Проектирование технологии возделывания сельскохозяйственной культуры

Биологическая спелость сахарной свеклы первого года жизни связана  с затуханием жизненных процессов  растения к концу вегетационного периода. Это происходит в результате изменений условий внешней среды: похолодания, сокращения светового  дня, снижения интенсивности ФАР  и др. Для биологической спелости характерны отмирание старых листьев, медленное нарастание массы корнеплодов  и накопление сахара в них, повышение  доброкачественности сока, уменьшение содержания воды и золы в корнеплодах.

Техническая спелость сахарной свеклы характеризуется наибольшей массой корнеплода и максимальным содержанием  сахара при минимальном среднесуточном приросте массы и сахаристости корнеплода. К моменту технической спелости возрастает отношение массы корнеплода к массе листьев до 3 : 1. Перед ее наступлением рядки свеклы размыкаются, листья становятся светло-зелеными, частично желтеют и отмирают.

Длительность вегетационного периода свеклы первого года жизни  составляет 150... 170 дней в зависимости  от условий выращивания.

2.3 Отношение к  условиям произрастания

Сахарная свекла очень  требовательна к условиям жизни  и резко реагирует на их изменения.

Отношение к свету

Свекла - растение длинного дня. Синтез углеводов, и в частности, сахарозы, происходит только на свету. Причем чем лучше условия освещенности, тем интенсивнее протекает фотосинтез. При малом числе солнечных  дней или при недостатке света  урожай и сахаристость снижаются.

Интенсивность образования  сахара в листьях и отложение  его в корнеплодах находятся  в прямой зависимости от числа  солнечных дней в августе- сентябре.

Особенно благоприятно сказываются  на образовании органического вещества в эти месяцы короткие смены солнечного освещения и облачности.

Равномерное размещение растений сахарной свеклы на площади, отсутствие сорных растений, хорошее освещение  являются важнейшим агротехническим  условием повышения коэффициента использования  света растением.

Отношение к теплу

   В практике свеклосеяния известно: чтобы обеспечить быстрое появление всходов и не допустить иссушения почвы весной, посев свеклы начинают, когда температура почвы на глубине 5-10 см достигает 6-8°.

При такой температуре, учитывая ее быстрое нарастание весной, всходы свеклы в условиях достаточного увлажнения появляются через 8-10 дней.

В ранние фазы роста, особенно в первые дни после появления всходов, сахарная свекла чувствительна к заморозкам.

В фазу всходов заморозки  в -1...-3°С, а в фазу вилочки –3...-4°С причиняют свекле сильные повреждения. Весной свекла гибнет от заморозков, если повреждается центральная почка и подсемядольное колено.

С появлением первой пары настоящих  листьев устойчивость свеклы к заморозкам повышается, и тогда она может  переносить кратковременные заморозки  в -3...-4 и даже -8°С.

Сахарная свекла чувствительна  и к осенним заморозкам. Подмороженные, а затем оттаявшие корнеплоды быстро теряют сахар и становятся непригодными для переработки.

За период вегетации, в  зависимости от географической широты, сумма среднесуточных температур для  сахарной свеклы составляет  - 2400-2800°С.

Отношение к влаге

   Сахарная свекла относится к растениям, экономно расходующим воду, и является относительно засухоустойчивым.

Транспирационный коэффициент сахарной свеклы первого года жизни составляет в среднем 397 единиц с колебаниями от 240 до 600 и более, а в особо благоприятных условиях снижается даже до 130 единиц.

Сахарная свекла достаточно устойчива к недостатку влаги. Как  мезофитное растение относительно легко теряет воду при усилении транспирации и быстро восстанавливает тургорное состояние тканей при доступе к ним воды.

Мощно развитая корневая система  с богатейшей сетью тканей корневых волосков способствует меньшему снижению урожайности в годы с недостаточным  количеством атмосферных осадков. Кроме того, длительный вегетационный  период дает возможность свекле использовать поздние летние осадки.

Имея низкий транспирационный коэффициент и относительно высокую засухоустойчивость, свекла предъявляет высокие требования к влаге и потребляет значительно больше воды, так как является одной из самых высокоурожайных культур. Кроме того, сахарная свекла имеет высокий коэффициент водопотребления - расход воды на единицу урожая.

На образование единицы  сырой массы корнеплода и ботвы  свекла расходует 70-90 единиц воды, не считая расхода воды на испарение с поверхности  почвы.

Оптимальной влажностью, при  которой идет интенсивный рост и получают максимальный урожай, является 60% Н.В.

