 1га. Завышение нормы высева приводит к большому угнетению подпокровного клевера. Посев культур проводят одновременно зернотравяной сеялкой. Норма высева клевера гибридного – 4,5млн всхожих семян/га. Глубина посева семян – 1-1,5см. При более глубоком посеве большая часть семян клевера не взойдет.

Вико-овсяную смесь убирают на зеленую массу в фазе выметывания метелки овса роторными машинами с одновременной погрузкой массы в транспортные средства. Задержка с уборкой приводит к изреживаемости посевов клевера. На таких полях можно ожидать урожайность вико-овсяной смеси порядка – 6-8т/га зеленой массы.

Если осень продолжительная, теплая и клевер перерос, то во избежание весеннего выпревания с наступлением устойчивых осенних холодов, когда ростовые процессы прекратились, его следует скосить на корм роторными машинами с одновременной погрузкой массы в транспортные средства.

Весной стерню овса, если не был проведен позднеосенний укос, сбивают легкой бороной, чтобы она не попадала в первый укос и не ухудшила качество корма. Укос следует производить в период от начала бутонизации до начала цветения. При затягивании срока уборки до полного цветения урожай не повышается, качество корма существенно снижается. Последний укос или уборку отавы следует проводить не позднее начала сентября. Более поздний укос приведет к гибели посевов в зимне-осенний период.

В этом севообороте без известкования урожайность клевера гибридного за один укос и отаву может быть порядка – 2,5-3т/га. Другие виды многолетних бобовых трав (клевер луговой, ползучий) будут сильно изреженными и дадут еще меньший урожай.

Технология возделывания картофеля в этих условиях не отличается от обычной. На корм можно выращивать урожайные среднеспелые сорта, например Луговской. Ожидаемая урожайность клубней на таких почвах без их улучшения – 8-10т/га клубней.

После картофеля осенью почву культивируют, уничтожая всходы сорняков. Весной с наступлением физической спелости почвы ее обрабатывают комбинированными агрегатами. Семена пелюшки за 2-3 месяца до посева протравливают против грибных заболеваний препаратами на основе беномила, так как они не угнетают клубеньковые бактерии. Перед посевом семена следует обработать раствором молибдата аммония (250г/т семян), поскольку почвы, как показывает агрохимический анализ, бедны этим элементом. Посев проводят рядовым способом зерновой сеялкой с нормой высева 1,2млн всхожих семян на 1га на глубину 4-5см. Семена перед посевом инокулировать не следует, так как в почвах этой зоны имеются спонтанные специфичные клубеньковые бактерии. Нет необходимости и в послепосевном прикатывании – посев проводят в ранние сроки во влажную среднесуглинистую почву. Для уничтожения всходов сорняков через 6-7 дней после посева следует провести боронование поперек или по диагонали к направлению рядков легкими зубовыми боронами.

Пелюшку убирают на семена двухфазным способом. Скашивают в валки при пожелтении 60-70% бобов поперек полеглости или навстречу ей жатками. Подбор и обмолот валков проводят зерновыми комбайнами при влажности семян 16-19%, обычно через 2-3 дня после скашивания. Другие зернобобовые культуры (горох посевной, вика посевная) на таких почвах не дадут и половины того урожая, который можно получить при возделывании пелюшка.

Севооборот 2. Почвы в этом севообороте среднесуглинистые среднекислые, с рНсол 5,1-5,5 и степенью насыщенности основаниями – 72-85%. После уборки турнепса следует произвестковать почву до рНсол 5,8-6. Нормы известковых материалов определяют исходя из рН конкретного поля и уровня планируемой реакции почвенного раствора. Технология известкования такая же, как в севообороте 1. Весной следует внести фосфорно-калийные удобрения и провести перепашку зяби с последующей немедленной культивацией.

Если произвестковать почву не представляется возможным, то технологическая схема возделывания культур в севообороте остается общепринятой. После уборки турнепса вносят фосфорно-калийные удобрения на три года возделывания культур – вико-овсяной смеси и многолетних трав; проводят зяблевую вспашку плугом с предплужниками, весной – культивацию зяби, боронование и прикатывание кольчатыми катками. Посев вико-овсяной смеси заблаговременно протравленными семенами тех же сортов и с теми же нормами, что и в первом севообороте, проводят в ранневесенние сроки, с тем, чтобы раньше убрать покровную культуру и обеспечить лучшее осеннее развитие многолетних трав. Норма высева клевера лугового – 4млн и тимофеевки луговой – 5млн всхожих семян на 1га. Посев проводят зернотравяной сеялкой на глубину 2см одновременно с посевом покровных культур. Убирают вико-овсяную смесь в фазе выметывания метелок овса. Ожидаемая урожайность покровных культур – 8-10т/га зеленой массы.

Дальнейшая технология возделывания и уборки многолетних трав та же, что описана в севообороте 1. Весенние и поукосные подкормки азотными удобрениями проводить нежелательно, так как минеральный азот стимулирует развитие мятликового компонента смеси, угнетает симбиотическую фиксацию азота воздуха клевером, при этом клевер выпадает из посева и качество корма ухудшается.

Сбор сена клеверотимофеечной смеси в первый год пользования посевом порядка – 3,5-4т/га, во второй год – 3-3,5т/га.

После уборки многолетних трав второго года пользования для разрушения дернины поле дискуют в двух перпендикулярных направлениях или под углом одно к другому, вносят фосфорно-калийные удобрения и проводят зяблевую вспашку плугом с предплужниками на глубину пахотного слоя. Весной культивацию проводят на минимальную глубину, чтобы не вывернуть дернину на поверхность, и поле прикатывают.

Ячмень сорта Биос 1 (или Дина, Московский 3, Риск) высевают вслед за предпосевной подготовкой почвы. Норма высева – 5,5млн всхожих зерен на 1га, способ посева рядовой или узкорядный, глубина – 3-4см.

Азотные удобрения под предпосевную культивацию можно не вносить, так как ячмень будет использовать высвобождающийся азот корневых и пожнивных остатков многолетних трав.

Убирают ячмень прямым комбайнированием в фазе полной спелости. Ожидаемая урожайность – 2,5-3т/га зерна. Поле освобождают от соломы, проводят лущение стерни, вносят фосфорно-калийные удобрения и выполняют зяблевую вспашку плугом с предплужниками на глубину пахотного слоя.

Весной с наступлением физической спелости почвы проводят боронование для закрытия влаги. Перед посевом корнеплодов вносят азотные удобрения и почву культивируют.

Поскольку кормовую свеклу высевают в средневесенние сроки, перед посевом проводят культивацию с прикатыванием. Свеклу (сорта Эккендорфская желтая) высевают свекловичными сеялками с междурядьями 70см и нормой высева – 150-300тыс клубочков, чтобы к уборке оставалось – 70-80тыс корнеплодов на 1га (4-5 корнеплодов на 1м рядка). Ожидаемая урожайность в этих условиях – 30-35т/га свеклы.

Морковь (Лосиноостровская 13) высевают овощной сеялкой с анкерными или полозовыми сошниками широкорядно, с междурядьями 45см (или другим способом), с нормой высева около 2млн всхожих семян на 1га. Почва перед посевом должна быть обязательно прикатана. Глубина посева до 2см. После посева (в конкретном случае) поле также следует прикатать.

При средне обеспеченности почвы элементами минерального питания фосфорно-калийные удобрения после уборки корнеплодов под горох можно не вносить и осенью ограничиться культивацией для борьбы с сорняками. Весной, когда почва достигнет физической спелости, проводят культивацию с боронованием и посев гороха.

Горох (сорт Норд) высевают в ранневесенние сроки рядовым способом с нормой высева 1,2млн всхожих семян на 1га. Семена заблаговременно (за 1-2 месяца) протравливают фунгицидами на основе беномила. Глубина посева около 4см. Ожидаемая урожайность гороха – 2-2,5т семян с 1га.

После уборки гороха следует внести фосфорно-калийные удобрения из расчета возмещения выноса этих элементов урожаем турнепса. Проводят лущение стерни и зяблевую вспашку плугом с предплужниками на глубину пахотного слоя. Весной поле обрабатывают комбинированными агрегатами. Посев турнепса (сорта Остерзундомский) проводят сразу после подготовки почвы к посеву. Междурядья 45см, норма высева – 300-350тыс всхожих семян на 1га (около 1кг/га) для получения густоты корнеплодов к уборке – 80-100 тыс/га (6-7 корнеплодов на 1м рядка). На таких почвах можно получать 35-40т корнеплодов с 1га.

При известковании почвы этой группы полей, доведение рНсол до 5,8-6 клевер луговой можно заменить люцерной, горох – соей, а турнепс – полусахарной свеклой, культурами более продуктивными.

Севооборот 3. Почвы слабокислые, среднеобеспеченные фосфором и калием и низкообеспеченные молибденом. Выбранные культуры севооборота могут дать высокие урожаи продукции без известкования. Лимитирующим фактором в этом случае может быть недостаток влаги.

Технологические схемы возделывания вико-овсяной смеси, многолетних трав, ячменя, гороха и кормовой свеклы те же, что и описанные ранее. Ожидаемая урожайность вико-овсяной смеси – 13-15т/га зеленой массы, клевера двуукосного с овсяницей – 5-6т сена, ячменя – 4-5т зерна, гороха – 3-3,5т семян, кормовой свеклы – 50-60т корнеплодов с 1га.

Особенности возделывания подсолнечника на силос – посев в средневесенние сроки, основная и предпосевная обработка почвы обычная. Подсолнечник выносит семядоли на поверхность, следовательно, для более дружных всходов семена следует размещать на глубину 4-5см. Посев широкорядный, с междурядьями 70см. Норма высева зависит от того, будут ли применятся гербициды или борьбу с сорняками предполагается вести с помощью механических обработок (довсходовое и послевсходовое боронования, междурядные обработки). К уборке густота растений подсолнечника на силос в этой зоне должна составлять около 90тыс/га. С учетом полевой всхожести и изреживаемости за вегетацию в первом случае (с гербицидами) норма высева составит – 110-120тыс/га, во втором – 140-160тыс/га. Уход за посевами обычный для культур широкорядного способа сева. Убирать подсолнечник на силос целесообразнее в период налива семянок. Более ранняя уборка приведет к существенному недобору урожая, при запоздалой уборке стебли грубеют, качества корма снижается. Можно планировать получение 25-30т зеленой массы с 1га.

Технологическая схема возделывания вики посевной (сорта Немчиновская 72) на семена сходна со схемой возделывания гороха. Посев проводят рядовым способом в ранневесенние сроки в чистом виде с нормой высева вики 2,5млн всхожих семян на 1га или с подсевом горчицы белой в качестве опорной культуры с нормой высева 2млн семян вики и 2млн семян горчицы на 1га. Семена вики инокулировать нецелесообразно, так как в почвах зоны есть спонтанные специфичные активные штаммы ризобий. Содержание молибдена в почве низкое, поэтому семена следует обработать молибдатом аммония из расчета 250г молибдена на 1т семян. Семена вики и горчицы перед высевом перемешивают.

Уборку на семена проводят раздельно, скашивают в валки при пожелтении бобов в нижнем и средних ярусах. При сухой погоде через 3-4 суток начинают подбор и обмолот валков. В данных условиях вика посевная сорта Немчиновская 72 может обеспечить урожайность 2-2,5т семян с 1га.

Поскольку в ворохе содержаться семена с различной влажностью, его следует немедленно очистить от грубых примесей и просушить до влажности 13-14%, после чего семена вики отделяют от семян горчицы и сортируют.

Севооборот 4. Почвы слабокислые (рНсол 6-6,4), со средней и повышенной обеспеченностью подвижным фосфором и обменным калием, средней обеспеченностью бором и низкой – молибденом. Без известкования и при рациональном применении минеральных удобрений культуры этого севооборота могут обеспечить высокие урожаи продукции.

Технологическая схема возделывания вико-овсяной смеси на зеленую массу с подсевом люцерны включает следующие операции. Поскольку люцерну предполагается возделывать в течение трех лет, осенью после уборки ячменя, до лущения стерни или сразу после него, вносят фосфорно-калийные удобрения на весь период пользования посевом люцерны. Следует учитывать, что наиболее активная симбиотическая фиксация азота воздуха, лучшая обеспеченность растений азотом и наибольшая урожайность люцерны бывают при содержании в почве подвижного фосфора и обменного калия не менее 150мг/кг почвы (по Кирсанову). При таком уровне содержания этих элементов в почве фосфорно-калийные удобрения вносят из расчета возмещения выноса их урожаем. Если содержание указанных элементов меньше нижнего порога оптимальной обеспеченности, то норму удобрений увеличивают с учетом доведения его до нижнего порога.

Под люцерну, как и под другие бобовые культуры, бор целесообразно вносить в виде боризированного суперфосфата (2-3кг бора на 1га). После внесения удобрений проводят зяблевую вспашку на глубину пахотного слоя.

Весной перед посевом особенно важно тщательно выровнять и прикатать почву. Посев проводят в ранневесенние сроки зернотравяной сеялкой. Норма высева вико-овсяной смеси несколько ниже, чем в предыдущих севооборотах, – 1,5млн семян вики и 2млн семян овса на 1га, так как на плодородной почве покровная культура может сформировать большую массу и сильно угнетать подпокровную культуру. Норма высева люцерны – 3,5млн всхожих семян /га. Поскольку люцерна в Центральном Нечерноземье – сравнительно новая культура и во многих почвах нет специфичных активных штаммов ризобий, семена перед посевом необходимо инокулировать заводским штаммом ризобий. Одновременно с инокуляцией их следует обработать молибдатом аммония (1,5кг/т семян). Для повышения полевой всхожести семян люцерны и получения более выровненных и дружных всходов посев следует проводить анкерными или полозовыми сошняками.

Вико-овсяную смесь на зеленую массу убирают в фазе выметывания овса роторными машинами с одновременной погрузкой массы в транспортные средства. Сбор зеленой массы покровной культуры должен быть не более 10т/га более высокий урожай вызовет изреживание посевов люцерны. Скашивание покровной культуры в прокосы или в валки с последующей уборкой массы неизбежно приведет к изреживанию посева люцерны и снижению его продуктивности в течение всех лет пользования посевом.

При продолжительности теплой осени с достаточной влагообеспеченностью растения в год посева могут перерасти. Скашивать такие посевы следует только после наступления устойчивых холодов и прекращения ростовых процессов (в Центральном Нечерноземье – с конца октября до середины ноября). Более ранний укос может вызвать отрастание растений, истощение запасов питательных веществ корневой системы и гибель растений в зимне-весенний период.

Укос люцерны в год посева следует проводить роторными машинами одновременной погрузкой массы в транспортные средства. Недопустимо скашивать траву в прокосы или валки с последующей уборкой массы, так как это приводит к повреждению растений, изреживанию посевов.

Если переросшие посевы скосить не удалось, то с выпадением первого снега их следует прикатать для усиления промерзания, а весной пробороновать для осветления точки роста, при этом качество корма первого укоса ухудшится из-за попадания в него отмерших частей растений и стерни покровной культуры. Весной никаких подкормок проводить не следует, особенно азотными удобрениями.

Чистый посев люцерны рациональнее использовать для приготовления сенажа, это сводит к минимуму качественные и количественные потери корма. Зеленую массу можно использовать и для приготовления сена, скашивая траву косилками-плющилками, масса при этом сохнет равномернее. Однако и в этом случае листья люцерны высыхают быстрее, чем стебли, при ворошении, сгребании, копнении и транспортировке часть их теряется, качество корма снижается. В связи с этим рациональнее подвяленную до влажности 25-30% траву сгребать и перевозить к местам постоянного хранения, укладывая в стога с принудительным вентилированием подогретым воздухом. В этом случае потери количества и особенно качества корма бывают минимальными.

Первый и последующие укосы следует проводить в фазе бутонизации. При задержке с укосом до фазы полного цветения содержание сырого белка в зеленой массе снижается на 3-5%.

За два укоса и отаву в первый год пользования посевом можно собрать – 7-8т/га, на второй год пользования – 10-11т/га, на третий – до 12т/га.

При использовании зеленой массы люцерны в качестве сырья для травяной муки скашивание можно начинать при высоте растений – 20-30см и завершать в фазе бутонизации. Участки, скошенные первыми, раньше подойдут для следующего укоса, период заготовки травяной муки может быть растянут до 2-3 месяцев.

Последний укос люцерны второго и третьего года жизни следует проводить не позднее конца августа – начала сентября, с тем, чтобы растения могли пополнить корневую систему пластическими веществами для успешной перезимовки. В последний год пользования посевом после второго укоса люцерны проводят двукратное дискование полей и запашку разрушенной дернины плугом с предплужниками. После дискования дернины перед ее запашкой вносят фосфорно-калийные удобрения под кукурузу.

Кукуруза – культура поздневесеннего срока посева. Весной при наступлении физической спелости почвы проводят закрытие влаги с помощью боронования, через 6-8 дней вносят азотные удобрения (50-60% расчетной нормы) и культивируют паровыми культиваторами для уничтожения проростков сорняков. Еще через 6-8 дней проводят предпосевную культивацию. Посев кукурузы проводят сеялками с пневматическим высевающим аппаратом с междурядьями 70см и нормой высева 90-100тыс всхожих семян/га. Глубина посева – 4-6см.

Перед посевом семена протравливают и покрывают пленкообразующим составом (инкрустирование).

Под зябь для подавления многолетних корнеотпрысковых и корневищных сорняков применяют: лонтрел-300 30% в.р. – 1л/га; раундап 36% в.р. – 5л/га и другие. До посева или до появления всходов кукурузы против однолетних однодольных и двудольных сорняков применяют: агелон 50% с.п. – 3-5кг/га, алирокс 72% к.э. – 6-7л/га.

При механических способах борьбы с сорняками через 5-6 дней после посева поле обрабатывают легкими боронами для уничтожения всходов сорняков. Боронование повторяют по всходам и далее проводят междурядные обработки по мере появления сорняков до смыкания рядков кукурузы.

При появлении 8-9 листьев посевы подкармливают азотными удобрениями культиватором-растениепитателем (20-25% нормы). Вторую подкормку (20-25% нормы) проводят в период выметывания метелки.

Уборку кукурузы силосным комбайном начинают в фазе начала воскового состояния зерна, однако с таким расчетом, чтобы закончить уборку до наступления осенних заморозков. При запаздывании с уборкой и замерзании растений вакуоли в клетках листьев лопаются и жизненные процессы прекращаются. Листья приобретают белый цвет и высыхают, качество корма резко снижается. Соблюдение технологии на данной почве может обеспечить урожайность – 30-40т/га зеленой массы. Своевременно убранная измельченная масса кукурузы хорошо силосуется и дает корм высокого качества.

После уборки кукурузы проводят лущение стерни, вносят органические и фосфорно-калийные удобрения под следующую культуру в севообороте – полусахарную свеклу, пожнивные остатки и удобрения запахивают плугом с предплужником на глубину пахотного слоя.

Технологическая схема возделывания полусахарной свеклы аналогична схеме возделывания кормовой свеклы. Посев производят в средневесенние сроки сеялками точного высева или овощными сеялками с междурядьями 60 или 70см. В зависимости от способа борьбы с сорняками (механический или химический) норму высева устанавливают с расчетом получения к уборке 80-90тыс растений/га – 5-6 растений на 1м рядка.

Полусахарную свеклу можно убирать свекловичными комбайнами по технологии уборки сахарной свеклы. Урожайность корнеплодов при данной технологии может быть около 35-40т/га.

После уборки свеклы вносят фосфорно-калийные и борные (в виде боринизированного суперфосфата) удобрения под сою и проводят зяблевую вспашку плугом с предплужником на глубину пахотного слоя.

Технологическая схема возделывания сои сорта Магева (или Окская, Светлая) северного экотипа включает следующие операции. Сорта сои северного экотипа – средневесеннего срока сева. Они достаточно холодостойки, выдерживают заморозки до …-6°С. Календарный срок посева для Центрального Нечерноземья – 1 декада мая. При наступлении физической спелости почвы проводят боронование зяби, а через 6-8 дней – предпосевную культивацию. Азотные удобрения вносить не следует, они угнетают симбиоз и не повышают урожая семян сои.

За 1,5-2 месяца до посева семена обрабатывают фунгицидами на основе беномила, безопасными для клубеньковых бактерий.

В день посева семена обязательно инокулируют (обрабатывают ризоторфином) специфичным вирулентным активным штаммом ризобий (634 или АС-17). Инокуляцию проводят в крытом помещении машинами, предназначенными для протравливания семян, или вручную, исключая прямое попадание солнечных лучей, от которых ризобии гибнут. Одновременно с инокуляцией семена обрабатывают молибдатом аммония (500г/т семян). При ручной инокуляции сначала в теплой воде растворяют молибдат аммония, добавляют прилипатель в раствор и смачивают им ворох семян. Затем на ворох высыпают ризоторфин (200г на гектарную норму семян) и тщательно перемешивают. Торф с ризобиями прилипает к семенам. В процессе посева ящик с семенами должен быть постоянно закрыт, чтобы на семена не падал солнечный свет.

Посев проводят сеялками точного высева с междурядьями 45 или 60см. При достаточной обеспеченности гербицидами наибольший урожай семян получают при посеве с междурядьями 30см. Норма высева – 550-600тыс всхожих семян на 1га.

При недостатке гербицидов через 4-5 дней после посева проводят боронование легкими боронами для уничтожения всходов сорняков. С появлением всходов сои междурядья культивируют.

Для борьбы с двудольными сорняками используют базагран 48% в.р. – 2-3л/га. Баковую смесь гербицидов применяют при появлении второго тройчатого листа. Дозу гербицидов устанавливают в зависимости от степени засоренности посевов. При сильной засоренности применяют верхнюю дозу.

В Центральном Нечерноземье соя – интродуцируемая культура. Из вредителей наибольшую опасность представляет клубеньковый долгоносик. Однако его численность не доходит до пороговой, и обрабатывать посевы инсектицидами не следует.

Сорта сои северного экотипа устойчивы к фузариозу. Чаще здесь соя поражается пероноспорозом. Главная мера борьбы – соблюдение севооборота, недопущение повторных посевов сои.

Убирают сою в фазе полной спелости, когда бобы пожелтеют и листья опадут, прямым комбайнированием на низком срезе. Перед уборкой зерновые комбайны регулируют на мягкий обмолот, скорость вращения барабана снижают до 550-600мин-1, регулирую расстояние между декой и барабаном.

Сразу после выгрузки вороха из комбайна его очищают от грубых примесей, и семена сушат до влажности – 11-13%. Влажные семена быстро самосогреваются и теряют посевные качества.

При выполнении технологических норм в данном севообороте сбор семян сои указанных сортов может достигать – 3,2т/га.

Соевую солому используют на корм КРС или измельчают в процессе обмолота и разбрасывают по полю в качестве органического удобрения.

После уборки сои проводят лущение стерни, вносят фосфорно-калийные удобрения под урожай ячменя и осуществляют зяблевую вспашку. Технологическая схема возделывания ячменя описана во втором севообороте.

Внесевооборотные поля. На полях четвертой группы с рНсол 6,5-6,8 (210га) можно возделывать люцерну пестрогибридную в течение 5-6 лет, получая 11-12т/га сена. Однако более долголетняя и не менее продуктивная культура для таких почв – козлятник восточный. Здесь он может обеспечивать высокую урожайность (30-60т/га) зеленой массы в течение 20 лет и более.

Наибольший урожай в течение длительного времени он может давать при повышенном содержании в почве подвижного фосфора (150мг/кг) и обменного калия (160мг/кг). В соответствии с результатами агрохимического анализа в почвах этих полей содержится подвижного фосфора – 130-150мг/кг и обменного калия – 140-150мг/кг почвы. Следовательно, уровень естественного плодородия почвы близок к оптимальному. До закладки плантации козлятника в почву необходимо внести фосфорные удобрения из расчета выноса с урожаем в первые 5-6 лет. Вынос фосфора 1т сена в среднем составляет – 2,8кг. С урожаем сена 10т за вегетацию из почвы с 1га будет отчуждено около 30кг Р2О5 за 6 лет – до 180кг.

Вынос калия одной тонной сена составляет в среднем 10кг, с урожаем сена 10т в год будет вынесено из почвы с 1га около 100кг К2О, за 6 лет – 600кг.

Фосфор малоподвижен в почве, и всю норму на 6 лет (0,9т простого суперфосфата на 1га) можно внести под зяблевую вспашку. Часть фосфора следует внести в форме боризированного суперфосфата (2-3кг/га бора). Внесение 1,5т 40% калийной соли на 1га может вызвать нарушение ионного состава почвы и привести к нежелательным последствиям. В связи с этим рациональнее под зябь внести норму калия под урожай на 3 года пользования (0,75т 40% калийной соли на 1га) и в дальнейшем компенсировать вынос калия осенними поверхностными подкормками. После уборки предшествующей культуры вносят фосфорные удобрения и проводят зяблевую вспашку на глубину пахотного слоя.

Весной, когда почва достигнет физической спелости, поле боронуют для закрытия влаги. Поскольку козлятник восточный не выдерживает конкуренции с сорняками в первый год жизни, перед его посевом следует провести 2-3 культивации паровыми культиваторами для уничтожения сорняков. Последнюю обработку необходимо выполнить комбинированными агрегатами.

Посев лучше провести в поздневесенние сроки, в период посева кукурузы. Более поздний посев может привести к пересыханию верхнего слоя почвы и к низкой полевой всхожести семян.

Для борьбы с сорняками в год посева высевать козлятник следует широкорядно с междурядьями 45-70см овощными сеялками с нормой высева 2млн/га всхожих семян.

Поскольку среди семян козлятника бывает до 40% твердых, перед посевом их следует скарифицировать. После скарификации необходимо провести инокуляцию одним из специфичных активных штаммов ризобий (наиболее активные 27-9 и W-740), это существенно повысит активной симбиотической фиксации азота воздуха, обеспечение растений азотом и урожайность культуры. При низком содержании молибдена в почве необходимо одновременно с инокуляцией обработать семена молибдатом аммония (1кг/1т семян). Инокуляцию и обработку семян козлятника молибденом проводят так же, как и семян других бобовых культур.

Для уничтожения сорняков применяют гербициды в виде баковой смеси при высоте сорняков 5-10см. Если гербицидов нет, проводят междурядные обработки по мере появления сорняков.

Глубокой осенью с наступлением устойчивых холодов (в конце октября – начале ноября) козлятник подкашивают на высоком срезе – 10-12см.

Весной козлятник начинает отрастать раньше, чем другие многолетние бобовые травы, укосная спелость также наступает раньше. Уборку его начинают в фазе бутонизации и завершают в фазе начала цветения. Предпочтительнее козлятник восточный использовать на сенаж, при этом к минимуму сводятся потери количества и качества корма. Можно из козлятника заготавливать сено при скашивании его косилкой-плющилкой. Зеленая масса козлятника, скошенного до фазы бутонизации, – прекрасное сырье для приготовления травяной муки.

За вегетацию (за 2 укоса) сбор зеленой массы бывает – 40-80т/га, абсолютно сухого вещества – 10-15,5т/га и до 3400кг сырого белка с 1га без затрат азотных удобрений в зависимости от количества осадков за период вегетации. Начиная со второго года пользования посевом урожайность козлятника практически не зависит от возраста плантации (до 18 лет).

При трехукосном использовании козлятника плантация изреживается быстрее, чем при двуукосном, а урожай сухой массы за вегетацию остается таким же. Долголетию плантации способствует поочередное использование ее на корм и семена. Лучший режим складывается при чередовании: один год – скашивание в фазе бутонизации (два укоса); один год – использование на семена. Урожайность составляет – 0,5-0,8т/га семян. При этом одновременно с уборкой на семена получают и корм. Сбор сухой массы и белка после семенного использования посева возрастает на 10-40%. Семена, как правило, собирают с первого укоса.

Поскольку козлятник восточный – корневищное растение, он меньше страдает от запаздывания с последним укосом, чем клевер луговой, люцерна или лядвенец, но все-таки нежелательно проводить последний укос позже чем в первой половине сентября.

Весной в первый, второй и третий годы пользования плантацией никаких приемов по уходу за посевами проводить не следует. Осенью на третий год пользования (в частном случае) после второго укоса необходимо внести калийные удобрения в расчете на вынос за четвертый, пятый и шестой годы пользования посевом (300кг/га). Поскольку обменный калий передвигается по профилю пахотного слоя почвы на 5-7см/год, в зависимости от гранулометрического состава и влажности почвы на четвертый год пользования посевом он передвинется в корнеобитаемый слой и будет доступен растениям, а соединения хлора будут вымыты в нижележащие слои.

В конце шестого года пользования, осенью следует внести фосфорные удобрения на следующие 4-5 лет из расчета возмещения выноса этого элемента урожаем. Не следует разбрасывать удобрения поверхностно во избежание резкого снижения их эффективности. Заделку фосфорных удобрений в почву на глубину на глубину 4-5см проводят дисковыми сошниками зерновой сеялки. Для этого предельно сжимают пружины сошников и на них навешивают дополнительный груз. Вместе с фосфорными удобрениями вносят калийные на следующие 2-3 года. Осенние подкормки калийными удобрениями продолжают по мере эксплуатации плантации.

Со временем на посевах козлятника могут накопиться специфичные вредители и болезни, плантацию придется запахать. В последний год пользования посевом после первого укоса необходимо провести дискование в два следа. При оптимальной температуре и влажности почвы спящие точки отрезков корневищ будут прорастать, и их необходимо уничтожать последующими культивациями. После козлятника восточного можно высевать любую культуру, кроме бобовых.

Севооборот 5. На легких супесчаных малоплодородных склоновых почвах для получения удовлетворительных урожаев полевых культур необходимо в первую очередь повысить емкость поглощения путем внесения доломитовой муки и содержание органического вещества в пахотном слое почвы за счет подсевной сидеральной культуры.

Начать окультуривание этих почв лучше всего в паровых полях. Весной почву нужно произвестковать. Для сдвига рНсол с 5,5-5,8 до 6,5-6,8 на супесчаных малогумусированных почвах необходимо внести 12т доломитовой муки на 1га. Требования к известкованию описаны на примере севооборота 1. После двукратного дискования и заделки доломитовой муки плугом без предплужника через 1,5-2 месяца вносят фосфорно-калийные удобрения. За это время актуальная кислотность почвы буде нейтрализована катионами кальция и магния. Нормы фосфорно-калийных удобрений определяют из расчета доведения содержания в почве подвижного фосфора и обменного калия до среднего уровня – соответственно 80-110мг/кг. В частном случае средняя норма фосфорных удобрений составит – 160кг Р2О5 (0,8т простого суперфосфата) и калийных – 180кг К2О (0,45т 40% калийной соли) на 1га. Для каждого контура поля норму фосфорных и калийных удобрений следует уточнить с соответствием этих элементов в почве конкретного поля. Поскольку содержание подвижного бора в почве низкое, часть фосфора следует вносить в виде боринизированного суперфосфата (2кг бора/га).

После распределения минеральных удобрений по полю его следует перепахать плугом с предплужником для того, чтобы удобрения попали в нижний, более влажный слой.

Азотные удобрения вносят под предпосевную культивацию. Норма азотных удобрений, несмотря на низкое плодородие почвы, должна быть минимальной – 40-50кг/га азота. Повышение нормы вызовет усиленный рост озимой ржи с осени и ухудшение ее перезимовки.

Предпосевную подготовку почвы лучше всего выполнять комбинированными агрегатами. Если их нет, то после культивации с боронованием необходимо провести прикатывание.

Сорт озимой ржи должен быть среднеспелым, зимостойким, устойчивым к полеганию для меньшего угнетения подпокровного клевера. Таким требованиям отвечает сорт Чулпан.

Озимую рожь в Центральном Нечерноземье лучше посеять 15-25 августа рядовым способом с нормой высева – 5млн/га всхожих семян.

Подсев клевера ползучего сорта Волат укосного типа под озимую рожь проводят зимой по таломерзлой почве разбросным способом с самолета или при достижении физической спелости почвы. Норма высева клевера – 4млн/га всхожих семян (3кг/га).

Посев сеялками следует проводить в самые ранние сроки. При задержке с посевом на склоновых супесчаных почвах всходы клевера будут изреженными, поскольку такие почвы быстро высыхают и мелкие семена клевера ползучего, заделанные на глубину 1-1,5см (практически поверхностно), не взойдут до очередных дождей. При незначительных осадках семена набухнут и могут взойти, но из-за иссушения верхнего слоя почвы всходы могут погибнуть.

Эти негативные явления исключаются при посеве клевера по мартовскому снегу или по почвенной мерзлой корке – посев “по черепку”. Посев проводят с самолета или сеялками без сошников.

Когда снег стает, и верхний слой почвы становится переувлажненным, семена клевера самозаглубляются на несколько миллиметров, т. е на идеальную глубину этой культуры. Когда установится положительная температура, они дают дружные всходы.

Возможен и зимний подсев клевера под озимую рожь, однако представляют опасность зимние оттепели, во время которых семена могут прорасти, а всходы погибнуть. В этом случае имеют преимущество твердые семена, которые в период оттепели не прорастают, а дают всходы весной.

Для лучшего развития клевера ползучего и формирования большого количества вегетативной массы озимую рожь следует скосить в начале колошения, через 40-45дней после весеннего возобновления вегетации, в Центральном Нечерноземье – 10-20 июня. Косить следует кормоуборочными комбайнами с одновременной погрузкой массы в транспортные средства, это обеспечит лучшую сохранность молодых растений клевера и более выровненный травостой. Урожай ржи можно ожидать на уровне 10-12т/га зеленой массы. Для роста и развития клевера ползучего останется 110-120 дней. За это время клевер может накопить 15-20т сырой массы надземных органов и корней на 1га.

Во второй половине октября следует продисковать в один или два следа и сидеральную массу запахать плугом с предплужником. В условиях холодной осени (конец октября – ноябрь) и ранней весны (конец апреля – первая половина мая) микробиологическая деятельность почвы ослаблена и минерализация сидерата будет происходить медленно, а это предотвратит вымывание осенними и весенними осадками высвобождающихся питательных веществ, в первую очередь азота, за пределы корнеобитаемого слоя.

К концу мая – началу июня микробиологическая деятельность почвы усиливается, возрастает минерализация органического вещества и параллельно увеличивается потребность последующей культуры – ячменя – в доступных формах азота. Высвобождающийся азот будет закреплен растениями ячменя.

Технологическая схема возделывания ячменя с подсевом клевера гибридного включает следующие операции. Минеральные удобрения осенью и весной применять не следует, так как под озимую рожь были внесены удобрения в высоких нормах с учетом оптимизации режима минерального питания, а усвоенные сидератом (клевером ползучим) фосфор и калий остались в почве в органической форме.

Клевер гибридный сорта Северодвинский 326 высевают в самые ранние сроки с нормой 4-5млн всхожих семян на 1га (4-5кг/га). В качестве покровной культуры лучше взять раннеспелый сорт ячменя, устойчивый к полеганию (например, Риск), с пониженной нормой высева (4,5-5млн всхожих семян на 1га), который будет меньше угнетать клевер гибридный и раньше освободит его от покрова.

Ячмень и клевер высевают зернотравяными сеялками. Семена клевера смешивают с сухим песком для более равномерного распределения их по площади. Почву после посева необходимо прикатать.

Ячмень следует убирать прямым комбайнированием с немедленной уборкой соломы с поля. Несмотря на неудовлетворительные физические, гидрологические и химические свойства почвы, при такой технологии можно получить 2,5-3т зерна с 1га.

Поскольку клевер гибридный ярового типа, к концу осени он может достичь фазы цветения. С наступлением устойчивых холодов, в конце октября, следует провести укос роторными косилками с погрузкой массы в транспортные средства.

На следующий год клевер гибридный скашивают в период от начала бутонизации до начала цветения. Зеленую массу используют для приготовления сенажа или сена. Урожайность может составить около 3т/га сена.

Поскольку клевер гибридный после укоса отрастает медленно и урожай отавы бывает небольшим, осенью отаву запахивают в качестве сидерального удобрения. После дискования дернины вносят фосфорно-калийные удобрения в расчете на возмещение выноса этих элементов последующим урожаем ячменя.

Технологическая схема возделывания ячменя заключается в следующем. Весной под культивацию вносят азотные удобрения в небольших дозах (35-50кг азота на 1га) для обеспечения растений азотом в первую половину вегетации (во второй половине вегетации ячмень будет использовать азот минерализованных отав и корней клевера гибридного). Почву культивируют сразу, как только можно въехать в поле. Как правило, с этой группы полей (супесчаных с уклоном) начинают весенние полевые работы, поскольку физическая спелость почвы наступает раньше, чем в других севооборотах.

В четвертом поле севооборота можно высевать ячмень того же сорта Риск, но с повышенной нормой высева – до 5,5млн/га всхожих семян.

Борьбу с болезнями ячменя ведут теми же способами и пестицидами, что и при возделывании его в других севооборотах.

Убирают ячмень прямым комбайнированием в фазе полной спелости. В этом поле севооборота урожайность зерна может составить – 2,5-3т/га.

Технологическая схема возделывания пелюшки та же, что и в севообороте 1. Возможная урожайность пелюшки около 2т семян с 1га.

В севообороте 5 урожайность всех полевых культур ограничивается неудовлетворительными гидрологическими свойствами почвы. На легких почвах вода осадков быстро проникает в подпахотные слои, а из-за низкой предельной полевой влагоемкости (14% на АСВ почвы) в пахотном слое удерживается мало воды.

При продолжительном отсутствии осадков на таких почвах в первую. Очередь проявляются симптомы засухи, растения теряют тургор и нередко засыхают на корню.

Севооборот 6. На полях третьей категории со слабокислыми почвами тяжелого гранулометрического состава, со средним и повышенным содержанием доступных растениям основных макро – и микроэлементов лимитирующими урожай факторами могут быть временное переувлажнение и связанные с ним поздние сроки посева, трудности в уборке урожая.

Для выбранных культур севооборота таким почвам не требуется известкования. Для стабилизации плодородия почвы нормы минеральных удобрений должны быть рассчитаны на возмещение выноса элементов минерального питания урожаем предшествующей культуры.

До и после лущения стерни перед зяблевой вспашкой следует внести фосфорно-калийные удобрения из расчета выноса этих элементов с урожаем брюквы. Зяблевую вспашку, как всегда, проводят плугом с предплужником на глубину пахотного слоя.

Весной с наступлением физической спелости почвы поле обрабатывают дисковыми боронами. Через 4-6 дней выполняют предпосевную культивацию почвы комбинированными агрегатами. Поскольку семена брюквы мелкие (масса 1000семян – 2,5-3г), почва должна быть хорошо выровнена. Посев проводят овощными сеялками с междурядьями 70см и с нормой высева около 0,2млн всхожих семян на 1га (0,7-0,8кг/га). К уборке должно быть – 60-80тыс корнеплодов/га. Густоту растений формируют букетировкой по схеме вырез – 40см, букет – 20см; или вырез – 27см и букет – 18см. Букеты разбирают вручную, оставляя 5-6 растений на 1м рядка. Остальные приемы ухода за посевами обычные. При уборке брюквы ботву скашивают ботвоуборочными машинами, а корнеплоды подкапывают картофелекопателями и подбирают вручную или переоборудованными картофелеуборочными комбайнами, а также корнеуборочными машинами. В условиях данного севооборота при соблюдении технологии урожайность может достигать 80т корнеплодов с 1га и более.

Технологические схемы возделывания овса с подсевом клевера лугового, кукурузы, овса и гороха на семена не отличаются от схем, описанных для других севооборотов. Урожайность кукурузы в этих условиях может достигать 60-70т/га зеленной массы, овса – 5т/га зерна и более, гороха – 3т/ семян.

Как видно из рассмотренного примера, на территории одного хозяйства среднего размера Центрального района Нечерноземной зоны почвы отдельных полей сильно различаются по гранулометрическому составу и гумусированности, гидрологическому режиму, реакции почвенного раствора, содержанию подвижного фосфора, обменного калия и микроэлементов. Нередко поля с разными по физическим и химическим свойствам почвами граничат друг с другом, включать такие поля в один севооборот нецелесообразно.

Следовательно, принцип разработки севооборотов хозяйства должен быть не территориальным, а основанным на сходстве физико-химических свойств почвы, с тем, чтобы требования биологии культур в севообороте к основным факторам среды совпадали или были по возможности близкими к характеристике почвы полей севооборота. Чередование в севообороте культур с разными требованиями биологии к физико-химическим свойствам почвы неизбежно приведет к снижению продуктивности гектара севооборотной пашни.

Таким образом, для того чтобы с каждого гектара пашни получить максимальное количество продукции растениеводства, необходимо иметь характеристику каждого контура поля по следующим показателям: гранулометрический состав почвы; глубина залегания грунтовых вод; уклон поля и его ориентация; реакция почвенного раствора (рНсол), гидролитическая кислотность и сумма поглощенных оснований; содержание в пахотном слое почвы гумуса, легкогидролизуемого азота, подвижного фосфора, обменного калия, бора молибдена и других микроэлементов; влажность почвы, соответствующая 100% ППВ.

Далее следует классифицировать поля (контуры полей) по близким параметрам перечисленных показателей физических, гидрологических и химических свойств почвы. Для каждой классификационной категории полей нужно подобрать культуры и сорта, требования биологии которых совпадают с характеристикой почвы конкретной группы полей или приближаются к ней, и из выбранных культур составить схемы севооборотов. Затем в соответствии с особенностями почвы севооборота следует разработать технологическую схему возделывания каждой культуры, адаптированную к условиям поля.

В рассмотренном примере площадь 3000га было целесообразно разбить на шесть севооборотов и одно внесевооборотное поле. Каждый севооборот и внесевооборотное поле могут состоять из многих контуров, удаленных один от другого. Но именно такое объединение этих контуров в одно поле дает возможность четко выдерживать севооборот и обеспечить наивысшую продуктивность каждого гектара в условиях конкретного севооборота.

Максимальный – потенциально высокий урожай сорта любой культуры, требования биологии которой соответствуют агроклиматическим условиям зоны, можно получить лишь при оптимизации всех регулируемых факторов (реакция почвенного раствора, обеспеченность макро – и микроэлементами), а также при своевременном и качественном выполнении всех технологических приемов.

Селекционерами созданы сорта многих культур с очень высокой потенциальной продуктивностью. Например, урожайность озимой пшеницы и ячменя – до 13т/га зерна, гороха – до 5-6т/га семян, кормовых бобов – до 7т/га семян, картофеля – до 80т/га клубней, клевера лугового – до 13т/га сена. Чем ближе планируемый урожай к потенциально возможному для сорта, тем жестче требования к оптимизации основных факторов среды. Например, для получения 3-3,5т/га зерна пшеницы достаточна средняя обеспеченность почвы подвижным фосфором (95-100мг/кг почвы, по Кирсанову), а для того чтобы получить 5,5-6т/га нужна повышенная и высокая обеспеченность (150-160мг/кг). Для того чтобы изменить содержание этого элемента в почве на такую величину, необходимо внести более 2т простого суперфосфата на 1га и, конечно, аналогичные количества других макроэлементов. В этом случае встает вопрос об энергетической и экономической целесообразности получения потенциально высоких урожаев полевых культур.

Следовательно, уровень планируемого урожая культуры, сорта должен определяться не потенциальной его продуктивностью, а реальными условиями, в которых этот сорт будут выращивать, и возможность удовлетворить требования биологии и сорта.

Часть 1

 Скачать Word-версию  chastx 1 podbor cultur

Подбор культур и сортов для севооборотов на полях с различными по физико-химическому составу почвами

Технология возделывания культуры – это комплекс агротехнических приемов, направленных на удовлетворение требований биологии культуры для получения наибольшего урожая продукции высокого качества.

К основным показателям, характеризующим требования биологии относят:

1. Продолжительность светового дня (длиннодневные и короткодневные культуры);

2. Напряженность инсоляции (культуры, выдерживающие рассеянный свет, – лен, картофель, хлеба первой группы; культуры, требующие интенсивного освещения, – хлопчатник, хлеба второй группы, арахис);

3. Сумму активных температур (диапазон у отдельных сортов одной культуры, например сои, составляет – 1750-3500°С);

4. Холодостойкость (устойчивость всходов взрослых и взрослых растений к заморозкам);

5. Жаростойкость (способность переносить высокие температуры без резкого снижения продуктивности);

6. Засухоустойчивость (способность переносить временный недостаток влаги без существенного снижения продуктивности, например засухоустойчивая люцерна и влаголюбивый клевер);

7. Уровень реакции почвенного раствора (культуры нейтральных почв и кислотерпимые, солеустойчивые);

8. Гранулометрический состав почвы (культуры, толерантные к легким песчаным, тяжелым глинистым почвам и хорошо развивающиеся на почвах среднего гранулометрического состава);

9. Уровень обеспеченности макро – и микроэлементами – азотом, фосфором, калием, бором, молибденом и другими (культуры, способные расти на почвах со средним и низким их содержанием, и культуры, которым необходимо повышенное содержание отдельных элементов; например, люпин желтый, рожь удовлетворяет низкое содержание подвижного фосфора; пшеница, фасоль хорошо растут на почвах с повышенным содержанием этого элемента; горох и соя могут давать высокий урожай при низком содержании азота в почве, а пшеница и кукуруза – при высокой обеспеченности этим элементом).

При выборе многолетних трав необходимо учитывать их многоукосность и долголетие, особенно при составлении травосмесей. Вопрос о том, какие культуры возделывать, возникает при смене производственного направления хозяйства и особенно при организации новых с/х ассоциаций – товариществ, акционерных обществ.

Выбор культуры, сорта зависит от производственного направления хозяйства, климатических условий района, гранулометрического состава и гумусированности почвы, содержания в ней основных элементов питания. Принципы выбора одинаковы для любой экологической зоны. Рассмотрим их на примере Центрального района Нечерноземной зоны.

В условиях рыночных отношений производственное направление хозяйства определяется в первую очередь экономической целесообразностью, т. е производят продукцию, при выращивании которой можно получить наибольший доход с единицы площади пашни. В условиях Центрального Нечерноземья с повышенной плотностью населения и наличием таких мегаполисов, как Москва и другие крупные города, наиболее рационально производить скоропортящиеся продукты – молоко и молочные продукты, а также свежее мясо. В связи с этим целесообразно развивать в хозяйствах молочное и мясное производство. В этой же зоне хозяйство может специализироваться и на производстве семян возделываемых здесь культур (семеноводческое хозяйство), а также на производстве овощей и ягод.

Наибольший доход при производстве продукции животноводства можно получить, если использовать собственные корма. Следовательно, в структуру посевных площадей необходимо включить многолетние бобовые и мятликовые травы для получения зеленых кормов, приготовления сена, сенажа; силосные культуры – кукурузу, подсолнечник; кормовые корнеплоды (как молокогонные); зерновые и зернобобовые для приготовления концентрированных кормов. Выбирать кормовые культуры следует с учетом их места в севообороте.

Обоснование выбора культуры и сорта

Потенциальная урожайность культуры определяется генотипом сорта. Как правило, чем более позднеспелый сорт и длиннее период его активного фотосинтеза, тем более высокий урожай он способен сформировать. Однако для отдельных зон, и в частности для Центрального Нечерноземья, урожайность ограничивается продолжительностью безморозного периода и суммой активных температур за этот период. На широте Москвы сумма активных температур в среднем составляет около 2000°С (1800-2200°С). Следовательно, для того чтобы сорт любой культуры устойчиво ежегодно вызревал, он должен нуждаться в сумме активных температур не более 1800С. Если этот показатель у сорта составляет 2000°С, то имеется определенная степень риска (25%) и в некоторые годы он не закончит вегетацию. А если у сорта сумма активных температур составляет – 2200С, то он не успеет созреть ни в один год. Следовательно, выбирать наиболее продуктивный сорт необходимо из группы сортов, нуждающихся в определенной сумме активных температур.

Из силосных культур наиболее распространена кукуруза. Сумма активных температур для большинства ее сортов составляет – 2400-3000°С, но некоторые скороспелые гибриды созревают при 1900-2000°С. Они менее продуктивны, чем первые, но за короткий вегетационный период накапливают больше сухого вещества, чем позднеспелые сорта. В связи с этим для Центрального Нечерноземья при возделывании на силос можно выбрать раннеспелые гибриды с суммой активных температур – 2100°С (Бемо 181 СВ). В некоторые годы они успеют созреть полностью, а в другие – достигнуть восковой спелости.

Вторая силосная культура – подсолнечник. Он сравнительно холодостоек, всходы выдерживают заморозки. Следовательно, подсолнечник можно высевать раньше кукурузы, что увеличит его вегетационный период. Сумма активных температур скороспелых сортов и гибридов составляет – 1850°С, раннеспелых – около 2000°С и среднеспелых – 2150С. Подсолнечник – культура короткого дня. С продвижение м на север из-за недостаточной напряженности температур увеличиваются межфазные периоды, благодаря чему накапливается больше вегетативной массы. При возделывании на силос лучше выбирать не скороспелые, а раннеспелые сорта с большим вегетационным периодом, поскольку задача получения семян не ставится, а урожай зеленой массы повысится. К сожалению, семеноводство сортов грызового подсолнечника, дающих наибольший урожай зеленой массы, налажено плохо.