В отдельных случаях максимальная масса корнеплода может быть получена как при пониженной (до 40%), так  и при повышенной (до 80%) Н.В. Это  зависит от типа почв, доз удобрений, концентрации почвенного раствора, других факторов. Сахаристость же с уменьшением  влажности до 40% от наименьшей влагоёмкости несколько повышается.

Критический период в отношении  обеспеченности свеклы первого года жизни водой приходится на июль-август, т.е. на период, когда сахарная свекла имеет максимальную листовую поверхность  и когда она усиленно потребляет питательные вещества - период интенсивного роста.

Если вегетационный период свеклы за время с 15 мая по 15 октября  условно разделить на три равные части, по 50 дней в каждой, то соотношение  потребляемой воды за каждый из них  будет примерно 1:9:3.

Отношение к почвам

Сахарная свекла относится  к растениям, предъявляющим повышенные требования к почве.

Наиболее высокие урожаи корнеплодов свекла дает на почвах высокоплодородных, с глубоким пахотным слоем, хорошими физическими свойствами, с нейтральной или слабощелочной  реакцией почвенного раствора и высоким  содержанием растворимых питательных веществ. В то же время следует иметь в виду, что сахарная свекла обладает высокой солевыносливостью.

Этим требованиям более  всего отвечают черноземные почвы  суглинистого гранулометрического  состава, обладающие высоким естественным плодородием.

При использовании соответствующих  приемов окультуривания почв высокие  урожаи сахарной свеклы можно получить на серых лесных, каштановых, дерново-подзолистых  и других типах почв.

Наиболее благоприятные  условия для роста свеклы создаются  на черноземных почвах при плотности  её сложения 1,0-1,2 г/см3, на дерново-подзолистых  и сероземах - при 1,2-1,4 г/см3. На таких  почвах формируются корнеплоды правильной формы.

Непригодны для свеклы лишь почвы легкие песчаные, тяжёлые  глинистые, каменистые, болотные.

Отношение к элементам  питания

Питательные элементы сахарная свекла усваивает на протяжении всего  вегетационного периода. В начале роста  она поглощает относительно небольшое  количество азота, фосфора и калия, однако в этот период сахарная свекла очень чувствительна к недостатку фосфора, поэтому внесение 10-20 кг/га Р2О5 в рядки при посеве создает  благоприятный пищевой режим  в первые 15-20 дней после всходов. В период интенсивного роста листьев свекла потребляет много азота и калия. Для формирования корнеплодов растениям требуется умеренное азотное и усиленное фосфорное и калийное питание. Это время (июль-август) максимального поступления элементов питания.

Сахарная свекла отзывчива  на органические удобрения. Она имеет  продолжительный период вегетации  и хорошо использует питательные  вещества. По данным полевых опытов, обобщенных Белорусским НИИ почвоведения и агрохимии, окупаемость 1 т органических удобрений составляет 125 кг, 1 кг минеральных  удобрений (NPK) – 31 кг корнеплодов. Для  свеклы лучше использовать подстилочный навоз или торфонавозные компосты весенне-летней заготовки после 4 – 5- месячного хранения в уплотненных  буртах в дозах 60 т/га.

Важным условием эффективного использования минеральных удобрений  является дифференцированное их внесение с учетом планируемого урожая и уровня почвенного плодородия (табл. 8.9). Наиболее эффективные из минеральных удобрений  – азотные. Каждый килограмм азота  способствует увеличению урожая корнеплодов  на 50-60 кг. Однако с целью улучшения  качества корнеплодов максимальные дозы азотных удобрений не должны превышать 130-140 кг/га. Избыточное азотное  питание приводит к накоплению аммиачного азота в корнеплодах и снижению чистоты клеточного сока, что в  результате уменьшает выход сахара. Повышенные дозы азотных удобрений  рекомендуется вносить дробно - 90-100 кг/га в основное внесение и 30-40 кг/га в подкормку после прорывки под  первое междурядное рыхление.

Кроме основных питательных  веществ сахарной свекле необходимы микроэлементы в доступной форме. Особенно необходимы кальций, бор, марганец, медь и др. Например бор участвует в образовании биополимеров, прежде всего белков, НК, липидов и полисахаридов. Под воздействием бора возрастает фотосинтез в листьях, улучшается отток углеводов, в первую очередь сахарозы к корням и репродуктивным органам. Таким образом, оптимизируя элементное питание растений путем использования макро- и микроудобрений, можно повысить не только валовой сбор корнеплодов, но и соответственно увеличить выход сахара с единицы площади.

 

 

 

 

 

3 ПРОГНОЗИРОВАНИЕ  УРОЖАЙНОСТИ ПРОЕКТИРУЕМОЙ КУЛЬТУРЫ

3.1 Прогнозирование  урожайности по приходу фотосинтетической  активной радиации

Известно, что 90-95 % сухой  биомассы растений составляют органические вещества, образующиеся в процессе фотосинтеза. Поэтому основной путь повышения урожайности – повышение  фотосинтетической продуктивности растений и коэффициента использования  фотосинтетической активной радиации.