Из кормовых корнеплодов лучше выращивать кормовую свеклу сорта Эккендорфская желтая и турнепс сорта Остерзундомский. Экологические условия Центрального Нечерноземья вполне отвечают требованиям биологии этих сортов. Для молодняка КРС (крупного рогатого скота) в качестве источника витаминов можно выращивать кормовую морковь сортов Лосиноостровская 13 или Витаминная 6.

Из зерновых культур на кормовые цели рациональнее выращивать овес и ячмень, чем пшеницу. Они менее требовательны к плодородию почвы, устойчивее к неблагоприятным условиям и по продуктивности не уступают пшенице, а чаще при равных условиях выращивания превосходят ее. Эти культуры вполне приспособлены к экологическим условиям Центрального Нечерноземья. Следует вбирать сорта, включенные в последний Государственный реестр, рекомендованные для выращивания в этой зоне.

Зернобобовые культуры необходимо включить в структуру севооборота для получения комбикормов, сбалансированных по белку, и снижения затрат кормов на единицу животноводческой продукции, удешевления ее себестоимости. Для рассматриваемой зоны это могут быть традиционные широко распространенные культуры – горох посевной и полевой, вика посевная. Большинство сортов этих культур, включенных в Государственный реестр, подходит для возделывания в Центральном Нечерноземье (предпочтительнее из районированных: горох посевной – Неосыпающийся 1, Норд; пелюшка – Орпела; вика посевная – Немчиновская 72, Орловская 4).

С созданием ультраскороспелых сортов сои – Магева, Окская, Светлая, впервые районированных в Центральном районе Нечерноземной зоны, появилась возможность широкой интродукции этой высокобелковой культуры. При введении ее в состав комбикормов повышаются их полноценность и переваримость, снижаются затраты кормов на единицу животноводческой продукции. Сумма активных температур для сорта Магева составляет 1850°С, т. е она устойчиво вызревает в любой год на широте Москвы и южнее. Для сорта Светлая требуется еще меньшая сумма активных температур – 1750°С. Однако эти сорта обладаю большей белковистостью (до 47%), чем сорта, районированные в более южных районах.

Из многолетних бобовых трав для приготовления сенажа можно выращивать в чистом виде клевер луговой (ползучий, гибридный), люцерну среднюю, козлятник восточный. Агроклиматические условия зоны вполне подходят для возделывания любой из этих культур. Выбор культуры и сорта зависит от гранулометрического состава, реакции почвенного раствора и уровня плодородия почвы в хозяйстве.

Бобово-мятликовые травосмеси целесообразнее возделывать для приготовления сена и силоса. Эти травосмеси равномернее сохнут, технологичнее при заготовки кормов. Выбор мятликовой культуры зависит от вида бобового компонента. Если почвы хозяйства соответствуют требованиям биологии люцерны, то лучший мятликовый компонент – кострец безостый; если выбран клевер луговой двуукосный, то с ним следует высевать овсяницу луговую, а если одноукосный – тимофеевку луговую. Козлятник восточный следует выращивать в одновидовых посевах, поскольку мятликовый компонент, используя биологический азот козлятника, активно разрастается и угнетает козлятник.

Мятликовые травы без бобовых возделывать нецелесообразно, так как для получения высокого урожая требуются дорогостоящие азотные удобрения. Без них получают корм низкого качества, при использовании которого происходит снижение выхода животноводческой продукции.

Для окончательного выбора культуры и сорта необходимо провести агрохимическое обследование почвы каждого поля хозяйства: определить гранулометрический состав и глубину пахотного слоя почвы; ее равновесную плотность и рНсол; емкость поглощения и степень насыщенности основаниями; содержание гумуса, легкогидролизуемого азота, подвижного фосфора, обменного калия, доступных для растений форм микроэлементов – бора, молибдена, на торфяных почвах – меди, цинка; влажность почвы, соответствующую 100% ППВ; глубину залегания грунтовых вод; подверженность почвы эрозии и дефляции; ориентацию поля по отношению к сторонам света. Все эти показатели имеют большое, иногда решающее, значение в формировании урожая, выборе культуры и сорта.

Разбивка полей на севообороты и обоснование их структуры

Предположим, в рассматриваемом хозяйстве при обследовании физических, химических и гидрологических свойств почвы установлено, что по общей ее характеристике всю пашню (3000га) можно разбить на три категории.

Первая категория. Почвы площадью 2310га (77% общей площади) представлены средними суглинками с глубиной пахотного слоя – 22-25см, равновесной плотностью – 1,25-1,31г/см³, содержанием гумуса – 2,1-2,7%, легкогидролизуемого азота – 70-80мг/кг почвы (среднее), подвижного фосфора – 70-110 (среднее и повышенное) обменного калия – 80-120 (среднее) подвижного бора – 0,6 (среднее) и подвижного молибдена – 0,1-0,5мг/кг почвы (низкое и среднее). Уровень естественного плодородия и гранулометрический состав почвы этой группы полей вполне благоприятны для возделывания всех проектируемых культур. Поля имеют уклон до 5° разной направленности. Глубина залегания грунтовых вод на 20% площади – 0,7-0,9м (на этой площади не следует размещать культуры, не терпящие низкого уровня залегания грунтовых вод, люцерну, подсолнечник, кукурузу), на остальной – 1,1-2,5м, т. е большая часть полей по этому показателю пригодна для возделывания каждой выбранной культуры. Влажности 100% ППВ соответствует влажность 25-27% абсолютно сухой почвы, следовательно, она обладает удовлетворительной водоудерживающей способностью. По реакции почвенного раствора почвы распределяются на пять групп.

1. Почвы площадью 150га (5% общей площади) имеют рНсол 4,7-5 (сильнокислые). Данная группа полей требует первоочередного известкования, без этого на них можно возделывать только кислотерпимые культуры – овес, лядвенец рогатый, люпин желтый, клевер гибридный, пелюшку. На первом этапе отбора культур по агроклиматическим условиям лядвенец рогатый и люпин желтый не были включены в список желательных, поскольку у лядвенца трудное семеноводство, а люпин желтый сильно поражается болезнями. Однако при наличии семян эти культуры на данной почве обеспечат большой сбор корма, чем другие. Без известкования, доведения рН до 5,6-5,8 пелюшка, овес и клевер гибридный также не дадут потенциально высокого урожая, они лишь меньше других культур страдают от повышенной кислотности.

До химической мелиорации удовлетворительные урожаи корма можно получать в севообороте 1.

2. Почвы площадью 630га (21%) имеют рНсол 5,2-5,5 (среднекислые). По кислотности и насыщенности основаниями эти почвы пригодны для возделывания любых из выбранных культур, кроме люцерны, козлятника восточного и кукурузы. Для получения наибольшего урожая необходимо с помощью известкования довести рНсол до 5,8-6.

До известкования хорошие урожаи полевых культур можно получить в севообороте 2. После известкования структуру севооборота можно уточнить с введением в него более высокопродуктивных культур.

3. Почвы площадью 1320га (44%) имеют рНсол 5,6-6,4 (слабокислые). Эту группу полей рациональнее разбить на два севооборота: 3-й (880га) с рНсол 5,6-5,9 и 4-й с рНсол 6-6,4.

В севообороте 3 с рНсол 5,6-5,9 можно разместить вико-овсяную смесь с подсевом клевера лугового двуукосного и овсяницы луговой, многолетние травы первого и второго года пользования, подсолнечник, ячмень, горох, кормовую свеклу, вику посевную на семена.

В севообороте 4 с рНсол 6-6,4 можно разместить наиболее требовательные к уровню реакции почвенного раствора и плодородию почвы культуры – люцерну, кукурузу, сою, кормовую полусахарную свеклу. В таких условиях можно получить наибольшую продуктивность гектара и более эффективно использовать плодородные земли.

4. Почвы площадью 210га (7%) – выводное поле. Почвы, близкие к нейтральным, с рНсол 6,5-6,8, гидролитической кислотностью 0,5-1мг х экв/кг почвы, суммой поглощенных оснований – 14-16мг х экв/кг почвы, степенью насыщенности основаниями – 93-94%. Почвы пригодны для возделывания любой из выбранных культур, однако наибольший сбор кормов и растительного белка на этом участке можно получить при выращивании козлятника восточного, причем рациональнее сделать участок внесевооборотным и использовать посев 20 лет и более.

Вторая категория. Почвы площадью 360га (12% общей площади) – супесчаные, расположенные на склонах с уклоном до 4°, с глубиной пахотного слоя – 25-30см, содержанием гумуса – 0,9-1,3%, легкогидролизуемого азота и подвижного фосфора низкое, обменного калия низкое и среднее, подвижных бора и молибдена низкое. Глубина залегания грунтовых вод более 1,5м. Влажность почвы, соответствующая 100% ППВ, 24% АСВ почвы (неудовлетворительный водный режим).

При сравнительно небольшой кислотности малы сумма поглощенных оснований и степень насыщенности ими почвы. Такие почвы имеют низкую буферность, а растения на них отличаются низкими коэффициентами использования элементов питания из минеральных удобрений. Для повышения емкости поглощения и степени насыщенности основаниями целесообразно произвестковать почвы доломитовой мукой для повышения содержания в них кальция и магния. Это повысит буферность почвы и эффективность применения минеральных удобрений. Кроме того, для повышения содержания органического вещества в почве необходимо включить в севооборот подсевные сидеральные культуры.

До улучшения физико-химических свойств в почве в севообороте 5 можно разместить культуры, при возделывании которых с минимальными затратами азотных удобрений можно получить удовлетворительные урожаи и обеспечить положительный гумусовый баланс.

Третья категория. Почвы площадью 330га (11% пашни) – тяжелосуглинистые и глинистые, расположенные на ровных низинах, с глубиной гумусового слоя – 30-35см и равновесной плотностью 1,41г/см³. Из-за тяжелого гранулометрического состава и высокой равновесной плотности почвы ограничиваются возможности бобовых культур фиксировать азот воздуха вследствие пониженной аэрации почвы. Другие культуры могут формировать высокий урожай на таких почвах, из корнеплодов здесь лучше выращивать брюкву.

Влажность почвы, соответствующая 100% ППВ, составляет 29% АСВ почвы – хорошие гидрологические свойства. Глубина залегания грунтовых вод – 0,6-0,9м. В пахотном слое почвы содержится – 2,7-3,1% гумуса. Содержание легкогидролизуемого азота среднее, подвижного фосфора и обменного калия среднее и повышенное, бора и молибдена среднее. Высокая емкость поглощения и степень насыщенности основаниями удовлетворяет любую из выбранных культур. Наибольшую кормовую продуктивность в этих условиях обеспечит севооборот 6.

Набор культур, определенный в соответствии с физическим, гидрологическим и агрохимическим состоянием полей, может быть уточнен с учетом необходимой структуры кормовой базы. Описанный вариант с шестью севооборотами и выводным внесевооборотным участком включает следующую структуру посевных площадей: зерновые – 21% (614га), зернобобовые – 13% (397га), силосные – 7% (223га), сочные корма (корнеплоды и картофель) – 14% (433га), зеленые корма – 9% (255га), культуры на сенаж и сено – 36% (1078га). В структуре посевных площадей бобовые культуры составляют 56%, благодаря тому можно свести к минимуму применение дорогостоящих и небезопасных с экологической точки зрения азотных удобрений. Грубые корма – сенаж и сено, приготовленные из люцерны, козлятника восточного и клевера, вполне сбалансированы по белку. Углеводистые корма – корнеплоды, картофель, а также концентрированные корма из ячменя и овса можно сбалансировать по белку, включая в их состав горох, пелюшку и сою (последняя сбалансирует их и по незаменимым аминокислотам).

Очень важно проводить нарезку севооборотов на местности не по территориальному принципу, а в зависимости от физических свойств и химического состава почвы с учетом контурно-мелиоративной организации территории. В этом случае поля одного севооборота могут быть расположены в разных концах хозяйства, а поля двух или трех севооборотов – соседствовать. Это обусловлено тем, что во многих районах Центрального Нечерноземья, Западной и Восточной Сибири, в предгорной зоне Северного Кавказа гранулометрический и химический составы соседних полей сильно различаются. При территориальном размещении в один севооборот попадают поля с супесчаной и суглинистой почвой, с кислой реакцией среды и близкой к нейтральной, с близким и глубоким стоянием грунтовых вод. Именно из-за этого спроектированные по территориальному принципу севообороты в названных регионах редко осваивались полностью, поскольку реализовать их практически невозможно.

Определив структуру севооборотов, состав культур и сортов в них, разрабатывают технологические схемы возделывания культур в севообороте, обеспечивающие получения наибольшего урожая.

Озимые культуры

 Скачать Word-версию  ozimye cultury

Озимые культуры имеют важное значение в увеличении производства зерна. В основных районах возделывания они дают более высокие урожаи зерна, чем яровые. Озимые культуры при хорошем развитии с осени лучше, чем яровые, используют весенние запасы влаги и питательных веществ. Весной они быстро наращивают вегетативную массу и меньше страдают от весенних засух. Более раннее созревание озимых ограждает их также от суховеев. Озимую пшеницу убирают на 8-10 дней, а озимый ячмень – на 10-12 дней раньше яровых форм. При ранней уборке появляется возможность более тщательно подготовить почву для последующих культур. Возделывая озимые культуры, можно часть полевых работ перенести на осень, благодаря чему значительно снижается напряженность в период осеннего посева.

Площадь посева озимых культур в РФ в 2003г составила – 10,2млн га. Первое место занимает озимая пшеница, второе – озимая рожь, третье – озимый ячмень. При хорошем уровне агротехники можно получать – 6-6,5т/га озимых культур. Важное значение в повышении урожайности имеет внедрение зимостойких, высокопродуктивных, короткостебельных, устойчивых к полеганию сортов озимой пшеницы с потенциальной урожайностью – 8-9т/га, озимой ржи – 5-6т/га.

На долю озимых культур приходится около 38,5% всего валового сбора зерна, такой удельный вес их в зерновом балансе страны недостаточен. Повышение урожайности и расширение посевных площадей этих культур – важные резервы увеличения производства зерна.

Зимостойкость, морозостойкость

В зимний и ранневесенний периоды озимые хлеба часто подвергаются различным неблагоприятным внешним воздействиям, которые приводят к частичному изреживанию или полной гибели посевов. Устойчивость растений к неблагоприятным условиям перезимовки зависит от их зимостойкости и морозостойкости, а также от закалки.

Зимостойкость – способность озимых культур переносить неблагоприятные условия зимнего и ранневесеннего периодов (выпревание, вымокание и др.).

Морозостойкость – способность озимых культур выдерживать длительное воздействие отрицательных температур в зимний период. Способность растений выдерживать низкие положительные температуры называют холодостойкостью.

Зимостойкость и морозостойкость растений – сложные физиологические свойства. Они непостоянны, формируются на определенных этапах развития, особенно в процессе закалки растений. И. И. Туманов установил, что закалка протекает осенью в две фазы. Первая проходит в условиях интенсивного освещения и пониженных температур (8-10°С) в дневные часы и при температуре около 0°С в ночное время. В этой фазе в растениях, особенно в узлах кущения, накапливаются пластические вещества, преимущественно сахара, так как в прохладное время ночью их расход на ростовые процессы и дыхание растений замедляется. Перед уходом в зиму у озимых культур накапливается около 20-25% сахаров в пересчете на сухое вещество. Озимые, прошедшие первую фазу, способны выдерживать температуру до …-12°С.

Вторая фаза закалки протекает при более низких температурах (0…-5°С), повышение зимостойкости обусловлено главным образом процессом обезвоживания клеток, оттоком воды из цитоплазмы в межклеточные пространства и превращением в клетках нерастворимых в воде органических веществ в растворимые. В результате этих процессов значительно повышается концентрация клеточного сока в узлах кущения и влагалищах листьев. Быстрее проходит вторую фазу закалки озимая рожь, медленнее – озимый ячмень.

Закаливание озимых культур лучше протекает в ясные дни, чередующиеся с умеренно морозными ночами. Для прохождения первой фазы закалки требуется – 12-14 дней, а для полной закалки – 21-24 дня. Озимые хлеба после закалки становятся более зимостойкими и способны переносить морозы до …-18…-20°С в зоне узла кущения, а также меньше реагируют на другие неблагоприятные климатические факторы.

Лучшей закалке озимых способствуют посев в оптимальные сроки, достаточная обеспеченность растений фосфором и калием.

Изреживание и гибель озимых культур

Эти явления могут быть вызваны осенней засухой, слабой закалкой поздних всходов, сильными морозами в малоснежные зимы, резкими колебаниями температур, мощным снежным покровом, застоем воды на поверхности почвы. Часто гибель наступает от совместного действия нескольких факторов.

Главные причины изреживания и гибели посевов озимых культур – это вымерзание, выпревание, вымокание, выпирание, ледяные корки.

Вымерзание – одна из наиболее распространенных и частых причин повреждения и гибели озимых в районах Черноземной зоны, в юго-восточных районах Нечерноземной зоны РФ. Основной фактор гибели или повреждения посевов озимых – действие низких температур. В это время в межклеточных пространствах тканей растений образуются кристаллы льда, которые оказывают на протоплазму механическое давление. Обезвоженная протоплазма повреждается и теряет непроницаемость. У растений, поврежденных морозами, листья желтеют, узел кущения становится дряблым, размочаленным, буреет, корни также буреют и теряют тургор. В бесснежье иногда озимые вымерзают от резких колебаний температур (днем – положительные, ночью – отрицательные).

Иногда в южных районах нашей страны после схода снега при небольшом потеплении (выше 5°С) в январские и февральские оттепели озимые возобновляют вегетацию, что ведет к быстрой потере закалки растений, при возврате холодов может наблюдаться гибель озимой пшеницы.

Наибольшей морозостойкостью отличается озимая рожь. Она выдерживает морозы …-20°С и наиболее на глубине узла кущения, озимая пшеница и тритикале – до …-18°С, а озимый ячмень – до …-12°С. Более низкие температуры могут быть губительными для этих культур.

Для предохранения озимых от вымерзания важное значение имеют тщательная и своевременная подготовка почвы к посеву, применение фосфорно-калийных удобрений, если обеспеченность почвы этими элементами средняя и ниже средней, использование морозостойких сортов, более глубокая заделка семян, снегозадержание. Снег обладает малой теплопроводностью и хорошо защищает озимые от чрезмерно низких температур. Например, температура почвы на глубине узла кущения (2см) при морозе …-32…-33°С и отсутствии снежного покрова была – …-20…-22С, при снежном покрове высотой 15см – …-7…-11°С, а высотой 50см – всего лишь – …-2…-3°С. Снегозадержание – эффективный прием предотвращения гибели озимых от вымерзания, кроме того, это дает возможность накопить влагу на посевах озимых.

Выпревание озимых культур происходит вследствие мощного развития при продолжительной теплой осени и выпадения снега на талую почву. Длительное время находясь под толстым снежным покровом, растения истощаются и гибнут, так как накопленные питательные вещества расходуются на дыхание, а пополнения углеводов не происходит. При выходе из-под снега озимые оказываются побуревшими и дряблыми, так как ткани мертвеют, листья нередко покрываются налетом снежной плесени.

Выпревание озимых культур отмечается в основном в районах Нечерноземной зоны, на тяжелых суглинистых почвах с плохой водопроницаемостью. Озимая рожь и тритикале в большей степени подвергаются выпреванию, чем озимая пшеница. Для предотвращения гибели озимых от выпревания нельзя допускать завышения нормы высева и преждевременного посева, проводить прикатывание озимых после выпадения снега на талую почву.

Вымокание наблюдается в районах избыточного увлажнения Нечерноземной зоны, а также в пониженных местах рельефа, где задерживается вода. Растения в этом случае гибнут от недостатка кислорода. Вымокание может происходить как осенью, так и весной.

Переувлажнение почвы осенью задерживает рост растений и приводит к отмиранию нижних, а затем и верхних листьев. От вымокания больше страдают растения с мощно развитой вегетативной массой. В районах Нечерноземной зоны РФ во время оттепелей снег тает, что приводит к длительному застою воды на посевах озимых культур, особенно в пониженных местах. Нередко оттепели сменяются морозами, образуется ледяная корка, что также приводит к гибели посевов.

В основных районах возделывания озимых чаще наблюдается весеннее вымокание, чем осеннее. Застой воды приводит к гибели посевов. Чем выше температура, тем интенсивнее идет этот процесс. В начале весенней вегетации озимая пшеница может переносить затопление при невысоких температурах в течение 2 недель и более. С повышением температуры устойчивость к вымоканию снижается, и уже через 8-10 дней озимые желтеют и погибают. Озимая рожь страдает от вымокания больше, чем озимая пшеница.

Для предупреждения вымокания необходимо проводить тщательное предпосевное выравнивание почвы, отводить скапливающуюся воду, применять гребневые посевы.

Выпирание озимых культур происходит из-за образования ледяных линз зимой или весной при переменном замерзании и оттаивании почвы, вследствие чего происходит разрыв корней. При таянии линз почва оседает, и узел кущения обнажается. Выпирание наблюдается в Нечерноземной и Центрально-Черноземной зонах, на Северном Кавказе, в районах Поволжья и других областях с резкими колебаниями температур в ранневесенний период.

Для того чтобы избежать выпирания, необходимо проводить своевременную основную и предпосевную обработку почвы, более глубоко высевать семена, прикатывать почву до и после посева, использовать сорта с глубоким залеганием узла кущения, обрабатывать семена ретардантами.

В опытах кафедры растениеводства РГАУ-МСХА им. К. А. Тимирязева при предпосевной обработке семян озимой пшеницы ЦеЦеЦе 460 зимостойкость озимой пшеницы повышалась вследствие более глубокого (на 1-2см) залегания узла кущения и лучшего развития корневой системы, перезимовка растений озимой пшеницы возрастала на 10-20%, а урожайность – на 0,35-0,4т/га. Обработка семян ретардантами дает положительные результаты только при ранних и оптимальных сроках посева, на поздних посевах этот прием неэффективен.

Озимые, подвергшиеся выпиранию, бороновать нельзя, такие посевы лучше прикатать весной кольчатыми или зубчатыми катками. Это даст возможность прижать обнаженные узлы кущения во влажную почву, благодаря чему ускоряется образование новых узловых корешков, и растения быстрее трогаются в рост.

Ледяные корки нередко являются причиной повреждения или гибели озимых. Различают ледяные корки притертые и висячие. Наиболее опасна притертая корка. Она появляется, когда снег при оттепелях полностью тает, а образовавшаяся вода при похолодании замерзает, образуя ледяную корку, смерзшуюся с верхним слоем почвы и вмерзшими в него растениями. Висячая корка может образовываться, когда снег тает сверху и замерзает. Растения подвергаются механическим повреждениям, прекращается доступ воздуха к ним, нарушается газообмен, все это приводит к изреживанию или гибели. Ледяная корка наиболее часто наблюдается в районах юго-востока, в Центрально-Черноземной зоне.

Наиболее эффективные средства защиты растений от ледяных корок – щелевание, снегозадержание, рассев минеральных удобрений, золы, торфяной крошки на посевах с притертой коркой.

Снежная плесень и склеротиниоз поражают растения озимых, ослабленные в результате выпревания, вымокания и других неблагоприятных условий. Для борьбы с этими болезнями необходимо проводить предпосевное протравливание семян, внедрять устойчивые сорта.

Выдувание часто наблюдается в сухую осень или весной преимущественно на бесструктурных почвах, в открытых безлесных местах – в степной части Поволжья, на Северном Кавказе. Пыльные бури вызывают гибель посевов вследствие выдувания поверхностных слоев почвы, узлы кущения оказываются на поверхности, в результате растения засыхают или гибнут во время зимовки от действия низких температур. В пониженных местах и у лесополос озимые могут быть засыпаны почвой, на отдельных участках слой нанесенной почвы может достигать 10см и более. Растения, оказавшиеся под таким слоем почвы, не могут выбиться на поверхность и гибнут.

Для предотвращения гибели озимых от выдувания проводят лесомелиоративные мероприятия, высевают кулисы, размещают культуры полосами (озимая пшеница и многолетние травы), высевают озимые по стерне.

Контроль за ходом перезимовки

Очень важно следить за состоянием озимых культур зимой и особенно в переходный период от зимы к весне. Для наблюдения за ходом перезимовки зерновых хлебов в течение зимы применяют метод монолитов, т. е беру пробы на отращивание. Делают это обычно один раз в месяц, начиная с конца декабря. Площадку, с которой берут монолит, очищают от снега и вырубают монолит размером 25х25см на глубину 15-20см с таким расчетом, чтобы взять 2 рядка растений без повреждения. Монолит помещают в ящик, укрывая мешковиной, и перевозят в теплое помещение (12-14°С) на 2-3 дня для постепенного оттаивания. Затем переносят его в еще более теплое (18-20°С) и светлое помещение на 12-14 дней для отращивания, почву поддерживают во влажном состоянии. После этого растения осторожно извлекают из почвы, корни отмывают и подсчитывают отросшие и погибшие растения. Определяют густоту растений на 1м2 или процент перезимовавших растений, который вычисляют по отношению к общему числу растений в монолите.

Для быстрого определения состояния озимых П. А. Власюк и М. А. Гурилева предложили новый метод, основанный на окрашивании срезов конуса роста раствором кислого фуксина. Под действием фуксина отмершие части становятся красно-розовыми, а неповрежденный конус нарастания не окрашивается.

В последнее время наибольшее распространение получил ускоренный метод определения жизнеспособности растений по ин6тенсивности отрастания узла кущения (донской метод). Суть метода состоит в том, что у взятых растений срезают стебли на расстоянии – 1-1,5см от узла кущения, а корни обрезают полностью. Такие растения помещают в сосуд на увлажненную фильтровальную бумагу, вату или марлю, накрывают крышкой и оставляют на 12-24ч при температуре – 24-26°С. Хорошо сохранившиеся растения дают прирост стебля до 10мм, ослабленные – 3-5мм. Затем подсчитываю живые, ослабленные и отмершие растения, и определяют густоту растений на 1м2. К сильноизреженным относят посевы, где на 1м2 насчитывается не более 100-120 здоровых растений, к среднеизреженным – 130-200 растений, к слабоизреженным посевам относят те, где выпадание растений не превышает 15-20%. Такое определение состояния озимых проводят до наступления весны, чтобы заблаговременно выявить площади изреженных или погибших посевов озимых.

На месте полностью погибших и сильноизреженных посевов весной высевают другие культуры, а среднеизреженные посевы ремонтируют, подсевая яровые зерновые культуры (ячмень, пшеницу).

Окончательную оценку состояния озимых проводят ранней весной при инвентаризации, когда посевы уже тронулись в рост и живые растения можно легко отличить от погибших. Подсчитывают густоту живых растений и решают вопрос о пересеве или подсеве, намечают меры по уходу за озимыми.

Методы энергетической оценки технологических приемов

 Скачать Word-версию  energeticheskaya ocenka tech priemov

В связи с переходом страны к рыночной экономике, систематическим изменением цен на материалы и услуги невозможно дать объективную экономическую оценку эффективности возделывания той или иной культуры, применения того или иного технологического приема, используя современные экономические методы. Однако для новых сортов, интродуцируемых культур, новых технологических приемов или комплекса приемов, используемых в конкретных экологических условиях, требуется объективная оценка их преимуществ или недостатков. Такой объективной оценкой может быть определение энергетической эффективности возделывания культуры, сорта, применение технологического приема. Для этого необходимо учесть все энергозатраты на возделывание культуры или использование технологического приема и энергосодержание урожая, выявить степень окупаемости энергозатрат энергосодержанием урожая. Энергетическая оценка сорта или приема при необходимости может быть переведена в любые денежные единицы, если известна стоимость одного гигаджоуля, т. е может быть дана экономическая оценка.

Энергозатраты на производство с/х продукции

Расход энергии на производство с/х продукции складывается из энергозатрат на производство удобрений, пестицидов, топливно-смазочных материалов, амортизационных отчислений на тракторы, с/х машины, автотранспорт; затрат на электроэнергию и затрат живого труда. Каждый вид затрат изменяется в значительном диапазоне в зависимости от конкретных условий производства. Различия в энергозатратах на производство энергоносителей обусловлены технологией их получения, а также расстоянием и условиями транспортировки.

Затраты увеличиваются в связи с необходимостью дополнительных работ до их целевого применения – складирование, расфасовка и т.п. Такие энергозатраты, как, например, на дробление слежавшихся азотных удобрений, не входят в энергозатраты на производство удобрений, а учитываются в технологической карте самостоятельной операцией. Так же учитываются погрузка, доставка и разгрузка удобрений, доставка в хозяйство топливно-смазочных материалов и других грузов.
Категорию сложности живого труда находят по справочнику.

Для определения энергозатрат техники необходимо знать массу каждой машины, энергозатраты на ее производство, нормы амортизационных отчислений, годовую норму выработки в эталонных гектарах (эт. га), норму амортизационных отчислений на 1га эталонной пахоты (эт. п.), затраты на текущий ремонт и техобслуживание на 1га эт. п. Эти сведения для каждой машины можно взять из справочника. Чтобы рассчитать энергозатраты на конкретный технологический прием или возделывание культуры, необходимо определить фактическую выработку машины в гектарах эт. п. Эти данные берут из технологической карты.

Энергозатраты на технологические приемы возделывания культуры

 Для определения энергозатрат необходимо составить технологическую карту, которая служит основным документом для планирования технологических процессов и операций при возделывании с/х культур. Чтобы определить энергетическую эффективность отдельных агротехнических приемов из технологической карты берут затраты на все виды работ.

На основе технологической карты определяют расход дизельного топлива, бензина, смазочных масел, электроэнергии, а также видовой состав и количество удобрений и пестицидов, затраты живого труда по категориям сложности, энергозатраты.

Расчет энергозатрат на известкование, а также внесение органических и минеральных удобрений ведут с учетом их последействия. Например, реакцию почвенного раствора дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы с исходного рНсол 5 необходимо сдвинуть до нижней границы диапазона оптимального рН. Для разных культур эта граница различна. Так, например, при внесение 1т СаСО3 рН среднесуглинистой почвы сдвигается на 0,1 единицы. Следовательно, под тимофеевку почву известковать не надо, под кострец безостый и клевер луговой следует внести на 1га по 10т известковых удобрений, а под люцерну и козлятник восточный на выводных полях – 15т. Чем тяжелее гранулометрический состав почвы, выше ее гумусированность и больше абсолютное значение рН, тем меньше сдвигается реакция почвенного раствора от 1т извести и тем большую норму известковых материалов необходимо внести.

Известь действует в течение всей ротации 7-польного севооборота, поэтому затраты на известкование распределяют на 7 лет, а долю затрат на культуру определяют, исходя из продолжительности пользования посевом в севообороте. У козлятника восточного годовые затраты на известкование рассчитывают, исходя из двадцатилетнего пользования посевом.

В расчетах суммарных энергозатрат за год на возделывание культуры учитывают среднегодовые энергозатраты на известкование.

Аналогично рассчитывают энергозатраты на внесение минеральных удобрений. Для получения наибольшего урожая при наименьших энергозатратах учитывают требования биологии культуры к уровню обеспеченности отдельными элементами питания и содержание подвижных элементов питания в почве.

С учетом планируемого урожая и выноса элементов питания 1т сена определяют общий вынос азота, фосфора и калия посевом за время использования плантации. В зависимости от уровня плодородия почвы устанавливают коэффициенты возврата фосфора и калия, а также рассчитывают нормы удобрений на весь период пользования посевом. Фосфорные и калийные удобрения вносят под зяблевую вспашку. При многолетнем использовании посева (на выводных полях: люцерна – 5 лет, козлятник восточный – 20 лет) с урожаем отчуждается много калия.

Разовое внесение хлорсодержащих удобрений в высокой норме может отрицательно сказаться на микробиологической деятельности почвы, а также вызовет подкисление ее за счет вымывания хлором катиона кальция. Поэтому в основное удобрение под зяблевую вспашку вносят двухлетнюю норму калия, а начиная с третьего года проводят осенние поверхностные калийные подкормки.

За счет осеннего и весеннего переувлажнения ион хлора вымывается из пахотного слоя, а катион калия передвигается на 3-6см и становится доступным для корневой системы. Энергозатраты на весенние и поукосные подкормки мятликовых трав азотными удобрениями, а также на применение микроэлементов и ризоторфина под бобовые учитывают в технологической карте.

Энергозатраты на производство азотных удобрений значительно выше, чем на производство других минеральных удобрений. Так, при выращивании тимофеевки энергозатраты составляют – 80%, а при выращивании костреца безостого – 83%. Под бобовые культуры при оптимальном значении рН почвы и достаточной обеспеченности макро- и микроэлементами азотные удобрения не вносят, они получают азот за счет симбиотической фиксации его из воздуха. Поэтому клевер луговой за 2 года пользования посевом экономит 50ГДж энергии, люцерна за 5 лет – 170ГДж, а козлятник восточный за 20 лет – более 900ГДж/га. Это покрывает затраты энергии на известкование и внесение фосфорно-калийных удобрений под клевер и люцерну, а при выращивании козлятника превосходит их вдвое.

Затраты энергии на производство семян рассчитывают, исходя из весовой нормы высева семян и их химического состава. Затраты энергии на перевозку удобрений, семян, урожая, другие транспортные расходы учитывают по затратам топлива, амортизационным отчислениям на транспортные средства и затраты живого труда или по усредненным энергозатратам на 1ткм (тонно-километр). В среднем энергозатраты на 1ткм можно принять равными 40МДж.

Рассчитав отдельные статьи энергозатрат, определяют общие затраты энергии на производство продукции.

Показатели среднегодовых затрат используют при энергетической оценке культуры, сорта, технологии.

Содержание энергии в урожае основной и побочной продукции

 Энергосодержание урожая зависит от его количества, а также химического состава основной и побочной продукции – содержания жира, белка и углеводов.

В органических веществах содержится следующее количество энергии:

1. В углеводах – 16-72МДж/кг (4000ккал);
2. В белках – 22,99МДж/кг (5500ккал);
3. В жирах – 37,62 МДж/кг (9000ккал) (1кал=4,18Дж).

Поскольку в зерне, семенах и вегетативной массе разных культур соотношение углеводов, белков и жиров различно, то и содержание энергии в них существенно различается.

Зная урожай и содержание энергии в основной и побочной продукции, рассчитывают суммарное энергосодержание урожая.

Условия выращивания, особенно уровень минерального питания, существенно влияют на химический состав продукции. В ней изменяется содержание белка и жира, а следовательно, и изменяется энергосодержание урожая. Это учитывают при оценке технологического приема или сорта. Например, в зависимости от условий бобово-ризобиального симбиоза содержание белка в семенах одного и того же сорта гороха колеблется в пределах 16-30%, в семенах сои – 28-47%, в зерне пшеницы, в зависимости от уровня азотного питания, – 10-16%, в зеленой массе клевера лугового – 12-19% (на АСВ), люцерны – 12-22%.

Энергетическая оценка эффективности технологического приема, культуры

 Зная энергетические затраты на выращивание культуры и содержание энергии в урожае основной и побочной продукции, проводят энергетическую оценку эффективности возделывания культуры или применяемого приема.

Чистый энергетический доход определяют как разницу между содержанием энергии в урожае и общими затратами на возделывание культуры.

Коэффициент энергетической эффективности – это отношение чистого дохода к энергозатратам. Биоэнергетический коэффициент (КПД) посева – отношение полученной с урожаем энергии к затраченной. Энергетическая себестоимость продукции – это затраты энергии на единицу урожая.

Почвоохранное растениеводство

 Скачать Word-версию  pochvoohrannoe rastenievodstvo

Уровень урожая с/х культур в первую очередь зависит от естественного плодородия почвы, однако в результате интенсивной ее обработки, большой распаханности угодий и эрозионных процессов происходит постоянное снижение плодородия.

Так, за последние 20-30 лет содержание гумуса в пахотном слое почвы Центрального района Нечерноземной зоны ежегодно уменьшалось на 0,5-0,7т/га, т. е снизилось за это время на 0,2-0,3%. Ежегодные потери органического вещества дерново-подзолистых и серых лесных почв, в зависимости от возделываемой культуры, составляют в среднем: в чистом пару – 1,7т/га; под пропашными – 1,5т/га; под зерновыми – 1т/га; под многолетними травами – 0,1 т/га. По обобщенным данным Госкомитета РФ по земельным ресурсам и землеустройству, баланс гумуса почвы отрицательный.

Основные причины, вызывающие отрицательный баланс гумуса, следующие:

1. Нерациональное размещение культур по элементам агроландшафта;

2. Отсутствие системы экологических ограничений земледелия против эрозионных процессов;

3. Снижение массы органических удобрений из-за снижения поголовья скота.

В Центральном районе Нечерноземной зоны восполнение потерь гумуса в результате внесения органических удобрений составляет около 48%; за счет растительных остатков пропашных культур – 0,2т/га; зерновых – 0,4т/га; многолетних трав – 0,5-0,6т/га.

Из-за потерь гумуса недобор с/х продукции в этом регионе составляет – 180млн корм. ед (0,52т/га). Для восполнения потерь от эрозии необходимо вносить – 7,5млн т навоза; 14,8тыс т азотных; 5,7тыс т фосфорных и 207тыс т калийных удобрений по действующему веществу (д.в.).

Для поддержки бездефицитного баланса гумуса необходимо ежегодно вносить – 9-10т подстилочного навоза на эквивалентное количество других органических удобрений на 1га. Наименее энергоемкий прием восполнения почвы органическим веществом – возделывание промежуточных и подсевных сидеральных культур, которые могут стабилизировать гумусовый режим почвы.

Большой вред плодородию почвы наносят эрозионные процессы. Только в Центральном районе Нечерноземной зоны в разной степени эродировано – 3,4млн га с/х угодий, в том числе 2,5млн га пашни. Овраги занимают – 45тыс га, дефлированные земли – 33тыс га. Развитию процессов водной эрозии здесь способствуют большая расчлененность рельефа, слабая водопрочность структурных агрегатов почвы, невысокая водопроницаемость и влагоемкость дерново-подзолистых почв, глубокое промерзание и медленное оттаивание почвы, образование ледяного экрана на ее поверхности. Мощное отложение снега и во многих районах интенсивное его таяние вызывают значительный сток талых вод – 90-100мм. Годовой смыв почвы в среднем составляет – 21,8млн т (или 6т/га), с полей отчуждается 310тыс т гумуса, 16,5тыс т азота, 13,6тыс т фосфора и 255тыс т калия.

Наиболее сильно эрозионные процессы развиты в районах с расчлененным рельефом, с покатыми и крутыми склонами холмов. Простые формы склонов распространены в основном на мелкохолмистом рельефе, на средне- и крупнохолмистом преобладаю сложные, наиболее эрозионно-опасные склоны.

На таких землях необходимо введение почвозащитной системы земледелия с контурно-мелиоративной организацией территории. При составлении севооборотов и размещении культур следует учитывать экспозицию склонов, с которой связаны температурный режим и влажность почвы. Склоны южной экспозиции имеют более высокий радиационный баланс и менее благоприятные гидрологические условия. Почвы южных склонов теряют больше влаги в результате повышенного испарения и более бурного весеннего снеготаяния. На таких почвах целесообразно размещать более теплолюбивые и сравнительно засухоустойчивые культуры, имеющие мощную корневую систему. Предпочтительны многолетние травы, такие, как люцерна, донник, козлятник восточный. Эти культуры не только будут успешно использовать экологические условия, но и резко снизят эрозию почвы и потери питательных веществ.

Северные склоны более холодные, с лучшим увлажнением. На них поступает на 14-22% меньше солнечной энергии, чем на ровную поверхность. Продолжительность вегетационного периода одного и того же сорта, возделываемого на склонах разной экспозиции, различается на 10-15 дней. Для предотвращения эрозии почвы и потерь питательных веществ на северных склонах возделывают клевер луговой, клевер ползучий укосного типа, многолетние мятликовые культуры, ячмень.

Восточные и западные склоны по приходу солнечной энергии и увлажнению занимают промежуточное положение, однако западные склоны лучше освещены, нагреваются несколько сильнее восточных и поэтому больше подвержены эрозии. На этих склонах можно возделывать культуры, как первой, так и второй группы.

На крутых склонах любой экспозиции крайне нежелательно возделывать пропашные культуры и тем более оставлять пары, многократно увеличивающие эрозию почвы.

Для лучшего развития растений любой культуры, большего накопления корневой массы и снижения потерь от эрозии в первую очередь необходимо известковать кислые почвы. При снижении кислотности почвы повышается ее микробиологическая активность, увеличивается подвижность макро- и микроэлементов, повышаются коэффициенты использования азота, фосфора, калия, молибдена и некоторых других элементов питания из почвы и минеральных удобрений, ППК пополняется кальцием и магнием, улучшаются агрофизические свойства.

Модели энергосберегающих технологий производства биологически чистой продукции сельского хозяйства

 Скачать Word-версию  biologichesky chistaya produkciya

При росте масштабов загрязнения окружающей среды – почвы, воздуха и грунтовых вод – производство биологически чистой продукции, безвредной для человека и животных, становится все более сложной проблемой. Для этого необходимы специальные знания по физиологии и биохимии растений, химии почв и поведению ферментного комплекса растений.

В данной статье приведены не технологии, а схемы, модели экологически чистых технологий. Используя их, агроном может разработать и реализовать (с учетом биологии возделываемой культуры, сорта, экологических условий конкретного поля) комплекс технологических приемов, обеспечивающий получение биологически чистой продукции любой культуры.

Экологически чистая технология производства продукции растениеводства предполагает исключение загрязнения почвы, поверхностных и грунтовых вод, воздуха токсическими веществами, нарушающее биологическое равновесие экологической среды. Она предусматривает применение небольших норм азотных удобрений, не загрязняющих грунтовые воды нитратами. Будущее, безусловно, за такими технологиями. Однако эти технологии не исключают применения быстро детоксицируемых гербицидов, прочих пестицидов, не накапливающихся в растениях, а также умеренных норм азотных удобрений.

Энергосберегающая технология предполагает снижение затрат ископаемой энергии и живого труда на производство единицы продукции. Чаще всего под энергосбережением или ресурсосбережением понимают совмещение технологических операций, выполнение их за один проход агрегата. Например, рыхление, выравнивание и прикатывание почвы перед посевом агрегатом типа РВК, посев стерневой сеялкой с одновременным внесением минеральных удобрений, высевом семян и прикатыванием. Совмещение операций снижает затраты энергии на 10-30% суммы затрат на раздельное их выполнение. Однако действительно энергосберегающими технологиями производства продукции растениеводства являются технологии, основанные на максимальном использовании биологического азота, вдвое снижающие энергозатраты.

Биологически чистая продукция – это продукция естественного химического состава, свойственного данному виду растений. Интенсификация растениеводства, стремление получить максимальные урожаи обусловили широкое использование химической защиты растений от сорняков, вредителей и болезней, а также применение высоких норм минеральных удобрений. Многие пестициды медленно разлагаются, накапливаются в почве, обладают кумулятивными свойствами, поступают в растение, в результате продукция становится биологически небезопасной. Большой вред организму животного и человека наносит избыточное содержание нитратов в растениях, накапливающихся при внесении высоких норм азотных удобрений. С некоторыми минеральными удобрениями в почву поступают тяжелые металлы. Поскольку в странах с развитым растениеводством широко используют и пестициды, и высокие нормы минеральных удобрений, продукция растениеводства часто не соответствует требованиям санитарных норм. Именно поэтому возникла острая необходимость в производстве биологически чистой продукции. В связи с этим появилось биологическое, альтернативное, органическое растениеводство – выращивание продукции, лишенной вредных соединений.

Производство продукции растениеводства, свободной от радионуклидов

В связи с авариями на атомных электростанциях, в результате испытания ядерного оружия большие территории оказались загрязненными радионуклидами. Степень загрязнения снижается по мере удаления от места аварии. Распределение радионуклидов по территории, как правило, происходит из-за перемещения воздушных масс, несущих радиозагрязненную пыль, выпадающую с осадками. В связи с этим количество радионуклидов, попавших на отдельные поля, даже в одном хозяйстве может различаться в десятки и сотни раз.

Экспериментально установлено, что при загрязнении почвы до 5Ки/км² излучение не оказывает существенного отрицательного влияния на растения и животных и на таких почвах можно заниматься растениеводством и животноводством. Более сильное загрязнение почв радионуклидами требует дополнительных мероприятий, а при высоком загрязнении производство продуктов питания и кормов исключается.

Механизм действия ионизирующих излучений на организм определяется следующими особенностями:

1. Высокой эффективностью поглощенной энергии; малые дозы поглощенной энергии излучения могут вызвать глубокие биологические изменения в организме;
2. Наличием скрытого, или инкубационного, периода проявления действия ионизирующего излучения. Этот период часто называют периодом мнимого благополучия. Продолжительность его сокращается при излучении в больших дозах;
3. Кумулятивным эффектом – действие малых доз может суммироваться, или накапливаться;
4. Генетическим эффектом – излучение воздействует не только на данный организм, но и на его потомство;
5. Неодинаковой чувствительностью к облучению различных органов живого организма;
6. В целом неодинаковым реагированием на облучение;
7. Частотой – одноразовое облучение в большой дозе вызывает более глубокие последствия, чем фракционированное.

Биологический эффект ионизирующего излучения зависит от суммарной дозы и времени воздействия, вида излучения (альфа, бета, гамма), размеров облучаемой поверхности, индивидуальных особенностей организма и места нахождения источника облучения (вне или внутри организма).

В результате воздействия ионизирующего излучения на организм в тканях могут происходить сложные изменения физических, химических и биохимических процессов, часто необратимые.

Первичным этапом – пусковым механизмом, инициирующим многообразные процессы, являются ионизация и возбуждение атомов и молекул. Именно в этих физических актах взаимодействия происходит передача энергии ионизирующего излучения компонентам живой клетки: воде (в мягких биологических тканях ее 50-95%), низкомолекулярным органическим соединениям (углеводы, карбоновые кислоты, аминокислоты и другие), биомакромолекулам (ферменты, ДНК, РНК и другие).

Существует две теории, объясняющие процессы первичного радиационного повреждения.

Теория прямого воздействия – это непосредственная передача энергии биологически активным молекулам (теория “мишени”):

Ионизирующее излучение →(энергия)→биологически активная молекула →индуцирование биологических процессов, несвойственных организму

Теория косвенно действия – это передача энергии излучения биологически активным молекулам через посредников. Согласно этой теории под действием радиации образуются ионы, радикалы и пероксиды, которые взаимодействуют с органическими молекулами и вызывают повреждение клеток, тканей и органов растений. Свободные радикалы возникают в результате радиолиза воды:

Излучение→(энергия)→Радиолиз воды→Радикалы, пероксиды→Взаимодействие с органическими молекулами→Индуцирование различных процессов→Нарушения на разных уровнях организации организма.

Наибольший биологический эффект дает косвенное действие излучения. Индуцированные свободными радикалами химические реакции развиваются с большим выходом и вовлекают в этот процесс многие сотни и тысячи молекул, не затронутых излучением. Затем начинается биологический этап: хромосомные перестройки, изменение физиологических функций, повреждение ядерного аппарата, нарушения деления клетки, генома, ростовых процессов, появление внешних морфологических аномалий и даже гибель организма.

В зависимости от степени загрязнения почвы и воды радионуклиды по-разному накапливаются в растениях. Научными учреждениями разработаны временные допустимые уровни (ВДУ) накопления радионуклидов в растениях и продуктах животноводства, при которых они не становятся патогенами для человека и животных.

При этом радионуклиды стронция-90 более опасны, чем цезия, и ВДУ стронция, как правило, на порядок ниже, чем цезия. Различия в допустимых уровнях радиозагрязнения разных продуктов объясняются суточным количеством потребления его человеком. Например, человек в сутки потребляет больше питьевой воды, чем сушеных грибов или чая. Поэтому ВДУ загрязнения воды должен быть в 1000 раз ниже, чем этих продуктов.

В продукции животноводства, используемой в качестве кормов для животных, ВДУ содержания радионуклидов повышается на 1-2 порядка по сравнению с продуктами питания.

Если животные (КРС), выращиваемые на мясо содержались на кормах с повышенной радиозагрязненностью (естественные луга и пастбища) и содержание радионуклидов в их мясе превышает допустимые нормы, то таким животным устанавливают период реабилитационного кормления. Используют два организационных метода освобождения животных от радионуклидов.

При первом методе животных перевозят в районы, незагрязненные радионуклидами, на чистые корма. В течение 2-3 месяцев кормления животные практически освобождаются от радионуклидов. Этот процесс можно ускорить, если при стронциевом загрязнении в рацион вводить корма с повышенным содержанием кальция (люцерна, кальциевые премиксы). В обменных процессах организма кальций заменяет стронций, который выводится из организма.

При цезиевом загрязнении в рационе животных должно быть повышенное содержание калия. Калий в процессе физиологического обмена защищает цезий, и радионуклид выводится из организма.