По коэффициенту использования  ФАР посевы условно делят на: обычные – 0.15-1.5%, хорошие – 1.5-3 %, рекордные – 3.5-5 %, теоретически возможные – 6-8 %.

Агроценоз должен быть сформирован так, чтобы коэффициент использования ФАР был как можно выше.

Зная приход ФАР, можно  рассчитать величину общей биомассы растений, накопление которой возможно в определенной местности.

Расчеты по прогнозированию  потенциальной урожайности выполняем  по методике М. К. Каюмова.

По этой методике урожай, который может быть обеспечен  приходом ФАР при оптимальном  в течение вегетации режиме агрометеорологических  факторов, а также урожайной способностью культуры, уровнем плодородия почвы  и культуры земледелия, рассчитываем по формуле:

                         ПУ = Qфар * Кфар / ( 100 * q * 100), (1)

где ПУ – потенциальная урожайность, ц/ га;

      Qфар – приход ФАР за период вегетации культуры, ккал/ га;

     Кфар – Коэффициент использования ФАР посевами,%;

     q– калорийности единицы урожая органического вещества,

                    ПУ = 33.4 ккал/см³ * 2% / ( 100 * 4230 * 100 ) = 157.9 (ц / га)

Для перехода от урожая абсолютно  сухой биомассы, рассчитанной по формуле  ( 1), к урожаю основной продукции при стандартной влажности пользуются следующей формулой:

                  Ум = 100* Пу /  ((100 – В) *а),                                          (2)

где ПУ – урожай абсолютно сухой биомассы, ц/га;

       В - стандартная влажность,% ;

       а – сумма частей в соотношении основной и побочной продукции в

             биомассе; 

                 Ум = 100 * 157.9 / (( 100 – 80) * 1.75) = 451.1 ц/га

3.2 Прогнозирование  урожайности по влагообеспеченности

Для расчета климатически обеспеченной урожайности по влагообеспеченности  посевов используют формулу:

             КОУw = 100 *  W / Кw,                                                            (3)

где  КОУw – климатически обеспеченная урожайность;

       W – продуктивная для растений влага, мм;

       Кw – коэффициент водопотребления, мм * га/ц;

Количество продуктивной для растений влаги рассчитываем по формуле:

                  W = W₀ + 0.8 * Oc, (4)

где     W₀  - запас продуктивной влаги в метровом слое почвы к моменту посева яровых или возобновления вегетации озимых и многолетних трав, мм;

          Oc – количество осадков, которое выпадает за период вегетации культуры, из которых растения используют примерно 80 %, мм;

               W = 190+ 0.8 * 326 = 450.8

      КОУw = 100 * 450.8 / 300 = 150.3 ц /га

                  Ум = 100* Пу /  ((100 – В) *а),                                           (5)

где ПУ – урожай абсолютно сухой биомассы, ц/га;

       В - стандартная влажность,% ;

       а – сумма частей в соотношении основной и побочной продукции в

             биомассе; 

                 Ум = 100 * 150.3 / (( 100 – 80) * 1.75) = 429.4 ц/га

3.3 Прогнозирование  урожайности по тепловым ресурсам

Решающую роль в формировании урожая играют солнечные лучи, тепло, влага и почвенные условия  в комплексе. Взаимоотношение этих условий отражено в формуле а. М. Рябчикова, которая с высокой точностью позволяет определить биогидротермический потенциал продуктивности в конкретных климатических условиях:

          Kp = (W * Tv) / ( 36 * R),                                                                      (6)

где  Kp – биогидротермический потенциал, балл;

        W – продуктивная для растений влага, мм;

        Tv – период вегетации, декад;

       36 – число декад в году;

         R – радиационный баланс за этот период, ккал / см²;

                    Kp = (326 * 17) / (36 * 33.4) = 4.6 баллов

Для перехода от баллов на урожай абсолютно сухой биомассы   Kp умножают

на 20:

         КОУкр =Кр *20                                                                                    (7)

        КОУкр = 4.6 * 20 =92 ц/га

Урожай абсолютно сухой  биомассы, рассчитанный по формуле (6), пересчитываем в урожай основной продукции по формуле (2):

            Ум = 100*  КОУкр /  ((100 – В) *а),                                                    

где КОУкр  – урожай абсолютно сухой биомассы, ц/га;

            Ум = (100 * 92) / ((100-80) * 1.75) =262.9 ц/га

3.4 Прогнозирование  урожайности по качественной  оценке почв