Содержание калия в растениях прямо коррелирует с количеством этого элемента в почве, причем в широком диапазоне. Высокое содержание калия и кальция характерно для почв с нейтральной или щелочной реакцией (южные регионы). В этих районах не требуется дополнительно строить животноводческие фермы на период реабилитации. Следовательно, южные районы наиболее благоприятны для периода реабилитационного кормления. Однако у этого метода есть существенный недостаток. Радионуклидами через навоз могут быть загрязнены новые районы. Избежать этого можно либо распределением навоза на большие территории малыми нормами (чтобы существенно не повысить радиационный фон), либо захоронением в специальных хранилищах, либо другими способами утилизации. Для всех этих мероприятий требуются существенные затраты.

Второй организационный метод – кормление животных привозными чистыми кормами. С навозом поступают так же, как и в первом случае. Недостаток метода – большие затраты на перевозку чистых кормов из других регионов.

В зоне кислых почв (рН=3,8-4,8) на сильнозагрязненных участках с содержанием радионуклидов – 15-40Ки/км² снизить поступление радионуклидов в растения, т. е сделать корма более чистыми, можно в первую очередь повышением в почве концентрации кальция, сдвигом рНсол до 6,5-6,8. Для этого почву следует известковать осенью после перепашки под глубокую культивацию с учетом того, что при внесении 1т СаСО3 рНсол=4 необходимо довести до 6,5, следует внести 25т СаСО3/га. Учитывая, что известковые материалы имеют примеси и определенную долю воды, необходимо вносить поправочные коэффициенты. Так, при внесении 1т СаСО3 в нижних границах рНсол сдвигается на 0,15-0,18 единицы, а в верхних – на 0,04-0,07 единицы.

Кальций считается антагонистом стронция, и повышенное его содержание в почве будет ограничивать поступление стронция в растения, обеспечивать получение более чистой продукции.

Антагонист цезия – катион калия. Все почвы Нечерноземной зоны, как правило, кислые и бедны калием. Снизить поступление цезия в растения можно, усилив антагонизм этих катионов. При повышении содержания К2О с 5-6 до 14-1+6мг/100г почвы снижается поступление цезия-137 в 8-10 раз.

Для повышения содержания обменного калия на 1мг/100г почвы на среднесуглинистых малогумусированных почвах Нечерноземья необходимо вносить – 60кгК2О/га. Для сдвига содержания калия на 8-10мг/100г почвы следует за два приема (2 года) внести 480-600кг К2О/га, или 0,8-1т 60%-го хлористого калия/га. Нежелательно использовать 40%-ю калийную соль, так как повышенное содержание хлор-иона уносит в подпахотный слой двухвалентный катион кальция, подкисляя почву. Лучше в этом случае использовать калийные удобрения, не содержащие хлор.

Таким образом, на загрязненных радионуклидами почвах можно получать продукцию растениеводства с содержанием радионуклидов ниже ВДУ, т. е практически чистую.

Внесение азотных удобрений в средних и повышенных нормах способствует усвоению катионов цезия и стронция. Без применения азотных удобрений высокий урожай корма можно получить за счет бобовых культур, если почва хорошо произвесткована и высоко обеспечена калием. Но в этом случае содержание фосфора в почве необходимо поднять до нижнего предела оптимальной обеспеченности растений конкретного вида. Для большинства бобовых культур нижним пределом оптимальной обеспеченности фосфором является содержание Р2О5 – 12-14мг/100г почв (по Кирсанову). Исключение представляют лядвенец рогатый (8-10мг) и люпин желтый и многолетний (5мг/100г почвы).

Для сдвига содержания подвижного фосфора на 1мг/100г почвы требуется в зависимости от гранулометрического состава и гумусированности почвы внести – 60-100кг Р2О5/га. Чем тяжелее почва и чем выше ее гумусированность, тем выше норма Р2О5 для сдвига содержания фосфора на 1мг/100г.

Пример: В среднесуглинистой дерново-подзолистой почве содержится 60мг Р2О5 на 1кг почвы. Для получения высокого урожая клевера лугового за счет биологического азота необходимо поднять уровень подвижного фосфора в почве до 120мг/кг, т. е необходимо внести – 480кг Р2О5 на 1га (из расчета, что 80кг Р2О5 на 1га повышают содержание этого элемента в почве на 10мг/кг почвы), или 1,2т/га двойного суперфосфата на 1га. Это нужно сделать не ранее чем через год после известкования почвы, иначе свободный кальций, не вошедший в ППК, свяжет фосфорную кислоту в недоступный для растений трикальцийфосфат и ожидаемый эффект не будет достигнут. Фосфор малоподвижен, его можно вносить под вспашку или глубокую культивацию за один прием. Известкование и повышение уровня содержания калия в почве совместимы и могут быть выполнены одновременно.

Для успешного возделывания бобовых и активной симбиотической азотфиксации при резком сдвиге рН почвы, содержания в ней фосфора и калия необходимо применять микроудобрения, в первую очередь бор, в некоторых случаях молибден. Борные удобрения вносят в почву в виде боринизированного суперфосфата или других форм из расчета – 2-3кг бора на 1га. Молибден применяют при необходимости во время предпосевной обработки семян. Повышенное содержание молибдена в почве или высокие нормы молибденовых удобрений угнетают не только размножение ризобий, но и развитие растений.

Обязательный прием при возделывании бобовых на таких почвах – предпосевная инокуляция семян специфичным активным штаммом ризобий. Спонтанные штаммы ризобий, сформировавшиеся на кислых почвах, не приспособлены к новым условиям среды и обладают пониженным симбиотическими свойствами.

Исследованиями научных учреждений в разных экологических зонах определены приемы снижения отрицательного воздействия радиационного загрязнения на биосферу экосистемы. С учетом физико-химических свойств почвы, особенностей биологии отдельных видов возделываемых растений следует для каждого хозяйства разработать комплекс мероприятий, снижающих поступление радионуклидов в продукцию растениеводства и содержание их в продуктах.

Модель технологии получения биологически чистой продукции на загрязненных радионуклидами почвах включает обследование территории и прогнозирование содержания радионуклидов в урожае; инвентаризацию угодий по плотности загрязнения и составление картограмм; сопоставление картограммы загрязнения с картограммами реакции почвенного раствора, содержания обменного калия и кальция.

Для снижения содержания радионуклидов в пахотном слое почвы проводят глубокую вспашку с оборотом пласта. На лугах и пастбищах практикуют коренное улучшение с оборотом пласта.

Прогнозируют возможную степень загрязнения урожая радионуклидами. В соответствии с картограммой загрязнения определяют место для культур различного использования, т. е выращиваемых на продовольственные цели, корм, семена, техническую переработку.

Для снижения поступления радионуклидов в продукцию растениеводства проводят известкование почвы до рНсол=6,8 (желательно доломитовой мукой, содержащий магний), вносят в повышенных нормах калийные, органические удобрения (15т/га в год) и природные минеральные сорбенты. Содержание подвижного фосфора и микроэлементов доводят до повышенного уровня.

При известковании кислых почв можно снизить накопление цезия-137 в зерне озимых в 3 раза. Калий является антагонистом цезия и снижает поступление последнего в растения. Навоз (40т/га) снижает накопление цезия-137 в зерне озимой ржи в 2-2,5 раза. Кислый торф (рНсол=4,5) увеличивает переход цезия-137 в растения из дерново-подзолистой почвы. Следовательно, перед внесением торф необходимо известковать. Азотные удобрения следует применять в умеренных нормах, так как повышенные нормы могут вызвать увеличение поступления цезия-137.

Если перепашка в предыдущие годы уже была проведена, то в последующие годы лучше проводить безотвальную или минимальную обработку, чтобы снова не переместить на поверхность радионуклиды из нижней части пахотного слоя. Необходимо применять комбинированные агрегаты при посадке и уборке.

Для снижения возможности попадания на растения радионуклидов с пылью исключают междурядные обработки посевов, заменяя их внесением гербицидов, используют приемы уборки урожая, исключающее вторичное загрязнение продукции.

Таким образом, зная радиационную обстановку хозяйства, поля, даже на загрязненных радионуклидами почвах можно с помощью подбора культур и сортов, выполнения специальных мероприятий, снижающих поступление радионуклидов в растение, получать биологически безопасную продукцию растениеводства и животноводства, не содержащую радионуклиды выше допустимых уровней.

Производство продукции растениеводства, свободной от тяжелых металлов

Избыток тяжелых металлов нарушает нормальные физиологические процессы в организме животного и человека. Включаясь в отдельные ферментные системы, тяжелые металлы изменяют их функции, вызывая болезни животного организма, иногда с летальным исходом.

К наиболее опасным для здоровья человека тяжелым металлам относят мышьяк, барий, кадмий, хром, кобальт, медь, свинец, ртуть, молибден, никель, олово, цинк, сурьму.

К сожалению, агрохимическая служба РФ и других стран мира не проводит анализ всех почв на содержание тяжелых металлов и не составляет соответствующие картограммы. Следовательно, для того чтобы иметь уверенность, что продукция свободна от тяжелых металлов, необходимо проводить химический анализ почвы каждого поля на содержание каждого из наиболее опасных металлов. В Нидерландах разработана нормативная база концентрации тяжелых металлов. Установлено три уровня содержания их в почве: А – фоновые концентрации; В – концентрации, вызывающие озабоченность и указывающие на необходимость проведения дополнительных исследований и мероприятий; С – пороговые концентрации, свидетельствующие о необходимости проведения срочных мер по очистке почвы.

На полях с повышенным содержанием двухвалентных катионов тяжелых металлов (кобальт, никель, цинк, кадмий, ртуть) снизить их поступление в растение можно с помощью искусственного повышения антагонизма двухвалентных катионов за счет известкования почвы.

Поступление в растения одновалентных тяжелых металлов можно снизить с помощью внесения калийных удобрений в повышенных нормах. На дерново-подзолистой почве при доведении содержания обменного калия до 130-150мг/кг резко снижается поступление в растения одновалентных тяжелых металлов – хрома, никеля.

Для получения продукции растениеводства, свободной от тяжелых металлов (или с содержанием их ниже предельно допустимых концентраций), на почвах с повышенным их содержанием необходимо:

1. Провести агрохимическое обследование пашни и с/х угодий, определить содержание тяжелых металлов в почве;
2. Составить почвенные картограммы по тяжелым металлам, сопоставить их с картограммами содержания калия и кальция;
3. Кислые почвы произвестковать до рНсол=6,5-6,8 для снижения поступления в растения двухвалентных тяжелых металлов;
4. Довести содержание обменного калия в почве до повышенного уровня (120-150мг/кг, по Кирсанову), чтобы снизить поступление в растение одновалентных тяжелых металлов;
5. Исключить применение минеральных удобрений, содержащих тяжелые металлы;
6. Подобрать культуры, минимально потребляющие эти элементы;
7. Определить площади для выращивания культур на пищевые и кормовые цели (на сильно загрязненных полях можно выращивать культуры на семена и для технической переработки;
8. Составить прогноз содержания тяжелых металлов в урожае отдельный культур;
9. Необходимо периодически проводить контроль продукции на содержание тяжелых металлов.

Производство продукции растениеводства, свободной от нитратов

Одним из показателей биологически чистой продукции является содержание нитратов, не превышающее ПДК. Нитраты – одна из главных форм минерального азота для питания растений. Растения без вреда для себя могут накапливать их в вегетативной органах в больших количествах, как бы в прок на будущее. Избыток аммиачной формы азота для растений – яд, излишки аммиака растения переводят в нитратную форму.

Для животных и человека аммиачная форма азота безвредна, а оксиды азота, особенно в повышенных концентрациях, приносят много вреда:

Во-первых, они блокируют гемоглобин крови. В результате снижается кислородное снабжение органов, нарушаются физиологические функции некоторых систем организма, у животных нарушается развитие плода, что приводит к выкидышам

Во вторых, нитраты в организме человека и животного восстанавливаются до нитритов – гипонитритов с последующим образованием нитрозоаминов – сильных канцерогенов. Поэтому в районах, где давно применяют азотные удобрения в высоких нормах, онкологические болезни встречаются намного чаще, чем в районах, где азотные удобрения используют в умеренных нормах. Допустимая суточная норма нитратов для взрослого человека – 300-325мг NO3.

В почвах естественного плодородия никогда не бывает избытка нитратов, которое бы вызвало накопление их в растениях сверх предельно допустимых концентраций. Однако на почвах с таким уровнем обеспеченности азотом можно получить лишь низкие урожаи полевых культур.

Быстрый рост народонаселения и рост потребностей при неуклонном снижении площади пашни, приходящийся на человека, обуславливают необходимость интенсификации растениеводства, резкого повышения урожайности всех полевых культур. А это возможно при высокой обеспеченности растений азотом.

В странах с развитым растениеводством, где получают в среднем – 6-8т/га зерна и соответствующие урожаи других полевых культур, применяют в среднем – 300-400кг/га азота минеральных удобрений в год и более. Соли нитратов очень подвижны и легко вымываются в грунтовые воды. Именно в этих странах или отдельных регионах грунтовые воды, как правило, перенасыщены нитратами и непригодны для питья. ВДУ нитратов в питьевой воде не должно превышать – 45мг/л. Кроме того, высокие нормы азотных удобрений сдвигают биологическое равновесие почвы в нежелательную сторону, в результате усиливается минерализация гумуса, ухудшается гранулометрический состав почвы, снижается ее плодородие.

Таким образом, с одной стороны, при применении азотных удобрений в высоких нормах обеспечивается высокая продуктивность гектара, а с другой – снижается плодородие почвы и ухудшается качество получаемой продукции.

Альтернативой минеральному азоту может быть только азот биологический. Даже самая высокая белковая продуктивность посева, сформированная за счет биологического азота, исключает негативные явления, вызываемые минеральным азотом.

К сожалению, в РФ доля биологического азота в азотном балансе растениеводства еще крайне мала – около 5%. При создании благоприятных условий для биологической фиксации азота воздуха она может возрасти до 35%, или 12-15млн тонн в год, что эквивалентно экономии 80-90млн аммиачной селитры.

Азот воздуха биологически фиксирует две крупные группы микроорганизмов:

1. Свободноживущие в почве, на ее поверхности, на поверхности корней и надземных органов растений;
2. Симбиотические микроорганизмы, которые проникают внутрь растения и образуют с ним симбиотические системы.

Такие системы очень активно усваивают азот воздуха и обеспечивают большую часть потребности растений в азоте. При этом растения не накапливают излишки нитратов, грунтовые воды не загрязняются нитратами, плодородие почвы возрастает.

Такой способностью обладают в первую очередь растения семейства Бобовые. Однако при определенных условиях другие полевые культуры тоже могут использовать симбиотически фиксированный азот и давать продукцию, не содержащую излишков нитратов.

Что необходимо для того, чтобы перевести растения с питания минеральным азотом на питание биологически фиксированным азотом? Как получать высокие урожаи с/х продукции, свободной от избытка нитратов? Как исключить излишнее поступление оксидов азота в организм человека и животного?

Снижение содержания нитратов в растениях можно за счет использования биологического азота бобовых другими культурами. Для этого нужно резко активизировать эффективность бобово-ризобиального симбиоза, обеспечить для симбиотических систем оптимальные параметры основных факторов среды.

Во-первых, необходимо создать взаимокомплементарные симбиотические системы, обеспечивающие наибольшую биологическую фиксацию азота воздуха: для каждого вида и сортотипа культуры подобрать соответствующий вид и штамм ризобий.

Во-вторых, следует обеспечить оптимальные параметры реакции почвенного раствора в соответствии с требованиями биологии культуры или подобрать симбиотическую систему, которую удовлетворяет данная реакция почвы.

В-третьих, нужно обеспечить оптимальную влажность почвы (для зерновых бобовых культур – в период налива семян, а для многолетних бобовых трав – в течение всей вегетации) или подобрать симбиотические системы, сравнительно толерантные к временному недостатку влаги. При этом продуктивность их будет ниже.

В-четвертых, содержание в почве подвижного фосфора и обменного калия должно превышать нижнюю границу оптимальной обеспеченности этими элементами для данной симбиотической системы. Если в почве недостаточно этих элементов, то их урожайность поднимают с помощью внесения минеральных удобрений.

В-пятых, содержание подвижного бора и молибдена в почве должно быть не ниже средней обеспеченности. При низком содержании этих элементов применяют борные и молибденовые удобрения в нормах, установленных для данной культуры.

В некоторых почвах симбиоз может лимитироваться недостатком цинка, железа, кобальта. По результатам химического анализа почв на содержание этих элементов принимают решение о целесообразности использования микроудобрений.

Исходя из химического состава почвы и требований биологии конкретной культуры, разрабатывают систему удобрений культуры и севооборота.

В-шестых, симбиотическая азотфиксация – аэробный процесс. На 1см3 фиксированного азота воздуха расходуется 3см3 кислорода. Следовательно, почва должна быть рыхлой или ее нужно поддерживать в пределах оптимальной плотности.

Активность симбиоза снижают факторы, которые ухудшают интенсивность фотосинтеза (сорняки и болезни, вредители полевых культур, некачественное выполнение агроприемов). Имеют большое значение и посевные качества семян, качество предпосевной обработки почвы, сроки, нормы и способы посева, своевременность и качество ухода за растениями.

Таким образом, для максимальной биологической фиксации азота воздуха симбиотической системой необходимо создать оптимальные параметры основных факторов среды, качественно и в срок выполнять все агротехнические приемы.

Для увеличения доли биологического азота в азотном балансе необходимо изменить структуру посевных площадей, существенно увеличив дозу бобовых культур. Однако при частом возвращении бобовых на одно и то же поле возникает опасность накопления специфических болезней и вредителей этих культур, почвоутомление, в результате снижается активность симбиотической азотфиксации, урожай и его качество.

Задача состоит в том, чтобы для конкретных биологических условий, конкретного севооборота подобрать культуры, которые снимали бы бобовое почвоутомление, угнетали развитие болезней бобовых культур и максимально насыщали севооборот бобовыми культурами. Результаты исследований показывают, что такие севообороты для Центрального района Нечерноземной зоны вполне реальны.

Энергосберегающая технология производства продукции небобовых культур за счет симбиотически фиксированного (биологического) азота

В процессе роста и развития бобовые культуры при благоприятных условиях симбиоза способны не только удовлетворять свои потребности в азоте за счет биологической азотфиксации, но и передавать часть фиксированного азота другой культуре, выращиваемой в смеси. Например, овес, высеянный вместе с викой, растет лучше, чем в чистом виде, без внесения азотных удобрений (часть азота фиксированного викой, использует и овес). В этом случае овес никогда не накапливает избытка нитратов, его можно использовать для приготовления детского питания. Аналогично в смеси с однолетними зернобобовыми культурами можно возделывать и другие мятликовые без применения азотных удобрений и производить безнитратную продукцию.

Механизм поступления биологически фиксированного азота от бобовых культур к мятликовым достоверно не установлен. По-видимому, мятликовые культуры используют азт отмирающих корневых волосков бобовых. Достоверно установлено, что вегетативная масса мятликовых культур, выращиваемых в смеси с бобовыми, всегда содержит больше азота, чем в чистых посевах мятликовых.

Аналогично используют биологический азот многолетние злаковые травы, выращиваемые в смеси с многолетними бобовыми культурами. Без азотных удобрений можно получить высокий урожай биологически чистого полноценного корма бобово-мятликовых травосмесей, при скармливании которого молоко и молочные продукты не будут содержать нитратов.

Исключительный интерес для получения безнитратной продукции представляет использование биологического азота последующими небобовыми культурами. Это возможно в двух случаях: за счет корневых и пожнивных остатков многолетних бобовых трав, а также при использовании бобовых культур в качестве сидератов.

После возделывания высокопродуктивных многолетних (урожайность – 10-13т/га сена с 1га за один сезон) в почве остается – 80-110кг азота/га. Этот азот находится в связанной органической форме и высвобождается постепенно с увеличением от весны к середине лета. В таком же темпе возрастает потребность последующей культуры в азоте. В результате у растений не бывает азотного перекорма. Можно получить достаточно высокий урожай биологически чистой продукции (картофель, морковь, столовая свекла и других овощных и полевых культур), пригодной для детского и диетического питания. Причем лежкость таких продуктов лучше, чем при усвоении растениями азота из удобрений.

Более эффективный путь перевода культур на питание биологическим азотом – использование бобовых культур на сидерацию. Сидеральные культуры можно высевать как парозанимающие, промежуточные или подсевные. При этих формах возделывания бобовых культур на сидерацию обеспечиваются дополнительная аккумуляция солнечной энергии, включение азота воздуха в биологический круговорот, дополнительное накопление органического вещества в почве, повышение ее плодородия и получение достаточно высоких урожаев полевых культур без использования минеральных азотных удобрений. Таким образом можно получить биологически полноценную продукцию, не содержащую излишков нитратов.

В качестве парозанимающих бобовых культур лучше высевать однолетние растения, такие, как люпин узколистный и желтый (алкалоидные формы), пелюшка. До посева озимых они могут накопить до 12-15т зеленой массы/га с содержанием азота до 100-120кг/га. Однако стоимость семян этих культур высокая, такие сидераты обходятся сравнительно дорого. Например, на 1га необходимо высеять – 110-120кг семян люпина желтого. Несколько меньшие затраты могут быть при посеве пелюшки на сидерацию.

В качестве промежуточных можно высевать эти же бобовые после уборки озимых на зеленую массу и ранней уборки однолетних трав. Промежуточные культуры в Центральном районе Нечерноземной зоны имеет смысл запахивать поздно осенью, с наступлением устойчивых холодов, до этого они сформируют полноценный урожай зеленой массы.

В качестве промежуточных культур можно высевать и многолетние бобовые травы сортов ярового типа – клевер ползучий, донник, люцерну.

Представляют особый интерес сидеральные бобовые культуры, подсеваемые под основную культуру. Они не занимают специального поля в севообороте, не снижают урожай основной культуры, сполна используют поступающую на поле энергию солнца, больше других накапливают биологического азота и органического вещества в почве.

Например, клевер ползучий, подсеянный по снегу под озимую рожь, не мешает получить полноценный урожай зерна, а после уборки ржи, до осени, способен накопить до 20т биомассы надземных и подземных органов на 1га, содержащей – 150-180кг азота воздуха, включенный в биологический круговорот. Причем для такого посева требуется всего – 2-3кг семян клевера на 1га – минимальные затраты при максимальном эффекте.

Регулируя сроки запашки сидеральной массы, можно совместить кривую минерализации органической массы сидерата с кривой потребления азота последующей культурой и таким образом свести к минимуму потери азота, избежать излишнего его накопления в продукции, получить биологически чистый безнитратный продукт.

Именно при таком использовании сидеральных бобовых культур можно приостановить падение плодородия почвы и решить вопрос расширенного его воспроизводства, что практически не удается другими приемами.

Контроль за содержанием нитратов в продукции растениеводства следует проводить не только при уборке урожая, но и в процессе его формирования. Особенно это важно для овощных культур.

Производство продукции, свободной от избытка нитратов, возможно при максимальной использовании биологического азота.

Модель этой технологии включает переход на биологический азот за счет:

1. Изменения структуры посевных площадей с увеличением доли бобовых культур;
2. Подбора комплементарных симбиотических систем – сорта бобовой культуры и штамма ризобий;
3. Доведения рНсол до оптимального для биологии данной культуры уровня или подбора культуры под рНсол данного поля;
4. Поднятия содержания доступных форм фосфора и калия, бора и молибдена до нижней границы оптимальной обеспеченности для конкретной культуры;
5. Оптимизации влагообеспеченности в течение вегетации;
6. Использования бобовых сидератов как парозанимающих и подсевных культур с введением в севооборот культур семейства Капустные;
7. Использования небобовыми культурами биологического азота предшественника и сидерата;
8. Возделывания бобовых и мятликовых трав в травосмесях;
9. Активизации ассоциативной биологической азотфиксации.

Эта модель предусматривает также рациональное использование азотных удобрений; исключение внесения минерального азота под бобовые культуры; дробное внесение азотных удобрений в умеренных нормах под овощные, зерновые, картофель и корнеплоды; расчет норм азотных удобрений с учетом запаса минеральных форм азота в почве; определение необходимости подкормки культур азотом по результатам растительной диагностики.

Таким образом, при правильном и четком выполнении рекомендуемых технологических приемов можно получать высокие урожаи биологически чистой продукции растениеводства без излишнего содержания нитратов при наименьших затратах невосполнимой энергии.

Производство продукции растениеводства, свободной от пестицидов

Из-за сорняков, вредителей и болезней уменьшается урожай полевых культур. Без защиты возделываемых культур невозможно получать высокие урожаи, тем более реализовывать потенциальную продуктивность генотипа. По мере развития растениеводства человечества выработало различные приемы борьбы с вредными организмами.

В первую очередь это агротехнические приемы: соблюдение севооборота, снижающего численность вредных насекомых и возбудителей болезней; своевременная и качественная осенняя и предпосевная обработка почвы; механическая прополка сорняков; введение паров в севообороты с высокой засоренностью полей; введение в севооборот капустных в качестве промежуточных сидеральных культур для угнетения патогенной биоты в почве; устройство ловушек для вредных насекомых с помощью приманок.

Параллельно с развитием туковой промышленности, комплексной механизацией возделывания всех полевых культур, с резким повышением урожайности все острее вставал вопрос защиты урожая от вредных организмов, развивалась промышленность по производству пестицидов. Учеными подобраны или синтезированы тысячи химических веществ, ядовитых для отдельных групп вредных организмов: гербициды – против сорняков, инсектициды – против насекомых, фунгициды – против грибных болезней, бактерициды – против бактериальной инфекции, акарициды – против клещей, зооциды – против грызунов.

Существует много классификаций пестицидов: по объектам применения, химическому строению препарата, способам и срокам использования, токсичности для теплокровных, в частности для человека, срокам детоксикации, токсичности радикалов распада, кумулятивной способности пестицидов и их радикалов.

Все пестициды небезопасны для здоровья человека и животного. Наиболее опасны стойкие пестициды с длительным периодом детоксикации, способные проникать в растения и накапливаться в них.

Пестициды должны обладать узкой избирательной способностью и иметь короткий период детоксикации – 2-8 недель (в зависимости от вида и назначения препарата); радикалы их должны быть нетоксичны для теплокровных животных; пестициды не должны накапливаться в растениях.

К сожалению, большинство существующих препаратов не соответствует этим требованиям, так как имеет длинный период детоксикации – 5-6 месяцев, а некоторые – 2-3 года; способны накапливаться в растениях и с продукцией растениеводства попадать в организм животного и человека, вызывая расстройство физиологических функций. Вот почему необходимо следить за уровнем остаточного содержания вредных химических веществ в продуктах питания, кормах, почве, воде и воздухе и разрабатывать методы их определения.

Если в хозяйстве применяли стойкие пестициды, то для гарантии получения биологически чистой продукции необходимо сделать анализ почвы на остаточное содержание пестицидов и составить картограмму полей по степени загрязненности. В соответствии с картограммой следует уточнить структуру посевных площадей, предусмотреть возделывание на загрязненных полях культур на технические цели и семена.

В дальнейшем необходимо вести токсикологический контроль загрязненных полей до полной детоксикации пестицидов. На средне- и слабозагрязненных полях, где допускается выращивание кормовых культур, проводить токсикологический контроль продукции до полной детоксикации пестицида в почве.

В зависимости от вида и химического состава пестицида его детоксикацию можно ускорить усилением микробиологической активности почвы – внесением органических удобрений в повышенных нормах, запашкой сидеральных бобовых культур, внесением в почву соломы вместе с азотными удобрениями.

В Нидерландах создана нормативная база загрязнения почвы вредными химическими веществами. Установлено три уровня содержания химических веществ в почве: А – фоновые концентрации; В – концентрации, вызывающие озабоченность и указывающие на необходимость проведения дополнительных исследований; С – пороговые концентрации, свидетельствующие о необходимости проведения срочных мер по очистке почв.

Регламентировано содержание в почве некоторых полициклических и моноциклических ароматических углеводородов. Их суммарные количества не должны превышать порогового уровня – соответственно – 70 и 200мг/кг почвы.

Для снижения пестицидной нагрузки на почву применяют биологические методы борьбы с вредными организмами. Достаточно широко используют паразитов вредных насекомых, снижающих их численность до порогового уровня. Паразитов вредных насекомых разводят на специализированных зональных биостанциях. Для некоторых вредителей, например колорадского жука, определены остропатогенные микроорганизмы.
Разработаны методы сбора вредных насекомых с использованием феромонов – половых гормонов насекомых.

Грибные и некоторые бактериальные болезни растений существенно подавляют растения-аллелопаты. Известно, что после возделывания овса титр патогенной микрофлоры существенно снижается. Многие капустные культуры – горчица белая и сизая, рапс, редька масличная, перко, рыжик – снижают численность нематод в почве и степень поражения последующей культуры болезнями.

Производить продукцию растениеводства, свободную от пестицидов, можно при выполнении комплекса мероприятий, главное из которых – снижение пестицидной нагрузки на почву и растения. Необходимо применять пестициды с узкой избирательной способностью и коротким периодом детоксикации, не накапливающиеся в растениях, а также те препараты, радикалы которых нетоксичны для теплокровных животных. Следует строго соблюдать нормы, сроки и способы применения пестицидов.

На почвах, уже загрязненных пестицидами, имеет смысл возделывать культуры на техническую переработку – волокно, техническое масло, эфиромасличные растения. В соответствии с картограммой загрязненности полей необходимо проводить токсилогический мониторинг почвы.

Для снижения ущерба для окружающей среды от применения пестицидов, особенно инсектицидов, следует обоснованно выбирать пестицид для каждого конкретного поля. Многие инсектициды имеют широкий спектр действия. Они ядовиты не только для вредных, но и для полезных насекомых, таких, как жужелицы, божьи коровки, пчелы, природные опылители.

Применение инсектицидов должно быть крайне ограничено. Химические методы борьбы по возможности следует заменять агротехническими и биологическими.

На полях с высокой засоренностью вводят пары. Борьбу с сорняками лучше всего вести механическими способами – во время основной, предпосевной обработки почвы и ухода за посевами. Для снижения заселенности вредителями и уменьшения патогенной нагрузки необходимо соблюдать севооборот.

Следует шире применять биологические методы борьбы: использовать паразитов вредных насекомых; организмы, вызывающие болезни вредителей; устраивать ловушки, в том числе феромонные. Введение в севооборот растений семейства Капустные в качестве промежуточных сидеральных культур способствует подавлению патогенной биоты в почве. Если использование пестицидов неизбежно, прогнозируют возможное загрязнение, исходя из свойств пестицидов, норм и сроков их применения. Проводят токсилогический контроль каждой партии ранних овощей с полей, где применяли пестициды, а также всей продукции, получено с полей, загрязненных пестицидами (не только растениеводческой, но и животноводческой).

Диапазон норм МДУ (максимально допустимый уровень) изменяется в зависимости от степени токсичности препарата и количеств потребляемой продукции в суточном рационе. Во всех пищевых продуктах не допускается содержание гербицидов группы 2,4Д, ТМТД.

Таким образом, для того чтобы произвести продукцию растениеводства, свободную от пестицидов, необходимо максимально использовать агротехнические и биологические методы борьбы с вредными организмами – сорняками, вредителями и возбудителями болезней, обследовать поля на загрязненность почвы стойкими пестицидами; на загрязненных полях возделывать культуры на семена и технические цели. При необходимости применения пестицидов следует использовать препараты с коротким периодом детоксикации, не обладающие кумулятивными свойствами.

Совместимость компонентов в смешанных и совместных посевах

 Скачать Word-версию  smeshannye i sovmestnye posevy

В естественных (природных условиях), не измененных деятельностью человека, фитоценозы всегда многовидовые. При формировании видового состава решающую роль играют следующие факторы: конкуренция между собой; зависимость одних видов от других; наличие комплементарных видов. Стабильное растительное сообщество – это “насыщенная комбинация видов, находящихся друг с другом и со средой в экологическом равновесии.

Под конкуренцией (интерференцией), которая играет решающую роль при формировании растительных сообществ, в самом широком смысле понимают тормозящее действие, которое оказывают друг на друга растущие на небольшом пространстве растения, однако без проявления паразитизма. Они борются за свет, воду и питательные вещества, поэтому отдельно стоящие растения развиваются, при прочих равных условиях, намного лучше, чем растущие в сообществе. Здесь речь идет собственно о физико-химических отношениях.

Австрийский ученый-физиолог растений Ганс Молиш обратил внимание на то, что растения могут влиять друг на друга посредством выделения в почву и воздух особых химических веществ, которые уже в самых малых количествах оказывают угнетающее влияние на соседние растения. Это так называемое биохимическое влияние одних растений на другие Молиш назвал аллелопатией (с греч. “алело” – взаимный и “пати” – воздействие).

Очень интересны и важны для сельского хозяйства многие явления аллелопатии в сообществах культурных видов. Можно выделить некоторые аспекты и направления, по которым ведутся исследования закономерностей химического взаимодействия растений.

Аллелопатическое почвоутомление – накопление в почве биологически активных веществ до токсического уровня, обуславливающее снижение урожая отдельных культур. Оно характерно для многих видов. Так, монокультура пшеницы нежелательна из-за накопления подвижных фенольных соединений, под многолетней люцерной накапливаются сапонины, довольно сильное почвоутомление вызывает люпин, который при бессменном выращивании на 3-4 год полностью выпадает.

Носители аллелопатического действия – подвижные, легко проникающие в растения химические соединения. В большинстве случаев почвоутомление связывают с накоплением подвижных фенольных соединений, прежде всего кислот. Аллелопатическая активность некоторых возделываемых растений вызывает угнетение развития сорняков, и в этом смысле она нежелательна. С другой стороны, аллелопатически активные растения хуже сосуществуют, их посевы изреживаются. Установлено, что ячмень угнетает развитие сорняков выделением алкалоида грамина. Очень аллелопатически активная рожь; гречиха и конопля также подавляют сорные растения.

Аллелопатическое действие сорных растений

Вредоносность сорных растений часто связана с выделением ими биологически активных химических соединений, угнетающих культурные растения. Известна аллелопатическая агрессивность пырея ползучего, мари белой, росички реснитчатой, вредно действующих на кукурузу. Сильное аллелопатическое влияние на рост и развитие салата, капусты, проса негритянского оказывают экстракты из стеблей, корневые выделения и почва из-под дихентхиума.

Особенно активный сорняк – щавель конский. У него выделено четыре фенольных ингибитора. У 80% видов, растущих рядом с ним, накопление сухой массы существенно снижается. Такие сорняки, как пастушья сумка, ясменник, латук, костер кровельный, редко встречаются рядом со щавелем.

Горчица салатная, сельдерей салатный, редис угнетают рост капусты хибинской, ее масса снижается почти в 10 раз, ухудшается качество урожая.

Есть сведения об аллелопатическом взаимодействии и других культурных растений. Известно, например, что посевы лука в междурядьях томатов и картофеля предохраняют их от заболевания фитофторой и что капуста, посаженная в винограднике, угнетает виноград.

Ассоциативная конкуренция

Следует различать внутривидовую (между растениями одного и того же вида) и межвидовую конкуренцию. Обе формы конкуренции играют в формировании сообщества важную, но противоположную роль. Если при внутривидовой конкуренции погибают слабые индивидуумы какого-либо вида и остаются лишь сильные, что полезно для сохранения вида, то при межвидовой конкуренции происходит подавление слабого в конкурентном отношении вида, часто вплоть до его полного вытеснения из фитоценоза.

В природе, однако, внешние условия постоянно изменяются, поэтому полное угнетение имеет место лишь при очень большом превосходстве одного вида над другим. Обычно же возникают смешанные популяции, в которых виды представлены соответственно их конкурентной мощи.

Таким образом, в природных условиях фитоценозы всегда многовидовые. Наряду с хозяйственно полезными растениями, обладающими ценными пищевыми, кормовыми или техническими качествами, произрастают менее ценные, не представляющие хозяйственного интереса и вредные растения.

Преимущества и недостатки одновидовых посевов

С развитием растениеводства человек стал отбирать отдельные растения и высевать их в чистом виде, чтобы освободить полезные растения от конкуренции других видов и получить наибольшее количество продукта, ради которого выращивал культуру, с единицы площади. Так возникли одновидовые растительные ассоциации. Для выпечки хлеба необходимо было получить чистую пшеницу, чистый ячмень, чистую рожь, чистую кукурузу и т.п. Совместное возделывание хлебных злаков, например пшеницы и ржи, снижает мукомольно-хлебопекарные качества зерна пшеницы. Продукцию высокого качества некоторых культур, например льна-долгунца, можно получить только в чистых посевах. В многовидовых ассоциациях (разреженные, засоренные посевы) лен-долгунец ветвится, снижается технологическая высота его стебля, ухудшается качество волокна.

Дальнейшая история растениеводства представляет собой совершенствование технологий возделывания чистых посевов с/х культур. По мере перехода от ручного труда к механизированному, с/х машины приспосабливали к требованиям биологии и морфологии отдельных культур. Так появились комбайны для уборки зерновых, свеклы, льна, хлопка и других с/х культур.

Научно обоснованные технологии возделывания с/х культур включают применение химических средств защиты растений от болезней, вредителей и сорняков. Считается, что чем уже селективность пестициды, тем выше его агрономическая ценность. Однако большинство применяемых гербицидов имеет достаточно широкий видовой диапазон токсического действия, использование их в смешанных посевах не представляется возможным. Например, трефлан хорошо отчищает от сорняков одновидовые посевы сои, но применять его в соево-кукурузных смесях нельзя, так как он подавляет кукурузу.

Таким образом, главные преимущества чистых посевов – их высокая технологичность, обеспечение набольшего сбора продукции данного вида с единицы площади, высокое качество продукции.

К недостаткам одновидовых посевов можно отнести неполное использование посевной площади, особенно культурами широкорядного посева, низкие кормовые качества отдельных культур.

Смешанные и совместные посевы

Для устранения этих недостатков в растениеводстве давно используют совместное возделывание различных культур – смешанные и совместные посевы.

Смешанные посевы – это посев двух или нескольких культур, семена которых перед высевом перемешивают, или двукратный независимый посев культур на одной площади (при посеве второй культуры расположение рядков и ширину междурядий не принимают в расчет).

Этот способ посева, как правило, используют при возделывании кормовых культур. Цель смешанных посевов – улучшить качество корма, повысить в нем содержание белка.

Например, культуры семейства Мятликовые менее требовательны к условиям выращивания и при низкой обеспеченности элементами питания дают невысокие, но стабильные урожаи корма низкого качества. Бобовые культуры дают отличный корм, но урожаи их в большой степени зависят от обеспеченности элементами минерального питания и влагой и потому менее стабильны. Смешанные посевы кормовых культур используют, как правило, в тех случаях, когда почвено-климатические условия не дают возможности получать стабильно высокие урожаи наиболее ценной в кормовом отношении культуры.

Бобовые культуры более требовательны к условиям выращивания, чем мятликовые. Например, для получения высокого урожая клевера лугового необходим рНсол пахотного слоя почвы не ниже 6. На кислых почвах клевер изреживается, урожай снижается. Тимофеевка луговая достаточно кислоустойчива и стабильно дает удовлетворительные урожаи даже при рН=4,5.

В Нечерноземной зоне из многолетних бобовых культур наиболее распространен клевер луговой. При благоприятных условиях бобово-ризобиального симбиоза на чистых посевах этой культуры в первый год пользования получают более высокий урожай и больший сбор белка с 1га, чем в смеси с мятликовыми травами. Так, в учхозе РГАУ-МСХА им. К. А. Тимирязева “Михайловское” Московской области при посеве клевера лугового в чистом виде на хорошо произвесткованной и обеспеченной фосфором и калием почве в первый год пользования на большой площади было собрано сена – 8,6т/га и сырого белка более – 1200кг/га. Травосмесь клевера и тимофеевки при соотношении компонентов 1:1 дала – 7,3т/га сена и 876кг сырого белка с 1га. На второй год пользования с чистых и смешанных посевов собрали соответственно – 4-7 и 6,4т сена и 658 и 576кг сырого белка с 1га.

На второй год пользования клевер луговой значительно изреживается, в результате урожайность его снижается иногда в 1,5-2 раза. При изреживании клевера мятликовый компонент травосмеси развивается сильнее, вследствие чего урожайность ее снижается в меньшей степени, чем урожайность клевера в чистом виде.

На среднекислых почвах, недостаточно обеспеченных фосфором и калием, активность симбиотической фиксации азота воздуха клевером невысокая, а урожаи умеренные или низкие. В этих условиях клевер изреживается сильнее, чем на хорошо произвесткованных почвах, и клеверотимофеечные смеси всегда дают более высокие урожаи, чем чистые посевы этих культур. Так, в совхозе “Виноградовский” Воскресенского района Московской области на неизвесткованных, бедных питательными веществами почвах сбор сена чистого клевера в первый год пользования составил – 2,6т/га, а клеверотимофеечной смеси на такой же почве – 3,5т/га. На второй год пользования клевер чистого посева выпал на 70-80% и в травостое преобладали сорняки, а клеверотимофеечная смесь при подкормке аммиачной селитрой в норме – 250кг/га дала – 3,8т/га сена главным образом за счет тимофеевки.

На слабоокультуренных малоплодородных почвах мятликовый компонент смеси выступает в качестве страховой культуры, поскольку тимофеевка, например, более неприхотлива к условиям выращивания и дает удовлетворительные урожаи там, где клевер луговой развивается плохо. В то же время при наличии в травосмеси клевера улучшается качества корма мятликового компонента. Именно этим объясняют тот факт, что в Нечерноземной зоне, где почвы преимущественно малоплодородные, с повышенной кислотностью, клевер луговой традиционно выращивают в смеси с мятликовыми травами, при этом средний сбор сена составляет – 1,6-2,3т/га.

Как показывает многолетняя практика, урожай и качество корма бобово-мятликовых смесей зависят от состава компонентов смеси. Некоторые виды мятликовых трав сильно угнетают бобовый компонент, в результате продуктивность его снижается, а вместе с ней и качество корма. Наибольшие урожаи дают такие травосмеси, компоненты которых совместимы.

Совместные посевы – это посевы дух или более видов растений на одном поле с чередующимися рядками или полосами культур. Перед высевом семена культур не смешивают, а высевают раздельно. Например, при совместном посеве кукурузы с соей одной сеялкой высевают кукурузу, а другой – сою.

Цель совместных посевов та же, что и смешанных, – повысить качество корма. Преимущество совместных посевов заключается в том, что первые дают возможность дифференцировать приемы удобрения и ухода за посевами. Например, при совместном посеве кукурузы с соей полосным способом можно при посеве под кукурузу вносить азотные удобрения, а сою высевать без них. В процессе ухода кукурузу можно подкармливать минеральным азотом, а сою культивировать без азотных подкормок, используя ее способность к симбиотической азотфиксации. В борьбе с сорняками под кукурузу можно применять гербициды из группы триазинов, а под сою – трефлан. В смешанных посевах этих культур указанные гербициды применять невозможно.

При смешанном посеве с различной крупностью семян, например сои и сорго, в семенном ящике происходит сепарация семян, и посев получается невыравненным. При совместном посеве этот недостаток устраняется.

При совместных полосных посевах культуры оказывают меньшее негативное влияние друг на друга, почти исключается взаимозатенение. Более того, при посеве культур с разной высотой стебля длинностебельные культуры лучше освещаются, и масса одного растения бывает больше, чем в чистых одновидовых посевах. Низкостебельный компонент испытывает некоторое затенение, но оно намного слабее, чем в смешанных посевах.

Принципы подбора компонентов

Смешанные посевы дают наибольший урожай лучшего качества, если компоненты смесей подобраны по видовому и сортовому составу с учетом критериев их совместимости.

Морфологическая совместимость – один из основных принципов подбора компонентов смесей. Чаще всего в качестве бобовых компонентов однолетних смешанных посевов на зеленую массу включают вику посевную и горох полевой или посевной как высокобелковые культуры, повышающие качество корма. Однако эти растения имеют полегающий стебель, поэтому другой компонент смеси должен быть с прямостоячим стеблем (например, овес или ячмень). Вика и горох хорошо цепляются усиками за мятликовые культуры и при оптимальном соотношении компонентов не полегают. Иногда в качестве поддерживающих культур высевают зернобобовые культуры с прямостоячим стеблем – люпины, кормовые бобы. Горох и вика также не полегают при наличии этих “подпорок”, но такие смеси не имеют смысла, поскольку оба компонента высокобелковые, а чистые посевы их более технологичны и имеют не меньшую белковую продуктивность.

Нередко горох подсевают к подсолнечнику при выращивании на зеленую массу, полагая, что подсолнечник предотвратит полегание гороха. Но горох не цепляется за подсолнечник из-за жесткого опушения его стеблей и черешков, и в конце вегетации полегает. Кроме того, эти компоненты несовместимы по другим параметрам.

Почвено-климатические и гидрологические условия также необходимо учитывать при подборе компонентов смесей. Разные культуры предъявляют неодинаковые требования к гранулометрическому и химическому составу почвы. Например, пелюшка (горох полевой) удовлетворительно растет на легких почвах, а горох посевной и вика посевная лучше удаются на связных среднесуглинистых. Ячмень на легких почвах дает больший урожай, чем овес. В связи с этим на легких почвах более совместимы смеси пелюшки с ячменем, а на средних тяжелых – гороха посевного с овсом или вики посевной с овсом.

К реакции почвенного раствора культуры также предъявляют неодинаковые требования. Среди многолетних бобовых трав лядвенец рогатый и клевер гибридный являются наиболее кислотерпимыми культурами и дают неплохой урожай зеленой массы даже при рНсол=4,5-4,8, оптимальный уровень рНсол для этих культур – 5-6,5. Для клевера лугового необходимы менее кислые почвы, а люцерну вообще не следует высевать при рНсол=6 и ниже.

Мятликовые травы также различаются по реакции на кислотность почвы. Тимофеевка, например, формирует удовлетворительный урожай сена даже на очень кислых почвах. Овсяница луговая требует менее кислых почв, а кострец безостый – нейтральных. В связи с этим на кислых почвах лучше использовать клеверотимофеечные, а на нейтральных – люцерново-кострецовые смеси.

Уровень грунтовых вод необходимо учитывать при составлении травосмесей. Люцерна, например, слабо растет и быстро изреживается, если глубина залегания грунтовых вод менее 1м, а клевер гибридный и клевер ползучий отлично растут, даже если грунтовые воды находятся на глубине немного ниже пахотного слоя почвы.

Фотопериодизм культуры также следует учитывать при подборе компонентов смеси. Длиннодневные культуры, как правило, более требовательны к влагообеспеченности, поэтому их нужно высевать в самые ранние сроки, тем более что они сравнительно холодостойки; при задержке с посевом их урожайность снижается. Культуры короткого дня как более теплолюбивые высевают при прогревании почвы на глубине посева до 8-10°С. Эти культуры устойчивы к недостатку влаги в первые фазы развития, и поэтому их можно высевать в более поздние сроки. Культуры различного фотопериодизма несовместимы как компоненты смеси (например, соя и овес, горох и кукуруза). В некоторых случаях их пытаются совместить, проводя посев в разные сроки. Однако это малоприемлемо в технологическом плане, смешанные или совместные посевы оказываются экономически неэффективными.

Смешанные или совместные посевы одинакового фотопериодизма – вики и овса, кукурузы и сои, сорго и сои – дают высокие урожаи зеленой массы хорошего качества.

Обеспеченность элементами минерального питания – важный фактор при подборе компонентов смеси. Например, урожай зеленой массы и семян люпина желтого не повышается от внесения фосфорных удобрений, если содержание подвижного фосфора составляет – 50мг/кг почвы и более. Удовлетворительно переносят недостаток фосфора в почве тимофеевка, озимая рожь, овес. А кукуруза, пшеница, соя, фасоль, люцерна формируют высокий урожай при высокой обеспеченности подвижным фосфором. Если в почве содержится – 80-120мг/кг этого элемента при достаточной обеспеченности другими элементами, то с помощью внесения фосфорных удобрений можно добиться повышения урожайности.

При выборе компонентов для смешанных посевов необходимо учитывать эту биологическую особенность, с тем, чтобы полнее использовать элементы питания и получать больший урожай.

Особое место в питании бобовых и мятликовых компонентов смешанных посевов занимает азот. Бобовые культуры обладают способностью за счет симбиоза с клубеньковыми бактериями усваивать азот воздуха. Все другие культуры потребляют этот элемент из почвы или удобрений в минеральной форме, уровень их урожая зависит от содержания азота в почве или норм азотных удобрений. На бедных азотом почвах при благоприятных условиях симбиоза бобовый компонент смеси может полностью обеспечить свою потребность в азоте за счет симбиотически фиксированного из воздуха. Небобовый компонент при этом испытывает азотное голодание, и его урожайность лимитируется уровнем плодородия почвы. В этом случае рациональнее использовать чистые посевы бобовых культур.

Толерантность к пестицидам – еще один принцип подбора совместимых культур. Некоторые растения, особенно короткодневные, не выдерживают конкуренции с сорняками, слабо растут, посевы изреживаются и дают низкие урожаи. На засоренных полях невозможно получить хороший урожай кукурузы, сои. В широкорядных посевах этих культур возможна механическая борьба с сорняками с помощью культивации междурядий, однако рядки остаются засоренными и урожай снижается. У культур рядового способа посева механическая борьба с сорняками в период вегетации практически невозможна. Урожайность засоренных посевов зерновых культур бывает в 1,5-3 раза ниже, чем чистых.

По мере интенсификации растениеводства применение гербицидов в посевах с/х культур становится неизбежным. Многие гербициды имеют широкий диапазон токсичности, подавляя целые семейства видов или группу семейств. Так, трефлан в посевах сои подавляет сорняки семейств Капустные, Астровые и Мятликовые. Кроме сорняков семейства Мятликовые он угнетает и культурные растения этого семейства, например кукурузу.

В посевах кукурузы широко применяют гербициды группы триазинов, которые угнетают культурные растения семейства Бобовые. Следовательно, в смешанных посевах кукурузы с соей применение гербицидов весьма ограничено, борьба с сорняками затруднена, и на засоренных полях урожаи таких смесей бывают низкими. Аналогичное положение и со смешанными посевами культур рядового способа посева.

Таким образом, при подборе компонентов смесей необходимо учитывать устойчивость (толерантность) культур к гербицидам. Следует составлять такие смеси, все компоненты которых устойчивы к одному и тому же гербициду.

Темпы роста в начальные фазы развития – также очень важный фактор при подборе компонентов для смешанных посевов. Длиннодневные мятликовые и бобовые культуры (овес, рожь, ячмень, горох, вика, кормовые бобы) в первые фазы развития растут быстро. У короткодневных культур (кукуруза, соя, подсолнечник), эволюционно сформировавшихся при недостатке влаги, в первые фазы надземная масса растет медленно, более быстро развивается корневая система, которая в дальнейшем должна обеспечить растения водой. Аналогичный рост надземных и подземных органов отмечается у культур, приспособленных к легким почвам, например у люпина желтого, хотя он и является длиннодневным растением. Смешанные посевы культур с разными темпами роста надземной массы в первые фазы развития, например овса и люпина желтого, овса и сои, овса и подсолнечника, несовместимы. Овес обгоняет в росте короткодневную культуру, затеняя ее, в результате второй компонент смеси изреживается, а оставшиеся растения составляют незначительную часть урожая. По этой же причине несовместимы смеси кукурузы с горохом, подсолнечника с горохом при одновременном их посеве. Кукуруза и подсолнечник будут угнетены быстрорастущим горохом. Лучшими в этом отношении считаются смеси вики с овсом, гороха с овсом, кукурузы с соей, сорго с соей.

Время наступления уборочной спелости также следует учитывать при подборе компонентов смеси. В некоторых хозяйствах для обогащения зеленой массы кукурузы белком к ней подсевают горох. В Центральном районе Нечерноземной зоны кукурузу на силос убирают в конце августа – начале сентября, когда она накапливает наибольшее количество сухой массы. Горох достигает полной спелости к середине августа. К уборочной спелости кукурузы элементы питания из вегетативной массы гороха переходят в семена (реутилизируются), а семена осыпаются. Качество кукурузной массы практически не улучшается. Время наступления уборочной спелости необходимо учитывать и при составлении смеси многолетних трав. Например, для одноукосного клевера лугового меньше подходит овсяница луговая, чем тимофеевка луговая, так как у овсяницы укосная спелость наступает на 7-10 дней раньше, чем у клевера. Если уборку проводят с наступлением укосной спелости овсяницы, то недобирают урожай клевера, если срок уборки ориентируют на клевер, то снижается качество корма овсяницы. У тимофеевки луговой и клевера лугового укосная спелость наступает одновременно, и поэтому показателю они считаются хорошими компонентами смеси.

В многокомпонентных травосмесях по этой же причине не следует высевать тимофеевку вместе с овсяницей. При уборке в оптимальной для одной из этих культур срок, для другой культуры этот срок будет преждевременным или запоздалым, что приведет к недобору урожая или снижению его качества.

Не следует высевать тимофеевку в смеси с люцерной, поскольку укосная спелость у люцерны наступает раньше, чем у тимофеевки, и неизбежен недобор общего урожая. При запаздывании с уборкой люцерны резко снижается качество корма.

Многоукосность и долголетие посевов – факторы, которые необходимо учитывать при составлении бобово-мятликовых и многокомпонентных травосмесей, выращиваемых в полевых севооборотах. Некоторые культуры в силу своих биологических особенностей, обусловленных генотипом, способны быстро отрастать после скашивания и давать за вегетацию 2-3 укоса и более. Так, кострец безостый, а также райграс многоукосный в Центральном районе Нечерноземной зоны за вегетацию могут давать 2-3 укоса и отаву; тимофеевка луговая – только один укос. Из многолетних бобовых трав наибольшей многоукосностью отличаются люцерны – изменчивая и посевная, которые при поливе дают ежегодно не менее 3 укосов” два укоса зеленой массы формируют лядвенец рогатый и раннеспелые сорта клевера лугового. Позднеспелые сорта клевера лугового дают только один полноценный укос.

Люцерну изменчивую лучше всего сочетать с кострецом безостым или райграсом многоукосным. У этих культур совпадают и темпы роста, и время наступления укосной спелости, они дают одинаковое число укосов.

При посеве люцерны вместе с тимофеевкой во втором и последующих укосах урожай будет формироваться только за счет люцерны, общая урожайность снизится. Кроме того, тимофеевка потенциально менее урожайна, чем кострец безостый или райграс многоукосный. Для клевера лугового одноукосного сортотипа наиболее подходит тимофеевка, а для двуукосного – овсяница луговая, так как срок их первого укоса наступает почти одновременно.

Очень важно при составлении травосмеси учитывать фактор долголетия компонентов смеси. Например, большинство сортов клевера лугового дает максимальный урожай зеленой массы в первый год пользования посевом (на второй год жизни растений). На второй год пользования урожайность его снижается на 30-40%, а на третий год клевер выпадает. Как правило, клевер луговой используют один, максимум два года. Тимофеевка луговая в первый год пользования дает урожай ниже, чем во второй. Поэтому при двухлетнем использовании клеверотимофеечной смеси урожайность во второй год остается практически такой же, как и в первый. В первый год пользования урожай формируется за счет клевера, а во второй – в основном за счет тимофеевки.

Люцерна изменчивая при правильной эксплуатации посева может давать высокие урожаи в течение 6-8 лет. Урожайность этой культуры возрастает до третьего года пользования, далее 2-3 года она не изменяется, после чего начинается снижение продуктивности плантации. Продуктивность костреца безостого также в течение нескольких лет остается высокой. По этому признаку наиболее совместимы люцерново-кострецовые смеси.

Смешанные посевы при экстенсивном и интенсивном растениеводстве

Главная цель возделывания многолетних трав в смесях – стабилизация урожая зеленой массы за счет мятликовой культуры и повышение качества корма за счет бобового компонента смеси.

При экстенсивном ведении растениеводства в условиях Нечерноземной зоны, т. е на кислых почвах, слабо обеспеченных макро – и микроэлементами, наиболее стабильнее урожаи зеленой массы дает тимофеевка луговая. Однако в корме тимофеевки мало белка, он отличается низкими кормовыми достоинствами. Клевер луговой в таких условиях сильно страдает от повышенной кислотности, полевая всхожесть семян снижается, всходы изреживаются, урожай зеленой массы бывает меньше, чем у тимофеевки, иногда посевы клевера погибают полностью.

В смешанных посевах тимофеевки с клевером урожайность трав стабилизируется по годам. Если даже условия для клевера неблагоприятны, урожай формируется за счет тимофеевки. В любом случае при добавлении к тимофеевке клевера улучшается качество корма и повышается общая урожайность трав. Именно поэтому при экстенсивном ведении растениеводства клеверотимофеечная смесь всегда более продуктивна, чем чистые посевы этих компонентов.

Интенсификация кормопроизводства предполагает повышение урожайности и наибольшую окупаемость энергозатрат энергией урожая. Этим требованиям более всего отвечают чистые посевы бобовых трав. Так, при сборе сухого вещества клевера лугового – 11т/га и люцерны изменчивой – 13т/га сбор сырого белка составляет соответственно – 1500 и 2000кг/га. В условиях Центрального района Нечерноземной зоны даже при тщательном известковании кислых почв, научно обоснованной системе применения минеральных удобрений и пестицидов, регулировании водного режима, т. е при интенсивном ведении растениеводства, ни одна другая культура не способна дать столько растительного белка, как многолетние бобовые травы. При этом белок сбалансирован по аминокислотному составу и формируется без затрат энергоемких азотных удобрений за счет симбиотической фиксации азота воздуха. Для создания такого урожая растения потребляют 420-500кг азота на 1га, из них 340-420кг – из воздуха. Из минеральных удобрений такое количество азота растения потребить не могут (для этого пришлось бы внести около 1200кг азота/га), а значит, и такой сбор белка за счет культур других семейств невозможен.

Мятликовые травы не способны к симбиозу с ризобиями, их урожайность ограничивается количеством минеральных форм азота в почве. В результате при интенсивном ведении растениеводства бобово-мятликовые травосмеси менее продуктивны, чем чистые посевы бобовых трав. Для получения максимального урожая обоих компонентов смеси необходимо мятликовый компонент обеспечить минеральным азотом. Однако при внесении азотных удобрений под травосмесь бобовые травы так же, если не более активно, используют минеральный азот в ущерб фиксации азота воздуха, т. е мы невольно бобовый компонент переводим на минеральный тип азотного питания. При достаточной обеспеченности минеральным азотом бобовый компонент быстро выпадает из фитоценоза и остается практически чистый посев мятликовых трав. Поэтому при интенсивном ведении кормопроизводства бобово-мятликовые травосмеси неэффективны, они обладают меньшей урожайностью и белковой продуктивностью, дают корм худшего качества, чем чистые посевы бобовых трав.

Бобовые травы целесообразно высевать в смеси с мятликовыми в том случае, если посевы будут использованы на выпас – это уменьшит опасность заболевания скота тимпанией (чрезмерное скопление газов в рубце у крупного рогатого скота или в кишечнике лошади (ветряные колики).

Фотосинтетическая деятельность растений в посевах

 Скачать Word-версию  fotosinteticheskaya deyatelynost rasteniy

Урожай создается в процессе фотосинтеза, когда в зеленых растениях образуется органическое вещество из диоксида углерода, воды и минеральных веществ. Энергия солнечного луча переходит в энергию растительной биомассы. Эффективность этого процесса и, в конечном счете, урожай зависят от функционирования посева как фотосинтезирующей системы.

В полевых условиях посев (ценоз) как совокупность растений на единице площади представляет собой сложную динамическую саморегулирующуюся фотосинтезирующую систему. Эта система включает в себя много компонентов, которые можно рассматривать как подсистемы; она динамическая, так как постоянно меняет свои параметры во времени; саморегулирующаяся, так как, несмотря на разнообразные воздействия, посев изменяет свои параметры определенным образом, поддерживая гомеостаз.

Такую систему характеризуют новые свойства по сравнению с отдельным растением. Так, для отдельного растения увеличение площади питания и связанное с этим улучшение освещенности приводят к повышению его семенной продуктивности, а для ценоза важна оптимальная густота растений. Условия для максимальной продуктивности отдельного растения и ценоза как системы не совпадают.

Исследованию фотосинтеза ценозов была посвящена Международная биологическая программа. Изучению фотосинтетической деятельности растений в посевах тесно связано с теорией получения высоких урожаев и возможностью управления формированием урожая. Методические основы ее изучения разрабатывали многие ученые. Большой вклад внес А. А. Ничипорович.

Управление формированием урожая весьма сложно, так как растения в ценозе, изменяясь в процессе вегетации, взаимодействуют с другими сложными системами – микроорганизмами почвы, возбудителями болезней, сорняками, вредителями. Многие факторы среды – температурный режим, осадки и другие – практически невозможно контролировать. Однако на основании анализа природно-климатических факторов можно подобрать сорта, адаптированные к конкретным условиям, разработать технологию их возделывания. Многие факторы поддаются регулированию. Можно изменить условия минерального питания, воздействовать на сорняки, вредителей болезни. Управление процессом формирования урожая ведут на основе систематического контроля за развитием растений и направления хода фотосинтетической деятельности посевов в соответствии с заранее заданными параметрами.

Фотосинтетически активная радиация (ФАР)

Необходимое условие фотосинтеза – энергия солнечной радиации. Следует создавать такие посевы, в которых листья поглощали бы энергию солнца с возможно более высоким коэффициентом полезного действия для создания наибольшей биомассы и сосредоточения ее в хозяйственно ценной части урожая – семенах, клубнях, корнеплодах и т. п.

В процессе фотосинтеза принимает участие не вся солнечная энергия, а только ее видимая часть – фотосинтетически активная радиация (ФАР) с длиной волн – 380-720нм (нанометр). Эти лучи поглощаются хлорофиллом и являются энергетической основой фотосинтеза. Энергия ФАР составляет около 50% общей энергии солнечной радиации. Инфракрасная часть солнечного спектра, составляющая также около 50% общей энергии солнца, не участвует в фотохимических реакциях фотосинтеза. Эти лучи поглощаются почвой, от которой нагреваются приземный слой воздуха и сами растения, при этом усиливаются транспирация и испарение влаги с поверхности почвы. Количество ФАР, падающее на единицу поверхности почвы в среднем по месяцам года и по декадам месяца, определено для различных географических зон и приведено в соответствующих справочниках.

Объективным показателем величины урожая (высокий, средний, низкий) может служить коэффициент использования ФАР. Хорошие урожаи соответствуют 2-3% использования ФАР. При возделывании сортов интенсивного типа и оптимизация всех процессов формирования урожая возможна аккумуляция в урожае 3,5-5% ФАР и более.

Поступление солнечной энергии за вегетационный период зависит от географической широты. Так, если сравнивать северные и южные районы РФ, то приход ФАР за возможный вегетационный период различается более чем в 2 раза. Кроме того, можно отметить, что на плодородных почвах Краснодарского края при достаточном количестве тепла и влаги значительно легче сформировать посев, который в среднем за вегетацию усваивает 3% ФАР, чем в Тверской области на малоплодородных почвах и при недостатке тепла.

Показатели фотосинтетической деятельности посевов

Посев представляет собой оптическую систему, в которой листья поглощают ФАР. В начальный период развития растений ассимиляционная поверхность невелика и значительная часть ФАР проходит мимо листьев, не улавливается ими. С повышением площади листьев увеличивается и поглощение ими энергии солнца. Когда индекс листовой поверхности (величина, показывающая, во сколько раз площадь листьев превышает ту площадь, на которой находятся растения; так, если индекс листовой поверхности равен 4, то площадь листьев составляет – 40тыс м²/га, или 4м²/м²) составляет – 4-5, т. е площадь листьев в посеве – 40-50тыс м²/га, поглощение ФАР листьями посева достигает максимального значения – 75-80% видимой, 40% общей радиации. При дальнейшем увеличении площади листьев поглощение ФАР не повышается.

В посевах, где ход формирования площади листьев оптимальный, поглощение ФАР может составить в среднем за вегетацию – 50-60% падающей радиации. Поглощенная растительным покровом ФАР – энергетическая основа для фотосинтеза. Однако в урожае аккумулируется только часть этой энергии. Коэффициент использования ФАР обычно определяют по отношению к падающей на растительный покров ФАР. Если в урожае биомассы в средней полосе РФ аккумулировано – 2-3% прихода на посев ФАР, то сухая масса всех органов растений составит – 10-15т/га, а возможная урожайность – 4-6т зерна/га. В изреженных посевах коэффициент использования ФАР составляет всего – 0,5-1%.

При рассмотрении посева как фотосинтезирующей системы урожай сухой массы, создаваемый за вегетационный период, или его прирост за определенный период зависит от величины средней площади листьев, продолжительности периода и чистой продуктивности фотосинтеза за этот период.

У=ФП*ЧФП,

где У – урожайность сухой биомассы, т/га; ФП – фотосинтетический потенциал, тыс. м²*дни/га; ЧПФ – чистая продуктивность фотосинтеза, г/(м²*дни).

Фотосинтетический потенциал рассчитывают по формуле:

ФП=ScT,

где Sc – средняя за период площадь листьев, тыс. м²/га; Т – продолжительность периода, дни.

Основные показатели для ценоза, как и урожайность, определяют в расчете на единицу площади – 1м² или 1га. Так, площадь листьев измеряют в тыс. м²/га. Кроме того, пользуясь таким показателем, как индекс листовой поверхности.

Основную часть ассимиляционной поверхности составляют листья, именно в них осуществляется фотосинтез. Фотосинтез может происходить и в других зеленых частях растений – стеблях, остях, зеленых плодах и т.п., однако вклад этих органов в общий фотосинтез обычно небольшой. Принято сравнивать посевы между собой, а также различные состояния одного посева в динамике по площади листьев, отождествляя ее с понятием “ассимиляционная поверхность”.

Динамика площади листьев в посеве подчиняется определенной закономерности. После появления всходов площадь листьев медленно повышается, затем темпы нарастания увеличиваются. К моменту прекращения образования боковых побегов и роста растений в высоту площадь листьев достигает максимальной за вегетацию величины, затем начинает постепенно снижаться в связи с пожелтением и отмиранием нижних листьев. К концу вегетации в посевах многих культур (зерновые, зернобобовые) зеленые листья на растениях отсутствуют.

Площадь листьев различных с/х растений может сильно варьировать в течение вегетации в зависимости от условий водоснабжения, питания, агротехнических приемов. Максимальная площадь листьев в засушливых условиях достигает всего – 5-10тыс м²/га, а при избыточных увлажнении и азотном питании она может превышать – 70тыс м²/га. Считается, что при индексе листовой поверхности 4-5 посев, как оптическая фотосинтезирующая система, работает в оптимальном режиме, поглощая наибольшее количество ФАР. При меньшей площади листьев часть ФАР листья не улавливают. Если площадь листьев больше 50тыс м²/га, то верхние листья затеняют нижние, их доля в фотосинтезе резко снижается. Более того, верхние листья “кормят” нижние, что не выгодно для формирования плодов, семян, клубней и т.д.

Динамика площади листьев показывает, что на разных этапах вегетации посев как фотосинтезирующая система функционирует неодинаково. Первые 20-30 дней вегетации, когда средняя площадь листьев составляет – 3-7тыс м²/га, большая часть Фар не улавливается листьями, и поэтому коэффициент использования ФАР не может быть высоким. Далее площадь листьев начинает быстро нарастать, достигая минимума. Как правило, это происходит у мятликовых в фазе молочного состояния зерна, у зернобобовых – в фазе полного налива семян в среднем ярусе, у многолетних трав – в фазе цветения. Затем площадь листьев начинает быстро снижаться. В это время преобладают перераспределение и отток веществ из вегетативных органов в генеративные.

На продолжительность этих периодов и их соотношение влияют различные факторы, в том числе агротехнические. С их помощью можно регулировать процесс нарастания площади листьев и продолжительность периодов. В засушливых условиях густоту растений, а следовательно, и площадь листьев намеренно снижают, так как при большой площади листьев усиливается транспирация, растения сильнее страдают от недостатка влаги, урожайность уменьшается.

Слишком большое разрастание площади листьев при достаточном водоснабжении также приводит к нежелательным результатам. Биомасса в этом случае растет довольно высокими темпами за счет вегетативных органов, однако условия формирования плодов и семян ухудшаются. К подобным результатам может привести и чрезмерное загущение растений. Для кормовых культур, у которых листья представляют хозяйственно ценную часть урожая (например травы), площадь листьев может достигать – 60-80тыс м²/га.

Таким образом, получение высоких урожаев связано с оптимальным ходом (графиком) нарастания площади листьев. Такие графики могут быть определены для каждой культуры и сорта в конкретных условиях их выращивания.

Формирование урожая зависит не только от величины площади листьев, но и от времени ее функционирования. Фотосинтетический потенциал (ФП) объединяет эти показатели. ФП может быть определен за любой период времени, например за декадные, межфазные периоды или в целом за вегетационный период. ФП за какой-либо период представляет сумму величин площади листьев за каждые сутки периода. Например, если площадь листьев в начале периода составляет – 20тыс м²/га, а через 10 дней – 28тыс м²/га, то ФП этого 10-дневного периода составляет – (20+28):2*10=240тыс м² * дни/га. ФП хорошо развитых посевов зерновых культур с вегетационным периодом 100-110 дней составляет за вегетацию – 2-2,5млн м²*дни/га. В южных районах для культур с длительным вегетационным периодом и при хорошем водоснабжении ФП может составить до 4млн м²*дни/га.

Чистая продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) характеризует интенсивность фотосинтеза посева и представляет собой количество сухой массы растений в граммах, которое синтезирует 1м² листовой поверхности за сутки. В среднем за вегетацию у таких культур, как пшеница, ячмень, ЧПФ составляет – 5-7г/(м²*дни). У кукурузы ЧПФ обычно выше. ЧПФ, так же как и ФП, определяют за какой-либо период или в среднем за вегетацию:

ЧПФ=(В2-В1)/ФП,

где В2 и В1 – сухая масса растений с единицы площади в конце и начале периода.

ЧПФ варьирует в течение вегетации. В первый месяц вегетации ЧПФ выше, чем в последующий, так как в начале вегетации растения не затеняют друг друга, все листья хорошо освещены. В дальнейшем с увеличением площади листьев ЧПФ начинает уменьшаться в связи с затенением нижних листьев.

В начале вегетации нарастание биомассы идет медленно, затем темпы приростов увеличиваются. В конце вегетации, когда площадь листьев небольшая, суточные приросты биомассы также невелики. В это время идет перераспределение накопленных ассимилятов из листьев, стеблей и корней в генеративные органы.

Прирост биомассы за любой промежуток времени, в том числе за вегетацию, равен произведению ФП и ЧПФ. Если в среднем за 100 дней вегетации ЧПФ равнялось – 6г/(м²*дни), а ФП – 2млн м²*дни/га, то количество сухой массы составит – 12т/га.

Посев как фотосинтезирующая система наиболее производительно функционирует в период, когда площадь листьев близка к оптимальной – 30-50тыс м²/га. Если ЧПФ в это время равна – 5-7г/(м²*дни), то при площади листьев – 40тыс м²/га суточный прирост сухой биомассы составит – 200-280кг/га. Если период с такой средней площадью листьев продолжается 30 дней, то за это время прирост сухой массы составит – 6-8т/га. При рост биомассы за период, когда посев функционирует в оптимальном режиме, составляет более 70% максимального за вегетацию, хотя продолжительность этого периода – всего 30% общей вегетации культуры. Коэффициент использования ФАР в это время в 2-3 раза больше, чем в первый месяц после появления всходов, а также в конце вегетации.

При созревании в корнях и стеблях сосредотачивается 50-60% сухой массы растений, в основном представленной клетчаткой. В нашем примере из общей биомассы 12т/га на урожай зерна приходится – 5-6т.

Различия в урожаях в конечном итоге определяются тем, достигал ли и как скоро достигал посев в своем развитии оптимального для данных условий состояния, а также как долго он функционировал в этом состоянии.

Таким образом, высокие урожаи обеспечиваются определенным ходом фотосинтетической деятельности растений в посевах. Оптимальный ход нарастания площади листьев и биомассы может быть определен для каждой культуры и сорта в конкретных условиях выращивания.

Факторы, лимитирующие фотосинтез

Почему растения в посеве не достигают оптимального уровня показателей фотосинтетической деятельности или существенно отклоняются от них в отдельные периоды вегетации? Какие элементы фотосинтетической деятельности подвержены наибольшему влиянию различных факторов?

Как следует из формулы У=ФП*ЧПФ, урожай биомассы (а также хозяйственно ценной урожая) прямо зависит от этих показателей. При улучшении условий жизни растений (оптимизация режима питания и влагообеспеченности) обычно усиливаются ростовые процессы, увеличивается площадь листьев. В этом случае листья сильнее затеняют друг друга, поэтому ЧПФ снижаются.

Большинство культурных растений относятся к типу С3, у которых фотосинтез усиливается с ростом концентрации СО2 при насыщающей интенсивности освещения.

К растениям типа С4 относятся хлеба 2 группы – кукуруза, сорго, просо, рис и сахарный тростник. У них не наблюдается светового насыщения и усиленного фотодыхания, а компенсационная точка по СО2 необычайно низка. ЧПФ у С4-растений выше, чем у С3 растений, особенно при повышенной площади листьев. Сорта детерминантного типа роста (ультраскороспелые сорта сои) обычно характеризуются более высокой ЧПФ. Имеют значение также форма, направление и анатомическое строение листьев. У сортов люпина узколистного ЧПФ обычно выше, чем у сортов других видов люпина.

Считается, что у зерновых культур фотосинтез посева осуществляется лучше, если верхние листья направлены под острым углом к стеблю. В процессе селекционного совершенствования сахарной свеклы распластанная по поверхности почвы розетка листьев постепенно превращалась в воронкообразную, что определило способность современных сортов создавать высокопродуктивные посевы.

Большое значение имеет аттрагирующая способность генеративных и запасающих органов растений, благодаря которой пластические вещества из листьев активно перемещаются в них.

Для скороспелых форм ФП должен составлять – 1,5-2млн м²*дни/га, для среднеспелых – 2,5-3 и для позднеспелых – 3-5млн м²*дни/га.

В пределах одного типа скороспелости увеличение ФП может происходить путем ускорения темпов роста площади листьев и увеличения ее максимального значения. Густота посевов – один из факторов, сильно влияющих на эти показатели. Однако чрезмерное разрастание листьев при усилении их затенения может стать отрицательным фактором для формирования репродуктивных органов.

При оптимально влагообеспеченности фактором, ограничивающим ростовые процессы, становится уровень минерального питания. Для получения высоких урожаев необходима высокая обеспеченность элементами минерального питания, в первую очередь азотом. Так, растения пшеницы при урожайности зерна – 5т/га выносят из почвы – 170-200кг азота/га. Однако высокие нормы азота при достаточном количестве влаги усиливают вегетативный рост растений и разрастание листовой поверхности сверх оптимальных размеров, растения полегают, урожай снижается.

Основное средство повышения эффективности использования ценозом влаги и удобрения на фотосинтез и повышение урожайности – генетическое преобразование растений, создание сортов, у которых рост вегетативных органов ограничен, а генеративных – значительно выше, чем у старых сортов. Поэтому одно из направлений современной селекции – создание сортов, реагирующих на улучшение условий выращивания увеличением хозяйственно ценной части урожая.

В онтогенезе растений от всходов до начала созревания выделяют 4 биологически обоснованных периода:

1. Всходы – начало цветения
2. Цветение и образование плодов
3. Рост плодов
4. Налив семян

Основные выходные показатели первого периода – площадь листьев и ФП; второго – максимальная за вегетацию площадь листьев, ФП этого периода и количество образовавшихся плодов в расчете на единицу площади (на 1м²). Число образовавшихся плодов прямо коррелирует с ФП первого периода и особенно тесно – с ФП второго.

В третий период (рост плодов) площадь листьев постепенно начинает уменьшаться, но в среднем сохраняется на высоком уровне; биомасса продолжает интенсивно нарастать за счет роста плодов, которые к концу периода достигают максимальной величины. От числа сохранившихся к концу третьего периода плодов и семян зависят показатели фотосинтеза и поступление в растения азота в 4 период, когда происходит налив семян. Посев как фотосинтезирующая система наиболее активно функционирует в течение 2 и 3 периодов. За это время, равное по продолжительности первому периоду, накапливается – 60-70% биомассы и такое же количество азота от максимальных за вегетацию величин.

Таким образом, эффективность работы каждого последующего периода зависит не только от агрометеорологических условий этого периода, но и от результатов функционирования посева в предыдущий период. Конечные показатели развития посева – урожай семян и его качество – зависят от последовательных состояний посева в процессе роста и развития растений.

Биологический азот

 Скачать Word-версию  biologicheskyi azot

Экологическое, агротехническое и экономическое значение

Биологическая фиксация азота воздуха может быть главным рычагом решения проблемы растительного белка. При включении азота воздуха в биологический круговорот обеспечивается производство дополнительного белка. Белковая продуктивность культур, способных к симбиотической азотфиксации при благоприятных условиях симбиоза, во много раз превосходит белковую продуктивность культур, не обладающих таким свойством.

Продукция, полученная с участием симбиотически фиксированного азота, отличается высокими пищевыми и кормовыми качествами, безвредна для человека и животных. При попытке существенно повысить содержание белка в растениях и увеличить сбор его с единицы площади за счет обильного удобрения минеральным азотом происходит накопление в вегетативной массе нитратов, резко снижается качество урожая. Корма и продукты питания с повышенным содержанием окисленных форм азота вызывают болезни обмена веществ, опорно-двигательной и нервной систем, генеративных органов и генетические нарушения. Дело в том, что оксиды азота блокируют функции гемоглобина и организм страдает от недостатка кислорода.

С помощью биологической фиксации азота воздуха в определенной степени можно решить проблему охраны окружающей среды, предотвращая загрязнение грунтовых вод и водоемов оксидами азота. Обеспечить же высокую белковую продуктивность небобовых культур, не способных к симбиотической азотфиксации, невозможно без применения больших норм минерального азота. Часть этого азота в виде оксидов попадает в грунтовые воды и водоемы, иногда концентрация их превышает предельно допустимые нормы. Оксиды, поступая с водой в организм человека, превращаются в нитрозосоединения, которые являются канцерогенами и могут вызывать образование злокачественных опухолей спустя месяцы и даже годы. В некоторых странах карта повышенного распространения онкологических заболеваний совпадает с картой применения больших норм азотных удобрений и повышенного содержания нитратов в грунтовых водах. Даже при самом высоком сборе белка бобовых культур (более 3т/га) за счет симбиотически фиксированного азота воздуха опасности нет.

Благодаря симбиотической фиксации азота воздуха обеспечивается экономия затрат энергии на единицу продукции. Насколько энергетически выгодно получать растительный белок за счет симбиотически фиксированного азота, показывают следующие цифры: энергетическая себестоимость 1кг белка костреца безостого, полученного за счет азотных удобрений, составляет – 65МДж, 1кг белка люцерны, полученного с участием биологического азота, – 21, козлятника восточного – 14 МДж.

Фиксация азота воздуха – весьма энергоемкий процесс. На техническую фиксацию 1т азота и превращение ее в минеральные азотные удобрения затрачивается около 80ГДж энергии.

Симбиотическая фиксация азота осуществляется за счет энергии солнца, аккумулированной в процессе фотосинтеза. Учеными кафедры растениеводства РГАУ-МСХА им. К. А. Тимирязева установлено, что интенсивность фотосинтеза листьев возрастает по мере активизации симбиоза, расход углеводов на азотфиксацию компенсируется лучшим использованием солнечной радиации и не снижает урожай.

Выращивая бобовые культуры, активно фиксирующие азот воздуха, можно решить проблему сохранения и даже расширенного воспроизводства естественного плодородия почвы. После возделывания таких высокоурожайных культур, как клевер луговой и люцерна изменчивая, в Нечерноземной зоне в почве остается с корневыми и пожнивными остатками – 80-100кг азота/га, т. е больше, чем растения выносят его из почвы за вегетацию. Этого азота достаточно для того, чтобы дополнительно получить с 1га 1,5-2т зерна за время последействия растительных остатков (2-3 года). Таким образом, при симбиотической фиксации азота воздуха не только обеспечивается высокая белковая продуктивность бобовых культур, но и увеличивается урожай последующей культуры в севообороте, сохраняется плодородие почвы.

Тем не менее средняя урожайность зернобобовых культур и многолетних бобовых трав остается низкой: зернобобовых – порядка 1,3-1,5т семян, многолетних бобовых трав – 2,5-3т сена/га. Чаще всего фактором, лимитирующим уровень урожая, является недостаток азота.

Каковы фактические объемы симбиотической азотфиксации в РФ и возможно ли увеличить долю биологического азота в азотном балансе растениеводства?

В расчетах, проведенных ранее некоторыми учеными, размер симбиотической фиксации азота посевами бобовых культур на территории нашей страны принимали на уровне – 70-90кг/га, на всей площади посевов – 16млн т. Размер несимбиотической (ассоциативной) азотфиксации принимали на уровне – 15-18кг/га, на всей пашне страны (228млн га) – 3,4-4,1млн т. фиксированного азота. Эти объемы азотфиксации, вошедшие в научную литературу, явно велики.

Во-первых, приняты завышенные нормы симбиотической азотфиксации. При средней по стране урожайности зернобобовых культур порядка – 1,5т/га общее потребление азота из всех источников составляет не более – 1,2-1,4т/га, а на черноземах – 1,8-2,8т/га, т. е растения могут усвоить из дерново-подзолистой почвы – 42-53кг из черноземной – 69-90кг азота/га без симбиотической азотфиксации и минеральных удобрений. То, что такое количество азота используется посевами из почвы, свидетельствует о снижении ее плодородия, запасов азота в ней. Даже без учета вносимых под эти культуры азотных удобрений на долю всей биологической (симбиотической и несимбиотической) азотфиксации остается в среднем – 10-38кг/га, что значительно меньше величины, принятой в расчетах. Площадь под зерновыми бобовыми культурами в стране составляла около 5млн га, а значит, фактический средний объем симбиотической азотфиксации – около 140тыс т.

Сравнительно низкую среднюю симбиотическую азотфиксацию можно объяснить тем, что в отдельных зонах страны нередко зернобобовые вообще не вступают в симбиоз с ризобиями или активность симбиоза бывает крайне слабой из-за неблагоприятно складывающихся экологических условий.

Средняя урожайность многолетних бобовых трав и их смесей с мятликовыми культурами, занимавших около 15млн га, также была невелика – 2,5-2,7т сена/га. Для формирования такой урожайности общее потребление азота посевом из всех источников в среднем составило – 68кг/га. Учитывая использование посевами азота почвы (в среднем около 50кг/га) и минеральных удобрений (весенние и поукосные подкормки многолетних трав азотом), на биологическую фиксацию азота осталось не более 20кг/га (по крайней мере, намного меньше принятого в расчетах количества – 70-90кг/га).

Во-вторых, приняты завышенные нормы несимбиотической азотфиксации. С урожаем сена травосмесей естественных кормовых угодий (0,5-0,7т/га) отчуждается в среднем до 8кг/га азота, т. е общее потребление фитоценозом этого элемента из всех источников меньше, чем принятая норма несимбиотической азотфиксации.

При расширении площади посева зернобобовых культур в РФ до 10млн га и повышения их урожайности до 2т/га можно увеличить симбиотическую фиксацию этой группы культур в 7 раз. При расширении посевных площадей многолетних бобовых трав до 23млн га и вполне реальном повышении их урожайности до 6т/га объем биологической азотфиксации может быть увеличен в 20 раз. Общая азотфиксация составит более 6млн тонн, а доля участия биологического азота в азотном балансе страны может возрасти до 26%. За счет этого дарового азота можно получить 38млн тонн полноценного растительного белка, а в перспективе эти цифры могут увеличиться соответственно до 9 и 57млн тонн. И это притом, что в расчетах принята не слишком высокая урожайность (в Центральном районе Нечерноземной зоны получают по 2,5-3,5т семян зернобобовых культур, до 15т сена люцерны, более 12т сена клевера лугового и ползучего с 1га, южнее этой зоны потенциальная урожайность этих культур еще выше).

Можно полагать, что в обозримом будущем за счет симбиотической азотфиксации в нашей стране в биологический круговорот может быть вовлечено более 15млн тонн азота воздуха, что по белковой продуктивности эквивалентно экономии 90млн тонн аммиачной селитры. Это в несколько раз больше, чем производит минерального азота вся азотно-туковая промышленность страны.

Определенный вклад в биологическую азотфиксацию могут внести актиноризный симбиоз и свободноживущие диазотрофы.

Наибольший практический интерес представляют бобово-ризобиальный симбиоз, продуктивность которого достигает в условиях средней полосы РФ – 400кг, а в южных районах с более длительным вегетационным периодом – 500-600кг азота воздуха/га. В отличие от фиксации азота свободноживущими диазотрофами, которые используют энергию органического вещества почвы и экссудаты растений (весьма ограниченный источник), симбиотическая фиксация азота идет за счет энергии солнца, аккумулированной растениями в процессе фотосинтеза.

Задача состоит в том, чтобы изучить, выявить условия максимальной активности бобово-ризобиального симбиоза для каждой группы культур, для каждой культуры, в каждой почвено-климатической зоне и обеспечить эти условия агротехническими приемами.

Условия активного бобово-ризобиального симбиоза

В симбиотической фиксации азота воздуха принимают участие макросимбионт – растение и микросимбионт – клубеньковые бактерии рода Rhizobium, которые подразделяют на 11 видов. Каждый вид бактерий приспособлен к одному виду растений или к группе видов растений. Например, соевые ризобии Rhizobium japonicum инфицируют только сою, другие виды клубеньковых бактерий не вступают в симбиоз с соей, Rhizobium lupine инфицируют только люпин, Rhizobium lotus инфицируют лядвенец, а Rhizobium leguminosarum могут вступать в симбиоз с викой посевной и мохнатой, горохом и пелюшкой, кормовыми бобами, чиной и чечевицей. Эта приспособленность вида клубеньковых бактерий к группе видов или определенному виду бобового растения называется специфичностью.

Не все расы (штаммы) одного специфичного вида клубеньковых бактерий могут одинаково успешно проникать в корень растения. Некоторые штаммы отличаются высокой конкурентной способностью и образуют на корнях бобового растения много клубеньков, другие труднее проникают в корень и образуют меньше клубеньков. Следовательно, штамм клубеньковых бактерий должен быть не только специфичным, но и вирулентным.

Некоторые специфичные вирулентные штаммы в симбиозе с растением-хозяином интенсивно фиксируют азот воздуха, у других штаммов фиксация азота протекает медленнее и в меньших объемах. Способность штамма инициировать высокую интенсивность симбиотической азотфиксации называют активностью штамма.

Специфичный вирулентный активный штамм ризобий является первым условием активного симбиоза. Если культуру выращивают в регионе традиционно (например, горох, вику посевную, кормовые бобы) или она встречается в естественных фитоценозах (клевер луговой и ползучий), то в почве имеются спонтанные специфичные штаммы ризобий, которые инфицируют эти культуры. Дополнительная инокуляция в таком случае, как правило, не улучшает образование клубеньков и не увеличивает количество фиксированного азота воздуха. Если же культуру в данном районе возделывают впервые (например, люпин, сою), то в почве нет спонтанных специфичных клубеньковых бактерий, а значит, перед посевом обязательно следует проводить инокуляцию, иначе клубеньки на корнях не образуются, растения не будут использовать азот воздуха, возникнет азотная недостаточность и сформируется низкий урожай. Чаще всего в качестве инокулята используют ризоторфин – клубеньковые бактерии, нанесенные на стерилизованный молотый торф.

Повышенная кислотность почвы – главный фактор, ограничивающий активность симбиоза в Центральном районе Нечерноземной зоны. Установлена устойчивая видовая специфичность реакции симбионтов на изменение рН. Например, лядвенец рогатый удовлетворительно фиксирует азот воздуха (120кг/га) и обеспечивает достаточно высокий сбор сена (6,5т/га) даже при рНсол=4,2. Клевер луговой при той же кислотности фиксирует азота в 9 раз меньше, а люцерна не усваивает азот воздуха. При снижении кислотности до рН=6,5 урожайность лядвенца повысилась в 1,5 раза, клевера лугового – в 4 (с 2,6 до 10,8т/га), люцерны – в 6 раз, белковая продуктивность возросла соответственно в 1,7; 5,5 и 9 раз. Доведение рН почвы до 7,2 снизило азотфиксацию и урожай лядвенца, у клевера эти показатели остались на том же уровне, а у люцерны несколько повысились. Аналогичные данные получены и по другим культурам.

Используя классификацию растений по требованию к рН почвы, можно определить, при какой кислотности почвы определенная культура способна усваивать максимальное количество азота воздуха и обеспечивать наибольшую продуктивность; какую культура рациональнее высевать на данном поле с известной кислотностью; какая культура даст наибольший урожай без затрат на азотные удобрения. Такая классификация дает возможность определить, до какого уровня реакции среды следует известковать почву под каждую культуру, чтобы обеспечить максимальное усвоение азота воздуха и наибольшую белковую продуктивность.

Влажность почвы – третий по важности фактор, определяющий величину и активность симбиотического аппарата. Усвоение азота воздуха при низкой влажности почвы прекращается не вследствие недостатка воды в клубеньках (клубеньки сами не поглощают воду, они получают ее через корни), а из-за нехватки энергетических материалов – углеводов, которые расходуются на рост новых корешков, “ищущих” воду. Этот процесс усиливается по мере снижения влажности почвы. Нередко в районах с дефицитом увлажнения многие бобовые растения развиваются, не образуя клубеньков, несмотря на производимую инокуляцию. Наибольший симбиотический аппарат бобовых культур формируется при влажности почвы от 100% ППВ до ВРК (около 60% ППВ). В практике важно учитывать неодинаковый порог критической влажности для растений разных видов. Например, эспарцет довольно хорошо образует клубеньки при сравнительно низкой влажности почвы, а люцерна более чувствительна к дефициту влаги. При недостатке влаги величина и активность симбиотического аппарата резко снижаются у гороха, вики, клевера лугового, гибридного, ползучего. Для образования клубеньков и активной азотфиксации наиболее важна оптимальная влажность почвы весной и в первой половине лета.

Таким образом, учитывая особенности биологии культур, определяющие их устойчивость к недостатку влаги, можно путем подбора наиболее подходящей культуры или регулирования водного режима обеспечить лучшее развитие и активность симбиотического аппарата и повысить белковую продуктивность растений.

В Центральном районе Нечерноземной зоны (Московская область) засушливые годы и годы с недостаточным увлажнением составляют – 45%, в такие годы клубеньков на корнях бобовых культур образуется мало и сравнительно на короткое время или не образуется совсем, урожай резко снижается. Следовательно, даже в этом регионе для активной азотфиксации необходимо с помощью орошения поддерживать оптимальную влажность почвы для зернобобовых культур в период от начала бутонизации до полного налива семян, а для многолетних бобовых трав – в течение всей вегетации.

Избыток влаги, как и ее недостаток, также неблагоприятен для симбиоза. Из-за снижения аэрации почвы ухудшается снабжение симбиотического аппарата кислородом.

Аэрация почвы играет важную роль в процессе симбиотической азотфиксации. На 1мл фиксированного азота воздуха расходуется 3мл кислорода. Большая часть клубеньков образуется в наиболее аэрируемом слое почвы (0-10см). При уменьшении доступа кислорода к клубенькам снижаются содержание в них леггемоглобина и фиксация азота воздуха. Красный пигмент леггемоглобин (аналог гемоглобина крови по структуре и функциям) обеспечивает перенос кислорода воздуха от периферии клубенька к его энергетическим центрам – митохондриям, где идет окисление углеводов и высвобождение энергии для фиксации азота воздуха. Этот же гемапротеид изолирует азотфиксирующие центры от доступа кислорода, поскольку сам процесс восстановления атомарного азота идет в строго анаэробных условиях.

На тяжелых заплывающих почвах даже активные штаммы ризобий образуют мелкие клубеньки, слабофиксирующие азот. Следовательно, бобовые культуры необходимо размещать на рыхлых, хорошо окультуренных, незаплывающих почвах.

Температурный фактор играет важную роль в симбиотических отношениях макро – и микросимбионтов. Требования симбиотических систем к напряженности температуры закреплены в геноме симбионтов и определены экологическими условиями региона, в которых формировался вид.

Для видов короткодневного фотопериодизма оптимальная температура для максимальной симбиотической азотфиксации находится в диапазоне – 20-30°С. Однако даже за Полярным кругом в воркутинской тундре при температуре немного выше 0°С эндемичные бобовые культуры – копеечник арктический, астрагал субарктический, клевер люпинолистный и многие другие – формируют активный симбиотический аппарат и фиксируют азот воздуха в течение круглых суток. С другой стороны, в полупустынях и пустынях Средней Азии при температуре воздуха до 45°С при орошении соя, нут и маш активно фиксируют азот воздуха, а горох не формирует клубеньков. Верблюжья колючка в этих условиях без орошения имеет много крупных красных клубеньков, свидетельствующих об активной симбиотической азотфиксации.

Условия питания растения-хозяина определяют размеры симбиотической фиксации. Фиксация азота воздуха происходит при участии аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ). Главной составной частью АТФ является фосфор, поэтому при симбиотрофном питании растений азотом бобовые предъявляют более высокие требования к обеспеченности фосфором, чем при минеральном типе питания. Достаточная обеспеченность фосфором – обязательное условие активного симбиоза. При низком содержании фосфора в почве клубеньковые бактерии проникают в корень, но клубеньки не образуются. Различные бобовые культуры предъявляют неодинаковые требования к обеспеченности почвы этим элементом. Например, люпины желтый и многолетний способны извлекать фосфор из труднодоступных соединений почвы. Кормовые бобы, соя и фасоль такой способностью не обладают. Следовательно, для реализации максимальной симбиотической активности при минимальных затратах фосфорных удобрений необходимо учитывать индивидуальные требования конкретной культуры к обеспеченности фосфором и содержание его в почве.

Калий способствует передвижению пластических веществ в растении, лучшему обеспечению симбиотической системы фотоассимилятами. При недостатке калия ограничивается активность симбиотической азотфиксации.

Для активного усвоения азота воздуха бобовыми культурами необходима достаточная обеспеченность микроэлементами, в первую очередь бором и молибденом. Бор способствует лучшему развитию сосудисто-проводящей системы, обеспечению клубеньков энергетическими материалами. На кислых и слабокислых почвах бор находится в подвижном, доступном для растений состоянии и борные удобрения не применяют. При известковании кислых почв и в почвах с нейтральной и щелочной реакцией бор переходит в недоступное для растений состояние и под бобовые культуры можно вносить борные удобрения – боризированный суперфосфат, буру или борную кислоту (1кг бора/га).

Молибден входит в состав азотфиксирующего ферментного комплекса – нитрогеназы. Наряду с другими элементами с переменной валентностью (Fe, Co, Cu) он служит посредником при переносе электронов в окислительно-восстановительных ферментных реакциях. На кислых почвах молибден находится в малоподвижном состоянии, перед посевом на таких почвах семена бобовых обрабатывают молибдатом аммония (20-50г Мо на гектарную норму семян). При увеличении нормы удобрений развитие клубеньковых бактерий угнетается, активность симбиоза снижается. На почвах с нейтральной и щелочной реакцией среды молибден переходит в подвижное состояние и бобовые культуры не нуждаются в молибденовых удобрениях. Таким образом, для увеличения размеров и активности симбиотического аппарата необходимо на кислых почвах применять молибденовые удобрения, а на нейтральных – борные.

Биологические факторы оказывают определенное влияние на активность симбиотической системы. В частности, ризосферная микрофлора может стимулировать или угнетать развитие клубеньковых бактерий в зависимости от ее видового состава. Значительный вред ризобиям наносят бактериофаги, они вызывают лизис клеток ризобий в клубеньках.

Среди различных видов насекомых, наносящих вред клубенькам, наиболее вредоносны полосатый и щетинистый клубеньковые долгоносики, личинки которых питаются содержимым клубенька. При большой численности эти вредители почти полностью уничтожают клубеньки. Против долгоносиков успешно применяют химические средства защиты растений в период выхода жуков из почвы.

Большой вред клубенькам наносят и нематоды, которые обитают в ризосфере различных бобовых культур. Например, в прикорневой зоне гороха обнаружено 47 видов нематод, в том числе 25 паразитических. Эти нематоды проникают в клубеньки и уничтожают их, некоторые расы нематод полностью подавляют образование клубеньков. Основное средство борьбы с нематодами – севооборот.

Итак, для активного усвоения азота бобовыми культурами в симбиозе с клубеньковыми бактериями требуется определенный комплекс условий. В практике сельского хозяйства чаще всего какие-либо факторы среды бывают неблагоприятными для симбиоза. В каждой зоне лимитирующим является свой фактор: в Центральном районе Нечерноземной зоны РФ – повышенная кислотность почвы, в южных районах – влажность почвы, на некоторых почвах – недостаточная обеспеченность фосфором, на почвах с нейтральной и щелочной средой – недостаток бора, а на кислых – молибдена. Для некоторых культур (люпин, соя) в новых районах возделывания лимитирующим фактором является отсутствие соответствующего штамма ризобий и т. п. Следовательно, если нет возможности создать комплекс благоприятных условий для бобово-ризобиального симбиоза, то активность симбиоза всегда бывает низкой, азота воздуха усваивается мало (15-30кг/га) или он не усваивается совсем. Растения в этом случае испытывают азотное голодание и дают низкие урожаи.

Антагонизм (противоположное действие, противодействие органов, химических веществ) микроорганизмов минерального и биологического азота.

В Центральном районе Нечерноземной зоны при благоприятных условиях для симбиоза (слабокислые почвы, орошение, достаточная обеспеченность подвижным фосфором, обменным калием, бором, молибденом) зернобобовые культуры могут сформировать за счет азота воздуха до 3т семян/га, клевер – до 12т сена, люцерна – до 14-